Toplotni proračun kotla. Za verifikacioni termički proračun pločastih izmjenjivača topline voda-voda

Smjernice

Dio II: Toplotni proračun industrijskog kotla

UVOD 4

1. Okvirni postupak za verifikacioni proračun kotla 4

2. Toplotni proračun kotla 4

2.1. Karakteristike goriva 4

2.2. Zapremine vazduha i produkata sagorevanja 5

2.3. Entalpija produkata sagorevanja 7

2.4. Toplotni bilans kotla 7

2.5. Proračun peći 9

2.6. Proračun snopa kotla 11

2.7. Proračun ekonomajzera od livenog gvožđa 13

2.8. Ispitivanje termički proračun bojler 15

LITERATURA 15

DODATAK 1. Karakteristike kotlova 16

UVOD

Programom discipline "Instalacije za proizvodnju toplote" za specijalnost 100700 "Industrijska termoenergetika" predviđena je realizacija kursnog projekta. Toplotni proračun industrijskog kotla vrši se prilikom izrade projekta postrojenja za proizvodnju topline.

Ova uputstva su metodološki vodič kada student završi kursni projekat, koji treba da olakša samo ono što je potrebno samostalan rad sa knjigom.

Sastav industrijskog kotla uključuje: peć sa ekranima, pregrijač, kotlovski snop, ekonomajzer vode i grijač zraka. Neće svi kotlovi uključivati ​​sve ove elemente.

Student, po pravilu, izvodi verifikaciju i projektni proračun industrijskog kotla proizvodnog i grejnog tipa male snage. Istovremeno, vođeni dato dizajnom kotla, njegovu termičku šemu i vrstu goriva, temperature i pritiske pare, napojne vode, vazduha koji se dovodi u peć i dimnih gasova, student proverava performanse kotla za ovu opciju uslovima i u neophodnim slučajevima pribjegava usavršavanju dizajna peći, pregrijača i repnih površina (ekonomajzer i grijač zraka).

Proračuni su predstavljeni u obliku objašnjenja sastavljenog prema standardnim pravilima. Rad sadrži grafički materijal, uključujući presjeke i projekcije kotla u mjerilu 1:20 ili 1:25. Student brani kursni projekat. Dobijeni rezultat se upisuje u knjižicu.

Približan postupak za verifikaciju toplotnog proračuna kotla

Prije svega, student mora pažljivo proučiti nacrte kotlovske jedinice, upoznati se sa radijacijskim i konvektivnim grijaćim površinama, odrediti geometrijske dimenzije grijaćih površina i dobiti ideju o njihovom postavljanju duž puta plina. Učenik mora imati jasno razumijevanje rada jedinice. Zadata vrsta goriva omogućava da se iz referentne knjige pronađe njegov elementarni sastav, koji je neophodan za proračune gasa, i niža toplota sagorevanje radne mase goriva. U skladu sa regulatornim smjernicama utvrđuje se koeficijent viška zraka na izlazu iz peći i količina usisnog zraka duž puta kotlovske jedinice. Korištenje elementarnog sastava goriva. Određene su teoretske i stvarne zapremine produkata sagorevanja. Izračunajte entalpiju proizvoda izgaranja. Rezultati proračuna su sažeti u tabeli, a za pojedinačne plinske kanale kotlovske jedinice izgrađen je temperaturno-entalpijski dijagram. Sastavlja se toplotni bilans kotlovske jedinice, utvrđuje se njegova efikasnost. i procijenjenu potrošnju goriva. Izvodi se proračun peći (određuje se zapremina, površina koja prima zrake, temperatura gasova na izlazu iz peći, količina toplote koja se prenosi u peći). Izračunati su konvektivne površine grijanje: pregrijač, kotlovski snop, ekonomajzer, grijač zraka (neke grijaće površine u pojedinoj kotlovskoj jedinici mogu biti odsutne). Obično se pronađe temperatura plinova na izlazu iz dimnih plinova koji se razmatraju, međutim može biti potrebno prilagoditi vrijednosti grijaće površine.

Termički proračun se provjerava prema apsorpciji topline pojedinih grijaćih površina: relativna neusklađenost bilansa ne smije biti veća od 0,5%.

Razlikovati dizajn i verifikacioni proračuni procesi prenosa toplote. Zadatak projektnog proračuna je odrediti veličinu i način rada izmjenjivača topline koji je potreban za opskrbu ili uklanjanje određene količine topline određenoj rashladnoj tekućini. Svrha verifikacionog proračuna je da se odredi količina toplote koja se može preneti u određenom izmenjivaču toplote pod datim uslovima njegovog rada. U oba slučaja, proračun se zasniva na korištenju toplotnog bilansa i jednačina prijenosa topline.

U projektnom proračunu poznata je ili data količina zagrijane ili ohlađene tvari i njeni parametri na ulazu u izmjenjivač topline i na izlazu iz njega. Istovremeno se određuju potrebna površina izmjenjivača topline, brzina protoka toplog ili hladnog nosača topline, geometrijske dimenzije izmjenjivača topline datog dizajna i njegov hidraulički otpor. Zaključno, na osnovu izvršenih proračuna odabire se standardni ili normalizirani izmjenjivač topline određenog dizajna. Odabrani dizajn treba da bude što je moguće optimalniji, tj. kombinuju intenzivan prijenos topline s niskom cijenom i lakoćom rada.

Vrši se verifikacioni proračun kako bi se utvrdilo da li se postojeći izmjenjivač topline može koristiti u određene svrhe, određene tehnološkim zahtjevima.

Projektni proračun rekuperativnih izmjenjivača topline

Prije proračuna rekuperativnih izmjenjivača topline odabire se prostor za kretanje rashladne tekućine kako bi se poboljšali uvjeti za prijenos topline sa rashladnog sredstva sa visokim toplinskim otporom. Da bi se to postiglo, preporučuje se da se tečnost visokog viskoziteta ili manjeg protoka usmeri u prostor gde njena brzina može biti veća. Nosioci toplote koji sadrže zagađenje usmjeravaju se u prostore čije se površine lakše čiste od naslaga. Odabir prostora također mora uzeti u obzir gubitak topline u okoliš.

Pravac međusobnog kretanja nosača toplote je takođe unapred odabran, uzimajući u obzir prednost protivtoka tokom razmene toplote bez promene stanje agregacije rashladne tečnosti, kao i svrsishodnost podudaranja smjerova prisilnog i slobodnog kretanja rashladne tekućine.

