Характеристика водотрубных котлов

Введение

водотрубный котел экономайзер нагрев

В настоящее время выпускаются различные конструкции котлов низкого давления, в том числе с дымогарными и жаровыми трубами, в которых продукты сгорания проходят внутри труб, а вода омывает их снаружи, и водотрубные котлы, в которых испаряемая вода циркулирует в трубах, а продукты сгорания омывают наружную поверхность труб.

Характерными для водотрубных котлов малой паропроизводительнтости и низкого давления, используемых промышленности, являются следующие особенности:

развитие конвективных испарительных поверхностей нагрева, что определяется меньшим, чем необходимо для испарения воды при низком давлении, тепловосприятием экранов и экономайзера, завершение охлаждения продуктов сгорания в конвективном водяном пучке или в экономайзере, что возможно при низкой температуре питательной воды (80-100) и экономически оправданной повышенной температуре уходящих газов при малой паропроизводительности котлов;

отсутствие подогрева воздуха, что упрощает конструкцию котла и допустимо при слоевом сжигании твердого топлива и факельном сжигании газа и мазута;

двухбаробанная схема включения испарительных поверхностей нагрева и расположение обогреваемых опускных труб циркуляционного контура конвективного пучка в облости низких температур газов;

отсутствие устройства для регулирования температуры перегрева пора.

Питательная вода из экономайзера подается в верхний барабан. В нижний барабан вода опускается по задним трубам конвективного пучка, передние трубы которого являются испарительными. Кроме того, котловая вода из верхнего барабана поступает по опускным стоякам, вынесенным за пределы обогрева в коллекторы боковых экранов. Пар, отсепарированный в жалюзийном сепараторе в верхнем барабане, направляется в паропровод. Боковые стены котлов закрыты натрубной обмуровкой, состоящей из слоя шамота по сетке и нескольких слоев изоляционных плит, закрытых снаружи металлической обшивкой. Котлы оборудованы системой возврата уноса и острым дутьем.

Рассмотрим общий вид котла ДЕ-6.5-14ГМ с топочной камерой, предназначенной для сжигания газа и мазута. Паропроизводительность котла 6.5 т/ч, давление пара 14МПа. Для всех типоразмеров котлов типа ДЕ диаметр верхнего и нижнего барабанов 1000мм. Расстояние между барабанами 2700мм. Ширина топочной камеры по осям экранных труб 1970мм, высота 1500мм. Топочная камера отделена от конвективного пучка газоплотной перегородкой из труб 51×2.5м, сваренных между собой. В задней части перегородки имеется окно для входа газов в конвективный пучок. Трубы 51×2.5мм правого бокового экрана, покрывающие пол и потолок топки, вводятся непосредственно в верхний и нижний барабаны и соединяются с ними вальцовкой; трубы заднего экрана крепятся сваркой к верхнему и нижнему коллекторам, соединенным необогреваемой рециркуляционной трубой. Пол топки закрыт слоем огнеупорного кирпича. Конвективный пучок образован коридорно расположенными вертикальными трубами 51×2.5мм, ввальцованными в барабаны. Котел имеет в конвективных пучках продольные перегородки, что обеспечивает разворот газов в пучке и выход газов через заднюю стенку котла. Обмуровка боковых стен котла натрубная, толщиной 25мм, состоит из шамотобетона и изоляционных плит толщиной 100мм, укрепленных на трубах котла. Снаружи обмуровка покрывается металлической обшивкой.

Основные теплотехнические и конструктивные размеры котлоагрегата серии ДЕ-6.5-14ГМ

Таблица

I конвективный пучек

Таблица

Экономайзер

Таблица

Материальный баланс котла

Топливо: газ Дашава-Киев.

состав: CН=98.9%, СН=0.3%, СН=0.1%, СН=0.1%, СН=0%, N=0.4%, СО=0.2%

Определяем теоретический объем сухого воздуха, необходимого для полного горения

V=0.0476×[0.5×CO+0.5×H+1.5×HS+]= =0.0476×[0.5×0+0.5×0+1.5×0+(1+)×98.9+(2+)×0.3+(3+)×0.1+(4+)×0.1+(5+)×0]=9.52(м/м);

где m - число атомов углерода; n - число атомов водорода.

