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3.6.2設(shè)計(jì)舉例

日期：2022-01-11 01:15:05點(diǎn)擊：259

3.6.2設(shè)計(jì)舉例
試為一臺(tái)20 t/h的燃煤鍋爐設(shè)計(jì)一熱管式省煤器。該省煤器安裝在水平煙道中。
1. 已知條件和熱負(fù)荷
煙氣入口溫度：

煙氣質(zhì)量流量:

水入口溫度：

，水進(jìn)口壓力0.6 MPa；
水出口溫度：

鍋爐給水量：

熱負(fù)荷:

煙氣出口溫度:

2. 熱管工質(zhì)和管材的選擇
(1)工質(zhì)的選擇。
管內(nèi)溫度由式(3. 3. 3)和式(3.3.4)估算：

煙氣入口處：

煙氣出口處:

平均溫度：

由表3. 3. 1可知，選水作為熱管工質(zhì)是合適的。
(2)管材選擇。
由表3. 3. 3,應(yīng)選銅作為管殼材料，但為了節(jié)省成本，便于加工,本設(shè)計(jì)采用經(jīng)過處理的碳鋼管作為管材,該種碳鋼-水熱管已經(jīng)過壽命試驗(yàn)，性能穩(wěn)定。
3.結(jié)構(gòu)形式和擴(kuò)展表面的選擇
(1) 結(jié)構(gòu)形式:熱管立式放置，加熱段深入水平煙道中，冷卻段采用套管式結(jié)構(gòu)，水在套管中間流動(dòng)。
(2) 煙氣側(cè)釆用翅片管，水側(cè)采用光管,選定尺寸見表3. 6. 3。
表3. 6.3設(shè)計(jì)實(shí)例的選定尺寸

基管外徑	基管內(nèi)徑	翅片外徑	翅片高度	翅片厚度	翅片間距	翅片比
38	32	68	15	1	5	8. 1

4.加熱段和冷卻段長(zhǎng)度比的選擇
由表 3.6.1,選取

；取

，則
經(jīng)濟(jì)長(zhǎng)度比:

在煙氣入口處：

,小于水熱管的允許溫度

。
在煙氣出口處：

，無露點(diǎn)腐蝕風(fēng)險(xiǎn)，故無需進(jìn)行安全長(zhǎng)度比的計(jì)算，選取經(jīng) 濟(jì)長(zhǎng)度比是安全的。
5.煙氣流速和迎風(fēng)面積
(1) 選擇煙氣迎風(fēng)面質(zhì)量流速：

(2) 煙氣側(cè)的迎風(fēng)面積和第一排熱管的傳熱面積。

迎風(fēng)面積：

選取迎風(fēng)面寬度為1.26 m,然后選取加熱段長(zhǎng)度

,冷卻段長(zhǎng)度L₂=0.5 m, 總長(zhǎng)度:L =

₊L₂=2.0 m(未含絕熱段長(zhǎng)度)，長(zhǎng)度比:

實(shí)取迎風(fēng)面積:

實(shí)取迎面質(zhì)量流速：

選取橫向管間距

第1排熱管數(shù)目

第一排傳熱面積

6.估算和結(jié)構(gòu)形式
(1)傳熱系數(shù)

的選擇。
由表3.6.2,考慮一定的污垢熱阻，取

(2)計(jì)算對(duì)數(shù)平均溫差。
煙氣：

對(duì)于純逆流換熱：

(3) 估算傳熱面積

選取安全系數(shù)1.4,所需傳熱面積為

(4) 管子根數(shù)及排數(shù)
熱管總數(shù)：

縱向管排數(shù):

,實(shí)取

；
實(shí)取熱管數(shù)目：

；
實(shí)取傳熱面積：

；
每支熱管傳熱量:

。

(5) 換熱器結(jié)構(gòu)形式
在水平煙道中，熱管加熱段立式放置；熱管冷卻段釆用套管式結(jié)構(gòu)，如圖3.6. 1所示。水在套管和熱管的夾層中流動(dòng)，套管外徑為63. 5 mm,內(nèi)徑為58. 5 mm每 —橫排16支管為一組，形成1個(gè)管程。套管上部有上聯(lián) 箱管，為該管程的出水管口，套管下部有下聯(lián)箱管，為進(jìn) 水管口。上下聯(lián)箱管的直徑為76x3mm。
由圖3. 6. 1可看出，每一橫排16支管組成一組，由上、下聯(lián)箱管和套管組成水流通道，被加熱的水由下聯(lián) 箱進(jìn)入，由上聯(lián)箱流出，再由斜管引入下一組的下聯(lián)箱。
(1)中點(diǎn)溫度及物性
煙氣側(cè)：

水側(cè)：

煙氣和水的物性值見表3. 6. 4。
表3. 6 4 煙氣和水的物性值

介質(zhì)	溫度/	密度 /	導(dǎo)熱系數(shù)人 /	比熱% /	動(dòng)力黏度	普朗特?cái)?shù)Pr
煙氣	349.3	0. 571	0. 052 7	1. 137	30	0. 645
水	75	975	0. 671	4. 191	381	2. 38

(2) 煙氣側(cè)管外換熱系數(shù)的計(jì)算:

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