Регенеративные подогреватели

Размещено на http://www.allbest.ru/

СОДЕРЖАНИЕ

1. ЗАДАНИЕ

2. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

3. НАЗНАЧЕНИЕ, УСТРОЙСТВО И КОНСТРУКЦИЯ РЕГЕНЕРАТИВНЫХ ПОДОГРЕВАТЕЛЕЙ

4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ВОДЫ И ПАРА В ХАРАКТЕРНЫХ ТОЧКАХ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА ПВД

5. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ РЕГЕНЕРАТИВНОГО ПОДОГРЕВАТЕЛЯ

5.1 Тепловой расчёт зоны охладителя конденсата (ОК)

5.2 Тепловой расчёт зоны конденсатора пара (КП)

5.3 Тепловой расчёт зоны охладителя пара (ОП)

6. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ РЕГЕНЕРАТИВНОГО ПОДОГРЕВАТЕЛЯ

6.1 Расчёт геометрических характеристик спиралей коллекторов ПВД

6.2 Расчёт гидравлического сопротивления водяного тракта

6.3 Расчёт гидравлического сопротивления парового тракта

6.4 Расчёт дроссельных устройств

7. ВЫВОДЫ

ЛИТЕРАТУРА

1. ЗАДАНИЕ

1. Определить параметры питательной воды, греющего пара и конденсата в характерных точках рабочего процесса подогревателя высокого давления (ПВД). Определить расход пара на ПВД.

2. Рассчитать площадь теплообменной поверхности элементов ПВД: охладителя конденсата (ОК), конденсатора (КП), охладителя пара (ОП).

3. Определить потери давления теплоносителей по водяному и паровому трактам подогревателя, параметры воды и пара на выходе из подогревателя.

4. Рассчитать дроссельные устройства.

2. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

1. Расход воды через ПВД W, т/час;	550
2. Температура воды на входе в ПВД t1, єС;	215
3. Давление воды на входе в ПВД Pп. в, МПа;	22
4. Температура пара на входе в ПВД tвх, єC;	475
5. Давление пара на входе Pвх, Мпа	4,7
6. Тип подогревателя	ПВ-350-230-50-1

3. НАЗНАЧЕНИЕ, УСТРОЙСТВО И КОНСТРУКЦИЯ РЕГЕНЕРАТИВНЫХ ПОДОГРЕВАТЕЛЕЙ

Подогреватели высокого давления предназначены для регенеративного подогрева питательной воды за счет охлаждения и конденсации пара из отборов в частях высокого и среднего давлений турбины, а также охлаждения конденсата греющего пара. По месту в тепловой схеме турбоустановки различают регенеративные подогреватели высокого и низкого давления (рис. 1). Подогреватели высокого давления располагаются между котельным агрегатом и питательным насосом, и используют теплоту пара, отбираемого из турбины. Давление питательной воды в них определяется напором, развиваемым питательным насосом. Высокое давление воды в ПВД предъявляет серьезные требования к их конструкции и прочностным свойствам применяемых материалов.

Каждый из подогревателей рассчитан на тепловые потоки и параметры, определяемые тепловым балансом соответствующей паровой турбины. Основные технические характеристики ПВД представлены в прил. 1.

По принципу использования теплоты греющей среды при подогреве питательной воды поверхность теплообмена ПВД делится на следующие зоны [1]:

- конвективного теплообмена при охлаждении перегретого пара, т.е. с температурой стенки выше его температуры насыщения (зона охлаждения пара - ОП) при давлении в данной зоне;

- конденсации греющего пара (зона конденсации пара - КП);

- конвективного теплообмена при охлаждении конденсата греющего пара (зона охлаждения конденсата - ОК).

Все три зоны, как правило, расположены в одном корпусе ПВД. К аппарату подводятся и отводятся потоки нагреваемой питательной воды, подаваемой питательным насосом из деаэратора или предыдущего ПВД, греющего пара из отборов турбины и конденсата этого пара. В группе последовательно включенных ПВД между соседними аппаратами осуществляется каскадный слив конденсата греющего пара перед отводом в деаэратор.

Принципиальная схема движения теплообменивающихся сред в зонах ПВД представлена на рис. 2.

Рис. 1. Принципиальная тепловая схема турбоустановки



Заводы-изготовители используют для маркировки регенеративных подогревателей буквенные и цифровые обозначения, где первые буквы обозначают место подогревателя и его тип (высокого давления ПВ), первое число поверхность теплообмена, м2, второе и третье числа максимальные рабочие давления нагреваемой среды и греющего пара соответственно, последняя, римская цифра указывает модификацию, а буква А применимость для атомных электростанций.

Конструктивно все подогреватели высокого давления выполняются вертикальными, коллекторного типа. Поверхность теплообмена выполняют в виде круглых спиральных бифилярных (двухтрубных) змеевиков, при этом навивка спиральных труб может быть выполнена в одной или в двух плоскостях (рис. 3).

Основными узлами ПВД (рис. 4) являются корпус и трубная система. Верхняя объемная часть корпуса крепится фланцевым соединением к нижней части. Гидравлическая плотность соединения обеспечивается предварительной приваркой к фланцам корпуса и днища мембран, которые свариваются между собой по наружной кромке и другими методами. Само фланцевое соединение крепится шпильками.

Конструкция трубной системы включает в себя четыре или шесть коллекторных труб для распределения и сбора воды. В нижней части корпуса устанавливаются специальные развилки и тройники для соединения коллекторных труб с патрубками подвода и отвода питательной воды.

Между спиральными трубными элементами в зоне КП подогревателя через 8ч12 рядов плоскостей змеевиков установлены горизонтальные перегородки, предназначенные для организации движения пара и отвода образующегося на поверхности теплообмена конденсата пара.

Для изготовления спиралей ПВД применяются трубы размерами 223,5; 324; 325; 326 мм. Характеристики спиральных трубных элементов поверхности теплообмена подогревателей приведены в прил. 2. Схема движения потока воды в подогревателе показана на рис. 2. После входного патрубка поток питательной воды разветвляется по раздающим коллекторам. Диафрагмы, установленные в этих коллекторах, разделяют потоки в зонах охладителя конденсата и пара. После нагрева части потока в зоне охладителя конденсата происходит смешение его с основным потоком питательной воды. Далее весь поток питательной воды поступает в собирающие коллекторы, откуда одна ее часть поступает непосредственно в выходной патрубок, а другая проходит через трубы охладителя пара.

Греющий пар подводится в корпус подогревателя через паровой штуцер. Спиральные элементы теплообменной поверхности охладителя конденсата и пара располагаются в специальных кожухах, в которых с помощью системы промежуточных перегородок в межтрубном пространстве создается направленное движение потоков пара и конденсата.