Veoma važno pravi izbor optimalne brzine kretanja nosača toplote, jer je to od presudne važnosti u dizajnu i radu izmjenjivača topline. Sa povećanjem protoka, povećava se i koeficijent prijenosa topline
, a samim tim i potrebna površina za prijenos topline se smanjuje
, što zauzvrat dovodi do smanjenja ukupnih dimenzija izmjenjivača topline i njegove cijene. Osim toga, sa povećanjem brzine smanjuje se mogućnost naslaga na površini izmjenjivača topline. Međutim, s prekomjernim povećanjem protoka, povećava se hidraulički otpor izmjenjivača topline, što dovodi do vibracija cijevi i vodenog udara. Optimalna brzina se određuje iz uslova za postizanje željenog stepena turbulencije strujanja. Obično se traži da brzina strujanja u cijevima zadovoljava kriterij
. U tom smislu, preporučuju se sljedeće optimalne brzine
(m/s): voda i tečnosti umerenog viskoziteta –
; viskozne tečnosti -
; vazduh i gasovi pod umerenim pritiskom -
; zasićena para pod pritiskom -
; zasićena para pod vakuumom -
. Najpoželjniji izbor je optimalna brzina na osnovu studije izvodljivosti.

Kompletan proračun izmjenjivača topline uključuje termičke, strukturne i hidraulične proračune.

Termički proračun. Toplotni proračun projektovanih izmjenjivača topline izvodi se u sljedećem redoslijedu:

– izračunati toplotno opterećenje i protok toplotnih nosača;

- izračunati prosječnu temperaturnu razliku i prosječne temperature nosača toplote;

– Izračunajte koeficijent prolaza toplote i površinu razmene toplote.

Najjednostavniji proračun je pri konstantnim temperaturama nosača topline duž dužine izmjenjivača topline. U ovom slučaju, fizička svojstva nosača topline i temperaturna razlika su konstantne, a proračun se svodi na određivanje koeficijenta prijenosa topline. Uvjeti bliski ovim se primjećuju u kotlovima koji se zagrijavaju kondenzacijskom parom. U opštem slučaju, temperature nosača toplote variraju duž dužine izmjenjivača topline. Odnos između promjena temperatura nosača topline određen je uvjetima ravnoteže topline, koja za beskonačno mali element izmjenjivača topline ima oblik:

gdje ,i ,su troškovi i toplotni kapaciteti toplotnih nosača, i i su njihove temperature u proizvoljnom dijelu aparata.

Jednačina toplinskog bilansa za cijeli aparat, isključujući gubitke topline, dobiva se integracijom posljednje jednadžbe:

gdje i ,i – početne i krajnje temperature nosača toplote; – termičko opterećenje.

Brzine protoka rashladne tečnosti tokom razmene toplote bez promene agregatnog stanja na osnovu toplotnog bilansa:

;

.

Kada se promijeni agregatno stanje rashladne tekućine, jednačina toplinskog bilansa može imati različit oblik u skladu sa uslovima procesa. Na primjer, kada se para kondenzira

(
– potrošnja pare; i
su entalpije pare i kondenzata).

Promjena entalpije

gdje
i
– prosječni specifični toplinski kapaciteti pregrijane pare i kondenzata;
i
su temperature pregrijane i zasićene pare.

Ako je konačna temperatura jednog od nosača topline nepoznata, onda se ona određuje iz bilansa topline. Kada su konačne temperature oba rashladna sredstva nepoznate, tada se za njihovo određivanje koristi uobičajena tehnika - metoda uzastopnih aproksimacija. Ova metoda se zasniva na činjenici da se u početku donose određene odluke u vezi sa dizajnom aparata i nepoznatim tehnološkim parametrima, zatim se preračunavanjem provjerava ispravnost ovog izbora, prihvataju se navedene vrijednosti navedenih parametara i proračun se ponavlja dok se rezultati ne dobiju sa željenim stepenom tačnosti. U ovom slučaju treba uzeti u obzir da temperaturna razlika između nosača toplote na kraju izmenjivača toplote mora biti najmanje 10–20 °C za tečne grejače i 5–7 °C za grejače para-tečnost.

Određivanje prosječne temperaturne razlike
je napravljen uzimajući u obzir prirodu promjena temperature duž površine za izmjenu topline
. Kod protivtoka, kao i pri konstantnoj temperaturi jednog od nosača toplote, prosečna temperaturna razlika se određuje kao logaritamski prosek veće i manje temperaturne razlike nosača toplote na krajevima izmenjivača toplote:

ili kada

.

Za sve ostale obrasce strujanja, prosječna temperaturna razlika se nalazi korištenjem istih jednačina, ali uz uvođenje faktora korekcije (vidi odjeljak 7.7.3).

Prosječna temperatura rashladne tekućine sa manjom temperaturnom razlikom po dužini aparata preporučuje se izračunati kao aritmetička sredina, a prosječna temperatura drugog rashladnog sredstva se nalazi iz poznate vrijednosti
, koristeći relaciju

,

gdje
i
– prosječne temperature nosača topline.

Sljedeći zadatak proračuna je pronaći koeficijent prijenosa topline
. Ako se prijenos topline odvija kroz ravan zid ili tanki cilindrični zid, onda

.

Za obračun
potrebno je prethodno izračunati koeficijente prolaza toplote i sa obe strane zida za prenos toplote, kao i toplotni otpor zida
, što uključuje, pored termičke otpornosti samog zida, i toplotnu otpornost zagađivača sa obe njegove strane. Toplinski otpori zida i slojeva nečistoća utvrđuju se u zavisnosti od njihove debljine i koeficijenata toplotne provodljivosti materijala zida i nečistoća. Koeficijenti prolaza topline se izračunavaju ovisno o uvjetima prijenosa topline pomoću jedne od jednadžbi datih u odjeljku 7.6.

S obzirom na raznolikost valovitih površina u pločastim izmjenjivačima topline, L.L. Tovazhnyansky i P.A. Kapustenko je predložio ovisnost za izračunavanje koeficijenta prijenosa topline, uzimajući u obzir ugao nagiba nabora u odnosu na smjer protoka radnog medija:

gdje je  ugao nagiba nabora.

Ova jednadžba vrijedi unutar
.

Za izračunavanje prenosa toplote u kanalima formiranim od ploča tipa 0.3p, 0.6p i 1.0 (vidi tabelu 8.1), jednačina (8.20) se može predstaviti kao:

at

; (8.21)

at

. (8.22)

gdje – koeficijent hidrauličkog otpora kanala u obliku proreza; je koeficijent hidrauličkog otpora glatke cijevi.

Prilikom kondenzacije pare koja se brzo kreće (Re> 300) u kanalima mesh-flow tipa, L.L. Tovazhnyansky i P.A. Kapustenko je, koristeći model gibanja tipa raspršenog prstena, dobio sljedeću zavisnost:

,

gdje je Nu Nusselt kriterij za kondenzatni film; Re w je Reynoldsov kriterij izračunat iz ukupnog protoka smjese para-tečnost i viskoziteta tečne faze;
su gustine tečnosti i pare, respektivno;
je Prandtlov kriterijum za tečnu fazu.

