Основы теплогидравлического расчёта и конструирования термических деаэраторов

Целью расчёта является определение размеров зоны деаэрации, обеспечивающих эффективное удаление растворённых агрессивных газов из воды. Исходными данными для расчёта являются начальное и конечное содержание растворённых в деаэрационной воде газов и расчётные характеристики потоков пара и воды в отсеках. Поэтому при определении основных размеров колонки струйного типа тепловой расчёт предшествует расчёту массообмена. Рассмотрим на примере расчёта деаэратора струйно-барботажного типа.

В водораспределитель деаэратора поступает поток основного конденсата с расходом G_оки поток воды из уплотнений насоса с расходом С_ун и энтальпиейh_ункДж/кг.Суммарный расход воды,подающейся в водораспределитель:G₁ =G_ок+ С_ун. Энтальпия воды здеськДж/кг.

Температура воды в водораспределителе ,⁰С. Горячие потоки (греющий пар и конденсат ПВД) поступают в нижнюю часть колонки деаэратора. При этом за счет теплоты перегрева греющего пара из потока конденсата ПВД образуется пар в количестве, которое может быть определено из уравнений теплового и материального балансов:

Совместное решение приведенных уравнений при и,определяемых по , МПа, приводит к нахождению, и, кг/с. Принимаемдиаметр отверстий верхней тарелки ,м, высоту подпора на тарелке , м.Скорость истечения воды из отверстий тарелки м/с.

Необходимое число отверстийв тарелке:шт.

При шахматном размещенииотверстий с шагом S = 1,5dплощадь тарелки, занятая отверстиями:

м².

Наружный диаметр размещения отверстий в тарелке =?м, тогдавнутренний диаметр: м

Площадь живого сечения для прохода пара по внутренней границе струйного отсека при длине струй ,м:

м².

Площадь живого сечения для прохода пара по внешней границе струйного отсека: м².

Скорость пара на входе в струйный отсек: м/с.

Скорость пара на выходе из струйного отсека: м/с.

Средняя скорость пара в струйном отсеке:м/с.

Подогрев воды в струйном отсеке: ;

Количество пара, конденсирующегося в струйном отсеке: , кг/с.

Концентрация кислорода в потоке воды, поступающем в водораспределительное устройство, , мкг/дм³.

Концентрация О₂ в потоке воды, поступающем на барботажную тарелку:мкг/дм³.

Из этого находим С₂, мкг/дм³.

Расход пара, поступающего на барботажную тарелку,равен расходу пара, подающегося в деаэратор: кг/с.

Расход воды, поступающий на барботажную тарелку: кг/с.

Ширина порога для барботажной тарелкиb,м при диаметре колонки,м.

Расход воды через 1 м шириныводослива:, кг/(мс).

Высота слоя воды над порогом водослива: , м.

Высота слоя воды на барботажной тарелке: м.

Минимально допустимая скорость пара в отверстиях тарелки:, м/с.

Принимаем, м/с, тогдаплощадь сечения для прохода пара: , м².

Необходимое число отверстийпри м :, шт.

Высота паровой подушки под барботажным листом: , м.

Из конструктивных соображений принимаем ширину и длину барботажной области равной ширине водослива. Диаметр пароперепускного патрубка гидрозатвора принимаем равным 0,45м. Тогдаплощадь барботажной области(площадь тарелки, занятой отверстиями):, м.

Приведенная скорость пара при барботаже: , м/с.

Высота динамического слоя жидкости на тарелке: , м.

В соответствии с нормами ПТЭ принимаем концентрацию кислорода в деаэрированной воде = 10мкг/дм³. Тогдаколичество кислорода, подлежащего удалению при барботаже: , мкг/с.

Скорость течения воды на барботажном листе:, м/с.

Коэффициент массопередачи на барботажной тарелке: , кг/м²с.

Средний концентрационный напор: , мкг/дм³.

Необходимая площадь барботажной тарелки: , м².

Полученное значение хорошо согласуется с принятыми конструктивными характеристиками барботажной тарелки, при которых достигается требуемая степень деаэрации воды.

№ 22