54
.pdf6 ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАБОЧИХ ПАРАМЕТРОВ, КОНСТРУКЦИОННЫХ ДАННЫХ, МОЩНОСТИ МЕХАНИЗМОВ ВОДООПРЕСНИТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКИ КИПЯЩЕГО ТИПА
Пример расчёта
Исходные данные :
1.Производительность-14800 кг/сут .
2.Температура греющей воды на входе в греющую батарею-70 С. 3.Снижение температуры греющей воды в батарее-10 оС. 4.Температура забортной воды-28 оС.
5.Нагрев охлаждающей воды в конденсаторе-7 оС.
6. Коэффициент заполнения трубной доски испарителя-0,74.
7.Паровое сопротивление конденсатора, кПа.
8. Скорость охлаждающей воды в трубках конденсатора-1,2 м/с. 9.Число ходов охлаждающей воды в конденсаторе-4. 10.Коэффициент заполнения трубной доски конденсатора-0,69. 11.Механический к п д насоса-0,75.
12.Материал труб-мельхиор.
Выбор значений коэффициентов из приложений рекомендуется выполнять методом линейной интерполяции Таблица 3- Определение параметров вторичного пара
Наименование, обозначение, |
Расчетная формула, способ определения |
Числовое |
|||||||||||||||
единицы измерения |
значение |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Температура греющей воды на |
|
|
|
|
t1/ t г .в . ; |
|
|||||||||||
δtгр.в.- снижение температуры |
|
|
|||||||||||||||
выходе из греющей батареи |
греющей воды в батарее (задано); |
60 |
|||||||||||||||
t1// , С |
|
|
|
t1/ - температура греющей воды на входу в грею- |
|
||||||||||||
|
|
|
|
щую батарею, оС (задано). |
|
|
|
||||||||||
Ср. температура греющей во- |
|
|
|
|
(t1/ t1// )/2 |
65 |
|||||||||||
ср |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
ды t1 , С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Нагрев охлаждающей воды в |
|
|
|
|
|
(4-10) |
|
7 |
|||||||||
конденсаторе tз.в . , С |
|
|
|
t з.в. -(задано) |
|||||||||||||
|
|
|
|
||||||||||||||
Средняя температура охлаж- |
|
|
|
|
t |
|
|
tç.â |
; |
|
|||||||
дающей воды в конденсаторе |
|
|
|
|
ç.â |
2 |
|
31,5 |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
tзср.в. , С |
|
|
|
tз.в., С -температура забортной воды (задано) |
|
||||||||||||
Температурный напор в кон- |
(t1ср tзср.в. ) |
|
|
|
; где |
Кц |
|
2 для судовых ВОУ |
|
||||||||
|
|
|
|
13,88 |
|||||||||||||
денсаторе tк , C |
|
|
|
(1 |
|
Кц |
) |
|
|
|
Ки |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
К |
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Температура вторичного пара |
|
|
|
|
tзср.в. |
tк |
45,38 |
||||||||||
t2 , С |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Давление вторичного пара |
|
|
из таблиц водяного пара |
9,7 |
|||||||||||||
p2, кПа |
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
(приложение №Г (х102)) (по t2) [8] |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||||
Энтальпия вторичного пара |
|
|
из таблиц водяного пара |
2584 |
|||||||||||||
i2 , кДж/кг |
|
|
|
|
(приложение №Г) (по t2) [8] |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||||
Теплота парообразования |
|
|
из таблиц водяного пара |
2395 |
|||||||||||||
r2 , кДж/кг |
|
|
|
|
(приложение №Г) (по t2) [8] |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||||
Удельный объем v |
2 |
, |
м3 |
|
|
из таблиц водяного пара |
15,28 |
||||||||||
|
|
кг |
|
(приложение №Г) (по t2) [8] |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
31 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 4- Тепловой расчет греющей батареи, корпуса
№ |
Наименование, обозначение, |
Расчетная формула |
|
|
|
|
|
|
|
|
способ |
Числовое |
||||||
п/п |
единицы измерения |
|
|
определения |
|
|
значение |
|||||||||||
|
Производительность установки |
|
|
|
G2 |
|
G |
, |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
24 |
|
|
|
617 |
||||||||||
1. |
G2 , кг/час |
|
|
G'-производительность |
||||||||||||||
|
|
|
|
установки - (задано) |
|
|||||||||||||
2. |
Расход питательной воды |
( |
1)G2 |
; 2 3- коэф. продува- |
2468 |
|||||||||||||
G, кг/ч |
|
|
|
|
|
|
ния |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3. |
Количество продуваемого рас- |
|
|
|