В корпусе ОП перегретый пар омывает трубный пучок в несколько ходов и передает питательной воде теплоту перегрева. Из ОП поток пара поступает в зону КП подогревателя и распределяется по всей высоте его поверхности. Конденсат пара с помощью перегородок, установленных в межтрубном пространстве, отводится за пределы трубного пучка и вдоль стенок корпуса стекает в зону ОК. Над верхним днищем кожуха ОК устанавливается специальная перфорированная труба, через которую из ПВД отводятся неконденсирующиеся газы в подогреватель с более низким давлением пара.

регенеративный подогреватель высокое давление

4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ВОДЫ И ПАРА В ХАРАКТЕРНЫХ ТОЧКАХ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА ПВД

Перед проведением теплового расчета подогревателя необходимо определить параметры питательной воды и греющего пара на входе и выходе из каждого участка ПВД. К таким параметрам относят температуру, удельную энтальпию и удельный объем. Давления теплоносителей по горячей и холодной сторонам подогревателя принимаются постоянными. Параметры греющего пара, его конденсата и питательной воды определяются по таблицам воды и водяного пара [2]

Структурная схема движения потоков греющей и нагреваемой сред показана на рис. 5.

Параметры питательной воды и греющего пара на входе и выходе из каждого участка ПВД.

Точка 1 - Перегретый пар из отбора турбины на входе в ПВД.

t'вх=3410С;

Р'вх=3,2 МПа;

h'вх=3090,1 кДж/кг;

'вх=0,083 м3/кг.

Точка 2 - Питательная вода на входе в ПВД.

Рпв=27 МПа;

t1=185 0С;

h1=798,56 кДж/кг;

1= 0,00111 м3/кг.

Точка 3 - Сухой насыщенный пар на выходе из зоны ОП.

Pпн=3,2 МПа;

tпн=237,5 0С;

hпн=2803,2 кДж/кг;

пн= 0,062 м3/кг.

Точка 4 - Конденсат пара на выходе из зоны КП.

Рвн=3,2 МПа;

tвн=237,5 0С;

hвн=1025,5 кДж/кг;

вн= 0,0012 м3/кг.

Точка 5 - Конденсат пара (дренаж) на выходе из ПВД.

Рдр=3,2 МПа;

tдр=t1+(10ч15) =185+10=195 єC;

hдр=830,7кДж/кг;

др= 0,0011 м3/кг.

Точка 6 - Питательная вода на выходе из ПВД.

Рпв=27 МПа;

t2=tпн-(1,5ч2,5)=237,5-1,5=236 єС;

h2=1023,6 кДж/кг;

2= 0,00119 м3/кг.

Точка 7 - Питательная вода на выходе из зоны ОК (перед точкой смешения 1).

Рпв=27 МПа;

t*ок=tвн-(10ч15 )=237,5-15=222,5єС;

h*ок=963 кДж/кг;

*ок= 0,00116 м3/кг.

Точка 8 - Питательная вода перед входом в зону КП (после точки смешения 1).

Расход пара на ПВД, кг/с, определяемый из уравнения теплового баланса этого аппарата, кг/с

,

где, Dп, W расходы пара и воды на подогреватель, кг/с;

удельные энтальпии питательной воды на выходе и входе подогревателя, кДж/кг;

удельные энтальпии греющего пара на входе в подогреватель и дренажа на выходе из подогревателя соответственно, кДж/кг;

коэффициент, учитывающий потери теплоты в окружающую среду, принимаем =0,98.

Расход питательной воды через спирали ОК, кг/с

,

где, удельная энтальпия на выходе из спиралей ОК, кДж/кг;

удельная энтальпия конденсата греющего пара на выходе из КП при температуре насыщения, кДж/кг.

Расход питательной воды, направляемой через дроссель 1 (в обход спиралей ОК), кг/с

,

Тогда температура воды на входе в КП определится по формуле

, єС;

где, t1, t*ок температуры питательной воды на входе в ПВД и на выходе из зоны ОК (перед точкой смешения 1), єС;

Рпв=27 МПа;

h'кп=818 кДж/кг;

'кп= 0,00112 м3/кг.

Точка 9 - Питательная вода на выходе из зоны КП.

Количество теплоты, передаваемой от греющего пара к питательной воде в КП:

.

Отсюда энтальпия питательной воды на выходе из КП определится по формуле:

,

кДж/кг,

Рпв=27 МПа;

t"кп=230єС;

"кп= 0,00118 м3/кг.

Точка 10 - Питательная вода на выходе из зоны ОП (перед точкой смешения 2).

Температура воды на выходе из спиралей ОП (перед точкой смешения 2) определяется по выражению:

, єС

єС;

Рпв=27 МПа;

h*оп=1181,6 кДж/кг;

*оп= 0,00126 м3/кг.

Далее определяем расход питательной воды, проходящей через спирали ОП,

,

кг/с.

Тогда расход питательной воды, направляемой через дроссель 2 (в обход спиралей ОП), кг/с

.

кг/с.



Рис. 5. Структурная схема подогревателя

5. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ РЕГЕНЕРАТИВНОГО ПОДОГРЕВАТЕЛЯ

Тепловые расчеты регенеративных подогревателей могут выполняться как поверочные или как конструкторские. В результате конструкторского расчета определяются площадь поверхности нагрева и конструктивные размеры подогревателя. Целью поверочного расчета является определение температуры одного из теплоносителей или величины его подогрева.

К исходным данным относятся расход и параметры греющего пара, расход нагреваемой воды, ее давление и температура на входе в подогреватель.

В основу теплового расчета положены уравнения теплового баланса и теплопередачи.

Для условий, когда одним из теплоносителей является пар, а другим вода, уравнение теплового баланса для подогревателя в целом имеет вид

.

Здесь Q поток теплоты, передаваемой нагреваемой среде в подогревателе, кВт.

Для подогревателя, имеющего охладитель пара и охладитель конденсата греющего пара, поток теплоты равен:

.

Количество теплоты, передаваемой в охладителе пара,

, (1)

в собственно подогревателе

, (2)

в охладителе конденсата

. (3)

В уравнениях (1) (3) удельные энтальпии пара на входе и выходе из охладителя пара соответственно; удельная энтальпия конденсата пара при температуре насыщения на выходе из конденсатора пара; удельные энтальпии питательной воды на выходе из охладителя пара, на выходе и входе в конденсатор пара, на выходе из охладителя конденсата соответственно; расходы воды через охладитель конденсата и охладитель пара соответственно.

При проведении тепловых расчетов количество теплоты, передаваемой в отдельных элементах подогревателей, оценивается по температуре греющей и нагреваемой сред.

Для собственно подогревателя температуру греющей среды можно принять постоянной и равной температуре насыщения при давлении греющего пара. Для уменьшения габаритов охладителя конденсата и охладителя пара через них пропускается только часть поступающей в подогреватель воды (10ч20 %). После смешения потоков воды за охладителем конденсата температура воды на входе в собственно подогреватель становится ниже . Аналогично при принятой схеме включения охладителя пара температура воды на выходе из подогревателя будет ниже .

