Тепловые балансы подогревателей

1.1.3.1 Расчет сетевой подогревательной установка

Параметры пара и воды сетевой подогревательной установки приведены в таблице 1.3 [1].

Таблица 1.3.

Параметры пара и воды сетевых подогревателей.

Для рассчитываемого режима расход сетевой воды равен:

; (1.3).

G_св = (128? 1000) / (415,6 — 149,2) = 480,5 кг/с.

Тепловой баланс нижнего сетевого подогревателя.

D_нс q_нс = G_{св нс} / _п, (1.4).

где _п = 0,995 — коэффициент, учитывающий потери тепла в подогревателе.

D_нс = (480,5? 165) / (2164? 0,995) = 36,82 кг/с.

Тепловой баланс верхнего сетевого подогревателя.

D_вс q_вс = G_{св вс} / _п. (1.5).

D_вс = (480,5? 101,4) / (2188? 0,995) = 22,38 кг/с.

1.1.3.2 Расчет регенеративной подогревательной установки

Регенеративные подогреватели высокого давления и питательная установка.

ПВД 7:

D_п7 • (q_п7 + q_од7) = D_{пв п7} / _п; (1.6).

D_п7 = (211,1? 110,2) / ((2162,3 + 76,6)? 0,995) = 10,44 кг/с.

ПВД 6:

D_п6 (q_п6 + q_од6) + D_п7 q_д6 = D_{пв п6} / _п2; (1.7).

D_п6 = (211,1? 109,0 / 0,995 — 10,44? 112,8) / (2177,8 + 75,9) = 9,74 кг/с.

Подогрев воды в питательном насосе. Работа сжатия воды в идеальном процессе.

h_на = 10³ v_ср (р_н — р_в). (1.8).

где _н = 0,8 — КПД насоса, который учитывает механические и прочие потери.

h_на = 10³ 0,0011 (17,5 — 0,6) = 18,6 кДж/кг.

Внутренняя работа сжатия воды в насосе и подогрев воды _н

h_нi = _н = h_на / з_н;

_н = 18,6 / 0,8 = 23,25 кДж/кг.

Энтальпия воды после питательного насоса.

h_в.пн = h_в.д + _н; (1.9).

h_в.пн = 667 + 23,25 = 690,25 кДж/кг.

ПВД5:

D_п5 q_п5 + D_у5 • q_у5 + (D_п7 + D_п6) (h_вд6 — h_вд5) = D_{пв п5} / _п3; (1.10).

D_п5 = (211,1? 102,7 / 0,995 — (10,44 + 9,74)? 36 — 1,16? 2460) /.

/ 2179,7 = 8,35 кг/с.

Деаэратор питательной воды.

Материальный баланс деаэратора. Поток конденсата на входе в деаэратор

D_кд = D_пв — (D_п7 + D_п6 + D_п5 + D_у5) — D_д — D_уш + D_эу — D^``_пр1; (1.11).

D_эу = D_ук + D_э, (1.12).

где D_э = 1 кг/с — расход пара на эжектор;

D_ук = 0,5 кг/с — расход пара на концевые уплотнения;

D_эу = 0,5 + 1 = 1,5 кг/с;

D_уш = 1,0 кг/с — расход пара из уплотнений штоков клапанов.

D_кд = 211,1 — (10,44 + 9,74 + 8,35 + 1,16) — D_д — 1,0 + 1,5 — 1,34;

D_кд = 180,57 — D_д, кг/с.

Тепловой баланс деаэратора.

D_д h₃ + (D_п7 + D_п6 + D_п5 + D_у5) h_вд3 + D_уш • h_уш + D_кд h_вп4 + D``<sub>пр1</sub> h``_пр1 =(D_пв h_вд + D_э.у h`_д) / _д; (1.13).

После подстановки выражения D_кд и численных значений известных величин получаем:

D_д • 2973 + (10,44 + 9,74 + 8,35 + 1,16) • 793,3 + 1,0 • 3487 + (180,57 ;

— D_д) • 603,1 + 1,338 • 2755,6 = (211,1 • 667 + 1,5 • 2755,6) • 1 / 0,995.