Определяем теоретический объем продуктов сгорания при α=1

Объем водяных паров:

V=0.01×[ HS+H++0.124×d+1.61×V]=

=0.01×[0+0+(×98.9+×0.3+×0.1+×0.1+×0+0.124×10+1.61×9.52]=2.2(м/м);

Объем 3-х атомных газов:

V=0.01×[CO+CO+HS+]=0.01×[0.2+0+0+1×98.9+2×0.3+3×0.1+4×0.1++5×0]=1.0041(м/м);

Объем азота:

V=0.79×V+=0.79×9.52+=7.52(м/м);

Принимаем к установке для газа камерную топку. Определяем:

·        коэффициент избытка воздуха на выходе из топки =1.1;

·        удельная нагрузка топочного объема по условиям горения 350-580кВт/м;

·        потери теплоты от химической неполноты сгорания q=0.5%;

Определение присосов воздуха и коэффициентов избытка воздуха по отдельным газоходам

Рис.1 схема конвективных пучков.

=+Δ; =+Δ; ==+;

=+;                  ==++;

 - средний коэффициент избытка воздуха в газоходе для каждой поверхности нагрева;

V - действительный объем водяных паров, м3 /м3 ;

V - действительный суммарный объем продуктов сгорания, м3 /м3 ;

r, r, r - объемные доли трехатомных газов и водяного пара.

Таблица 1

газоход        =+V=V+0.0161×

×(-1)×V°V=V+V+V+(-1)×V°r=r=

Расчет энтальпий воздуха и продуктов сгорания

I=V°×(сυ)в ,       I=V×( сυ)+V×( сυ)+V×( сυ);

(сυ)в , ( сυ), ( сυ), ( сυ)- энтальпия 1м3 воздуха, трехатомных газов, теоретического объема азота, теоретического объема водяных паров, принимаются для каждой выбранной температуры по таблице, кДж/м3 ;

V, V , V - объемы трехатомных газов, теоретического объема азота и водяного пара, берутся из табл 1, м3/ м3.

Таблица 2

Рис 2. Диаграмма конвективных пучков.

Расчетный тепловой баланс и расход топлива

Расчет потерь теплоты

1. Определяем располагаемую теплоту для газообразного топлива (кДж/м3)

Q=Q+ Q= Q=35880 кДж/м3 ;

Q- низшая теплота сгорания сухой массы газа, кДж/м3, принимается по табл. 2.2 лит.1.

Q - теплота, внесенная в котельный агрегат воздухом при подогреве его вне агрегата отборным паром, отработанным паром или другим теплоносителем в калорифере, устанавливаемом перед воздухоподогревателем, кДж/м3;

Газ предварительно не подогревается, поэтому Q=0;

2. Определяем потерю теплоты с уходящими газами:

q2===6.5%

Iух - энтальпия уходящих газов, определяется по таблице 2 при υ=155°С и αух=1.25 ,

Iух=2819 кДж/м3;

I- энтальпия теоретического объема холодного воздуха, определяется при tв=30°С по формуле

I=39.8×V0=39,81×9,52=379.0 кДж/м3;

αух - коэффициент избытка воздуха в уходящих газах, берется из таблицы 1 в сечении газохода после последней поверхности нагрева;

q4 - потеря теплоты от механической неполноты горения, для газа q4=0;

. Определяем потерю теплоты от химической неполноты горения:

q3=0.5%;

. Определяем потерю теплоты от наружного охлождения:

q5=q5 ном×Dном/D, q5 ном=2,3%; Dном=D=6.4т/ч;

Dном - номинальная нагрузка парового котла, т/ч;

D - расчетная нагрузка парового котла, т/ч;

Потеря теплоты от наружного охлаждения q5 определяется для паровых котлов по рисунку q5=2.3%.

