ФГОУ СПО КОСТРОМСКОЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ТЕХНИКУМ ИМ Ф.В. ЧИЖОВА Смирнова М.В.

методические указания для курсового проектирования

Часть II. Расчет и выбор оборудования теплового пункта

Оглавление

РАСЧЕТ И ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ ТЕПЛОВОГО ПУНКТА 4

1. Расчет и выбор водоводяного подогревателя 4

2. Расчет и выбор пароводяного подогревателя 7

3. Расчет и выбор пластинчатых водоподогревателей 10

4. Расчет и выбор элеватора 12

5. Расчет и выбор калорифера 13

Приложения 15

Приложение 1. Расчетные характеристики водоводяных секционных подогревателей (ОСТ 34-588-68) 15

Приложение 1 б. Расчетные характеристики водоводяных секционных подогревателей (по ГОСТ 27590) 16

Приложение 2. Расчетные характеристики пароводяных подогревателей 16

Приложение 3. Техническая характеристика и основные параметры пластинчатых теплообменных аппаратов по ГОСТ 15518 17

Приложение 4. Теплофизические свойства воды 18

Приложение 5. Пример расчета водоводяного подогревателя 19

Приложение 6. Пример расчета пароводяного подогревателя 21

Приложение 8. Пример расчета элеватора 24

Приложение 9. Пример расчета калорифера 25

Список литературы 27

Расчет и выбор оборудования теплового пункта

Выбор оборудования теплового пункта (ТП) зависит от величины тепловых нагрузок на отопление, вентиляцию и ГВС и от схемы присоединения нагрузки на отопление. Схема присоединения может быть зависимой и независимой. При независимой схеме присоединения принимается к установке водоводяной или пароводяной подогреватель, при зависимой схеме – элеватор. При наличии нагрузки на вентиляцию принимается к установке водоводяной или пароводяной калорифер.

1. Расчет и выбор водоводяного подогревателя

Для выбора и расчета подогревателя необходимо изобразить схему подогревателя с нанесением рассчитанных в части I параметров теплоносителей (рисунок 1.1).

При расчете следует учитывать то, что греющий теплоноситель направляется, как правило, в межтрубное пространство, а нагреваемый – в трубки подогревателя.

Рисунок 1.1 Схема для расчета подогревателя

1.1. Определяется тепловая мощность подогревателя по формуле:

G_н - расход нагреваемого теплоносителя, кг/с;

- температуры нагреваемого теплоносителя соответственно на входе и выходе из подогревателя, ⁰С;

с - теплоемкость воды, 4,19 кДж/кг К;

1.2. Определяются средние температуры греющей и нагреваемой воды по формуле:

1.3. Определяются плотности теплоносителей _г и _н по средней температуре теплоносителей по таблицам водяных паров, кг/м³ или по Приложению 1 МУ.

1.4. Определяется живое сечение для нагреваемого теплоносителя:

ω - скорость движения теплоносителя. Принимается предварительно 0,5 – 1,5 м/с.

ρ – плотность теплоносителя при средней температуре, кг/м³. Определяется по Приложению 4.

1.5. По определенным живым сечениям производится выбор подогревателя по Приложению 1. Для расчета необходимы следующие характеристики подогревателя:

- поверхность нагрева, м²;

- диаметры корпуса d_вн. и d_нар., м;

- живое сечение трубного пучка, м²;

- живое сечение межтрубного пространства, м²;

- диаметры трубок d_вн. и d_н, м;

- эквивалентный диаметр межтрубного пространства d_э, м

- длина трубок, м;

Рисунок 1.2. Эскиз подогревателя

1.6. Определяется действительная скорость греющего и нагреваемого теплоносителя по живым сечениям выбранного подогревателя по формуле:

Действительная скорость движения греющего теплоносителя должна быть не менее 0,5 и не более 1,5 м/с.

1.7. Определяется коэффициент теплоотдачи от воды к стенкам трубки α₁,:

1.8. Определяется коэффициент теплоотдачи от внутренней поверхности стенок трубок к нагреваемой воде α², Вт/(м² К):

1.9. Определяется коэффициент теплопередачи К, Вт/(м² К):

где – коэффициент, учитывающий загрязнение труб;

λ_ст – коэффициент теплопроводности материала труб. Принимается в зависимости от материала стенок труб. Для латунных труб λ_ст = 105 Вт/м К.

1.10. Определяется требуемая поверхность нагрева, F', м²:

где ⁰С.

Величины определяются по графику изменения температур по площади поверхности нагрева подогревателя (рисунок 1.3).

t

Δt_б

Δt_м

F

Рисунок 1.3. График изменения температур теплоносителей

1.11. Определяется необходимое число секций подогревателя, n:

Где F – площадь поверхности нагрева одной секции подогревателя, м².

1.12. Определяется запас площади поверхности нагрева подогревателя:

Допускается запас поверхности нагрева 5 – 25 %. В случае недостатка или избытка площади поверхности нагрева следует увеличить или уменьшить число секций подогревателя n.

Расчет и выбор подогревателя можно производить в электронных таблицах Exel (таблицы 1.1 и 1.2). Пример расчета приведен в Приложении 5.