- •Электротехнический факультет Кафедра теплотехники и гидравлики
- •1. Цели и задачи курсового проекта
- •2. Методики проведения сравнительных расчетов
- •3. Общие положения теплового расчета
- •Уравнение теплопередачи для поверхностного аппарата
- •4. Основы гидродинамического расчета
- •В практических расчетах поправка обычно не существенна, и потери давления в трубах и каналах определяются по формуле
- •Значения коэффициента местного сопротивления
- •Значения коэффициента загрязнения труб
- •С учетом коэффициента формула (30) имеет вид
- •5. Основные геометрические характеристики
- •6. Расчет на прочность корпусов, днищ
- •7. Примеры расчета теплообменных аппаратов
- •Для противоточного движения теплоносителя в данном случае:
- •7.3. Пример расчета вертикального пароводяного подогревателя
- •7.4. Пример расчета горизонтального пароводяного подогревателя
- •Библиографический список
- •Размеры фланцев присоединительных патрубков подогревателей типа пп1 и пп2 (рис. 8, 9)
- •Технические характеристики подогревателей пароводяных
- •Габаритные и присоединительные размеры
- •Окончание табл. П12
Окончание табл. П12
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
Подогреватели с плоскими днищами, двухходовое исполнение |
||||||||||
ПП2-9-7-II |
325 |
68 |
3000 |
3550 |
490 |
2300 |
2000 |
250 |
581 |
485 |
ПП2-17-7-II |
426 |
124 |
3000 |
3575 |
500 |
2300 |
2000 |
292 |
761 |
730 |
ПП2-24-7-II |
480 |
176 |
3000 |
3630 |
540 |
2300 |
2000 |
330 |
825 |
915 |
ПП2-6-2-II |
325 |
68 |
2000 |
2550 |
490 |
1300 |
1100 |
250 |
581 |
390 |
ПП2-11-2-II |
426 |
124 |
2000 |
2575 |
500 |
1300 |
1100 |
292 |
761 |
600 |
ПП2-16-2-II |
480 |
176 |
2000 |
2630 |
540 |
1300 |
1100 |
330 |
825 |
755 |
Условные обозначения типоразмеров:
ПП1-53-0,7-IV – подогреватель пароводяной с эллиптическими днищами, поверхностью теплообмена 53,9 м2 (при диаметре трубок в пучке 16х1 мм), рабочим (избыточным) давлением в корпусе (паровом пространстве) 0,7 МПа (7 кгс/см2), четырехходовой по нагреваемой сетевой воде;
ПП2-16-0,2-II – подогреватель пароводяной с плоскими днищами, поверхностью теплообмена 16 м2 (при диаметре трубок пучке 16х1 мм), рабочим (избыточным) давлением пара в корпусе (паровом пространстве) 0,2 МПа (2 кгс/см2), двухходовой по сетевой воде.
АО «Завод энергооборудования» (г. Люберцы Московской обл.) освоил выпуск модификации подогревателей для температурного графика 70/90 оС на давление пара в корпусе 0,7 МПа (7 кгс/см2) вместо 0,2 МПА (2 кгс/см2), указанных для этой группы аппаратов в ГОСТ 28679-90 и ОСТ 108.271.105-76 (табл. П11).
АО «Научно-производственное объединение Центральный котлотурбинный институт им. И.И. Ползунова» выпускает подогреватели типа ПП1 и ПП2 в модернизированном исполнении на давление пара в корпусе (паровом пространстве) 1,4 МПа (14 кгс/см2), что соответствует номинальному давлению пара в котлах типа ДЕ и Е.
Пароводяные подогреватели изготовляются в соответствии с требованиями правил Госгортехнадзора РФ. Подогреватели, используемые по схеме «котел-бойлер», должны соответствовать требованиям правил Госгортехнадзора РФ, а нагреваемая в них сетевая вода – требованиям «Правил технической эксплуатации станций и сетей РФ».
При эксплуатации подогревателей необходимо обеспечивать непрерывный отвод неконденсирующихся газов из парового пространства в количестве не менее 1 % от расхода греющего пара на подогреватель.
