Раздел 3. Расчет и выбор оборудования теплового пункта

Расчет и выбор водоводяных подогревателей.

Исходными данными для выбора подогревателя являются:

- Расчетная тепловая производительность подогревателя:

● Q=В_н*с(t₂^¢-t_x), КВт(21);

● Q=9,34*4,19(35-5)=1174 КВт

- Расчетные расходы греющей в₂ и нагреваемой в_н воды

- Температуры греющей (t₂^”,t₂^ʹ)и нагреваемой (t_xи t₂^ʹ)воды на входе из подогревателя.

- Скорость движения теплоносителя, принимается W_тр=0,5-1,5 м/с

- Плотность теплоносителя, определяется по приложению 1 МУ в зависимости от средней температуры нагреваемого теплоносителя t_ср=0,5(t₂^”+t_x), (22); t_cp=0,5(35+5)=20 .Принимаем =998кг/м³

- Площадка сечения трубок:

● _тр=G_н^р/W_тр* =9,34/1,5*998=0,006239 м³ (23)

Таблица 7. Исходные данные для выбора подогревателя

Q,КВт	Gгр,кг/с	Gнр,кг/с	t2”,	t2ʹ,	tх,	t2ʹ,	tcp,	,кг/м3	Wтр,м/с	тр,м2
	19,78	9,34							1,5	0,006239

В соответствии с полученным значением _тр по приложению 2МУ принимаем к установке подогревателя №12 по ГОСТ 27590 со следующими характеристиками:

- Площадь сечения трубок _тр=0,00985м²

- Площадь сечения межтрубного пространства _мтр=0,02079м²

.

Лист

КЭТО.140102.02.02.ПЗ

- Эквивалентный диаметр межтрубного пространства d_экв=0,0258м

- Диаметры трубок:

● Внутренний d_вн=0,014м;

● Наружный d_н=0,016 м

- Поверхность нагрева одной секции F_с=12м²

- Длинна секции: L=4м

Расчет подогревателя:

Скорость движения греющего теплоносителя в межтрубном пространстве:

W_мтр=G_г^р/ _мтр* =19,78/0,02079*996=0,95м/с (24)

Скорость движения нагреваемого теплоносителя в трубках:

W_тр=G_н^р/ =9,34/0,00985*998=,95 м/с (25)

Средняя температура греющей воды:

T_ср^г=0,5(t₂^”+_t1^ʹ)=0,5(40+15)=27,5 (26)

Средняя температура нагреваемой воды:

t_ср^н=0,5(t₂^ʹ-t_x)=0,5(35+5)=20 (27)

Коэффициент теплоотдачи от греющей воды к стенке трубки:

L₁=1,16[(1210+18t₂^cp-0,038(t₂^cp))²]* ²к (28)

L₁=1,16[(1210+18*27,5-0,038*27,5²)]* Вт/м²к

Коэффициент теплоотдачи от стенки трубки к нагреваемой воде:

L₂=1,16[(1210+18*t_н^cp-0,038(t_н^cp))²]* ²к (29)

L₂=1,16[1210+18*20-0,038*20²)]* Вт/м²к

Коэффициент теплопередачи:

К= /( ),Вт/м²к (30)

К=0,95/( )=1868 Вт/м²к

-коэффициент, учитывающий загрязнение поверхности трубок. Принимается =0,8-0,95

_ст-толщина стенки трубок

_ст-коэффициент теплопроводности материала трубок

Определение необходимой поверхности нагрева:

.

Лист

КЭТО.140102.02.02.ПЗ

F_под= ² (31)

F_под= м²

Средняя разность температур:

(32)

Число секций подогревателя: N=F_под/F_c=87,3/12=7,2 (33)

Принимаем к установке число секций: Nʹ=8 секций

Действительная поверхность нагрева: Fʹ=F_c*Nʹ=12*8=96м² (34)

Запас поверхности нагрева: (35)

Запас поверхности нагрева должен находиться в пределах 5-25%. Полученное значение запаса удовлетворяет этому требованию.

Расчет проведен для подогревателя I ступени, подогреватель II ступени рассчитывается аналогично, результаты расчетов сведены в таблице 8.

Таблица 8. Результаты расчета подогревателей

Величина	I ступень	II ступень
Расчетная тепловая производительность, QКВт
Площадь сечения трубок(расчетная) тр,м2	0,006239	0,006251
Номер подогревателя Nо
Характеристики подогревателя	­­-	-
Площадь сечения трубок, тр,м2	0,00985	0,01679
Площадь сечения меж трубочного пр-ва, мтр,м2	0,02079	0,03077
Эквивалентный диаметр dэкв,м	0,0258	0,0193
Диаметр трубок: внутренний dвп,м	0,014	0,014
:наружный dн,м	0,016	0,016
Поверхность нагрева одной секции Fc,м2		20,3
Длинна секции L,м
Скорость движения греющего теплоносителя Wмтр,м/с	0,95	0,39
Скорость движения нагреваемого теплоноситеяWтр,м/с	0,95	0,56
Средняя температура греющей воды tcpг,	27,5
Средняя температура нагреваемой воды tcpн,
Коэффициент теплоотдачи 1,Вт/м2к		2784,3
Коэффициент теплоотдачи 2,Вт/м2к		3451,9
Коэффициент теплоотдачи ,Вт/м2к		1442,9
Необходимая поверхность нагрева Fпод,м2	87,3	162,7
Средняя разность температур, tcp,	7,2
Число секций, N	7,2	8,16
Принимаемое число секций, Nʹ
Действительная поверхность нагрева, Fʹ м2		182,7
Запас поверхности нагрева,%		10,9

Рисунок 3. Эскиз вод водяного подогревателя

.

Лист

КЭТО.140102.02.02.ПЗ

Расчет и выбор элеватора:

.

Лист

КЭТО.140102.02.02.ПЗ

Расход сетевой воды для отопительной нагрузки: G_в=Q_o/c(t₁-t₂)=91,3/4,19(150-70)=0,272 кг/с (36)

Расход смешанной воды, поступающей в систему отопления: G_см=Q_o/c(t₃-t₂)=91,3/4,19(95-70)=0,872 кг/с (37)

Расход инжектируемой воды: G_ин=G_см-G_в=0,872-0,272=0,6 кг/с (38)

Коэффициент смещения элеватора и=G_ин/G_в=0,6/0,272=2,2