Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

metodichka po teplosnaby

.pdf
Скачиваний:
95
Добавлен:
12.04.2015
Размер:
2.47 Mб
Скачать

Gmax

3600 Qmax

Gmax

3600 Qmax

,

 

г.в ;

 

г.в

тр

(tг

tх ) cводы

 

м.п

1

τ) cводы

 

 

 

 

где tг , tх – температуры горячей воды после подогревателя ГВС и холодной (водопроводной) воды соответственно, (60 и 5 С); cводы = 4,187 кДж/ кг С – теплоемкость воды; Qгmax– максимальная нагрузка на горячее водоснабжение, кВт; τ1 – температура сетевой воды в подающем трубопроводе в точке излома температурного графика, С; τ2 г – температура сетевой воды

после подогревателя ( 30 С).

2. Оптимальная скорость движения воды в трубках и межтрубном пространстве 1 м/c, тогда найдем приблизительные площади сечения , м2, трубок и межтрубного пространства

 

Gтрmax

 

 

Gmax

 

fтр

 

;

fм.п

 

м.п

,

3600 ω ρводы

3600

ω ρводы

 

 

 

 

где – скорость движения воды в трубках и межтрубном пространстве, м/с; ρводы – плотность воды, кг/м3.

По таблице технических данных подогревателей (прил. 12) выбираем подходящий подогреватель, выписываем его характе-

ристики: fтр , fм.п , Fс , dвн.тр ,

dэкв.м.п .

 

 

 

 

3. Определяем, м/с, действительные скорости движения

воды в трубках и межтрубном пространстве

 

 

 

Gтрmax

 

 

 

 

 

Gmax

 

 

ωтр

 

 

;

ωм.п

 

м.п

 

.

3600 fтр

 

 

3600 fм.п

 

 

ρводы

 

 

 

ρводы

4. Находим, м2, требуемую площадь нагрева

 

 

 

 

 

 

Qmax

 

 

 

 

 

 

F

г.в

 

,

 

 

 

 

 

k tсрл μ

 

 

 

где tcpл – средний температурный напор, С;

51

t л

tx ) (τ1

tг )

 

 

tб

tм

,

 

 

 

 

 

 

 

cp

 

 

τ

 

t

 

 

 

 

 

 

tб

 

 

ln

x

 

 

 

 

ln

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

tм

 

 

 

τ

t

г

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

где k – коэффициент теплопередачи, т/(м2

С).

 

k

 

 

 

 

βз

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 αм.п

 

δ λ

1 αтр

 

 

 

 

где – толщина стенки трубки, м ( δ = 0,001 м); λ – теплопроводность стенки ( λ = 110 Вт/(м С)); βз – коэффициент загряз-

нения поверхности ( βз = 0,85); αм.п – коэффициент теплоотдачи от греющего теплоносителя к стенке трубки, Вт/(м2 С); αтр

коэффициент теплоотдачи от стенки трубки к нагреваемой воде, Вт/(м2 С); μ – коэффициент, учитывающий накипь и загрязне-

ние трубок (

= 0,8).

 

 

 

 

 

 

 

 

Коэффициенты теплоотдачи αм.п

 

и αтр

находятся по

формулам

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

α

 

(1630

21 τ

 

0, 041 τ

2

)

ω м0,8.п

 

;

м.п

cp

cp

0,2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dэкв.м.п

 

 

 

 

 

 

2

 

ω 0,8тp

,

 

 

αтр (1630

21 tcp

0, 041 tcp )

 

 

 

0,2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dвн.тр

 

 

где tср= 0,5 (tх + tг) – средняя температура нагреваемой воды, С;

τср

0,5(τ1 τ) – средняя температура сетевой (греющей) во-

ды,

С.

 

 

 

5. Число секций, шт., в подогревателе определятся по

формуле

 

 

 

n

F

,

 

 

 

 

Fc

52

 

 

 

где Fс – поверхность нагрева секций, м2 (прил. 12).

6. Определяем, Па, потери давления при движении воды:

– в трубках

Ртр 6714 ω2тр n ;

– в межтрубном пространстве

Рм.п 28300 ωм2 .п n .