G 2 |
|
|
|
|
1851 |
||||||||
сола Gпр ; кДж/ч |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
G2r2 G Cпв(t2 tпв); |
|
|||||||||||||
4. |
Количество тепла для подогре- |
Спв -теплоёмкость питающей воды выби- |
1595483 |
|||||||||||||||
ва и испарения воды Q, кДж/ч |
раем |
по |
табл.5 |
|
|
|
|
(приложение№Ж), |
|
|||||||||
|
|
|
[4,табл.5]; tпв |
tзв |
; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
Q C |
гр |
(t/ |
t |
// ) , |
|
|
|
|||||||
|
Расход греющей |
|
|
|
|
|
1 |
1 |
|
|
|
|
||||||
|
|
Cгр-теплоёмкость греющей воды выбираем |
44884 |
|||||||||||||||
5. |
воды, Wгр , кг/ч |
|
по |
t1ср табл.5 |
|
|
|
|
|
приложение№Ж), |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
[4,табл.5]; -коэффициент сохранения теп- |
|
||||||||||||||
|
|
|
ла=0,85; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Диаметр труб греющей батареи: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,016 |
|
6. |
наружный dн, м |
|
|
|
|
|
задан |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,014 |
|||||||||
|
внутренний dвн, м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Скорость греющей воды в меж- |
|
|
|
|
|
W 10 3 |
|
|
|
||||||||
|
|
гр |
|
|
|
гр |
|
|
, |
|
|
|||||||
7. |
|
3600 B h |
2,51 |
|||||||||||||||
трубном пространстве греющей |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
батареи wгр , м/с |
|
h- высота сечения для прохода греющей |
|
||||||||||||||
|
|
|
воды, В-ширина. h=0,06м, В=0,083м, [4] |
|
||||||||||||||
|
|
|
|
Re w d |
вн |
106 / 106 , |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
гр |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8. |
Критерий Рейнольдса для пото- |
106 |
м2/с -коэффициент кинематической |
78701 |
||||||||||||||
ка греющей воды |
|
вязкости, выбираем по t1ср табл.5 (прило- |
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
жение№Ж, [4,табл.5] |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
Критерий Нуссельта для потока |
|
Nu 0.0263Re0.8 Pr0.35 ; |
|
||||||||||||||
9. |
Pr критерий Прандтля для греющей воды |
310 |
||||||||||||||||
греющей воды |
|
выбираем по t1ср табл.5 (приложение№Ж, |
||||||||||||||||
|
|
|
[4,табл.5] |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Коэффициент теплоотдачи от |
|
|
гр |
Nu |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
d вн ; |
|
|
|
|||||
10. |
греющей воды к трубам грею- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
14803 |
|||||
|
щей батареи 1 , Вт/( м2 |
С) |
|
гр выбираем по t1ср табл.5 |
|
|||||||||||||
|
|
|
|
(приложение №Ж, [4,табл.5] |
|
|||||||||||||
|
Средняя температура |
стенки |
|
|
/ |
|
|
// |
|
|
|
|
t2 tпв |
|
|
|||
11. |
|
ср |
|
0,5( |
t1 t1 |
|
|
) |
50,85 |
|||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
труб греющей батареи tст ; С |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
32
Продолжение табл.4
12. |
Средняя |
разность температур |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
tстср |
|
(t |
2 |
t |
пв |
) |
|
|
|
|
|
|
|
|
14,16 |
|||||||||||
стенки труб и рассола t , С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Коэффициент теплоотдачи |
от |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2,33 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
13. |
стенки труб к рассолу |
|
|
|
|
|
|
22(P2 10 2)0,58 t |
1,16 |
|
|
1531 |
|||||||||||||||||||||||||||
|
2 , Вт/( м2 С) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Температурный |
напор в грею- |
|
(t/ |
t |
|
|
|
) (t |
// |
t |
|
|
)/2,3lg |
|
t/ |
|
t |
пв |
|
|
||||||||||||||||||
14. |
щей батарее tи , С |
|
|
пв |
2 |
1 |
|
|
|
25,97 |
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
// |
t2 |
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t1 |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Коэффициент |
теплоотдачи |
в |
1 |
|
|
|
|
|
|
dн |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
15. |
|
1 |
|
м |
|
|
|
dвн |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1180 |
|||||||||||||||
греющей батарее |
|
|
|
d |
