2. Расчет и выбор пароводяного подогревателя

Для выбора и расчета подогревателя необходимо изобразить схему подогревателя с нанесением рассчитанных в части I параметров теплоносителей (рисунок 2.1).

Рисунок 2.1. Схема для расчета подогревателя

Для выбора ПВП необходимо предварительно определить требуемую поверхность нагрева. Для этого:

2.1. Определяется тепловая мощность подогревателя по формуле:

2.2. Предварительно определяется средний температурный напор по формуле:

t_н – температура насыщения при заданном давлении пара, ⁰С.

2.3. Определяется требуемая поверхность нагрева ПВП:

К – коэффициент теплопередачи Вт/м² К. Предварительно принимается К = 2000 Вт/м² К;

По предварительной поверхности нагрева выбирается ПВП по Приложению 2.

Для расчета необходимы следующие характеристики ПВП:

• поверхность нагрева ПВП;

• общее количество труб, n;

• число труб в одном ходу;

• диаметр труб d_н и d_вн, м

• живое сечение труб, f_тр, м^2;

• среднее число труб по вертикали, n_ср.

Эскиз выбранного подогревателя изображен на рисунке 2.2.

Рисунок 2.2. Эскиз пароводяного подогревателя

Далее расчет проводится в следующем порядке:

2.1. Для определения среднего температурного напора строится график изменения температур теплоносителей (рисунок 2.2) и вычисляются большая (Δt_б) и меньшая (Δt_м) разности температур.

Вычисляется средний логарифмический температурный напор по формуле (1.9).

Рисунок 2.2. График изменения температур теплоносителей

2.2. Вычисляется средняя температура нагреваемой воды:

2.3. Скорость воды в трубках:

2.4. Коэффициент теплоотдачи от стенки трубок к воде, ₂

2.5. Температура стенки труб:

где ₁ – коэффициент теплоотдачи от пара к трубкам. Предварительно принимается ₁ = 5000 Вт/м²К;

2.6. Вычисляется разность температур между температурой пара и стенкой труб, t_ст

2.7. Вычисляется средняя температура пленки конденсата, t_пл

2.8. По таблице 2.1. по температуре пленки конденсата принимается расчетный коэффициент А₁

Таблица 2.1. Зачения расчетного коэффициента А₁

Температура пленки, tпл	40	60	80	100	120	140	160	180	200
А1	1700	1900	2070	2190	2300	2370	2410	2430	2430

2.9. Вычисляется коэффициент теплоотдачи от пара к стенкам труб:

где r – теплота парообразования. Принимается по [3] при заданном давлении пара.

2.10. Вычисляется коэффициент теплопередачи:

где R_з – термическое сопротивление загрязнений труб. Можно принимать R_з = 0,0003;

теплопроводность материала стенок труб. Для латунных труб принимается 105 Вт/мК;

толщина стенок трубок подогревателя.

2.11. Вычисляется требуемая поверхность нагрева подогревателя F:

2.12. Вычисляется запас поверхности нагрева подогревателя

Допускается запас поверхности нагрева 5 – 25 %. В случае недостатка или избытка площади поверхности нагрева следует выбрать другой подогреватель и повторить расчет.

Расчет пароводяного подогревателя можно производить в электронных таблицах Exel. Пример расчета приведен в Приложении 6.