Недогрев воды до температуры насыщения в собственно подогревателе и минимальные температурные напоры в охладителях пара и конденсата выбираются на основании технико-экономических расчетов.

Средний температурный напор для поверхностей нагрева отдельных элементов и подогревателя в целом определяется как средне логарифмиеский, т. е.

.

Здесь большие и меньшие температурные разности определяются по следующим выражениям: для собственно подогревателя

, ,

для охладителя пара (при противотоке)

и ,

для охладителя конденсата

и .

Для сложных схем омывания поверхности нагрева к среднему температурному напору вводится поправка , которая определяется из [3]. Тогда

.

Следует заметить, что при числе ходов теплоносителей более четырех значение близко к единице.

Для тонкостенных труб, применяемых в регенеративных подогревателях, с достаточной степенью точности коэффициент теплопередачи можно определить по формуле для плоской стенки, Вт (м2•К)

.

Здесь и коэффициенты теплоотдачи от греющей среды к стенке труб и от стенки к нагреваемой среде соответственно, Вт (м2•К); и соответственно толщины стенки труб и слоя накипи, м, и коэффициенты теплопроводности металла и накипи, Вт/(м•К).

Поверхность теплообмена подогревателя F, м2, определяется из уравнения теплопередачи. Для подогревателей принято определять ее значения по наружному диаметру труб:

,

где значение

ри ;

ри и

ри .

5.1 Тепловой расчёт зоны охладителя конденсата (ОК)

Схема охладителя конденсата показана на рис. 6.

Рис. 6. Схема зоны охладителя конденсата

5.1.1 Расчет по «холодной» стороне (питательная вода)

1) Рассчитаем среднюю температуру и средний удельный объём по формулам:

;

0С;

м3/кг.

2) По известным значениям давления Рп.в и температуры по [2] определим коэффициент динамической вязкости:

, 10-6 Па.сек

Па.сек.

3) Определим коэффициент кинематической вязкости по формуле:

;

м2/с.

4) Определим коэффициент теплопроводности:

;

Вт/(мК).

5) Рассчитаем число Рейнольдса:

,

где wп.в - скорость питательной воды; при движении воды внутри труб, выполненных из углеродистой стали, wп.в 2ч2,5 м/с [5], принимаем wп.в=2 м/с;

dвн - внутренний диаметр трубы, м, принимается согласно [4], dвн=0,024м.

6) Коэффициент теплоотдачи от внутренней поверхности труб к питательной воде при вынужденном турбулентном движении (Re 104) воды внутри труб [1,3] определяется по выражению, Вт/(м2К)

,

где Рr - число Прандтля, определяемое по [2] по известным Pп.в и , Рr=0,885;

- поправочный коэффициент, учитывающий влияние кривизны трубы на теплоотдачу,

;

- средний диаметр бухты спирали, м,

,

где Dн и Dвн - соответственно наружный и внутренний диаметры спирали, м; Dвн =0,2 м;

м,

м,

м; ;

Вт/(м2К).

5.1.2 Расчет по «горячей» стороне (конденсат греющего пара)

1) Рассчитаем среднюю температуру и удельный объем:

;

0С;

м3/кг.

2) Зная давление Рк= и температуру конденсата греющего пара, по [2] определим коэффициент динамической вязкости:

,

Па.сек.

3) Коэффициент кинематической вязкости, м2/сек

;

м2/сек.

4) коэффициенты теплопроводности, Вт/(мК).

;

Вт/(мК).

5) Число Рейнольдса:

.

6) Число Прандтля:

;

.

7) Коэффициент теплоотдачи, Вт/(м2К), от греющей среды к наружной поверхности труб при вынужденном поперечном омывании конденсатом труб спиралей [1,3] рассчитывается по формулам:

при Reк 105

,

при Reк > 105

.

Вт/(м2К).

8) Коэффициент теплопередачи, Вт/(м2К), определяется по выражению

,

где Rст - термическое сопротивление стенки трубы и слоя отложений продуктов коррозии металла на ее поверхности; Rст=(1ч1,5)10-4 (м2К)/Вт, принимаем Rст=1,210-4 (м2К)/Вт.

Вт/(м2К).

9) Средний температурный напор в ОК, С

,

где .

С;

С;

С.

10) Количество теплоты, Вт, переданное питательной воде в ОК:

;

МВт.

11) Площадь теплообменной поверхности ОК, м2

;

м2.

5.2 Тепловой расчёт зоны конденсатора пара (КП)

Схема конденсатора пара показана на рис. 7.

Рис. 7. Схема зоны конденсатора пара

5.2.1 Расчет по «холодной» стороне для зоны КП

1) Рассчитаем среднюю температуру и средний удельный объём по формулам:

;

0С;

м3/кг.

2) По известным значениям давления Рп.в и температуры по [2] определим коэффициент динамической вязкости:

, 10-6 Па.сек

Па.сек.

3) Определим коэффициент кинематической вязкости по формуле:

;

м2/с.

4) Определим коэффициент теплопроводности:

;

Вт/(мК).

5) Рассчитаем число Рейнольдса:

6) Коэффициент теплоотдачи от внутренней поверхности труб к питательной воде, Вт/(м2К)

,

где Рr - число Прандтля, определяемое по [2] по известным Pп.в и ,

Рr=0,833;

Вт/(м2К).

5.2.2 Расчет по «горячей» стороне (конденсат греющего пара)

1)Средние значения температуры и удельного объёма:

0С;

м3/кг.

2) Коэффициенты теплопроводности и динамической вязкости конденсата пара определяются по значениям давления Рк= и температуры с помощью таблиц [2]:

Па.сек

3) Определим коэффициент кинематической вязкости:

м2/с.

4) Определим коэффициент теплопроводности:

Вт/(мК).

5) Найдем плотность сухого насыщенного пара, кг/м3

кг/м3.

6) Найдем плотность конденсата пара, кг/м3

кг/м3.

7)Определим удельную теплоту парообразования, кДж/кг, определяются по таблицам [2] при давлении

;

r=1777,8.

8) Разность между температурами греющего пара и стенки трубы принимаем

єС.

9) Коэффициент теплоотдачи при конденсации на наружной поверхности труб спиралей КП насыщенного пара, омывающего эти трубы поперечным потоком, определяется по выражению:

, Вт/м2К

Вт/м2К

10) Коэффициент теплопередачи, Вт/(м2К), рассчитывается по формуле

,

Вт/(м2К).

11) Средний температурный напор в КП, С

,

где ;

С;

С;

С.

12)Количество теплоты, Вт, переданное в КП питательной воде

;

13) Площадь теплообменной поверхности КП, м2

м2

5.3 Тепловой расчёт зоны охладителя пара (ОП)

Схема охладителя пара показана на рис. 8.

