КОМПАНОВКА И ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ПАРОПЕРЕГРЕВАТЕЛЯ.

Пароперегреватель установлен за испарительным пучком. Для нашего  вспомогательного парогенератора применили вертикальный пароперегреватель. Для их изготовления используют трубы с наружным диаметром 29 и38 мм. При размещении змеевиков шаговые отношения в пучке обычно принимают в пределах :

S1/dН = S2/dН = 1,3… 2,0.

dН = 0,029 м .

S1 = 2 ∙ 29 = 58 мм; S2 = 2 ∙ 29 = 58 мм .

После выбора схемы пароперегревателя и геометрических характеристик пучка ( dН ,S1 ,S2 ) определяют число труб в одном ряду Z1 :

,

где S1 – поперечный шаг труб, мм.

.

Поверхность нагрева одного ряда труб , м2

HРПП = π dНLППZ1 =3,14×0,029×2,5×32=8

Где LНН  - длина трубки среднего ряда пучка , м, принимается по эскизу парогенератора .

Живое сечение для прохода газов в пароперегревателе ; м

fГПП=LПП (LТ – dН Z1 )=2,5×(1,45-0.029×32)=1,31

Скорость пара в трубах пароперегревателя принимают 15…20 м/с  и определяют число параллельно работающих труб .

Где Dпп- паропроизводительность котла по перегретому пару, кг/с;

Средний удельный объем перегретого пара, м3 /кг.

Vпп=(Vн.п.+Vп.п.)/2 = 0.27

Vн.п., Vп.п. – удельные объемы на входе в пароперегреватель и на выходе из него, м3 /кг.

Vн.п.=0,24, Vп.п=0,3

Затем производится  разбивка труб в коллекторе и газоходе пароперегревателя.

По диаграмме  “Ir-tr”  определяют температуру газов на выходе из пучка.

t1= 600°C

t2= 455°C

Средняя температура газов в пучке:

tгпп=0,5(t1+ t2)=528°C

Tгпп =525+273=801K

Тогда скорость потока газов через пучок, м/с

м/с

Для перегретого пара предварительно определяют его среднюю температуру, ºС.

tпп=0,5(ts+tпп)=0.5(160+290)=225

где ts – температура насыщения при заданном насыщении в котле, ºС

tпп – температура перегретого пара (по заданию), ºС

Коэффициент теплоотдачи конвекцией от потока газов к стенке труб определяется расчетом:

=104 Вт/м к

Коэффициент теплоотдачи a2 от стенки трубы к пару:

Вт/м к

При тепловом расчете  пароперегревателя следует учитывать передачу теплоты излучением от потока газов к трубкам пучка. Коэффициент теплоотдачи излучением рассчитывается по формуле:

Вт/м к

Температура загрязненной стенки трубки пароперегревателя:

°С

qпп- плотность теплового потока  (10¸25)×103

e=(1,5¸4)×10-3  – коэффициент загрязнения труб пароперегревателя, имеющий меньшие значения при больших скоростях газа в пучке.

Тогда

Тзагр=tзагр+273=675 К

Эффективная толщина излучающего слоя газов Sпп при омывании пучка труб определяется:

Коэффициент ослабления лучей Кrпп и степень черноты трехатомных газов рассчитываются соответственно: 1/(м×Мпа)

0,109 Вт/м к

После определения коэффициентов теплоотдачи рассчитывается коэффициент теплопередачи от потока газов к перегреваемому пару.

где  =104×0,86+5,42=95 Вт/м к

- коэффициент полноты смывания пароперегревателя. Температурный напор для пароперегревателя определится из следующих выражений:

Тогда расчетная площадь поверхности нагрева:

А расчетное число  рядов труб в пучке:

округляют до целого числа Z3 =2 и исходя из принятого числа рядов, определяется действительная поверхность нагрева пароперегревателя: