Расчет сетевого подогревателя
Описание расчета в модуле "Теплообменные аппараты ТЭС"
Электронной Энциклопедии Энергетики - см.
www.trie.ru
Исходные данные для расчета (подправьте их и в конце нажмите кнопку Recalculate)
1. Параметры греющего пара
-
давление (из расчета процесса расширения):
-
температура (из расчета процесса расширения):
-
коэффициент потерь давления пара в
трубопроводах до сетевого подогревателя:
2. Параметры сетевой воды
-
давление сетевой воды в сетевом подогревателе
-
(из расчета схемы теплофикации):
-
температура сетевой воды на входе
-
(из расчета схемы теплофикации):
-
недогрев до температуры насыщения
-
(оптимизируемый параметр):
-
тепловая нагрузка сетевого подогревателя
(из расчета схемы теплофикации):
3. Основные параметры подогревателя
-
внутренний диаметр труб:
-
коэффициент заполнения трубной доски:
4. Дополнительные данные
-
коэффициент теплопроводности металла труб (для латуни):
-
скорость движения сетевой воды в трубках
(оптимизируемый параметр):
-
коэффициент, учитывающий потери тепла в окружающую среду:
-
активная длина труб в отсеках подогревателя
(обеспечивается горизонтальными перегородками):
-
поправки на шероховатость
и
загрязнение 
внешней поверхности труб
1. Определение параметров воды и пара в подогревателе
1.1. Энтальпия греющего пара
где:
-
давление пара в отборе:
-
температура пара в отборе:
1.2. Давление пара в собственно сетевом подогревателе
где:
-
давление пара в отборе:
-
коэффициент потерь давления пара в трубопроводах до сетевого подогревателя:
1.3. Температура насыщения пара в сетевом подогревателе
где:
давление пара в собственно сетевом подогревателе: 
1.4. Энтальпия конденсата греющего пара
где:
температура насыщения греющего пара в сетевом подогревателе: 
1.5. Параметры воды/пара при температуре насыщения греющего пара
-
динамическая вязкость воды
на линии насыщения:
-
удельная теплота парообразования:
где температура насыщения греющего пара в сетевом подогревателе: 
1.6. Температура сетевой воды на выходе
где:
-
температура насыщения пара в подогревателе:
-
недогрев до температуры насыщения:
1.7. Энтальпия сетевой воды на входе в сетевой подогреватель
где:
-
давление сетевой воды:
-
температура сетевой воды на входе:
1.8. Энтальпия сетевой воды на выходе из сетевого подогревателя
где:
-
давление сетевой воды:
-
температура сетевой воды на выходе:
2. Общий расчет подогревателя
2.1. Расход греющего пара, поступающего в подогреватель
Определяем из уравнения теплового баланса подогревателя:
где:
-
тепловая нагрузка сетевого подогревателя:
-
энтальпия греющего пара:
-
энтальпия конденсата греющего пара:
-
кпд теплообменника (коэффициент учитывающий потери тепла в окружающую среду):
2.2. Расход сетевой воды через подогреватель
где:
-
тепловая нагрузка:
-
энтальпия сетевой воды на входе в СП:
-
энтальпия сетевой воды на выходе из СП:
2.3. Среднелогарифмический температурный напор
где:
-
температура насыщения пара в подогревателе:
-
температура сетевой воды на входе:
-
температура сетевой воды на выходе:
3. Вычисление коэффициента теплопередачи
3.1. Средняя температура сетевой воды в подогревателе
где:
-
температура сетевой воды на входе:
-
температура сетевой воды на выходе:
3.2. Параметры сетевой воды в СП при ее средней температуре
-
удельная теплопроводность:
где:
-
давление сетевой воды:
-
средняя температура сетевой воды в СП:
3.3. Число Рейнольдса для сетевой воды при ее движении в трубках СП
где:
-
скорость движения сетевой воды в трубках:
-
внутренний диаметр трубок в СП:
-
кинематическая вязкость сетевой воды:
3.4. Число Нуссельта для сетевой воды при ее движении в трубках СП
где:
-
число Рейнольдса для сетевой воды при ее движении в трубках СП:
-
число Прандтля для сетевой воды при ее движении в трубках СП:
3.5. Коэффициент теплопередачи от стенок к сетевой воде
где:
-
число Нуссельта для сетевой воды при ее движении в трубках СП:
-
удельная теплопроводность сетевой воды при ее движении в трубках СП:
-
внутренний диаметр трубок в СП:
3.6. Термическое сопротивление стенок труб в СП
где:
-
толщина стенки труб:
-
теплопроводность металла труб:
3.7. Температура стенки со стороны греющего пара
Нижеприведенные функции служат для вычисления температуры стенки со стороны греющего
пара только при пленочной конденсации пара (для чисел Re < 100). Далее необходимо будет
произвести проверку на соответствие значения числа Рейнольдса для пленки конденсата.
3.8. Параметры конденсата при температуре стенки
-
удельная теплопроводность:
-
удельная динамическая вязкость:
-
удельная теплота парообразования:
где:
-
температура стенки:
-
комплексы физических величин:
где:
-
наружный диаметр труб:
-
ускорение свободного падения:
-
поправка на шероховатость
и загрязнение 
внешней поверхности труб
-
поправка на температуру (задано ранее):
3.9. Зависимость температурного напора от удельного теплового потока
Суммарный температурный напор состоит из разниц температур, обусловленных термическим
сопротивлением теплоотдачи от пара к стенке, термического сопротивления металла труб, и
термическим сопротивлением теплоотдачи от стенки к питательной воде.
Зададимся диапазоном изменения удельного теплового потока:
3.10. Определение удельного теплового потока
По известному среднелогарифмическому температурному напору определим значение
удельного теплового потока:
где среднелогарифмический температурный напор: 
3.11. Коэффициент теплоотдачи от пара к стенке
где:
-
удельный тепловой поток:
-
комплекс физических величин:
3.12. Уточненная температура стенки
где:
-
температура насыщения пара в СП:
-
удельный тепловой поток:
-
комплекс физических величин:
-
принятая температура стенки:
3.13. Число Рейнольдса для пленки конденсата
Для проверки – должно быть меньше 100:
где:
-
удельный тепловой поток:
-
активная длина труб в отсеках подогревателя:
-
удельная динамическая вязкость:
-
удельная теплота парообразования:
-
удельная кинематическая вязкость:
3.14. Коэффициент теплопередачи в СП
где:
-
удельный тепловой поток:
-
среднелогарифмический температурный напор:
3.15. Площадь поверхности теплообмена сетевого подогревателя
где:
-
количество теплоты, переданное сетевой воде:
-
среднелогарифмический температурный напор:
-
коэффициент теплопередачи:
Округлим значение площади поверхности теплообмена собственно подогревателя:
4. Результаты расчета
4.1. Количество переданной теплоты сетевой воды
4.2. Площадь поверхностей нагрева
4.3. Среднелогарифмический температурный напор
4.4. Коэффициент теплопередачи
4.5. Температурный график
Список литературы
-
Стерман Л.С., Лавыгин В.М., Тишин С.Г. Тепловые и атомные электрические станции. М.: Энергоатомиздат, 1996.
-
Кутепов A.M., Стерман Л.С., Стюшин Н.Г. Гидродинамика и теплообмен при парообразовании. М.: Высшая школа, 1983.
-
Назмеев Ю.Г., Лавыгин В.М. Теплообменные аппараты ТЭС. М.: Энергоатомиздат, 1998.
Copyright (c) 2000 Konstantin Orlov & Valery Ochkov
