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.

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 загрязнение R_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.

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