Змеевики пароперегревателя выполнены из труб жаропрочной стали диаметром 32 42

Конвективные пароперегреватели

Конвективный пароперегреватель выполняется обычно из труб с внутрен­ним диаметром 22 – 36 мм, образую­щих змеевики, ввальцованные или приваренные к круглым коллекторам. Для промежуточных пароперегрева­телей диаметр труб d 2 ∙с). Большие значения массовой скорости принимаются для последних по ходу пара ступеней паро­перегревателя.

При указанных скоростях пара значение ко­эффициента теплоотдачи от стенки к пару составляет α₂ > 2000 Вт/(м 2 ·К), что обеспечивает достаточно хорошее охлаждение металла труб и его тем­пературу в пределах °С. Для выравнивания температуры пара по отдельным змеевикам при темпе­ратуре его более 450 °С пароперегре­ватель разделяют на последовательно включенные по пару части с переме­шиванием пара между ними. Переме­шивание пара обеспечивается в смесительных коллекторах, к которым присоединены змеевики отдельных час­тей пароперегревателя. Кроме того, осуществляют переброс пара из зме­евиков, расположенных в одной части газохода, в змеевики другой части. Подводить пар к раздающему коллек­тору рекомендуется рядом труб по всей его длине (рис. 45).

Рис. 45. Схема пароперегревателя с перебросом

Для надежной работы паропере­гревателя, помимо обеспечения доста­точной скорости потока и равномерной температуры подогрева пара по па­раллельно включенным змеевикам, не­обходимо осуществить наиболее ра­циональную схему включения паро­перегревателя по ходу по-тока продук­тов сгорания. В зависимости от направления движения потоков пара и продуктов сгорания различают паро­перегреватели прямоточные, противоточные и со смешанным направлением потоков (рис. 46).

Рис. 46. Схемы движения пара и продуктов сгорания в конвективных

а – противоточное; б – прямоточное; в, г – смешанное

В противоточном пароперегрева­теле достигается наибольший возмож­ный температурный напор между про­дуктами сгорания и паром, что умень­шает необходимую поверхность нагре­ва пароперегревателя и соответствен­но снижает расход на него металла. Недостатками противоточной схемы являются размещение последних по ходу пара частей змеевиков в области наиболее высоких температур продуктов сгорания и тяжелые температурные условия работы металла труб. При прямоточном пароперегревателе температурный напор меньше, чем при противоточном, однако условия работы металла труб лучше, так как части змеевиков с наибольшей температурой пара обогреваются продуктами сгорания, охлажденными на входных участках змеевиков.

Оптимальной является смешанная схема включения пароперегре-вателя, при которой большая и первая по ходу пара часть перегревателя выполняется противоточной, а завершение перегре­ва пара происходит во второй его части при прямотоке. При этом в части змеевиков, расположен­ных в области наибольшей тепловой нагрузки пароперегревателя, в начале газохода, будет умеренная темпера­тура пара, а завершение перегрева пара происходит при меньшей тепло­вой нагрузке. Соотношение противо­точной и прямоточной частей паро­перегревателя выбирается из условия одинаковых температур металла в на­чале и конце змеевика прямоточной части пароперегревателя. При выпол­нении пароперегревателя из обычной углеродистой стали температура пара в конце противоточной части паро­перегревателя должна быть не выше 400 – 425 °С.

Первичный конвективный паропе­регреватель обычно устанавливается в виде вертикальных змеевиков в горизонтальном газоходе между топкой и конвективной шахтой при тем­пературе продуктов сгорания перед ним 900 — 1000 °С. Пароперегреватель для промежуточного перегрева пара представляет собой горизонтальные змеевики, расположенные в опускной конвективной шахте, причем началь­ная температура продуктов сгорания перед ним должна быть не выше 850 °С.

