Расчет сетевой подогревательной установки

 

Перегретый пар в сетевом подогревателе передает теплоту воде за счет охлаждения до температуры конденсации. Для точного расчета необходимо рассчитывать две поверхности теплообмена, а затем по суммарной поверхности подбирать подогреватель. Однако на практике количество теплоты, передаваемое паром за счет охлаждения, составляет не более 7 % от общего количества теплоты, передаваемой воде. Поэтому для упрощения расчетов принимают, что тепло от пара к воде передается только за счет конденсации пара.

Расход сетевой воды G_СВ, кг/с на отопление и горячее водоснабжение определяют по уравнению

(27)

где Q - количество тепла, отпускаемого с ТЭЦ на нужды теплоснабжения, кДж/с; С_в - удельная теплоемкость воды, кДж/(кг×К); t⁰_пр и t⁰_обр - температура прямой и обратной воды, ºС.

Принимают турбулентный режим движения воды в подогревателе, при котором скорость движения воды W лежит в пределах 1¸2 м/с. Сечение y, м² для прохода воды будет равно:

(28)

где r - плотность воды в сетевом подогревателе, кг/м³.

По полученным данным предварительно выбирают подогреватель (табл.3, приложение) и выписывают его конструктивные характеристики.

Для определения поверхности подогревателя необходимо предварительно рассчитать температурный напор Dt_СР и коэффициент теплопередачи К.

Температурный напор Dt_СР, ºС равен,

, (29)

где Dt_б - разность между температурой в деаэраторе и температурой обратной воды, т.е. Dt_Б=Т^ПВ₃–t⁰_ОБР ºС; Dt_м - разность температуры воды в деаэраторе и температуры прямой воды в сети, т.е. Dt_М=Т^ПВ₃-t⁰_ПР ºС.

Определяют среднюю температуру в подогревателе t_СВ, ºС:

t_СВ = Т^ПВ₃ - Dt_СР. (30)

Определяют предварительную температуру стенки трубок t_СТ, ⁰С:

t_СТ = 0,5(t_СВ + Т^ПВ₃). (31)

Определяют температуру конденсата t_К, ºС, стекающего по стенке:

t_К = 0,5(t_СТ + Т^ПВ₃). (32)

Определяют температурный перепад между паром и стенкой q, ⁰С:

q = Т^ПВ₃ – t_СТ. (33)

Определяют коэффициент теплоотдачи a₁, Вт/(м²×К) от пара к стенке (по эмпирическим зависимостям):

. (34)

Коэффициент теплоотдачи a₂, Вт/(м²×К) от стенки к воде:

a₂ = (1630 + 21×t_СВ - 0,041×t_СВ²)×W^0,8/d_ВН^0,2, (35)

где d_ВН - внутренний диаметр трубок подогревателя, м.

Уточняют температуру стенки , ºС по формуле:

. (36)

Если при расчете температура и t_СТ, определенная по формуле (31), отличаются больше, чем на 3 % , то производят пересчет t_СТ.

Выполняют расчет температуры стенки (повторно).

Уточняют температуру конденсата t_К, ºС , используя при расчете , полученную по формуле (36):

t_К = 0,5(Т^ПВ₃ + ) . (37)

Температурный перепад между паром и уточненной температурой стенки q, ºС :

q = Т^ПВ₃ – (38)

Рассчитывают коэффициент теплоотдачи a₁ с уточненными температурными величинами по формуле (34), но температуру t_К подставляют из формулы (37) и вторично определяют температуру стенки.

Определяют толщины d стенки трубок подогревателя.

Для сетевых пароводяных подогревателей применяют латунные трубки Л-68 с диаметрами 16/14,5 мм; 19/17,5 мм; 25/23 мм; максимальная длина трубок - 8 м.

Толщину труб d, м, определяют по формуле:

d = 0,5 (d – d_ВН), (39)

где d - наружный диаметр трубок подогревателя, м.

Тепло от пара через стенку трубок передается воде конвективно, нагревает ее, при этом коэффициент теплопередачи К, Вт/(м²×К), рассчитывают по формуле

, (40)

где l - коэффициент теплопроводности для латунных труб, составляет 100 Вт/(м×К).

Определяют поверхность F, м² сетевого подогревателя по формуле

(41)

Если разница по F (расчетная и табличная) невелика, то проверочный расчет не производят.