ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОВЕРХНОСТИ НАГРЕВА ПАРОПЕРЕГРЕВАТЕЛЯ
Тепловая работа пароперегревателя характеризуется следующими уравнениями.
Количество тепла Q„e ккал/кг от сжигания 1 кг топлива, требуемое для перегрева пара до заданной температуры t°ne, выразится
где і’я — теплосодержание сухого насыщенного пара в ккал/кг; остальные обозначения — по формуле (73).
Влажность (1 — лг) пара, поступающего в пароперегреватель, может быть определена во время испытаний калориметром.
На основании практических данных обычно принимают 1 — л: = = 0,02-4-0,03 или х = 0,97 ч-0,98. Количество же тепла Qne ккал/кг, которое может быть передано продуктами сгорания 1 кг топлива для перегрева пара,
qne
Qne —Inn Із п — j — iqq Qp к кал’кг, (138)
где — теплосодержание газов перед пароперегревателем в ккал/кг; /э.„ — теплосодержание газов за пароперегревателем в ккал/кг;
Дапе — коэфициент, учитывающий присос воздуха в пароперегревателе;
qne — потеря тепла пароперегревателем в окружающую среду в процентах.
Ясно, что количество тепла, отдаваемое газами, соответствует количеству тепла, полученному паром для перегрева.
Определив по уравнению (137) величину Qne, можно, преобразуя формулу (138), найти теплосодержание газов за пароперегревателем:
а™
Із. п — 1п. п~~ Дяие VQ(ct)x_e Qne їоо’^а ккал/кгі (139) и температуру их
t, n = ■ (НО)
2jVc
Для определения температуры t3 n можно использовать таблицу теплосодержания продуктов сгорания 1 кг топлива /2 или диаграмму /— t.
Температура 4. „ в противоточном пароперегревателе должна быть выше температуры 4 пара, входящего в пароперегреватель, а в параллельноточном — выше, чем температура перегретого пара tne.
Противоточным называется пароперегреватель, в котором осуществлено встречное направление потоков пара к газов, параллельноточным — пароперегреватель, в котором движение потоков пара и газов направлено в одну сторону.
Передача тепла при противотоке происходит более интенсивно, чем при параллельном токе.
Поверхность нагрева пароперегревателя, величина которой будет достаточна для передачи всего необходимого количества тепла B-Qne от газов пару, можно определить по формуле (114), переписав ее в следующем виде:
где Кпе — расчетный коэфициент теплопередачи в пароперегревателе в ккал/мгчас°С.
Значение коэфициента теплопередачи Кпе необходимо определять по формуле (133), так как коэфициент теплоотдачи от стенки к перегретому пару аз значительно меньше, чем от стенки к воде.
Итак,
К ___ t aia2 = t (а« + ал) аг ne“ л*а1+а2 ?ле о.* + ал + а2 |
ккал/м2час °С.
Коэфициент теплоотдачи <хк находится по номограммам II или III в зависимости от расположения труб. Необходимые для этого скорость потока газов в пароперегревателе w м/сек определяется по формуле (121), площадь живого сечения Q м2 для прохода газов — по формуле (119) или (120), температура потока t°nom — по формуле (122) и температурный напор Дf — по формуле (123) или (124).
Средняя температура рабочего тела — пара в пароперегревателе будет равна
Ьср = °С (143)
и средняя температура стенки
tcm-tjL±r^ + 25°c — (144>
Коэфициенты теплоотдачи лучеиспусканием а^°» и а”*0 находятся по номограммам IV и V, так же как и для конвективных поверхностей котла. Необходимые для этого парциальные давления pR0 ama и рн0 ата определяются по формулам (45) и (46), а эффективная толщина излучающего слоя s м — по формуле (130) или (131).
Если пароперегреватель расположен за котлом, то теплопередача лучеиспусканием будет незначительной, и ею можно пренебречь.
Коэфициент теплоотдачи от стенок к перегретому пару а2 находится по номограмме VI (см, приложение 6).
Предварительно нужно определить величину средней скорости пара:
w = —-пе • — * ~tVne — м/сек, (145)
” 2830 л 2 v
где vH — удельный объем насыщенного (влажностью 1 — лг) пара, поступающего в пароперегреватель, в мъ/кг vne — удельный объем перегретого пара при выходе из пароперегревателя в м3/кг;
п — число параллельных секций пароперегревателя.
В результате всех предварительных подсчетов находится коэфициент теплопередачи Кпе и величина поверхности нагрева пароперегревателя Нпе м2.