Рис. 8. Схема зоны охладителя пара

5.3.1 Расчет по «холодной» стороне для зоны ОП

1) Рассчитаем среднюю температуру и средний удельный объём по формулам:

;

0С;

м3/кг.

2) По известным значениям давления Рп.в и температуры по [2] определим коэффициент динамической вязкости:

Па.сек.

3) Определим коэффициент кинематической вязкости по формуле:

м2/с.

4) Определим коэффициент теплопроводности:

Вт/(мК).

5) Рассчитаем число Рейнольдса:

6) Коэффициент теплоотдачи от внутренней поверхности труб к питательной воде, Вт/(м2К)

,

где Рr - число Прандтля, определяемое по [2] по известным Pп.в и ,

Рr=0,80331;

Вт/(м2К).

5.3.2 Расчет по «горячей» стороне (греющий пар)

1) Рассчитаем среднюю температуру и средний удельный объём по формулам:

;

0С;

м3/кг.

2) По известным значениям давления и температуры по [2] определим коэффициент динамической вязкости:

Па.сек.

3) Определим коэффициент кинематической вязкости по формуле:

м2/с.

4) Определим коэффициент теплопроводности:

Вт/(мК).

5) Число Прандтля

Рr=1,0928.

6) Рассчитаем число Рейнольдса:

,

где wп - скорость пара, м/с; при поперечном омывании паром трубного пакета ОП она определяется по формуле:

;

м/с

.

7) Коэффициент теплоотдачи, Вт/(м2К), от греющей среды к наружной поверхности труб при вынужденном поперечном омывании паром труб спиралей [1,3] рассчитывается по формуле:

;

Вт/(м2К).

8) Коэффициент теплопередачи, Вт/(м2К), определяется по выражению

;

Вт/(м2К).

9) Средний температурный напор в ОП:

С

С

С

10) Количество теплоты, Вт, переданное питательной воде в ОП

;

МВт.

11) Площадь теплообменной поверхности ОП, м2

м2.

12) Площадь полной теплообменной поверхности ПВД, м2

 м2.

6. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ РЕГЕНЕРАТИВНОГО ПОДОГРЕВАТЕЛЯ

Задачей гидравлического расчета подогревателя является определение его гидравлического сопротивления по тракту движения пара и воды.

Для любого элемента или участка подогревателя гидравлическое сопротивление определяется выражением

.

Данное выражение определяет гидравлические потери при движении теплоносителя, возникающие: а) из-за трения потока о стенки труб, первое слагаемое

;

б) из-за наличия местных сопротивлений (поворотов, тройников, крестовин, задвижек, вентилей, сужений или расширений канала и т.п.) в рассматриваемом канале, второе слагаемое

Значение коэффициента сопротивления трения зависит от шероховатости стенок труб и от режима движения теплоносителя, определяемого числом Рейнольдса Re. С достаточной степенью точности значение может быть определено из выражения

,

где - абсолютная шероховатость труб; для стальных труб =0,2 мм, для латунных =0,01 мм.

Расчетная схема тракта питательной воды показана на рис. 9.

Рис.9. Расчётная схема тракта питательной воды

6.1 Расчёт геометрических характеристик спиралей коллекторов ПВД.

Таблица 1.

№п/п	Наименование	Обозначение	Расчётная формула или способ определения.	ОК	КП	ОП
1	Наружный диаметр трубы спирали, м	dн	[4]	0,032	0,032	0,032
2	Внутренний диаметр трубы спирали, м	dвн	[4]	0,024	0,024	0,024
3	Тип спирали	-	рис.4, а, [4]	Двухплоскостная
4	Внутренний диаметр спирали, м	Dвн	[4]	0,2	0,2	0,2
5	Шаг спирали, м	Sш		0,036	0,036	0,036
6	Количество витков спирали в спиральном элементе	nв	[4]	9	9	9
7	Наружный диаметр спирали, м	Dн		0,812	0,812	0,812
8	Длина трубы спирального элемента, м (двухплоскостного)	lсп		28,6	28,6	28,6
9	Наружная поверхность спиральной трубы, м2	Fн		4,6	4,6	4,6
10	Внутренний диаметр кожуха зон, м	Dк	;	0,874	0,874	0,874
11	Кол-во спиральных элементов в зоне, шт (общее количество в ПВД)	N	[4]	48	240	24
12	Проходное сечение в межтрубном пространстве, м2	ѓпр		0,117	0,117	0,117
13	Проходное сечение внутри труб, м2	ѓпр		0,0217	0,11	0,011
14	Длина коллектора (одного), м	Нкол		0,383	2,775	0,165
15	Шаг коллектора, м	Sкол	[4]	0,0725	0,0725	0,0725
16	Общая длина коллектора, м	?Нкол		3,823	3,823	3,823
17	Число колонн	n	[4]	4	4	4

Примечание:

z - число потоков;

дг = 0,01 м - толщина глушки на коллекторе;

Sкол = 0,0725 м;

nпл - число плоскостей спирального элемента.

6.2 Расчёт гидравлического сопротивления водяного тракта

6.2.1 Участок 0 - 1 (входной патрубок)

1) Внутренний диаметр патрубка входа питательной воды:

dвн=0,3м.

2) Число потоков:

Z = 1.

3) Длина патрубка:

l =1м.

4) Расход питательной воды:

Gпв=W=194,44 кг/сек.

5) Удельный объём и плотность воды:

вх=1=0,00111 м3/кг;

кг/м3.

6) Коэффициенты динамической и кинематической вязкости:

мпв= Па•с;

нпв= м2/с.

7) Скорость питательной воды, м/с, в патрубке определяется по формуле:

;

м/с.

8) Число Рейнольдса:

;

.

9) Принимаем абсолютную шероховатость стенки канала:

?= 0,1•10-3 м.

10) Определим относительную шероховатость

,

где dЭ - гидравлический (эквивалентный диаметр) сечения канала;

dЭ= dвн.



Рис. 10. Зависимости гидравлического коэффициента трения от числа

Рейнольдса Re и относительной гладкости стенок для промышленных труб с неравномерной шероховатостью:

1 - зона гладкостенного течения; 2 - зона доквадратичного сопротивления;

3 - зона квадратичного сопротивления

11) С помощью номограммы находим коэффициент гидравлического сопротивления трения единицы относительной длины канала:

.

.

12) Коэффициент гидравлического сопротивления трения на участке определяется по формуле Дарси-Вейсбаха:

.

13) Гидравлическое сопротивление трения на расчетном участке:

.

Па

14) Местное гидравлическое сопротивление на расчетном участке:

.

15) Общее гидравлическое сопротивление на расчетном участке:

;

Па.

6.2.2 Участок 1 - 2 (поворотный патрубок)

1) Определяем число потоков:

Z=4.

2) Длина участка рассчитывается по формуле:

,

где R - радиус гиба трубы; принимаем R =0,5 м;

м.

3) Удельный объём и плотность воды:

1-2=1=0,00111 м3/кг;

1-2=1/=1/0,00111=900,9 кг/м3.