4.10.1. Расчет двухступенчатой смешанной схемы присоединения подогревателей ГВС

В тепловом пункте с 2-ступенчатым смешанным присоединением подогревателей (рис. 11) тепловая нагрузка распределяется между ступенями подогревателя, и расчет подогревателя производят из условия, что температура сетевой воды на выходе из II-й ступени равна температуре воды после отопительной системы ( = ), а недогрев водопроводной воды в I-й ступе-

ни подогревателя составляет

tн = 5

С.

 

 

 

 

 

Пример расчета двухступенчатой смешанной схемы

 

 

присоединения подогревателей ГВС

 

 

 

 

Дано:

Qmax

6400 кВт;

Q

=

19484 кВт

τ

150

С;

 

 

г.в

 

о

 

 

1

 

 

tн

2 С (точка излома температурного графика);

τ1 70

С;

τ2o

41,5 С; τ2

34,14 С; tх

5 С;

tг

60 С; tв

18 С.

 

 

1. Температура водопроводной воды на выходе из подог-

ревателя I ступени:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

tп

τ(5 10)

41,5

5

36,5 С,

 

 

 

где (5÷10) С – величина недогрева водопроводной воды.

53

tг = 60 С

1 = 70 С

1 = 150 С

II tп = 42 С

= 41,5 С

2 = 70 С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

tп = 42 С

 

 

 

 

t

х

= 5 С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 = 34,14 С

 

 

 

 

 

 

Рис. 11. Двухступенчатая смешанная схема присоединения

 

 

 

 

 

подогревателей ГВС

 

 

 

 

 

 

2. Расход нагреваемой водопроводной воды:

 

 

 

 

 

 

 

3600 Qmax

3600 6400

 

 

 

 

Gтр

 

 

 

г.в

 

 

 

 

 

 

 

 

 

100050

кг/ч,

 

 

с (tг

tх )

4,187 (60 5)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где Qmax

6400 кВт – максимальная тепловая нагрузка на ГВС

г.в

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(выбирается из табл. 2 для своего ЦТП); tг = 60 С – температура горячей воды; tх = 5 С – температура холодной (водопроводной) воды (зимой); с = 4,187 кДж/(кг С) – теплоемкость воды.

3. Теплопроизводительность I ступени при tн :

QI

Gтр

с (tп tx )

100050

4,187 (36,5

5)

3665, 46 кВт.

 

3600

 

 

3600

 

 

 

 

 

 

 

4. Теплопроизводительность II ступени при tн :

 

Q

Qmax

Q 6400

3665, 46

2734,54 кВт.

 

II

г.в

I

 

 

 

54

5. Расходы сетевой воды на ГВС и отопление:

Gг.в

 

3600 QI

 

3600 2734,54

82497,15 кг/ч ;

 

с 1

τ)

4,187 (70

41,5)

 

 

 

Gо

3600 Qо

 

 

3600 19484

 

209405,3 кг/ч ,

с 1

τ)

4,187 (150

70)

 

 

 

 

где τ2 г = τ41,5

С;

Qо = 19484 кВт – тепловая нагрузка на

отопление (выбирается из табл. 2 для своего ЦТП).

6. Температура сетевой воды после подогревателя I ступе-

ни:

 

 

τ2

τ

QI

3600

;

 

 

 

 

c (Gг.в G )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

τ2

47

 

3665, 46

3600

 

30, 7

о С.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

209405,3)

 

4,187 (82497,15

 

 

 

7. Среднелогарифмическая разность температур теплоносителей в I ступени:

tсрI

tб

tм

 

2 tх ) (τ

t )

 

 

tб

 

 

2,3 lg

2 tх )

 

 

 

2,3 lg

 

 

 

 

 

 

tм

 

 

tп )

(34,14 5)

 

(41,5

36,5)

 

13, 69 о С.

 

 

2,3 lg

29,14

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8. Найдем требуемое сечение межтрубного пространства,

задав предварительно скорость движения воды

м.п = 1 м/с:

 

Gо

Gг.в

78317 209405

 

2

fм.п

 

 

 

 

 

0, 079 м ,

3600 ρ ωм.п

3600 1000 1

 

 

 

 

где = 1000 кг/м3

плотность воды.

 

55

По таблице технических данных подогревателей (прил. 12) подбираем водо-водяной подогреватель по ГОСТ 27590-2005

fтр = 0,06927 м2; fм.п = 0,11544 м2; dвн.тр = 0,014 мм; Fс = 83,4 м2;

dэкв.м.п = 0,041 мм.