Budući da su koeficijenti prijenosa topline funkcija brzina kretanja, da bi se oni pronašli, potrebno je poznavati površine poprečnog presjeka kanala kroz koje se rashladne tekućine kreću (protoci su poznati). To zahtijeva prethodno podešavanje dizajna i dimenzija izmjenjivača topline. Osim toga, za izračunavanje koeficijenta prijenosa topline često je potrebno znati temperaturu zida ili specifično toplotno opterećenje , čije vrijednosti, pak, zavise od utvrđene količine . U takvim slučajevima, koeficijenti prolaza toplote se izračunavaju metodom uzastopnih aproksimacija: veličinama i se također postavljaju nakon određivanja vrijednosti koeficijenta prolaza topline
provjeriti. Da biste pojednostavili proračun, možete koristiti grafičko-analitičku metodu u kojoj se provode dva paralelna izračunavanja za dvije odabrane vrijednosti iz jedne od rashladnih tečnosti.

Tako, na primjer, ako su koeficijenti prijenosa topline i zavisi od temperature zida
, zatim, date dvije vrijednosti
i
, izračunajte odgovarajuće vrijednosti i i specifične termička opterećenjai :

;

,

gdje je prosječna temperatura rashladne tekućine.

Prema toplotnoj otpornosti zida
izračunajte temperaturu zida sa strane drugog rashladnog sredstva:

,

i odrediti i , kao i i :

,

(je prosječna temperatura drugog rashladnog sredstva).

Slika 8.34 - Zavisnost q 1 i q 2 iz vrijednosti t st1

Zatim napravite graf zavisnosti i od prihvaćenih vrednosti
(Sl. 8.34). Do tačke preseka linija koje povezuju toplotna opterećenja na različitim vrednostima
, odredite pravu temperaturu zida
i toplotno opterećenje .

Zatim koeficijent prolaza toplote
.

Vrijednost površine prijenosa topline iz opće jednačine prijenosa topline

, ili
.

Značajke termičkog proračuna hladnjaka i kondenzatora. Proračun hladnjaka-kondenzatora ima svoje karakteristike, zbog prirode promjene temperatura i koeficijenata prijenosa topline duž površine prijenosa topline.

Na sl. 8.35 prikazuje približnu raspodjelu temperatura u kondenzatoru-hladnjaču, u koji pare ulaze u pregrijanom stanju.

U ovom slučaju mogu se razlikovati tri zone: I - hlađenje para do temperature zasićenja; II - kondenzacija pare i III - hlađenje kondenzata. U prvoj zoni pare se hlade od temperature prije
i preći u zasićeno stanje. Koeficijent prolaza topline za ovu zonu ima nižu vrijednost nego u zoni II, gdje dolazi do kondenzacije pare. U zoni III, koeficijent prolaza toplote ima srednju vrednost.

Slika 8.35 – Profil temperature u hladnjaku kondenzatora

Toplotni bilans po zonama pod uslovom potpune kondenzacije zasićene pare u količini

gdje i
su entalpija pregrijane i zasićene pare, respektivno; je specifični toplotni kapacitet pare;

,

je specifična toplota isparavanja;

ovdje
i su specifični toplotni kapacitet i temperatura kondenzata.

.

Temperature rashladne tečnosti (vode)
na početku i na kraju zone II određuje se iz jednačina toplotnog bilansa

;

,

(je specifični toplotni kapacitet rashladnog sredstva).

Ukupna potrošnja rashladne tečnosti

.

Za svaku zonu, prema poznatim jednačinama, izračunava se prosječna temperaturna razlika
i koeficijent prolaza toplote
.

Zatim površine za izmjenu topline zona:

;
;
.

Proračun konstrukcije. Zadatak konstruktivnog proračuna izmjenjivača topline je određivanje glavnih dimenzija uređaja i izbor njihovog općeg rasporeda. Početni podaci za konstruktivni proračun su rezultati termičkog proračuna: brzine protoka nosioca toplote, njihove brzine, početne i krajnje temperature, površina razmene toplote.

Za cevaste uređaje konstruktivni proračun se svodi na određivanje broja ili dužine cijevi, njihovo postavljanje u cijev (uzimajući u obzir broj prolaza) i pronalaženje promjera i visine uređaja. Prečnici mlaznica fitinga izmjenjivača topline također su predmet proračuna.

Ukupan broj cijevi izmjenjivača topline sa njihovim prosječnim prečnikom
i prihvaćenu dužinu određuje površina razmene toplote

.

Pri datoj brzini protoka i prihvaćenu brzinu njegovog kretanja
kroz cijevi unutrašnjeg prečnika broj cijevi jednog prolaza

.

Broj udaraca u prostoru cijevi izmjenjivača topline

.

Unutrašnji prečnik kućišta izmenjivača toplote
određuje se brojem cijevi smještenih u cijevnom listu. Rupe za cijevi u cijevnim limovima postavljene su ravnomjerno po cijeloj sekciji. Ovaj raspored je relativno lako izvesti u izmjenjivaču topline s jednim prolazom. U višeprolaznim izmenjivačima toplote sa pregradama, postavljanje cevi se obično vrši grafički. Prema geometrijskoj konfiguraciji, cijevi se postavljaju duž vrhova pravilnih poligona i duž koncentričnih krugova.

Prilikom postavljanja cijevi korak uzeti u zavisnosti od njihovog vanjskog prečnika , pri fiksiranju cijevi raširenjem
, a prilikom učvršćivanja zavarivanjem
. Ukupan broj cijevi , koji se može postaviti na cijevnu ploču duž vrhova jednakostraničnih trokuta unutar šesterokuta upisanog u krug,

,

gdje - broj cijevi smještenih na promjeru cijevnog lista:

(
je izračunata površina prijenosa topline; - nagib cijevi; - površina cijevi od 1 m prihvaćenog prečnika  - odnos visine ili dužina radni deo izmenjivača toplote do njegovog prečnika).

Prečnik lista cevi ili unutrašnji prečnik kućišta izmenjivača toplote

.

Radna dužina jedna cijev

, ili
.

Ukupna visina izmjenjivača topline

,

gdje - debljina cijevnog lima (za čelične cijevi
mm, za bakarne cijevi
mm); – visina komore (poklopca),
m.

kalemovi postavljaju se u aparat tako da su u tečnosti po celoj visini i da sa svih strana ne dopiru do zidova aparata za 0,25 - 0,4 m.

Sa poznatim unutrašnjim prečnikom uređaja
prečnik zavojnice bice

Ukupna dužina spiralnih cijevi

.

Dužina jednog okreta serpentina

.

Broj okreta kalem se određuje iz zavisnosti

,

gdje je vertikalna udaljenost između zavoja,
.

Za lamelarne izmjenjivači topline u projektnom proračunu određuju: dimenzije ploča i broj kanala u jednom pakovanju, broj ploča u svakom pakovanju i broj paketa u aparatu, ukupan broj ploča i glavne dimenzije aparata .

