Методические указания по КП

где λгр – теплопроводность греющей воды, Вт/(м·град), при ее средней температуре t1ср ,определяется по табл. П-2 /1/.

Определяются три значения величин α1 .

14. Средняя температура стенки труб греющей батареи испарителя, ºС.

tст = 0,5 (t1ср +tр ) ,

Определяются три значения величин tст .

15. Средняя разность температур стенки труб и кипящего рассола, °С.

δtИ =tст −tр ,

Определяются три значения величин δtИ .

16. Коэффициент теплоотдачи от труб к кипящему рассолу, Вт/(м2·град)

α2 = 25,5 (0,01 Pр )0,58 δtИ2,33 ,

где Pр – среднее расчетное давление кипящего рассола, кПа.

Определяются три значения величин α2 .

17. Коэффициент теплопередачи от греющей воды к рассолу, Вт/(м2 град)

где δст , δн – толщина стенки трубы и накипи, м;

δст = 0,5 (dн −dвн ) , определяем по табл. 2. /1/;

δн = ...... из задания;

λст – коэффициент теплопроводности материала стенки трубы. Для медноникелевого сплава (мельхиор) λст = 26...30 Вт/(м·град) /1/. Принимаем

λст =.....

11

λн – коэффициент теплопроводности накипи, λн =0,6... 1,0 Вт/(м∙град) /1/.

Принимаем λн =.....

Определяются три значения величин КИ .

18. Температурный напор в греющей батарее испарителя, °С – определяется как среднелогарифмическая разность температур теплоносителей

Здесь значения температур охлаждающей (забортной) воды принимаются по п.2.

Определяются три значения величин tИ .

19. Тепловая нагрузка испарителя, кДж/ч, – по уравнению теплопередачи

Q1′′=3,6 KИ FИ tИ ,

где FИ – поверхность испарителя, м2. Определяется по табл.2 /1/ принимаем FИ =......

Определяются три значения величин Q1′′

20. Расчетные значения температуры греющей воды на выходе из испарителя t1′′р , °С, и тепловой нагрузки испарителя Q1р кДж/ч, определяются графическим способом.

12

Рис. Определение расчетных значений Q1P и t1′′P .

3.3.2.Расчет параметров работы конденсатора.

21.Уточненное (расчетное) значение величины нагрева охлаждающей воды в конденсаторе, °С

где Qкр – расчетная величина тепловой нагрузки конденсатора кДж/ч

Qкр =η Q1р

Определяется одно значение температуры δtзвр .

22. Оценка производительности ВОУ по количеству испаряемой воды W2 , м3/ч. Производим по уравнению теплового баланса испарителя

где ρпв , спв – параметры питательной воды при ее температуре tпв , значения их определяется по табл. П-3 /1/;

tпв =tзв +δtзвр

Примечание. Значения температуры рассола tр и теплоты парообразования вторичного пара r2 определяются из предыдущего расчета, зная расчетное охлаждение греющей воды в испарителе δtгрp методом интерполяции.

δtгрр =t1′−t1′′р

Определяется одно значение W2 .

23. Скорость охлаждающей воды в трубах конденсатора, м/с

13

Определяется одно значение скорости υзв

24. Коэффициент теплопередачи конденсатора, Вт/(м2·град) /5/

Кк =923vзв 4tзвср +17,8 ,

где

Определяется одно значение коэффициента теплопередачи конденсатора Кк

25. Расчетный температурный напор в конденсаторе, ºС

t1срр = 0,5 (t1′+t1′′р ),

КИ – коэффициент теплопередачи испарителя, определяется интерполяцией его значений, полученных в п. 17 в зависимости от величины δtгрр .

Определяется одно значение расчетного температурного напора в конденсаторе tкр .

26. Расчетные параметры вторичного пара в испарителе

– температура, °С

14

– давление, Р2р = ......, кПа – определяется по табл. П-1 /1/ при t2р .

27. Разность температур греющей воды и вторичного пара, ºС

t =t1срр −t2р .

28. Расчетные параметры вторичного пара и дистиллята в конденсаторе

– давление вторичного пара, кПа

Рк = Р2р − р,

где р – паровое сопротивление жалюзийного сепаратора и трубного пучка конденсатора, кПа;

29. Кратность охлаждения (кратность циркуляции) конденсатора – отношение расхода охлаждающей воды к расходу конденсируемого пара

М = Wохл .

W2

30. Удельная тепловая нагрузка конденсатора, кДж/(м2 ч),

qт = Qкр ,

Fк

где Fк – поверхность конденсатора, м2, определяем по табл. 2 /1/, принимаем

Fк =......

31. Удельная паровая нагрузка конденсатора, кг/(м2 ч),

15

qп =W2 ρg . Fк

32. Нагрев охлаждающей воды в конденсаторе, °С, по уравнению теплового баланса конденсатора

3.4. Уточненный расчет производительности установки на заданном режиме эксплуатации.