На рис. 43 показана схема пароперегревателя барабанного парогене­ратора высокого давления с конвективным пароперегревателем 4, выпол-ненным в виде верти­кальных змеевиков. Каждый змее­вик располагается в плоскости, пер­пендикулярной фронту парогенера­тора. Расположение змеевиков в плос­кости, совпадающей с направлением движения продуктов сгорания, обес­печивает одинаковый обогрев всех змеевиков при значительном сниже­нии температуры газов по глубине газохода. Наряду с этим устраняется влияние на тепловосприятие змееви­ков неравномерных температур по высоте газохода, которое в нижней и верхней части змеевиков может раз­личаться на 20 % и более. Однако рас­положение змеевиков в плоскости, перпендикулярной фронту парогенератора, при неодинаковой температуре продуктов сгорания по ширине газохода приводит к неравномерному тепловосприятию змеевиков по ширине газохода. В результате тепловая нагрузка отдельных змеевиков может превышать среднюю на 10 – 20 %. В этих условиях для обеспечения нормальной работы труб пароперегревателя его разделяют на части с перемешиванием пара в коллекторах до поступления его в последующую часть. Змеевики вертикального пароперегревателя обычно располагаются в коридорном порядке с целью обеспечения возмож­ности легкой их очистки от наружных загрязнений и уменьшения опасности зашлаковывания. Змеевик паропере­гревателя выполнен из двух парал­лельно включенных по пару труб, что позволяет разместить в габаритах га­зохода большую поверхность нагрева. Скорость продуктов сгорания в газоходе остается такой же, как и при оди­нарном змеевике, а скорость пара уменьшается в 2 раза.

На рис. 47 показано крепление вертикального пароперегревателя. Вертикальные змеевики подвешены к каркасу парогенератора за концы верхних петель, вынесенных из зоны обогрева. Подвеска змеевиков осуществлена с помощью хомутов, охва­тывающих трубки и подвешенных к крючку, укрепленному на балке кар­каса. Для обеспечения определенного расстояния между змеевиками на ниж­ние петли змеевиков укладывают дистанционирующие гребенки из жаро­упорного чугуна и скрепляют их при помощи хомутов из жаропрочной ста­ли.

Рис. 47. Крепление вертикального конвективного пароперегревателя:

1 – змеевик; 2 – подвесные планки; 3 – верхние изгибы труб;

4 – потолочные трубы; 5 – дистанционирующие гребенки;

Источник

22 Теплопроводность

22.161 Змеевики пароперегревателя выполнены из труб жароупорной стали диаметрами d₁/d₂=12/36 мм с коэффициентом теплопроводности λ=25 Вт/(м·К). Температура внешней поверхности трубы, изображённой на рисунке, t₂=450 ⁰C и внутренней поверхности t₁=350 ⁰C. Вычислите тепловой поток q_l через стенку на единицу длины трубы.

Ответ: q_l=14291 Вт/м.

22.162 Определить плотность теплового потока q₁ через гладкую поверхность стенки, холодная сторона которой оребрена, изображенная на рисунке, коэффициент оребрения которой равен F₂/F₁=12. Толщина стенки δ=12 мм и коэффициент теплопроводности материала λ=63 Вт/(м·К). Коэффициенты теплоотдачи соответственно α₁=250 Вт/(м²·К) и α₂=12 Вт/(м²·К) и температуры Т_ж1=117 К и Т_ж2=17 К.

Ответ: q₁=8981 Вт/м².

22.163 Определите потерю теплоты Q, Вт, через стенку из кирпича длиной l=5 м, высотой h=3 м и толщиной δ=250 мм, изображенной на рисунке, если на поверхностях стенки поддерживаются температуры t₁=20 ⁰C и t₂=-30 ⁰C. Коэффициента теплопроводности кирпича λ=0,6 Вт/(м·К).

Ответ: Q=1800 Вт.

22.164 Стальная труба, отношение диаметров которой d₁/d₂=200/220 мм и теплопроводность λ₁=50 Вт/(м·К), покрыта двухслойной изоляцией (см. рисунок). Толщина первого слоя δ₂=50 мм с λ₂=0,2 Вт/(м·К) и второго δ₃=80 мм с λ₃=0,1 Вт/(м·К). Температура внутренней поверхности трубы t₁=327 ⁰C и наружной поверхности изоляции t₄=47 ⁰C. Определите потери теплоты q_l через изоляцию с 1 м длины трубопровода и температуры t₂, t₃ на границах соприкосновения отдельных слоев.

Ответ: q_l=275 Вт/м, t₂=326,9 ºС, t₃=224,0 ºС.