н |
d |
вн |
, |
м -коэффициент |
теплопро- |
|||||||||||||||||||||||||||||
|
Ки , Вт/( м2 С) |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
водности материала (приложение№Е, [4] |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
стр.28 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
16 |
Тепловой поток Ф, Вт |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Q/3,6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
443190 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ф |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
17 |
Поверхность нагрева греющей |
|
э Ки tи ; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
19,54 |
|||||||||||||
батареи |
F ,м2 |
|
|
|
ý |
-коэффициент, учитывающий загряз- |
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
и |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
нение гр.батареи накипью (задан) |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||
|
Число труб греющей батареи nи |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Fи |
dв lи |
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
370,41 |
||||||||||||||
18 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
прин. |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
lи- длина труб испарителя.-1….2м. |
|
|
372 |
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1.05Sи |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
zи nи / тр.и |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
Эквивалентный |
диаметр труб- |
Sи =1.3dн |
|
– |
шаг |
труб |
при |
|
|
ромбическом |
|
|||||||||||||||||||||||||||
19 |
ного пучка греющей батареи D, |
расположении на трубных досках; zи-число |
0,73 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
м |
|
|
|
ходов греющей воды =2 [8]; тр.и - коэф. |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
заполнения трубной доски (задан). |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4G2 V2 |
R |
|
|
|
; |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
F |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
20 |
Диаметр барабана камеры испа- |
|
RF =5000 9000 ( |
м3 |
|
чм2 ) - напряжение |
1,23 |
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
рения Dв, м |
|
зеркала испарения [4, с. 133]. Принимается |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
значение |
|
RF , позволяющее получить Dв, |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
необходимое для рационального размеще- |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
ния трубного пучка греющей батареи |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4G |
2 |
V |
|
|
|
D2 lи |
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
; |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R D2 |
|
|
D |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V |
|
|
|
|
в |
|
|
|
|
|
|
в |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
21 |
Высота корпуса H, м |
|
|
R =4000 10000 |
|
( м3 /чм3 ) |
|
- |
|
|
напряжение |
1,3 |
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
V |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
парового объема |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
[1, стр. 133]; D, м – эквивалентный диа- |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
метр трубного пучка; lи- длина труб испа- |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
рителя |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
33 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 5-Тепловой расчет конденсатора
№ |
Наименование, обозначение, |
Расчетная формула |
Числовое |
п/п |
единицы измерения |
способ определения |
значение |
|
|
|
|
|
|
|
|
G2(i2 iд); |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
iд=186,4 кДж/кг – определяемое из |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
таблиц водяного пара теплосодержа- |
|
|||||||||
|
Кол-во тепла, отводимое от вто- |
ние |
дистиллята |
(приложе- |
1478517 |
|||||||||||
1. |
ние№Д[8](по p2'∙10-2), |
соответствую- |
||||||||||||||