9. Действительная скорость воды в трубках и межтрубном пространстве в I ступени:

 

ωм.п I

 

 

Gо

Gг.в

 

 

 

 

 

 

78317

209405

 

 

0, 69 м/с;

 

 

 

3600

fм.п

ρ

3600

0,11544 1000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ωтр I

 

 

 

Gтр

 

 

 

 

 

 

 

 

100050

 

 

 

 

 

0, 4

м/с.

 

 

 

 

3600

fтр

ρ

3600

0, 06927 1000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10. Коэффициенты теплоотдачи:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

– от греющей воды к стенкам трубок

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

ωм0,8.п

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

αм.п I

(1630

 

 

21

 

τср

0, 041

 

τср )

 

 

 

 

 

3315, 77

Вт/(м ∙ С),

 

 

 

 

 

0,2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dэкв.м.п

 

 

 

 

 

 

 

где τср

0,5(τ

τ ) 0,5(41,5

34,14)

37,8 С;

 

 

 

 

 

 

– от трубок к нагреваемой среде

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

ω0,8тр

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

αтр I

(1630

21 tср

0, 041 tср )

 

 

 

 

2307, 7 Вт/(м ∙

С),

 

 

 

0,2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dвн.тр

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где

tср

0,5(tх

 

 

tп ) = 0,5(5+36,5) = 20,75

 

С.

 

 

 

 

 

 

 

 

11. Коэффициент теплопередачи в I ступени подогревате-

ля:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

kI

 

 

βз

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,85

 

 

 

 

 

 

 

1142, 45

 

Вт

,

1

 

δст

 

 

 

1

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

0, 001

 

 

1

 

2 о С)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

αм.п

 

λст αтр

3315, 77

 

110

 

 

2307, 7

 

 

 

 

 

 

 

 

где

з = 0,85 – коэффициент загрязнения поверхности нагрева

(трубок).

12. Необходимая площадь нагрева подогревателя I ступени:

56

 

QI

 

4305 103

2

FI

 

 

 

 

344, 07 м .

k tсрI

μ

1142, 45 13, 69 0,8

 

 

13. Количество секций:

nI

FI

 

344,

07

4,12 4

шт.

Fc

83,

4

 

 

 

Таким образом, монтажную сборку подогревателя I ступени необходимо производить из 4 секций.

Для подогревателя II ступени, составленной из секций того же типоразмера, число секций находится аналогичным образом:

 

tср II

 

tб

 

tм

 

 

(70

60)

(41,5 36,5)

 

7, 2

С;

 

 

 

 

2,3 lg

 

 

tб

 

 

 

 

 

2,3 lg

10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

tм

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

tб

 

 

70 60 10 С;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

tм

41,5

36,5

 

 

5 С;

 

 

 

 

 

 

 

 

τср II

0,5(70

41,5)

 

 

 

55, 75 С;

tср II

 

 

0,5(60

36,5)

 

48, 25

С;

 

 

 

ωтр II

 

 

 

 

 

100050

 

 

 

 

 

 

0, 4

м/с;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3600

0, 06927

1000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

0, 690,8

 

 

 

 

 

 

2

 

 

αм.п II

(1630

21 55, 75

 

0, 041 55, 75 )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3747, 69 Вт/(м ∙

С);

0, 0410,2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

αтр II

(1630

21 48, 25

0, 041 48, 252 )

 

 

0, 40,8

 

2870, 76

 

Вт

 

;

0, 0140,2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 о С)

 

kII

 

 

 

 

 

 

 

0,85

 

 

 

 

 

 

 

1361, 6

Вт/(м2∙ С);

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

0, 001

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3747, 69

 

 

 

 

110

2870, 76

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

57

 

 

QII

 

 

2095 103

2

FII

 

 

 

 

 

 

 

 

 

267,12 м ;

kII

tср II μ

1361, 6 7, 2

0,8

 

 

 

 

nII

FII

 

 

267,12

3, 2

3 шт.

 

 

Fc

83, 4

 

 

 

 

 

 

Таким образом, монтажную сборку подогревателя II ступени необходимо производить из 3 секций.

