5.5 Тепловой расчет воздухоподогревателя

Перед расчетом воздухоподогревателя по чертежам рассчитываемого котла составляется эскиз воздухоподогревателя в масштабе с указанием направления движения сред и определяются конструктивные характеристики.

Таблица 5.8

Конструктивные характеристики воздухоподогревателя

В воздухоподогревателях обычно дымовые газы проходят внутри труб, а воздух омывает их снаружи поперечным током.

Тепловой расчет воздухоподогревателя также выполняется методом последовательных приближений, т.е. необходимо задаться двумя значениями температуры газов на выходе из воздухоподогревателя и выполнить два параллельных расчета. Если в процессе расчета значений совпадут при одной из температур, то эта температура и принимается за истинную температуру уходящих газов.

В случае, когда невязка расчета тепловосприятия будет <= 2%, истинная температура уходящих газов находится путем графической интерполяции (см. рис. 5.5).

По найденному значению уточняются тепловое восприятие по уравнению теплового баланса действительная температура горячеговоздуха на выходе из воздухоподогревателя.

Когда невязка расчета будет > 2% следует повторить расчет в той же

61

Последовательности при других значениях .

Результаты расчета помещаются в таблицу (см. табл. 5.9).

При расчете воздухоподогревателя использовались ниже приведенные зависимости.

Тепловосприятие по уравнению теплового баланса находится по формуле

Из выражения, определяющего количество тепла, необходимое для нагрева воздуха,

(5.33)

Находится температура воздуха на выходе из воздухоподогревателя

где - коэффициент избытка воздуха в топке;

- теоретически необходимый объем воздуха, м³/кг ;

- объемная теплоемкость воздуха ( принять = 1,33);

Средний температурный напор теплообменивающихся сред находится по формуле противотока

где = - средняя температура воздуха в воздухоподогревателе, определяемая как полусумма температур воздуха на входе в воздухоподогреватель и на выходе из него.

Скорость воздуха в межтрубном пространстве воздухоподогревателя находится по формуле

(5.34)

где - теоретически необходимый объем воздуха, м³/кг ;

Для определения скорости газов в трубах используется зависимость

(5.35)

где - живое сечение для прохода газов, определяемое по формуле

Z -общее количество труб в воздухоподогревателе, шт.;

- внутренний диаметр труб, м.

62

Скорость движения дымовых газов должна быть в пределах 10-12 м/с. но не менее 8 м/с, чтобы избежать загрязнения поверх­ности труб.

Скорость движения воздуха не должна превышать 4,5-6 м/с, в противном случае возрастает сопротивление воздухоподогревателя на воздушной стороне.

Коэффициент теплопередачи воздухоподогревателя находится по формуле

- коэффициент теплоотдачи от газов к стенке., опреде­ляемый по номограмме на рис. 5.7, с учетом скорости газов, ,

- коэффициент теплоотдачи от стенки к воздуху, определяемым по номограмме на рис. 5.1 с учетом скорости воздуха, .

Далее следует определить тепловосприятие в воздухоподогревателе по уравнению теплопередачи

Во избежание возникновения коррозии труб воздухоподогрева­теля в его холодной части минимальная температура стенки металла должна составлять = 115-120°С

Рекомендуется [4] определять для трубчатого воздухоподогревателя по формуле

(5.37)

где - температура воздуха на входе в воздухоподогреватель

°С (задается в условии к выполнению проекта);

-предварительно выбранная температура уходящих газов, °С.

При во всех случаях наблюдается интенсивная коррозия поверхности нагрева. Если не удовлетворяет тре­бованиям надежной эксплуатации, необходимо несколько увеличить выбранные и .

Минимальный температурный напор перед воздухоподогревателем (разность температур между газами на входе в воздухоподогреватель

и горячим воздухом) принимается = 30°

После завершения расчетов и определения истинного значения температуры уходящих газов необходимо найти истинное значение тепловосприятия и действительную температуры горячего воздуха а также построить график изменения температур газов и воздуха вдоль поверхности воздухоподогревателя с указа­нием конкретных температур сред на входе и на выходе.

63

Таблица 5.8.

Тепловой расчет воздухоподогревателя.

66