27
ны на теплоносители; N1 и N2 - мощности нагнетателей, затрачиваемые на
преодоление гидравлических сопротивлений теплообменника.
Так как при решении задачи оптимального выбора теплообменника расходы теплоносителей G1 и G2 заданы, затраты на них можно рассматривать как
постоянные, а при поиске оптимального варианта конструкции их можно исключить. Тогда приведенные затраты (П) на теплообменник (руб/год) можно приблизительно рассчитать по формуле (подставив в (1.25) выражения (1.28) и
(1.27)):
|
|
П |
|
|
|
|
|
|
к |
|
+ к |
|
|
+ Ц |
|
|
(N + N |
|
) |
τ = |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
= Е К + К |
а |
|
|
э |
2 |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
р |
|
|
|
|
|
1 |
|
) |
|
, |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
= К |
|
Е +к |
|
+ к |
|
|
+ Ц |
|
(N + N |
|
τ |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
а |
р |
|
э |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
П = |
|
Е +к |
|
+ к |
|
|
(Ц |
|
+ β |
Ц |
|
+ β |
|
|
|
Ц |
|
) |
+ |
(N + N |
|
)Ц |
|
τ . |
(1.29) |
|||||||
|
а |
|
|
т |
н1 |
2 |
|
н2 |
2 |
э |
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
р |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|||||||||
Нормативный коэффициент эффективности капиталовложений в промышленной теплоэнергетике можно принять Е = 0,15 год−1 . Расчет годовых амортизационных отчислений на ремонт оборудования может быть произведен по
средним |
|
нормам |
ка = 0,10; кр = 0,05. |
Тогда |
можно |
принять |
||
Е +к |
а |
+ к |
р |
= 0,15+ 0,10 + 0,05 = 0,3 год−1. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
1.5 Влияние конструктивных параметров теплообменного аппарата на величину приведенных затрат
На поверхность теплообмена и на относящуюся к ней долю капитальных затрат, а также на эксплуатационные затраты влияет недорекуперация теплоты. Чем меньше величина недорекуперации теплоты, т.е. чем меньше разность температур греющего теплоносителя на входе t'1 и нагреваемого на выходе t"2 при противотоке (рисунок 1.8), тем меньше средний температурный напор ∆tср ,
28
тем больше поверхность теплообмена F = k Q∆tср , тем выше стоимость аппарата,
но тем меньше расход греющего теплоносителя, а значит эксплуатационные расходы.
Необходимо выявить оптимум увеличения капитальных и снижения экс-
плуатационных расходов, который можно определить, |
моделируя функции |
||||||||||||
К = f (F ) и Э= f (F ) (рисунок 1.9). |
t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Относительная стоимость 1 м2 поверхно- |
|
t'1 |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
сти теплообмена кожухотрубного теплооб- |
t"2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
менного аппарата зависит как от величины |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
поверхности, так и от диаметра труб, их дли- |
|
|
|
|
|
|
|
|
t"1 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t'2 |
||||
ны и количества. С увеличением числа и дли- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
ны труб в пучке и уменьшением их диаметра |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
F |
|||
Рисунок |
1.8 – |
Температурный |
|||||||||||
снижается относительная стоимость 1 м2 по- |
|||||||||||||
график рекуперативного тепло- |
|||||||||||||
верхности |
кожухотрубного теплообменного |
обменного аппарата |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
аппарата, |
т.к. при этом уменьшается общая |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
руб |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
затрата металла на аппарат в расчете на еди- |
год |
|
|
|
|
|
П |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
ницу поверхности теплообмена. Так, при уве- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
личении поверхности теплообмена аппарата в |
|
|
|
|
|
Э |
|
|
К |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
4 раза, относительная стоимость снижается в |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
3 раза; уменьшение диаметра труб в 1,7 раза |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
приводит к снижению удельной стоимости в |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
1,4 раза, а увеличение длины труб в 3,7 раза, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
Fопт |
|
|
F |
|||||
соответственно, в 1,7 раза. |
Рисунок 1.9 – Схема зависимости экономи- |
||||||||||||
Однако следует иметь в виду, что с ув е- |
ческих показателей и выбора оптимального |
||||||||||||
варианта поверхности теплообмена рекупе- |
|||||||||||||
ративного аппарата
личением числа труб увеличивается вероятность нарушения плотности их крепления в трубной решетке, а применение
труб малого диаметра, как уже говорилось ранее, увеличивает их засоряемость и усложняет чистку.