На паровпроводе к подогревателю или на питающем паром источнике (котле) устанавливаются предохранительные устройства, предотвращающие возможность повышения давления в корпусе подогревателя выше расчетной величины.
Чистка трубок подогревателя с водяной стороны может осуществляться одним из механических (гидропневматический, гидравлический и т.д.) или химическим (промывка) способом.
Для проведения механической чистки необходимо отсоединить трубопроводы сетевой воды, снять переднюю камеру и крышку корпуса, а затем «плавающую» водяную камеру.
Подогреватели должны храниться в сухом, проветриваемом помещении, не допускается хранение их вблизи складов химикатов, аммиака и активных газов.
Комплектность поставки подогревателей типа ПП1 и ПП2 по ГОСТ 28679-90 и ОСТ 108.271.105-76 следующая:
подогреватель в сборе 1;
комплект деталей для крепления тепловой изоляции на корпусе
(для аппаратов с диаметром корпусов 530 мм и выше) 1;
вентиль
муфтовый
15 (
16) 3;
труба кольцеобразная для манометра 1;
паспорт по форме Госгортехнадзора РФ 1;
инструкция по монтажу и эксплуатации 1;
чертеж общего вида подогревателя 1.
Модернизированные подогреватели типа ПП(М)
с давлением пара в корпусе 1,4 МПа
Конструкция аппаратов типа ПП1 и ПП2 была разработана около 40 лет назад и к настоящему времени во многом устарела, отдельные узлы подогревателей в эксплуатации оказались ненадежными.
АО НПО ЦКТИ им. И.И. Ползунова разработана модернизированная серия пароводяных подогревателей повышенной эффективности и надежности – тип ПП (М), в которых габаритно-присоединительные размеры одинаковы с выпускаемыми подогревателями типа ПП, а корпуса рассчитаны на давление греющего пара 1,4 МПа (14 кгс/см2).
В связи с повышением давления пара в корпусах до 1,4 МПа все аппараты ПП(М) имеют два хода сетевой воды в трубной системе (цифра II в обозначении подогревателя), при этом обеспечивается соблюдение температурных графиков подогрева сетевой воды 70/130 и 70/15 оС. По желанию заказчика подогреватели могут быть выполнены четырьмя ходами сетевой воды.
Схема подогревателей типа ПП(М) дана на рис. П11, а основные технические характеристики и размеры – в табл. П13.
В конструкцию подогревателей типа ПП(М) внесены следующие изменения:
- принята однопроходная схема движения пара через трубный пучок;
- изменены тип и количество опорных перегородок в трубном пучке;
- изменены конструкция пароотбойного щитка и его крепление;
- введена система непрерывного отвода паровоздушной смеси из корпуса;
- упорядочена схема отвода конденсата греющего пара с поверхности труб в пучке;
- в трубных пучках допускается применение, кроме труб диаметром 16х1 мм, труб диаметрами 19х1 и 22х1 мм из латуни, нержавеющих и углеродистых сталей. Длина труб в пучках 3000 мм;
- введен каркас трубной системы;
- все подогреватели выпускаются с эллиптическими донышками.
