Приклад розрахунку

Виконати розрахунок контактного економайзера,який нагріває воду від 25 до 65 для потреб гарячого водопостачання підприємства. ККД теплообмінника 95%. Продукти згоряння охолоджуються від 150 до 70. Витрата продуктів згоряння =  160 /. Вільний об'єм насадки V = 0,5 /. Площа поверхні насадки в одиниці об'єму F=80 /. Швидкість продуктів згоряння в живому перерізі насадки =  2,5 м / с. Визначити витрати гарячої води (нагрівного теплоносія), площа омивання поверхні і об'єм насадки.

Розв'язання

Середня температура продуктів згоряння в теплообміннику обчислюється за формулою (6.2):

Середня температура води в теплообміннику визначається за формулою (6.3):

Витрата води в контактному теплообміннику розраховується за формулою (6.9):

Площа необхідної змоченої поверхні насадки контактного теплообмінника визначається за формулою (6.12):

Коефіцієнт теплопередачі від продуктів згоряння до води:

Коефіцієнт теплопровідності для продуктів згоряння середнього складу при температурі 110

Критерій Кирпічова визначається за формулою (6.5):

Еквівалентний діаметр насадки обчислюється за формулою (6.6):

Площа поперечного перерізу насадки теплообмінника для проходу гріючого теплоносія визначається за формулою (6.8):

Критерій Рейнольдса для продуктів згоряння знаходиться за формулою (6.7):

Коефіцієнт кінематичної в'язкості продуктів згоряння при температурі 110 _:

Інтенсивність зрошення визначається за формулою (6.11):

Критерій Рейнольдса для води обчислюється за формулою (6.10):

де - коефіцієнт кінематичної в'язкості води при температурі 45;

Критерій Прандтля для води при температурі 45 _:

Об'єм насадки контактного економайзера визначається за формулою (6.13):

Розділ 7 схеми використання теплоти продуктів згоряння газового палива у системах тгп із застосуванням рекуперативного теплообмінника

Рекуперативні теплообмінні апарати встановлюються за топками теплових агрегатів по ходу продуктів згоряння і здійснюють утилізацію (відбір з подальшим використанням) теплоти по нижчій теплоті згорання палива. Температура вихідних газів за рекуперативними теплообмінниками не повинна опускатися нижче 150 ... 160. В іншому випадку в газоходах і димовії трубі може наступити конденсація водяної пари, що міститься в продуктах згорання, що недопустимо.

Встановлювані за тепловими установками рекуператори, як правило, використовуються для підігріву дуттєвого повітря, яке подається на горіння безпосередньо в саму теплову установку, для підігріву газового палива, А також можуть бути використані для підігріву теплоносія сторонніх споживачів тепла на виробничі і невиробничі потреби.

Для виробничих потреб може здійснюватися вироблення гарячої води з різними вихідними параметрами температури теплоносія, що використовується для приготування бетонних сумішей та інших технологічних цілей.

Можуть здійснюватися підготовка гарячої води для невиробничих або господарсько-побутових потреб, підігрів припливного повітря для систем вентиляції в зимовий час, вироблення теплоносія для системи опалення.

На рис. 6 показано схема використання теплоти газів шляхом підігріву вторинного повітря. Вентилятор 2 забирає холодне повітря і подає його в рекуперативний теплообмінник (повітрепідігрівач) 3.У повітрепідігрівачеві повітря підігрівається і потім прямує в теплову установку 1. При реалізації такої схеми повітря, що подається в топку, вдається підігріти до 300... 400, що забезпечить підвищення ККД установки на 10 ... 15%. Однак у такої схеми температура відхідних газів досить велика.

Реалізація схеми двоступінчастого використання теплоти газів шляхом підігріву вторинного повітря і холодної води, використовуваної в системі гарячого водопостачання (рис. 7), дозволяє підвищити ККД промислових печей до 50 ... 60%, а котельних установок і ще вище. У цю схему додатково за повітрепідігрівачем включений інший рекуперативний теплообмінник 5, який готує гарячу воду для виробничих або господарсько-побутових цілей. Температура вихідних газів за другим теплообмінником знаходиться в межах 130 ... 150.

Рис. 6. Схема використання теплоти відхідних газів шляхом підігріву

вторинного повітря:

1 - теплова установка;

2 - вентилятор вторинного дуття;

3 - рекуперативний теплообмінник (повітрепідігрівач).

Рис. 7. Схема двоступеневого використання теплоти газів шляхом підігріву вторинного повітря і холодної води:

1 - теплова установка; 2 - вентилятор подачі вторинного повітря;

3 - повітрепідігрівач; 4 - рекуперативний теплообмінник; 5 - бак;

6 - насос мережі гарячого водопостачання.