Тепловий розрахунок парового котла ДЕ-25-14, який працює на газоподібному паливі

Размещено на http://www.allbest.ru/

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ УКРАЇНИ

Курсовий проект

З дисципліни: «Теплоенергетичні установки і системи»

На тему: «Тепловий розрахунок парового котла ДЕ-25-14, який працює на газоподібному паливі»



РЕФЕРАТ

Пояснювальна записка курсової роботи представлена на 42 сторінках машинописного тексту, 6 таблиці, 4 використаних літературних джерела та 2 аркуші графічної частини формату А1.

Об'єктом розробки є котлоагрегат ДЕ-25-14, що працює на газі газопроводу Газли-Коган.

В даній курсовій роботі проведено розрахунок об'єму та ентальпії продуктів згоряння і повітря.

Розраховано коефіцієнт корисної дії (ККД) і витрата палива котельного агрегату.

Проведено тепловий розрахунок топкової камери та водяного економайзера.



ЗМІСТ

ВСТУП

РОЗДІЛ 1. КОНСТРУКТИВНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ КОТЛА

РОЗДІЛ 2. РОЗРАХУНОК ОБ'ЄМІВ ТА ЕНРАЛЬПІЙ ПОВІТРЯ І ПРОДУКТІВ ЗГОРАННЯ

2.1 Визначення присосів повітря і коефіцієнтів надлишку повітря по окремим газоходам

2.2 Розрахунок об'ємів повітря і продуктів згорання

2.3 Розрахунок ентальпії повітря і продуктів згорання

РОЗДІЛ 3. РОЗРАХУНКОВИЙ ТЕПЛОВИЙ БАЛАНС ТА ВИТРАТА ПАЛИВА

3.1 Розрахунок втрат теплоти

3.2 Розрахунок ККД та витрати палива

РОЗДІЛ 4. РОЗРАХУНОК ТОПКОВИХ КАМЕР

4.1 Визначення геометричних характеристик топок

РОЗДІЛ 5. РОЗРАХУНОК КОНВЕКТИВНИХ ПОВЕРХОНЬ НАГРІВУ

5.1 Розрахунок конвективних пучків котла

5.2 Розрахунки водяного економайзера

5.3 Розрахунки повітряного тракту

5.4 Розрахуємо опір водяного економайзера

5.5 Розрахунки димової труби

5.6 Визначимо діаметр труби на вході

5.7 Підбір димососа і дуттєвого вентилятора

СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ



ВСТУП

Тепловий розрахунок парового котла може бути конструктивним або перевірочним. Конструктивний розрахунок виконується при розробці (проектуванні) нових парових або водогрійних котлів спеціалізованими проектно-конструкторськими інститутами або конструкторськими бюро котлобудівельних заводів. Перевірочний розрахунок котельних агрегатів, що випускаються промисловістю, виконується при проектуванні джерела теплопостачання, призначеного для вироблення пари.

При виконанні курсового проекту рекомендується робити перевірочний розрахунок з елементами конструктивного розрахунку окремих поверхонь нагріву (пароперегрівача, водяного економайзера, повітропідігрівника).

Основною метою перевірочного розрахунку є визначення основних показників роботи котла, а також реконструктивних заходів, що забезпечують високу надійність і економічність його експлуатації за заданих умов.

В процесі виконання курсового проекту студенти повинні набути практичних навичок в розрахунку парового котла, більш глибоко засвоїти теоретичні положення і ознайомитися з діючими нормативними.

Конструктивний і перевірочний тепловий розрахунок парового котла виконується відповідно до нормативного методу теплового розрахунку котельних агрегатів, розробленим ЦКТИ імені И.И. Ползунова і ВТИ імені Ф.Э. Дзержинского («Тепловий розрахунок котельних агрегатів», видавництво 2-е, М.: Енергія, 1973).

ВИХІДНІ ДАНІ

Для виконання перевірочного теплового розрахунку котла необхідні наступні дані:

1. Тип котла - ДЕ-25-14;

2. Розрахункова паропродуктивність котла D = 25 т/год;

3. Основне паливо - газ газопроводу Газли-Коган, складом:

Склад газу по об'єму, %
СН4	С2Н6	С3Н3	С4Н10	С5Н12	N2	СО2
95,4	2,6	0,3	0,2	0,2	1,1	0,2

4. Нижча теплота згорання сухого газу = 36590 кДж/м3;

5. Щільність газу при нормальних умовах = 0,750 кг/м3;

6. Абсолютний тиск пари на виході з пароперегрівача p = 1,33 МПа;

7. Температура перегрітої пари tп.п = 250 °С;

8. Температура живильної води tп.в = 110 °С;

9. Продувку прийняти рівною - 3 %;

10. Тип пальника - ГМП з камерою попередньої газифікації.



РОЗДІЛ 1. КОНСТРУКТИВНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ КОТЛА

Для перевірочного теплового розрахунку необхідні наступні дані: об'єм камери згоряння, площа поверхні стін топкової камери, тип екранів, відстань екранних труб від обмурівки стін топки, зовнішній діаметр і товщина стінки екранних труб, розташування пальників, зовнішній діаметр і товщина стінки труб пароперегрівача число паралельно включених труб, поверхня нагріву пароперегрівача, розташування змійовиків, поздовжній і поперечний крок, живий переріз для проходу продуктів згоряння, площа поверхні нагрівання конвективного газоходу, зовнішній діаметр і товщина стінки труб конвективних пучків, розташування труб (коридорне або шахматне), поздовжній і поперечний крок труб, число труб в ряді, число рядів труб по ходу продуктів згорання, площа живого перетину для проходу продуктів згоряння конвективних пучків.

Зазначені конструктивні характеристики визначають з креслення котла, який розраховується. За загальним виглядами котлоагрегату слід скласти його розрахункову схему. При складному розташуванні поверхонь нагріву складають схеми окремих газоходів: топки, поворотної камери, конвективного газоходу і т. д.

На рис. 1.1 приведена розрахункова схема котла ДЕ-25-14 та його окремих газоходів.

Рис. 1.1. Схема котла ДЕ-25-14



У парових котлах ДЕ-25-14, призначених для спалювання газу і мазуту, застосована нова компоновка топки. Вона розташовується праворуч від поверхні нагрівання конвективних пучків (при вигляді з фронту) і має глибину, рівну довжині котла.

Камера згоряння відділена від конвективного пучка глухою мембранною стінкою, яка виконана з труб з ввареними між ними сталевими смугами (проставками).

