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1 热管余热锅炉热工计算说明书 单位名称: 设计工程师: 2 一设备外观及参数 3 二工艺计算 已知:排烟量为Vh130003/mh(标准状况), 烟气进口温度1340ht?,烟气出预热器温度为?ht2240oC,冷却水进口温度120ct?,饱和蒸汽温度2ct?194oC,蒸汽压力P=1.25MPa, 无机热管长度为l2.3m,加热段lh1.5m(标准折合长度),冷却段lc0.45m(标准折合长度),管外径为d032mm,内径为di26mm,壁厚为?w?3mm,翅片高度lf0.015m,厚度f0.0015m,间距t10.5mm,翅片节距12mm,翅片数nf130;采用叉排,管子中心距为ST0.080m;SL0.070m。 试求:所需无机热管的数量及排列方式并计算其压力降。 (1 ) 计算传热量Q 1)烟气定性温度121502hhhoftttC?290 查得定性温度下烟气的参数: 定压比热hpC1.121kJ/kg?o密度:hf?0.617kg/3m; 粘度:hf?28.2?106?kg/(m?s导热系数:24.8310/()hfWmk?普朗特数:hPr0.651 2)烟气放热量Qh 12()hhhhhfpQVCtt?524.22kW。 3)热管传到水侧的热量 考虑烟气侧有3热损,故:Qc524.22?(13)508.5kW。 4)水侧实际获得热量Q? 考虑冷侧3热损,故:cQ?508.5?(13)493.24kW。 4 5)可得到的194饱和蒸汽量: 21()ccpQcmCttm? ? m= 658 kg/h (2) 计算水的对数平均温差mt? 1 )水侧定性温度12 2ccc fttt ?107oC。 2)对数平均温差121268.25lnomtttCtt?133.6 (3) 确定迎风面积exA和迎风面管排数B 1)取标准迎面风速wN2.5m/s; 2)烟气迎风面积21.4444hhexNVAmw?; 3)迎风面宽度E 0.963hhexhAEml? (hl=1.5m) 4)迎风面管排数12.04hTEBS?根,取B13根。 实际迎风面宽度130.081.04hEm? 实际迎风面积0.1hcexexAAm?1.56m2 实际迎面风速Nw=2.31m/s (4) 求总传热系数HU 1)管束最小流通截面积NFA 热侧:?2020.821TfffhNFASdlnlBm? 冷侧:?200.281TNFASdlBm? 2)最大质量流速maxG 5 热侧:32max8.310/hhffhVGkgmhNFA?9.770103)/(2hmkg? 冷侧: 32max15.510/()cGkgmh? 3)求Ref 热侧:maxRe 1643hho fhfG d?3080 冷侧:maxRe1931ccofcfGd?581 4)求流体给热系数fh 热侧:0.6381/320.1370(Re)(Pr)24.7/hfhhhoffokhWmCd?=30.10)/(2CmW? 冷侧:0.6381/320.1370(Re)(Pr)25.4/cfcccoffokhWmCd?=193.4)/(2CmW? 5) 求翅片效率f? 热侧:20.68hfhhffwfhlk?0.434 查图得:0.84hf?。 6)求热管管外总表面积HA 单支热管翅片表面积fA为: ?1/21/2222222()/10.613fmfffAdtbdtLtm?其中,dm0.047m,df0.062m。 翅片间光管表面积Ar为: ?201/0.13rhfAdltm?。 加热段热管管外总表面积Ah为: 20.744hfrAAAm?。 冷却段管外表面积Ac 6 200.05ccAdlm? 7) 管外有效给热系数feh 热侧:2()26/hhhhfrffhofehhhAAhWmCA? 冷侧:()21.15/ccccfrffcofechhAAhWmCA?193.4)/(2CmW? 8) 壁热阻rw和污垢热阻yr 热侧 :20.00035/yhoyyrmCWk?0.0304520.000057/owwwrmCWk?,其中mfy0015.0?210926.4?yk?kmW?/; 冷侧可忽略不计。 金属管壁热阻:ww wkr? ? 48?hwk?kmW?/,57?cwk?kmW?/; 000063.0?hwr20.000057/owwwrmCWk?,000053.0?cwr20.000057/owwwrmCWk? 9) 求总传热系数HU 21486.0mldAhihi?,2083.0mldAcici? 2269.0mldAhwhw?,20102.0mldAccw? 23318.2mAAfhy?,5810?cHPhHPhh)/(2CmW? 由chcfehhcyhhcycwhhcwcihhcHPhihhhHPhyhhhyhwhhhwhfeHAhAAArAArAAhAAhAArAArhU?1111 得: 222.5/(HUWm?) (5)求加热侧总传热面积hHA 23.62chHHmQAmUt?169.2m2。 7 (6)所需热管数 n 169.22280.744hl?hHhhAn= 根A 取系统效率为0.75 工程实际选用热管数量 0.75nN=304根 (7)换热器纵深排数 m 300212525nmB? 排 13 13+12 12=313 根 ( 8 )求通过热管换热器的压力降 1)换热器的净自由容积NFV 22233000.866()1.5610/44LTfffNFVSSdddnmm?3.54610-3mm/3。 2)求容积当量直径 347.7210hevhhNFVDmA?5.7-32; 21392.04mANFVDchcev?。 3)求efR 热侧:maxRe2854hhhevefhfDG?601.75 冷测:maxRe3015cccevefcfDG?914.82。 4)求摩擦系数f 0.1451.92(Re)0.601hheff?0.759 0.1451.92(Re)0.585hceff?0.714。 5)平均管壁温度mt 8 热侧:102hhocwfhhfefQttChAn?237 冷侧:85hcocwfQttChcAcn?179。 6)求壁温下的流体密度w? 热侧:)/(103.276smkghw? 冷侧: )/(1012 .2116 s mkgcw? 7)求通过换热器的压降p? 热侧:20.140.40.6max()()()()9.85122hhhhfhevLhhhcevfwTTfGLDSpPagDSS?534 Pa 冷侧:20.140.40.6max()()()()9.84082ccccfcevLccccevfwTTfGLDSpPagDSS?0.033 Pa 9 三结论 1、理论计算结果 1)实际迎风面宽度130.081.04hEm? 实际迎风面积0.1hcexexAAm?1.56m2 实际迎面风速Nw=2.31m/s 2)热管翅片表面积fA=0.613 m2 翅片间光管表面积Ar=0.13 m2 加热段热管管外总表面积Ah为=0.744 m2 3) 冷却侧总传热面积Ac=15.7 m2 加热侧总传热面积 h H A=232.8m 2 4) 可得到的 194饱和蒸汽量m= 650 kg/h 5) 所需热管数n=313根 6) 换热器纵深排数m=25 排 7) 通过换热器的压降p? 热侧:534Pa 冷侧:0.033 Pa
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