D_д = 2,55 кг/с и из уравнения материального баланса.

D_кд = 180,57 — 2,55 = 178,02 кг/с.

Установка для подогрева и деаэрации добавочной воды.

Материальный баланс деаэратора обратного конденсата и добавочной воды ДКВ:

D_кв = D_пов + D_ов + D^в_д, (1.14).

где D_пов — расход греющего пара на подогреватель химически очищенной воды ПОВ, кг/с;

D_ов — расход химически очищенной воды, кг/с;

D_ов = D_п + D`_пр1 + D_ут; (1.15).

D_ов = 84 + 1,762 + 0 = 85,762 кг/с.

Тепловой баланс охладителя продувочной воды ОП.

D`_пр1 q_оп = D_{ов оп} / _п, (1.16).

где q_оп = 667 — 167 = 500 кДж/кг,.

1,762 500 = 85,762 _оп / 0,995,.

_оп = 10,22 кДж/кг.

После охладителя продувки вода с энтальпией около 60 кДж/кг поступает на химводоочистку, а затем в подогреватель химически очищенной воды.

Тепловой баланс подогревателя химически очищенной воды.

D_пов q₆ = D_{ов ов} / _п, (1.17).

где _ов = h^в_п2 — h_ов = 417,6 — 140 = 277,6 кДж/кг.

Возврат конденсата от производственных потребителей отсутствует D_ок=D_п

D_пов 2172,7 = 85,762 277,6 / 0,995,.

D_пов = 11,01 кг/с.

D_кв = D_вд + 11,01 + 85,762 = D_вд + 96,772.

Тепловой баланс деаэратора химически очищенной воды.

D^в_д h₆ + D_пов h^в₆ + D_ов h^в_п6 = D_кв h^в_д / _п; (1.18).

D^в_д 2610 + 11,01 437,3 + 85,762 417,6 = (D^в_д + 96,772) 437,3 • 1 / 0,995,.

D^в_д = 0,876 кг/с; D_кв = 0,876 + 96,772 = 97,648 кг/с.

Регенеративные подогреватели низкого давления.

Расчёт группы ПНД заключается в совместном решении тепловых и материальных балансов теплообменников.

Тепловой баланс ПНД 4.

D_п4 q_п4 = D_{кд п4} / _п; (1.19).

D_п4 2178,4 = 178,023 93,4 / 0,995;

D_п4 = 7,67 кг/с.

Тепловой баланс ПНД 3 и смесителя СМ 1.

D_п3 h₃ + D_п4 h`<sub>4</sub> + D<sub>кв</sub> • h<sub>вд</sub> + (D<sub>п4</sub> + D<sub>п3</sub> + D<sub>п2</sub>) h`₂ + D_вс h`_вс +.

+ D_к2 h^в_п2 = [D_кд h^в_п3 + (D_п4 + D_п3) h`₃] / _п, (1.20).

где D_к2 — расход конденсата на входе в смеситель СМ 1,.

D_к2 = D_кд — (D_п4 + D_п3 + D_п2 + D_вс + D_кв) (1.21).

D_к2 = 178,023 — (7,67 + D_п3 + D_п2 + 22,38 + 97,648) =.

= 50,325 — (D_п3 + D_п2); (1.22).

D_п3 2708 + 7,67 623,6 + 97,648 437,3 + (7,67 + D_п3 + D_п2) 437,3 +.

+ 22,38 422,0 + (50,325 — D_п3 — D_п2) 417,6 = [178,023 509,7 + (7,67 +.

+ D_п3) 526,1] / 0,995;

2198,97 D_п3 + 19,7 D_п2 = 13 948,73. (1.23).

Тепловой баланс ПНД 2 и смесителя СМ 2.

D_п2 h₂ + (D_п4 + D_п3)? h`<sub>3</sub> + D<sub>нс</sub> h`_нс + D_к1 h^в_к1 = [D_к2 h^в_п2 + (D_п3 +.

+ D_п2 + D_п4) h`₂] / 0,995, (1.24).

где D_к1 = D_к2 — D_нс = 50,325 — (D_п3 + D_п2) — 36,82 = 13,505 ;

— (D_п3 + D_п2). (1.25).