Діаметр верхнього і нижнього барабанів котла 1000 мм. Довжина циліндричної частини барабанів становить 7500 мм. У кожному барабані в передньому і задньому днищі встановлені лазові затвори, які забезпечують доступ в барабани під час ремонту.

Ширина топкової камери становить 1830 мм. Глибина камери згоряння котла становить 7200 мм. Відпрацьовані гази з камери згоряння через вікно, розташоване з лівого боку, направляються в конвективну поверхню нагрівання. Вона утворена трубами, що з'єднують верхній і нижній барабани.

В котлах паропродуктивністю 25 т/год конвективний газохід не має поздовжньої перегородки в продукти згоряння в один прохід омивають поверхню нагріву, рухаючись від задньої стіни до фронтової. Повернення продуктів згоряння до задньої стіни необхідно визначити по газоходу, розташованому над топкової камерою, з виводом продуктів згоряння вгору. Це сприяє зручному розміщенню водяного економайзера.

У котлах ДЕ-25-14 проникнути в топку можна тільки через отвори газомазутних пальників.

У котлах ДЕ-25-14 передбачено ступінчасте випаровування. У другій ступіні випаровування виділена частина труб конвективного пучка. Загальною опускною ланкою всіх контурів першого ступеня випаровування є останні (по ходу продуктів згорання) труби конвективного пучка. Опускні труби другого ступеня винесені за межі газоходу.



Таблиця 1.1. Конструктивні характеристики котла ДЕ-25-14

№ з/п	Величина	Значення
1	Об'єм топки, м3	29,0
2	Площа поверхні стін топки, м2	64,22
3	Діаметр екранних труб, мм	51Ч2,5
4	Крок труб бокових екранів, мм	55
5	Площа променесприймаючої поверхні нагріву, м2	60,46
6	Площа поверхні нагріву конвективних пучків, м2	212,4
7	Діаметр труб конвективних пучків, мм	51Ч2,5
8	Розташування труб	шахматне (І пучок); коридорне (ІІ пучок)
9	Поперечний крок труб, мм	110
10	Повздовжній крок труб, мм	110
11	Площа живого перерізу для проходу продуктів згорання	1,245 (І пучок); 0,851 (ІІ пучок)
12	Число рядів труб по ходу продуктів згорання в одному газоході	-

На котлах ДЕ-25-14 встановлюються пальники типу ГМП з камерою попередньої газифікації.



РОЗДІЛ 2. РОЗРАХУНОК ОБ'ЄМІВ ТА ЕНРАЛЬПІЙ ПОВІТРЯ І ПРОДУКТІВ ЗГОРАННЯ

2.1 Визначення присосів повітря і коефіцієнтів надлишку повітря по окремим газоходам

Коефіцієнт надлишку повітря в міру руху продуктів згоряння по газоходах котлоагрегату збільшується. Це зумовлене тим, що тиск у газоходах менше тиску навколишнього повітря і через нещільності в обмуруванні відбуваються присоси атмосферного повітря в газовий тракт агрегату. Звичайно при розрахунках температуру повітря ухвалюють рівною 30°С.

Присос повітря прийнято виражати в долях теоретичної кількості повітря, необхідного для згорання:

де ДVприс - кількість повітря, яке присмоктується в відповідний газохід агрегату, яке приходиться на 1 м3 газу при нормальних умовах, м3/м3.

При тепловому розрахунках котлоагрегату присоси повітря ухвалюються за нормативним даними таблиці 3.1 [1].

Таблиця 2.1. Розрахункові значення присосів повітря в топку і в газоходи котла при номінальному навантаженні

Топкові камери і газоходи	Присос повітря
Камерна (факельна) топкова камера	-
Перший котловий пучок конвективної поверхні нагріву	0,05
Другий котловий пучок конвективної поверхні нагріву	0,1
Пароперегрівач	0,03
Стальний водяний економайзер	0,08
Повітропідігрівач трубчатий	0,06

Коефіцієнт надлишку повітря за кожною поверхнею нагріву після топкової камери розраховується добавлянням до бт відповідних присосів повітря:

де і - номер поверхні нагріву після топки по ходу продуктів згоряння; бт - коефіцієнт надлишку повітря на виході з топки.

Розрахункове значення коефіцієнта надлишку повітря на виході з топки бт для камерної топки при спалюванні мазуту і природного газу становить
бт = 1,1 [1].

І конвективний пучок - .

ІІ конвективний пучок - .

Пароперегрівач - .

Водяний економайзер - .

Повітропідігрівач - .

2.2 Розрахунок об'ємів повітря і продуктів згорання

При тепловому розрахунку парових котлів визначають теоретичні і дійсні об'єми повітря і продуктів згорання. Розрахунок виконується в такій послідовності:

1. Визначити теоретичний об'єм повітря, необхідного для повного згоряння палива, м3/м3:



де m - число атомів вуглецю; n - число атомів водню.

2. Визначити теоретичний об'єм азоту в продуктах згорання, м3/м3:

3. Визначити об'єм трьохатомних газів, м3/м3:

4. Визначити теоретичний об'єм водяних парів, м3/м3:

де dГ.TЛ - вологовміст газоподібного палива, віднесене до 1 м3 сухого повітря, г/м3, (приймаємо 10-3 кг/м3 ? 1 г/м3).



5. Визначити середній коефіцієнт надлишку повітря в газоході для кожної поверхні нагрівання:

де б' - коефіцієнт надлишку повітря перед газоходом; б" - коефіцієнт надлишку повітря після газоходу.

Топка - .

І конвективний пучок - .

ІІ конвективний пучок - .

Пароперегрівач - .

Водяний економайзер - .

Повітропідігрівач - .

6. Визначити надлишкову кількість повітря для кожного газоходу, м3/м3:

Топка - .

І конвективний пучок - .

ІІ конвективний пучок - .

Пароперегрівач - .

Водяний економайзер - .

Повітропідігрівач - .

7. Визначити дійсний об'єм водяних парів, м3/м3:

Топка - .

І конвективний пучок - .

ІІ конвективний пучок - .

Пароперегрівач - .

Водяний економайзер - .

Повітропідігрівач - .

8. Визначити дійсний сумарний об'єм продуктів згорання, м3/м3:

Топка:

.

І конвективний пучок:

.

ІІ конвективний пучок:

.

Пароперегрівач:

.

Водяний економайзер:

Повітропідігрівач:

9. Визначити об'ємні долі трьохатомних газів та водяних парів, а також сумарну об'ємну долю по формулам:

Топка:



; ; .