4) Коэффициенты динамической и кинематической вязкости воды:

м1-2 = м0-1= Па•с;

н1-2= м1-2?1= м2/с.

5) Скорость питательной воды на участке:

w1-2=w.0-1 - 1, м/с;

w1-2=3,24-1=2,24 м/с.

6) Рассчитываем внутренний диаметр коллектора на участке, м:

;

м.

7) Число Рейнольдса:

.

8) Относительная шероховатость:

9) Определяем коэффициент гидравлического сопротивления трения единицы относительной длины канала:

.

10) Коэффициент гидравлического сопротивления трения на участке:

.

11) Гидравлическое сопротивление трения на участке:

Па.

12) Местное гидравлическое сопротивление на расчетном участке:

,

где =1,5+0,3=1,8

Па.

13) Общее гидравлическое сопротивление на расчетном участке:

;

Па.

6.2.3 Участок 2 - 3 (раздающий коллектор)

1) Число потоков:

Z=4.

2) Внутренний диаметр коллектора:

=0,17м.

3) Длина участка:

,

где - длина коллектора, м, определяемая по формуле:

=м.

4) Расход питательной воды на выходе из участка:

Gпв.т.3 =Gпв - W1, кг/сек;

Gпв.т.3 =194,44-23,4=171,04 кг/сек.

5) Удельный объём и плотность воды:

2-3 = вх=0,00111 м3/кг;

кг/м3.

6) Коэффициенты динамической и кинематической вязкости определяется согласно [2] по известным значениям давления и температуры:

м2-3 = Па•с;

н2-3= м1-2?1= м2/с.

7) Скорость питательной воды на входе в участок:

=2,24 м/с.

8) Скорость питательной воды на выходе из участка определяется по формуле:

;

м/с.

9) Средняя скорость питательной воды на участке:

;

м/с

10) Число Рейнольдса:

.

11) Определяем относительную шероховатость стенки канала:

.

12) Находим коэффициент гидравлического сопротивления трения единицы относительной длины канала:

.

13) Коэффициент гидравлического сопротивления трения на участке:

.

14) Гидравлическое сопротивление трения на расчетном участке:

Па.

15) Коэффициент местного сопротивления на участке:

16) Местное гидравлическое сопротивление на расчетном участке:

Па

17) Общее гидравлическое сопротивление на расчетном участке:

;

Па.

6.2.4 Участок 3 - 4 (спирали ОК)

1) Длина участка:

. N,

где - длина трубы спирального элемента, м;

==м;

м.

2) Внутренний диаметр трубы спирали:

0,024 м.

3) Число потоков:

Z = 2n=8

4)Средний удельный объём и плотность воды:

=0,001135 м3/кг;

кг/м3.

5) Коэффициенты динамической и кинематической вязкости:

Па.сек;

м2/с.

6) Расход питательной воды на участке:

=23,4 кг/с.

7) Проходное сечение внутри труб спиралей ОК:

=;

=м.

8) Скорость питательной воды на участке:

w3-4 = ;

w3-4= .

9) Число Рейнольдса:

.

10) Определяем относительную шероховатость стенки канала:

.

11) Коэффициент гидравлического сопротивления трения единицы относительной длины канала:

.

12) Коэффициент гидравлического сопротивления трения на участке:

.

13) Гидравлическое сопротивление трения на расчетном участке:

Па.

14)Коэффициент местного сопротивления на участке:

15) Местное гидравлическое сопротивление на участке:

Па.

16) Общее гидравлическое сопротивление на расчетном участке:

Па.

6.2.5 Участок 4 - 5 (собирающий коллектор)

Число потоков:

Z = 2n=8.

Длина участка:

м.

Удельный объём и плотность воды на участке:

м3/кг;

кг/м3.

Температура воды на участке:

С.

Коэффициенты динамической и кинематической вязкости:

Па.сек;

м2/с.

Расход питательной воды на участке:

=W1=23,4 кг/с.

Средняя скорость воды на участке:

w4-5 = wт3/2 = wвых.2-3/2м/с.

Внутренний диаметр собирающего коллектора, м:

,

м.

Число Рейнольдса:

.

Определяем относительную шероховатость стенки канала

.

Коэффициент гидравлического сопротивления трения единицы относительной длины канала:

.

Коэффициент гидравлического сопротивления трения на участке:

.

Гидравлическое сопротивление трения на расчетном участке:

Па.

Коэффициент местного сопротивления на участке:

;



Местное гидравлическое сопротивление на участке:

Па.

Общее гидравлическое сопротивление на расчетном участке, Па:

.

Па.

6.2.6 Участок 5 - 6 (патрубок отвода питательной воды из зоны ОК)

1) Количество потоков:

Z = 2n=8.

2) Длина участка:

l5-6 = 0,5м.

3) Удельный объём и плотность воды на участке:

, м3/кг.

, кг/м3.

4) Температура воды на участке:

=222,5 С.

5) Коэффициенты динамической и кинематической вязкости:

Па.сек;

м2/с.

6) Расход питательной воды на участке:

кг/с.

7) Внутренний диаметр собирающего коллектора, м:

.

8) Средняя скорость воды на участке, м/с:

w3-4 = ;

w3-4 = м/с.

9) Число Рейнольдса:

.

10)Определяем относительную шероховатость стенки канала:

.

11) Коэффициент гидравлического сопротивления трения единицы относительной длины канала:

.

12) Коэффициент гидравлического сопротивления трения на участке:

.

13) Гидравлическое сопротивление трения на участке:

Па.

14) Коэффициент местного сопротивления на участке:

.

15) Местное гидравлическое сопротивление на участке:

Па.

Общее гидравлическое сопротивление на расчетном участке:

;

Па.

6.2.7 Участок 6-7 (прямой патрубок)

1) Внутренний диаметр патрубка питательной воды:

dвн=0,3м.

2) Число потоков:

Z = 4.

3) Длина патрубка:

l =1м.

4) Расход питательной воды:

Gпв=W=194,44 кг/сек.

5) Удельный объём и плотность воды:

6-7=*ок=0,00112 м3/кг;

кг/м3.

6) Коэффициенты динамической и кинематической вязкости:

мпв= Па•с;

нпв= м2/с.

7) Скорость питательной воды, м/с, в патрубке определяется по формуле:

м/с.

8) Число Рейнольдса:

.

9) Определим относительную шероховатость:

11) Коэффициент гидравлического сопротивления трения единицы относительной длины канала:

.

12) Коэффициент гидравлического сопротивления трения на участке:

13) Гидравлическое сопротивление трения на расчетном участке:

Па

14) Местное гидравлическое сопротивление на расчетном участке:

.

15) Общее гидравлическое сопротивление на расчетном участке:

Па.

6.2.8 Участок 7-8 (раздающий коллектор)

1) Число потоков:

Z=4.

2) Внутренний диаметр коллектора:

=0,17м.