Подставляя численные значения и решая систему уравнений (1.22)-(1.25) получим D_п3 = 6,23 кг/с, D_п2 = 1,39 кг/с, D_к2 = 43,65 кг/с, D_к1 = 6,75кг/с.

Тепловой баланс СМ 1.

D_к2 h^в_п2 + D_кв h^в_д + (D_п4 + D_п3 + D_п2) h`<sub>2</sub> + D<sub>вс</sub> h`_вс =.

= D_кд h^в_см1 / _см, (1.26).

где _см = 0,995 — коэффициент, учитывающий потери тепла в смесителе.

43,65 417,6 + 96,48 437,3 + (7,67 + 6,23 + 1,39) 437,3 + 22,38 422 =.

= 178,023 h^в_см1 / 0,995.

h^в_см1 = 427 кДж/кг.

Подогрев воды в смесителе СМ 1.

_см1 = h^в_см1 — h^в_п2; (1.27).

_см1 = 427 — 417,6 = 9,4 кДж/кг.

Тепловой баланс СМ 2.

D_к1 h^в_п1 + D_нс h`_нс = D_к2 h^в_см2 / _см; (1.28).

6,75 308,3 + 36,82 322 = 43,65 h^в_см2 / 0,995.

h^в_см2 = 321 кДж/кг.

Подогрев воды в смесителе СМ 2.

_см2 = h^в_см2 — h^в_п1; (1.29).

_см1 = 321 — 308,3 = 12,7 кДж/кг.

Тепловой баланс ПНД 1.

D_п1 q₁ = D_{к1 п1} / _п; (1.30).

D_п1 2158,6 = 6,75 78 / 0,995.

D_п1 =0,25 кг/с.

Охладитель уплотнений и охладитель эжектора.

Уравнение материального баланса конденсатора. Поток конденсата.

D^в_к = D_к1 — D_п1 — D_пу — D_э — D_ук (1.31).

D^в_к = 6,75 — 0,25 — 1,94 — 1,0 — 0,5 = 3,06 кг/с.

Определение потока воды на циркуляцию в соответствии с заданной энтальпией конденсата после ПУ.

Уравнение теплового баланса охладителя уплотнений ПУ, охладителя эжектора ЭУ:

D_эу q_эу + D_пу q_пу = (D_к1 + D_рец) _эу / _п, (1.32).

где q_пу = 2200 кДж/кг — тепло, отдаваемое паром из уплотнений в охладителе уплотнений [2];

1,5 2532,6 + 1,94 2200 = (6,75 + D_рец) 119,4 / 0,995.

D_рец = 60,4 кг/с.

Кратность циркуляции.

; (1.33).

m_рец = (60,4 + 6,75) / 6,75 = 9,95.

Тепловой баланс охладителя уплотнений.

D_пу q_пу = (D_к1 + D_рец) _пу / _п, (1.34).

где _п = 0,995 — коэффициент, учитывающий потери тепла в ПУ;

1,94 2200 = (6,75 + 60,4) _пу / 0,995.

_пу = 63,1 кДж/кг.

Тепловой баланс охладителя эжектора и уплотнений.

D_э q_э = (D_к1 + D_рец) _э / _п; (1.35).

1,5 2532,6 = 67,15 _э / 0,995.

_э = 55,6 кДж/кг.

1.1.3.3 Паровой баланс турбины

Паровой баланс турбины представляет собой сравнение потоков пара, входящих в конденсатор D^п_к и конденсата, выходящего из конденсатора D^в_к.

Поток пара входящий в конденсатор

D^п_к = D₀ — D_уш — D_i, (1.36).

где D_i — суммарное количество отобранного пара в i-ых отборах, кг/с.

Расходы пара в отборы приведены в таблице 1.4.

Таблица 1.4

Расходы пара в отборы.

Подставляя значение D_i в формулу (1.36), получим.

D^п_к = 204,9 — 1,0 — 200,84 = 3,06 кг/с.

Погрешность материального баланса.

; (1.37).

? = ((3,06 — 3,06) / 3,06)? 100% = 0%.