Расчет тепловой схемы турбоустановки с турбиной К-1000-60/1500-1
Курсовой проект - Физика
Другие курсовые по предмету Физика
?еваемой сред. Так, температура среды на выходе из охладителя конденсата оценивается по формуле:
Tдр = tв+(510) C, где tв температура воды (ОК, ПВ) на входе в подогреватель.
Рис.6. Схема движения сред в ПВД (а) и график изменения температур теплоносителей (б).
ОК охладитель конденсата;
СП собственно подогреватель
Из рис.6 видно, что для уменьшения габаритов (размеров) охладителя конденсата через него пропускается только часть воды, проходящей через ПВД (1020 %).
Минимальный температурный напор в собственно подогревателе, равно как и минимальный температурный напор в охладителе дренажа, выбираются на основании технико-экономического обоснования.
ПВД7
Расход греющего пара Dп7=61,61кг/с
давление пара pп7=2,409 МПа
расход питательной воды Gпв=1882,5 кг/с
температура питательной воды на входе tвхпв= 198 ?С
температура питательной воды на выходе tвыхпв=215 ?С
доля питательной воды, проходящей через охладитель дренажа Dпвод=20% Gпв
давление питательной воды pпв= 8 МПа
диаметр и толщина стенок трубок dв* ?=24*4мм
наружный диаметр трубок dн= 32 мм
материал трубок сталь 20.
Расход слива ПП2 Dпп2= 75,5 кг/с
энталпия слива ПП2 hпп2=1195.7 кДж/кг
Расход греющей среды Dп=Dп7+Dпп2=137,1 кг/с
коэффициент, учитывающий потери теплоты в окружающую среду ?тп= 0.98
Параметры сред в п 7:
Греющий пар:
tп= 222 С
hn= 2773,6 кДж/кг
hk= 952,9 кДж/кг
Питательная вода:
hвхпв= 846,2 кДж/кг
hвыхпв=922,5 кДж/кг
Определим энтальпию ПВ в точке смешения двух потоков ПВ (ОД + СП)
hc=hвыхпв-[(Dn7.(hп-hk)+Dпп2.(hпп2-hk))?тп/Gпв]= 854,6 кДж/кг
tc= 199,89 С
Параметры переохлажденного конденсата определим по УТБ составленного для черного ящика (см. схему), в который входят потоки ОК и конденсата греющего пара, а выходят поток ОК с температурой смеси и слив (дренаж) греющего пара П7. Сделано это для того, чтобы избежать решение системы 23 уравнений ТБ (в зависимости от числа неизвестных параметров.
hдр=hк-[Gпв(hс-hвхпв)/(Dп.?тп)]= 929,4 кДж/кг
tдр= 216,9 С
Расход питательной воды через охладитель дренажа:
Gод= 375,5 кг/с
Параметры питательной воды на выходе из охладителя дренажа определяем по уравнению ТБ для этого элемента:
hвых.одпв=hвхпв+[Dn.(hк-hдр)/Gод]= 854,7 кДж/кг
tвых.одпв= 199,93 С
Расчет собственно подогревателя:
Тепловой поток:
Qсп=Gпв.(hвыхпв-hс)= 127903,8 кВт
Среднелогарифмический температурный напор:
?tб=tп-tc= 22,1 С
?tм=tп-tвыхпв= 7 С
?tср=(?tб-?tм)/ln(?tб/?tм)= 13,1 С
Принимаем скорость движения воды в трубках по рекомендациям (1,5...2,5 м/с)
W= 1.5 м/с
Средняя температура питательной воды:
tв.ср=0.5(tвыхпв+tс)= 207,4 С
Теплофизические параметры для ПВ при ее средней температуре:
?=f(pпв,tв.ср)= 1,52.10-07 м2/с
?=f(pпв,tв.ср)= 0,664Вт/(м.К)
?=f(pпв,tв.ср)= 1,31.10-04 Па.с
Pr=f(pпв,tв.ср)= 0.886
Число Re: Re=W.dв/?=2,37.10+05
Коэффициент теплоотдачи от стенки к воде:
?2=0,023?.Re0,8.Pr0,4/dв= 12081,8 Вт/(м2.К)
Теплопроводность стенки трубы (Ст 20) : ?ст 20К= 48 Вт/(м.К)
Теплофизические константы для конденсата греющего пара
?к=f(pп,x=0)= 0,646 Вт/(м.К)
?к=f(pп,x=0)= 837,7 кг/м3
?п=f(pп,x=1)= 12,1 кг/м3
?к=f(pп,x=0)= 1,20.10-04 Па.с
В регенеративных подогревателях теплообмен между паром и трубами происходит при практически неподвижном паре. В этом случае главными условиями теплообмена являются скорость стекания и толщина пленки конденсата, образующегося на трубах.
Режим течения пленки определяется критерием Рейнольдса.
Здесь q = Q/F средняя плотность теплового потока через поверхность нагрева, кВт/м2; l высота участка труб между соседними перегородками, м; к коэффициент динамической вязкости пленки конденсата, Нс/м2; r удельная теплота конденсации пара, кДж/кг.
b=1.13?r[?к3?к(?к-?п)gr/l?к]0.25
Здесь к, к коэффициент теплопроводности и плотность конденсата; п плотность пара; r поправка на шероховатость труб (для латунных и нержавеющих труб r = 1, для стальных цельнотянутых труб r = 0,8); t1 средний перепад температур в пограничном слое со стороны греющего пара (t1 = tн tсп,ср )
r=1848,7кДж/кг
?r=0.8
b=1.13?r[?к3?к(?к-?п)gr/l?к]0.25=8277,62
Выражение для плотности теплового потока можно записать в виде
q = b t10,75
Отсюда t1 = (q/b)4/3. Значение tст = (ст/ст)q, а t2 = q/2
Получаем для общего t = t1 + tст + t2 = (q/b)4/3 + (ст/ст)q + q/2
?tср=(q/b)4/3+?стq/?ст+q/?2
?tср=5,97.10-06. q4/3+1,66.10-04q
При определении 1 важным значением является температура стенки поверхности нагрева. Она определяется графоаналитическим методом. Суть метода сводится к решению уравнения для плотности теплового потока через стенку трубы.С помощью выражения ?tср для ряда произвольно заданных значений q строим кривую t = f(q)
q?tср3300011.83600013.13900014.44200015.74500017.1
Используя эту зависимость для найденного tср определяем величину q
Зная q, легко определить t1, tст, t2 и КТО, а затем и КТП и F.
По этому графику при ?tср=13,1 С получим q=36000 Вт/м2
Коэффициент теплопередачи:
kсп=q/?tср= 2740,0 Вт/(м2.К)
Площадь поверхности теплообмена:
Fст=Qсп/(kсп.?tсп)= 3552,9 м2
Расчет охладителя дренажа:
Тепловая нагрузка охладителя дренажа:
Qод=Gод.(hвых.одпв-hвхпв)= 3227,6 кВт
Число спиралей собственно подогревателя:
N=Gпв/(?-Fтр.W)= 2774,1 шт
Принимаем число спиралей кратное произведению числа секций и числа рядов в ка?/p>