Broj paralelnih kanala po paketu po okruženju

,

gdje je površina poprečnog presjeka pakovanja,
(je zapreminski protok rashladne tečnosti,
- njegova brzina); je površina poprečnog presjeka jednog međulamelarnog kanala.

Primljena vrijednost
zaokruženo na najbliži cijeli broj.

Broj ploča u pakovanju

.

Kod ekstremnih pakovanja u kontaktu sa pločama ukupan broj ploča je još jedna (kraj):

.

Površina za prijenos topline jednog pakovanja

,

gdje je površina prijenosa topline jedne ploče.

Broj paketa (prolaza) u izmjenjivaču topline

(
- radna površina aparata, pronađena u termičkom proračunu).

Ako vrijednost ispada razlomka, onda se zaokružuje na cijeli broj i površina cijelog aparata se u skladu s tim podešava:

.

Ukupan broj ploča u aparatu (sekcija)

.

Hidraulički proračun izmjenjivača topline. Svrha hidrauličkog proračuna je određivanje otpora koji stvara izmjenjivač topline i snage potrebne za kretanje tekućine kroz njega.

Hidraulički otpor izmjenjivača topline
sastoji se od gubitka pritiska radi savladavanja trenja
i gubitak pritiska
utrošeno na savladavanje lokalnog otpora

.

Za školjku i cijev izmjenjivači topline ukupni hidraulički otpor cijevnog prostora

,

gdje je koeficijent vanjskog trenja (vidi odjeljak 1.3.4); je ukupna dužina puta protoka u cijevima;
je brzina protoka u cijevima; je gustina protoka na njegovoj prosječnoj temperaturi; je koeficijent lokalnog otpora.

Hidraulički otpor anulusa

.

Evo
je prosječna brzina rashladnog sredstva u prstenastom prostoru; je njegova gustina na prosječnoj temperaturi; - koeficijent otpora za prstenasti prostor (za izmenjivače toplote sa dužinom cevi od 6 m, vrednost
; za dužine cijevi od 3 i 9 m uzimaju se korekcijski faktori 0,5 odnosno 1,5).

Hidraulički otpor višepaketnog pločastog izmenjivača toplote sa istim brojem kanala u svim paketima

,

,

gdje je koeficijent ukupnog hidrauličkog otpora po jedinici relativne dužine međulamelarnog kanala;
i su ekvivalentni prečnik i smanjena dužina jednog međulamelarnog kanala,
(– radna površina razmjene toplote jedne ploče; - širina radnog dijela ploče); je gustina rashladnog sredstva na njegovoj prosječnoj temperaturi;
je njegova brzina u kanalu međuploča; – broj serijski povezanih kanala ili broj paketa u sekciji za dato radno okruženje; - ukupan broj ploča u sekciji (aparatu); - razmak između ploča; – volumetrijska produktivnost uređaja.

Sa turbulentnim strujanjem (10 3

gdje - ugao nagiba rebra; - ugao na vrhu rebra.

Za umetke tipa 0,3r, 0,6r i 1,0 (vidi tabelu 8.1):

at

; (8.26)

at

. (8.27)

Vrijednosti koeficijenata A i B u jednačinama (8.26) i (8.27) date su u tabeli 8.2.

Tabela 8.2 - Vrijednosti koeficijenata A i B u jednadžbama (8.26) i (8.27)

Postoji bliska fizička i ekonomska veza između prenosa toplote i gubitka pritiska, zbog brzine kretanja rashladnih tečnosti. Što je veća brzina nosača topline, veći je koeficijent prijenosa topline i kompaktniji je izmjenjivač topline za dano toplinsko opterećenje, a samim tim niži su kapitalni troškovi. Ali istovremeno se povećava hidraulički otpor protoku i povećavaju se operativni troškovi. Stoga se brzina rashladnog sredstva bira u određenim optimalnim granicama, koje su određene, s jedne strane, cijenom površine za izmjenu topline uređaja ovog dizajna, as druge strane troškom energije koja se troši tokom rad aparata.

OBJAŠNJENJE PROJEKTA KURSA

„Kalibracioni termički proračun parnog kotla E-420-13.8-560 (TP-81) za sagorevanje mrkog uglja Nazarovsky”


1. Opće odredbe

Termički proračun kotlovska jedinica može biti projektovana ili verifikacija.

Verifikacioni proračun kotlovske jedinice se vrši za poznatu konstrukciju kotlovske jedinice iz datog sastava goriva. Zadatak proračuna je utvrditi efikasnost kotla, provjeriti pouzdanost rada, odrediti temperaturu grijaćeg i grijanog medija kroz dimovodne cijevi kotla. Potreba za verifikacionim proračunom može biti uzrokovana i rekonstrukcijom kotla u cilju povećanja njegove produktivnosti i efikasnosti.

Verifikacioni proračun postojećeg projekta kotla vrši se ne samo za nazivna, već i za parcijalna opterećenja koja su neophodna za hidraulične i druge proračune.

Karakteristika verifikacionog proračuna je da je u početku moguće pronaći potrošnju goriva, jer je efikasnost jedinice nepoznata, posebno gubitak toplote sa izduvnim gasovima. Ovaj gubitak zavisi od temperature dimnih gasova, koja se može odrediti tek na kraju proračuna. Potrebno je unapred podesiti temperaturu dimnih gasova, a na kraju proračuna odrediti njenu pravu vrednost, kao i vrednost efikasnosti i potrošnje goriva.

Projektni proračun se vrši prilikom izrade novog tipa kotlovske jedinice za određivanje dimenzija radijacijskih i konvektivnih grijnih površina koje osiguravaju nazivnu snagu kotla pri datim parametrima pare.

Početni podaci za termički proračun. Projektni zadatak za verifikacijski proračun mora sadržavati sljedeće informacije:

· Nacrti kotlovske jedinice

Strukturne karakteristike peći i grijaćih površina

Hidraulički dijagram kotla

vrsta goriva

Performanse kotla i parametri za primarnu paru, temperaturu napojne vode, pritisak u bubnju

· U prisustvu intermedijarnog pregrijavanja - protok i parametri sekundarne pare na ulazu i izlazu.

Stopa kontinuiranog pročišćavanja (%)

temperatura hladnog vazduha

Temperatura dimnih gasova nizvodno od kotla se bira prema uslovima za efikasno korišćenje toplote goriva i utroška metala na repnim grejnim površinama.

Metode, redosled i obim verifikacije termičkog proračuna

Postoje dvije metode verifikacionog proračuna: metoda uzastopnih aproksimacija i metoda paralelnih proračuna.

Metoda uzastopnih aproksimacija.