І конвективний пучок:

; ; .

ІІ конвективний пучок:

; ; .

Пароперегрівач:

; ; .

Водяний економайзер:

; ; .

Повітропідігрівач:

; ; .

Результати розрахунків дійсних об'ємів продуктів згорання по газоходам котлоагрегату зводимо до таблиці 2.2.



Таблиця 2.2. Об'єм продуктів згорання, об'ємні долі трьохатомних газів

№ з/п	Величина	Теоретичні об'єми: ; ; ;
		газоходи
		Топка	І конвективний пучок	ІІ конвективний пучок	Пароперегрівач	Водяний економайзер	Повітропідігрівач
1	Розрахункові значення присосів повітря при номінальному навантаженні	-	0,05	0,1	0,03	0,08	0,06
2	Коефіцієнт надлишку повітря після поверхні нагрівання	1,1	1,15	1,25	1,28	1,36	1,42
3	Середній коефіцієнт надлишку повітря в газоході поверхні нагрівання	1,1	1,13	1,2	1,3	1,32	1,4
4	Надлишкова кількість повітря, м3/м3	0,97	1,26	1,94	2,91	3,1	3,9
5	Дійсний об'єм водяних парів, м3/м3	2,03	2,03	2,04	2,06	2,06	2,07
6	Дійсний сумарний об'єм продуктів згоряння, м3/м3	6,05	6,34	7,03	8,02	8,22	9,01
7	Об'ємна доля трьохатомних газів	0,17	0,16	0,15	0,13	0,13	0,12
8	Об'ємна доля водяної пари	0,33	0,32	0,29	0,25	0,24	0,22
9	Сумарна об'ємна доля	0,5	0,38	0,44	0,38	0,37	0,34

2.3 Розрахунок ентальпії повітря і продуктів згорання

Кількість теплоти, яке міститься в повітрі або продуктах згорання називають тепловмістом (енральпією) повітря або продуктів згорання. При виконанні розрахунків прийнято ентальпію повітря і продуктів згорання відносити до 1 м3 (при нормальних умовах) газоподібного палива.

Розрахунок ентальпій продуктів згорання проводиться при дійсних коефіцієнтах надлишку повітря після кожної поверхні нагріву (значення коефіцієнта надлишку повітря після поверхні нагріву беруться з таблиці 2.2). Розрахунок слід проводити для всього можливого діапазону температур після поверхонь нагріву, так як ці температури невідомі.

В подальших розрахунках при користуванні значеннями ентальпії допускається лінійна інтерполяція в інтервалі температур 100 К. Тому при розрахунках ентальпії інтервал температур не повинен бути більше 100 К.

Визначення ентальпії повітря і продуктів згорання виконується в такій послідовності:

1. Визначаємо ентальпію теоретичного об'єму повітря для всього вибраного діапазону температур для газу, кДж/м3

де - ентальпія 1 м3 повітря, кДж/м3 (таблиця 3.4 [1]);

2. Визначаємо ентальпію теоретичного об'єму продуктів згоряння для всього вибраного діапазону температур, кДж/м3

де , , - відповідно ентальпія 1 м3 трьохатомних газів, теоретичного об'єму азоту, теоретичного об'єму водяних парів (табл. 3.4 [1]);

3. Визначаємо ентальпію надлишкової кількості повітря для всього вибраного діапазону температур, кДж/м3

4. Визначаємо ентальпію продуктів згоряння при коефіцієнту надлишку повітря б ???, кДж/м3



де - ентальпія золи, враховується тільки при .

Результати розрахунків ентальпії продуктів згоряння по газоходах зводять у таблицю 2.3.

Таблиця 2.3. Ентальпія продуктів згоряння , кДж/м3

Поверхня нагріву	Температура після поверхні нагріву, °С	, кДж/м3	, кДж/м3	, кДж/м3	, кДж/м3
Топкова камера бт = 1,1	2000 1900 1800 1700 1600 1500 1400 1300 1200 1100 1000 900 800	29848,54 28217,26 26585,98 24993,54 23410,81 21818,37 20225,93 18633,49 17089,60 15536,00 13982,40 12477,35 11011,14	35803,39 33817,96 31814,37 29842,54 27885,39 25934,77 24021,58 22087,04 20196,10 18350,92 16511,30 14685,53 12888,04	2984,85 2821,73 2658,60 2499,35 2341,08 2181,84 2022,59 1863,35 1708,96 1553,60 1398,24 1247,74 1101,11	38788,24 36639,69 34472,97 32341,89 30226,47 28116,61 26044,17 23950,39 21905,06 19904,52 17909,54 15933,27 13989,15
І конвективний пучок б1кп = 1,15	700 600 500 400 300 200	9535,22 8078,72 6661,06 5272,53 3922,84 2592,57	11126,47 9414,82 7755,81 6122,28 4534,32 2990,89	1430,28 1211,81 999,16 790,88 588,43 388,89	12556,75 10626,63 8754,97 6913,16 5122,75 3379,78
ІІ конвективний пучок б2кп = 1,25	700 600 500 400 300 200	9535,22 8078,72 6661,06 5272,53 3922,84 2592,57	11126,47 9414,82 7755,81 6122,28 4534,32 2990,89	2383,81 2019,68 1665,27 1318,13 980,71 648,14	13510,28 11434,50 9421,08 7440,41 5515,03 3639,03
Пароперегрівач бпе = 1,28	1000 900 800 700 600 500 400 300 200	13982,40 12477,35 11011,14 9535,22 8078,72 6661,06 5272,53 3922,84 2592,57	16511,30 14685,53 12888,04 11126,47 9414,82 7755,81 6122,28 4534,32 2990,89	3915,07 3493,66 3083,12 2669,86 2262,04 1865,10 1476,31 1098,40 725,92	20426,37 18179,19 15971,16 13796,33 11676,86 9620,91 7598,59 5632,72 3716,81
Водяний економайзер бэк = 1,36	400 300 200 100	5272,53 3922,84 2592,57 1291,43	6122,28 4534,32 2990,89 1478,71	1898,11 1412,22 933,33 464,91	8020,39 5946,54 3924,22 1943,62
Повітропідігрівач бвп = 1,42	200 100	2592,57 1291,43	2990,89 1478,71	1088,88 542,40	4079,77 2021,11

Дані таблиці 2.3 дозволяють в наступних розрахунках за температурою продуктів згорання визначити їх ентальпію

або навпаки, за ентальпією продуктів згорання - їх температуру:

де Іб, Ім - ентальпії, які відповідають більшій та меншій температурам проміжку температур, який шукаємо, наведені в таблиці 2.3. tизв - температура для якої розраховується ентальпія, °С; tм - температура, яка відповідає меншій ентальпії проміжку, який шукаємо, °С; Іизв - ентальпія, за значеннями якої визначається температура.



