6.8 Испарительная способность натурального и условного топлива:

_U = _/ В_ч ^мах=17,53*1000/1233 = 14,21 т/ м

_{Uу = U · (29300 / Qн) = 14,21 · (29300 / 39,73 · 103) = 10,48} т/ м

7. Расчет теплопроводов

Расчет наружных тепловых сетей заключается в определении диаметров теплопроводов (паропровода и трубопровода горячей воды в производственный корпус, конденсатопровода, паропровода и конденсатопровода сторонних потребителей), толщины слоев тепловой изоляции, удельных потерь теплоты. Эти расчеты основываются на максимальных часовых расходах теплоносителей.

Внутренний диаметр трубопровода определяем по формуле, м

где - расход теплоносителя, протекающего по трубопроводу, м /с;

- допускаемые скорости теплоносителей, м/с (для влажного насыщенного пара 30...40, воды 2...2,5, конденсата 1...1,5).

Для пара

Секундный объемный расход влажного насыщенного пара определим по формуле, м /с

Vc = V_x ·Дc

где V_x - удельный объем влажного насыщенного пара, м /кг;

- максимальный секундный расход пара на технологические нужды, кг/с.

V_x = Vнас.пара ·Х при Р=1,4 МПа(таб.6)

V_x = 0,14 · 0,96 = 0,134 м /кг

Vc = V_x ·Дc = 0,134 · 2,09 · 10³ / 3600 = 0,077 м /с

Тогда

м/с

d_вн = 4 · Vc / π·ω = 4 · 0,077/3,14*35 = 0,053 м

По расчетному значению подбираем ближайший больший диаметр теплопроводов.

Нам подходит теплопровод со следующими параметрами:

d_вн = 0,069 м, δ = 0,0045 м

d_н = 0,076 м, F = 0,003739 м

Для горячей воды

м/с

d_вн = 4 · Vc / π·ω = 4 · 107,25/3,14*2,2*3600 = 0,131 м

По расчетному значению подбираем ближайший больший диаметр теплопроводов.

Нам подходит теплопровод со следующими параметрами:

d_вн = 0,150 м, δ = 0,0045 м

d_н = 0,159 м, F = 0,01767 м

Для конденсата

м/с

d_вн =4 · 16,11/3,14*1,25*3600 = 0,0675 м

По расчетному значению подбираем ближайший больший диаметр теплопроводов.

Нам подходит теплопровод со следующими параметрами:

d_вн = 0,069 м, δ = 0,0035 м

d_н = 0,076 м, F = 0,003739 м

Толщина теплоизоляционного слоя наружных теплосетей определяем из уравнения:

где - наружный диаметр трубопровода, м;

- коэффициент теплопроводности тепловой изоляции, Вт/(м К);

- соответственно температуры теплоносителя, поверхности изоляционного слоя и окружающего воздуха, °С;

- коэффициент теплоотдачи от изолированного теплопровода к окружающему воздуху, Вт/(м К).

Температура поверхности изолированных теплопроводов не должна превышать 35...45 °С.

Расчет толщины теплоизоляционного слоя производится по температуре наружного воздуха в самую холодную пятидневку года.

Коэффициент теплоотдачи от поверхности изолированного теплопровода к окружающему воздуху рассчитывается по эмпирической формуле, Вт/(м К):

°С, to= -30 °С, тогда

α₂ = 9,8 + 0,0525 (40 + 30) = 13,42 Вт/ м²· К

Для пара

Т. к. °С, то нам подойдут как теплоизоляционные материалы полуцилиндры из минеральной ваты. Они имеют следующие характеристики:

кг/м , Вт/(м К), °С

2 ·λ_из (t_T-t_o) / α₂· d_н (t_п-t_o) = 2 · 0,066 · (195 + 30) / 13,42 · 0,076 · (40 + 30) = 0,42

(d_н + 2 δ_из / d_н) ln (d_н + 2 δ_из / d_н) = х lnx = 0,42

Если х lnx = 0,405, то х = 1,35;

Если х lnx = 0,470, то х = 1,40;

=1.35+(0.470-0.405)*(0.42-0.405) / (1.4-1.35);

_{х =1,37}

То есть (d_н + 2 δ_из / d_н) = 1,37 , а отсюда

δ_из = (d_н · 1,1 – d_н) / 2 =0,076 · 1,37 – 0,076 / 2 = 0,014 м

По расчетному значению принимается ближайшая в большую сторону, кратная 0,005м толщина слоя тепловой изоляции.