ричного пара Qп, кДж/ч |
|
|
щее давлению на выходе из конден- |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
сатора |
P/ |
P P |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
P 0,1 0,2-паровое сопротив- |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
ление конденсатора (задано) |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
Принимается предварительно в пре- |
|
|||||||||
|
Кратность охлаждения m |
|
|
делах 50-90 [4,стр25]. В случае когда |
|
|||||||||||
2. |
|
|
соотношение Lк/Dэкв.(п.12) находится |
55 |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
не рекомендуемых пределах изме- |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
нить значение и расчёт повторить. |
|
|||||||||
3. |
Расход охлаждающей воды |
|
|
m G2 |
|
|
|
|
|
|
33935 |
|||||
Gзв , кг/ч |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
4. |
Расход охлаждающей воды |
|
|
Gзв / зв ; |
|
|
|
|
33,33 |
|||||||
Wзв , м3 /ч |
|
|
|
|
зв , кг/м3- по табл.4 |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
(приложение№Ж, [4, табл.4] |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
((tg tзв ) (t2 tзв/ )) |
|
t |
|
t |
; |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
g |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
2,3 lg |
|
|
зв |
|
|
|||
|
Температурный напор в конден- |
|
|
t2 |
tзв/ |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
5. |
tg - температура дистиллята, опре- |
13,37 |
||||||||||||||
саторе tк , С |
|
|
|
|
деляемая по значению |
Р2/ из таблиц |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
водяного пара; tзв |
tзв tзв - |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
температура забортной воды на вы- |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
ходе из конденсатора δtзв(задано) |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
з м t q K0 |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
K0-определяется по номограмме |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
приведенной в (приложении №4 по |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
wз.в (задано), [4 рис.19]). |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
з -коэффициент загрязнения при- |
|
|||||||||
|
Коэффициент теплопередачи в |
нимаем равным 0,85…0,95; |
|
|
|
|
|
|||||||||
6. |
м -коэффициент учитывающий |
ма- |
2741 |
|||||||||||||
конденсаторе К |
К |
, Вт/( м |
2 |
С) |
||||||||||||
|
|
териал и толщину труб определяем |
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
по табл.6 [4] или в (приложении№Е) |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
t -коэффициент учитывающий на- |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
чальную температуру |
охлаждающей |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
воды определяется также по номо- |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
грамме (приложении №4 по tз.в [4 |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
рис.19]); |
|
|
|
|
|
|
|
|
34
Продолжение табл.5
|
|
|
q -коэффициент |
|
учитывающий |
||
|
|
|
удельную паровую загрузку поверх- |
||||
|
|
|
ности |
охлаждения- |
ориентировочно |
||
|
|
|
равен 0,95…1,1 |
|
|
|
|
7. |
Поверхность |
охлаждения кон- |
QП |
|
|
11,21 |
|
денсатора |
F |
, м2 |
3,6 К |
К |
t |
||
|
|
К |
|
|
|
К |
|
|
4z W |
/ 3600 d2 |
w |
зв |
; |
|
|||||||||
|
|
к |
|
зв |
|
|
|
|
в |
|
|
|
|
|||
|
Число трубок конденсатора nK |
zк 2 4-число |
ходов |
охлаж- |
200,6 |
|||||||||||
8. |
дающей воды (задан); |
|
|
|
|
|
|
прин |
||||||||
|
|
dв 0.014м- |
внутренний |
диа- |
202 |
|||||||||||
|
|
|
||||||||||||||
|
|
метр труб конденсатора |
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
1.05 Sк |
|
|
|
|
|
; |
|
|
|
|||||
|
|
|
zк nк / тр.к. |
|
|
|
||||||||||
9. |
Эквивалентный диаметр трубно- |
Sк 1,3d , м – шаг труб; |
|
|
|
|
0,75 |
|||||||||
го пучка конденсатора Dк, м |
d = 0,016м – наружный диаметр труб |
|||||||||||||||
|
|
конденсатора; ηтр.к-коэффициент за- |
|
|||||||||||||
|
|
полнения трубной доски (задан); |