Proračun se vrši u sljedećem redoslijedu: grijač zraka se izračunava iz prihvaćene temperature dimnih plinova i određuje temperatura odvodnog zraka; peć se izračunava sa određivanjem temperature gasova na izlazu iz peći, pregrijača i vodenog ekonomajzera, utvrđuje se temperatura dimnih gasova i upoređuje sa prihvaćenim temperaturama dimnih gasova i toplog vazduha. Odstupanje je dozvoljeno +/- 10 stepeni. Prema temperaturi dimnih gasova i +/- 40 stepeni. Prema temperaturi izlaznog zraka, nakon čega daju preporuke za proračun.

Metoda paralelnih proračuna.

Proračun se vrši paralelno za tri temperature tako da je željena vrijednost unutar navedenih vrijednosti. Zatim se grafički određuje prava vrijednost tražene vrijednosti temperature dimnih plinova.

Tako se uzima temperatura dimnih gasova i paralelno se izvode tri proračuna po sledećem redosledu: površine grejača vazduha, peći, pregrijavanja i ekonomajzera koje se nalaze duž gasova.

Ako postoje dvostepeni grijači zraka i ekonomajzeri, nakon utvrđivanja potrošnje goriva računaju se prvi stupnjevi grijača zraka i ekonomajzera, drugi stupanj grijača zraka, zatim peć itd. Ekonomajzer ili pregrijač drugog stupnja izračunava se posljednji.

Konvektivne površine grijanja se također izračunavaju metodom paralelnih proračuna. Za grafičko-analitičko rješenje jednadžbi toplinskog bilansa i prijenosa topline za svaku od tri temperature izlaznih plinova uzimaju se dvije vrijednosti temperature plinova na ulazu u proračunsku površinu i vrijednost temperature radnog medija se određuje. Dakle, broj paralelnih proračuna za svaku površinu je šest.

Nakon toga, izračunato odstupanje salda određuje se po formuli: . Vrijednost odstupanja ne bi trebala biti veća od 0,5%.

Prema podacima termičkog proračuna sastavlja se zbirna tabela u kojoj se za svaku grijaću površinu određuju apsorpcija topline, temperatura i entalpija na ulazu i izlazu medija koji ih pere, koeficijent prolaza topline i dimenzije grijaćih površina. su naznačene.

2. Kratak opis kotlovske jedinice E-420-13.8-560 (TP-81)

Kotlovska jedinica TP-81, kotlovnica Taganrog (TKZ) sa jednim bubnjem, sa prirodnom cirkulacijom, dizajnirana za proizvodnju pare pod visokim pritiskom sagorevanjem suhe ugljene prašine. Kotlovska jedinica TP-81 je dizajnirana za sagorevanje uglja Cheremkhovo. Kasnije je rekonstruisan za sagorevanje mrkog uglja Azeya. Trenutno, kotao sagoreva mrki ugalj iz drugih nalazišta, kao što su Mugunsky (regija Irkutsk), Irsha - Borodino, Rybinsk, Pereyaslovskiy, itd. (Krasnojarsk Territory).

Kotao je dizajniran da radi sa parametrima:

Nazivni kapacitet D ka 420 t/h = 116,67 kg/s

Radni pritisak u bubnju R b = 15,5 MPa

Radni pritisak na izlazu iz kotla (iza GPZ) R pp = 13,8 MPa ( + 5)

Temperatura pregrijane pare t pp = 565 ( + 5),°S (550±5)

Temperatura napojne vode t pv = 230, °S

Temperatura toplog vazduha t hw = 400, ° C

Temperatura dimnih gasova υ ux = 153-167, °C

Minimalno opterećenje pri nominalnim parametrima pare 210 t/h

Dozvoljen je kratkotrajni rad kotla sa t PV = 160°C uz odgovarajuće smanjenje izlazne pare kotla.

Raspored kotla je napravljen prema shemi u obliku slova U. Komora za sagorijevanje nalazi se u prvom (uzlaznom) dimovodu. U rotacijskom plinskom kanalu je smješten pregrijač, u drugom, silaznom plinskom kanalu, ekonomajzer vode i grijač zraka smješteni su u usjeku - dvostepeni raspored repnih grijaćih površina.

Zapremina kotlovske vode 116m 3

Zapremina pare kotla 68 m 3


1-bubanj; 2-komora peći; 3-plamenik na ugalj; 4-hladni lijevak; 5-aparat za uklanjanje čvrste šljake; 6-konvektivna petlja; 7-screen; 8-stepeni konvektivni pregrijač; 9-parni kolektor; 10-ekonomajzer; 11-grijač zraka; 12-portni ciklon za odvajanje; 13 - mašina za peskarenje

Komora peći i sita

komora za sagorevanje prizmatičnog oblika, potpuno zaštićen cijevima 60x6,0 mm sa nagibom od 64 mm. Materijal - čelik 20. Stepen prosijavanja peći X = 96,4%. Prednji i stražnji zasloni u donjem dijelu čine kosine "hladnog lijevka".

U gornjem dijelu peći cijevi stražnjeg zaslona formiraju „aerodinamičku nadstrešnicu“, koja poboljšava aerodinamiku peći i djelomično zaklanja ekrane pregrijača od direktnog zračenja baklje. Zasloni se postavljaju na izlazu iz peći.

Aerodinamički vizir formira izbočinu u peć sa projekcijom od 2000 mm. 50% cijevi stražnjeg stakla ima vertikalne preseke kroz viljuške. U cijevi se ugrađuju podloške promjera 10 mm. Zahvaljujući podloškama za gas, najveći dio mješavine pare i vode prolazi kroz savijene grijane dijelove cijevi.

Ekranski paneli su okačeni na metalne konstrukcije plafona pomoću gornjih komora i imaju mogućnost da se slobodno šire prema dole.

U gornjem i donjem dijelu komore za sagorijevanje, sitaste cijevi su spojene na montažne kolektore.

Kako bi se smanjio utjecaj neravnomjernog zagrijavanja na cirkulaciju, sva sita su podijeljena u 18 cirkulacijskih krugova (panela), koji imaju nezavisne gornji i donji kolektor.

Zadnji i prednji ekrani imaju po 6 panela, bočni ekrani imaju 3 panela. Dva krajnja panela stražnjeg i prednjeg ekrana sastoje se od 40 cijevi povezanih paralelno, četiri srednja panela - od 33 cijevi.

Dva krajnja panela bočnih paravana sastoje se od 37 paralelno povezanih cijevi, a srednji panel od 36 cijevi.

Plafon peći i rotacioni dimnjak zaklonjen je cijevima plafonskog zračnog pregrijača.

Projektne karakteristike komore za sagorevanje

Čvrstoću i čvrstoću komore za sagorevanje obezbeđuju pokretni pojasevi za ukrućenje postavljeni duž perimetra, koji povezuju sve cevi za sito kotla u jedan sistem. Pojasevi za ukrućenje postavljaju se na svaka 3 m visine.

