Расчет парогазового энергоблока с газовой турбиной ГТГ-110 и теплофикационной турбиной типа Т-135-7,7, страница 18

В этой схеме газовый подогреватель конденсата является единственной поверхностью после испарителя низкого давления. Подогрев конденсата, поступающего в котел, осуществляется рециркуляцией нагретой воды, отбираемой после ГПК. Отказ от использования "кипящего экономайзера" позволил значительно упростить схему котла и повысить надежность работы "хвостовых" поверхностей нагрева без существенного снижения экономичности. Температура уходящих газов на всех режимах не превышает 115°С при нагрузке N=100%.

Принципиальная гидравлическая схема трактов низкого и высокого давлений представлена на рис.8.4–8.5 и с учётом рассмотренного выше не требует специальных пояснений.

Исходя из вышеизложенного, все поверхности нагрева выполнены из оребренных труб Æ32х4мм.

Оребрение во всех поверхностях нагрева принято одинаковым со следующими характеристиками:

– шаг ребер – 5мм;

– высота ребер – 13мм;

– толщина ребер – 1мм;

– длина оребренной части труб – 11500мм.

Шаги труб во всех поверхностях нагрева также приняты одинаковыми:

– поперечный шаг S₁=72мм;

– продольный шаг S₂=85мм.

Конструкция блоков всех поверхностей нагрева позволяет набирать их из типовых секций. Каждая секция состоит из двух рядов оребренных труб с шахматным расположением, объединенных коллекторами Æ168мм, которые и определяют продольный шаг труб S₂=85мм.

Секции образованы 66 трубами, которые радиально вводятся в коллектор, для чего подгибаются на угол ~15° радиусом 130мм.

Рис. 8.4. Схема пароводяного тракта высокого давления.

Рис. 8.5. Схема пароводяного тракта низкого давления.

Габариты секции:

– ширина – 2340мм (по осям труб);

– высота – 11800мм (по осям коллекторов).

Теплообменные трубы в секции дистанционированы в трёх ярусах по высоте. Для повышения вибрационной надежности работы поверхностей нагрева по краям и в середине секций устанавливаются акустические экраны из штампованного листа толщиной =2мм, разбивающие газоход по ширине на систему параллельных каналов.

По ширине газохода устанавливается 4 секции.

Коллектора секций имеют штуцеры для присоединения трубопроводов, элементы подвески, донышки.

8.4.2. Тепловой расчет котла–утилизатора.

Для расчета конвективных поверхностей используется уравнение теплообмена:

,                                                    (8.1)

где Q – тепло, воспринятое рассчитываемой поверхностью конвекцией и излучением, кВт;

H – расчетная поверхность нагрева, м²;

k – коэффициент теплопередачи, отнесенный к расчетной поверхности нагрева, ;

– температурный напор, °C.

В конвективных пучках расчетная поверхность нагрева принимается равной  полной поверхности труб с наружной (газовой) стороны [10].

Расчетная поверхность теплообмена для поперечно оребренных труб с круглыми ребрами рассчитывается по формуле, м²:

, (8.2)

где z₁– количество труб по ширине секции, шт.;

z₂–  число рядов труб, шт.;

d – наружный диаметр трубы, мм;

L_тр– длина трубы, мм;

L_рб– длина оребренной части трубы, мм;

S_рб– шаг ребер, мм;

h_рб– высота ребер, мм;

– толщина ребер, мм.

Подставив числовые данные (z₁=66шт.; z₂=2шт.; d=32мм; L_тр=11600мм; L_рб=11500мм; S_рб=5мм; h_рб=13мм ; =1мм) в уравнение (8.2) получим:

По ширине газохода устанавливается четыре секции. Учитывая расположение секций и наличие дистанционирующих и акустических экранов, определяем живое сечение для прохода газов, м²:

F_г=54,56 м².

Средняя скорость продуктов сгорания в поверхности нагрева определяется по формуле, м/с [10]:

,                                               (8.3)

где V_г– объём продуктов сгорания при избытке расчетном в расчетном сечении, нм³/с;

– средняя температура газов в пределах поверхности нагрева, °C.

Котел–утилизатор выполнен в газоплотном исполнении, поэтому избыток воздуха одинаков во все поверхностях нагрева.

Объём продуктов сгорания можно определить по формуле, нм³/с:

,                                                    (8.4)

где G – расход продуктов сгорания после ГТУ, кг/с;

– плотность продуктов при нормальных условиях, кг/нм³.