После этого, с учетом величины δtзвδ , производится уточнение параметров

вторичного пара (раздел 3.1, п.2 и далее). При этом для величины температурного напора в конденсаторе и других параметров, зависящих от температуры греющей воды, принимаются также три значения t1′′ в пределах рекомендованной δtгр . Целью

является уточненный расчет производительности ВОУ, а также кратности охлаждения и удельных тепловой и паровой нагрузок конденсатора. Последовательность расчета сохраняется, но рассчитываются только параметры, зависящие от нагрева охлаждающей воды (п.п. 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 24, 25,

26, 27, 28, 29, 30, 31, 32).

4. Определение удельных энергозатрат на выработку дистиллята.

Цель данного расчета состоит в определении затрат электроэнергии, необходимой для привода насосов, обслуживающих ВОУ: забортной воды и дистиллятного. Для этого определяются значения давлений во всасывающем и нагнетательном патрубках насосов в соответствии с условиями их расположения и режимами работы.

Насос забортной воды.

1. Давление на всасывании, кПа.

Давление на всасывании Рвс определяется величиной подпора (геометрической высотой всасывания hвс ) и зависит от осадки судна. Для транспортных судов может быть принято hвс = 4...10 м. Из задания геометрической высотой всасывания – осадка судна hвс = ….. м.

Рвс = …. м. вод. ст. = …. кПа

16

2. Давление на нагнетании, кПа.

Давление на нагнетании зависит от типа используемого насоса и его подпора; может быть определено по показаниям манометра на нагнетательном патрубке насоса, либо оценено по его номинальным (паспортным) параметрам. Для НЦВ 100/30

величинами Рн составляет 3,0...3,5 кг/см2 (294...343 кПа). Принимаем Рн= … кПа

3. Напор насоса, м

Hзв = (Рн − Рвс ) 103 . ρзв g

4. Подача насоса, м3/с

где ηм – механический КПД насоса, ηм = 0,85...0,95. Принимаем ηм = … 6. Мощность приводного электродвигателя, кВт

Nэ1 = Nзв ,

ηэд

где ηэд – КПД электродвигателя, ηэд = 0,85...0,90. Принимаем ηэд = …

Дистиллятный насос.

1.Давление на всасывании, кПа.

Давление на всасывании Pвс определяется величиной вакуума в паровой по-

лости конденсатора и может быть принято по показаниям вакуумметра (в кг/см2), либо оценено величиной

Рвс = −101,3 + Рк +(3...5), кПа

где Рк – абсолютное давление в конденсаторе, кПа, (см.раздел 3.3, п.28)

2.Давление на нагнетании, кПа.

Оценивается по манометру на выходе из насоса и имеет значение 2,5...3,0 кг/см2 для штатного насоса типа НЦКГ 4/40. Принимаем Рн= …кгс/см2 = … кПа

17

3. Напор насоса, м.

Нд = (Рн −ρРвс ) 103 д g

где ρд– плотность дистиллята (см.раздел 3.3, п.28).

4. Подача насоса, м/с.

Qд = (3,5 ÷4) W2 3600

где W2 – количество испаряемой воды (см.раздел 3.3, п.22).

5. Мощность насоса, кВт.

где ηм – механический КПД дистиллятного насоса, ηм = 0,85...0,95. Принимаем ηм = …

6. Мощность приводного электродвигателя, кВт.

Nэ2 = Nд

ηм

где ηм – КПД электродвигателя, ηэд = 0,85...0,90. Принимаем ηм = …

Определяется расход электроэнергии на выработку 1 м3 дистиллята, кВт· ч/м3

qэ = (Nэ1 + Nэ2 ) ,

W2

где qэ – энергозатраты СЭУ для работы утилизационных вакуумных ВОУ.

18

5. Анализ расчетного режима эксплуатации водоопреснительной установки типа "Д".

Для анализа работы водоопреснительной установки на расчетном режиме эксплуатации (в соответствии с данными уточненного расчета) сравним производи-

тельность установки при отсутствии накипи. Принимаем δн = 0, в этом случае:

– коэффициент теплопередачи от греющей воды к рассолу, Вт/(м2 град)

(определяются три значения величин КИ )

– тепловая нагрузка испарителя, кДж/ч, – по уравнению теплопередачи

Q1′′=3,6 KИ FИ tИ ,

(определяются три значения величин Q1′′)

– расчетные значения температуры греющей воды на выходе из испарителя t1′′р , °С, и тепловой нагрузки испарителя Q1р кДж/ч, определяются графическим способом.

Рис. Определение расчетных значений Q1P и t1′′P .

– расчетная величина тепловой нагрузки конденсатора кДж/ч

19

Qкр =η Q1р

– производительности ВОУ по количеству испаряемой воды W2 , м3/ч.

Из приведенного расчета следует, что ВОУ, очищенная от накипи увеличивает свою производительность, поэтому во время работы установки необходимо периодически следить за образованием накипи в испарителе и конденсаторе, значениями вакуума в испарителе, работой насосов, производительностью испарителя, исправностью системы защиты от засоления дистиллята. При снижении производительности более чем на 20 % от спецификационной, необходимо принять меры для очистки нагреваемых элементов.

6.Эксплуатация водоопреснительных установок.

Вэтом разделе необходимо описать подготовку к работе, ввод в действие, обслуживание во время работы, вывод из действия водоопреснительных установок. Характерные неисправности при эксплуатации водоопреснительных установок и меры по их устранению.

20