Число Рейнольдса сетевой воды: , (4.9)

где ν_в - кинематическая вязкость, м²/с определялась по формуле табл. 4.1.

Для того чтобы перейти к дифференцированному методу расчета характеристик подогревателей, коэффициент теплоотдачи со стороны сетевой воды для базового варианта можно рассчитывать по известной зависимости [1,45], : , (4.10)

где - число Прандтля воды (табл. 4.1); - коэффициент теплопроводности воды, (табл.4.1).

Коэффициент теплоотдачи со стороны пара может быть найден по разнице между полным термическим сопротивлением и термическими сопротивлениями воды и стенки трубок поверхности теплообмена; [1, 45]:

(4.11)

где К – коэффициент теплопередачи базового варианта аппарата, рассчитанный по зависимости (4.6).

Далее, если это необходимо, полученные значения коэффициентов теплоотдачи по водяной и паровой сторонам могут быть изменены для учета влияния различных факторов либо путем модификации самих зависимостей, либо путем введения соответствующих поправок.

Величину коэффициента теплопередачи модифицированного аппарата можно затем получить по известной зависимости для плоской стенки, что является допустимым, так как отношение наружного и внутреннего диаметров трубок не превышает величины (d_н/d_вн) = 1,8 [1, 45]: (4.12)

Среднелогарифмическая разность температур при конденсации пара определялась зависимостью [1, 13,16], : , (4.13)

где - температура насыщения водяного пара, , которая определяется по давлению пара в аппарате с помощью таблиц теплофизических свойств воды и водяного пара или по уравнению (4.8).

Фактический коэффициент теплопередачи определялся по уравнению (2.15) [77]:

(4.14)

где С_рв и r_в рассчитываются по формулам табл. 4.1; f_в = (pd_вн²)/4, м² – площадь поперечного сечения одной трубки.

Погрешность расчета : (4.15)

Теплопроизводительность ПСГ, Вт: (4.16)

Площадь поверхности теплообмена, :

(4.17)

Погрешность расчета:

(4.18)

Проверка достоверности расчетов уравнения теплового баланса:

(4.19)

Коэффициент рекуперации: (4.20)

Гидравлическое сопротивление трубного пучка определяется потерями на трение при течении воды в трубках. Сопротивление водяных камер включает в себя потери напора на местные сопротивления. В общем случае гидравлическое сопротивление сетевого подогревателя вычисляется по формуле; кПа [1, 31, 32]:

(4.21)

где Н - гидродинамическое сопротивление сетевого подогревателя, кПа; x - коэффициент трения; - коэффициент сопротивления трения; - сумма коэффициентов местных сопротивлений. Потерями на ускорение неизотермического потока пренебрегаем.

Первое слагаемое в приведенном выражении (4.21) соответствует гидравлическому сопротивлению трубок пучка, а второе – гидравлическому сопротивлению водяных камер аппарата.

Коэффициент сопротивления трения рассчитывался по следующей зависимости, справедливой в диапазоне изменения чисел Рейнольдса (Re) от 10⁴ до 5·10⁶, характерном для режимов работы подогревателя сетевой воды [1,31, 32]:

(4.22)

где ; ν_в – кинематическая вязкость сетевой воды, м²/c (табл. 4.1).

Коэффициенты местных сопротивлений зависят исключительно от конструкции подогревателя и его элементов. Для прямотрубных аппаратов:

(4.23)

Другая известная зависимость – упрощенная формула С.Ф. Копьева – используется для расчета гидродинамического сопротивления подогревателей и представляет собой формулу (4.21), в которой коэффициент трения x = 0,03 для стальных трубок, и x = 0,02 - для латунных трубок.

Применительно к четырехходовым ПСГ (трубки стальные) формула (4.21) приобретает вид, кПа [1, 31, 32]:

(4.24)

Для расчета ПСГ-5000-3,5-8-II, которые эксплуатируются на Тюменской ТЭЦ-2, необходимо использовать исходные данные номинального и эксплуатационного режимов ПСГ.