3) Длина участка:

,

=м.

4) Расход питательной воды на выходе из участка:

Gпв.т.8 =194,44-23,4=171,04 кг/сек.

5) Удельный объём и плотность воды:

7-8 = 'кп=0,00112 м3/кг;

кг/м3.

6) Коэффициенты динамической и кинематической вязкости:

м7-8 = Па•с;

н7-8= м1-2?1= м2/с.

7) Скорость питательной воды на входе в участок:

м/с.

8) Скорость питательной воды на выходе из участка:

м/с.

9) Средняя скорость питательной воды на участке:

м/с

10) Число Рейнольдса:

.

11) Определяем относительную шероховатость стенки канала:

.

12) Находим коэффициент гидравлического сопротивления трения единицы относительной длины канала:

.

13) Коэффициент гидравлического сопротивления трения на участке:

.

14) Гидравлическое сопротивление трения на расчетном участке:

Па.

15) Коэффициент местного сопротивления на участке:

16) Местное гидравлическое сопротивление на расчетном участке:

Па

17) Общее гидравлическое сопротивление на расчетном участке:

Па.

6.2.9 Участок 8 -9 (спирали КП)

1) Длина участка:

м.

2) Внутренний диаметр трубы спирали:

0,024 м.

3) Число потоков:

Z = 2n=8

4) Средний удельный объём и плотность воды:

=0,00115 м3/кг;

кг/м3.

5) Коэффициенты динамической и кинематической вязкости:

Па.сек;

м2/с.

6) Расход питательной воды на участке:

=194,44 кг/с.

7) Проходное сечение внутри труб спиралей КП:

=м.

8) Скорость питательной воды на участке:

W8-9= м/с.

9) Число Рейнольдса:

.

10) Определяем относительную шероховатость стенки канала:

.

11) Коэффициент гидравлического сопротивления трения единицы относительной длины канала:

.

12) Коэффициент гидравлического сопротивления трения на участке:

.

13) Гидравлическое сопротивление трения на расчетном участке:

Па.

14)Коэффициент местного сопротивления на участке:



15) Местное гидравлическое сопротивление на участке:

Па.

16) Общее гидравлическое сопротивление на расчетном участке:

Па.

Участок 9-10 (собирающий коллектор)

1)Число потоков:

Z = 4.

2) Длина участка:

м.

Удельный объём и плотность воды на участке:

м3/кг;

кг/м3.

4)Температура воды на участке:

С.

Коэффициенты динамической 3и кинематической вязкости:

Па.сек;

м2/с.

Расход питательной воды на участке:

=W1=23,4 кг/с.

Средняя скорость воды на участке:

w9-10 = wт8/2 м/с.

Внутренний диаметр собирающего коллектора, м:

м.

Число Рейнольдса:

.

Определяем относительную шероховатость стенки канала

.

Коэффициент гидравлического сопротивления трения единицы относительной длины канала:

.

Коэффициент гидравлического сопротивления трения на участке:

.

Гидравлическое сопротивление трения на расчетном участке:

Па.

Коэффициент местного сопротивления на участке:

Местное гидравлическое сопротивление на участке:

Па.

Общее гидравлическое сопротивление на расчетном участке, Па:

Па.

6.2.11 Участок 10-11 (патрубок отвода питательной воды из зоны КП)

1) Количество потоков:

Z =4.

2) Длина участка:

L10-11 = 1м.

3) Удельный объём и плотность воды на участке:

, м3/кг.

, кг/м3.

4) Температура воды на участке:

230 С.

5) Коэффициенты динамической и кинематической вязкости:

Па.сек;

м2/с.

6) Расход питательной воды на участке:

кг/с.

7) Внутренний диаметр собирающего коллектора, м:

.

8) Средняя скорость воды на участке, м/с:

w10-11 = м/с.

9) Число Рейнольдса:

.

10) Определяем относительную шероховатость стенки канала:

.

11) Коэффициент гидравлического сопротивления трения единицы относительной длины канала:

.

12) Коэффициент гидравлического сопротивления трения на участке:

.

13) Гидравлическое сопротивление трения на участке:

Па.

14) Коэффициент местного сопротивления на участке:

.

Общее гидравлическое сопротивление на расчетном участке:

Па.

6.2.12 Участок 11-12 (раздающий коллектор)

1) Число потоков:

Z=4.

2) Внутренний диаметр коллектора:

=0,17м.

3) Длина участка:

м.

4) Расход питательной воды на выходе из участка:

Gпв.т.8 =194,44-23,4=171,04 кг/сек.

5) Удельный объём и плотность воды:

11-12 = ”кп=0,00118 м3/кг;

кг/м3.

6) Коэффициенты динамической и кинематической вязкости:

м11-12 = Па•с;

н11-12= м2/с.

7) Скорость питательной воды на входе в участок:

м/с.

8) Скорость питательной воды на выходе из участка:

м/с.

9) Средняя скорость питательной воды на участке:

м/с

10) Число Рейнольдса:

.

11) Определяем относительную шероховатость стенки канала:

.

12) Находим коэффициент гидравлического сопротивления трения единицы относительной длины канала:

.

13) Коэффициент гидравлического сопротивления трения на участке:

.

14) Гидравлическое сопротивление трения на расчетном участке:

Па.

15) Коэффициент местного сопротивления на участке:

16) Местное гидравлическое сопротивление на расчетном участке:

Па

17) Общее гидравлическое сопротивление на расчетном участке:

Па.

6.2.9 Участок 12 -13 (спирали ОП)

1) Длина участка:

м.

2) Внутренний диаметр трубы спирали:

м.

3) Число потоков:

Z = 2n=8

4) Средний удельный объём и плотность воды:

м3/кг;

кг/м3.

5) Коэффициенты динамической и кинематической вязкости:

Па.сек;

м2/с.

6) Расход питательной воды на участке:

=23,4 кг/с.

7) Проходное сечение внутри труб спиралей КП:

=м.

8) Скорость питательной воды на участке:

w12-13= м/с.

9) Число Рейнольдса:

.

10) Определяем относительную шероховатость стенки канала:

.

11) Коэффициент гидравлического сопротивления трения единицы относительной длины канала:

.

12) Коэффициент гидравлического сопротивления трения на участке:

.

13) Гидравлическое сопротивление трения на расчетном участке:

Па.

14)Коэффициент местного сопротивления на участке:

15) Местное гидравлическое сопротивление на участке:

Па.

16) Общее гидравлическое сопротивление на расчетном участке:

Па.

Участок 13-14 (собирающий коллектор)

Число потоков:

Z = 4.

Длина участка:

м.

Удельный объём и плотность воды на участке:

м3/кг;

 кг/м3.

Температура воды на участке:

С.

Коэффициенты динамической и кинематической вязкости:

Па.сек;

м2/с.

Расход питательной воды на участке:

кг/с.

