9.2. Основы конструктивного расчета экономайзера
В парогенераторах малой и средней мощности применяются ребристые чугунные экономайзеры и стальные гладкотрубные экономайзеры .
Ребристые чугунные экономайзеры собирают из стандартных ребристых труб длиной 1,5; 2,5; 3,0 м. При выборе длины и количества труб в горизонтальном ряду учитывают компоновку экономайзера в газоходе, а также скорость движения газов. Скорость продуктов сгорания должна находиться в пределах 6…12 м/с, но не менее 3 м/с. Общее количество труб определяется отношением расчетной поверхности нагрева экономайзера Fэ к площади поверхности одной трубы с газовой стороны.
Стальные гладкотрубные экономайзеры выполняют в виде горизонтальных змеевиков из бесшовных труб с наружным диаметром 28, 30, 32 и 38 мм. Основные величины, которыми следует руководствоваться при разработке конструкций стальных экономайзеров, следующие.
1) Наружный диаметр труб dнар = 28, 30, 32, 38 мм.
Толщина стенок труб тр = 3,0 или 3,5 (38) мм.
Расположение труб в трубном пучке шахматное.
Скорость уходящих дымовых газов при Dка г = 6…12 (опт. 8…10) м/с.
5) Скорость питательной воды в трубах (оптимальная):
для экономайзеров некипящего типа в = 0,4 м/с;
для экономайзеров кипящего типа в = 0,8 м/с.
6) Относительный шаг труб:
поперек хода газов (s1) S1/dнар =2…3 (опт. 2,32,5);
вдоль по ходу газов (s2) S2/dнар = 1,5…2.
7 ) Радиус изгиба труб, м (1,5…2)dнар.
8) Высота одного пакета труб 0,8…1,2 м.
Методика определения конструктивных характеристик стального гладкотрубного экономайзера следующая. Предварительно выбрав размеры горизонтального сечения экономайзера, увязывают их с размерами сечения газохода парогенератора. Расположение труб в пучке принимают шахматным и одноходовым по уходящим дымовым газам (для КЕ-2,5 и 4,0 двухходовым по газам).
Ширина В газохода для парогенераторов типа КЕ равна 1900 мм, а глубина А газохода равна: для КЕ-2,5 – 444 мм; для КЕ-4,0 – 864 мм, для КЕ-6,5 – 642 мм и для КЕ-10 – 852 мм. Выбрав трубы какого-либо диаметра dнар и значения относительных шагов труб поперек хода газов s1 и по ходу газов s2, находят абсолютные шаги S1 = dнарs1, S2 = dнарs2, и производят шахматную расстановку труб экономайзера по глубине А (см. рисунок 13).
Согласно выбранным размерам определяют площадь F, м2 живого сечения экономайзера между трубами одного ряда для прохода дымовых газов
, м2, (40)
где Z1 – количество труб в одном горизонтальном ряду, шт., равное
.
С корость дымовых газов г между трубами находят по отношению объемного секундного расхода газов через экономайзер Vгэ к площади живого сечения F
, м3/с, (41)
, м/с, (42)
где – средняя температура уходящих дымовых газов, С.
Если скорость газов выходит за допустимые пределы, то производят соответствующую корректировку размеров живого сечения газохода экономайзера. При недостаточной скорости газов г увеличивают число труб в ряду (уменьшают шаг s1) и диаметр труб dнар, а при высокой скорости действуют наоборот.
Скорость движения питательной воды в трубах вычисляют по формуле
, м/с, (43)
где Wпвк – расход питательной воды через экономайзер одного котлоагрегата
, кг/с;
в 0,00107 м3/кг – средний удельный объем питательной воды, м3/кг;
dвн = dнар - 2тр – внутренний диаметр трубы, мм;
Z0 – число параллельно включенных по воде труб, шт. При шахматном и одноходовом по воде расположении труб в пучке Z0 = 2Z1. При шахматном и двухходовом по воде расположении труб Z0 = Z1.
Если скорость движения воды в трубах будет меньше рекомендуемых значений, необходимо изменить расстановку труб в пучке. Увеличение скорости движения питательной воды в достигается следующими способами:
уменьшением общего количества параллельно включенных труб Z0 путем
увеличения поперечного шага s1 и уменьшения числа труб в ряду Z1;
перехода от одноходовой схемы к двухходовой схеме экономайзера;
уменьшением диаметра труб dвн (dнар).
