Размеры поверхностей нагрева. Скорости газов и рабочего тела

Главная»Книги по котлам»Конструкция и расчет котлов и котельных установок - Двойнишников В. А.»Размеры поверхностей нагрева. Скорости газов и рабочего тела

Размеры поверхностей нагрева. Скорости газов и рабочего тела

Расчетные размеры поверхностей нагрева конвективных пароперегревателей, экономайзеров, переходных зон

 

где d - наружный диаметр трубы, м;lэм.ср - средняя длина змеевика, м; z1 - число труб в первом ряду по ходу газов; nэм - число труб в змеевике; к1 = 1 при коридорной и к1 = 2 при шахматной компоновке труб; к2 - число параллельных потоков нагреваемой среды в газоходе (обычно принимают к2 = 1 или 2); к3 = 1 для П-образной компоновки и к3 = 2 для Т-образной компоновки котла. Например, для схемы рис. 63, в к2 = 1, а для схемы рис. 63,б к2 = 2.

Средняя длина змеевика в конвективном и опускном газоходе котла

 

где zn - число петель змеевика; lг = ат при параллельном и lг = аг при перпендикулярном (к фронту) расположении труб.

Для соединительного газохода размеры поверхностей нагрева (длину змеевика) принимают равными среднему значению в поверхности (рис. 125, а). Для ширмового пароперегревателя при однопетлевом исполнении

а для конструкции рис. 54

Множитель 2 в уравнениях (85) и (86) учитывает, что ширма воспринимает теплоту обеими сторонами.

Ширина ленты в ширме

В уравнениях (85)-(87) hm - средняя высота ширмы, м; zш и zп - число ширм и петель ширмы; S'2 - расстояние между осями крайних труб в петле ширмы, м; S2 - продольный шаг труб, м; d - наружный диаметр трубы, м; nзм - число параллельно включенных труб.

где d = 0,5 (d + d) - средний диаметр трубы, м; zx - число ходов в ступени; hx - высота хода, м; zT - общее число труб для прохода газа; коэффициентом 0,95 учитывается степень заполнения ротора листами; Dp - диаметр ротора, м; kр - коэффициент загромождения сечения ротора валом; С - количество поверхности в единице объема набивки, м/м3; h - высота набивки, м.

Значения kv в зависимости от диаметра Dp ротора и С в зависимости от толщины листов набивки δП при различном эквивалентном диаметре набивки приведены ниже.

В РВП площадь поверхности по газу

 

где kл - коэффициент, учитывает загромождение ротора листами, значения приведены выше; xr = zr / zc и хв = zB / zc - доля сечения для прохода соответственно газа и воздуха; zB и zc - общее число секторов для прохода соответственно газа и воздуха (см. табл. 16).

Размеры поверхностей нагрева и площадь проходного сечения для воды и пара в змеевиковых поверхностях нагрева

 

где dвп - внутренний диаметр трубы; zT - общее число параллельно подключенных труб, внутри которых движется обогреваемое рабочее тело.

Величина

 

Расчетная площадь сечения для прохода газов, в ширмовых и змеевиковых поверхностях нагрева

 

где S1 - поперечный шаг между трубами (см. табл. 14).

Для ТВП суммарная площадь труб для прохода газа

 

где zп - число параллельных потоков воздуха в воздухоподогревателе ,

По расчетным значениям Fr, FB и F находят скорости газа wr, воздуха wb и рабочего тела w. Скорость газа

 

где Vт и gr - объем и доля газов, пропускаемых через рассчитываемый газоход; θ = 0,5 (θ' + θ") - средняя температура газов, °С; Fr - расчетная площадь сечения для прохода газов, м2. Скорость воздуха

где ßСр - среднее избыточное количество воздуха в воздухоподогревателе по отношению к теоретически необходимому; V° - теоретически необходимое для горения количество воздуха, м8/кг; gB - доля воздуха, пропускаемого через воздухоподогреватель; t = 0,5 (t' + t") - средняя температура воздуха, °С; FB - площадь сечения для прохода воздуха, м3.

Скорость воды и пара

 

где g - доля расхода воды (пара) через рассматриваемую поверхность по отношению к паропроизводительности котла; иср - средний удельный объем, рассчитываемый при среднем давлении и температуре, м2/кг; F - расчетная площадь сечения для прохода воды (пара), м2. В табл. 23 даны предельно допускаемые скорости газа на. входе в первый пакет конвективной шахты для некоторых видов топлив. Минимальные скорости газов по условиям заноса поверхностей нагрева при расчете котла на нижнем пределе нагрузки принимают следующие: wr - 6 м/с для поперечно омываемых пучков; wr - 8 м/с для трубчатых и регенеративных ВП при продольном обтекании их газом.

Нормами теплового расчета рекомендуются следующие наивыгоднейшие скорости газа, м/с, полученные из условия, когда износ поверхностей золой минимален. Верхние пределы указанных скоростей могут быть приняты для газомазутных котлов. В общем случае скорости газа и воздуха следует выбирать на основании технико-экономических расчетов. Следует отметить, что с увеличением скорости интенсифицируется теплообмен.

 

Размеры поверхностей нагрева, их металлоемкость, трудозатраты на изготовление и стоимость снижаются. Повышается надежность конструкции, так как сокращается число сварных стыков. Однако при этом возрастает сопротивление газового тракта, растут расходы на тягу и дутье, увеличивается абразивный износ поверхностей, снижается срок их службы. Минимум суммарных затрат определяет оптимальную скорость wr газа. Рекомендуемые массовые скорости рw воды и пара приведены выше. Наибольшие значения, как правило, принимают для котлов СКД. Указанные величины рда обеспечивают достаточный отвод теплоты от металла труб при приемлемых значениях гидравлического сопротивления.