РОЗДІЛ 3. РОЗРАХУНКОВИЙ ТЕПЛОВИЙ БАЛАНС ТА ВИТРАТА ПАЛИВА

3.1 Розрахунок втрат теплоти

При роботі парового котла вся теплота, що поступила в нього, витрачається на виробництво корисної теплоти, що міститься в парі, і на покриття різних втрат теплоти. Сумарна кількість теплоти, що потрапила в котел, називають наявною теплотою . Між теплотою, що поступила в котел, і тою що його покинула, повинна існувати рівність. Теплота, що покинула котел, являє собою суму корисної теплоти та втрат теплоти, пов'язаних з технологічним процесом виробітку пари. Отже, тепловий баланс котла для 1 м3 газу при нормальних умовах має вигляд:

де - наявна теплота, кДж/м3; - корисна теплота, яка знаходиться в парі, кДж/м3; , , , , - втрати теплоти з димовими газами, від хімічної неповноти згорання, від механічної неповноти згорання, від зовнішнього охолодження, від фізичної теплоти, що знаходиться в шлаках, плюс втрати на охолодження панелей і балок, не включених у циркуляційний контур котла, кДж/м3.

Тепловий баланс котла складається відповідно до встановленого теплового режиму, а втрати теплоти виражаються у відсотках наявної теплоти:



Втрата теплоти з димовими газами (q2) зумовлена тим, що температура продуктів згоряння, що залишають котел, значно вище температури навколишнього атмосферного повітря. Втрата теплоти з газами, залежить від виду палива, коефіцієнта надлишку повітря в димових газах, температури цих газів, чистоти зовнішніх і внутрішніх поверхонь нагрівання, температури повітря, що забирається дуттьовим вентилятором.

Втрата теплоти від хімічної неповноти згоряння (q3) зумовлена появою в газах горючих газів СО, Н2, СН4. Втрата теплоти від хімічної неповноти горіння залежить від виду палива та вмісту в ньому летучих речовин, способу спалювання палива та конструкції топки, коефіцієнта надлишку повітря в топці, від рівня та розподілу температури в топковій камері, організації сумішеутворюючих процесів у топці (пальнику та топковій камері).

Втрата теплоти від механічної неповноти горіння (q4) спостерігається тільки при спалюванні твердого палива і зумовлена наявністю в осередкових залишках твердих горючих часток. Осередкові залишки в основному складаються із золи, що міститься в паливі, і твердих горючих часток, що не вступили в процеси газифікації та горіння. Вважається, що тверді горючі частки являють собою чистий вуглець.

Втрата теплоти від механічної неповноти горіння залежить від виду спалюваного палива, і його фракційного складу, форсування колосникової решітки і топкового об'єму, способу спалювання палива та конструкції топки, коефіцієнта надлишку повітря. При слойовому спалюванні палива втрата (q4) залежить також від зольності палива, а при факельному спалюванні не залежить. Втрати теплоти від зовнішнього охолодження (q5) обумовлена передачею теплоти від обмуровування котла зовнішньому повітрю, що має більш низьку температуру. Втрата теплоти від зовнішнього охолодження залежить від теплопровідності обмурування, його товщини, поверхні стін, що припадає на одиницю паропродуктивності парового котла.

Втрати (q6) в вигляді фізичної теплоти шлаків має місце при рідкому шлаковидаленні, а іноді і при сухому, якщо спалюється високо зольне паливо. В деяких конструкціях слойових топок є панелі та балки, які охолоджуються водою, яка не використовується та викидається в каналізацію, що приводить до втрати теплоти. У сучасних парових котлів панелі і балки, які охолоджуються водою, зазвичай включаються в циркуляційний контур котла. Тому в сучасних агрегатах ці втрати відсутні.

Втрата теплоти з димовими газами визначається за формулою:

де - ентальпія димових газів, визначається по таблиці 2.3 при відповідних значеннях і вибраній температурі димових газів, кДж/м3; - ентальпія теоретичного об'єму холодного повітря, визначається при tв = 30°С, кДж/м3, визначається по формулі (3.4); - коефіцієнт надлишку повітря в димових газах, ухвалюється по таблиці 2.2 у перетині газоходу після останньої поверхні нагрівання; q4 - втрата теплоти від механічної неповноти горіння (для газу q4 = 0%).

Ентальпія теоретичного об'єму холодного повітря при температурі 30°С, кДж/м3:

Втрата теплоти від хімічної та механічної неповноти горіння для різних топок та палив приймається з таблиці 4.1-4.4 [1].

Втрата теплоти від зовнішнього охолодження (в %) визначається за формулою:



де - втрати тепла від зовнішнього охолодження при номінальному навантаженні парового котла, (визначається по таблиці 4,5 [1]); - номінальне навантаження парового котла, т/год; - розрахункове навантаження парового котла, т/год.

Втрата в вигляді фізичної теплоти шлаків та втрата від охолодження балок і панелей топки, не включених в циркуляційний контур котла, визначається за формулою, %:

при цьому:

де бшл - доля золи в паливі, яка перейшла в шлак ; - ентальпія золи, кДж/кг, знаходиться по таблиці 3.4 [1], для температури золи 600°С при сухому шлакозоловидаленні; Нохл - променеприймаюча поверхня балок і панелей, м2 (для панелей до розрахунку приймається тільки бокова, направлена в топку поверхня); Qк - корисна потужність парового котла.

3.2 Розрахунок ККД та витрати палива

Коефіцієнтом корисної дії (ККД) парового котла називають відношення корисної теплоти до наявної теплоти. Не вся корисна теплота, вироблена агрегатом, направляється до споживача. Частина виробленої теплоти у вигляді пари та електричної енергії витрачається на власні потреби. Так, наприклад, на власні потреби витрачається пара для приводу живильних насосів, на обдування поверхонь нагрівання і т.д., а електрична енергія - для приводу димососа, вентилятора, живильників палива, млинів системи пилеприготування і т.д. Під витратою на власні потреби розуміють витрату всіх видів енергії, витраченої на виробництво пари. Тому розрізняють ККД агрегату брутто і нетто. Якщо ККД агрегату визначається по виробленій теплоті, то його називають брутто, а якщо по відпущеній теплоті - нетто.