Иногда уменьшение числа труб ведет к чрезмерному увеличению высоты экономайзера по высоте. Тогда для повышения скорости воды целесообразно использовать одну из схем на рисунке 14 (а или б) двухходового экономайзера.
Количество петель (прямых участков) в одном змеевике (одной трубе пучка) рассчитывают по формуле
, (44)
где Fэ – расчетная площадь теплопередающей поверхности экономайзера, м2;
lп В - 2dнар – длина одной петли змеевика, м;
Z2 = 2Z1 – общее количество змеевиков (труб) в газоходе при шахматном пучке, шт.
Для одноходового по воде экономайзера число петель должно быть ближайшим четным (коллекторы на одной стороне) или нечетным (коллекторы с разных сторон), а для двухходового экономайзера – нечетным (схема "а") или четным числом (схема "б"). Расчетная геометрическая высота экономайзера
, мм. (45)
Если расчетная высота будет больше 1,5 м, то экономайзер делят на отдельные пакеты высотой 0,8…1,2 м с разрывом с разрывом не менее 0,5…0,6 м для ремонта и обслуживания. Диаметр коллекторов Dкол, м выбирается из условия примерного постоянства скорости питательной воды
, мм.
Для коллектора выбирают трубу с ближайшим внутренним диаметром Dвн из номенклатурного ряда труб заданных наружным диаметром Dнар и толщиной стенки кол: 76х3,5 мм; 89х4,0 мм; 102х4,5 мм; 108х4,5 мм; 114х4,5 мм; 133х4,5 мм; 159х5 мм; 219х7 мм.
- Введение
- 1. Методические указания по курсовому проектированию
- 1.1.Задача курсового проекта
- 1.2.Задания на курсовой проект
- 1.3.Объем курсового проекта
- 1.4.Общие методические указания
- 1.5.Состояния и теплотехнические названия воды и пара
- 1.6.Перечень обозначений к расчету тепловой схемы
- 1.7.Условные графические обозначения, принятые в схемах
- 2. Расчет тепловой схемы котельной
- 2.1. Задание
- 2.2. Определение параметров воды и пара
- 2.3. Общие замечания о расчете водоподогревателей
- 2.4. Расчет подогревателей сетевой воды (бойлеров)
- 2.5. Определение расхода пара на подогрев сетевой воды и на технологические нужды
- 2.6. Определение общего расхода свежего (острого) пара
- 2.7. Расчет редукционно-охладительной установки
- 2.8. Расчет расширителя - сепаратора непрерывной продувки
- 2.9. Расчет расхода химически очищенной воды
- 2.10. Расчет водяного подогревателя сырой воды
- 2 .11. Расчет парового подогревателя сырой воды
- 2.12. Расчет конденсатного бака
- 2.13. Общие замечания о расчете деаэратора
- 2.14. Расчет охладителя выпара
- 2.15. Расчет деаэратора
- 3. Расчет теплового баланса котельной
- 4. Определение количества котлоагрегатов котельной
- 5. Расчет объемов продуктов сгорания
- 5.1. Исходные данные и порядок расчета
- 5.2. Пример расчета объемов продуктов сгорания
- 6. Определение энтальпий продуктов сгорания и воздуха
- 6.1. Исходные данные и порядок расчета
- 6.2. Пример расчета энтальпий
- 6.2.1. Вариант "с" – с установкой экономайзера
- 6.2.2. Вариант "б" – без установки экономайзера
- 7. Расчет теплового баланса котлоагрегата
- 7.1. Общие положения
- 7.2. Пример расчета теплового баланса котла
- 7.2.1. Вариант "с" – с установкой экономайзера
- 7.2.2. Вариант "б" – без установки экономайзера
- 8. Расчет годового расхода и экономии топлива
- 8.1. Общие положения
- 8.2. Пример расчета расхода и экономии топлива
- 9. Тепловой и конструктивный расчет экономайзера
- 9.1. Основы теплового расчета экономайзера
- 9.2. Основы конструктивного расчета экономайзера
- 9.3. Пример теплового расчета экономайзера
- 9.4. Пример конструктивного расчета экономайзера
- Приложение а
- Исходные данные к курсовому проектированию
- П риложение б Тепловые схемы котельных
- Приложение в
- Теоретические основы работы котельной
- Приложение г
- Правила выполнения курсового проекта
- Реферат
- Приложение д
- Контрольные вопросы
- Приложение е
- Библиографический список
- Содержание