Конструкция утилизационного парового котла

ФГОУ ВПО

КАЛИНИНГРАДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ 

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра «Судовые энергетические установки и теплоэнергетика» 

Курсовой  проект

по  дисциплине “теплогенерирующие установки” 
 
 
 
 
 

      Выполнил  студент гр. 08-ТВ

Махов С. Ю.

Проверил: Филонов  А.Г. 
 
 
 
 
 
 

    Калининград 2011

       Содержание 

      Введение

      1 Конструкция утилизационного парового  котла 

          1.1 Задание

          1.2 Описание конструкции  утилизационного парового котла  и обоснование 

          выбора основных его узлов

      2 Тепловой расчет

          2.1 Исходные данные

          2.2 Расчет состава рабочей массы  топлива

          2. 3 Расчет объемов воздуха и  продуктов сгорания

          2.4 Определение теплосодержания дымовых  газов

          2.5 Тепловой баланс парового котла

          2.6 Расчет теплообмена в испарительном  пучке

          2.7 Расчет теплообмена в экономайзере

      3 Газодинамический расчет парового  котла

          3.1 Исходные данные 

          3.2 Расчет газового  тракта 

      4 Расчет сепаратора

          4.1 Исходные данные

          4.2 Определение конструктивных  размеров сепаратора

      5 Расчет на прочность парового  котла и сепаратора

          5.1 Исходные данные

          5.2 Расчет на прочность

      6 Результаты расчета

      7 Перечень мероприятий по повышению  эффективности и надежности утилизационного  парового котла

      8 Охрана труда и техника безопасности

      9 Охрана окружающей среды

      10 Литература

      11 Графическая часть

          11.1 Чертеж УПК

          11.2  Чертеж сепаратора 
 
 
 

     1 Конструкция  утилизационного парового котла

1.1 Задание

     
Наименование Обозначение Единицы измерения Числовое значение
Вариант     53
Мощность  двигателя Ne кВт 4200
Удельный  расход топлива be Кг/кВт ч 0,214
Коэффициент избытка воздуха a - 2,2
Температура газов на входе в утилькотел tг °С 440
Марка топлива - - Моторное
Давление  пара в сепараторе Рк МПа 0,8
Температура питательной воды tПВ °С -

 

Расчетная схема  утилизационного котла

    

    1. Испарительная поверхность;
    2. Экономайзер;
    3. Сепаратор;
    4. Отбойный козырек;
    5. Подводящий котел;
    6. Вертикальный жалюзийный пакет;
    7. Циркуляционный насос;
    8. Питательный насос.
 

     1.2 Описание  конструкции утилизационного котла  и обоснование выбора основных  его узлов 

    Утилизационные  паровые котлы

    Утилизационные  паровые котлы устанавливают  на строящихся и находящихся в  эксплуатации судах. Котлы нашли  применение на транспортном флоте как  эффективное средство экономии топлива. Применяются они для утилизации тепла дымовых газов дизельных  и газотурбинных установок. На промысловом  флоте, где 95 % судов – дизельные, утилькотлы не нашли пока широкого применения. Одной из основных причин такого положения послужила длительная эксплуатация энергетических установок  промысловых судов на переменных режимах. В настоящее время применяются  самые разнообразные типы утилькотлов: огнетрубные и водотрубные, горизонтальные и вертикальные, с естественной и  принудительной циркуляцией.

    Паровой котел имеет поверхность нагрева, которая состоит из 22-х параллельно  включенных змеевиков. Каждый змеевик  включает две последовательно соединенные  спирали, выполненные из труб диаметром 29х2,5 мм. Концы змеевиков приварены  к стаканам. Последние вварены во входной поз. 20 и выходной коллекторы поз.21, изготовленные из труб диаметров 133х8 мм из стали марки 10. Коллекторы приварены к жесткой стальной раме, которая крепится к обшивке фланцами и болтами. В каждом стакане входного коллектора ввернута втулка с дроссельной шайбой, диаметр которой определяется расчетом. В стаканах выходного коллектора сделана такая же резьба, как и для крепления втулки. В случае выхода из строя змеевика резьбовые отверстия используют для установки заглушек. С этой целью напротив каждого змеевика в наружном стакане расположены отверстия, закрываемые пробками. Гильза служит фильтром и имеет отверстия диаметром 8 – 10 мм для прохода воды, общая площадь которых в три-четыре раза превышает сечение трубы змеевика. Змеевики лежат на нижней крестовине поз. 1 и прижимаются к ней верхней крестовиной поз. 2 с помощью стяжных шпилек поз. 3, приваренных к газоперепускной трубе поз. 4. Для фиксации шага в пучке и обеспечения зазора между змеевиками предназначены дистанционные гребенки и полосы, устанавливаемые радиально. При диаметре кожуха до 1200 мм количество гребенок и соответственно полос равно четырем, при большем диаметре их может быть до шести. Кожух парового котла цилиндрический, газоплотный состоит из приемной камеры, обшивки и выпускаемой камеры, соединенных между собой фланцами и болтами. Приемная камера поз. 5 представляет собой цилиндр с конусным днищем, на котором расположены патрубок для приема газов поз. 6, патрубки – для дренажа воды поз. 7 и спуска гудрона поз. 8. Для доступа в камеру имеется окно со съемным щитом поз. 9.