Таблица П13
Техническая характеристика и основные размеры
модернизированных подогревателей типа ПП1 (мм)
Обозначение подогревателя |
Но- минальный расход сетевой воды, т/ч |
Площадь поверхности теплообмена, м2 |
Тепловой поток, кВт |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
патрубка |
||
А,Б |
В |
Г |
|||||||||||||
ПП1-9-14-II-М |
32,4 |
9,98 |
3070 |
325 |
3600 |
545 |
490 |
2300 |
293 |
293 |
340 |
288 |
100 |
100 |
100 |
ПП1-17-14-II-М |
59,0 |
18,1 |
5580 |
426 |
3630 |
545 |
500 |
2300 |
413 |
348 |
385 |
348 |
125 |
150 |
100 |
ПП1-24-14-II-М |
83,5 |
25,7 |
7900 |
480 |
3750 |
590 |
540 |
2300 |
440 |
375 |
405 |
385 |
150 |
150 |
100 |
ПП1-32-14-II-М |
110,5 |
33,8 |
10440 |
530 |
3790 |
590 |
540 |
2300 |
477 |
420 |
415 |
440 |
150 |
200 |
125 |
ПП1-53-14-II-М |
182,0 |
56,8 |
17350 |
630 |
3915 |
640 |
590 |
2300 |
526 |
500 |
480 |
490 |
200 |
250 |
150 |
ПП1-76-14-II-М |
260,0 |
76,0 |
24700 |
720 |
4020 |
640 |
745 |
2100 |
570 |
556 |
556 |
535 |
250 |
300 |
200 |
ПП1-108-14-II-М |
358,0 |
1088 |
34010 |
820 |
4160 |
700 |
800 |
2100 |
620 |
606 |
600 |
610 |
250 |
350 |
200 |
Примечания 1. Данные приведены для подогревателей с гладкими трубами диаметром 16х1 из латуни. 2. Тепловой поток указан для графика подогрева 70/130 оС (давление пара 0,7 МПа (7 кгс/см2). 3. Гидравлическое сопротивление трубного пучка для всех типоразмеров при указанных расходах не превышает 0,04 МПа. 4. При использовании латунных труб диаметром 19х1 номинальный расход сетевой воды увеличивается на 7 - 8 %, а подогрев сетевой воды уменьшается на 8 - 9 оС. 5. При применении труб из нержавеющей стали тепловой поток уменьшается примерно на 10 % по сравнению с трубами того же диаметра из латуни |
|||||||||||||||
Общее повышение эффективности подогревателей ПП(М), в сравнении с серийными типа ПП, составляет примерно 15 %. При применении в трубных системах профильных труб вместо гладких тепловая эффективность аппаратов по отношению к указанной в табл. П15 дополнительно возрастает на 20 %.
АО НПО ЦКТИ им. И.И. Ползунова по просьбе заказчика выполняет пересчет рабочих характеристик подогревателей на любые необходимые ему входные параметры теплоносителей, на любые другие материалы труб в пучке, оказывает услуги, связанные с установкой и последующей эксплуатацией предлагаемых подогревателей.
АО НПО ЦКТИ им. И.И. Ползунова имеет лицензии Госгортехнадзора РФ на проектирование и изготовление подведомственного ему оборудования.
Рис. П13. Схема модернизированных
пароводяных подогревателей типа ПП(М):
1 – распределительная водяная камера; 2 – корпус;
3 – плавающая водяная камера; 4 – съемная часть корпуса;
5 – трубная система; А(Б) – вход (выход) сетевой воды; В – вход пара;
Г – отвод конденсата
4. Технические характеристики вертикальных
пароводяных подогревателей
Для систем теплоснабжения, использующих в качестве теплоносителя пар из отборов турбоустановок ТЭЦ малой и средней мощности, а также пар, получаемый от промышленных котельных, АО «Сарэнергомаш» (410071, г. Саратов, ул. Б. Садовая, 48) выпускает следующие пароводяные подогреватели сетевой воды: ПСВ-45-7-15; ПСВ-63-7-15; ПСВ-125-7-15; ПСВ-200-7-15 и ПСВ-200у. Выпуск данной группы аппаратов регламентирован ТУ 108.800-79 и ОСТ 108.271.101.
Конструктивно все перечисленные подогреватели выполнены одинаково. Чертеж общего вида подогревателя ПСВ-45-7-15, дающий представление об устройстве данной группы аппаратов, представлен на рис. П12. Поверхность нагрева всех типоразмеров подогревателей набрана из прямых латунных труб (преимущественно Л-68) наружным диаметром 19 мм с толщиной стенки 1 мм.
Все перечисленные подогреватели, за исключением ПСВ-200у, выпускаются преимущественно в четырехходовом исполнении тракта нагреваемой сетевой воды в трубной системе.
Технические характеристики подогревателей приведены в табл. П14, размеры присоединительных патрубков – в табл. П15, а комплектность поставки – в табл. П16.