22.165 Вычислить плотность теплового потока q в случае стационарного режима теплопередачи через плоскую однородную стенку толщиной δ=250 мм, изображенной на рисунке, если на поверхностях стенки поддерживаются температуры t₁=20 ⁰C и t₂=-30 ⁰C. Коэффициента теплопроводности материала стенки λ=0,6 Вт/(м·К).

Ответ: q=120 Вт/м².

22.166 Стальная труба, отношение диаметров которой d₁/d₂=200/220 мм и теплопроводность λ₁=50 Вт/(м·К), покрыта двухслойной изоляцией (см. рисунок). Толщина первого слоя δ₂=50 мм с λ₂=0,2 Вт/(м·К) и второго δ₃=80 мм с λ₃=0,1 Вт/(м·К). Плотность теплового потока через стенку на единицу длины трубы q_l=230 Вт/м. Определите полный температурный напор t₁-t₄.

22.167 Определите температурный напор Δt на поверхностях стенки толщиной δ=50 мм и численное значение градиента температуры |gradt| в стенке, изображенной на рисунке, если она выполнена из латуни λ=0,7 Вт/(м·К). Плотность теплового потока через плоскую стенку q=70 Вт/м².

Ответ: Δt=5 ºС, gradt=100 ºС/м.

22.168 Определите значение коэффициента теплопроводности λ материала однородной цилиндрической трубы диаметрами d₁/d₂=12/36 мм, изображенной на рисунке, если на поверхностях трубы поддерживаются температуры t₁=100⁰C и t₂=90 ⁰C, плотность теплового потока через стенку на единицу длины трубы q_l=200 Вт/м.

Ответ: λ=3,5 Вт/(м·К).

22.169 Определить плотность теплового потока q, проходящего через стенку котла, изображенной на рисунке, если толщина ее δ₁=50 мм, коэффициент теплопроводности материала λ₁=35 Вт/(м·К) и с внутренней стороны стенка покрыта слоем котельной накипи толщиной δ₂=3 мм с коэффициент теплопроводности λ₂=1,0 Вт/(м·К). Температура наружной поверхности t₁=150 ⁰C, а внутренней t₃=100 ⁰C.

Ответ: q=1290 Вт/м 2 .

22.170 Стены сушильной камеры выполнены из слоя красного кирпича толщиной δ₁=250 мм и слоя строительного войлока. Температура на внутренней поверхности кирпичного слоя T_w1=130 ºC, а на внешней поверхности войлочного слоя T_w2=40 ºC. Коэффициент теплопроводности красного кирпича 0,7 Вт/(м·К) и строительного войлока 0,0465 Вт/(м·К). Вычислить температуру в плоскости соприкосновения слоев Т_1-2 и толщину войлочного слоя при условии, что тепловые потери через 1 м² стенки камеры равны q=130 Вт/м².

Ответ: Т_1-2=83,5 ºС, δ≈15,6 мм.

Источник

Задача 1.6 27 Змеевики пароперегревателя выполнены из труб

Тип работы: Задача

Предмет: Теплотехника

Статус: Выполнен

Год работы: 2020

Оригинальность: 88% (antiplagiat.ru)

Формат: docx ( Microsoft Word )

Цена: 224 руб.

Как получить работу? Ответ: Напишите мне в whatsapp и я вышлю вам форму оплаты, после оплаты вышлю решение.

Как снизить цену? Ответ: Соберите как можно больше задач, чем больше тем дешевле, например от 10 задач цена снижается до 50 руб.

Вы можете помочь с разными работами? Ответ: Да! Если вы не нашли готовую работу, я смогу вам помочь в срок 1-3 дня, присылайте работы в whatsapp и я их изучу и помогу вам.

Благодаря этой странице вы научитесь сами решать такие задачи:

Описание работы:

Задача 1.6 27 Змеевики пароперегревателя выполнены из труб жаропрочной стали диамером d1/d2=32/42 мм с коэффициентом теплопроводности =14 Вт/мград. Темпе-ратура внешней поверхности трубы tW2=580С, внутренней – tW1=450С. Вычислить удельный тепловой поток через стенку на единицу длины трубы.

Образовательный сайт для студентов и школьников

Копирование материалов сайта возможно только с указанием активной ссылки «www.lfirmal.com» в качестве источника.

© Фирмаль Людмила Анатольевна — официальный сайт преподавателя математического факультета Дальневосточного государственного физико-технического института

Источник