Расчет пароперегревателей
Расчет пароперегревателей предназначен для перегрева до необходимой температуры насыщенного пара, получаемого в котлах. Получить перегретый пар в отопительно-производственных котельных требуется для производственно-технологических процессов. В большинстве случаев значения температуры перегретого пара не превышают.
В отопительно-производственных котельных чаще всего применяют конвективные пароперегреватели, располагаемые по ходу движения газов после первых рядов труб кипятильного пучка. Пароперегреватели обычно состоят из группы параллельно включенных стальных змеевиков, составленных из труб малого диаметра (28-42 мм), соединенных коллекторами.
Условия внутреннего охлаждения стенки у пароперегревателей хуже, чем у других элементов котельной установки, так как температура в пароперегревателе более высока, а значение коэффициента теплоотдачи от стенки к перегретому пару меньше, чем к воде или к влажному пару
Для поддержания значения коэффициента на необходимом уровне надо принимать скорость пара в пароперегревателях не ниже 25 м/сек. При более низком значении коэффициента теплоотдачи от стенок к перегретому пару температура стенки может превысить допустимые пределы, вследствие чего трубы могут выйти из строя.
При определении необходимой величины поверхности нагрева пароперегревателя (параметры пара известны) количество тепла, которое необходимо сообщить пароперегревателю, определяют по уравнению
Qпep - D (i2 – i1) ккал/ч (IV.42)
где D - расход перегретого пара в кг/ч; i1 и i2 - конечная и начальная энтальпия пара в ккал/кг.
По найденному значению по уравнению (IV.42) определяют энтальпию и температуру газов при выходе из пароперегревателя. Значение расчетного коэффициента теплопередачи для пароперегревателя определяют по формуле
Температуру стенки подсчитывают по выражению
Наконец, определив температурный напор по среднеарифметической разности температур, что в данном случае допустимо.
Элементы пароперегревателя, составляющие расчетную поверхность нагрева, должны быть скомпонованы так, чтобы была обеспечена ранее заданная скорость движения пара. При проверочном расчете по заданной поверхности нагрева пароперегревателя предварительно выбирают ожидаемую температуру перегретого пара, после чего расчет ведут следующим образом.
Из уравнения (IV.23) по принятой поверхности нагрева пароперегревателя определяют количество передаваемого тепла. Далее по уравнению (IV.24) находят энтальпию и температуру газов по выходе их из пароперегревателя, а затем по уравнению (IV.42) проверяют температуру перегретого пара.