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10. |
Длина труб конденсатора lк , м |
|
|
|
|
|
Fк |
|
|
; |
|
|
|
|
1,1 |
|
|
|
|
|
d nк |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
11 |
Отношение Lк/Dэкв. |
Рекомендуемое значение отношения |
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
Lк/Dэкв=1,3-2,3 |
|
|
|
|
1,47 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
Lк/Dэкв.=1,3 - 2,3 |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12 Удельная тепловая нагрузка qт , |
qт |
Qп |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
кг/(м2∙ч) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
131893 |
||||
|
F |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
к |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
13 |
Удельная паровая нагрузка |
qï |
G2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
55,04 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
F |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
ê |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
35
Таблица6-Расчет мощности насосов
№ |
Наименование, обозначение, |
|
Расчетная формула |
|
Числовое |
|||||||
п/п |
единицы измерения |
|
способ определения |
|
значение |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Насос забортной воды |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1. |
Давление нагнетания Pн , МПа |
|
|
|
|
0,5 0,6 |
|
|
0,6 |
|||
2. |
Давление всасывания Pв , МПа |
|
0,02 0,04 |
|
|
0,038 |
||||||
3. |
|
|
|
|
|
Pí |
Pâ |
106 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
çâ g |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
Напор насоса H, м |
ρз.в -плотность забортной воды |
32 |
|||||||||
|
|
принимается (приложение№Ж), |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
[4,табл.4] |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
4. |
Подача насоса Q, м3 /ч |
|
|
|
|
1,2 Wз.в ; |
|
|
40 |
|||
q, м3 /с |
|
|
|
|
Q/3600 |
|
|
0,01 |
||||
5. |
Мощность насоса Nн, кВт |
зв g Hq |
1000 м ; ì |
(за- |
4,3 |
|||||||
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
дано) |
|
|
|
||
6. |
Мощность электродвигателя |
N |
н э |
; э |
(0,86 0,87) |
4,9 |
||||||
Nэ, кВт |
|
|||||||||||
|
Дистиллятный насос |
|
|
|
|
|
|
|||||
7. |
Давление нагнетания Pн,МПа |
|
|
|
|
|
0,150 0,250 |
|
0,250 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8. |
Давление всасывания Pв, МПа |
|
|
|
|
|
|
|
P/ |
|
|
0,00957 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|||
9. |
|
|
|
|
Pн |
Pв |
106 ; |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
д g |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
Напор насоса H, м |
ρд-плотность дистиллята опреде- |
16 |
|||||||||
|
|
ляем поtg (приложение№Ж), |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
[4,табл.4] |
|
|
|
|||
10. |
Подача насоса Q, м3 /ч |
|
|
|
|
|
1,2G2 / д ; |
|
0,75 |
|||
q, м3 /с |
|
|
|
|
|
Q/3600 |
|
|
0,0002 |
|||
11. |
|
|
ä g H q |
|
; |
|
||||||
Мощность насоса Nн, кВт |
|
|
|
|
|
|
|
1000 ì |
0,04 |
|||
|
|
|
н 0,7 0,8 |
|
|
|
||||||
12. |
|
|
|
|
|
|
Nн |
; |
|
|
||
Мощность электродвигателя Nэ, кВт |
|
|
|
|
|
|
|
э |
|
0,046 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
э (0,86 0,87)
36
7 АНАЛИЗ РАБОТОСПОСОБНОСТИ УТИЛИЗАЦИОННОЙ ВОУ КИПЯЩЕГО ТИПА
Практический интерес представляет получение количественных показателей работоспособности утилизационной ОУ в комплексе, а также ее отдельных механизмов, теплообменных аппаратов, элементов связи и арматуры с использованием информации о фактических отказах и на основе этого с применением вероятностного метода оценки уровня ее эксплуатационной надежности. Ниже приводится анализ таких показателей.
В качестве обследуемых объектов приняты утилизационные вакуумные ОУ типа «Атлас» и «Нирекс» в комплексе и их отдельные элементы, входящие в состав судовых энергетических установок. Объем переменной во времени выборки по комплексам составил 32, по отдельным элементам - от 41 до 47. Эти объекты рассматриваются с позиции восстанавливаемых изделий.