    Паровой котел прикреплен к фундаменту двумя  горизонтальными опорами на приемной камере поз. 10 и одной вертикальной опорой поз. 11 на выпускной камере. Последняя состоит из обечайки, конусного днища и выпускного газового патрубка. Для транспортировки парового котла предусмотрены два обуха поз. 12.  
 

     В приемной камере  
поз. 5 смонтировано газоперепускное устроиство, состоящее из газоперепускной трубы поз. 4, регулирующей заслонки поз. 13 консольного типа и привода поз. 14 к ней. Изоляция наружных поверхностей парового котла представляет собой слой совелитовой штукатурки, накладыываемый на стальной лист кожуха. Поверх слоя уложены совелитовые плиты, на которые натянута металлическая сетка, прикрепленная к кожуху приваренными шпильками. Далее следует слой совелитовой штукатурки, покрытый тонколистовой оцинкованной сталью. Фланцевые соединения, коллекторы, съемные щиты изолированы асбестовыми матрацами, выполненными из асбестовой ткани с наполнителем из совелитового порошка. Арматура парового котла включает клапаны циркуляционной воды поз. 15 , два клапана осушения поз. 16, предохранительный клапан поз. 17, клапан выпуска воздуха поз. 18. Обмывочное устройство располагается над трубным пакетом и предназначено для обмывки наружных поверхностей змеевиков горячей водой. Оно состоит из кольцевой трубы поз. 19 с тремя рядами отверстий диаметром 4 мм. Труба крепится кронштейнами и хомутами к верхней крестовине поз. 2.
 

    Сепаратор

  

Сепаратор парового котла с принудительной циркуляцией является емкостью с  запасом воды, достаточным для  компенсации возможных колебаний  уровня при запуске парового котла  и во время переменных режимов  работы. Сепаратор в составе котельной  установки предназначен не только для  очистки пара от капель воды, что  необходимо для снижения эрозии паропроводов, измерения расхода пара, если пар  насыщенный, и для повышения надежности работы пароперегревателя, если есть необходимость  в выработке пара с температурой более 160 – 190 °С, но и как резервуар воды, необходимый для запуска котла и для компенсации колебаний уровня при переменных режимах работы котла. Различают сепараторы вертикальные и горизонтальные. Первые более компактны и удобно располагаются в машинно-котельных отделениях судов. Однако из-за высокой влажности вырабатываемого пара (5 – 10 %) их обычно применяют для низкой производительности (менее 3000 кг/ч). При большей мощности котла применяют горизонтальные сепараторы, так как в них можно обеспечить меньшие скорости подъема пара. Однако, такое объяснение правильно только тогда, когда применяются сепарационные устройства, отделяющие крупные капли (сепараторы грубой очистки). В настоящее время можно получать пар с влажностью менее 0,5 % без увеличения объема сепаратора. Для этого достаточно применить сепараторы тонкой очистки – вертикальные пакеты жалюзи или сеток. В этом случае разница в расположении сепараторов исчезает и можно применять только вертикальные, так как они занимают меньше места в плане. Снижать влажность насыщенного пара необходимо для предотвращения эрозионного износа паропроводов, уточнения измерения расхода пара и обеспечения нормальной работы пароперегревателя. Сепаратор представляет собой цилиндрический сосуд вертикального или горизонтального расположения. Вертикальные сепараторы более удобны для размещения, их обычно применяют в установках небольшой мощности. Высокопроизводительных УПК, где требования к качеству насыщенного пара, идущего на перегрев, значительно выше, применяют горизонтальные сепараторы, которые при заданном диаметре за счет длины могут иметь большую площадь зеркала испарения. Горизонтальные сепараторы УПК по внутреннему устройству, комплекту и размещению арматуры, контрольно-измерительных приборов и средств автоматики мало отличаются от пароводяных коллекторов ВПК. Вертикальный сепаратор имеет несколько иное конструктивное исполнение внутренних частей, расположение арматуры и опор. Вертикальный сепаратор УПК состоит из корпуса поз. 1, изоляции поз.2, обухи поз. 3, внутри сепаратора установлены козырек поз. 4, питательная труба поз. 5 и отбойный щит. Корпус представляет собой сварную конструкцию из цилиндрической обечайки и двух эллиптических днищ. На обечайке имеется лаз поз. 6 размером 300х400 мм. В корпус вварены патрубки с фланцами для присоединения водоуказателя поз. 7, стопорного клапана поз. 8, питательного клапана поз. 9, клапана продувания поз. 10,  предохранительного клапана поз. 11 К патрубку 12 присоединяется клапан циркуляционной воды. Козырек поз. 13 предотвращает захват пара циркуляционной водой, особенно при понижении уровня воды. Труба поз. 14 имеет три ряда отверстий диаметром 7 мм для равномерного распределения питательной воды внутри корпуса. Отбойный щит создает вращательное движение потоку поступающей пароводяной смеси с целью использования центробежного эффекта для лучшего отделения воды от пара. Поток направлен в сторону, противоположную водоуказателю. С помощью опор поз. 15 сепаратор крепится к судовому фундаменту. У вертикального сепаратора их две в нижней части (одна из них подвижная) и одна (подвижная) в верхней части. Автоматическое регулирование уровня воды в сепараторах производится с помощью термогидравлического регулятора.

