Расчет двухходового трубчатого воздухоподогревателя; тепловой расчет водяного экономайзера, пароперегревателя

Определяем диаметр трубы с учётом загрязнения её сажей с наружной стороны:
d_3=d_2+2⋅δ_c=50+2⋅1,1=52,2 мм
Уравнение теплового баланса
По давлению водяного пара P=9 МПа найдем t_2^'=t_нас=303℃, энтальпию насыщенного пара h’2= 2750 кДж/кг (табл. 3 приложения) и перегретого h”2= 3527,6 кДж/кг (табл. 4).
Считая, что потери теплоты по длине пароперегревателя Δ = 0, запишем уравнение теплового баланса:
Q=G_1⋅c_p1⋅(t_1^'-t_1^")=G_2⋅(h_2^"-h_2^')
Определим тепловую нагрузку теплообменного аппарата по водяному пару
Q=G_2⋅(h_2^"-h_2^' )=35⋅(3527,6-2750)⋅10^3=27,2 МДж/с=27,2 МВт

РАСЧЕТ ДВУХХОДОВОГО ТРУБЧАТОГО ВОЗДУХОПОДОГРЕВАТЕЛЯ
В трубчатом двухходовом теплообменнике холодный теплоноситель (воздух) в количестве G2 должен нагреваться от t2’ до t2”.
Горячий теплоноситель (дымовые газы) в количестве G1 движется внутри труб диаметром d2⁄d1 со средней скоростью ω1, λ - коэффициент теплопроводности материала, из которого изготовлены трубки. Температура дымовых газов на входе в теплообменник t1’, на выходе t1”, (одна из четырех температур неизвестна).
Воздух движется поперек трубного пучка со средней скоростью в узком сечении пучка ω2. Заданы расположение труб в пучке и относительные шаги: поперечный σ1=S1⁄d2 и продольный σ2=S2⁄d2.
Потери теплоты составляют Δ %.
Определить необходимую поверхность нагрева, длину труб в одном ходе и количество труб, расположенных поперек и вдоль потока холодного теплоносителя.
ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ВОДЯНОГО ЭКОНОМАЙЗЕРА

Змеевиковый экономайзер парового котла предназначен для подогрева питательной воды в количестве G2 от температуры t2’ до t2". Вода движется вверх по трубам диаметром d2⁄d1. Коэффициент теплопроводности материала стенки λ. Средняя скорость движения воды ω2.
Дымовые газы (13 % СО2 и 11 % H2O) движутся сверху вниз в межтрубном пространстве со средней скоростью в узком сечении трубного пучка ω1. Расход газов G1. Температура газов на входе в экономайзер t1’, на выходе t1” (одна из четырех температур неизвестна). Задано расположение труб в пучке (шахматное или коридорное) и относительные шаги: поперечный σ1=S1⁄d2 и продольный σ2=S2⁄d2. Со стороны газов поверхность труб покрыта слоем сажи толщиной δс, со стороны воды - слоем накипи толщиной δн. Коэффициенты теплопроводности принять: для сажи λс = 0,07 - 0,12 Вт/м"· " град, для накипи λн= 0,7 - 2,3 Вт/м"· " град.Определить поверхность нагрева и длину отдельных секций (змеевиков).
ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ПАРОПЕРЕГРЕВАТЕЛЯ
В пароперегреватель поступает сухой насыщенный водяной пар. Пар движется по стальным трубам диаметром d2/d1. Коэффициент теплопроводности стали λ.
Средняя скорость движения пара ω2, расход пара G2, давление Р. Температура и энтальпия перегретого пара соответственно t2" и h2к. Дымовые газы (13% СО2 и 11% Н2О) в количестве G1 движутся поперек трубного пучка. Температура газов на входе t1’. Средняя скорость газов в узком сечении пучка ω1.
Заданы расположение труб (шахматное или коридорное) и относительные шаги: поперечный σ1=S1⁄d2 и продольный σ2=S2⁄d2.
Изменением давления по длине пароперегревателя в расчетах можно пренебречь. Со стороны газов трубы пароперегревателя покрыты слоем сажи толщиной δс. Теплопроводность сажи можно принять λc = 0,07 - 0,12 Вт/м∙град.
Определить поверхность нагрева, количество и длину змеевиков пароперегревателя парового котла. Схема движения теплоносителей в пароперегревателе показана на рисунке.