ККД брутто котельного агрегату (%) можна визначити за рівнянням прямого балансу:

де Qпг - корисна потужність парового котла, кВт; Впг - витрата палива паровим котлом, м3/с; - наявна теплота, кДж/м3.

ККД парового котла за рівнянням зворотного балансу (%)

При тепловому розрахунку парового котла тепловий баланс складає для визначення ККД брутто та розрахункової витрати палива.

Розрахунок рекомендується проводити в наступній послідовності:

1. Визначаємо наявну теплоту, кДж/м3

де - нижча теплота згорання сухої маси газу, кДж/м3 (визначається з таблиці 2.2 [1]); Qв.вн - теплота, яка внесена в котел повітрям при підігріві його зовні котла відібраним паром, відпрацьованим паром або іншим теплоносієм в калорифері, який встановлений перед повітряпідігрівачем, кДж/м3.

В разі попереднього підігріву повітря в калорифері теплота, внесена повітрям розраховується за формулою, кДж/м3:

де - ентальпія теоретичного об'єму повітря при вході в повітропідігрівач після попереднього підігріву в калорифері, визначається за температурою повітря після калорифера лінійною інтерполяцією значень з таблиці 2.3.

де , , - присос повітря в топку, систему пилеприготування та повітропідігрівач, приймаються по таблицях 3.1 та 4.7 [1].

При розрахунках котла ДЕ-25-14 нами не планується використання підігріву повітря в спеціальних калориферах, а отже .

2. Визначити витрату теплоти з димовими газами по формулі (3.3).

3. Визначити втрату теплоти від хімічної неповноти згорання. Значення цих втрат для різних видів палива і топок наведені в таблицях 4.1-4.4 [1].



4. Визначити втрату теплоти від зовнішнього охолодження по формулі (3.5).

5. Визначити корисну потужність парового котла (кВт) за формулою

де - витрата виробленої перегрітої пари, кг/с, ; - витрата виробленої насиченої пари, кг/с, ; , , , - ентальпія перегрітої пари, живильної води на виході в економайзер, насиченої пари та киплячої води в барабані котла, кДж/кг; с - безперервна продувка котла, %, враховується тільки при Р ? 2%.

Ентальпія живильної води на виході в економайзер, кДж/кг

де tпв - температура живильної води, єС, tпв = 110 єС; св - теплоємність води, св = 4,19 кДж/(кг·єС).



6. Визначити витрату теплоти в вигляді фізичної теплоти шлаків та втрату від охолодження балок і панелей топки не включених в циркуляційний контур котла, по формулі (3.6)

; ;

7. Визначити ККД парового котла за рівнянням зворотного балансу (%)

8. Розраховуємо витрату палива (м3/с), яке подається в топку парового котла, із рівняння прямого теплового балансу

9. Визначити розрахункову витрату палива, м3/с:

Розрахункова витрата палива вноситься у всі наступні формули, за якими підраховується сумарний об'єм продуктів згорання та кількості теплоти.

10. Для наступних розрахунків визначається коефіцієнт збереження теплоти:

Отримані данні зводимо в таблицю 3.1.

Таблиця 3.1. Зведена таблиця даних

№ п/п	Показник	Позн.	Значення
1	Наявна теплота, кДж/м3		36590
2	Втрата теплоти з димовими газами, %	q2	4,02
3	Ентальпія теоретичного об'єму холодного повітря при температурі 30°С, кДж/м3		386,5
4	Ентальпія димових газів, кДж/м3	Іух	2021,11
5	Коефіцієнт надлишку повітря в димових газах	бух = бвп	1,42
6	Втрата теплоти від хімічної неповноти згорання, %	q3	0,5
7	Втрата теплоти від механічної неповноти горіння, %	q4	0
8	Втрата теплоти від зовнішнього охолодження, %	q5	1,25
9	Втрата в вигляді фізичної теплоти шлаків та втрата від охолодження балок і панелей топки, не включених в циркуляційний контур котла, %	q6	0,4
10	Витрата виробленої перегрітої пари, кг/с	Dпв	6,94
11	Витрата виробленої насиченої пари, кг/с	Dн.п	0,21
12	Ентальпія перегрітої пари, кДж/кг	іпп	2902
13	Ентальпія живильної води на виході в економайзер, кДж/кг	іпв	460,9
14	Ентальпія насиченої пари, кДж/кг [2]	інп	2789,2
15	Ентальпія киплячої води в барабані котла, кДж/кг [2]	ікип	826,06
16	Корисна потужність парового котла, кВт	Qпг	17508,5
17	ККД парового котла, %	збр	93,8
18	Витрата палива, м3/с	Впг	0,51
19	Розрахункова витрата палива, м3/с	Вр	0,51
20	Коефіцієнт збереження теплоти	ц	0,99



РОЗДІЛ 4. РОЗРАХУНОК ТОПКОВИХ КАМЕР

4.1 Визначення геометричних характеристик топок

При проектуванні і експлуатації котельних установок частіш за все виконують перевірочний розрахунок топкових пристроїв. Конструктивний розрахунок проводять тільки при розробці нових агрегатів конструктивним бюро заводів-виготовлювачів або при реконструкції топкових камер існуючих котлів.

При перевірочному розрахунках топки по кресленнях необхідно визначити: об'єм топкової камери, ступінь її екранування, площу поверхні стін і площа променеприймаючих поверхонь нагріву, а також конструктивні характеристики труб екранів (діаметр труб, відстань між осями труб).

Для визначення геометричних характеристик топки складається її ескіз. Активний об'єм топкової камери складається з об'єму верхньої, середньої (призматичної) і нижньої частин топки. Для визначення активного об'єму топки її слід розбити на ряд елементарних геометричних фігур, які показані на рис. 5.1 [1].

Верхня частина об'єму топки обмежується стельовим перекриттям і вихідним вікном, перекритим фестоном або першим рядом труб конвективної поверхні нагрівання. При визначенні об'єму верхньої частини топки за його границі ухвалюють стельове перекриття і площину, яка проходить через осі першого ряду труб фестона або конвективної поверхні нагрівання у вихідному вікні топки.

Нижня частина камерних топок обмежується подом або холодною лійкою. За межі нижньої частини об'єму камерних топок приймається под або умовна горизонтальна площина, що проходить посередині висоти холодної лійки.