      В мощных утилизационных установках с паропроизводительностью  
D = 20 000 кг/ч и более применяют более сложные гидравлические регуляторы питания ДРП – 80.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2 Тепловой  расчет парогенератора

    2.1 Исходные данные

     
Наименование Обозначе-ние Единицы измере-ния Числен-ное значение
Элементарный  состав горючей массы Дизельного топлива СГ % 86,5
НГ % 12,6
NГ % 0,3
ОГ % 0,2
SГЛ % 0,4
Зональность топлива АР % 0,05
Влажность топлива  WР % 1,5
Теплота сгорания сухой массы топлива QpН МДж/кг 40,8
Мощность  двигателя NЕ кВт 4200
Удельный  расход топлива bе Кг/кВт.ч 0,214
Коэффициент сохранения тепла (приближенный) j - 0,95
Температура газов на входе в котел tГ °С 440
Энтальпии газов на входе в котел JГ кДж/кг 15091
Давление  пара в сепараторе РК МПа 0,8
Температура насыщения пара ts °С 169,61
Энтальпия сухого насыщенного пара i11 кДж/кг 2767,5
Теплота парообразования r кДж/кг 2050,3
Энтальпия кипящей воды i1 кДж/кг 717,2
Температура питательной воды tПВ °С 50
Энтальпия питательной воды iПВ кДж/кг 210
Влажность пара у - 0,005
Продувка  воды из сепаратора р % 5,0
Коэффициент учитывающий стоимость монтажа  оборудования КМ - 1,2
Температура холодного воздуха tХВ °С 30
Энтальпия холодного воздуха J0ХВ кДж/кг 800
Температура газов за котлом (уточненная) tУХ °С 250
Энтальпия газов за котлом JУХ кДж/кг 8500
Плотность трехатомных газов rRO2 кг/м3 1,965
Плотность двухатомных газов rR2 кг/м3 1,25
Плотность водяных паров rН2О кг/м3 0,804
Плотность влажного воздуха rВ кг/м3 1,293
Объем трехатомных газов VRO2 кг/м3 1,59
Объем двухатомных паров VR2 кг/м3 8,52
Объем водяных паров V0Н2О кг/м3 1,57
Объем влажного воздуха в дымовых  газах V0вл.в кг/м3 10,9
Паропроизводительность  котла кг/с 0,62
Расход  топлива на двигатель В кг/с 0,25
Коэффициент сохранения тепла j - 0,968
Температура газов за пучком tЗП °С 285
Объем продуктов сгорания VГ кг/м3 24,76
Диаметр труб парогенератора d м 0,029
Поперечный  шаг труб S1 м 0,042
Продольный  шаг труб S2 м 0,042
Коэффициент теплоотдачи испарительного пучка aк Вт/м2 108,8
Поправочный коэффициент, учитывающий число  труб Сп - 1,0
Коэффициент, учитывающий шаг труб Св - 1,0
Коэффициент, учитывающий парциальное давление водяных паров Сф исп - 1,0
Коэффициент загрязнения труб испарительного пучка eисп м2К/ВТ 0,004
Коэффициент омывания пучка труб w - 0,97