Obloga na kotlu je višeslojna lagana. U području komore za sagorijevanje se izrađuje na cijevi i, uz toplinsko širenje cijevi, pomiče se na mjestu s tim cijevima.

Konstrukcija obloge je sljedeća: sloj vatrostalnog betona se nanosi na sitaste cijevi na trodimenzionalnoj metalnoj mreži, zatim slojevi kovelitnih ploča i vanjski sloj zaptivnog premaza, također nanesenog na metalnu mrežu. Obloga se pričvršćuje na sito uz pomoć klinova zavarenih na sito cijevi.

VERIFIKACIJA TERMIČKI PRORAČUN MAŠINE

Naziv parametra Značenje
Tema članka: VERIFIKACIJA TERMIČKI PRORAČUN MAŠINE
Rubrika (tematska kategorija) Svi članci

Prilikom proračuna kompletnih mašina, uključujući kondenzacionu jedinicu, isparivače i druge elemente, nemoguće je podesiti temperaturni režim njihovog rada. Mora se utvrditi samo posebnim verifikacionim termičkim proračunom mašine namenjene za ugradnju.

Svrha verifikacionog proračuna je da se utvrdi da li će izabrana mašina moći da obezbedi željene temperature vazduha u komorama sa poznatim toplotnim dobitkom, a da ne prekorači dozvoljenu vrednost koeficijenta vremena rada b. Za to se utvrđuje stvarni temperaturni režim rada i stvarni koeficijent radnog vremena mašine. U razmatranim automatskim mašinama kompresor radi samo u radnom dijelu ciklusa, a isparivač - kontinuirano. Dakle, kompresor se računa prema prosječnoj tački ključanja tor za radni period ciklusa, a isparivač - prema prosječnoj tački ključanja tot za cijeli ciklus.

U verifikacionom proračunu prvo odredite prosečnu tačku ključanja za ceo ciklus toc iz jednačine prenosa toplote u isparivaču, koji kada se mašina ohladi, ima oblik samo jedna komora.

Kada se jedna mašina i n komora ohlade, jednačina prenosa toplote u isparivačima dobija oblik

U ovim formulama

Qkam, Qkam1, Qkam2, ..., Qkamn ​​- potrošnja hladnoće za odgovarajuće komore, W;

ki, kíl, ki2,…, kin - koeficijenti prolaza toplote isparivača, W/(m2 °S);

Fi, Fi, Fi2,…, Fin - površine isparivača, m2;

tkam, tkam1, tkam2,…, tkamn - temperature vazduha u odgovarajućim komorama, °C.

Eksperimentalnim radom i posebnim proračunima utvrđeno je da je prosječna tačka ključanja rashladnog sredstva tokom radnog perioda najvišeg ciklusa mašina niskog kapaciteta koje rade na rashladne komore sa temperaturom vazduha od -2° do +4°C približno 3°C. niže od tačke ključanja srednjeg rashladnog sredstva za ceo ciklus, tj.

Na osnovu pronađene vrijednosti tor utvrđuje se stvarni radni kapacitet hlađenja Qop mašine odabrane za ugradnju. Ovo se radi prema karakteristikama mašine, predstavljenim u koordinatama Q0 - t0 i označenim u katalozima i referentnim knjigama (vidi sliku 106).

Prilikom određivanja Qop iz takvog grafa, treba odrediti temperaturu kondenzacije i uzeti Qop vrijednosti iz krive koja se odnosi na ovu temperaturu. Za jedinice sa kondenzatorom hlađenim vodom, održavanje prihvaćene temperature kondenzacije je osigurano pomoću ventila za kontrolu vode. U jedinicama sa zračnim hlađenjem, temperatura kondenzacije se postavlja prema temperaturi okolnog zraka i kapacitetu hlađenja kompresora. U ovom slučaju, temperatura kondenzacije se može inicijalno postaviti, a nakon izračunavanja kondenzatora, može se poboljšati.

Za mašine sa vazdušnim hlađenjem, temperatura kondenzacije se mora izračunati pomoću jednačine

gdje je tv temperatura okoline (kondenzator) zraka, °S;

kk - koeficijent prolaza toplote kondenzatora, W/(m2 °C);

Fc - površina za prenos toplote kondenzatora, m2;

Ako se ovako izračunata temperatura razlikuje od prvobitno prihvaćene za više od 2°C, proračun treba ponoviti.

Stvarni koeficijent radnog vremena rashladne mašine treba izraziti kao odnos ukupne potrošnje hladnoće za datu grupu komora ΣQkam i radnog rashladnog kapaciteta mašine (agregata) odabrane za hlađenje ove grupe komora Qop, tj.

Rezultirajuća vrijednost koeficijenta radnog vremena trebala bi biti u rasponu od 0,4 do 0,7. Više vrijednosti b ukazuju na to da performanse odabrane jedinice nisu dovoljne; trebalo bi da uzmete drugu jedinicu, veću produktivnost, i ponovite proračun. Ako se kao rezultat proračuna pokaže da b<4, то ϶то означает, что выбранный агрегат будет мало использоваться, тогда нужно принять агрегат с меньшей холодопроизводительностью и повторить расчет. Когда соотношение тепловых нагрузок не соответствует возможному распределению испарителей по камерам при отсутствии в них реле температуры, следует после поверочного, расчета машины проверить, будет ли обеспечено поддержание заданнои̌ температуры в камерах. Для ϶того пользуются тем же уравнением теплопередачи испарителя для каждой камеры (59), но подставляют в нᴇᴦο найденное значение температуры кипения tоп, а определяют температуру воздуха в камере tкам:

Ako pronađena vrijednost temperature zraka u komori odstupa za više od 2°C od njene nominalne vrijednosti, onda treba razmotriti mogućnost postavljanja isparivača u komore na drugačiji način ili naručiti isparivače kao dodatak zadatom.

Prilikom provjere proračuna rashladne jedinice sa sistemom za hlađenje slanom vodom, moguće je uzeti faktor vremena rada b=0,9 i izračunati isparivač za kontinuirani rad kompresora, tj. uzeti tc≈tor=t0. Radna tačka ključanja određena je jednadžbama:

, (66)

gdje je tpm prosječna temperatura slane vode, ºS;

t0 - tačka ključanja, °C.

U ovom proračunu može se navesti jedna od vrijednosti tpm ili t0. Drugi se izračunava prema jednačini. Određivanje tačke ključanja može se izvesti i grafički. Za to je na grafikonu Q0 - t0, koji predstavlja karakteristiku jedinice, nacrtana ravna linija Qi \u003d k i Fi (tpm-t0), što je karakteristika isparivača. Tačka preseka krive Q0 i prave Qi odgovaraće željenoj tački ključanja.

VERIFIKACIJA TERMIČKI PRORAČUN MAŠINE - pojam i vrste. Klasifikacija i karakteristike kategorije "VERIFIKACIJSKI TERMIČKI PRORAČUN MAŠINE" 2017-2018.