К верхней кромке обечайки корпуса подогревателя приварен фланец, к нижней – эллиптическое днище с патрубком для отвода конденсата греющего пара. Верхняя водяная камера включает в себя цилиндрическую обечайку, на которой установлены патрубки подвода и отвода сетевой воды; фланец для соединения с корпусом и эллиптическое донышко. В камере имеется система перегородок, с помощью которых в трубной системе соответствующего подогревателя создается четыре или два хода сетевой воды.
Нижняя водяная камера состоит из эллиптического донышка и фланца.
Узел трубной системы включает в себя верхнюю (большую) и нижнюю (малую) трубные решетки, набор сегментных направляющих перегородок, каркасных (анкерных) труб и швеллеров. Перечисленные элементы создают каркас трубной системы. Концы труб закреплены в трубных решетках с помощью механической вальцовки.
Сегментные перегородки в трубном пучке выполняют две функции: направляют движение потока и являются промежуточными опорами для труб пучка, образующих поверхность теплообмена, с целью сокращения длин их свободных (незакрепленных) пролетов. Это необходимо для повышения вибрационной надежности пучка. На каркасе трубной системы, напротив парового патрубка, имеется пароотбойный щит, предохраняющий трубки пучка от динамического воздействия парового потока, поступающего в аппарат через патрубок на корпусе.
На верхних водяных камерах все подогреватели имеют кран-воздушник для выпуска воздуха при заполнении трубной системы, указатель уровня конденсата в корпусе, устройство с патрубком для отвода из корпуса паровоздушной смеси.
В соответствии с пожеланиями заказчика изготовитель может поставлять только трубные системы рассматриваемых подогревателей.
Пример условного обозначения подогревателей: «ПСВ-90-7-15, ТУ 108.880-79» - подогреватель сетевой вертикального типа с поверхностью теплообмена 90 м2, рабочим избыточным давлением в корпусе 7 кгс/см2 (0,69 МПа), рабочим избыточным давлением воды в трубной системе и водяных камерах 15 кгс/см2 (1,47 МПа).
Рис. П14. Подогреватель сетевой воды типа ПСВ-45-7-15:
1 – верхняя водяная камера; 2 – корпус; 3 – трубная система; 4 – водоуказательное стекло; 5 – нижняя («плавающая») камера; А и Б – подвод и отвод сетевой воды; В – вход пара; Г – отвод конденсата греющего пара; Д – отвод паровоздушной смеси; Е – слив воды из трубной системы; Ж – к дифференциальному манометру
Т
аблица
П14
Техническая характеристика подогревателей типа ПСВ
Типоразмер |
Площадь поверх-ности тепло-обмена (по наружному диаметру труб), м2 |
Рабочее давление, МПа (кгс/см2), в пространстве |
Макси-мальная темпе- ратура пара на входе, оС |
Расчетные параметры |
Номинальный расчетный теплвой поток, 10-6 МВт |
Скорость в трубах поверхности теплообмена при номинальном расходе воды, м/с |
Гидравлическое сопротивление водяного пространства при номинальном расходе воды (не более) м вод.ст. |
