Расчет параметров пластинчатых теплообменников

 

Выбираем и рассчитываем водоподогревательную установку пластинчатого теплообменника, собранного из пластин 0,6р, для системы горячего водоснабжения ЦТП.

1. Проверяем соотношение ходов в теплообменнике I-й ступени по формуле

 = * * ,                                                            (3.1)

где  – расход греющей воды, кг/ч;

 – расход горячего водоснабжения, кг/ч;

потери давления по греющей воде, кПа;

 – потери давления по нагреваемой воде, кПа;

 – средняя температура нагреваемой воды, ^оС;

 – средняя температура греющей воды, ^оС.

принимая ∆Р _Н = 100 кПа и ∆Р _ГР = 40 кПа:

 = * * =0,77

Соотношение ходов не превышает двух, следовательно, принимается симметричная компоновка теплообменника.

2. По оптимальной скорости нагреваемой воды определяем требуемое число каналов по формуле

,                                                                 (3.2)

где f _к – живое сечение одного межпластинчатого канала, м²;

 – оптимальная скорость воды в каналах, м/с;

 - максимальный расход греющей воды, кг/ч;

 - плотность воды, кг/м³.

 =19,3

m _н принимаем равным 20

3. Компоновка водоподогревателя симметричная, т. е. mгр = mн. Общее живое сечение каналов в пакете по ходу греющей и нагреваемой воды определяем по формуле

,                                                                 (3.3)

4. Фактические скорости греющей и нагреваемой воды определяем по формулам

 ,                                                             (3.4)

 = 0,35 м/с

 ,                                                                           (3.5)

    5. Расчет водоподогревателя I-й ступени:

а) коэффициент теплоотдачи от греющей воды к стенке пластины, принимая А = 0,492

, (3.6)

=

 Вт/(м²С)

б) коэффициент тепловосприятия от стенки пластины к нагреваемой воде

, (3.7)

=8037 Вт/(м²С)

в) коэффициент теплопередачи по формуле (3.8), где β = 0,8

 =  ,                                                                           (3.8)

где β – коэффициент, учитывающий уменьшение коэффициента теплопередачи из-за термического сопротивления накипи и загрязнений на пластине, в зависимости от качества воды принимается равным 0,7–0,85.

 = , Вт/(м²С )

г) требуемая поверхность нагрева водоподогревателя I-й ступени

 =  =63,4 м²,

где

∆ =16,5^оС, средняя температура

д) количество ходов (или пакетов при разделении на одноходовые теплообменники)

Х=                                                                                    (3.9)

Х =  =2,67

Принимаем три хода.

е) действительная поверхность нагрева I-й ступени

                                                          (3.10)

, м²

ж) потери давления I-й ступени водоподогревателя по греющей воде, принимая φ = 1, Б = 3

∆Р_гр = φ *Б*(33-0,08* ) * ,                                                                (3.11)

где φ – коэффициент, учитывающий накипеобразование, который для греющей сетевой воды равен единице, а для нагреваемой воды должен приниматься по опытным данным, при отсутствии таких данных можно принимать φ = 1,5–2,0;

Б – коэффициент, зависящий от типа пластины;

Wн.с. – скорость при прохождении максимального секундного расхода нагреваемой воды.

∆Р_гр = 1*3*(33-0,08* ) *

6. Расчет водоподогревателя II-й ступени:

а) коэффициент теплоотдачи от греющей воды к стенке пластины

=  ,      (3.12)

где

= =10412 Вт/(м²С )

б) коэффициент тепловосприятия от пластины к нагреваемой воде

=  ,            (3.13)

где

= = 10017 Вт/(м²С ).

в) коэффициент теплопередачи, где β = 0,8

                                                (3.14)

 = 3096 Вт/(м²С )

г) требуемая поверхность нагрева водоподогревателя II-й ступени

 =  =30,8 м²,

где

∆ средняя температура.

д) количество ходов (или пакетов при разделении на одноходовые теплообменники)

Х=                                                                                    (3.15)

Х =  =1,31

Принимаем два хода.

е) действительная поверхность нагрева II-й ступени

                                                         (3.16)

F ^II=(2×20×2-1)×0,6=47,4м²

ж) потери давления II-й ступени по греющей воде

∆Р_гр = φ *Б*(33-0,08* ) *                                        (3.17)

∆Р_гр = 1*3*(33-0,08* ) *

з) потери давления обеих ступеней водоподогревателя по нагреваемой воде, принимая φ = 1,5, при прохождении максимального секундного расхода воды на горячее водоснабжение

 = 1.5*3* *5 = 164 кПа

В результате расчета в качестве водоподогревателя горячего водоснабжения принимаем два теплообменника (I-й и II-й ступени) разборной конструкции (Р) с пластинами типа 0,6р, толщиной 0,8 мм, из стали 12Х18Н10Т (исполнение 01), на двухопорной раме (исполнение 2К), с уплотнительными прокладками из резины марки 359 (условное обозначение – 10). Поверхность нагрева I-й ступени – 71,4 м², II-й – ступени – 47,4 м².

Схема компоновки I-й ступени –

Схема компоновки II-й ступени –

Условное обозначение теплообменников, указываемое в бланке заказов, будет:

- I ступени: РО,6р-0,8-71,4-2К-01-10

- II ступени РО,6р-0,8-47,4-2К-01-10

Расчет водоподогревателя, собранного из пластинчатых теплообменников фирмы «Альфа-Лаваль», показывает, что в I-й ступени требуется установить теплообменник М15-BFG8 с числом пластин 64, площадь поверхности нагрева 38,4 м² (коэффициент теплопередачи – 4350 Вт/(м²С).

Во II-й ступени требуется теплообменник М10-ВFG с числом пластин 71, площадь поверхности нагрева – 16,6 м² (коэффициент теплопередачи – 5790 Вт/(м²С ).

Потери давления в обеих ступенях при прохождении максимального секундного расхода нагреваемой воды и том же коэффициенте загрязнения поверхности (φ = 1,5) составляют 186 кПа при суммарной передаче теплоты 30,8 МВт. Как правило, возводят один центральный тепловой пункт для группы объектов с расходом теплоты 12-35 МВт.

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

    Во время прохождения практики по получению профессиональных умений и опыта профессиональной деятельности в МП г. Омска «Тепловая компания» я ознакомился с требованиями охраны труда, техники безопасности, пожарной безопасности, правилами внутреннего распорядка предприятия; ознакомился с целями и задачами компании; изучил структуру предприятия; изучил технологический процесс работы центральных тепловых пунктов города Омска и работы теплообменного оборудования отопления и горячего водоснабжения.

За время прохождения практики углубил знания, полученные в ходе теоретической подготовки на учебных занятиях, закрепил их практическими навыками.

 

 

Список литературы

1.СП 124.13330.2012 «Свод правил. Тепловые сети. Актуализированная редакция СНиП 41-02-2003»

2.  СП 41-101-95 «Проектирование тепловых пунктов»

3.  СТО 70238424.27.060.003-2008 «Тепловые пункты тепловых сетей. Условия создания. Нормы и требования»