- •Введение
- •1 Характеристики систем теплоснабжения
- •2 Цель работы
- •3 Исходные данные
- •4 Содержание работы
- •5 Методика выполнения работы
- •5.1 Составление теплового баланса предприятия
- •5.2 Построение графиков потребления теплоносителей
- •5.3 Подбор котлов
- •5.4 Показатели работы котельной
- •5.5 Гидравлический и тепловой расчет теплопроводов
- •5.6 Расчет водоподогревателей систем отопления и горячего водоснабжения
- •5.7 Расчет и подбор вспомогательного оборудования котельной
- •5.7.1 Система химводоподготовки
- •5.7.2 Деаэраторы
- •5.7.3 Экономайзеры
- •5.7.4 Дутьевые вентиляторы
- •5.7.5 Дымососы
- •5.7.6 Питательные устройства
- •5.8 Подбор баков-аккумуляторов
- •5.9 Расчет установки по использованию паро-конденсатной смеси для нужд горячего водоснабжения и воздушного отопления
5.6 Расчет водоподогревателей систем отопления и горячего водоснабжения
В качестве подогревателей воды при автономном теплоснабжении предприятия от собственной котельной применяются многоходовые кожухотрубные теплообменники, а при централизованном теплоснабжении от ТЭЦ – секционные противоточные водоводяные теплообменники типа «труба в трубе».
При расчете определяется суммарная поверхность нагрева теплообменника А, м2.
Исходными данными для расчета водоподогревателей является максимальный часовой расход горячей воды в сезон массовой переработки сырья (рисунок 5) и максимальный расход теплоты на отопительные нужды в период самой холодной пятидневки года , температуры холодной tх.в. и горячей tг.в. воды в системе горячего водоснабжения, прямой tпр и обратной воды tобр воды в системе отопления, давление Pкот и энатльпия hкот вырабатываемого пара, температура конденсата tк при автономном теплоснабжении от собственной котельной, температура прямой воды от ТЭЦ при централизованном теплоснабжении. Коэффициенты теплопередачи К водоподогревателей можно рассчитывать используя известные методы теории теплопередачи или же принимать ориентировочно по справочникам для соответствующих видов теплообменников (для пароводяных 1,6…2,0 кВт/(м2К), а водоводяных 1,05…1,25 кВт/(м2К)).
Суммарная поверхность нагрева пароводяных подогревателей для системы отопления , м2, находим по уравнению:
, (82)
где tср – средний температурный напор между греющим паром и нагреваемой водой, С.
Средний температурный напор определяется на основании температурного графика теплообменников (рисунок 8) по формулам:
Суммарная поверхность нагрева пароводяных подогревателей системы горячего водоснабжения , м2, находим по уравнению
(83)
Средняя разность температур определяем по температурному графику (рисунок 8, б).
Если в качестве горячего теплоносителя используется вода от ТЭЦ, то сначала последовательно тепло подается в водоводяной теплообменник системы отопления, а затем системы горячего водоснабжения. Суммарная поверхность нагрева , м2, водоводяного подогревателя системы отопления:
, (84)
где - максимальный расход перегретой воды от ТЭЦ, м3/ч;
- температура перегретой воды, выходящий из водоводяного подогревателя системы отопления и поступающего в водоподогреватели системы горячего водоснабжения, С.
в – коэффициент полезного действия водоподогревателя (принимаем 0,92…0,96).
tср определяем на основании температурного графика (рисунок 8, в).
|
Рисунок 8 Температурные графики теплообменных аппаратов: а – пароводяные подогреватели системы отопления; б – пароводяные подогреватели системы горячего водоснабжения; в - подогреватели системы отопления; г, д – водоводяные подогреватели системы горячего водоснабжения в зимний и летний периоды года; е – экономайзер; ж – калорифер; з – утилизационный водо-водяной теплообменник для переохлаждения конденсата |
Температура рассчитываем из соотношения
, (85)
где и - суммарные тепловые мощности водоподогревателей системы отопления и горячего водоснабжения, кВт.
Из уравнения (85) определяется также максимальный часовой расход перегретой воды от ТЭЦ
Суммарная поверхность нагрева водоводяного подогревателя системы горячего водоснабжения Ас, м2:
, (86)
где tср – средняя разность температур, определяем на основании температурного графика (рисунок, 8 г).
Для оценки резерва мощности водоводяного подогревателя системы горячего водоснабжения в летний период, а также для сравнения максимальных расходов перегретой воды от ТЭЦ в зимнее и летнее , определим максимальный часовой расход подогретой воды от ТЭЦ при отсутствии расхода на отопление и максимальной нагрузки на систему горячего водоснабжения.
. (87)
Средний температурный напор для данного режима работы водоподогревателей определяем на основании температурного графика (рисунок, 8 д).
После расчета площади поверхности нагрева производим подбор водоподогревателей.
Технические характеристики пароводяных и водо-водяных подогревателей приведены в приложении Г.
Число водоподогревателей должна быть не менее 2. Резерв производительности водоподогревателей должен составлять 20…30%. Установленная суммарная площадь поверхности нагрева должна обеспечивать пиковые нагрузки. Целесообразно устанавливать водоподогреватели одного или ближайших типоразмеров. В тепловой схеме необходимо предусмотреть возможность остановки любого из водоподогревателей, временного использования водоподогревателей системы отопления для систем горячего водоснабжения и наоборот.