ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 13.06.2024
Просмотров: 71
Скачиваний: 0
20
открываются атмосферный и сливной клапаны 8 и 9, что обеспечивает слив оставшейся воды из теплообменника 4 и труб 5 и 6, предотвращая их замораживание в аварийной ситуации. В компоновочной схеме промежуточный теплообменник 4 размещается в помещении, чем исключается прямой контакт с холодным наружным воздухом.
Таким образом, даже в экстремальных аварийных ситуациях полного прекращения тепло- и электроснабжения вся система в целом надежно защищена от замораживания за счет полного прекращения теплообмена между теплоносителями I и II контуров с опорожнением промежуточного теплообменника 4 самотеком и прекращения циркуляции теплоносителя в контуре II при сохранении возможности в греющем контуре I.
3.4. 3апуск системы после аварии
При восстановлении энергоснабжения системы или после достижения рабочего предела температуры греющей воды в контуре I схема без подготовительных операций выходит на рабочий режим в следующем порядке.
Циркуляция греющей воды в контуре I восстанавливается через обводной коллектор, минуя промежуточный теплообменник 4, пока не сработает температурный датчик 15, по сигналу которого схема приводится в рабочий режим, и вода, циркулируя по контуру I, пойдет через промежуточный теплообменник 4, в котором начнет подогреваться промежуточный теплоноситель контура II. Процесс нагрева во времени развивается со скоростью, исключающей возникновение резких температурных перепадов на охлажденных калориферных секциях, чем обеспечивается медленный разогрев секций до рабочих температур.
Как видно, система надежно защищена от замораживания в аварийных ситуациях любой длительности и находится в постоянной готовности для включения в работу.
Кроме повышения надежности, предлагаемая двухконтурная система теплоснабжения калориферных установок позволяет получить экономический эффект за счет увеличения глубины теплосъема с греющей воды контура I и снижения эксплуатационных затрат на ава- рийно-восстановительные работы.
21
4.ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
ОТЕПЛОСНАБЖЕНИИ ГОРНОГО ПРЕДПРИЯТИЯ
Из общего количества тепла, потребляемого горным предприятием, 10-15 % идет на отопление, 10-12 % – на горячее водоснабжение, а 73-80 % – на калориферные установки. В качестве греющего теплоносителя могут быть использованы горячая вода, пар и, как исключение, электроэнергия.
Наиболее целесообразным теплоносителем для нужд теплоснабжения признана горячая вода. Этот теплоноситель наиболее экономичен и обеспечивает возможность надежного регулирования и автоматизации управления тепловой нагрузкой путем изменения температурного или гидравлического режимов.
Насыщенный водяной пар как теплоноситель для нужд теплоснабжения используется довольно редко. Объясняется это тем, что пар, имея высокую температуру, вызывает повышенную коррозию внутренних поверхностей теплообменных аппаратов и труб теплоснабжения, пережигает кислород воздуха внутри отапливаемых помещений, повышает сухость. Усложняется система теплоснабжения из-за необходимости принудительно возвращать конденсат в котельную, понижается экономичность всей паровой системы из-за частых утечек и работы в режиме пролетного пара, ограничивается дальность транспортирования до 1500 м.
В силу этого на вновь строящихся и реконструируемых шахтах рекомендуется в качестве теплоносителя использовать горячую воду.
Источниками тепла для горного предприятия могут служить ТЭЦ, районная котельная и, чаще всего, индивидуальная котельная. В качестве генераторов тепла наибольшее распространение получили паровые и водогрейные котлы типа КЕ, ТВ, реже ДКВР. Следует отметить, что в настоящее время на базе парогенераторов типа ДКВР выпускаются модернизированные теплогенераторы типа КЕ.
Передача тепла теплогенераторов котельной к теплопотребителям осуществляется к теплоносителям, циркулирующим по теплосетям. Теплосети по роду теплоносителя подразделяются на паровые и водяные; по конструктивному исполнению на одно- и двухтрубные закрытые, замкнутые и открытые; по способу прокладки на поверхностные и подземные, канальные и бесканальные. Способ прокладки теплосети обусловливается правилами эксплуатации.
22
5. ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ КАЛОРИФЕРНЫХ УСТАНОВОК
5.1. Калориферы
Калориферы предназначены для нагрева воздуха в системах вентиляции. В конструктивном отношении калориферы представляют собой пучок цилиндрических или плоскоовальных оребренных трубок определенной длины, фиксированных трубными решетками, которые закрыты крышками-бачками и образуют в совокупности входной и выходной коллекторы с патрубками для подачи теплоносителя.
По конструктивному исполнению теплообменных элементов (трубок) различают: калориферы пластинчатые, спирально-навивные и спирально-накатные (рис. 5.1).
По движению греющего теплоносителя внутри калориферной секции различают: одноходовые и многоходовые.
Калориферные секции могут быть 3-х, 4-х и 6-ходовые. Многоходовость в значительной степени повышает теплотехнические характеристики секций.
По теплоносителю различают паровые и водяные калориферные секции. Пар применяется только с одноходовыми секциями.
