Файл: Курсовая работа по дисциплине Теплогенерирующие установки.doc
Добавлен: 08.11.2023
Просмотров: 1447
Скачиваний: 25
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Рис. 2. Схема использования теплоты продувочной воды от расширителя непрерывной продувки (РПН)ВВП– водо-водяной подогреватель сырой (холодной) водыПродувочная вода (см. схему, Рис.1.) выводится в расширитель непрерывной продувки (РНП) (2), где при давлении 0,15- 0,17 МПа она вскипает и отводится через барботёр в канализацию. Но так как Gпр > 0,28 кг/с, то продувочную воду используем для нагрева сырой воды в водоводяном подогревателе. Находим температуру сырой воды на выходе из водоводяного подогревателя (предварительно принимали, см. расчет ранее ) Уравнение теплового баланса:Отсюда температура сырой воды будет равна:где: Плотность греющего теплоносителя определяется по средней температуре греющего теплоносителя, которая рассчитывается по формуле:Плотность нагреваемой воды определяется по средней температуре нагреваемого теплоносителя, которая рассчитывается по формуле:Задаемся оптимальной скоростью нагреваемой воды в трубках равной: ωтр = (1,0 ÷ 2,0 м/с.) – оптимальная скорость водыОпределим необходимое сечение трубок ВВП по формуле:где В соответствии с полученной величиной , выбираем необходимый типоразмер водоводяного подогревателя: (см. табл.1), выписываем его характеристики:Диаметр основного корпуса (
);Длина секции ( ) ;Поверхность нагрева одной секции ( );Количество трубок в секции ( );Площадь сечения трубок ( );Площадь сечения межтрубного пространства ( );Эквивалентный диаметр межтрубного пространства ( );Наружный диаметр трубок ( );Внутренний диаметр трубок ( ).Условное обозначение подогревателя принимаем согласно следующей схеме: (см. приложение 1.) , Где
или N- количество секций в подогревателе, определяем после расчета(
)Определяем фактическую скорость воды в трубках по формуле:Определяем фактическую скорость воды в межтрубном пространстве, где fм.тр – площадь межтрубного пространства, м2, определяемая по формуле: где Dн =0, 219 м - наружный диаметр корпуса;dвн=0, 014 м - внутренний диаметр трубокОпределяем фактическую скорость воды в межтрубном пространстве, по формуле:
Коэффициент теплоотдачи , от нагреваемого теплоносителя к стенкам труб определяется по эмпирической зависимости:где эквивалентный диаметр межтрубного пространства , м:Коэффициент теплоотдачи от стенок труб к нагреваемой воде :Коэффициент теплопередачи , Вт/(м2·0С) рассчитывается по формуле:Поверхность нагрева водоподогревателя находим из уравнения: Тепловая мощность водоводяного теплообменника определяем из уравнения теплового баланса по формуле: температура сырой воды на выходе их водоводяного теплообменника температура холодной водопроводной (сырой) воды на входе в водоводяной теплообменникНа рис. 2 графически можно увидеть: Средний логарифмический температурный напор в водоводяном теплообменнике
Р
сетевая
ис.3. Температурный напор в водоводяном теплообменнике (подогревателе), (ВВП). (движение сред (сетевая вода – продувочная вода), противоточное).где Δtб, Δtм – наибольшая и наименьшая разности температур между теплоносителями. Рассчитывается число секций , шт., водоподогревателя по формуле: ,где fсек – площадь одной секции, м2 выбираем в соответствии с выбранным типом водоподогревателя). Теперь условное обозначение водоводяного подогревателяпринимает окончательный вид:2.2. Расчёт пароводяных подогревателей2.2.1 Расчёт сетевой водоподогревательной установки (бойлерной)По выбранной тепловой схеме сетевая водоподогревательная установка (бойлерная) состоит из двух блоков, в состав которых входят пароводяной теплообменник и водоводяной теплообменник (ОК-охладитель конденсата) и соответственно тепловая нагрузка бойлерной делится на и , т.е.Рис.4 Принципиальная схема сетевой водоподогревательной установкиПВП – пароводяной подогреватель;ВВП – водоводяной подогреватель или (ОК – охладитель конденсата)В теплогенерирующих (котельных) установках применятся теплообменники трубчатой конструкции. По трубкам пропускается нагретая вода, а в межтрубном пространстве подают пар (вода). Движение теплоносителей противоточное.1. Расчет и подбор водоводяного подогревателя ВВП бойлерной (охладителя конденсата)
Назначение охладителя конденсата – снижение температуры конденсата греющего пара перед поступлением его в деаэратор. Так как в нашей котельной используем деаэратор атмосферного типа, в котором температура насыщения воды около 1000С, тогда температура поступающего конденсата должна быть ниже температуры кипения воды в деаэраторе, так как последний одновременно является сборным баком питательной воды.Охладители конденсата предназначены для охлаждения конденсата греющего пара подогревателей низкого давления и подогревателей сетевой воды систем централизованного теплоснабжения производственным котельным. Охладители конденсата используются для утилизации тепла конденсата греющего пара пароводяных теплообменных аппаратов, применяемых в котельной. Охладители конденсата предназначены так же для уменьшения вскипания в трубопроводах (за регулирующим клапаном), по которым конденсат подогревателя более высокого давления перепускается в подогреватель с более низким давлением.Охладители конденсата устанавливаются по ходу обогреваемой воды перед подогревателем пара, конденсат греющего пара которого в нём охлаждается. Движение потоков в охладителе применяется противоточное.Охладитель конденсата представляет собой водоводяной теплообменник трубчатой конструкции. По трубкам пропускается нагретая вода, а в межтрубном пространстве в качестве греющей среды используется горячий конденсат с температурой на входе в теплообменник tквх.= 1650С и температурой на выходе из охладителя конденсата tквых.=80 0С.При расчете водоводяных теплообменников используем два основных уравнения:Уравнение теплообмена ; k – коэффициент теплопередачи, Вт/(м2.оС),Q – теплопроизводительность теплообменного аппарата (QВВП), Вт;Δtcр.лог – среднелогорифмическая разность температур между греющей и нагреваемой средой, 0СУравнение теплового баланса
