Рисунок 4.1.1 Схема руху газів та пари у пароперегрівачі
Рисунок 4.1.2 Схема коридорного розміщення трубок у пароперегрівачі
4.1 Розрахунок пароперегрівача
Теплота, яку сприймає пароперегрівач, кДж/м3:
де 
– ентальпія перегрітої пари на лінії насичення, визначаємо по I-S діаграмі:
кДж/м3
Визначимо ентальпію газів після пароперегрівача, кДж/м3:
де 
- ентальпія продуктів згорання на вході в пароперегрівач, кДж/м3;
– величина присосів повітря, кДж/м3;
– ентальпія присосів повітря, кДж/м3;
Знайдемо температуру димових газів на виході із пароперегрівача:
Визначення температурного натиску:
Рисунок 4.1 Схема температурного натиску
Середній температурний натиск, 
:
Середня температура газів в пароперегрівачі, :
Витрата димових газів через пароперегрівач, м3/с:
де 
− коефіцієнт надлишку повітря на виході з пароперегрівача;
− об’єм димових газів, м3/м3;
Швидкість газів в міжтрубному просторі приймаємо за рекомендаціями [5] 12 м/с.
4.1.1 Визначення коефіцієнта тепловіддачі від стінки до перегрітої пари
Визначимо середню температуру пари, :
де 
− температура перегрітої пари, ;
− температура насиченої пари, ;
Приймаємо швидкість пари в трубках Wп = 20 м/с за рекомендаціями [5].
Кількість паралельно увімкнутих змійовиків, шт.:
де D – паровиробництво, кг/с;
= 0,0799 м3/кг − питомий об’єм пари;
dв = 32 мм – внутрішній діаметр трубок пароперегрівача.
Кількість труб в ряду, шт.:
Коефіцієнт тепловіддачі від стінки до перегрітої пари, Вт/(м2∙К), знаходимо за номограмами [5].
4.1.2 Визначення коефіцієнта тепловіддачі від газів до стінок трубок
Коефіцієнт тепловіддачі від газів до стінок трубок, Вт/(м2∙К):
де 
= 0,65 – коефіцієнт, що враховує нерівномірність обмивання поверхні;
− коефіцієнт тепловіддачі конвекцією, Вт/(м2∙К);
− коефіцієнт тепловіддачі випромінюванням, Вт/(м2∙К).
Коефіцієнт тепловіддачі конвекцією для коридорного пучка труб знаходимо за номограмою [5]:
Коефіцієнт тепловіддачі випромінюванням знаходимо за номограмами [5].
Міра чорноти потоку газів:
де 
−коефіцієнт послаблення променів, (1/м∙МПа):
− коефіцієнт послаблення променів 3-х атомними газами, 1/м∙МПа:
де 
= 0,173 – об’ємна доля водяної пари, (табл. 2.1);
− температура димових газів на виході з пароперегрівача;
− сумарний парціальний тиск 3-х атомних газів.
де 
=0,253 − сумарна об’ємна доля 3-х атомних газів, (табл. 2.1).
− оптична товщина випромінювання, м:
де задаємося значенням кроку труб по ходу газів 
м;
Крок труб по фронту 
м;
Коефіцієнт тепловіддачі випромінюванням, Вт/(м2∙К):
Коефіцієнт тепловіддачі від газів до стінок трубок, Вт/(м2∙К):
Коефіцієнт теплопередачі для пароперегрівача, Вт/(м2∙К):
де 
= 0,85 – коефіцієнт теплової ефективності поверхні, Вт/(м2∙К);
Поверхня теплопередачі, м2:
Довжина одного змійовика пароперегрівача:
Площа живого перетину для проходу пари:
4.2 Розрахунок водяного економайзера
Рисунок 4.2.1 Схема розміщення змійовиків у водяному економайзері котла
Метою розрахунку водяного економайзеру є визначення його поверхні нагріву. Для цього виконаємо необхідні розрахунки.
Кількість тепла, яке передане воді в економайзері, визначається через тепловий баланс котла, кДж/м3:
Ентальпію газів після економайзера знаходимо через рівняння теплового балансу економайзера, кДж/м3:
де − ентальпія продуктів згорання на вході в економайзер при 
. 
– ентальпія продуктів згорання на виході з економайзера, кДж/м3;
– величина присосів повітря. 
– ентальпія присосів повітря, кДж/м3. 
Знаходимо температуру газів за економайзером за допомогою I-t графіка (табл. 2.4):
Ентальпія води на виході з економайзера, кДж/кг:
де 
− ентальпія живильної води, 
;. 
;
–витрата води в економайзері, кг/с:
Визначимо по таблицям властивостей води ентальпію води при температурі насичення (
:
Через те, що 
, то приймаємо економайзер киплячого типу, стальний гладко трубний змійовикового типу з наступними характеристиками:
S1 = 40 мм – крок труб по фронту;
S2 = 45 мм – крок труб по довжині;
Z1 = 36 шт. – кількість труб по фронту;
Z2 = 32 шт. – кількість труб по ходу газів;
L = 2300 мм – довжина труб.