NJIH. Saprykin, inženjer, PNTK Energy Technologies LLC, Nižnji Novgorod

Uvod

Prilikom razvoja ili prilagođavanja različitih termoelektrana, uključujući opremu za izmjenu topline, posebno pločaste izmjenjivače topline (PHE), često je potrebno izvršiti detaljne proračune toplinskih shema u širokom rasponu promjena snage i parametara rashladnog sredstva.

PHE, za razliku od, na primjer, izmjenjivača topline s školjkom i cijevi, sadrže široku paletu veličina ploča i profila njihovih površina za izmjenu topline. Čak i unutar iste veličine ploča postoji podjela na takozvane "tvrde" tipove H i "meki" tipovi L ploče koje se međusobno razlikuju po koeficijentima prijenosa topline i hidrauličkom otporu. Stoga se PTA, zbog prisustva individualnog skupa dizajnerskih parametara, uglavnom proizvode po određenoj narudžbi.

Veliki proizvođači PHE imaju svoje dobro uhodane metode intenziviranja procesa prijenosa topline, veličine ploča i ekskluzivne programe za njihov odabir i proračun.

Pojedinačne karakteristike PTA u odnosu na termičke proračune su uglavnom u razlici u vrijednostima konstanti A, m, n, r u izrazu Nusseltovog broja koji je uključen u određivanje koeficijenata prijenosa topline.

, (1)
gdje Re- Reynoldsov broj;

Pr- Prantl broj za rashladnu tečnost;

Pr sa - Prantl broj za rashladne tečnosti na površini pregradnog zida.

Trajno A, m, n, r određuju se eksperimentalno, što je vrlo radno intenzivno, njihove vrijednosti su predmet intelektualnog vlasništva, a proizvođači PTA se ne otkrivaju.

Kao rezultat ove okolnosti, ne postoji jedinstvena metoda za termičke verifikacione proračune varijabilnih modova, koja pokriva čitav raspon PTA.

Predložena je metoda za verifikaciju termičkih proračuna PHE varijabilnih modova, zasnovana na činjenici da se potrebne informacije o specifičnim vrijednostima navedenih konstanti mogu identifikovati iz poznatog projektnog moda modeliranjem termičkog procesa. To se odnosi na način projektovanja "čistog" izmjenjivača topline, kada se svi parametri određuju bez tzv. faktora zagađenja.

Modeliranje je provedeno korištenjem kriterijskih jednačina konvektivnog prijenosa topline, uzimajući u obzir termofizička svojstva vode: toplinski kapacitet, toplinsku provodljivost, toplinsku difuzivnost, kinematičku viskoznost, gustinu.

Međutim, neka pitanja izračunavanja varijabilnih modova PTA ostala su neotkrivena. Svrha ovog članka je proširiti mogućnosti proračuna varijabilnih načina jednoprolaznog PHE voda-voda.

Optimizirani proračuni verifikacije za pločaste izmjenjivače topline

U razvoju metode proračuna, u nastavku se predlaže jednostavnija jednačina, dobijena iz jednačine 1 kao rezultat identičnih transformacija i koja sadrži konstantnu (u daljem tekstu konstantnu) PTA Od njega:

, (2)
gdje Q- toplotna snaga preko PTA, kW;

Rc- toplinska otpornost zida (ploče), m 2°C/W;

R n- termička otpornost sloja naslaga kamenca, m 2 °C / W;

F = (n pl– 2) · ℓ L- ukupna površina prenosa toplote, m 2;

n pl - broj ploča, kom.;

ℓ - širina jednog kanala, m;

L– smanjena dužina kanala, m;

∆t– logaritamska razlika temperature nosača toplote, °S;

Θ = Θ g + Θ n - ukupni termofizički kompleks (TFC), koji uzima u obzir termofizička svojstva vode. TFK je jednak zbiru TFK grijanja Θ g i TFA grijani Θ n rashladne tečnosti:

, , (3, 4),
gdje

t 1 , t 2 - temperatura rashladnog sredstva za grejanje na ulazu i izlazu iz PTA, °C;

τ 1 , τ 2 – temperatura zagrijanog rashladnog sredstva na izlazu i ulazu u PTA, °S.

Konstantne vrijednosti m, n, r za oblast turbulentnog strujanja rashladnih tečnosti u ovom modelu uzete su na sledeći način: m = 0,73, n = 0,43, r= 0,25. Konstante u = 0,0583, y= 0,216 određene su aproksimacijom vrijednosti termofizičkih svojstava vode u rasponu od 5-200 °C, uzimajući u obzir konstante m, n, r. Konstantno ALI zavisi od mnogih faktora, uključujući i prihvaćene konstante m, n, r i veoma varira ALI = 0,06-0,4.

Jednačina za Od njega, izraženo kroz izračunate parametre PTA:

, (5)
gdje K r - projektni koeficijent prolaza topline, W / (m 2 · °C).

Jednačina za Od njega, izraženo kroz geometrijske karakteristike:

, (6)
gdje z– razmak između ploča, m.

Iz zajedničkog rješenja 5 i 6 određuje se vrijednost ALI za ovaj PTA. Zatim prema poznatom ALI mogu se odrediti koeficijenti prolaza toplote α g i α n:

, (7, 8)
gdje f = (n pl - 1) ℓ z/2 je ukupna površina poprečnog presjeka kanala;

d e= 2 z- ekvivalentni prečnik presjeka kanala, m.

Iz 7, 8 slijedi da je vrijednost konstante ALI pri datim konstantama m, n, r je pokazatelj efikasnosti PTA.

Konstantno C he može se odrediti i eksperimentalno iz rezultata istovremenih mjerenja parametara u dva različita načina rada PTA. Mjereni parametri u ovom slučaju su vrijednosti toplinske snage, označene indeksima 1 i 2; vrijednosti četiri temperature rashladne tekućine:

. (9)

Isto se odnosi i na slučajeve kada su projektni parametri PTA nepoznati. To uključuje situacije kada su informacije o početnim parametrima nepoznate za PHE u radu, na primjer, izgubljena je, ili je PHE rekonstruiran promjenom površine grijanja (promjenom broja ugrađenih ploča).

U praksi se često javljaju situacije kada je potrebno promijeniti, na primjer, povećati prenesenu izračunatu toplinsku snagu PHE. To se postiže ugradnjom dodatnog broja ploča. Ovisnost izračunate toplotne snage od broja dodatno ugrađenih ploča, dobijena iz jednačine 2, uzimajući u obzir 6, je sljedeća:

. (10)

Naravno, kada se mijenja broj ploča, konstanta Od njegaće se promijeniti i to će biti još jedan izmjenjivač topline.