Средняя скорость воды на участке:

w13-14 = wт12/2 м/с.

Внутренний диаметр собирающего коллектора, м:

м.

Число Рейнольдса:

.

Определяем относительную шероховатость стенки канала

.

Коэффициент гидравлического сопротивления трения единицы относительной длины канала:

.

Коэффициент гидравлического сопротивления трения на участке:

.

Гидравлическое сопротивление трения на расчетном участке:

Па.

Коэффициент местного сопротивления на участке:

.

Местное гидравлическое сопротивление на участке:

Па.

Общее гидравлическое сопротивление на расчетном участке, Па:

Па.

Участок 14-15(прямой патрубок)

Внутренний диаметр патрубка питательной воды:

dвн=0,3м.

2) Число потоков:

Z = 4.

3) Длина патрубка:

l =0,5м.

4) Расход питательной воды:

Gпв=W=194,44 кг/сек.

5) Удельный объём и плотность воды:

14-15=0,00126 м3/кг;

кг/м3.

6) Коэффициенты динамической и кинематической вязкости:

мпв= Па•с;

нпв= м2/с.

7) Скорость питательной воды, м/с, в патрубке определяется по формуле:

м/с.

8) Число Рейнольдса:

.

9) Определим относительную шероховатость:

11) Коэффициент гидравлического сопротивления трения единицы относительной длины канала:

.

12) Коэффициент гидравлического сопротивления трения на участке:

13) Гидравлическое сопротивление трения на расчетном участке:

Па

14) Местное гидравлическое сопротивление на расчетном участке:

.

15) Общее гидравлическое сопротивление на расчетном участке:

Па.

Участок 15-16 (поворотный патрубок)

1) Определяем число потоков:

Z=1.

2) Длина участка:,

м.

3) Удельный объём и плотность воды:

15-16=0,00119 м3/кг;

15-16=1/0,00119=840,34 кг/м3.

4) Коэффициенты динамической и кинематической вязкости воды:

м15-16 = Па•с;

н15-16= м2/с.

5) Скорость питательной воды на участке:

w15-16=3,47-1=2,47 м/с.

6) Рассчитываем внутренний диаметр коллектора на участке, м:

м.

7) Число Рейнольдса:

.

8) Относительная шероховатость:

9) Определяем коэффициент гидравлического сопротивления трения единицы относительной длины канала:

.

10) Коэффициент гидравлического сопротивления трения на участке:

.

11) Гидравлическое сопротивление трения на участке:

Па.

12) Местное гидравлическое сопротивление на расчетном участке:

Па.

13) Общее гидравлическое сопротивление на расчетном участке:

Па.

Участок 16-17 (прямой патрубок)

Число потоков:

Z = 1.

2) Внутренний диаметр патрубка питательной воды:

dвн=0,3м.

3) Длина патрубка:

l =0,5м.

4) Расход питательной воды:

Gпв=W=194,44 кг/сек.

5) Удельный объём и плотность воды:

16-17=0,00119 м3/кг;

кг/м3.

6) Коэффициенты динамической и кинематической вязкости:

мпв= Па•с;

нпв= м2/с.

7) Скорость питательной воды, м/с, в патрубке определяется по формуле:

м/с.

8) Число Рейнольдса:

.

9) Определим относительную шероховатость:

11) Коэффициент гидравлического сопротивления трения единицы относительной длины канала:

.

12) Коэффициент гидравлического сопротивления трения на участке:

13) Гидравлическое сопротивление трения на расчетном участке:

Па

14) Местное гидравлическое сопротивление на расчетном участке:

.

15) Общее гидравлическое сопротивление на расчетном участке:

Па.

6.2.18 Участок 9-16 (поворотный патрубок)

1) Определяем число потоков:

Z=4.

2) Длина участка:,

м.

3) Удельный объём и плотность воды:

9-16=0,00118 м3/кг;

9-16=1/0,00118=847,46 кг/м3.

4) Коэффициенты динамической и кинематической вязкости воды:

м9-16 = Па•с;

н9-16= м2/с.

5) Скорость питательной воды на участке:

w9-16=3,47-1=2,47 м/с.

6) Расход питательной воды:

Gпв=165,5 кг/с

7) Рассчитываем внутренний диаметр коллектора на участке, м:

м.

7) Число Рейнольдса:

.

8) Относительная шероховатость:

9) Определяем коэффициент гидравлического сопротивления трения единицы относительной длины канала:

.

10) Коэффициент гидравлического сопротивления трения на участке:

.

11) Гидравлическое сопротивление трения на участке:

Па.

12) Местное гидравлическое сопротивление на расчетном участке:

Па.

13) Общее гидравлическое сопротивление на расчетном участке:

Па.

14) Полное гидравлическое сопротивление водяного тракта, Па:

.

15) Давление питательной воды на выходе из ПВД:

;

Па

а) Размещено на http://www.allbest.ru/

б)

в)

Рис. 11. Зависимости коэффициента сопротивления гибов и колен от отношения R/dн: а) для гибов при /dн > 810-4; б) для колен при /dн > 810-4; в) поправка на значение шероховатости, которое меньше принятого: 1 - для колен; 2 - для крутоизогнутых гибов при R/dн 1,5; 3 - для плавных гибов

6.3 Расчёт гидравлического сопротивления парового тракта

Схема движения пара в ПВД представлена на рис. 12.

Рис.12. Схема движения греющей среды в ПВД: 1 - корпус; 2 - кожух зон ОП и ОК; 3 - направляющие перегородки; 4 - спирали; 5 - конденсатор пара; 6 - коллектор подвода пара; 7 - коллектор отвода конденсата

6.3.1 Участок 0 - 1 (коллектор подвода пара)

1) Расход пара через коллектор:

D0-1 = Dп=19,76 кг/с.

Длина участка:

l0-1 = Hпвд - (0,1ч0,2), м,

где Hпвд - высота подогревателя; выбирается по [4] Hпвд =9,625м;

l0-1 = 9,625 - 0,2=9,425м.

Внутренний диаметр коллектора:

d0-1 = dвн=0,4 м.

Проходное сечение внутри коллектора:

, м2;

м2.

Удельный объём и плотность пара:

0-1 = вх=0,083 м3/кг.

кг/м3.

Температура пара на участке:

=341 С.

Скорость греющего пара:

, м/с;

м/с.

Коэффициенты динамической и кинематической вязкости:

м0-1= Па•с.

н0-1 = м2/с.

Давление греющей среды принимаем постоянным на всем протяжении парового тракта

, МПа.

Число Рейнольдса:

.

Определяем относительную шероховатость стенки канала:

.

Коэффициент гидравлического сопротивления трения единицы относительной длины канала:

.

Коэффициент гидравлического сопротивления трения на участке:

.

13)Гидравлическое сопротивление трения на участке, Па:

Па.

14)Коэффициент местного сопротивления на участке

,

следовательно, местное гидравлическое сопротивление на участке

.

