Основные положения теплового расчета.

Водяной экономайзер представляет собой поверхностный теплообменник и служит для подогрева питательной воды перед подачей ее в барабан котла за счет теплоты уходящих газов. При этом снижаются потери теплоты с уходящими газами, но в то же время несколько увеличиваются потери теплоты в окружающую среду и подсосы воздуха в газоходе. Присосы воздуха в газоходе не только снижают , но и вызывают значительное повышение расхода электроэнергии на собственные нужды (привод дымососа).

 

Исходными данными для расчета водяного экономайзера являются:

1. Температура воды перед экономайзером, , °С.

2. Температура газов перед экономайзером, , °С.

3. Температура газов после экономайзера, , °С.

 

Расчетом определяется:

1. Температура воды на выходе экономайзера , °С.

2. Поверхность нагрева экономайзера , м².

 

Тепловосприятие экономайзера определяется по формуле:

 

кДж/кг, (56)

 

где - коэффициент сохранения тепла.

 

. (57)

 

Затем определяется энтальпия воды, выходящей из экономайзера, по формуле:

 

, (58)

 

где - энтальпия воды при входе в водяной экономайзер, кДж/кг.

 

Температура воды после экономайзера определяется по соответствующей энтальпии воды при давлении .

Если энтальпия воды после водяного экономайзера меньше температуры воды при температуре кипения, то экономайзер получается некипящим. В этом случае для чугунных экономайзеров температура воды после экономайзера должна быть на 30-50 °С ниже температуры кипения воды в котле, во избежание закипания воды в экономайзере.

Если энтальпия воды после экономайзера больше энтальпии воды при температуре кипения, то водяной экономайзер получается кипящим. В этом случае применяются стальные змеевиковые экономайзеры.

Когда определена температура воды после экономайзера, производится определение поверхности нагрева водяного экономайзера по формуле:

 

м², (59)

 

где - коэффициент теплопередачи в экономайзере, кВт/м²∙К (приложение А, таблица 2);

- температурный напор в экономайзере, °С.

 

В чугунных ребристых экономайзерах скорость продуктов сгорания обычно составляет 6-8 м/с. Значение коэффициента теплопередачи при этих скоростях составляет 0,0155-0,0215 кВт/ м²∙Км (по заданию).

Температурный напор в экономайзере составляется из выражения:

 

°С, (60)

 

где - разность температур теплообменивающихся сред на том конце поверхности, где она наибольшая, °С;

- разность температур теплообменивающихся сред на том конце поверхности, где она наименьшая, °С.

 

При любых значениях температуры наибольший возможный температурный напор достигается при использовании противоточной схемы и наименьший при прямотоке (при прочих равных условиях), в связи с чем рекомендуется применение противоточной схемы.

Если степень паросодержания , но не более 30 %, то температурный напор для экономайзеров рассчитывается по формуле (60), но вместо температуры воды на выходе из экономайзера в эту формулу подставляется условная температура воды , °С.

°С, (61)

 

где - количество тепла, затраченное в водяном экономайзере на парообразование, кДж/ кг.

 

Паросодержание воды на выходе из экономайзера определяется по формуле:

 

, (62)

 

где - теплота парообразования при давлении в барабане .

 

После определения , подбирают тип экономайзера или рассчитывают.