Повна площа поверхні стін топлення (Fcт) обчислюється по розмірах поверхонь, які обмежують об'єм топкової камери, як показано штрихуванням на рис. 5.1 [1]. Для цього всі поверхні, що обмежують об'єм топки, розбиваються на елементарні геометричні фігури.

Площа поверхні стін двохстінних екранів і ширм визначається як подвоєний добуток відстані між осями крайніх труб цих екранів і освітленої довжини труб.

При наявності ширм, які включені в об'єм топки, загальна площа поверхні стін визначається як сума площ поверхні стін вільного об'єму (Fсвб), площі поверхі ширм (Fш) і стін, які прилягають до ширм (Fпр), з врахуванням неповного їх освітлення (детально див. п. 6-02 [3]).

Променеприймаюча площа поверхні нагріву настінних екранів, м2:

де x - кутовий коефіцієнт екрану, який знаходиться по рис. 5.3 [1]; Fпл - площа стіни зайнята екраном, м2.

де b - відстань між осями крайніх труб даного екрану, м; l - освітлена довжина екранних труб, м; визначається в відповідності зі схемами рис. 5.1 [1].

Для прошипованих та плавникових екранів, а також для екранів закритих чавунними плитами, кутовий коефіцієнт приймаємо рівним 1, як і для поверхні, яка проходить через перший ряд труб котельного пучка, фестона і ширм, розташованих в вихідному вікні топки.

Ступінь екранування топки:

де Fст - повна площа поверхні стін топки, м2, Fст = 64,22 м2

4.2. Розрахунок однокамерних топок

Розрахунок теплообміну в топках парових котлів ґрунтується на додатку теорії подоби до топкових процесів. На базі цієї теорії в ЦКТИ ім. І.І. Ползунова і ВТІ імені Ф.Е. Дзержинського розроблений нормативний метод теплового розрахунку котельних агрегатів. У нормативному методі для розрахунку теплообміну в однокамерних і напіввідкритих топках рекомендується формула, яка зв'язує безрозмірну температуру продуктів згорання на виході з топки () з критерієм Больцмана (), ступенем чорноти топки () і параметром (), який враховує характер розподілу температур по висоті топки:

Безрозмірна температура продуктів згоряння на виході з топки () являє собою відношення дійсної абсолютної температури на виході з топки () до абсолютної теоретичної температури продуктів згоряння (). Під теоретичною температурою продуктів згорання (адіабатною температурою) розуміють максимальну температуру при спалюванні палива з розрахунковим коефіцієнтом надлишку повітря, яку могли б мати продукти згорання, якби в топці був відсутній теплообмін з екранними поверхнями нагріву.

Критерій Больцмана є характеристичне число, яке контролює співвідношення між конвективним переносом теплоти і випромінюванням абсолютно чорного тіла при температурі розглянутого елементарного об'єму.

Критерій Больцмана обчислюється за формулою:

де ц - коефіцієнт збереження теплоти; Вр - розрахункова витрата палива, кг/с;

Fст - площа поверхні стін топки, м2; шср - середнє значення коефіцієнта теплової ефективності екранів; Vcср - середня сумарна теплоємність продуктів згоряння 1 кг палива в інтервалі температур , кДж/(кг·К); 5,67·10-8 - коефіцієнт випромінювання абсолютно чорного тіла, Вт/(м2·К4); Та - абсолютна теоретична температура продуктів згоряння, К.

Ступенем чорноти топки () називають відношення випромінювальної здатності дійсної топки до випромінювальної здатності абсолютно чорного тіла. Ступінь чорноти топки залежить від випромінювальної здатності полум'я факела (шару палаючого палива), конструкції теплосприймаючих поверхонь нагріву і ступеня їх забруднення.

Полум'я факела являє собою напівпрозоре випромінююче, розсіююче і поглинаюче середовище. Передача теплоти випромінюванням в такому середовищі пов'язана з процесами випущення, розсіювання і поглинання енергії трьохатомними газами і твердими частинками. Залежно від концентрації, розмірів і оптичних констант твердих частинок, що містяться в факелі, його випромінювальна здатність може змінюватися досить значно.

Ослаблення інтенсивності випромінювання полум'я відбувається внаслідок поглинання і розсіювання. Якщо промінь проходить крізь шар поглинаючого середовища, відбувається безперервне зменшення його інтенсивності в напрямку випромінювання.

Коефіцієнт пропорційності (k), що визначає відносну зміну інтенсивності променю в поглинаючому шарі одиничної товщини, називають коефіцієнтом ослаблення променю. Він визначає інтенсивність ослаблення променів в поглинаючому середовищі і відповідно, характеризує повну поглинальну здатність середовища, яка визначається як поглинанням, так і розсіюванням. В топковій камері основними газами, здатними поглинати теплові промені, є трьохатомні гази, що складаються з RO2 і водяної пари Н2О. Поглинаюча здатність RO2 при постійному тиску і температурі однозначно визначається добутком його парціального тиску () і товщини шару (s). Поглинаюча здатність водяної пари при заданій температурі залежить від двох величин: 1) від добутку парціального тиску водяної пари і товщини шару () і 2) від товщини шару (s) або від парціального тиску (). Поглинаючі об'єми в топкових камерах котлів мають різну конфігурацію, отже, довжина шляху променю (l) може бути дуже різною в залежності від його напряму. У той же час довжина всіх променів, що падають з поверхні півсфери на центр основи, однакова і дорівнює радіусу півсфери. повітря котел економайзер вентилятор

Для полегшення розрахунків використовують не дійсну довжину променів в різних напрямках, а ефективну довжину променю, або товщину випромінюючого шару. Під ефективною довжиною променю, або товщиною випромінюючого шару, розуміють товщину шару, що дорівнює радіусу півсфери, яка при інших рівних умовах випромінює на центр основи таку ж кількість енергії, яке випромінює оболонка іншої форми на заданий на ній елемент поверхні. Розрахунки показують, що всі об'єми, які зустрічаються в промисловій практиці можуть бути наближено замінені відповідними напівсферичними об'ємами.

При наявності в продуктах згорання твердих суспендованих частинок їх поглинаюча здатність істотно змінюється. Тверді частинки, що знаходяться в полум'ї, можна розділити на три групи: частки золи, палива і вуглецю. В світлі полум'я частки вуглецю представляють собою сажу, а в пиловугільних - кокс.

