Выбор вспомогательного оборудования.

4.2.1. Расчет и выбор теплообменных аппаратов.

Считаем, что вертикальные теплообменники применяются в паровых котельных высокой компоновки (обычно это твердотопливные котельные достаточно большой производительности) для подогрева сетевой воды, а горизонтальные - при низкой компоновке котельной для подогрева сетевой, сырой, добавочной и химически очищенной воды.

Для расчетов используются уравнения теплового баланса, расходы греющего пара или воды через теплообменники, определяются поверхности нагрева и тип теплообменника (с размерами).

В первую очередь рассчитываются паровой подогреватель 7и охладитель конденсата 8 сетевой воды, конденсатный бак 15, затем теплообменники 22, 23, 26, 27, 29, деаэратор 30, теплообменник 31 и деаэратор 32.

Площадь поверхности нагрева (F) теплообменника, м²

, (4.2)

где Q_i – тепловая мощность теплообменника (см. формулы 3.1, 3.13, 3.15, 3.18, 3.20), кВт; k – коэффициент теплопередачи, кВт/(м² · К), при учебных расчетах k принимается равным:

· для водоводяных теплообменников 1–2 кВт/(м² · К),

· для пароводяных - 2–3 кВт/(м² · К);

– коэффициент, учитывающий потери теплоты от наружного охлаждения;

– температурный напор, определяется по формуле

, (4.3)

где и – большая и меньшая разности температур разных теплоносителей на концах теплообменного аппарата (см.Рис.11).

· Если / больше 1,7, то считается по формуле (27).

· Если / меньше или равно 1,7, то температурный напор считается как среднеарифметическая величина , (4.4)

При расчете температурного напора для каждого теплообменника построить графики, указав значения температур, отметить больший и меньший перепады температур и направление движения потоков.

Обратите внимание, что температура пара в паро-водяном теплообменнике сразу же падает до температуры насыщения t_S при давлении в теплообменнике, а приходит пар из РУ слегка перегретым с температурой t_S^б – температурой насыщения при давлении в барабане котла, поскольку в РУ давление понижается, а температура – нет.

Рис. 11. Типичные графики изменения температур теплоносителей по

длине L паро-водяного (слева) и водо-водяного (справа) теплообменников.

По расчетной поверхности нагрева из каталога предварительно выбирается теплообменник, имеющий ближайшую бóльшую поверхность нагрева. При выборе теплообменников подогрева сетевой воды необходимо принимать по два теплообменника для парового подогревателя (ПСВ) и по два - для охладителя конденсата (ОК) (одна пара - рабочие, другая - резервные). Для выбранного теплообменника определяется скорость подогреваемой воды в трубах, которая не должна превышать 1,5–2,0 м/с:

(4.5)

где D – расход подогреваемой воды в трубах, кг/с; ν’ – удельный объем воды, м³/кг; f – живое сечение для прохода воды (принимается из паспорта или справочника), м².

Характеристики некоторых теплообменников приведены в табл. 3 – 6.

Таблица 3