Расчет водяного экономайзера

 

При установке только водяного экономайзера расчет водяного экономайзера проводим в такой последовательности:

 

1. По уравнению теплового баланса определяем количество теплоты, которое должны отдать продукты сгорания при принятой температуре уходящих газов:

Q_б = φ · (I_ЭК’ – I_ЭК’’ + ∆α_ЭК · I_В^О), ;

 

где: φ – коэффициент сохранения теплоты, равен: φ = 0,982;

I_ЭК’ – энтальпия продуктов сгорания перед поверхностью нагрева, при температуре на выходе из конвективного пучка θ_КП’’ = θ_ЭК’ = 259,8 ^ОС,
по табл. 2, равна: I_ЭК’ = 5238,2 ;

I_ЭК’’ – энтальпия продуктов сгорания после поверхности нагрева, при предварительно принятой нами температуре уходящих газов θ_ЭК’’ = 180 ^ОС, по табл. 2, равна: I_ЭК’’ = 3596,35 ;

∆α – присос воздуха в экономайзер, принимается по табл. 3,1 [7]: ∆α_ЭК = 0,1;

I_В^О – энтальпия теоретического количества воздуха, равна:
I_ПРС^О = 410,361 ;

 

Q_б = 0,982 · (5238,2–3596,35+ 0,1 ·410,361) = 1652,6 ;

 

2. Приравнивая теплоту, отданную продуктами сгорания, теплоте, воспринятой водой в водяном экономайзере, определяем энтальпию воды после водяного экономайзера, , по формуле:

где: D – паропроизводительность котла, кг/с, D =1,81 ;

В_Р – расчетный расход топлива, м³/с, равен: В_Р = 0,124 ;

D_ПР – расход продувочной воды, определяется по формуле:

 

D_ПР = 0,2 · D, ;

D_ПР = 0,2 · 1,81 = 0,362 ;

 

Q_б – количество теплоты, которое должны отдать продукты сгорания при принятой температуре уходящих газов, Q_б = 1652,6 ;

i_ЭК’ – энтальпия воды на входе в экономайзер, i_ЭК’ = 437 ;

 

;

 

По найденной энтальпии воды I_ЭК’’ из таблиц для воды и водяного пара определяем температуру воды после экономайзера t_ЭК’’, равная t_ЭК’’ = 177 ^ОС;

 

Т.к. полученная нами температура воды после экономайзера t_ЭК’’ оказалась более чем на 20 ^ОС ниже, то к установке принимаем чугунный водяной экономайзер.

 

3. Определяем температурный напор, по формуле:

, ^ОС;

где: ∆t_Б и ∆t_М – большая и меньшая разности температуры продуктов сгорания и температуры нагревания жидкости, определяются по формулам:

 

∆t_Б = θ_КП’’ - t_ЭК’’ = 259,8 – 177 = 82,8 ^ОС;

∆t_М = t_УХ. – t_ПИТ = 180 – 104,2 = 76 ^ОС;

 

Получаем: ^ОС;

 

4. Определяем действительную скорость продуктов сгорания в экономайзере по формуле:

,

где: В_Р – расчетный расход топлива, , равен: В_Р = 0,124 ;

V_Г – объем продукта сгорания на 1 м³ газа, по табл. 1 при соответствующем коэффициенте избытка воздуха, V_Г = 14,459 ;

θ_ЭК – средняя расчетная температура продуктов сгорания в экономайзере, ^ОС, определяем по формуле:

, ^ОС;

^ОС;

F_ЭК – площадь живого сечения для прохода продуктов сгорания, рассчитывается по формуле:

F_ЭК = z₁ · F_ТР

 

z₁ – число труб в ряду, для чугунных экономайзеров должно быть не менее 3 и не более 5, принимаем: z₁ = 5;

F_ТР – площадь живого сечения для прохода продуктов сгорания одной трубы, берется из табл. 6.3 [1], принимаем: F_ТР = 0,12 м²;

 

F_ЭК = 5 · 0,12 = 0,6 м²

 

 

5. Определяем коэффициент теплопередачи. Для чугунных экономайзеров коэффициент определяется по формуле:

 

, ;

 

где: К_Н – коэффициент, , определяется по номограмме рис. 6.9 [1], для экономайзера ВТИ, при ω_Г = 5,395 : К_Н = 16,6 ;

– коэффициент, определяется по номограмме рис. 6.9 [1], для экономайзера ВТИ, при θ_ЭК = 219,9 ^ОС: = 1,02;

 

;

 

6. Определяем площадь поверхности нагрева водяного экономайзера по формуле:

, м²

где: В_Р – расчетный расход топлива, , равен: В_Р = 0,124 ;

Q_б – количество теплоты, которое должны отдать продукты сгорания при принятой температуре уходящих газов, Q_б = 1652,6 ;

К – коэффициент теплопередачи, К = 16,93 ;

∆t – температурный напор, ∆t = 79,44 ^ОС;

 

м²

 

7. Определяем общее число труб и число рядов по формулам:

 

n = H_ЭК / Н_ТР

 

m = n / z₁

 

где: Н_ЭК – площадь поверхности нагрева водяного экономайзера, равна:
Н_ЭК = 152,37 м²;

Н_ТР – площадь поверхности нагрева одной трубы, равна: Н_ТР = 2,95 м²;

z₁ – принятое число труб в ряду: z₁ = 5;

 

n = 152,37 / 2,95 = 51,65

 

Принимаем количество труб равное 50 шт.

 

m = 50 / 5 = 10 шт.