5. Потери в виде физической теплоты шлаков и потеря от охлаждения балок и панелей топки, не включенных в рециркуляционный контур котла отсутствуют.

6. Вычисляем КПД брутто парового котла (%) из уравнения обратного теплового баланса: =100-(q2+q3+q4+q5+q6 ) =100-(6.5+0.5+0+2.3)=90.8%.

Расчет расхода топлива

Коэффициентом полезного действия (КПД) парового котла называют отношение полезной теплоты к располагаемой теплоте. Не вся полезная теплота, выработанная агрегатом, направляется к потребителю. Часть выработанной теплоты в виде пара и электрической энергии расходуется на собственные нужды.

Так, например, на собственные нужды расходуется пар для привода питательных насосов, на обдувку поверхностей нагрева и т.д., а электрическая энергия - для привода дымососа, вентилятора, питателей топлива, мельниц системы пылеприготовления и т. д. Под расходом на собственные нужды понимают расход всех видов энергии, затраченной на производство пара. Поэтому различают КПД агрегата брутто и нетто. Если КПД агрегата определяется по выработанной теплоте, то его называют брутто, а если по отпущенной теплоте - нетто.

. Расход топлива котельного агрегата можно определить из уравнения прямого баланса для парового котла:

η=;

где Q- полезная мощность парового котла, кВт;

Вка - расход топлива паровым котлом, или м3/с;

Q - располагаемая теплота, кДж/м3.

КПД парового котла по уравнению обратного баланса (%) =100-(q2+q3+q4+q5+q6 ).

При тепловом расчете парового или водогрейного котла тепловой баланс состоит в определении КПД брутто и расчетного расхода топлива.

. Вычисляем полезную мощность парового котла (кВт) по формуле:

Q=D×(i-i)+D ×(i - i )+0.01×p×( D + D )×(i - i);

где D - расход выработанного перегретого пара, кг/с; D=0кг/с

D- расход выработанного насыщенного пара, кг/с; D =6.4×1000/3600=1.78 кг/с

i, i, i, I - энтальпия перегретого пара, питательной воды на входе в индивидуальный водяной экономайзер, насыщенного пара и кипящей воды в барабане котла, кДж/кг; i=0 кДж/кг;

i=Cp×tп.в=4.19×50=209.5 кДж/кг;

i=2785.7 кДж/кг при tн.п=187.95°С ( табл 11-1, лит 2 ; )

I=798.3 кДж/кг при tн.п=187.95°С ( табл 11-1, лит 2 ;)

p - непрерывная продувка парового котла, %, учитывается только при р2 %;

Q=1.78×(2785.7-209.5)+0.01×6×(1.78+0)×(798.3-209.5)=4647.4 кДж/м3;

3. Подсчитаем расход топлива (м3/с), подаваемого в топку парового котла, из уравнения прямого теплового баланса:

B===0.142 м3/с;

. Определить расчетный расход топлива (м3/с) для газа:

B= B=0.143 м3/с;

. Для последующих расчетов определяем коэффициент сохранения теплоты

=1-=0.98;

Таблица №5 Тепловой баланс котлоагрегата, определение КПД и расхода топлива

Расчет топочной камеры

Расчет однокамерной топки

1.Предварительно задаюсь температурой продуктов сгорания на выходе из топочной камеры  =1100°C.

. Для принятой в п. 1 температуры определяем энтальпию продуктов сгорания на выходе из топки по табл. 2: =19816.4 кДж/м3;

. Подсчитывается полезное тепловыделение в топке (кДж/м3)

Q= Q×,

Q=35880×=35701 кДж/м3.

. Определяем коэффициент тепловой эффективности экранов:

;

Угловым коэффициентом (х) называется отношение количества энергии, посылаемой на облучаемую поверхность, к энергии излучения всей полусферической излучающей поверхности. Угловой коэффициент показывает, какая часть полусферического лучистого потока, испускаемого одной поверхностью, падает на другую поверхность и зависит от формы и взаимного расположения тел, находящихся в лучистом теплообмене. Значение х определяется из рис. 5.3 при х=0.86, s/d=2, l=0.8×d.