Obično su parametri isporučenog PTA dati sa faktorom zarastanja predstavljenim toplotnom otpornošću sloja ljuske. R n r(originalni način rada). Pretpostavlja se da se tokom rada, nakon određenog vremenskog perioda, usled stvaranja kamenca, na površini razmene toplote formira sloj naslaga kamenca sa „proračunatim“ toplotnim otporom. Dalje nakon toga potrebno je očistiti površinu izmjenjivača topline.

U početnom periodu rada PHE, površina za izmjenu topline će biti redundantna i parametri će se razlikovati od parametara početnog načina rada. Ako postoji dovoljna snaga izvora topline, PTA može „ubrzati“, odnosno povećati prijenos topline iznad navedenog. Da bi se prijenos topline vratio na zadanu vrijednost, potrebno je smanjiti protok rashladne tekućine u primarnom krugu ili smanjiti dovodnu temperaturu; u oba slučaja će se smanjiti i "povratna" temperatura. Kao rezultat, novi način "čistog" PTA sa Q str i R n p \u003d 0, dobijeno iz originala Q str i R n r > 0, će se izračunati za PTA. Postoji beskonačan broj takvih modova dizajna, ali svi su ujedinjeni prisustvom iste konstante C he.

Za traženje projektnih parametara od početnih, predlaže se sljedeća jednadžba:

, (11),
gdje su na desnoj strani poznati K ref, t 1 , t 2 , τ 1 , τ 2 ,(dakle, i Θ ref), R s, R n r, na lijevoj strani - nepoznato t 2 p, ϴ p, K p . umjesto toga kao nepoznato t2 može se izmjeriti jedna od preostalih temperatura t 1 , τ 1 , τ 2 ili njihove kombinacije.

Na primjer, u kotlarnici je potrebno ugraditi PTA sa sljedećim parametrima: Q str= 1000 kW, t1= 110 °C, t2= 80 °C, τ 1= 95 °C, τ2= 70 °C. Dobavljač je predložio PTA sa stvarnom površinom za izmjenu topline F= 18,48 m 2 sa faktorom zagađenja R n p \u003d 0,62 10 -4 (faktor rezervi δf = 0,356); K r\u003d 4388 W / (m 2 · °C).

Tabela prikazuje, kao primjer, tri različita moda dizajna dobivena iz originala. Redoslijed izračunavanja: pomoću formule 11 izračunava se konstanta Od njega; koristeći formulu 2, određuju se potrebni načini projektovanja.

Table. Početni i proračunski načini PTA.

Ime Dimenzija Oznaka Toplotni režimi
original obračun 1 obračun 2 obračun 3
Toplotna snaga kW Q 1000 1090 1000 1000
Stock - δf 0,356 0,000 0,000 0,000
Stepen čistoće - β 0,738 0,000 1,000 1,000
Ulazna temperatura vode za grijanje °C t1 110,0 110,0 110,0 106,8
Temperatura grijanja. izlazna voda °C t2 80,0 77,3 75,4 76,8
Temperatura vode za grijanje na izlazu °C τ 1 95,0 97,3 95,0 95,0
Logaritamska razlika temperature °C ∆t 12,33 9,79 9,40 9,07
TFK - ϴ 4,670 4,974 4,958 4,694
Koeficijent prijenosa topline W / (m 2 ° C) K 4388 6028 5736 5965
Potrošnja vode za grijanje t/h G1 28,7 28,7 24,9 28,7
Potrošnja grijane vode t/h G2 34,4 34,4 34,4 34,4
Toplinska otpornost sloja ljuske m 2 °C / W 10 4 R n 0,62 0 0 0
PTA konstanta - C he - 0,2416

Način poravnanja 1 ilustruje ubrzanje PTA ( Q= 1090 kW) pod uslovom da izvor toplotne energije ima dovoljnu snagu, dok je pri konstantnom protoku temperatura t2 pada na 77,3, a temperatura τ 1 raste na 97,3 °C.

Način dizajna 2 simulira situaciju kada je ventil regulatora temperature instaliran na cevovodu sa medijumom za grejanje, kako bi se održala konstantna temperatura τ 1= 95 ° C, smanjuje potrošnju rashladnog sredstva za grijanje na 24,9 t/h.

Način dizajna 3 simulira situaciju kada izvor toplinske energije nema dovoljnu snagu da ubrza PHE, dok se obje temperature rashladnog sredstva za grijanje smanjuju.

Konstantno Od njega je kumulativna karakteristika koja uključuje geometrijske karakteristike i izračunate termičke parametre. Konstanta je nepromenjena tokom celog radnog veka PTA, pod uslovom da je početna količina i „kvalitet“ (odnos broja ploča H i L) postavljene ploče.

Dakle, PTA se može simulirati, što otvara put za izvođenje potrebnih verifikacionih proračuna za različite kombinacije ulaznih podataka. Željeni parametri mogu biti: toplotna snaga, temperature i brzine protoka nosača toplote, stepen čistoće, termička otpornost mogućeg sloja kamenca.

Koristeći jednačinu 2, koristeći poznati način projektovanja, moguće je izračunati parametre za bilo koji drugi režim, uključujući određivanje toplotne snage iz četiri temperature rashladne tečnosti izmerene na priključcima. Potonje je moguće samo ako je termički otpor sloja kamenca unaprijed poznat.

Iz jednačine 2 može se odrediti toplinski otpor sloja razmjera R n:

. (12)

Procjena stepena čistoće površine za izmjenu topline za dijagnozu PHE nalazi se po formuli .

zaključci

1. Predložena metoda proračuna verifikacije može se koristiti u projektovanju i radu cevovodnih sistema sa jednoprolaznim PTA voda-voda, uključujući dijagnostiku njihovog stanja.

2. Metoda omogućava, korištenjem poznatih projektnih parametara PHE, izračunavanje različitih varijabilnih režima bez kontaktiranja proizvođača opreme za izmjenu topline.

3. Metoda se može prilagoditi proračunu PTA sa tekućim medijima osim vode.

4. Predložen je koncept PTA konstante i formule za proračun. PTA konstanta je kumulativna karakteristika koja uključuje geometrijske karakteristike i izračunate termičke parametre. Konstanta je nepromijenjena tokom cijelog vijeka trajanja PHE, pod uslovom da se zadrži početna količina i „kvalitet“ (odnos broja „tvrdih“ i „mekih“) ugrađenih ploča.

Književnost

1. Grigoriev V.A., Zorin V.M. (ur.). Prijenos topline i mase. Termotehnički eksperiment. Imenik. Moskva, Energoatomizdat, 1982.

2. Saprykin I.M. O provjeri proračuna izmjenjivača topline. „Novosti o snabdijevanju toplotom“, br. 5, 2008. str. 45-48.

3. . Web stranica Rosteplo.ru.

4. Zinger N.M., Taradai A.M., Barmina L.S. Lamelni izmjenjivači topline u sistemima za opskrbu toplinom. Moskva, Energoatomizdat, 1995.

Podijeli: