Расчёт водяного экономайзера

В паровых котлах, работающих при давлении пара до 2,5 МПа, чаще всего применяются чугунные водяные экономайзеры, а при большем давлении - сталь­ные. В котельных агрегатах горизонтальной ориентации с Д<25 т/ч, имеющих раз­витые конвективные поверхности, часто ограничиваются установкой только во­дяного экономайзера. В котельных агрегатах паропроизводительностью более 25т/ч вертикальной ориентации с пылеугольными топками после водяного эконо­майзера всегда устанавливается воздухоподогреватель. При сжигании высоко влажных топлив в пылеугольных топках применяется двухступенчатая компоновка водяного экономайзера и воздухоподогревателя. Расчёт водяного экономай­зера промышленно-отопительного котла почти всегда выполняется конструктив­ным. Цель конструктивного расчёта - определение поверхности нагрева водяного экономайзера по известным значениям температуры дымовых газов перед эконо­майзером, которая берётся из расчёта последней поверхности нагрева котла.

1. Температура газов перед экономайзером , °С, определяется из расчёта последней поверхности нагрева, например:

                                                                            (83)

2. Энтальпия газов перед экономайзером , кДж/м³, определяется потемпературе  по І - θ диаграмме.

3. Температура газов за экономайзером , °С, определяется по формуле:

                                                                               (84)

  

где определяется по таблице на стр.53 [l5].

4. Энтальпия газов за экономайзером , кДж/м³, определяется по І - θ диа­грамме по , ^оС.                

5. Температура питательной воды, , °С, (из условия) -из марки котлоагрегата.

6. Энтальпия питательной воды, , кДж/кг, определяется по формуле:

                                                                               (85)

7. Количество тепла, переданного газами на 1 кг топлива , кДж/кг (кДж/м³), опре­деляется по формуле:

                                                (86)

8. Количество тепла, переданного газами на 1 кг топлива, в 1 сек , кВт, определяется по формуле:

                                                             (87)

9. Энтальпия воды за экономайзером , кДж/кг, определяется по формуле:

                                                (88)

где D - паропроизводительность котла, кг/с.

10. Температура воды за экономайзером t^",°С, определяется по энтальпии воды после экономайзера и давлению её из таблиц 3.1 [12].

11. Тип экономайзера - выбирается.

Если полученная температура воды окажется на 20°С ниже температуры при давлении в барабане котла, то для котлов давлением до 2,4 МПа к установке принимают чугунный водяной экономайзер. При несоблюдении указанных условий к установке следует принять стальной змеевиковый водяной экономайзер.

12. Большая разность температур , °С, определяется по формуле:

                                                              (89)

13. Меньшая разность температур , °С, определяется по формуле:

                                                                   (90)

14. Средний температурный напор , °С, определяется по формуле:

                                                             (91)

15. Средняя температура газов , °С, определяется по формуле:

                                               (92)

16. Следует выбрать конструктивные характеристики принятого к установке экономайзера. Для чугунного и стального экономайзера выбирается число труб в ряду с таким расчётом, чтобы скорость продуктов сгорания была в пределах от 6 до 9 м/с при номинальной производительности котла. Число труб в ряду для чугунных экономайзеров должно быть 3÷10. Стальные экономайзеры выполняются в виде змеевиков из труб с наружным диаметром 28÷38 мм (толщина стенки до 4мм). Конструктивные характеристики труб чугунных экономайзеров приведены в таблице.

Таблица 4. Характеристика чугунных труб

Характеристика одной трубы	Экономайзер ВТИ				Экономайзер ЦККБ
Длина, l, мм	1500	2000	2500	3000	1990
Площадь поверхности нагрева с газовой сто­роны, h, м^2	2,18	2,95	3,72	4,49	5,50
Площадь живого се­чения для прохода продуктов сгорания, f, м^2	0,088	0,120	0,152	0,184	0,21

17. Секундный расход газов V _c, м³/сек, определяется по формуле:

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП.13.02.02 ТТО.16А. 08. ПЗ

                              (93)

                                   

где  - объём продуктов сгорания в экономайзере, определяется из таблицы 1 расчёта.

18. Средняя скорость газов , м/сек, определяется по формуле:

                                            (94)

19. Коэффициент теплопередачи к, Вт/м² К, определяется с помощью номограммы рис. 6.9 [l5] и по формуле:

                                        (95)

20. Поверхность нагрева водяного экономайзера Н_в.э, м², определяется по формуле:

                                 (96)

x1000 = 300 м²

 

 

Заключение

В курсовом проекте произведен тепловой расчет котлоагрегата Е-1/9-1Г, определены тепловые характеристики котла при различных нагрузках. Информационной базой для написания курсового проекта послужили исходные данные с действующей котельной.

Структура курсового проекта состоит из введения, технологической части, расчётной части, заключения и списка используемой литературы. Графическая часть дипломного проекта состоит из 1 чертежа формата А-1: 1 схемы котла Е-1/9-1Г.

 

Литература

1. Бузников Е.Ф., Роддатис К.Ф., Берзиньш Э.Я. Производственные и отопительные котельные. – М.: Энергия, 1974.

2. Либерман Н.Б., Нянковская М.Т. Справочник по проектированию котельных установок централизованного теплоснабжения.- М.: Энергия,1979.

3. Липов Ю.М., Самойлов Ю.Ф., Модель З.Г. Компоновка и тепловой расчёт парогенератора. - М., Энергия, 1975.

4. Павлов И.И. Фёдоров М.Н. Котельные установки и тепловые сети. – М.: Стройиздат, 1986.

5. Панин В. И. Котельные установки малой и средней мощности. – М.: Стройиздат, 1975.

6. Правила безопасности в газовом хозяйстве. ПБ 12-368-00. – М.: Госгортехнадзор России, 2000.

7. Правила устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов. ПБИ 10-370-00. - М.: Госгортехнадзор России, 2000.

8. Правила устройства и безопасной эксплуатации трубопроводов пара и горячей воды. ПБ 10-573-03. – СПб.: ЦОТПБСП, 2003.

9. Роддатис К.Ф., Полтарецкий А. Н. Справочник по котельным установкам малой производительности. – М.: Энергоатомиздат, 1989.

10. Соколов Б.А. Котельные установки и их эксплуатация. – М.: Издательский центр «Академия», 2005.

11. Тепловой расчёт котельных агрегатов. Нормативный метод. - М.: Энергия, 1973.

12. Эстеркин Р.И. Котельные установки. Курсовое и дипломное проектирование. - Л.: Энергоатомиздат, 1989.

13. Эстеркин Р. И. Промышленные котельные установки. - Л.: Энергоатомиздат, 1985.