10 Расчет подогревателя сетевой воды

Ввиду того, что пар на выходе и пароперегревателя котла имеет очень высокие параметры, а именно Р = 2,4 МПа и t= 250⁰С, то необходимо их снизить, так как максимально допустимое давление на стандартных подогревателях 1,4 МПа, и необходимо снизить температурный напор для уменьшения металлоемкости теплообменника. Для этого пар охлаждаем в РОУ до температуры 140⁰С. При этом Р_н= 3,6136*10⁵,h’=589,1 кДж/кг⁰С,h’’=2734,0 кДж/кг⁰С.

Рисунок 10.1. – Изменение температуры теплоносителей в пароводяном и водоводяном подогревателях.

Расчет пароводяного подогревателя

Уравнение сохранения энергии

где ₂ – температура сетевой воды на входе в паровой подогреватель после охладителя конденсата;

D– расход греющего пара на подогреватель:

кг/с

Коэффициент 0,95 показывает, что в пароводяном подогревателе сетевая вода нагревается примерно на 95%.

,

где С – теплоемкость воды, G– расход сетевой воды

^оС

Тепловая нагрузка подогревателя

,

кВт

Средний температурный напор (по рисунку 10.1)

, где

^оС

Средняя температура воды

^оС

Скорость движения воды

С экономической точки зрения оптимальная скорость движения воды в трубках v = 2,3 м/с

Площадь сечения для прохода воды

м²

Гостированная площадь сечения для прохода воды =0,0302 м², поэтому принимаем= 3·=3·0,0302 = 0,0906 м²

Уточненное значение скорости

м/с

Коэффициент теплоотдачи от воды к трубке

,

где d_вн– внутренний диаметр трубки,d_вн= 0,014 м

Вт/м·^оС

Число рядов труб

,

где n_тр– число трубок в пучке,n_тр= 720

Эквивалентный диаметр для пара

d_экв=m·d_н,

где d_н– наружный диаметр трубки

d_экв= 8·0,016 = 0,128 м

Коэффициент теплопередачи при конденсации пара

,

где _t_k= 13,5^оС

Вт/м²·^оС

коэффициент теплопередачи подогревателя

,

где R_загр– коэффициент, учитывающий загрязнениеR_загр= 0,0001

_ст– толщина стенки трубы,_ст= 0,002 м

_ст– коэффициент теплопроводности материала стенки трубы, для стали_ст= 107 Вт/м^2оС

Вт/м²·^оС

Уточненное значение

^оС

Поверхность подогревания

м²

Количество подогревателей

,

где F_гост– площадь подогревателя по ГОСТ,F_гост= 108 м²

таким образом, принимаем 9 подогревателей ПП1-108-7-II

Таблица 10.1 Технические характеристики пароводяного подогревателя ПП1-108-7-II

Обозначение подогревателя	Площадь поверхности нагрева S, м²	Теплопро-изводительность номинальная Q  Гкал/ч	Диаметр корпуса Дн,мм	Кол-во трубок, n, шт	Длина трубок L, мм	Давление греющего пара р, кгс/см²	Число  ходов по воде	Расход воды номинальный Gв, т/ч	Сечение для прохода воды f, м²	Гидравлическое сопротивление при расчетном расходе воды Δр, м.вод.ст.
с эллиптическими днищами
ПП1-108-7-II	108.0	18.1	820	792	3000	7	2	358.0	0.0604	3

РАСЧЕТ ВОДОВОДЯНОГО ПОДОГРЕВАТЕЛЯ

Уравнение сохранения энергии

где t’’_к– температура конденсата на выходе из водоводяного подогревателя;

D– расход греющего пара на подогреватель:

,

где С – теплоемкость воды, G– расход сетевой воды

⁰С

Тепловая нагрузка подогревателя

кВт

средний логарифмический напор

,

Рисунок 10.2 Изменение температуры теплоносителей в пароводяном и водоводяном подогревателях.

_t_б=t_к–₂= 140 – 72,9 = 67,1^оС

_t_м=t_к–_о2= 115 – 70 = 45^оС

^оС

Средняя температура конденсата

^оС

Средняя температура воды в подогревателе

^оС

Площадь сечения для прохода конденсата

м²

Гостированная площадь f^г_тр= 0,0168 м²

Уточненное значение скорости

м/с

Скорость движения воды в межтрубном пространстве

м/с

где f_мтр– площадь межтрубного пространства, м²

Коэффициент теплоотдачи от воды к трубке

Коэффициент теплоотдачи

,

где d_экв– эквивалентный диаметр межтрубного пространства,d_экв= 19,6 мм

Коэффициент теплопередачи для подогревателя:

,

где - коэффициент, учитывающий загрязнение,= 0,95

Необходимая поверхность нагрева:

Количество секций

,

где F_Г– стандартная площадь нагрева одной секции,F_Г= 20,3 м²

Принимаем 1 секцию с площадью F_Г= 20,3 м²