ТИПАААААААААААААААААААААААААААААААААРЬ
.pdf
4. Находимоптимальноесоотношениемеждуповерхностью теплообменаигидравлическимипотерями
Поверхностьютеплообменаявляетсяплощадьэкономайзера,следовательно количествопучковтруб.Длятогочтобы проследитьзависимостьиопределить оптимальноесоотношение,зададимнесколькозначенийпараллельновключенных змеевиков.
Какужебылосказано выше, величинагидравлическогосопротивлениянапрямую влияетназначениемощности,которуюнеобходимозатратитьдляпреодоления газомилирабочейсредойэтогосопротивления.
Привыбореоптимтимальныхформиразмеровповерхностинагревателя теплоообменникапринимаютнаивыгоднейшеесоотношениемеждуповерхность теплообменаирасходомэнергиинадвижениетеплоносителей.Добиваются,чтобы указанноесоотношениебылооптимальным,т.е.экономическинаиболеевыгодным. Этосоотношениеуставнавливаетсянаосноветехнико-экономических расчетов.
Прианализеоптимальногосоотношениямеждуповерхностьютеплообменаи гидравлическимипотерямибудемвпервуюочередьориентироватьсянастоимость электроэнергии.Тоестьсумму,которуюзаплатит ТЭЦ,расположеннаявМосквепри использованииэкономайзера.
СогласноимеющийсяинформациитарифнаэлектроэнергиювМосквес1июля2017 годасоставляет5.38руб/кВт*ч
Цена_за_кВт_ч := 5.38 |
руб |
|
кВт ч |
||
|
Вынесем всенеобходимыетаблицысполученнымиранееданными:
|
|
0 |
|
|
|
0 |
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
9.602·103 |
|
|
0 |
2.025·106 |
|
|
0 |
9.372·103 |
|
|
1 |
9.265·103 |
|
|
1 |
2.376·106 |
|
|
1 |
8.941·103 |
|
|
2 |
8.97·103 |
|
|
2 |
2.756·106 |
|
|
2 |
8.559·103 |
|
|
3 |
8.71·103 |
|
|
3 |
3.164·106 |
|
|
3 |
8.219·103 |
м2 |
NВ = |
|
|
Вт |
NГ = |
|
|
Вт |
F = |
|
|
|
4 |
8.478·103 |
4 |
3.6·106 |
4 |
7.914·103 |
||||||
|
5 |
8.271·103 |
|
|
5 |
4.065·106 |
|
|
5 |
7.637·103 |
|
|
6 |
8.085·103 |
|
|
6 |
4.557·106 |
|
|
6 |
7.385·103 |
|
|
7 |
7.916·103 |
|
|
7 |
5.078·106 |
|
|
7 |
7.155·103 |
|
|
8 |
7.763·103 |
|
|
8 |
5.626·106 |
|
|
8 |
6.944·103 |
|
|
9 |
7.624·103 |
|
|
9 |
6.201·106 |
|
|
9 |
6.749·103 |
|
|
|
0 |
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
3.016·103 |
|
|
0 |
5.086·104 |
|
|
1 |
3.54·103 |
|
|
1 |
4.908·104 |
|
|
2 |
4.106·103 |
|
|
2 |
4.752·104 |
|
|
3 |
4.713·103 |
|
|
3 |
4.614·104 |
|
pГ = |
|
|
|
pВ = |
|
|
Па |
4 |
5.363·103 |
Па |
4 |
4.491·104 |
|||
|
5 |
6.055·103 |
|
|
5 |
4.382·104 |
|
|
6 |
6.788·103 |
|
|
6 |
4.283·104 |
|
|
7 |
7.564·103 |
|
|
7 |
4.194·104 |
|
|
8 |
8.381·103 |
|
|
8 |
4.113·104 |
|
|
9 |
9.236·103 |
|
|
9 |
4.039·104 |
|
Теперьрассчитаем,какуюсуммузаплатитТЭЦприиспользованииразличных площадейнагреваэкономайзеразаодинкалендарныйгодбесперебойнойработы:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
95872702.99 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
112431438.41 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
130318768.92 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
NВ |
|
NГ |
|
|
|
3 |
149534339.24 |
|
Цена_за_год := |
Цена_за_кВт_ч |
|
+ |
|
|
24 365 |
= |
4 |
170077875.70 |
руб |
|
|
|||||||||
|
|
1000 |
|
1000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
191949163.76 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
215148032.65 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
239674344.63 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
265527987.23 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
292583643.58 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
рубли
3 108 |
|
|
|
|
2.5 108 |
|
|
|
|
2 108 |
|
|
|
|
Цена_за_год |
|
|
|
|
1.5 108 |
|
|
|
|
1 108 |
|
|
|
|
5 107 |
|
|
|
|
6 103 |
7 103 |
8 103 |
9 103 |
1 104 |
F
м^2
График зависимостистоимостигодовойэлектроэнергииотплощадинагрева ЭК
Изполученных результатоввидно,чтоприсниженииплощадиповерхностинагрева экономайзераснижаютсяи затратынаэлектроэнергию,котораянужнадля обеспечениятакоймощностинасосаи дутьевоговентилятора,чтобы потокигазаи рабочейсредыпреодолелигидравлическоесопротивление.Связаноданное снижениезатратнапрямуюсо снижениемгидравлическогосопротивлениясгазовой стороныэкономайзера.Такженеобходимосказать,чтос уменьшением гидравлическогосопротивленияс газовойстороныэкономайзера,улучшаются основныепоказатели,характеризующиеконструкциюэкономайзера,такиекак удельныйобьем,занимаемыйэкономайзеромвконвективнойшахте(габаритная характеристикаэкономайзера)иудельныйрасходметаллана экономайзер(массоваяхарактеристикаэкономайзера):