15)Коэффициент сопротивления на ускорение низкотермического потока на участке принимаем = 0, поскольку плотности греющей среды на входе и на выходе участка практически не различаются. Соответственно

.

16)Общее гидравлическое сопротивление на расчетном участке, Па:

Па.

6.3.2 Участок 1 - 2 (зона ОП)

1) Расход пара через участок

D1-2 = Dп/2=9,88 кг/с.

Длина участка:

=0,54 м.

Удельный объём и плотность пара:

1-2 = 0,0725 м3/кг.

кг/м3.

Температура пара на участке:

С.

Коэффициенты динамической и кинематической вязкости:

м1-2= Па•с.

н1-2 = м2/с.

Скорость греющего пара:

м/с.

Эквивалентный диаметр короба ОП:

м.

Число Рейнольдса:

.

Определяем относительную шероховатость стенки канала

.

Коэффициент гидравлического сопротивления трения единицы относительной длины канала:

.

Коэффициент гидравлического сопротивления трения на участке:

.

Гидравлическое сопротивление трения на участке:

 Па.

Сумма коэффициентов местного сопротивления на участке

,

где выбираются по прил. 4;

Местное гидравлическое сопротивление на участке:

Па.

Коэффициент сопротивления на ускорение низкотермического потока на участке определяется по формуле:

,

.

Потери давления на ускорение низкотермического потока на участке:

Па.

Общее гидравлическое сопротивление на расчетном участке, Па:

;

Па.

6.3.3 Участок 2 - 3 (зона КП)

1) Расход пара через участок:

D2-3 = Dп=19,76 кг/с.

2) Длина участка:

, м,

м.

3) Удельный объём и плотность пара на участке:

2-3 = пн=0,062 м3/кг;

кг/м3.

Температура пара на участке:

С.

Коэффициенты динамической и кинематической вязкости:

м2-3= Па•с.

н2-3 = м2/с.

Максимальная скорость греющего пара:

, м/с;

м.

Эквивалентный диаметр межтрубного пространства КП

м.

Число Рейнольдса:

.

Определяем относительную шероховатость стенки канала:

.

Коэффициент гидравлического сопротивления трения единицы относительной длины канала:

.

Коэффициент гидравлического сопротивления трения на участке:

.

Гидравлическое сопротивление трения на участке:

Па.

Коэффициент местного сопротивления на участке

,

где выбираются по прил. 4;

Местное гидравлическое сопротивление на участке:

Па.

Коэффициент сопротивления на ускорение низкотермического потока на участке

,

следовательно, и потери давления на ускорение низкотермического потока на участке

.

Общее гидравлическое сопротивление на расчетном участке, Па:

Па.

6.3.4 Участок 3 - 4 (зона ОК)

1) Расход греющей среды (конденсата пара) через участок:

D3-4 = Dп=19,76 кг/с.

2) Длина участка:

м.

3) Удельный объём и плотность пара на участке:

3-4 =0,00115 м3/кг;

кг/м3.

Температура пара на участке:

С.

Коэффициенты динамической и кинематической вязкости:

м3-4= Па•с.

н3-4 = м2/с.

Скорость греющего среды:

м/с.

Эквивалентный диаметр межтрубного пространства ОК:

м.

Число Рейнольдса:

.

Определяем относительную шероховатость стенки канала:

.

10) Коэффициент гидравлического сопротивления трения единицы относительной длины канала:

.

11)Коэффициент гидравлического сопротивления трения на участке:

.

12)Гидравлическое сопротивление трения на участке, Па:

Па.

13)Сумма коэффициентов местного сопротивления на участке:

,

.

14)Местное гидравлическое сопротивление на участке, Па:

Па.

15)Общее гидравлическое сопротивление на расчетном участке, Па:

.

16)Полное гидравлическое сопротивление парового тракта, Па:

Па.

17)Давление греющей среды на выходе из ПВД:

Па.

6.4 Расчёт дроссельных устройств

6.4.1 Расчет дроссельного устройства на участке 3 - 6

1)Определим потери давления, Па, на участках, параллельных дроссельному устройству 1 (рис. 9):

,

Па.

2) Определим местный перепад давления, кгс/м2, на суживающем устройстве дроссельной шайбы 1:

,

где ,

где d - внутренний диаметр дроссельной шайбы 1; Dвн - внутренний диаметр трубопровода, в котором установлена дроссельная шайба (раздающий коллектор ОК);

Dвн = d1-2.

Па.

3) Расход воды через дроссельную шайбу:

, кг/с,

кг/с.

4) Вспомогательный параметр:

,

.

5) По найденному значению вспомогательного параметра Х по рис. 13 определяем

d/Dвн, откуда d = Dвн •(d/Dвн), м,

м.

6.4.1 Расчет дроссельного устройства на участке 9 - 16

1)Определим потери давления на участках, параллельных дроссельному устройству 2 (рис. 8):

,

Па.

2) Определим местный перепад давления, кгс/м2, на суживающем устройстве дроссельной шайбы 2

.

3)Расход воды через дроссельную шайбу:

кг/с.

4) Вспомогательный параметр:

.

5) По найденному значению вспомогательного параметра Х по рис. 13 уточняем d/Dвн и определяем

d = 0,17 •0,24=0,041 м.

Рис. 13. Зависимость для расчета дроссельных устройств

ВЫВОДЫ

В данной работе были определены параметры питательной воды, греющего пара и конденсата в характерных точках рабочего процесса подогревателя высокого давления, расход пара на ПВД, рассчитаны дроссельные устройства, а так же следующие характеристики:

Общая площадь нагрева F=816 м2;

Потери давления по питательной воде

=0,337 МПа;

Потери давления по греющей среде

=0,02 МПа;

Давление питательной воды на выходе из ПВД

=26,66 МПа;

Давление греющей среды на выходе из ПВД

=3,18 МПа.

ЛИТЕРАТУРА

Александров А.А., Григорьев Б.А. Таблицы теплофизических свойств воды и водяного пара: Справочник. ГСССД P-776-98. - М.: Издательство МЭИ. 1999. 164 с.

Емцев Б.Т. Техническая гидромеханика. - М.: Машиностроение, 1987. - 440 с.

Идельчик И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям. - М.: Госэнергоиздат, 1960. - 464 с.

Исаченко В.П., Осипова В.А., Сукомел А.С. Теплопередача. М.: Энергия, 1975. 345 с.

Рихтер Л.А., Елизаров Д.П., Лавыгин В.М. Вспомогательное оборудование тепловых электростанций. М.: Энергоатомиздат, 1987. 216 с.

РТМ 24.271.23-74 Расчёт и проектирование поверхностных подогревателей высокого и низкого давления. - М., МТЭ и ТМ, 1974, 120 с.

Теплообменное оборудование паротурбинных установок: Отраслевой каталог, часть 2. М., 1989. 110 с.

Размещено на Allbest.ru

...