Одним из основных показателей эксплуатационной надежности является средняя наработка на отказ Тотк или интенсивность отказов t, удовлетворяющая условию:
(t) * ; t Є[0,Т*], |
(1) |
где * - предельно допустимая (назначенная) интенсивность отказов;
Т*- назначенный ресурс или срок службы. Оценка (t) на основе эксплуатационной информации затруднительна. Проще определить параметр потока отка-
зов ω(t)
Для случая простейшего потока со свойствами ординарности, стационарности и отсутствия последствия, указанными выше,
ω(t)= (t); |
(2) |
для определения Тотк элементов ОУ использовалась формула
Т |
|
|
1 |
N T |
(3) |
|
|
||||
|
отк |
|
m i 1 i , |
где m- общее количество отказов в обследуемых элементах ОУ одного наименования, например НРВ,
Тi – фактическая наработка единичного элемента этого наименования без учета времени, затрачиваемого на профилактическое обслуживание,
N- количество обследуемых элементов ВОУ этого наименования, например НРВ, (насос рабочей воды)равно 45.
Результаты расчетов значений средних наработок на отказ и коэффициентов готовности элементов утилизационных ОУ представлены в табл. №7.
37
Таблица 7-Результаты расчетов значений средних наработок на отказ
Элемент ОУ |
Тотк., |
Кг |
|
тыс.ч. |
|||
|
|
||
Насос рабочей воды |
1,4 |
0,9961 |
|
|
|||
|
|
|
|
Рассольный насос |
2,01 |
0,9985 |
|
|
|||
|
|
|
|
Дистиллятный насос |
3,02 |
0,9994 |
|
|
|||
|
|
|
|
Струйный насос |
3,92 |
0,9996 |
|
|
|||
|
|
|
|
Испаритель |
2,16 |
0,9986 |
|
|
|||
|
|
|
|
Трубопровод и арматура |
2,92 |
0,9992 |
|
|
|||
|
|
|
|
Конденсатор |
2,37 |
0,9990 |
|
|
|||
|
|
|
Из табл.7 видно, что min Тотк имеют НРВ. Для них характерно наибольшее количество отказов и минимальный уровень надежности из числа рассмотренных элементов. Величина Тотк max приходится на СН (струйные насосы). Они обладают наибольшим уровнем надежности.
Отказы элементов ОУ обусловлены целым рядом причин, имеющих физикохимическое происхождение.
Для их конкретизации произведена статистическая обработка эксплуатационного материала, результаты которой приведены в табл. 8
Таблица 8 - Основные причины отказов
Элементы ОУ |
|
Основные причины отказов |
|||
|
|
|
|
||
Износ |
Коррозия |
Кавитация |
Механические |
||
|
|||||
|
разрушения |
||||
Насос рабочей |
51 |
17 |
24 |
8 |
|
воды |
|||||
|
|
|
|
||
Рассольный на- |
54 |
10 |
7 |
29 |
|
сос |
|||||
|
|
|
|
||
Дистиллятный |
52 |
11 |
27 |
10 |
|
насос |
|||||
|
|
|
|
||
Струйный на- |
31 |
39 |
11 |
19 |
|
сос |
|||||
|
|
|
|
||
Испаритель |
9 |
64 |
---------------- |
27 |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
Трубопровод и |
13 |
58 |
---------------- |
29 |
|
арматура |
|||||
|
|
|
|
38
Анализ информации показывает, что одной из основных причин отказов элементов ОУ является износ. По этой причине выходы из строя элементов составляют более 50%. Процесс износа может носить характер механического, физического и химического происхождения. В зависимости от условий эксплуатации возможны случаи, адгезионного, абразивного, коррозионного, поверхностного и даже струйного износа. Поэтому в целях увеличения эффективности работы элементов ОУ и снижения количества отказов эти обстоятельства необходимо учитывать на всех этапах при проектировании, изготовлении и эксплуатации в процессе разработки конструкций, технологического производства, монтажа, проведения профилактических мероприятий и ремонтов.