Коефіцієнт ослаблення променів - це основна характеристика будь якого мутного середовища, що визначає його радіаційну, розсіювальну і поглинаючу здатності. Тому стосовно топок котлів завдання зводиться до визначення коефіцієнта ослаблення променів в залежності від характеру полум'я.

При розрахунку несвітлового полум'я необхідно визначити коефіцієнт ослаблення променів тільки трьохатомними газами, напівсвітлового полум'я - додатково коефіцієнти ослаблення променів частинками золи і коксу, а світлового - частинками сажі.

Параметр М, що входить в рівняння (4.4), враховує розподіл температури по висоті топкової камери і характеризує вплив максимуму температури полум'я на ефект сумарного теплообміну. Він залежить від виду палива, способу його спалювання, типу пальників, їх розташування на стінах топки і функціонально пов'язаний з відносним рівнем розташування пальників по висоті топкової камери. Під відносним розташуванням пальників розуміють відношення висоти розташування осей пальників (відрахована від поду топки або від середини холодної воронки) до загальної висоти топки.

Перевірочний розрахунок однокамерних топок виконують в такій послідовності:

1. Попередньо задаються температурою продуктів згоряння на виході з камери згоряння. Для промислових парових котлів рекомендується попередньо приймати температуру продуктів згоряння на виході з топки при спалюванні природного газу 1050-1100°С. Приймаємо температуру продуктів згорання на виході з камери згорання рівною .

2. Для прийнятої в пункті 1 температури визначається ентальпія продуктів згоряння на виході з топки по таблиці 2.3. Для температури 1100єС значення ентальпії становить 19904,52 кДж/м3.

3. Підраховуємо корисне тепловиділення в топці, кДж/м3:

де Qв - теплота, яка вноситься в топку повітрям, кДж/м3. - теплота рециркулюючих продуктів згоряння, враховується тільки в разі повернення в топку частини продуктів згоряння, відібраних з газоходів котла (детально див. пп. 4.10 «Нормативного метода теплового расчета котельных агрегатов»).

Теплота повітря (Qв) складається з теплоти гарячого повітря і холодного, що присмоктується в топку:

Коефіцієнт надлишку повітря в топці (бт) та присоси повітря в топку приймається по таблиці 2.2. Присоси повітря в систему пилеприготування приймаються по таблиці 4.7 [1]. Ентальпія теоретично необхідного гарячого повітря () визначається по таблиці 2.3.

4. Визначаємо коефіцієнт теплової ефективності екранів

Кутовим коефіцієнтом (х) називається відношення кількості енергії, що посилається на опромінювану поверхню, до енергії випромінювання всієї напівсферичної випромінюючої поверхні. Кутовий коефіцієнт показує, яка частина напівсферичного променистого потоку, що випускається однією поверхнею, падає на іншу поверхню і залежить від форми і взаємного розташування тіл, що знаходяться в променистому теплообміні. Значення х визначається з рис. 5.3 [1].

Коефіцієнт ж враховує зниження теплосприйняття екранних поверхонь нагріву внаслідок їх забруднення зовнішніми відкладеннями або закриття вогнетривкою масою. Коефіцієнт забруднення приймається по таблиці 5.1 [1]. Якщо стіни топки покриті екранами з різними кутовими коефіцієнтами або частково покриті вогнетривкою масою (вогнетривкою цеглою), то визначається середнє значення коефіцієнта теплової ефективності. При цьому для неекранованих ділянок топки коефіцієнт теплової ефективності (ш) приймається рівним нулю. При визначенні середнього коефіцієнта теплової ефективності сумування поширюється на всі ділянки топкових стін. Для цього стіни камери згоряння повинні бути розбиті на окремі ділянки, в яких кутовий коефіцієнт і коефіцієнт забруднення незмінні.

5. Визначаємо ефективну товщина випромінюючого шару, м:

де Vт - об'єм камери згоряння, м3.



6. Визначаємо коефіцієнт ослаблення променів. При спалюванні газоподібного палива коефіцієнт ослаблення променів (м·МПа)-1 залежить від коефіцієнтів ослаблення променів трьохатомними газами (kr) і сажними частками (kc):

Коефіцієнт ослаблення променів трьохатомними газами визначається за формулою (м·МПа)-1:

де - парціальний тиск трьохатомних газів, МПа; с - тиск в топковій камері котла (для агрегатів, що працюють без наддуву, приймається с = 0,1 МПа); - абсолютна температура на виході з камери згоряння, К (дорівнює прийнятій за попередньою оцінкою).

Коефіцієнт ослаблення променів сажними частинками, (м·МПа)-1

де Ср, Нр - вміст вуглецю і водню в робочій масі рідкого палива.

При спалюванні природного газу



7. Підраховуємо ступінь чорноти факела для газоподібного палива (аф).

де m - коефіцієнт, що характеризує частку топкового об'єму, заповненого світлою частиною факела, приймається по табл. 5.2 [1]; асв, аг - ступінь чорноти світлої частини факела і несвітлих трьохатомних газів, якою володів би факел при заповненні всієї топки відповідно тільки світлим полум'ям або тільки несвітлими трьохатомними газами.

8. Визначаємо ступінь чорноти топки для камерних топок при спалюванні газу



9. Визначаємо параметр М в залежності від відносного положення максимуму температури полум'я по висоті топки (хт)

Відносне положення максимуму температури для більшості палив визначається як відношення висоти розміщення пальників до загальної висоти топки

де hг - підраховується як відстань від поду топки або від середини холодної воронки до осі пальників; Нт - відстань від поду топки або середини холодної воронки до середини вихідного вікна топки.

10. Визначаємо середню сумарну теплоємність продуктів згорання на 1 м3 газу при нормальних умовах, кДж(м3·К):

де Та - теоретична (адіабатна) температура горіння, К, що визначається з таблиці 2.3 за значенням Qт, рівному ентальпії продуктів згоряння Іа; - ентальпія продуктів згоряння приймається з таблиці 2.3 при прийнятій на виході з топки температурі.

11. Визначаємо дійсну температуру на виході з топки (°С) за формулою

Різниця між отриманою температурою і раніше прийнятою на виході з топки не перевищує ±100єС, відповідно розрахунок вважаємо закінченим.