Визначаємо ступінь сухості пари на виході з економайзера:
де 
− ентальпія киплячої води при тиску парогенератора;
– теплота пароутворення.
4.4.1 Визначення коефіцієнта тепловіддачі від стінок до повітря
Середня температура димових газів, :
Швидкість газів в між трубному просторі приймаємо, м/с:
Коефіцієнт тепловіддачі конвекцією при поперечному обмиванні стінок трубок економайзера, Вт/(м2∙К):
де 
= 38 мм –зовнішній діаметр трубок, мм;
− швидкість повітря в між трубному просторі, м/с;
Коефіцієнт тепловіддачі випромінюванням, Вт/(м2∙К):
де 
= 0,8 – міра чорноти забрудненої поверхні;
T3 – температура забрудненого повітря, К:
– міра чорноти газів:
Сумарний парціальний тиск 3-х атомних газів, МПа:
де =0,234 − сумарна об’ємна доля 3-х атомних газів, (табл. 2.1).
Коефіцієнт послаблення променів, 1/м∙МПа:
− коефіцієнт послаблення променів 3-х атомними газами, 1/м∙МПа:
де = 0,164 – об’ємна доля водяної пари, (табл. 2.1);
− температура димових газів на виході з водяного економайзера;
− сумарний парціальний тиск 3-х атомних газів.
− оптична товщина випромінювання, м:
Крок труб по ходу газів 
м;
Крок труб по фронту 
м;
Коефіцієнт тепловіддачі випромінюванням, Вт/(м2∙К):
Коефіцієнт тепловіддачі від газів до стінок трубок, Вт/(м2∙К):
де = 0,95 – коефіцієнт, що враховує нерівномірність обмивання поверхні;
Коефіцієнт теплопередачі, Вт/(м2∙К):
Визначення температурного натиску:
Середній температурний натиск, :
Рисунок 4.4 Схема температурного натиску
Визначимо поверхню теплопередачі економайзера, м2:
Кількість трубок в економайзері, шт.:
Визначимо кількість рядів трубок, шт.:
Визначимо розмір проколу економайзера, м:
4.3 Розрахунок повітропідігрівача.
Рисунок 4.3.1 Схема повітропідігрівача
Кількість тепла, яке передалось повітрю в повітропідігрівачі визначається із теплового балансу:
де 
ентальпія холодного повітря при tхп = 300С, кДж/м3;
ентальпія повітря,що подається при tп= 150 , кДж/м3;
= 1,34 – коефіцієнт надлишку повітря;
= 0,06 величина присосів повітря [2].
Ентальпія газів на виході з повітропідігрівача визначаємо за табл. 2.4 за температурою газів на виході з котла 
, кДж/м3:
Визначення температурного натиску:
Рисунок 4.3 − Схема температурного натиску
Середній температурний натиск, :
Дійсний температурний натиск, :
де = 0,96 – коефіцієнт, який враховує непаралельність течії теплоносіїв;
4.3.1 Визначення коефіцієнта тепловіддачі від димових газів до стінок трубок
Середня температура газів в повітропідігрівачі, :
Швидкість газів в між трубному просторі приймаємо 
м/с;
Коефіцієнт тепловіддачі конвекцією, Вт/(м2∙К):
де 
= 40 мм – внутрішній діаметр трубок повітропідігрівача, мм;
− швидкість газів в між трубному просторі, м/с;
, Вт/(м∙К) – коефіцієнт теплопровідності;
– критерій Прандтля.
Через те, що товщина випромінюючого шару мала, то коефіцієнт тепловіддачі випромінюванням можна не враховувати, тоді:
4.3.2 Визначення коефіцієнта тепловіддачі від стінок до повітря
Середня температура повітря, :
Швидкість повітря, м/с:
Коефіцієнт тепловіддачі конвекцією при поперечному обмиванні труб повітрям повітропідігрівача, Вт/(м2∙К):
де = 43 мм – зовнішній діаметр трубок пароперегрівача, мм;
Через те, що середня температура повітря 
, то променева складова не рахується, тоді коефіцієнт тепловіддачі від стінок до повітря буде:
Коефіцієнт теплопередачі, Вт/(м2∙К):
де = 0,85 – коефіцієнт, який враховує вплив забруднення, неповноту змивання та перетоків повітря;
Визначимо поверхню теплопередачі повітропідігрівача, м2:
Довжина трубок повітропідігрівача, м:
де n = 792 шт. – кількість труб по кресленню;
Рисунок 4.3.3 Схема видалення продуктів згорання
1. Котел;
2. Барабан котла;
3. Пароперегрівач;
4. Водяний економайзер;
5. Повітропідігрівач;
6. Циклон;
7. Димосос;
8. Димова труба.