8 ЭКСПЛУАТАЦИОННАЯ НАДЁЖНОСТЬ ВОУ
Рассматривая отказ ОУ как вероятностное событие, заключающееся в нарушении ее работоспособности, и учитывая, что она состоит из совокупности элементов с точки зрения количественной оценки, можно сказать, что отказ любого из них может привести из строя ОУ.
Состояние работоспособности ОУ в процессе ее эксплуатации может быть выражено изменением вероятности безотказной работы (коэффициентом надежности). Согласно системной теории надежности при условии, что отказы элементов ОУ происходят независимо (появление любого отказа не исключает вероятностей появления остальных), вероятность ее безотказной работы в соответствии с теоремой умножения будет определяться по формуле:
n |
|
P(t)îó P(ti ), |
(4) |
i 1 |
|
где P(t)оу, …… P(tn)-вероятность безотказной работы элементов ОУ.
При назначении уровня надежности ОУ в процессе ее проектирования не-
обходимо знать значения P(ti ) отдельных элементов.
Функция надежности элементов ОУ в общем виде может быть выражена в виде полиномиального уравнения второго порядка:
P(t) а аt a |
t2, |
(5) |
||
0 |
1 |
2 |
|
где 0 , 1 , 2 -аппроксимационные коэффициенты; t- нароботка
Для определения конкретного вида уравнения необходимо знать значения указанных коэффициентов аппроксимационных уравнений вероятности безотказной работы и наработки (тыс. часов) элементов ОУ при различной вероятности отказа приведены в табл. 9
39
Таблица 9 - Значения коэффициентов аппроксимационных уравнений вероятности безотказной работы и наработки
Элемент опрес- |
Значение коэффициента |
Значение вероятности отказа, % |
||||||
нительной ус- |
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
1 |
2 |
100 |
75 |
50 |
25 |
||
тановки. |
||||||||
Насос рабочей |
0.649 |
-0.029 |
0.0003 |
38.0 |
17.6 |
9.1 |
3.8 |
|
воды |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||
Дистиллятный |
0.858 |
-0.024 |
0.0002 |
- |
37.4 |
17.2 |
5.7 |
|
насос |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||
Рассольный на- |
0.776 |
-0.028 |
0.0003 |
- |
26.3 |
11.8 |
4.6 |
|
сос |
|
|
|
|
|
|
|
|
Струйный на- |
0.876 |
-0.021 |
0.0002 |
- |
- |
24.2 |
7.4 |
|
сос |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||
Трубопровод и |
0.788 |
-0.103 |
0.0037 |
- |
7.0 |
3.2 |
1.1 |
|
арматура |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||
Конденсатор |
0.767 |
-0.121 |
0.0051 |
16.3 |
5.6 |
2.5 |
0.8 |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Испаритель |
0.625 |
-0.095 |
0.0021 |
11.6 |
4.4 |
1.8 |
0.5 |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Полученное уравнение 5 с аппроксимационными коэффициентами (см. табл.9) применимо для насосов утилизационных ОУ в пределах наработки
трубопроводов и арматуры, конденсаторов и испарителей |
|
|
t (0 20) 103,ч |
|
(6) |
Конкретный вид функции надежности например, НРВ будет: |
|
|
P(t) 0,649 0,029 t 0,0003 t2 |
, |
(7) |
Аналогично для конденсатора ОУ |
|
|
P(t) 0,767 0,121 t 0,0051 t2 |
, |
(8) |
В соответствии с формулой 5 выполнены расчеты вероятности отказа F(t) работы элементов ОУ для различных диапазонов наработки, результаты которых представлены в табл. 9.
Анализ полученных данных показывает, что 100 %-ную вероятность отказа имеют НРВ, конденсаторы и испарители с различными значениями наработки. При этом минимальная наработка приходится на испарители, а максимальная на НРВ.
Рассматривая отдельно взятые совокупности указанных групп элементов ОУ, например при 100 и 25 % вероятности отказа, следует отметить существенное снижение наработки. Наиболее резкое снижение наработки имеют испарители. Второе место по значимости занимают конденсаторы.
Снижение наработки для НРВ по сравнению с испарителями и конденсаторами меньше примерно в 2 раза.
40