По ходу воздуха изготавливают калориферы одно-, 3-х и 4-ряд-
ные.
Промышленность в настоящее время выпускает стальные пластинчатые многоходовые калориферы средней модели КВС-п трехрядные и большой модели КВБ-п четырехрядные, биметаллические калориферы с накатным оребрением трубок типа КСк-3 трехрядные и КСк- 4 четырехрядные (технические данные приведены в табл. 5.1).
Трубки в теплообменниках расположены или в шахматном порядке, или друг за другом, или со смещением. Оребрение отдельной трубки создают путем навивки на неё стальной ленты (спиральнонавивное оребрение), путем выдавливания ребер на алюминиевой трубке, предварительно насаживаемой на внутреннюю стальную трубку (накатное биметаллическое оребрение).
Для улучшения контакта стального оребрения с трубками и предохранения наружной поверхности от коррозии стальные теплообменники подвергают горячему цинкованию. Теплообменные трубки могут быть круглыми и плоскоовальными.
23
Рис. 5.1. Многоходовые калориферные секции: а – типа КВБ-п; б – типа КСк
24
|
|
Технические данные калориферов |
|
Таблица 5.1 |
||||||||
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Модель, но- |
2 |
Площадь живого |
походовЧислоте- |
|
Габаритные размеры, |
|
диаметрУсловный |
тепдляпатрубкамм,лоносителя |
Масса, |
|||
мер калори- |
поверхПлощадь- Fнагреваности,м |
сечения, м2 |
плоносителю |
|
мм |
|
|
кг |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
фера |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
по воз- |
по теп- |
|
|
длина |
высо- |
глу- |
|
|
|
||
|
|
духу |
лоноси- |
|
|
|
та |
бина |
|
|
|
|
|
|
fв |
телю |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
fm |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Стальные пластинчатые многоходовые модели КВС-п |
|
|
|
||||||||
КВС-6-п |
11,4 |
0,13916 |
|
|
|
530 |
|
|
|
|
|
56,2 |
КВС-7-п |
14,16 |
0,17198 |
|
|
|
655 |
|
|
|
|
|
65,6 |
КВС-8-п |
16,92 |
0,2048 |
0,001159 |
|
4 |
780 |
503 |
180 |
|
|
32 |
74,8 |
КВС-9-п |
19,56 |
0,23762 |
|
|
|
905 |
|
|
|
|
|
83,8 |
КВС-10-п |
25,08 |
0,30325 |
|
|
|
1155 |
|
|
|
|
|
102,2 |
КВС-11-п |
72 |
0,8665 |
0,002316 |
|
4 |
1655 |
1003 |
180 |
|
|
50 |
262,6 |
КВС-12-п |
108 |
1,29845 |
0,003474 |
|
|
|
1503 |
|
|
|
|
389,9 |
|
Стальные пластинчатые многоходовые модели КВБ-п |
|
|
|
||||||||
КВБ-6-п |
15,14 |
0,13916 |
|
|
|
530 |
|
|
|
|
|
72,7 |
КВБ-7-п |
18,81 |
0,17198 |
|
|
|
655 |
|
|
|
|
|
84,0 |
КВБ-8-п |
22,44 |
0,2048 |
0,001544 |
|
4 |
780 |
503 |
220 |
|
|
32 |
96,6 |
КВБ-9-п |
26 |
0,23762 |
|
|
|
905 |
|
|
|
|
|
109,1 |
КВБ-10-п |
33,34 |
0,30325 |
|
|
|
1155 |
|
|
|
|
|
133,7 |
КВБ-11-п |
95,63 |
0,8665 |
0,003089 |
|
4 |
1655 |
1003 |
220 |
|
|
50 |
351 |
КВБ-12-п |
143,5 |
1,29845 |
0,004632 |
|
|
1655 |
1503 |
|
|
|
70 |
518,8 |
|
Биметаллические с накатанным оребрением типа КСк-3 |
|
|
|||||||||
КСк-3-6-01 |
10,85 |
0,111 |
|
|
|
533 |
|
|
|
|
|
39,9 |
КСк-3-7-01 |
13,37 |
0,137 |
|
|
|
663 |
|
|
|
|
|
46,1 |
КСк-3-8-01 |
15,89 |
0,163 |
0,00085 |
|
6 |
788 |
503 |
180 |
|
|
25 |
52,8 |
КСк-3-9-01 |
18,41 |
0,189 |
|
|
|
913 |
|
|
|
|
|
59,2 |
КСк-3-10-01 |
23,45 |
0,24 |
|
|
|
1163 |
|
|
|
|
|
74,2 |
КСк-3-11-01 |
68,01 |
0,685 |
0,00129 |
|
8 |
1163 |
1003 |
180 |
|
|
40 |
183,7 |
КСк-3-12-01 |
102,5 |
1,027 |
0,00194 |
|
|
|
1503 |
|
|
|
50 |
266,3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Биметаллические с накатанным оребрением типа КСк-4 |
|
|
|||||||||
КСк-4-6-01 |
14,26 |
0,111 |
|
|
|
538 |
|
|
|
|
|
41,2 |
КСк-4-7-01 |
17,57 |
0,137 |
|
|
|
663 |
|
|
|
|
|
48 |
КСк-4-8-01 |
20,68 |
0,163 |
0,00111 |
|
6 |
738 |
503 |
180 |
|
|
25 |
54,7 |
КСк-4-9-01 |
24,19 |
0,189 |
|
|
|
913 |
|
|
|
|
|
68,5 |
КСк-4-10-01 |
30,82 |
0,24 |
|
|
|
1163 |
|
|
|
|
|
81,9 |
КСк-4-11-01 |
90,4 |
0,685 |
0,00171 |
|
8 |
1163 |
1003 |
180 |
|
|
40 |
220,5 |
КСк-4-12-01 |
136,02 |
1,027 |
0,00258 |
|
|
|
1503 |
|
|
|
50 |
340,6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
25
Основными теплофизическими характеристиками рекуперативных теплообменников являются коэффициенты теплоотдачи и теплопередачи. Значение коэффициента теплоотдачи между жидкостью и стенкой трубки обусловливается вязкостью, скоростью движения жидкости и диаметром трубки. С увеличением вязкости жидкости коэффициент теплоотдачи уменьшается. С увеличением скорости коэффициент теплоотдачи увеличивается до экстремального значения.
