3.2 Подбор водяных конденсаторов

Водяные конденсаторы подбирают по площади теплопередающей поверхности. Исходными данными служит тепловая нагрузка, отводимая конденсаторами.

Выбираем водяной горизонтальный кожухотрубный конденсатор.

Расчетная тепловая нагрузка на конденсатор Q_{кд. р} определяется по формуле:

Q_кд=m_км1 (h₁₃-h₁₂) + m_км2 (h₂₃-h₂₂) + m^в _км3 (h₃₅-h₃₄);

Q_{кд. р}= 0,5· (1695-350) + 0,65· (1760-350) + 0,84· (1695-195) = 2908,1 кВт

F_{кд. р}= Q_{кд. р}/q_к [2],

где

q_к - тепловой поток конденсатора, q_к= 3¸7 кВт/м² [1].

F_{кд. р}= 2908,1/ (1·6) = 484,7 м²

Подбираем два конденсатора фирмы ГЮНТНЕР АК 860-2;

Технические характеристики [10]:

F_кд= 246,9 м²;

Диаметр обечайки, D= 820 мм;

Длинна, L= 6620 мм;

Объем межтрубного пространства,V_{меж. тр}= 1420л;

Объем трубного пространства, V_тр= 1150 л;

Максимальное рабочее давление в межтрубном пространстве, P_max= 1,8 МПа;

Максимальное рабочее давление в трубном пространстве, P_max= 0,6 МПа;

Максимальная рабочая температура в межтрубном пространстве, T_max= 120 °C;

Максимальная рабочая температура в трубном пространстве, T_max= 60 °C;

Масса, m= 5415 кг;

Число ходов - 2.

3.3 Подбор градирни

Подбор градирни предполагает проведение упрощенного теплового расчета для определения теплового потока в рабочих условиях и нахождения их числа, обеспечивающего требуемое значение охлаждения воды при заданной тепловой нагрузке и расчетных параметрах окружающей среды.

Расчетная тепловая нагрузка складывается из тепловых потоков в конденсаторах Q_к и в маслоохладителях Q_мi.

Q_{гр. р}= Q_к+∑Q_мi [1];

Q_мi= ∑ (N_{e, i -} m_i∙ (h_{мi -} h_1i) - Q_{о. с}) [2],

где

h_{м. i} - энтальпия при требуемой температуре масла в компрессоре (см. таблицу 1,2,3);

Q_{о. с} - теплота, отводимая воздухом от корпуса компрессора, Q_{о. с}= 0,06∙Q_м. [2], Тогда:

;

кВт;

кВт;

кВт;

кВт;

Q_{гр. р}= 2908,1+ (83,3+212,14+87,16+245,8) = 3536,5 кВт;

Объемный расход воды через градирню, м³/с:

V_{w. гр}= Q_{гр. р}/ (с_w·Δt_w·ρ), [4]

где

Δt_w - разность температур между входом и выходом воды в градирне, Δt_w = 4 ºС; [4]

с_w - теплоемкость воды, с_w= 4,19 кДж/ (кг·К).

V_{w. гр}= 3536,5/ (4, 19·4·1000) = 0,21,

По каталогу фирмы Baltimore по зависимостям от Δt_w, t_мт и V_{w. гр} подбираем две градирни фирмы Baltimore марки TXV-500 [10].

Технические характеристики:

Мощность вентиляторов, N_вен= 33 кВт;

Объемный расход вентилятора V_вен= 67,7 м³/с;

Масса 8710 кг.

3.4 Подбор батарей

Для компенсации внутренних и внешних теплопритоков, в камере устанавливают охлаждающие приборы - воздухоохладители и батареи. Подбор охлаждающих батарей осуществляется по площади теплопередающей поверхности.

Площадь теплопередающей поверхности батарей, м²:

F_{б. р} = Q_тi∙b_i/ (k_б∙q_б) [2],

где

b_i - доля теплового потока, отводимая батареями;

k_б - коэффициент теплопередачи для оребренной трубы,

k_б = 0,035¸0,046 кВт/ (м²*К) [1];

q_б - разность температур теплообменивающихся сред q_б = 7¸10 К [1].

Для температуры t₀₁= - 7°С:

F_б.1 = Q_{т. р1} ∙b₁/k_б1∙q_б = 405∙0,21/ (0,0046∙8) = 2126,25 м².

Подбираем унифицированный блок батарей с шагом оребрения 10 мм, диаметром труб

Æ16×2 мм, площадью одного блока батарей f _б1= 41,61 м², длиной труб l_б1=3800 мм, количеством труб n_б1=8 [1].

Внутренний объем батареи:

v_б1=n _б1∙l _б1∙p∙d_вн1²/4= 8∙3,8∙3,14∙0,012²/4= 3,4∙10^-3 м³.

Количество батарей:

n_б1= F_б.1/f₁= 265,8/41,61= 51,1

Принимаем n _б1=52.

Внутренний объем всех батарей для температуры t₀₁= - 7°С:

V_б1= v_б1∙n_б1= 3,4∙10^-3∙52= 0,177 м³.

Для температуры t₀₂= - 19°С:

F_б.2 = Q_{т. р2} ∙b₂/ (k_б2∙q_б) =510∙0,1/ (0,005∙8) = 1275 м².

Подбираем унифицированный блок батарей с шагом оребрения 12 мм, диаметром труб

Æ16×2 мм, площадью одного блока батарей f₂= 35,17 м², длиной труб l=3800 мм, количеством труб n=8 [1].

Внутренний объем одной батареи:

v_б2=n_б2∙l_б2∙p∙d_вн2²/4= 8∙3,8∙3,14∙0,012²/4= 3,4∙10^-3м³.

Количество батарей:

n_б2= F_б.2/f₂= 1275/35,17= 36,25

Принимаем n _б2=37.

Внутренний объем батарей для температуры t₀₂= - 19°С:

V_б2= v_б2∙n_б2= 3,4∙10^-3∙37= 0,126 м³.

Для температуры t₀₂= - 40°С батареи не используются (по заданию).