Коэффициент  учитывает снижение тепловосприятия экранных поверхностей нагрева вследствие их загрязнения наружными отложениями или закрытия огнеупорной массой. Коэффициент загрязнения принимается по табл. 5.1 (лит 1). Если стены топки покрыты экранами с разными угловыми коэффициентами или частично покрыты огнеупорной массой (огнеупорным кирпичом), то определяется среднее значение коэффициента тепловой эффективности. При этом для неэкранированных участков топки коэффициент тепловой эффективности ()принимается равным нулю. При определении среднего коэффициента тепловой эффективности суммирование распространяется на все участки топочных стен. Для этого стены топочной камеры должны быть разбиты на отдельные участки, в которых угловой коэффициент и коэффициент загрязнения неизменны.

Ψср=0.65×0.97=0.63;

. Определяем эффективную толщину излучающего слоя (м):

s = 3,6VT/FCT=3.6×11.2/29.97=1.35м;

где Vт - объем топочной камеры, м3;

FCT - поверхность стен топочной камеры, м2.

. Определяем коэффициент ослабления лучей. При сжигании газообразного топлива коэффициент ослабления лучей (м×МПа)1 зависит от коэффициентов ослабления лучей трехатомными газами (k) и сажистыми частицами (kс):

k= k×r+ kс,

где rп - суммарная объемная доля трехатомных газов, берется из табл. 1.

Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами    (k) определяем по монограмме (рис. 5.4, лит1) при   p×s= 0.0273×1.35=0.037(м×МПа)1 ,  p=0.1×0.273=0.0273Мпа и r=0.187

где p= - парциальное давление трехатомных газов, МПа;

р - давление в топочной камере котлоагрегата (для агрегатов, работающих без наддува, принимается р = 0,1 МПа);

r - объемная доля водяных паров, берется из табл. 1;

Коэффициент ослабления лучей сажистыми частицами, (м-МПа)-1,

kс =0.3(2-)×(1.6×-0.5)×,

где Ср, Нр - содержание углерода и водорода в рабочей массе жидкого топлива. При сжигании природного газа

=0.12×=0.12×(×98.9+×0.3+×0.1+×0.1+×0)=2.99;

где CH - процентное содержание входящих в состав природного газа углеводородных соединений.

kс=0.3×(2-1.1)×(1.6×-0.5)×2.99=1.37;

7. Подсчитываем степень черноты факела (аф).

Для газообразного топлива степень черноты факела находится по формуле:

аф = m×асв + (1 -m)×аг

где m - коэффициент, характеризующий долю топочного объема, заполненного светящейся частью факела, принимается по табл. 5.2 (лит 1) при qV=кВт/м3 m=0.15 ;

асв, аг - степень черноты светящейся части факела и несветящихся трехатомных газов, какой обладал бы факел при заполнении всей топки соответственно только светящимся пламенем или только несветящимися трехатомными газами; значения асв и аг определяются по формулам

асв=1-е =1-e- (8.75×0.273+1.37)×1.35×0.1=0.398;

аг=1-е =1-e- (8.75×0.273×0.1×1.35) =0.276;

здесь k и k - коэффициенты ослабления лучей трехатомными газами и сажистыми частицами (см. п. 4.1.6).

. Определяется степень черноты топки для камерных топок при сжигании газа:

===0.40

. Определяем параметр М в зависимости от относительного положения максимума температуры пламени по высоте топки (хт) при сжигании газа:

М = 0,54 - 0,2×хт=0.54-0.2×1=0.34;

Максимальное значение хт для камерных топок принимается не более 1.

