в подогреватель (табл. 1.4 п.5) t2=70оС
4. Температура нагреваемой вода на выходе из подо-
гревателя (табли.5 п.59) t1=82,34оС
5. Расчетный расход сетевой воды( табл. 1.5п .6) G=51,37кг/с
РАСЧЕТ
Принимаем к установке два водоводяных подогревателя.
Так как в работе будут находиться две установки, то расход нагреваемой воды через одну установку составит:
G1=G/2=51,37/2=25,68 кг/с
Расход греющей воды определяем из уравнения теплового баланса подогревателя:
G1*(t1-t2)*C=G2*(T1-T2)*C*h
где h - коэффициент,учитывающий снижение тепловой мощности за счет потерь в окружающую среду, принимаем h=0,96
G2=(25,68*(82,34-70))/((165-80)*0,96)=3,88 кг/с
Средняя температура греющей воды
Тср=(165+80)/2=122,5оС
7. Эквивалентный диаметр межтрубного пространства
dэ=(D2-z*d2н)/(D-z*dн)=(0,2592-109*0,0162)/(0,259-109*0,016)=0,019559м
6. Скорость воды в трубках
wтр=G1/(¦тр*r)=25,68/(0,01679*1000)=1,53 м/с
9. Скорость воды в межтрубном пространстве
wмтр=G2/(¦мтр*1000)=3,88/(0,03077*1000)=0,126 м/с
10. Коэффициент теплоотдачи от греющей воды к стенкам трубок
a1=1,163*А1*w0,8мтр/d0,2э=1,163*2567,99*1,530,8/0,0195590,2=1495,7 Вт/м2к
где А1 - Температурный множитель, определяемыйп по формуле
A1=1400+18*Тср-0,035*Т2ср=1400+10*122,5-0,035*122,52=3079,8
11. Коэффициент теплоотдачи от стенок трубок к нагреваемой воде
a2=1,163*А2*w0,8тр/d0,2э=1,163*2567,99*1,530,8/0,0140,2=9815,03 Вт/м2к
где A2=1400+18*tср-0,035t2ср=1400+l8*76,17-0,035*76,172=2567,99
12. Коэффициент теплопередачи
К0=1/(1/a1+б/l+1/a2)=1/(1/1495,7+0,001/105+1/9815,03)=1283 Вт/м2к
где б - толщина стенок латунных трубок
l - коэффициент теплопроводности латуни
l=105 Вт/мк при t =122оС
Коэффициент теплопередачи с учетом коэффициента загрязнения поверхности нагрева:
К=К0*m=1283*0,75=962,25 Вт/м2к
где m - поправочный коэффициент на загрязнение и неполное омывание поверхности нагрева =0,75
13. Поверхность нагрева подогревателя
Н=G1*C*(t1-t2)/(K*Dt)=25,68*4190*(82,34-70)*0,85/(962,25*34,44)=34,06 м2
14. Количество секций подогревателя
Z=H/Fi=34,06/20,3=1,7
где Fi - поверхность нагрева одной секции водоподогревателя
Принимаем 2 секции
2.4.2. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ВОДОВОДЯНОГО
ПОДОГРЕВАТЕЛЯ
Потери напора воды в трубах
1. Внутренний диаметр трубок dвн=0,014м
2. Длина одного хода подогревателя: L=4м
3. Коэффициент трения / при средних значениях чисел Рейнольдса и коэффициенте шероховатости а=0,0002м принимаем равным 0,04
4. Коэффициенты местных сопротивлений для одной секции:
вход в трубки - 1
выход из трубок - 1
поворот в колене - 1,7
Сумма коэффициентов местных сопротивлений
S¦=3,7
5. Потери напора воды в трубках для двух секций водоводяного подогревателя при длине хода 4м
Dh=(l*Z/dвн+S¦)*w2тр*r/2=(0,04*4/0,014+3,7)*1,532*1000/2*2=354 МПа
где r - плотность воды, принимаем равной 1000м/м3
- количество секций подогревателя, соединенных последовательно
l - коэффициент трения
Потери напора в межтрубном пространстве
1. Эквивалентный диаметр живого сечения межтрубного пространства
dмтрэ=0,019559м
2. Коэффициент трения при средних значениях чисел Рейнольдса и коэффициенте шероховатости а=0,0002м и принимаем равным 0,04
3. Коэффициент местного сопротивления подогревателя по межтрубному
пространству определяем по формуле:
¦=13,5*¦мтр/¦п=0,03077/0,03765*13,5=11,03
где ¦п - площадь сечения подходящего патрубка
Средняя температура нагреваемой воды
tср=(t1*t2)/2=(70+82,34)/2=76,17оС
Среднелогарифмическая разность температур между греющей и нагре ваемой водой
Dt=(Dtб-Dtм)/ln(Dtб-Dtм)=(82,66-10)/ln(82,66/10)=34,44оС
Где Dtб - большая разность температур = 165-82,34 = 82,66 °С
Dtм - меньшая разность температур = 80-70=10 °С
Для сетевой установки типа БПСВ-14 к дальнейшему расчету выписываем конструктивные данные водоводяного подогревателя 140СТ 34-588-68 3
