Расчет подогревателя высокого давления ПВД для турбины К-1000-60/3000
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
4-4,5=189,9 С; когда значении ? =4,5 С, тогда iс.п. =794,9 кДж/кг.
Расход пара в подогреватель
GПВ= =(194,4-734,5)*0,99*93,25=2029,65 кг/с.(794,9-713,6)
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
713,6+(827-734,5)*93,25*0,99=720 кДж/кг.304,45
тогда tод =172,1 С.
Энтальпия воды на входе в собственно подогреватель
715,8+(720-713,6)*304,45*0,99=715 кДж/кг.1725,20
тогда температура воды на входе в собственно подогреватель t?од = 172,8 С.
Энтальпия воды на выходе из пароохладителя (при расходе
Gпо = 0,7D=0,00 кг/с):
794,9+(2795-2795)*93,25*0,99=2795,0 кДж/кг.0,00
тогда температура tпо=194,4 С.
По балансу теплоты определяем тепловую нагрузку для охладителя конденсата:
93,25*(827-734,5)*0,99=8539 кВт;
собственно подогревателя:
93,25*(2795-827)*0,99=183516 кВт;
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;
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 = 194,4-172,8 =22 С;
?tм=tнс.п - tсп = 194,4-189,9= 4,5 С.
Следовательно
22-4,5 =10,9,0C;ln224,5
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:
189,9+172,8=181,0C;2
параметрах 0,166*10-6 м2/с; 66,36*10-2 Вт/(м*К);1,061;
число Рейнольдса равно:
1,5*0,032=2,89*105;0,166*10-6
Коэффициент теплоотдачи для этих условий определяется:
0,023*66,36*10-2*(2,89)0,8(1,061)0,4 =11415 Вт/(м2К);0,032
Термическое сопротивление стенки труб:
Значение коэффициента b в формуле при
194,4+181=188,0C;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 =6,01 С;
Рис. 2 Графоаналитическое определение плотности теплового потока в зависимости от температурного напора
q=30 кВт/м2 ?t =9,91 С;
q=40 кВт/м2 ?t =14,17 С;
q=50 кВт/м2 ?t =18,72 С;
Из нее следует что при =10,11 : q =30500.
Коэффициент теплопередачи в собственно подогревателе в этих условиях равен:
30500=3016, Вт/(м2К);10,11
Поверхность нагрева собственно подогревателя:
183516=602, м2;3016*10,11
Практически поверхность нагрева должна быть несколько выше за счет возможности загрязнения поверхности, коррозии и т.д. Принимаем604 м2.
При принятой скорости воды в трубах число спиралей собственно подогревателя
2029,65*0,166*10-4=3486, 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=3528 шт.
Длина каждой спирали в этом случае
604=2, м;3,1415*0,024*3528
В заключение теплового расчета собственно подогревателя рекомендуется уточнить температуру, при которой были определены физические параметры:
194,4-6,01=188,39,0C;
Отклонение от принятого значения =188 составляет 0,39 С, что вполне допустимо.
5. Тепловой расчёт охладителя конденсата (ОК)
Тепловая нагрузка охладителя конденсата 8539 кВт;
Средняя температура конденсата в межтрубном пространстве:
194,4+175,5=184, С;2
Сечение для прохода конденсата в охладителе принимаем таким же, как и в охладителе пара, т.е. 0,009Тогда скорость конденсата в межтрубном пространстве:
93,25*0,00114=11,96, м2;0,009
Значение числа Рейнольдса при найденной скорости равно:
11,96*0,018=9,7*104;0,1568*10-6
Значение коэффициента теплоотдачи от пара к стенке труб следует определять:
0,023*0,6367*(9,7)0,8(0,998)0,4=23246 Вт/(м2К);0,032
Средняя разность температур воды в трубах охладителя:
170,5+172,1=171,4 оС;2
Значение коэффициента теплопередачи от стенки к воде определяем при скорости и физических параметрах, соответствующих 171,4 оС;
2+0,024=2,82*105;0,1704*10-6
0,023*0,6649*(2,82*105)0,8(1,127)0,4=15305 Вт/(м2К);0,024
Расчетное значение:
1,132*15305=17325 Вт/(м2К);
Коэффициент теплопередачи в охладителе конденсата:
1 =1414 Вт/(м2К)1+0,032*32+322188246,6*2424*17325
Средний температурный напор в охладителе: 194,4-172,1=22 оС;
172,1-170,5=5 оС;
22-5=11,3 оС;ln225
Поверхность теплообмена охладителя конденсата:
8539*103=312 м2;1414*11,3
Таким образом, в результате расчета получено:
602 м2;
312 м2.
Заключение
В ходе проведения данной курсовой работы был рассчитан подогреватель высокого давления ПВД №6 (ПВ-2000-120-17) для турбинной установки К-1000-60/3000. ПВД №6 работает при параметрах пара перед входом в подогреватель: давлении 1,5 МПа, температуре 198 С и расходом пара 93,25 кг/с.
В результате расчета были определены следующие площади составляющих частей подогревателя:
площадь СП 602 м2;
площадь ОК 312 м2.