 

2.2 Определение состава  рабочей массы топлива

Наименование Обозна-

чение

Размерность Расчетная формула  или источник Расчет и результат
Элементарный  состав рабочей массы СР % СГ·
86,5*(100-0,05-1,5)/100 =85,2
НР % НГ·
12,6*(100-0,05-1,5)/100 =12,4
NР % NГ ·
0,3*(100-0,05-1,5)/100 =0,295
ОР % ОГ ·
0,2*(100-0,05-1,5)/100 =0,197
SРЛ % SГЛ ·
0,4*(100-0,01-1,5)/100 =0,395
Теплота сгорания рабочей массы топлива QРН %        
 
 
 
40800*(100-1,5)/100 =40200
Коэффициент избытка воздуха в газах a - Задано 2,2

 

2.3 Определение объемов воздуха и продуктов сгорания

Наименование Обозна-

чение

Размерность Расчетная формула  или источник Расчет Результат
1 2 3 4 5 6
Теоретическое количество сухого воздуха на 1 кг топлива
0,0889*(85.2+0,375*

*0,395)+0,265*12.4-                                            0,0333*0,197

10.78
Объем трехатомных газов
0,01866*(85.2+0,375* 0,395) 1,59
Объем двухатомных газов (теоретически необходимый)
(0,79*10.78)+0,008*

*0.295

8,52
Объем водяных паров

(теоретически  необходимый)

0,111*12.4+ 0,0124*1.5+0,0161*10.78 1,57
Теоретическое количество влажного воздуха
1,0161*10.78 10.9
Действительный  объем продуктов сгорания  (при  н.у)
 
1,59+8,52+1,57+

+(2,2-1)*10.9

24.76

tг Трехатомные Двухатомные Водяные пары J0г Влажный воздух (α-1)·J0ВЛ.В. Jг
(c·t)RO2 VRO2·(c·t)RO2 (c·t)R2 V0R2·(c·t)R2 (c·t)H20 V0H20·(c·t)H20 J0RO2+J0R2+J0H20 (c·t)ВЛ.В. V0ВЛ.В.·(c·t)ВЛ.В. J0Г+(α-1)·J0ВЛ.В.
ºС кДж/м3 кДж/кг кДж/м3 кДж/кг кДж/м3 кДж/кг кДж/кг кДж/м3 кДж/кг кДж/кг кДж/кг
100 170 270 131 1116 151 237 1623 132 1439 1727 3350
200 357 568 260 2215 302 474 3257 266 2899 3479 6736
300 557 886 392 3340 461 724 4950 402 4382 5258 10208
400 770 1224 527 4490 627 984 6698 542 5908 7090 13788
500 995 1582 652 5555 795 1248 8385 685 7467 8960 17045
600 1225 1948 805 6859 970 1523 10330 830 9047 10856 21186
700 1460 2321 946 8060 1145 1798 12179 980 10682 12818 24997

 

                                                                                               

2.4 Определение  теплосодержания  дымовых газов

Диаграмма продуктов  сгорания моторного топлива при  α=2,2.