а) внутренний диаметр корпуса Двн = 259 мм
б) наружный и внутренний диаметр трубок
dн=16мм, dвн=14мм
в) число трубок в живом сечении подогревателя
Z=109
г) площадь живого сечения трубок
¦тр=0,01679м2
д) площадь сечения межтрубного пространства
¦мтр=0,03077м2
е) поверхность нагрева одной секции
Fi=20,3м2
¦п=0,03765м2
¦мтр - площадь живого сечения межтрубного пространства принимаем
¦м =0,03077м2 3
4. Потери напора воды в межтрубном пространстве двух секций водоводяного подогревателя
Dhмтр=(0,04*4/0,019559+11,03)*(0,1262*1000)/2*2=305 Па
где L - длина одного хода подогревателя, L=4м
wмтр - скорость воды в межтрубном пространстве, wмтр=0,126м/с
(из теплового расчета водоводяного подогревателя)
r=1000 - плотность воды в кг/м3
2.4.3. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ПАРОВОДЯНОГО
ПОДОГРЕВАТЕЛЯ
Исходные данные:
- Температура греющего пара при давлении 0,7 МПа
(табл. 1.4 р.15) Т1=165°С
- Температура нагреваемой воды на входе в подогреватель
t2=82,34°С (табл. 1.5 п.59)
- Температуру нагреваемой воды на выходе из подогревателя
t1=150°С (табл. 1.4 п.3)
1. Количество теплоты расходуемое в подогревателе
Q=25,68*4190*(150-82,34)*10-6=7,28 МВт
где G1=25,68 кг/с - расход нагреваемой воды (из теплового расчета водоводяного подогревателя)
2. В сетевой установке БЛСВ-14 в качестве пароводяного подогревателя принят подогреватель 050СT 34-577-69. Из табл. 3 выписываем его техническую характеристику:
а) поверхность нагрева Н =53,9м2
б) наружный диаметр Дн = 630мм
в) длина трубок L =3м
г) внутренний диаметр корпуса D =616мм
д) число трубок Z=392 шт.
е) диаметр латунных трубок 16мм
ж) приведенное количество трубок в вертикальном ряду Zпр=17,8 шт.
з) площадь живого сечения межтрубеого пространства ¦мтр=0,219м2
и) площадь живого сечения одного хода трубок ¦тр=0,0151м2
Скорость воды в трубках:
wтр=25,68/(0,0151*1000)=1,7 м/с
4. Средняя температура нагреваемой воды
tср=(150+82,34)/2=116,2 оС
5. Среднелогарифмическая разность температур между паром и водой:
Dt=(82,66-15)/(82,66/15)=39,64 оС
где Dtб - большая разность температур
Dtб=165-82,34=82,66 оС
Dtм - меньшая разность температур
Dtм=165-150=15 оС
6. Средняя температура стенок трубок
tстср=(Tср+ tср)/2=(165+116,2)/2=140,6 оС
7. Коэффициент теплоотдачи от пара к стенкам трубок
a1=А2*1,163/(Zпр*dн*(T-tстср))=4*8352,6*1,163/(17,8*0,016*(165-140,6))=5983 Вт/м2к
где А2 - температурный множитель, определяемый по формуле
А2=4320+47,54*Т-0,14*Т2=4320+47,54*165-0,14*1652=8352,6
8. Коэффициент теплоотдачи от стенок трубок кводе:
a2=А1*1,163*w0,8тр/d0,2вн=3019*1,163*1,70,8/0,0140,2=12602 Вт/м2к
где A1 - температурный множитель ,определяемый по формуле
A1 = 1400+18*tср-0,035*t2ср=1400+18*116,2-0,035*116,22=3019
9. Коэффициент теплопередачи
К0=1/(1/a1+0,001/l+1/a2)=1/(1/5983+0,001/105+1/12602)=3914 Вт/м2к
Коэффициент теплопередачи с учетом коэффициента загрязнения поверхности нагрева:
К=3914*0,75 = 2935,5 Вт/м2к
где 0,75- поправочный коэффициент на загрязнение и неполное
смывание поверхности нагрева, m = 0,75
10. Поверхность нагрева пароводяного подогревателя
H=7,28*106/(2935,5*39,64)=62,56 м2
11. Количество подогревателей
Z=60,4/53,9=1,16
Принимаем 2 рабочих
2.4.4. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ПАРОВОДЯНОГО
ПОДОГРЕВАТЕЛЯ
Потери напора в трубках пароводяного подогревателя определяются по формуле:
Dh=Dhтр+Dhмс=(l*L/dэ*Z+åò)*wтр*r/2=(0,04*3/0,014*4+13,5)*1,72*1000/2=69050 Па
где Dhтр - потери напора на трение
Dhмс - потери напора на местные сопротивления
l - коэффициент трения, принимаемый при средних значениях чисел Рейнольдса и коэффициенте шероховатости = 0,0002м равным 0,04
r-плотность воды, 1000 кг/м3
L - длина одного хода пароводяного подогревателя, принимаем 3м
)