Примем толщину изоляции δ_из = 0,015 м

Для горячей воды

Т. к. °С, то нам подойдет как теплоизоляционный материал войлок отеплительный. Он имеет следующие характеристики:

кг/м , Вт/(м К), °С

2 ·λ_из (t_T-t_o) / α₂· d_н (t_п-t_o) = 2 · 0,068 · (70 + 30) / 13,42 · 0,159 (40 + 30) = 0,091

(d_н + 2 δ_из / d_н) ln (d_н + 2 δ_из / d_н) = х lnx = 0,091

_х=1,09

То есть (d_н + 2 δ_из / d_н) = 1,09 , а отсюда

δ_из = (d_н · 1,09 – d_н) / 2 = (0,159·1,09 - 0,159) / 2 = 0,0072 м

Примем толщину изоляции м

Для конденсата

Т. к. °С, то нам подойдет как теплоизоляционный материал войлок отеплительный. Он имеет следующие характеристики:

кг/м , Вт/(м К), °С

2 ·λ_из (t_T-t_o) / α₂· d_н (t_п-t_o) = 2 · 0,068 (70 + 30 ) / 13,42 · 0,076 ·(40 + 30) = 0,19

(d_н + 2 δ_из / d_н) ln (d_н + 2 δ_из / d_н) = х lnx = 0,19

х =1,18

То есть (d_н + 2 δ_из / d_н) = 1,18, а отсюда

δ_из = (d_н · 1,18 – d_н) / 2 = (0,076 · 1,18 – 0,076) / 2 = 0,0068 м

Примем толщину изоляции м

Удельные потери теплоты наружными теплопроводами определяются по формуле, Вт/м:

где - коэффициент теплоотдачи от теплоносителя к стенке трубы, Вт/(м К) (определяется по известным методам теории теплопередачи);

- коэффициент теплопроводности трубопровода, Вт/(м К).

Вт/(м К)

Для пара

Вт/(м К)

q₁=225 Вт / м

Для горячей воды

Вт/(м К)

q₁= 251,2 Вт / м

Для конденсата

Вт/(м К)

q₁= 127 Вт / м

Снижение энтальпии для каждого из теплоносителей при их транспортировке по наружным теплосетям определяем по формуле, кДж/кг:

где - протяженность теплосети между котельной и производственным корпусом, м (в расчетах примем равной 100…200м);

- максимальный расход теплоносителя, кг/с.

м

Для пара

Δh = (225·100 / 2,09) · 10^-3 = 10,77 кДж/кг

m_c=2,09 кг/с

Степень увлажнения пара, обусловленная потерями теплоты в окружающую среду, определяем по формуле, %:

где - теплота парообразования при давлении , кДж/кг.

кДж/кг

_{Δy = 10,77 / 1957,9 *100 = 0,55%}

Для горячей воды

Δh = (251,2 · 100 / 29,8) · 10^-3 = 0,84 кДж/кг

m_c= 107250/3600 = 29,79 кг/с

Снижение температуры воды (конденсата) определим по формуле, °С:

_{Δt = 0,84 / 4,19 = 0,2°C}

Для конденсата

Δh = (127 · 100 / 4,48) · 10^-3 = 2,83 кДж/кг

m_c= 16110/3600 = 4,48 кг/c

_{Δt = 2,83 / 4,19 = 0,68°C}