. Определяется средняя суммарная теплоемкость продуктов сгорания на 1кг сжигаемого твердого и жидкого топлива или на 1м3 газа при нормальных условиях [кДж(м3- К) ]:

== кДж(м3- К)

где Та - теоретическая (адиабатная) температура горения, К, определяемая из диаграммы 1 по значению Qт, равному энтальпии продуктов сгорания Iа , Та=1860+273=2133К при Qт=35880 кДж/кг;

 - температура (абсолютная) на выходе из топки, принятая по предварительной оценке,  =1100+273=1373К;

Iт - энтальпия продуктов сгорания берется из табл. 2 при принятой на выходе из топки температуре =1100°C;

QT - полезное тепловыделение в топке (см. п. 4.1.3).

. Определяется действительная температура на выходе из топки (°С):

Лучевоспринимающаю поверхность котельного пучка:

=21810 кДж/кг         при =1200°С;

=Qт=35701 кДж/кг;

Qл=φ×()=0.98×(35701-21810)=13613кДж/кг.

13. Определяем удельные нагрузку топочного объема (кВт/м3) по формуле:

qV=Вр ×Q/Vт=0.142×35880/11.2=454 кВт/м3;

Таблица №6 Расчет теплообмена в топочной камере

Расчет конвективных поверхностей нагрева

Расчет конвективных пучков котла.

Конвективные поверхности нагрева паровых котлов играют важную роль в процессе получения пара, а также использования теплоты продуктов сгорания, покидающих топочную камеру. Эффективность работы конвективных поверхностей нагрева в значительной мере зависит от интенсивности передачи теплоты продуктами сгорания пару.

Продукты сгорания передают теплоту наружной поверхности труб путем конвекции и лучеиспускания. От наружной поверхности труб к внутренней теплота передается через стенку теплопроводностью, а от внутренней поверхности к воде и пару - конвекцией. Таким образом, передача теплоты от продуктов сгорания к воде и пару представляет собой сложный процесс, называемый теплопередачей.

При расчете конвективных поверхностей нагрева используется уравнение теплопередачи и уравнение теплового баланса. Расчет выполняется для 1 м3 газа при нормальных условиях.

Уравнение теплопередачи.

Qт=K×H×Δt/Bр

Уравнение теплового баланса

Qб=×(I’-I”+Δα×I°прс);

В этих уравнениях К - коэффициент теплопередачи, отнесенный к расчетной поверхности нагрева, Вт/(м2-К);

Δt - температурный напор, °С;

Bр - расчетный расход топлива, м3/с;

H - расчетная поверхность нагрева, м2;

 - коэффициент сохранения теплоты, учитывающий потери теплоты от наружного охлаждения;

I',I" - энтальпии продуктов сгорания на входе в поверхность нагрева и на выходе из нее, кДж/м3;

I°прс - количество теплоты, вносимое присасываемым в газоход воздухом, кДж/м3.

В уравнении Qт=K×H×Δt/Bр коэффициент теплопередачи K является расчетной характеристикой процесса и всецело определяется явлениями конвекции, теплопроводности и теплового излучения. Из уравнения теплопередачи ясно, что количество теплоты, переданное через заданную поверхность нагрева, тем больше, чем больше коэффициент теплопередачи и разность температур продуктов сгорания и нагреваемой жидкости. Очевидно, что поверхности нагрева, расположенные в непосредственной близости от топочной камеры, работают при большей разности температуры продуктов сгорания и температуры воспринимающей теплоту среды. По мере движения продуктов сгорания по газовому тракту температура их уменьшается и хвостовые поверхности нагрева (водяной экономайзер) работают при меньшем перепаде температур продуктов сгорания и нагреваемой среды. Поэтому чем дальше расположена конвективная поверхность нагрева от топочной камеры, тем большие размеры должна она иметь и тем больше металла расходуется на ее изготовление.

При выборе последовательности размещения конвективных поверхностей нагрева в котлоагрегате стремятся так расположить эти поверхности, чтобы разность температуры продуктов сгорания и температуры воспринимающей среды была наибольшей. Например, пароперегреватель располагают сразу после топки или фестона, поскольку температура пара выше температуры воды, а водяной экономайзер - после конвективной поверхности нагрева, потому что температура воды в водяном экономайзере ниже температуры кипения воды в паровом котле.

