8.Параметры парогенератора. Тепловой и гидравлический расчёты паропровода

Как уже отмечалось, технологические тепловые нагрузки промышленного предприятия полностью покрываются паром. Наша задача рассчитать паропровод. Следует заметить, что гидравлический расчёт паропровода и его тепловой расчёт составляют единое целое, ввиду того, что пар сильно меняет свои физические свойства по ходу транспортировки, сопровождающейся неизбежным охлаждением/дросселированием.

Расход пара промышленным предприятием

Определяется по известным параметрам пара, используемого предприятием (Р_пп = 0,8 МПа, t_пп = 175ºС, = 5,14 кг/м³) и тепловой нагрузке на технологию Q_т = 7 МВт:

(8.1)

где k_к – коэффициент возврата конденсата. Задан: k_к = 0,7;

h_пп – энтальпия пара на входе в установку абонента, h_пп(Р_пп, t_пп) = 2 790,7 кДж/кг;

t_кт – температура возвращаемого конденсата. t_кт = 90ºС.

Тогда 2,7704 кг/с.

Гидравлический и тепловой расчёт паропровода

Ведём расчёт по схеме «ответвление». Тип прокладки – надземная;

Необходимо знать физические свойства транспортируемого теплоносителя (пара), а поскольку он свои параметры на протяжении теплопровода меняет, то расчёт придётся провести последовательными приближениями. Температуры пара на участке И - ПП получилось Δt_п = 5,816ºС, а падение давления – ΔР_п = 0,0445 МПа. Тогда параметры пара на источнике: Р_и = Р_пп + ΔР_п = 0,8 + 0,0445 = 0,8445 МПа, t_и = t_пп + Δt_п = 175 + 5,816 = 180,816 ºС. Тогда: h_и(Р_и, t_и) = 2 800,9 кДж/кг, = 5,37 кг/м³;
Среднеарифметические (расчётные) параметры пара: 0,82225 МПа, 177,908 ºС, = 5,225 кг/м³, = 2,872·10^-6 м²/с, с_п(Р, t) = 2,707 кДж/(кг·°С);
125,86 Па/м;
209 мм. Численный коэффициент перед формулой изменился по сравнению с таковым водяной сети, поскольку изменилась эквивалентная шероховатость: k_экв по указаниям [1] она равна 0,0002 м. Подробнее см. пункт 4.2.1 в;
ГОСТ 8731-87: d_Г = 309 мм, толщина стенки δ = 8 мм.Наружный диаметр: d_н = d_Г + δ·2 = 309 + 8·2 = 325 мм;
Скорость пара в трубопроводе: 7,03 м/с;
756 358,94;

877 560,0;
Шифринсон: 0,0175;
Дарси: 33,97 Па/м;
L=l·a1=550·0,415= 229,38 м;
∆P=Re(l+L)=33,97·(550+229,38)= 5 936,86 Па;
Давление пара на источнике: Р_и = Р_пп + ΔР_И-ПП = 0,8⁶ + 44 448,86 = 805 936,86 Па;
Термическое сопротивление стенки трубопровода: 0,000334782 (м·ºС)/Вт;
Коэффициент теплоотдачи с поверхности изоляции (принимаем предварительно

δ_из=0,05м): 15,58 Вт/(м²·ºС);

Термическое сопротивление теплоотдаче с поверхности изоляции: =0,04806 (м·ºС)/Вт;
Нормативные теплопотери с поверхности паропровода принимаем по [9] – q_н = 108 Вт/м;
Толщина изоляции: = 0,053 м. Округлим с шагом в 5 мм: δ_из = 0,05 м;
Уточняем = 15,475 (разница есть начиная с 5-й цифры) и R_н = 0,04728 (аналогично);
Термическое сопротивление изоляции: 1,5466 (м·ºС)/Вт;
Фактические теплопотери: = 105,92 Вт/м;
Полные теплопотери: Q = q·ℓ·k_м = 105,92·550·1,05 = 61 172,89 Вт;