Расчет пароперегревателя и конвективных поверхностей нагрева

 

1. Диаметр труб d/d_вн = 51/45 мм

.   Площадь поверхности нагрева Н = 52 м²

.   Параметры пара на входе:

давление рʹ= р_σ = 1,5 МПа

температура tʹ = t _нас = 198 ⁰С

паросодержание х = 0,98

.   Удельная энтальпия кипящей воды ʹ= 844,7 кДж/кг

.   Удельная энтальпия сухого насыщенного пара ʺ= 2790,4 кДж/кг

.   Удельная энтальпия пара на входе в пароперегреватель ʹ_п= х ʺ + (1-х) ʹ= 0,98*2790,4 + (1-0,98)*844,7 = 2751,5 кДж/кг

.   Параметры пара на выходе:

давление рʺ= 1,4 МПа

температура tʺ = 220 ⁰С

удельная энтальпия ʺ_п =2855 кДж/кг

.   Тепловосприятие пароохладителя ∆ _по =60 кДж/кг

.   Определяем тепловосприятие пароперегревателя  = ( ʺ_п +∆ _по - ʹ_п) = (2855+60 - 2751,5) = 2725,7 кДж/кг

.   Коэффициенты распределения тепловой нагрузки

по высоте η_в = 0,7

между стенами η_ст = 1,0

.   Рассчитываем удельное лучистое тепловосприятие выходного окна топки q_л = η_в η_ст = 0,7*0,87*112 = 48 кВт/м²

.   Угловой коэффициент фестона = 0,8

.   Площадь поперечного сечения газохода перед пароперегревателем Fʹ_г = аʹbʹ = 2,1 * 2,8 = 5,88 м²

.   Определяем лучистое тепловосприятие Q_л = (1 - _ф) Fʹ_г =  *(1 - 0,8)* 5,88 = 302 кДж/кг

.   Определяем конвективное тепловосприятие пароперегревателя Q_к = Q - Q_л = 2725,7 - 302 = 2424кДж/кг

.   Энтальпия газов на входе в пароперегреватель Iʹ = 15872 кДж/кг

.   Температура газов на входе в пароперегреватель ϑʹ = 1025 ⁰С

.   Энтальпия газов на выходе из пароперегревателя Iʺ = Iʹ-  + ∆а  = 17474 -  + 0,05 *238 = 14801 кДж/кг

.   Температура газов на выходе из пароперегревателя ϑʺ = 970 ⁰С

.   Определяем среднюю температуру газов ϑ_ср = 0,5(ϑʹ+ ϑʺ)= 0,5*(1025+970) = 997,5 ⁰С

.   Средняя площадь живого сечения газоходов F_ср = 7,5 м²

.   Определяем среднюю скорость газов  =  =  = 1,28 м/с

.   Коэффициент теплоотдачи конвекцией α_к = а_н С_zС_sС_ф = 30*0,64*1,0*0,9 = 14 Вт/(м² К)

.   Средняя температура пара t_ср = 0,5(tʹ+tʺ) = 0.5*(198+220) = 209 ⁰С

.   Объем пара при средней температуре  = 0,147 м³/кг

.   Средняя скорость пара  =  =  = 9,49 м/с

.   Коэффициент теплоотдачи от стенки к пару α₂ = С_dα_н = 0,85*250 = 210 Вт/(м² К)

.   Толщина излучающего слоя S = 0.9 ( - 1)d = 0.9 (  - 1)* 0.045 = 0,25 м

29. Суммарная поглощательная способность трехатомных газов ρ S = 0,1*0,25*0.25 = 0.006 м МПа

30. Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами κ _г= 20

.   Суммарная оптическая толщина запыленного газового потока ρκ S = κ _г  S = 20*0,25*0,1*0,25 = 0,13

.   Степень черноты излучающей среды а = 0,14

.   Коэффициент загрязнения ε = 0,007 м² ∙ К/Вт

.   Определяем температуру загрязненной стенки трубы t_cт = t_cр + (ε + )  10³ = 209 + (0,007 + )  2125,7*10³ = 285,5 ⁰С

.   Коэффициент теплоотдачи излучением α_л = α_н α С_г= 140*0,12*1 = 16,8 Вт/(м² К)

.   Коэффициент теплоотдачи от газов к стенки α₁ = ξ (α_к + α_л ) = 0,9*(14 + 16,8) = 27 Вт/(м² К)

.   Коэффициент тепловой эффективности Ψ = 0,8

.   Коэффициент теплопередачи κ = Ψ = 0,8 *  = 19 Вт/(м² К)

.   Разности температур между газами и паром - наибольшая ∆t_б = ϑʹ - tʺ = 1025 - 220 = 805 ⁰С - наименьшая ∆t_м = ϑʺ - tʹ = 970 - 198 = 772 ⁰С

.   Температурный напор при противотоке ∆t_прт =  =  = 675 ⁰С

.   Площадь поверхности нагрева прямоточного участка Н_прм = 25 м²

.   Полная площадь поверхности нагрева Н = 42 м²

.   Параметр А = Н_прм / Н = 25/42 = 0,6

.   Определяем полный перепад температур газов τ₁ = ϑʹ - ϑʺ = 1025 -970 = 55 ⁰С

.   Определяем полный перепад температур пара τ₂ = tʺ - tʹ = 220 - 198 = 22 ⁰С

.   Параметр Р =  =  = 0,1

.   Параметр R =  =  = 2,5

.   Коэффициент перехода к сложной схеме Ψ = 0,9

.   Температурный перепад ∆t = Ψ ∆t_прт = 0,9 * 825 = 607 ⁰С

.   Определяем тепловосприятие по уравнению теплообмена  =  =  = 2630 кДж/кг

.   Расхождение расчетных тепловосприятий ∆ =  =  * 100 = 4 %