Расчет воздухоподогревателя
При одноступенчатой компоновке в/п рассчитывают целиком. При компоновке в рассечку - каждую часть отдельно. При конструктивном расчете задаются температурами воздуха на входе с учетом рециркуляции и выходе, а также температурами газов на одном конце. При поверочном расчете известны входные энтальпии газа и воздуха и определяют их температуру на выходе. Для одноступенчатого в/п и второй ступени 2-х ступенчатого
где 
Величина 
где 
При рециркуляции частиц горячего в - ха
где 
tХВ, tВПI, tГП - температура холодного воздуха на входе в в/п после смешения и горячего воздуха.
 |
Рисунок 13.1 - Схема теплопередачи от продуктов сгорания к рабочему телу
 |
а —топка для слоевого сжигания топлива; б — топка для факельного сжигания топлива при наличии ширм.
Рисунок 13.2 - Границы активного топочного объема
 |
а — шахтно-мельничная топка: б — топка с пылеугольными или газовыми горел» нами
Рисунок 13.3 - Относительный уровень расположения горелок в топке
 |
 |
Рисунок 13.4 - Схема последовательности конструктивного расчета топки
I — прямоток; II — противоток; III — перекрестный ток. Характерные схемы омывания поверхностей нагрева: а — воздухоподогреватель; 1 — одноходовой перекрестный ток; 2 — двухходовой перекрестный ток; 3 — многократный перекрестный ток; б — экономайзер, многократный перекрестный ток: 1 — противоток; 2 — прямоток; в — пароперегреватель, многократный перекрестный ток, последовательно смешанный ток; 2 — то же, параллельно смешанный ток
Рисунок 13.5 - Схемы смывания продуктами сгорания топлива конвективных поверхностей нагрева
14 ТЕПЛООБМЕН В ПОЛУРАДИАЦИОННЫХ ПОВЕРХНОСТЯХ ТЕПЛООБМЕНА
Анализ основного уравнения радиационного теплообмена показывает, что увеличение удельной тепловой нагрузки радиационной поверхности может быть достигнуто в основном повышением адиабатной температуры горения. В меньшей степени на эффективность радиационного теплообмена влияет температура продуктов сгорания на выходе из топки и коэффициент тепловой эффективности поверхностей нагрева экранов и ширм. Повышение адиабатной температуры горения данного топлива возможно путем снижения коэффициента избытка воздуха, уменьшения потерь от химического недожога и повышения температуры воздуха, используемого для сжигания топлива.
Повышение температуры воздуха возможно в пределах, ограниченных технико-экономическими условиями распределения тепловосприятия в элементах котла, надежностью работы воздухоподогревателя и механических топок при слоевом сжигании топлива. Температура продуктов сгорания на выходе из топки в значительной мере определяет общие технико-экономические характеристики котла, в том числе надежность и бесперебойность его работы. При сжигании твердого топлива повышение температуры продуктов сгорания на выходе из топки лимитируется условиями шлакования поверхностей нагрева экранов и расположенных за топкой поверхностей нагрева. При сжигании мазута и газа температура продуктов сгорания на выходе из топки определяется рациональным распределением тепловосприятия радиационных и конвективных поверхностей нагрева. Коэффициент тепловой эффективности может быть повышен за счет увеличения углового коэффициента х поверхности нагрева, в частности, путем применения двухсветных экранов и ширм, а также за счет поддержания чистыми поверхностей нагрева при систематической их очистке от загрязнений обдувкой или за счет механического воздействия на трубы.
Интенсификация конвективного теплообмена, как видно из выражений для определения коэффициентов теплоотдачи, возможна путем повышения скорости теплоносителя, и первую очередь продуктов сгорания, а также уменьшением диаметра труб d или диаметра эквивалентного канала dK.
При этом коэффициент конвективной теплоотдачи ?к возрастает пропорционально скорости газов в степени 0,6÷0,8 и обратно пропорционально определяющему размеру d в степени 0,4÷0,2 в зависимости от расположения труб по отношению к потоку газов. Соответственно сокращаются необходимые конвективные элементы котла. Однако при повышении скорости газов имеет место увеличение аэродинамического сопротивления поверхности нагрева, пропорциональное квадрату скорости газов, и соответственно повышение расхода электроэнергии на тягу. В связи с этим возникают экономически целесообразные пределы повышения скорости газов, лимитируемые также (при сжигании твердого топлива) условиями износа поверхностей нагрева.
Более широко используется второй путь повышения эффективности конвективной теплопередачи — уменьшение диаметра труб и эквивалентных каналов. При уменьшении диаметра труб аэродинамическое сопротивление трубных пучков при неизменной скорости газов даже несколько уменьшается.
Тепловая схема и компоновка котла. Зависимость тепловой схемы котла от его параметров.
