2.6 Расчет поверхностного подогревателя низкого давления

Исходные данные.

Рассчитать подогреватель низкого давления с параметрами теплоносителей:

=0,42 МПа – давление греющего пара;

=11,95 кг/с – расход греющего пара;

=145,4 ⁰C – температура греющего пара;

=2740,32 кДж/кг – энтальпия греющего пара;

=0,9 МПа – давление основного конденсата;

=99,6 ⁰C – температура основного конденсата на входе;

=145,4 ⁰C – температура дренажа;

=141,4 ⁰C температура основного конденсата на выходе;

=418,01 кДж/кг – энтальпия основного конденсата на входе;

=595,55 кДж/кг – энтальпия основного конденсата на выходе;

=612,72 кДж/кг – энтальпия дренажа;

=0,99 – КПД теплообменника.

Данные взяты из расчета курсового проекта: Расчет принципиальной тепловой схемы энергоблока, вариант 20 [2]. Расчет проводится для поверхностного теплообменника ПНД-1.

Рисунок 2.11 – Принципиальная схема подогревателя

Тепловой баланс теплообменного аппарата.

Составим тепловой баланс для нахождения расхода нагреваемого теплоносителя , кг/с:

В об­щем случае вся теплообменная поверхность по условию теплообмена может быть разбита на зону охлаждения пара (ОП), зону собственного подогрева (СП) и зону переохлаждения конденсата (ОД). Наличие индивидуальных значений коэффициентов теплоотдачи в каждой из вышеперечисленных зон, требует при выполнении конструкторского расчета теплооб­менного аппарата предварительного анализа исходных данных на предмет необходимости учета той или иной зоны теплообмена.

Зона собственного подогрева (СП), в которой происходит конденсация греющего пара, присутствует у всех теплообменников поверхностного типа.

Необходимость учета зоны ОП, при выполнении конструкторского расчета теплообменного аппарата, определяется сле­дующим образом:

где =145,4 ⁰С – температура греющего пара на входе в подогреватель;

=145,4 ⁰С – температура насыщения среды;

=155 ⁰C.

Т.к. условие не выполняется, необходимость учета зоны ОП отсутствует.

Необходимость учета зоны ОД, при выполнении конструкторского расчета теплооб­менного аппарата, выполняется при выполнении следующего условия:

где =145,4 ⁰С – температура насыщения среды;

=105,6 ⁰C.

Т.к. условие выполняется, поэтому в теплообменном аппарате учитывается зона ОД.

Появление новых зон теплообмена приводит к необходимости уточнения расхода пара на подогреватель , а также определения неизвестных температур нагреваемого теплоноси­теля на выходе из соответствующей зоны. Для зоны ОД – температура . Для нахождения неизвестных вели­чин необходимо составить и решить совместно уравнения теплового баланса для каж­дой выделенной зоны теплообмена (Рисунок 2.12).

Составим систему уравнений:

для СП: ,

для ОД: .

Параметры при неизвестных:

= +6⁰=105,6 ⁰С – температура дренажа на выходе из ОД;

=f( )=443 кДж/кг – энтальпия дренажа на выходе из ОД.

Решая уравнения получим:

=11,1 кг/c – уточненный расход пара на теплообменный аппарат;

=431,1 кДж/кг – энтальпия нагреваемой воды на выходе из ОД;

=f( =102,7 ⁰C – температура нагреваемой воды на выходе из ОД.

Отсюда получим тепловую нагрузку зон СП и ОД:

=23317,3 кДж/кг;

=1856,8 кДж/кг;