2.5 Тепловой баланс  парогенератора

Наименование Обозначение и размерность Расчётная формула  или источник Расчёт Результат
Расход  топлива на двигатель В, кг/c Nl*bl/3600 4200*0,214/3600 0,25
Температура газов на выходе из парогенератора t’ух, С принимается  
-
190 210 230
Энтальпия газов на выходе из парогенератора J ‘ух, кДЖ/кг Из. табл. 2.4  
-
6450 7000 7910
паропроизводительность  парогенератора (приблизительно) D”к, кг/с B* φ”*(Jг – J’ух)/ (I” – I пв) 0,25*0,95*(15091 –  J ‘ух  )/(2767,5 -210) 0,802 0,751 0,667
Потери  тепла в окружающую среду с  теплообменом q”s, % 2,6/(D”к)^0,448 2,6/( D”к)^0,448 2,87 2,96 3,12
К - т сохранения тепла ( уточнённый) φ 1 - q”s/100 1 - q”s /100 0,971 0,970 0,969
Паропроизводительность  парогенератора (уточнённая D’к кг/с B* φ’*(Jг – J’ух)/ (I” – I пв+p/100*(I’ – iпв)) 0,25* φ’*(15091 – J ‘ух  )/(2767,5 -210 + 5/100*(717,2 – 210)) 0,812 0,760 0,674
К – т  испоьзования тепла в парогенераторе η’ут, % φ’*(Jг – J’ух)/ (Jг – J [в)*100 (φ’*(15091 – J ‘ух)/(15091 -800))*100 58,71 54,9 48,69
к – т  теплопередачи (приближ.)

K’п,  Вт/м^2/K принимаем   60
Среднелогарифмический перепад температур Δt’, К (tг – t’ух)/(ln ( tг –                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                         ts)/(t’ух – ts)) (440 – t’ух)/(ln(440 – 169,61)/( t’ух – 169,61)) 96,7 121 140
Поверхность нагрева парогенератора (приближ) H’  м^2 φ’*B*(Jг – J’ух)/ (Δt’ * K’п)*1000 ’*0,25*(15091- J’ух)/ Δt’60)*1000                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      361,5 270,3 207,1
Эффективность парогенератора Э, кг/м^2/C D’к* η’ут/ H’   0,132 0,154 0,159
Оптимальная температура уходящих газов tух, C Принимаем, в связи с характеристикой утиль. котла в зависимости от температуры уходящих газов.   250
Масса 3-х  атомных газов
1,965∙1,59 3,12
Масса 2-х  атомных газов
1,25∙8,52 10,65
Масса водяных  паров
1,26
Масса влажного воздуха
14,09
Масса дымовых  газов, образовавшихся при сжигании 1 кг топлива
3,12+10,65+1,26+

(2,2-1)∙14,09

 31,94
Расход  газов через парогенератор Gг, кг/c В*Мг 0,25*31,94 7,985
Прототип       КУП –90С
Паропроизводительность  парогенератора  (уточнённая) B* φ*(Jг – Jух)/ (I” – - r*y -Iпв+p/100*(I’ – iпв)) 0,25*0,968*(15091 – 8500)/((2767,5 – 2050,3*0,005 – 210+ (5/100)*(717,2 –210) 0,62
К – т  использования тепла в парогенераторе (уточнённый) η ут, % φ*(Jг – Jух)/ (Jг – J хв)*100 0,968*(15091 – 8500)*100/(15091-800) 44,64
Производительность  питательного насоса (минимальная) W’пн, кг/c 1,2 * Dк 1.2 * 0,62 0,744
Марка питательного насоса       ЭПМН 3/70
Производительность  циркуляционного насоса (минимальная) W’ц, кг/c K’*Dк 2*0,62 1,24
Марка циркуляционного  насоса       ЦНГ-10
Кратность циркуляции (уточнённая) K Wц/Dк 2,78/0,62 4,48

 
 