4.10.2. Расчет двухступенчатой последовательной схемы присоединения подогревателей ГВС

В тепловом пункте с 2-ступенчатым последовательным подключением подогревателей ГВС (рис. 12) тепловая нагрузка распределяется между ступенями подогревателя. Для покрытия пикового горячего водоразбора подогреватели I и II ступеней должны быть рассчитаны по максимальной нагрузке ГВС. Для этого находят максимальные расходы греющей и нагреваемой воды в обеих ступенях. После этого определяются температурные напоры теплоносителей в ступенях подогревателя.

При последовательной 2-ступенчатой схеме определение температурных напоров затрудняется тем, что неизвестна температура сетевой воды после системы отопления в период максимального горячего водоразбора. Для определения этой температуры расчет подогревателей ведем следующим образом.

Пример расчета двухступенчатой последовательной схемы присоединения подогревателей ГВС

 

Дано:

Qmax

5341 кВт; τ 152,91

С;

τ

2

56,59

С;

 

 

г.в

 

1

 

 

 

 

tн

2 С;

(точка

излома

температурного

 

графика);

τ1

77,86 С;

τ2 33, 04 С; τ3

50, 22 С;

tх

5 С;

tг 60

С;

tв

18 С.

 

 

 

 

 

 

 

 

58

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

tг = 60 С

 

 

 

 

 

 

II

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 = 77,86 С

1 = 152,91

С

 

 

max

 

 

max

2 = 56,59

С

=59,07 С

=32,25 С

=150 С

=70 С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

tп.max

= 21,35 С

t

х

= 5 С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

max = 24,3

С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 12. Двухступенчатая последовательная схема присоединения подогревателей ГВС

1. Балансовый (расчетный) расход тепла:

 

1, 2 Qг.в

 

Qmax

1, 2 5341

 

 

Q

1, 2

г.в

 

 

3204, 6

кВт,

 

 

 

б.г.в

ср

 

Rr

2

 

 

 

 

 

 

 

где Rr – коэффициент часовой неравномерности (Rr = 2).

2. Балансовая тепловая производительность подогревателя I ступени:

QбI

Qб.г.в (tп tх )

 

3204, 6 (25, 04 5)

1167, 6

кВт,

tг

tх

60 5

 

 

 

где tп τ2 (5 10) 33, 04 8 25, 04 С – температура водопро-

водной воды на выходе из подогревателя I ступени; (5÷10) С – величина недогрева водопроводной воды.

59

3. Балансовые расходы сетевой и водопроводной воды:

 

 

 

Gб.м.п

Gо Gб.г.в ;

 

 

 

 

G

 

3600

Qо

 

 

3600 Qб.г.в (tг

tп ) ;

б.м.п

 

с 1

τ )

 

 

с 1

τ2 ) (tг

tх )

 

 

 

 

Gб.м.п

 

 

3600 13111

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4,187 (152,91

56,59)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3600

3204, 6 (60

25, 04)

 

156000 кг/ч,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4,187 ( 77,86

 

33, 04) ( 60

5)

 

 

 

 

 

 

 

где Qо = 13111 кВт – тепловая нагрузка на отопление (выбирается из табл. 2 для своего ЦТП).

Gб.тр

3600 Qб.г.в

 

3600 3204, 6

50061

кг/ч.

с (tг

tх )

4,187 (60 5)

 

 

 

4. Максимальные расходы сетевой и водопроводной воды:

Gмmax.п 1,1 Gб.м.п 1,1 156000 171600 кг/ч;

Gmax

3600

Qmax

3600 5341

 

 

г.в

 

 

83435 кг/ч.

 

 

 

 

тр

с (tг

tх )

4,187 (60 5)

 

 

 

5. Температура сетевой воды после подогревателя I ступени при Qб.г.в :

τбII

τ2

3600

QбI

33, 04

3600 1167, 6

26, 61

С.

с Gб.м.п

4,187 156000

 

 

 

 

 

6. Среднелогарифмическая разность температур в подогревателе I ступени при Qб.г.в :

tбI

бII tх )

2

 

tп )

(26, 61 5) (33, 04

25, 04)

13, 71

о C.

 

τбII

tх

 

 

2, 3 lg

26, 61

5

 

 

2, 3 lg

 

 

 

 

 

 

τ2 tп

33, 04 25, 04

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

60

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]