Масса сухого подогревателя, кг |
|||||||
паровом |
водяном |
пара |
сетевой воды |
||||||||||||
давление, МПа (кгс/см2) абс |
температура, оС |
расход номинальный, т/ч |
давление, Мпа (кгс/см2) абс |
Температура, оС |
расход номинальный, т/ч |
||||||||||
на входе |
на выходе |
||||||||||||||
Двухходовое исполнение (по сетевой воде) |
|||||||||||||||
ПСВ-45-7-15 |
45 |
0,7(7,0) |
1,5(15,0) |
400 |
0,7(7,0) |
169,6 |
19 |
1,5(15,0) |
70,0 |
110,0 |
180 |
7,2 |
2,0 |
1,5 |
2280 |
ПСВ-63-7-15 |
63 |
|
|
|
|
169,6 |
20 |
|
70,0 |
110,0 |
240 |
9,6 |
|
2,0 |
2950 |
ПСВ-125-7-15 |
125 |
|
|
|
|
169,6 |
41 |
|
70,0 |
110,0 |
500 |
20,0 |
|
3,0 |
4553 |
ПСВ-200-7-15 |
200 |
|
|
|
|
169,9 |
65 |
|
70,0 |
110,0 |
800 |
32,0 |
|
3,5 |
7444 |
ПСВ-200-14-23 (ПСВ –200у) |
200 |
1,4(14,0) |
|
|
1,4(14,0) |
194,1 |
86 |
2,3(23) |
110,0 |
150,0 |
800 |
32,0 |
|
3,5 |
7530 |
Четырехходовое исполнение (по сетевой воде) |
|||||||||||||||
ПСВ-45-7-15 |
45 |
0,7(7,0) |
1,5(15,0) |
400 |
0,7(7,0) |
169,6 |
15 |
1,5(15,0) |
70,0 |
150,0 |
90 |
7,2 |
2,0 |
2,0 |
2273 |
ПСВ-63-7-15 |
63 |
|
|
|
|
|
20 |
|
|
|
120 |
9,6 |
|
2,5 |
2947 |
ПСВ-125-7-15 |
125 |
|
|
|
|
|
41 |
|
|
|
250 |
20,0 |
|
3,5 |
4553 |
ПСВ-200-7-15 |
200 |
|
|
|
|
|
60 |
|
|
|
400 |
32,0 |
|
3,5 |
744 |
Примечания
3. Расчетные тепловые потоки соотвествуют чистым поверхностям и приняты для двухходового исполнения трубной системы |
|||||||||||||||
Таблица П15
Характеристика патрубков подогревателей сетевой воды типа ПСВ
Обозначение |
Назначение штуцера |
Условный проход присоединений , мм |
|||
ПСВ-45-7-15 |
ПСВ-63-7-15 |
ПСВ-125-7-15 |
ПСВ-200-7-15 |
||
А |
Вход сетевой воды |
150 |
250 |
300 |
350 |
Б |
Выход сетевой воды |
150 |
250 |
300 |
350 |
В |
Вход пара |
200 |
200 |
350 |
450 |
Г |
Выход конденсата пара |
150 |
150 |
300 |
200 |
Д |
Отвод паровоздушной смеси |
70 |
70 |
70 |
70 |
Е |
Слив воды из трубной системы |
20 |
20 |
20 |
20 |
Ж |
К дифференциальному манометру |
20 |
20 |
20 |
20 |
Примечание: подогреватель ПСВ-125-7-15 имеет в нижней части патрубок для ввода конденсата
|
|||||
Таблица П16
Комплектация подогревателей сетевой воды
Тип подогревателя |
Термометр (ГОСТ 2823-73), шт. |
Оправа для термометра, шт. |
Манометр (ГОСТ8625-77), шт. |
Стекло водоуказательное по ГОСТ 8446-74 |
ПСВ-45-7-15 |
А№5-2о-220-100(2) В90№10-5о-220-170(1) |
Б260-100; СТ-4509/А(2) Б90о-260-120;СТ-4513/А(1) |
диаметр 160х16(1) |
диаметр 20х3,5х475 |
ПСВ-63-7-15 |
А№5-2о-220-120(2) В90№10-5о-220-170(1) |
Б260-120; СТ-4509/А(2) Б90о-260-120;СТ-4513/А(1) |
диаметр 160х16(1) |
диаметр 20х3,5х475 |
ПСВ-125-7-15 |
А№5-2о-220-120(2) В90№10-5о-220-170(1) |
Б260-120; СТ-4509/А(2) Б90о-260-120;СТ-4513/А(1) |
диаметр 160х16(1) |
диаметр 20х3,5х645 |
ПСВ-200-4-15 |
А№5-2о-220-160(2) В90№10-5о-220-220(1) |
Б260-160; СТ-4509/А(2) Б90о-260-120;СТ-4513/А(1) |
диаметр 160х16(1) |
диаметр 20х3,5х625 |