Уравнение теплового баланса Qб=×(I’-I”+Δα×I°прс) показывает, какое количество теплоты отдают продукты сгорания пару через конвективную поверхность нагрева.

Количество теплоты Qб, отданное продуктами сгорания, приравнивается к теплоте, воспринятой паром. Для расчета задаются температурой продуктов сгорания после рассчитываемой поверхности нагрева и затем уточняют ее путем последовательных приближений. В связи с этим расчет ведут для двух значений температуры продуктов сгорания после рассчитываемого газохода.

. определяем площадь поверхности нагрева, расположенная в рассчитываемом газоходе Н =68.04м2 .

Площадь живого сечения для прохода продуктов сгорания при поперечном омывании гладких труб F =0.348м2.

По конструктивным данным подсчитываем относительный поперечный шаг:

σ1= S1 /dнар=110/51=2.2;

относительный продольный шаг:

σ2 = S2 /d=90/51=1.8.

2. Предварительно принимаем два значения температуры продуктов сгорания после рассчитанного газохода:     =200°С =400°С;

. Определяем теплоту, отданную продуктами сгорания (кДж/м3),

Qб =φ×( -+ Δαк×I°прс),

где φ - коэффициент сохранения теплоты, определяется в пункте 3.2.5;

I' - энтальпия продуктов сгорания перед поверхностью нагрева, определяется по табл. 2 при температуре и коэффициенте избытка воздуха после поверхности нагрева, предшествующей рассчитываемой поверхности; =21810 кДж/м3 при =1200°С;

I" - энтальпия продуктов сгорания после рассчитываемой поверхности нагрева, определяется по табл. 2 при двух предварительно принятых температурах после конвективной поверхности нагрева;       =3500 кДж/м3 при =200°С;

=6881 кДж/м3 при =400°С;

Δαк - присос воздуха в конвективную поверхность нагрева, определяется как разность коэффициентов избытка воздуха на входе и выходе из нее;

I°прс - энтальпия присосанного в конвективную поверхность нагрева воздуха, при температуре воздуха tв= 30 °С определяется пункте 3.1.

Qб1 =0.98×(21810-3500+0.05×378.9)=17925 кДж/м3;

Qб2=0.98×(21810-6881+0.05×378.9)=14612 кДж/м3;

. Вычисляем, расчетную температуру потока продуктов сгорания в конвективном газоходе (°С)

=°С;

=°С;

где  и - температура продуктов сгорания на входе в поверхность и на выходе из нее.

. Определяется температурный напор (°С)

Δt1=-tк = 700-187.95=512°С;

Δt2 =-tк=800-187.95=612°С;

где tк - температура охлаждающей среды, для парового котла принимается равной температуре кипения воды при давлении в котле, tн.п=187.95°С;

. Подсчитываем среднюю скорость продуктов сгорания в поверхности нагрева (м/с)

,

где Вр - расчетный расход топлива, м3/с, (см. п. 3.2.4);

F - площадь живого сечения для прохода продуктов сгорания (см. п. 1.2), м2;

Vг - объем продуктов сгорания на 1кг твердого и жидкого топлива или на 1 м8 газа (из расчетной табл. 1 при соответствующем коэффициенте избытка воздуха);

кп -средняя расчетная температура продуктов сгорания, °С ;

. Определяем коэффициент теплоотдачи конвекцией от продуктов сгорания к поверхности нагрева при поперечном омывании коридорных пучков:

αк = αн ×сz ×сs ×сф;

где αн - коэффициент теплоотдачи, определяемый по номограмме при поперечном омывании коридорных пучков ( рис. 6.1 лит 1); αн.1=84Вт/м2К при ωг.1 и dнар; αн.2=90Вт/м2К при ωг.2 и dнар;

сz - поправка на число рядов труб по ходу продуктов сгорания, определяется при поперечном омывании коридорных пучков; сz =1 при z1=10;

сs - поправка на компоновку пучка, определяется при поперечном омывании коридорных пучков; сs =1

