Расчет подогревателя высокого давления ПВД № 5 для турбины ПT-135/165-130/15
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
194,1-717,6)*0,99*9,16=251,25 кг/с.(751,8-675,8)
Используя полученный расход воды, определяют температуру на выходе из охладителя конденсата, на входе в собственно подогреватель и на выходе из охладителя пара. Из уравнения теплового баланса для охладителя конденсата (дренажа)
Имеем
675,8+(771-717,6)*9,16*0,99=679 кДж/кг.37,69
тогда tод =162,3 С.
Энтальпия воды на входе в собственно подогреватель
715,8+(679-675,8)*37,69*0,99=676 кДж/кг.207,15
тогда температура воды на входе в собственно подогреватель t?од = 163,6 С.
Энтальпия воды на выходе из пароохладителя (при расходе Gпо = 0,7D=6,41 кг/с):
751,8+(3013-2846)*9,16*0,99=1006,8 кДж/кг.6,41
тогда температура tпо=222,0 С.
По балансу теплоты определяем тепловую нагрузку для охладителя конденсата:
9,16*(771-717,6)*0,99=481 кВт;
собственно подогревателя:
9,16*(2846-771)*0,99=19010 кВт;
охладителя пара:
9,16*(3013-2846)*0,99=1530 кВт
где iп - удельная энтальпия пара;
i?п - удельная энтальпия пара, поступающего в собственно подогреватель;
iнс.п. - удельная энтальпия конденсата пара за собственно подогревателем;
i др - удельная энтальпия дренажа;
Dп - расход пара в подогреватель;
подогреватель турбина теплообмен
4. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЁТ СОБСТВЕННО ПОДОГРЕВАТЕЛЯ (СП)
Средний температурный напор для поверхностей нагрева отдельных элементов и подогревателя в целом определяется как среднелогарифмическая разность температур, т.е.
Здесь большие и меньшие температуры разности определяются в соответствии с графиком рисунка 1:
для собственно подогревателя
?tб=tнс.п. - t?од = 184,1-163,6 =20 С;
?tм=tнс.п - tсп = 184,1-179,6= 4,5 С.
Следовательно
20-4,5
=10,5,0C;ln204,5
Для определения коэффициента теплоотдачи от стенок труб к воде необходимо установить режим движения ее. Скорость воды в трубах подогревателя принимается в пределах 1,3-1,8 м/с. Для скорости 1,5 м/с и соответствующих средней температуре воды:
179,6+163,6=172,0C;2
параметрах 0,171*10-6 м2/с; 66,97*10-2 Вт/(м*К);1,124;
число Рейнольдса равно:
1,5*0,032=2,81*105;0,171*10-6
Коэффициент теплоотдачи для этих условий определяется:
0,023*66,97*10-2*(2,81)0,8(1,124)0,4=11542 Вт/(м2К);0,032
Термическое сопротивление стенки труб:
Значение коэффициента b в формуле при
184,1+172=178,0C;2
равно b=6150. В соответствии с полученными значениями имеем:
принимая различные значения q, находим и строим зависимость (рис.2).
q=20 кВт/м2 ?t =7,03 С;
q=30 кВт/м2 ?t =11,67С;
q=40 кВт/м2 ?t =16,76С;
q=50 кВт/м2 ?t =22,22С;
Рис.2 Графоаналитическое определение плотности теплового потока в зависимости от температурного напора.
Из нее следует, что при =10,02 : q =26550.
Коэффициент теплопередачи в собственно подогревателе в этих условиях равен:
26550=2650,Вт/(м2К);10,02
Поверхность нагрева собственно подогревателя:
19010=736,м2;2650*10,02
Практически поверхность нагрева должна быть несколько выше за счет возможности загрязнения поверхности, коррозии и т.д. Принимаем738 м2.
При принятой скорости воды в трубах число спиралей собственно подогревателя
251,25*0,171*10-4=432,шт;0,785*1,5*0,0242
Практически число спиралей принимается кратным произведению числа секций и числа рядов в каждой секции, т.е. 612=72. Тогда N=432 шт.
Длина каждой спирали в этом случае
738=23,м;3,1415*0,024*432
В заключение теплового расчета собственно подогревателя рекомендуется уточнить температуру, при которой были определены физические параметры:
184,1-7,03=177,07,0C;
Отклонение от принятого значения =178 составляет -0,93 С, что вполне допустимо.
. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЁТ ОХЛАДИТЕЛЯ ПАРА (ОП)
Тепловая нагрузка охладителя пара Qоп =1530 кВт;
расход пара Dп =9,16 кг/с;
расход питательной воды Gпв =6,41 кг/с.
Если размеры спиралей охладителей пара такие же, как и собственно подогревателя, тогда сечение для прохода пара:
23*0,004*0,98=0,089 м2
Здесь ?=0,98 учитывает часть длины труб, участвующей в теплообмене, а 0,004-расстояние между трубами.
При двух потоках скорость пара в охладителе:
9,16*0,15618=8,1,м/с;2*0,089
где ? - средний удельный объем пара при его средней температуре
tср=275+194,1=234,55, С;2
Эквивалентный диаметр:
4*0,089=0,178,м;2
Число Рейнольдса
8,1*0,178=0,8;1,75*10-7
Значение коэффициента теплоотдачи от пара к стенке труб следует определять:
0,027*0,04272*(0,8)0,8(1,644)0,4=425,387 Вт/(м2К);0,178
Физические параметры воды определяются при:
194,1+179,6=201 ?С;2
?=1,620*10-6м2/с;
?=0,681 Вт /м*К,
Pr =0,889.
Скорость воды в трубах при двух поточной схеме принимаем равной 1,5 м/с, а диаметр трубок 324 мм. Тогда
1,5*0,024=2,2*105;1,620*10-6
а
0,023*0,681*(2,2*105)0,8(0,889)0,4=11797 Вт/(м2К);0,024
Коэффициент теплопередачи:
1
=2908 Вт/(м2К)1+0,032*32+324201246,6*2424*11797
где - учитывает вид теплопередающей стенки - стенка цилиндрическая.
Средний температурный напор в охладителе пара:
Здесь большие и меньшие температуры разности определяются в соответствии с графиком рисунка 1:
для охладителя пара:
tп - tпо =275-222,0=53,0 С;
t?п - tсп =194,1-179,6=14,5С.
Следовательно,
53,0-14,5=30 оС;ln53,014,5
Поверхность нагрева охладителя пара:
1530*103=101,м2;2908*30
Число змеевиков охладителя пара:
101=45,шт;0,98*3,1415*0,032*23
. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЁТ ОХЛАДИТЕ?/p>