7 Тепловой расчёт подогревателей сетевой воды

Целью данного расчета является определение площади поверхности нагрева и тепловой нагрузки аппарата при заданных конструктивных размерах.

Исходные данные для расчета:

- температура сетевой воды в подающем трубопроводе ;

- температура сетевой воды в обратном трубопроводе ;

- расход сетевой воды G=257,53/с;

- температура возвращаемого конденсата t_вк=75°С;

- теплоемкость воды с=4,19 кДж/кг·К;

- температура и давление греющего пара.

t_г.п=τ₀₁+Δt_min,

где Δt_min - минимальная разность температур принимается Δt_min=10 ^оС.

Тогда t_г.п = 160 ^оС. По t_г.п из термодинамических таблиц определяют давление пара Р_п , подаваемого в подогреватель: Р_п=0,362 МПа.

7.1 Пароводяной подогреватель

1.Выбираем пароводяной подогреватель горизонтальный типа пп1.

Составляем систему уравнений для определения расхода греющего пара.

(7.1)

Определяется расход греющего пара

, (7.2)

.

Определяется температура конденсата на входе в теплообменник

, (7.3)

.

Определяется тепловая нагрузка паро-водяного теплообменника

(7.4)

Температурный график:

Рассчитываем среднюю температурную разность по выражению

, (7.5)

где

Средняя температура воды

°C.

Задаемся скоростью воды в трубках в пределах υ_в=1-2,5 м/с [5] и определяем сечение трубного пространства.

Скорость движения воды: υ_в2 м/с

Площадь сечения для прохода воды

Для покрытия нагрузки требуется установление пяти пароводяных подогревателей ПП1-108-7-IV

.

Характеристика выбранного подогревателя:

- поверхность нагрева 108 м²;

- число ходов воды 4 ;

- число трубок 792 ;

- трубки латунные Л-68 диаметром 16/14 мм.

Уточняем скорость в трубках

Рассчитываем коэффициент теплоотдачи в трубках

, (7.6)

Вт/м·^оС

Рассчитываем коэффициент теплоотдачи на наружной поверхности трубок:

 8582,68Вт/(м²·ºС),

где t_к – температура плёнки конденсата,

ºС;

– разность t_п – t_ст = 150-142,105 = 7,895ºС;

Н_пл – высота плёнки, принимаем равной расстоянию между перегородками, Н_пл = 1 м;

Коэффициент теплопередачи:

3528,01 Вт/(м²·ºС),

где – толщина стенки трубки, 1 мм;

– коэффициент теплопроводности стенки, ≈ 54,4 Вт/(м·ºС);

R_загр – термическое сопротивление загрязнений, принимается.

Площадь поверхности теплообмена:

 296,43 м².

Окончательно выбираем пять пароводяных подогревателя типа ПП1-108-7-IV

7.2 Расчёт охладителя конденсата

Тепловая нагрузка охладителя определяется по формуле

, (7.13)

Температурный график:

Определяем средний температурный напор

, (7.14)

где ;

°C.

.

Средняя температура конденсата

; (7.15)

°C

Средняя температура воды в подогревателе

; (7.16)

°C.

Задаемся скоростью движения рабочих сред в трубном пространстве υ=1…2,5 м/с (чтобы было турбулентное движение) и определяем сечение f_тр для прохода конденсата :

, (7.17)

где - плотность конденсата в трубках в зависимости от температуры конденсата.

Составляет: = 950 кг/м³;

- скорость движения воды в трубках принимаем: = 2 м/с.

м².

Для покрытия нагрузки требуется установление пять подогревателей ПВ-273х2

.

Характеристика выбранного подогревателя:

- поверхность нагрева 10,76 м²;

- число трубок 92 ;

- трубки латунные Л-68 диаметром 19/17 мм.

Уточняем скорость движения воды в трубном пространстве:

;

м/с.

Проверяем удовлетворение движения среды в трубках турбулентному течению

Рассчитываем коэффициент теплоотдачи от конденсата к трубкам

.

Рассчитываем эквивалентный диаметр для межтрубного пространства:

Определяем скорость среды в межтрубном пространстве:

,

где - площадь сечения межтрубного пространства. Составляет: = 0,0242 м²;

- плотность сетевой воды. Составляет: = 975,1 кг/м³.

м/с.

Проверяем критерий Re_мтр для межтрубного пространства

Рассчитывают коэффициент теплоотдачи в межтрубном пространстве, Вт/(м²К):

.

Определяем коэффициент теплопередачи, Вт/(м²К):

,

где - коэффициент, учитывающий загрязнение трубки, составляет: = 0,95

.