12. Визначаємо питоме навантаження топкового об'єму, кВт/м3

Таблиця 4.1. Зведена таблиця даних

№п/п	Показник	Позначення	Значення
1	Температура продуктів згоряння на виході з камери згоряння, єС	tпз	1100
2	Ентальпія продуктів згоряння на виході з топки, кДж/м3	І	19904,52
3	Ентальпія теоретично необхідного гарячого повітря, кДж/м3		1291,43
4	Корисне тепловиділення в топці, кДж/м3		37826,89
5	Теплота, яка вноситься в топку повітрям, кДж/м3	Qв	1420,57
6	Кутовий коефіцієнт	х	1,0
7	Коефіцієнт, який враховує зниження теплосприйняття екранних поверхонь нагріву внаслідок їх забруднення зовнішніми відкладеннями або закриття вогнетривкою масою	ж	0,65
8	Коефіцієнт теплової ефективності екранів	ш	0,65
9	Ефективна товщина випромінюючого шару, м	s	1,6
10	Коефіцієнт ослаблення променів, (м·МПа)-1	k	5,08
11	Коефіцієнт ослаблення променів трьохатомними газами, (м·МПа)-1	kr	8,1
12	Коефіцієнт ослаблення променів сажними частинками, (м·МПа)-1	kc	1,03
13	Вміст вуглецю і водню в робочій масі рідкого палива	Cp/Hp	3,02
14	Ступінь чорноти факела для газоподібного палива	аф	0,51
15	Ступінь чорноти світлої частини факела	асв	0,6
16	Ступінь чорноти несвітлих трьохатомних газів	аг	0,5
17	Ступінь чорноти топки	ат	0,62
18	Параметр М	М	0,54
19	Відносне положення максимуму температури полум'я по висоті топки	хт	0
20	Середня сумарна теплоємність продуктів згорання на 1м3 газу при нормальних умовах, кДж(м3·К)		8,96
21	Дійсна температура на виході з топки, °С		1199,1
22	Питоме навантаження топкового об'єму, кВт/м3	qv	643,5



РОЗДІЛ 5. РОЗРАХУНОК КОНВЕКТИВНИХ ПОВЕРХОНЬ НАГРІВУ

5.1 Розрахунок конвективних пучків котла

Конвективні поверхні нагрівання парових котлів відіграють важливу роль в процесі отримання пари, а також використання теплоти продуктів згоряння, що залишають топку. Ефективність роботи конвективних поверхонь нагріву в значній мірі залежить від інтенсивності передачі теплоти продуктами згоряння воді і пару.

Відпрацьовані гази передають теплоту зовнішньої поверхні труб шляхом конвекції і випромінювання. Від зовнішньої поверхні труб до внутрішньої теплота передається через стінку теплопровідністю, а від внутрішньої поверхні до води і пари - конвекцією. Таким чином, передача теплоти від продуктів згоряння до води і пари являє собою складний процес, який називається теплопередачою.

При розрахунку конвективних поверхонь нагріву використовується рівняння теплопередачі і рівняння теплового балансу. Розрахунок виконується для 1 м3 газу при нормальних умовах.

Рівняння теплопередачі

Рівняння теплового балансу

У цих рівняннях К - коефіцієнт теплопередачі, віднесений до розрахункової поверхні нагрівання, Вт/(м2·К); Дt - температурний напір, °С; Н - розрахункова поверхня нагріву, м2; ц - коефіцієнт збереження теплоти, що враховує втрати теплоти від зовнішнього охолодження; І', І" - ентальпії продуктів згоряння на вході в поверхню нагріву і на виході з неї, кДж/м3; Іпрс - кількість теплоти, що вноситься в газохід повітрям що присмоктується, кДж/м3.

У рівнянні (5.1) коефіцієнт теплопередачі (К) є розрахунковою характеристикою процесу і в цілому визначається явищами конвекції, теплопровідності і теплового випромінювання. З рівняння теплопередачі ясно, що кількість теплоти, передане через задану поверхню нагріву, тим більше, чим більше коефіцієнт теплопередачі і різниця температур продуктів згоряння і рідини, що нагрівається. Очевидно, що поверхні нагрівання, розташовані в безпосередній близькості від камери згоряння, працюють за більшої різниці температури продуктів згоряння і температури сприймаючої теплоту середовища. У міру руху продуктів згоряння по газовому тракту температура їх зменшується і хвостові поверхні нагрівання (водяний економайзер, повітропідігрівник) працюють при меншому перепаді температур продуктів згоряння і нагрітого середовища. Тому чим далі розташована конвективна поверхня нагріву від топкової камери, тим більші розміри повинна вона мати і тим більше металу витрачається на її виготовлення.

При виборі послідовності розміщення конвективних поверхонь нагріву котла прагнуть розташувати ці поверхні так, щоб різниця температури продуктів згоряння і температури сприймаючого середовища була найбільшою. Наприклад, пароперегрівача розташовують відразу після топки або фестони, оскільки температура пари вище температури води, а водяний економайзер - після конвективного поверхні нагріву, тому що температура води в водяному економайзері нижча за температуру кипіння води в паровому котлі. Рівняння теплового балансу (5.2) показує, яку кількість теплоти віддають продукти згоряння парові через конвективну поверхню нагріву.

Кількість теплоти (Qб) віддане продуктами згоряння, прирівнюється до теплоти, сприйнятої парою. Для розрахунку задаються температурою продуктів згоряння після розрахункової поверхні нагрівання і потім уточнюють її шляхом послідовних наближень. У зв'язку з цим розрахунок ведуть для двох значень температури продуктів згоряння після розрахункового газоходу.

Розрахунок конвективних поверхонь нагріву рекомендується проводити в такій послідовності:

1. За кресленням визначаються конструктивні характеристики розрахункового конвективного газоходу: площа поверхні нагрівання, крок труб і рядів (відстані між осями труб), діаметр труб, число труб в ряду, число рядів труб і площа живого перетину для проходу продуктів згоряння.

Площа поверхні нагрівання, розташована в розрахунковому газоході, м2:

де d - зовнішній діаметр труб, м; l - довжина труб, розташованих в газоході, м; n - загальне число труб, розташованих в газоході.

З креслення котлоагрегату визначаються: S1 - поперечний крок труб (в поперечному напрямку по відношенню до потоку, м; S2 - поздовжній крок труб (в поздовжньому напрямку по відношенню до потоку), м; z1 - число труб в ряду; z2 - число рядів труб по ходу продуктів згорання.

За конструктивними даними підраховуються відносний поперечний крок і відносний поздовжній крок .

;

Площа живого перетину (м2) для проходу продуктів згоряння при поперечному омиванні гладких труб

де a і b - розміри газоходу в розрахункових перетинах, м; l - довжина труб (при вигнутих трубах - довжина проекції труб), м; z - число труб в п...