2.6 Расчёт теплообмена в испарительном пучке

Наименование Обозначение и размерность Расчтёная формула  или источник Расчёт Результат
Количество  тепла переданное через поверхность  нагрева испарительного пучка Q исп, кВт Dк*(I”- ry- I’) 0.62*(2767,5 – 2050,3*0.005- 717,2) 1265
Энтальпия газов за испарительным пучком Jзп, кДж/кг Jг – Qисп/B*φ 15091 – 1265/0,968*0,25 9864
Среднелогарифмический температурный напор Δtисп, K (tг – tзп)/ln ((tг- ts)/(tзп – ts)) (440 – 285)/(ln(440 – 169,61)/(285 – 169,61)) 182
Внутренний  диаметр парогенератора dк, м 0.03*(Nl)^0.5 0.03*(4200)^0.5 1.94
Сечение газоперепускной  трубы Fгт, м^2 B*Vг*(tг+273)/50*273 0.25*34,76*(440+273)/50*273 0.323
Наружный  диаметр газоперепускной трубы dгт, м 1,13*(Fгт)^0.5 1,13*(0.323)^0.5 0.64
Число витков спирали в одном ряду труб n, шт 0.5*(dк - dгт)/S1 -1 (0.5*(1,94-0,64)/0.042) -1 14,48
средний диаметр  спирали секции d сп, м 0.5*(dк + dгт) 0.5*(1,94+0,64) 1.29
Длинна  спирали одной секции lсп, м 2*π*dсп*n 2*3.14*1.29*14,48 117,3
поверхность нагрева одной секции Hсп, м^2 π*d*lсп 3.14*0.029*117,3 10,68
Площадь живого сечения для прохода газов Fг, м^2 π/4*(dк^2-dгт^2)*(S1 – d)/S1 3.14/4*(1.94^2 – 0.64^2)*(0.042 – 0.029)/0.042 1,01
Средняя температура  газов в пучке tср. исп., С 0.5 * (tг + tзп) 0.5* (440 + 285) 362,5
Средняя скорость газов в пучке wисп, м/с B*Vг*(tср. исп. +273)/Fг*273 0,25*24,76*(362,5+273)/1,01*273 14,27
к –т  теплоотдачи от газов к стенке αк. исп, Вт/(м^2*K) 0.2*λ/d*(w*d/υ)^0.65 *Pr^0.33*Cz*Cs 0,2*0.0538/0.029*(14,27*0.029 /0,0000526)^0.65*0.64^ 0.33 * 1,0*1,0 108,8
к – т  теплоотдачи испарительного пучка Kисп, Вт/(м^2*K) ω* αк. исп/(1+ αк. исп* ω*E) 0,97*108,8/(1+

108,8*0.004*0.97)

74,2
Поверхность нагрева испарительного пучка ( расчётная) H’исп, м^2 (Q исп/Kисп* Δtисп)*1000 (1265/74,2* 182)*1000 93,7
Число параллельно  включенных секций испарительного пучка (расчётное) z’исп, шт H’исп/Нсп 93,7/10,68 8,77
Число параллельно  включенных секций испарительного пучка zисп, шт принимается конструктивно   9
Поверхность нагрева испарительного пучка Hисп, м^2 Hсп*zисп 10,68*9 96,12
Размеры испарительного пучка по высоте Lисп, м 2*S2*zисп 2*0.042*9 0,756

 
 

2.7 Расчёт теплообмена в эконмайзере

Наименование Обозначение и размерность Расчётная формула  или источник Расчёт Результат
Энтальпия циркуляционной воды на входе в экономайзер i ц, кДж/кг ((K-1)*I’+iпв)/K ((4.48 -1)*717,2+210)/4.48 604
Количество  тепла переданное через поверхность  экономайзера Qэк. кВт K*Dк*(I’ – Iц) 4.48*0.62*(717,2 – 604) 314,4
Температура циркуляционной воды на входе в экономайзер t ц,  C i ц/4,19 604/4,19 144,2
среднелогарифмический температурный напор экономайзера Δtэк, K (tзп – ts- tух + tц)/ln ((tг- ts)/(tзп – ts)) (285 – 169,61-250+144,2)/(ln(285 – 169,61)/( 250-144,2)) 110,5
Средняя температура  газов в пучке Δtэк. ср,  C 0.5(tзп + tух) (285 + 250)*0.5 267.5
Средняя скорость газов в пучке w эк м/c B*Vг*(tср. эк. +273)/Fг*273 0,25*24,76*(267,5+273)/1,01*273 12,1
К – т  теплоотдачи от газов к стенке αк эк, Вт/(м^2*К) 0.2*λ/d*(w*d/υ)^0.65 *Pr^0.33*Cz*Cs 0,2*0.046/0.029*(12,1*0.029 /0,0000399)^0.65*0.66^ 0.33 * 1,0*1,0 102,2
К – т  теплоотдачи экономайзера Kэк,  Вт/(м^2*К) ω* αк эк/(1+ αк эк* ω*E) 0,97*102,2/(1+

102,2*0.004*0.97)

71
поверхность нагрева экономайзера (расчётн.) H’эк, м^2 Qэк/Kэк* Δtэк. ср* 1000 314,4*1000/71*267,5 16,6
Число параллельно  включенных секций экономайзера ( расчётное) z’эк, шт. H’эк/ Hсп 16,6/10,68 1,6
Число параллельно  включенных секций экономайзера zэк, шт. принимаем   2
Поверхность нагрева экономайзера Hэк, м^2 Zэк* Hсп 2*10,68 21,36
Размеры экономайзера по высоте Lэк, м 2*Zэк*S2 2*2*0.042 0.168
Конструкция утилизационного парового котла