В табл. 5.2 приведены формулы для определения коэффициентов теплопередачи и потерь напора при проходе воздуха и воды через калориферы.
Калориферы рассчитаны на теплоноситель с максимальной температурой 150˚ и рабочим давлением 1,2 МПа.
Основные технические характеристики калориферов приведены в табл. 5.1.
Таблица 5.2
Формулы для определения коэффициента теплопередачи аэродинамического и гидравлического сопротивления калориферов
Тип |
Коэффициент |
Сопротивление |
Сопротивление |
||||
калори- |
теплопередачи К, |
проходу воздуха |
проходу воды |
||||
фера |
Вт/(м2·К) |
∆Рв, Па |
|
|
∆Рвд, кПа |
||
|
|
|
|
|
|
||
КВС-п |
= 20,86( ρV )0,32W 0,132 |
= 2,2( ρV )1,65 |
= 2,6 105 × |
||||
|
|
|
× |
( п0,8Gк1,85 ) |
|||
КВБ-п |
=19,77( ρV )0,32W 0,13 |
= 20,86( ρV )1,65 |
|||||
|
Dу |
|
|||||
КСк-3 |
=19,31( ρV )0,455W 0,14 |
= 20,86( ρV )1,71 |
|
|
=ξW 2 |
||
КСк-4 |
=15,96( ρV )0,51W 0,17 |
= 20,86( ρV )1,73 |
|
|
|
|
|
В таблице приняты следующие условные обозначения: ( ρV ) –
массовая скорость воздуха в живом сечении калориферной установки, кг/(м2·с); W – скорость теплоносителя в трубках, м/с; n – число ходов по теплоносителю; Gк – расход теплоносителя через калорифер, м3/ч;
Dу – условный диаметр присоединительных патрубков, м3/ч; ξ – ко-
26
эффициент, зависящий от конструктивных особенностей водяного тракта, приведен в табл. 5.3.
Таблица 5.3
Значение коэффициента ξ в формуле расчёта сопротивления калорифера проходу воды
Тип калорифера |
Номер |
ξ |
Тип калорифера |
Номер |
ξ |
|
|
6 |
13,6 |
|
6 |
17 |
|
|
7 |
14,8 |
|
7 |
18,2 |
|
КСк-3 |
8 |
16 |
КСк-4 |
8 |
19,4 |
|
9 |
17,2 |
9 |
20,6 |
|||
|
||||||
|
10 |
19,6 |
|
10 |
23 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11 |
34,8 |
|
11 |
36,8 |
|
|
12 |
48,8 |
|
12 |
51,2 |
В маркировке котла за обозначением его типа дробью указывают паропроизводительность и рабочее давление. Например, КЕ-10/14 – парогенератор для сжигания каменного угля, производительность 10 т/ч пара с рабочим давлением 1,4 МПа (табл. 5.4).
Таблица 5.4 Основные технические характеристики парогенератов
Тип котлоаг- |
Паропроизводительность, |
Рабочее |
Вид |
КПД, |
регатов |
т/ч |
давление, |
топлива |
% |
|
|
МПа |
|
|
|
|
|
|
|
ДКВР |
2,5; 4,0; 6,5; 10; 20 |
1,37 |
газ |
90-92 |
|
|
|
мазут |
89-90 |
|
|
|
уголь |
80-85 |
|
|
|
|
|
КЕ |
2,5; 4,0; 6,5; 10 |
1,37 |
уголь |
81-83 |
|
|
|
|
|
ДЕ |
4,0; 6,5; 16; 25 |
1,37 |
газ |
89-93 |
|
|
|
мазут |
89-93 |
На практике калориферные секции выбирают по техническим характеристикам заводов-изготовителей.