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
1.688 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
1.439 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
1.242 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Vэк |
|||
|
|
bш aш h |
|
3 |
1.082 |
|
м3 |
V |
= |
|||||
Vудельный := |
|
|
|
|
|
= |
4 |
0.951 |
|
|
|
удельный |
|
Qп.к |
|
+ |
NГ |
|
|
кВт |
|
||||||||
|
|
NВ |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
5 |
0.843 |
|
|
|
|||||||
1000 |
1000 |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
6 |
0.752 |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
0.675 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
0.609 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
0.553 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Поверхность нагреваодного(первого) рядатруб |
Fряд := 3.14 d2 aш nв_ряду |
||||||||||||||||||
Числорядов труб походугазов(т.е. пересекаемыхгазовым потоком) |
|
|
|||||||||||||||||
zp := |
F |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
F |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
ряд |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
ρстали:= 7900 м3 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
0.105 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
π aш (d2-d1) nтр nв_ряду zp |
|
|
1 |
0.089 |
|
|
|
|
кг |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
2 |
0.077 |
|
кг |
|
|
Gэк |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
0.067 |
|
Gудельный = |
||||
|
|
|
|
|
ρстали |
|
|
|
|||||||||||
Gудельный := |
|
|
|
|
= |
кВт |
Qп.к |
||||||||||||
|
|
|
|
4 |
0.059 |
|
|||||||||||||
|
|
NВ |
|
NГ |
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
+ |
|
|
|
|
|
5 |
0.052 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
1000 |
1000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
6 |
0.047 |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
0.042 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
0.038 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
0.034 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1.8 |
|
|
|
1.62 |
|
|
|
1.44 |
|
|
кВт |
1.26 |
|
|
Vудельный1.08 |
|
|
|
0.9 |
|
|
|
м^3/ |
|
|
|
Gудельный0.72 |
|
|
|
0.54 |
|
|
|
|
|
|
|
|
0.36 |
|
|
|
0.18 |
|
|
|
0 |
|
|
|
2 103 2.45 1032.9 1033.35 1033.8 1034.25 1034.7 1035.15 1035.6 1036.05 1036.5 103 |
||
|
NВ |
NГ |
|
|
|
+ |
|
|
1000 |
1000 |
|
|
кВт |
|
|
График зависимостиудельногообъема(занимаемогоЭКвконвективной |
|||
шахте)иудельногорасходаметаланаЭКотобщеймощности(затрачиваемой |
|||
наперемещениеводы потрубамигазаваппарате) |
|
|
|
Из графиков можноувидеть, чтопринаибольшейплощадиэкономайзера |
|||
затраты наэлктроэнергиюинаудельныйрасход металабудет самыми |
|||
низкими, новыбирать данноесоотношениебудет неверно, т.к приувеличении |
|||
скоростирабочейсреды, увеличиваетсяи эрозионныйизнос. Поэтомудля |
|||
оптимальногорешенияучитываютсявсефакторы. |
|
||
Вывод: Прибольшихгидравлическихсопротивленияхвтрубах экономайзерабудетпроисходитснижениеегосрока, что увеличитзатраты напроизведениеремонтапоналадкеизамены экономайзера.
Поэтому, проанализировавзависимостиэнергопотребления от гидравлическогосопротивления экономайзераисрокаслужбы от тогожесопротивления, беремоптимальныесоотношения площадиповерхности нагреваигидравлическогосопротивления экономайзеравследующеминтервале(выборбыл сделан по моемумнению)
i := 4,5..6 |
ORIGIN := 1 |
|
|
|
3 |
|
|
|
4.614 |
10 |
4 |
|
|
|
4.713 |
10 |
3 |
|
||
|
8.219 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
10 |
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
= |
|
3 |
|
м2 pВi = |
4.491 |
10 |
Па |
pГi = |
5.363 |
10 |
Па |
||||||
F |
7.914 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
i |
|
10 |
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
10 |
|
|
|
10 |
|
||||||
|
|
|
4.382 |
|
|
|
|
6.055 |
|
|
|
|||||||
|
7.637 |
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
°C
ξтр := 0.016 |
PrВ := 1.271 |
|