Расчет и подбор теплоутилизационного контура

9) Для tп и tmax по графикам определяем теплонапряженность абсолютно черной поверхности qs:

Таблица 8.

Определяем теплонапряженность при q = 4250С: qs = 177796,9 Вт/м2.

Таким образом, полный тепловой поток, внесенный в топку:

Q = B*`Qрн hт*103 = 0,09*49169*0,95*103 = 4203949,5 Вт.

Эквивалентная абсолютно черной поверхность равна

Hs = Q/qs = 4203949,5/177796,9 = 23,64 м2.

10) Принимаем степень экранирования кладки y = 0,45; для a=1,05 примем Нs/HL = 0.78.

Эквивалентная плоская поверхность:

Нл = Нs/ (Нs/HL) = 23.64/0.78 = 30.31 м2.

Диаметр радиантных труб dр= 0,152м, диаметр конвекционных труб dк= 0,114м.

Принимаем однорядное размещение труб и шаг между ними S = 2*dр = 0,304м.

Для этих значений фактор формы К= 0,87.

11) Величина заэкранированности кладки:

Н = Нп/К = 30,31/0,87 = 34,84 м2.

12) Поверхность нагрева радиантных труб:

Fрад= 3,14*Н/2 = 3,14*34,84/2 = 54,7 м2.

Таким образом, выбираем печь Б1 54/6.

Характеристика печи

Таблица 9

Длина lпол= l-0,8 = 6-0,8 = 5,2.

Число труб в камере радиации: nр = 54/3,14*0,152*5,2 = 21,76.

Теплонапряженность радиантных труб: qр = 2387431/54 = 44211,69 Вт/м2.

Число конвективных труб: nк = 54/3,14*0,114*5,2 = 29,01.

Располагаем трубы в шахматном порядке по 3 в одном горизонтальном ряду, шаг между трубами S = 1,7*dк = 1,7*0,114 = 0,19м.

Рис. 3. Принципиальная схема рассматриваемой технологической печи.

13) Средняя разность температур:

Dtср = [(tn-tk)-(tух-t1)]/ln[(tn-tk)/(tух-t1)]

Dtср = [(916,4-260,4)-(450-151)]/ln[(916,4-260,4)/(450-151)] = 454.20C

14) Коэффициент теплопередачи:

К = Qконв/Dtср*F = 795810/454.2*54 = 32,46 Вт/м2*К.

15) Теплонапряженность поверхности конвективных труб:

qk= Qконв /F = 795810/54 = 14737.2 Вт/м2.

Гидравлический расчет змеевика печи

Для обеспечения нормальной работы трубчатой печи необходимо обосновано выбрать скорость движения потока сырья через змеевик. При увеличении скорости движения сырья в трубчатой печи повышается коэффициент теплоотдачи от стенок труб к нагреваемому сырью, что способствует снижению температуры стенок, а следовательно, уменьшает возможность отложения кокса в трубах. В результате уменьшается вероятность прогара труб печи и оказывается возможным повысить тепло напряженность поверхности нагрева. Кроме того, при повышении скорости движения потока уменьшается отложение на внутренней поверхности трубы загрязнении из взвешенных механических частиц, содержащихся в сырье.

Применение более высоких скоростей движения потока сырья позволяет также уменьшить диаметр труб или обеспечить более высокую производительность печи, уменьшить число параллельных потоков.

Однако увеличение скорости приводит к росту гидравлического сопротивления потоку сырья, в связи с чем увеличиваются затраты энергии на привод загрузочного насоса, так как потеря напора, а следовательно, и расход энергии возрастают примерно пропорционально квадрату (точнее, степени 1,7-1,8) скорости движения.

Находим потерю давления водяного пара в трубах камеры конвекции.

Средняя скорость водяного пара:

[м/с],

где - плотность водяного пара при средней температуре и давлении в камере конвекции, кг/м3; dк – внутренней диаметр конвекционных труб, м; n – число потоков.

Значение критерия Рейнольдса:

, где - кинематическая вязкость водяного пара.

Общая длина труб на прямом участке:

[м].

Коэффициент гидравлического трения:

.

Потери давления на трение:

.

Потери давления на местные сопротивления:

,

где

Общая потеря давления:

[кПа].

Расчет потери давления водяного пара в камере радиации

Средняя скорость водяного пара в трубах радиационной камеры составляет:

м/с,

где - плотность водяного пара при средней температуре и давлении в камере конвекции, кг/м3; dр – внутренней диаметр конвекционных труб, м; n – число потоков.

 Скачать реферат