сф - коэффициент, учитывающий влияние изменения физических параметров потока, определяется при поперечном омывании коридорных пучков труб ( рис. 6.1 лит 1);

cф1=1.05 при ;       сф2=1.02 при ;

αк1=84×1×1×1.05=88.2 Вт/м2К ;

αк2=90×1×1×1.02=91.8 Вт/м2К ;

. Вычисляем степень черноты газового потока по номограмме. При этом необходимо вычислить суммарную оптическую толщину

kps=(kг×rп +kзл ×µ)×p×s ,

где kг - коэффициент ослабления лучей трехатомными газами, определяется в п.4.2.6;

rп - суммарная объемная доля трехатомных газов, берется из табл. 1;

kзл - коэффициент ослабления лучей эоловыми частицами, kзл=0;

µ - концентрация золовых частиц, µ =0;

р - давление в газоходе, для котлоагрегатов без наддува принимается равным 0,1 МПа.

Толщина излучающего слоя для гладкотрубных пучков (м):

s=0.9×d×()=0.9×51×10-3 ×(-1)=0.18;

. Определяем коэффициент теплоотдачи αл, учитывающий передачу теплоты излучением в конвективных поверхностях нагрева, Вт/(м2К):

для незапыленного потока (при сжигании газообразного топлива)

αл = αн ×αф×сг,

где αн - коэффициент теплоотдачи, определяется по номограмме ( рис. 6.4 лит 1 );

αф - степень черноты;

сг - коэффициент, определяется.

Для определения αн и коэффициента сг вычисляется температура загрязненной стенки (°С)

Tст = t+ Δt,

где t - средняя температура окружающей среды, для паровых котлов принимается равной температуре насыщения при давлении в котле, t= tн.п=194°С;

Δt - при сжигании газа принимается равной 25 °С.

Tст=25+187=212;

αн1=90 Вт/(м2К)         αн2=110 Вт/(м2К)        при Tст ,  и;

αл1=90×0.065×0.96=5,62 Вт/(м2К);

αл2=94×0.058×0.91=5,81 Вт/(м2К);

. Подсчитываем суммарный коэффициент теплоотдачи от продуктов сгорания к поверхности нагрева, Вт/(м2-К),

α = ξ×(αк + αл),

где ξ - коэффициент использования, учитывающий уменьшение тепловосприятия поверхности нагрева вследствие неравномерного смывания ее продуктами сгорания, частичного протекания продуктов сгорания мимо нее и образования застойных зон; для поперечно омываемых пучков принимается ξ = 1.

α1=1×(88.2+5.62)=93.82Вт/(м2-К);

α2=1×(91.8+5.81)=97.61Вт/(м2-К);

. Вычисляем коэффициент теплопередачи, Вт/(м2-К)

К=ψ×α,

где ψ - коэффициент тепловой эффективности, ( табл. 6.1 и 6.2 лит 1 в зависимости от вида сжигаемого топлива).

К1=0.85*93.82 Вт/(м2-К);

К2=0.85*97.61 Вт/(м2-К);

. Определяем количество теплоты, воспринятое поверхностью нагрева, на 1 м3 газа (кДж/м3)

Qт=K×H×Δt/(Bр×1000)

Температурный напор Δt определяется для испарительной конвективной поверхности нагрева (°С)

Δt=;

Δt1==226°С;      Δt2==595°С;

где tкип - температура насыщения при давлении в паровом котле;

Qт1==8636 кДж/м3;

Qт2==23654 кДж/м3;

. По принятым двум значениям температуры  и  и полученным двум значениям Q6 и Qт производится графическая интерполяция для определения температуры продуктов сгорания после поверхности нагрева. Для этого строится зависимость Q = f( ), показанная на рис. 3. Точка пересечения прямых укажет температуру продуктов сгорания , которую следовало бы принять при расчете. ===310°С;

Рис3. Графическое определение расчетной температуры.

Таблица №7 Тепловой расчет котельных пучков