Режимы эксплуатации представлены за февраль 2009 года, в работе по каждому энергоблоку по одному ПСГ. Экспериментальная схема измерения параметров воды и пара приведена на рис. 4.1.

Рис.4.1. Схема измерения параметров воды и пара

Исходные данные для ПСГ-5000-3,5-8-II, работающих в номинальном режиме и переменных эксплуатационных режимах с соответствующими конструктивными параметрами представлены в табл. 4.2, а для ПСГ-2300-2-8-1 Тюменской ТЭЦ-1 - в табл. П1.

Таблица 4.2

Исходные данные для ПСГ-5000-3,5-8-II

№ п/п	Обозначение	Размерность	Значение параметров номинального режима	Значение параметров эксплуатационного режима				Примечание
				Энергоблок
				1	2		3
				ПСГ-I	ПСГ-I		ПСГ-I
1		шт	7007	7007
2		шт	0	15	23		0
3		шт	546	546
4		шт	7007	6992	6984		7007
5	L	м	9,0	9,0
6		м	0,025	0,025
7	Х	-	4	4
8			4950	4940	4934		4950
9		т/ч	6000	3425,25	4230,8		4553,04
10		м	0,023	0,023
11			105,7	55,5	52,8		52,0
12			129	84,7	86,4		86,1
13		-	0,85	0,85
14		-	0,98247	0,98243		0,98241	0,98247
15		-	0,97	0,97
16	lст		16,3	16,3
17	a	-	1,0	1,0

В табл.4.3 приведены результаты расчета ПСГ-5000-3,5-8-II, работающих в номинальном режиме и эксплуатационных режимах на Тюменской ТЭЦ- 2, а для ПСГ-2300-2-8-1 Тюменской ТЭЦ-1 - в табл. П2.

Таблица 4.3

Результаты расчета ПСГ-5000-3,5-8-II

Параметры	Номинал	1 блок ПСГ- I	2 блок ПСГ- I	3 блок ПСГ- I
tср	117,35	70,1	69,9	69,05
rв	945,44	976,32	976,59	976,88
wв	2,423	1,343	1,660	1,780
Ко*	4712	3150	3497	3616
К*	3753	2690	2940	3023
Срв	4243,6	4199,8	4199,6	4199,31
dt	1,812	1,086	1,874	2,162
nв∙107	2,523	4,091	4,12	4,15
lв	0,684	0,658	0,658	0,657
Ргв	1,478	2,496	2,513	2,533
Reв	220853	75476	92668	98613
aв	15078	7574	8945	9424
an	7208	5609	5988	6124
Км	3754	2691	2940	3023
Dt	23,3	29,2	33,6	34,1
Qm	8,863	8,773	11,425	12,094
Кф	3756	2692	2942	3025
δк	0,053	0,05	0,068	0,066
Q∙10-6	162,73	116,42	165,47	180,72
F	4888	4928	4923	4939
δF	1,25	0,23	0,22	0,21
tн	130,81	85,77	88,27	88,26
R	0,647	0,710	0,678	0,667
Нст	159,51	50,55	77,29	88,89
δк	0,05	0,04	0,07	0,07

Результаты расчета получены по разработанному алгоритму для ПСГ :

1. ; 14.

2. ; 15.

3. ; 16.

4. ; 17.

5. ; 18.

6. ; 19.

7. ; 20.

8. ; 21.

9. ; 22.

10. ; 23.

11. ^;;;

12. ;

13. ;

Основу алгоритма составляют известные уравнения ученых фирмы Метрополитен- Виккерс (США) и УГТУ-УПИ г. Екатеринбург.

Модернизация алгоритма и методики исследования сетевых подогревателей выполнена за счет использования полученного уравнения 2.16, которое позволяет исключить расчеты по уравнениям 4.3 - 4.6 при условии определения Θ_m по формуле (4.13). Для сравнительной оценки по коэффициенту теплопередачи получена погрешность расчета до 1% (табл. 4.3).