);Длина секции ( ) ;Поверхность нагрева одной секции ( );Количество трубок в секции ( );Площадь сечения трубок ( );Площадь сечения межтрубного пространства ( );Эквивалентный диаметр межтрубного пространства ( );Наружный диаметр трубок ( );Внутренний диаметр трубок ( ).Условное обозначение подогревателя принимаем согласно следующей схеме: (см. приложение 1.) , Где
или N- количество секций в подогревателе, определяем после расчета( )Определяем фактическую скорость воды в трубках по формуле:Определяем фактическую скорость воды в межтрубном пространстве, где fм.тр – площадь межтрубного пространства, м2, определяемая по формуле: где Dн =0, 219 м - наружный диаметр корпуса;dвн=0, 014 м - внутренний диаметр трубокОпределяем фактическую скорость воды в межтрубном пространстве, по формуле:
Коэффициент теплоотдачи , от нагреваемого теплоносителя к стенкам труб определяется по эмпирической зависимости:где эквивалентный диаметр межтрубного пространства , м:Коэффициент теплоотдачи от стенок труб к нагреваемой воде :Коэффициент теплопередачи , Вт/(м2·0С) рассчитывается по формуле:Поверхность нагрева водоподогревателя находим из уравнения: Тепловая мощность водоводяного теплообменника определяем из уравнения теплового баланса по формуле: температура сырой воды на выходе их водоводяного теплообменника температура холодной водопроводной (сырой) воды на входе в водоводяной теплообменникНа рис. 2 графически можно увидеть: Средний логарифмический температурный напор в водоводяном теплообменнике
Р
сетевая
ис.3. Температурный напор в водоводяном теплообменнике (подогревателе), (ВВП). (движение сред (сетевая вода – продувочная вода), противоточное).где Δtб, Δtм – наибольшая и наименьшая разности температур между теплоносителями. Рассчитывается число секций , шт., водоподогревателя по формуле: ,где fсек – площадь одной секции, м2 выбираем в соответствии с выбранным типом водоподогревателя). Теперь условное обозначение водоводяного подогревателяпринимает окончательный вид:2.2. Расчёт пароводяных подогревателей2.2.1 Расчёт сетевой водоподогревательной установки (бойлерной)По выбранной тепловой схеме сетевая водоподогревательная установка (бойлерная) состоит из двух блоков, в состав которых входят пароводяной теплообменник и водоводяной теплообменник (ОК-охладитель конденсата) и соответственно тепловая нагрузка бойлерной делится на и , т.е.Рис.4 Принципиальная схема сетевой водоподогревательной установкиПВП – пароводяной подогреватель;ВВП – водоводяной подогреватель или (ОК – охладитель конденсата)В теплогенерирующих (котельных) установках применятся теплообменники трубчатой конструкции. По трубкам пропускается нагретая вода, а в межтрубном пространстве подают пар (вода). Движение теплоносителей противоточное.1. Расчет и подбор водоводяного подогревателя ВВП бойлерной (охладителя конденсата)
Назначение охладителя конденсата – снижение температуры конденсата греющего пара перед поступлением его в деаэратор. Так как в нашей котельной используем деаэратор атмосферного типа, в котором температура насыщения воды около 1000С, тогда температура поступающего конденсата должна быть ниже температуры кипения воды в деаэраторе, так как последний одновременно является сборным баком питательной воды.Охладители конденсата предназначены для охлаждения конденсата греющего пара подогревателей низкого давления и подогревателей сетевой воды систем централизованного теплоснабжения производственным котельным. Охладители конденсата используются для утилизации тепла конденсата греющего пара пароводяных теплообменных аппаратов, применяемых в котельной. Охладители конденсата предназначены так же для уменьшения вскипания в трубопроводах (за регулирующим клапаном), по которым конденсат подогревателя более высокого давления перепускается в подогреватель с более низким давлением.Охладители конденсата устанавливаются по ходу обогреваемой воды перед подогревателем пара, конденсат греющего пара которого в нём охлаждается. Движение потоков в охладителе применяется противоточное.Охладитель конденсата представляет собой водоводяной теплообменник трубчатой конструкции. По трубкам пропускается нагретая вода, а в межтрубном пространстве в качестве греющей среды используется горячий конденсат с температурой на входе в теплообменник tквх.= 1650С и температурой на выходе из охладителя конденсата tквых.=80 0С.При расчете водоводяных теплообменников используем два основных уравнения:Уравнение теплообмена ; k – коэффициент теплопередачи, Вт/(м2.оС),Q – теплопроизводительность теплообменного аппарата (QВВП), Вт;Δtcр.лог – среднелогорифмическая разность температур между греющей и нагреваемой средой, 0СУравнение теплового баланса