Курсовая работа: Расчет тепловой схемы турбоустановки с турбиной К-1000-60/1500-1

μк=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; mк – коэффициент динамической вязкости пленки конденсата, Н×с/м2; r – удельная теплота конденсации пара, кДж/кг.

b=1.13εr[λк3ρк(ρк-ρп)gr/lμк]0.25

Здесь lк, rк – коэффициент теплопроводности и плотность конденсата; rп – плотность пара; er – поправка на шероховатость труб (для латунных и нержавеющих труб er = 1, для стальных цельнотянутых труб er = 0,8); Dt1 – средний перепад температур в пограничном слое со стороны греющего пара (Dt1 = tн – tсп,ср )

r=1848,7кДж/кг

εr=0.8        

b=1.13εr[λк3ρк(ρк-ρп)gr/lμк]0.25=8277,62

Выражение для плотности теплового потока можно записать в виде

q = bD t10,75

Отсюда D t1 = (q/b)4/3. Значение Dtст = (dст/lст)q, а D t2 = q/a2

Получаем для общего D t = D t1 + D tст + D t2 = (q/b)4/3 + (dст/lст)q + q/a2     

Δtср=(q/b)4/3+δстq/λст+q/α2                

Δtср=5,97.10-06. q4/3+1,66.10-04q

При определении a1 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 Δtср для ряда произвольно заданных значений q строим кривую Dt = f(q)

Используя эту зависимость для найденного Dtср определяем величину q

Зная q, легко определить Dt1, Dtст, Dt2 и КТО, а затем и КТП и F.      

По этому графику при Δtср=13,1 °С получим q=36000 Вт/м2

Коэффициент теплопередачи:

kсп=q/Δtср= 2740,0 Вт/(м2.К)

Площадь поверхности теплообмена:

Fст=Qсп/(kсп.δtсп)= 3552,9 м2

Расчет охладителя дренажа:

Тепловая нагрузка охладителя дренажа:

Qод=Gод.(hвых.одпв-hвхпв)= 3227,6 кВт

Число спиралей собственно подогревателя:

N=Gпв/(ρ-Fтр.W)= 2774,1 шт

Принимаем число спиралей кратное произведению числа секций и числа рядов в каждой секции. N= 2774 шт (при 12 рядах в секции из однорядной спирали)    

Расчетная длинна трубок:

L=Fст/(N.π.dн)= 12,74 м

Сечение для прохода пара:

F=L.l.β= 0,050 м2

где β=0.98 - учитывает часть длины труб, участвующих в теплообмене.

Средняя температура конденсата:

tk.ср=0.5(tп+tдр)= 219,4°С

Скорость конденсата в межтрубном пространстве:

Wк=Dп*v/F= 3,28 м/с

где v=0.001194 м3/кг

Эквивалентный диаметр:

dэ=4F/U= 0,10м

где U=2

Параметры конденсата при средней температуре

ν=f(pпв,tк.ср)= 1,46.10-07 м2/с

λ=f(pпв,tк.ср)= 0,654 Вт/(м.К)

μ=f(pпв,tк.ср)= 1,23.10-04 Па.с

Pr=f(pпв,tк.ср)= 0,860    

Re=W.dэ/ν=2,25.10+06  

Коэффициент теплоотдачи от конденсата к стенке:

α1=0,023λ.Re0.8.Pr0.4/dэ= 17102,7 Вт/(м2.К)

Средняя температура питательной воды в ОД:

tв.ср=0.5(tвых.одпв+tвхпв)= 199,0 °С

Параметры ПВ при температуре  tв.ср  

ν=f(pпв,tв.ср)= 1,57.10-07м2/с

λ=f(pпв,tв.ср)= 0,670Вт/(м.К)

μ=f(pпв,tв.ср)= 1,37.10-04Па.с

Pr=f(pпв,tв.ср)= 0,909    

Re=W.dв/ν=2,29.10+05 

Коэффициент теплоотдачи от стенки к воде:

α2=0,023λ.Re0,8.Pr0,4/dв=11999,4 Вт/(м2.К)

Коэффициент теплопередачи:

kод=(1/α1+δ/λ+1/α2)-1=4441,7 Вт/(м2.К)

Среднелогарифмический температурный напор:

Δtб=tдр-tвхпв=18,9 °С

Δtм=tк-tвых.одпв= 22,1 °С

Δtод=(Δtб-Δtм)/ln(Δtб/Δtм)= 20,4 °С

Площадь поверхности теплообмена:

Fод=Qод/(kод.δtод)= 35,5 м2

Суммарная площадь:

F=Fсп+Fод= 3588,4 м2

По F=3588,4 м2 площади поверхности теплообмена, pв=81,6 кгс/см2, давлению основного конденсата и pп=24,6 кгс/см2 греющего пара, соответственно выбираем по[4] типоразмер ПНД 7:

2 подогревателя ПВ-2500-97-28А.

ПНД4

Расход греющего пара Dп4= 84,80 кг/с

давление греющего пара pп4= 0,587 МПа

расход основного конденсата Gок= 1363,7 кг/с

температура основного конденсата на входе tвхок= 124 ⁰С

температура основного конденсата на выходе tвыхок= 154 ⁰С

давление основного конденсата pок= 0.889 МПа

диаметр и толщина стенок трубок dв* δ=16*1 мм

наружный диаметр трубок dн= 18 мм

материал трубок – легированная сталь (08Х18Н10Т);

Потери теплоты в окружающую среду оцениваются коэффициентом ηтп=  0.99 

число ходов ОК в ПНД z=2

Параметры конденсата и пара в ПНД 4:

tп=158 °С

hn=2823,2 кДж/кг

hk=666,9 кДж/кг

hвхпв=521,3 кДж/кг

hвыхпв=649,8 кДж/кг

Тепловая мощность ПНД 4:

Qп4=Gок.(hвыхок-hвхок)/η=177004,9 кВт

Среднелогарифмический температурный напор:

Δtб=tп-tc= 4 °С

Δtм=tп-tвыхпв= 34°С

Δtср=(Δtб-Δtм)/ln(Δtб/Δtм)= 14 °С

Принимаем скорость движения воды в трубках W= 1,5 м/с

Из уравнения сплошности определим количество трубок в ПНД 4:

n=Gок/(ρ-Fтр.W)= 4,522 шт

Общее число труб N в двухходовм ПНД 4:

N=n.z=9044 шт

Задаемся длиной трубок (7...11 м) в подогревателе – Lтр = 10 м. (первое приближение)

Средняя температура воды:

tок.ср=0.5(tвыхок+tвхок)= 139 °С

Средняя температура стенки трубок:

tст.ср=0.5(tк+tок.ср)= 148,5°С

Средняя температура слоя конденсата на поверхности трубок:

tпл.ср=0.5(tк+tст.ср)= 153,3°С

Коэффициент теплоотдачи от пара к стенке подсчитываем по эмпирической формуле:

α1=(5500+65tпл.ср-0,2t2пл.ср).((tк-tст.ср)Lтр)-0,25=3447,8 Вт/(м2.К)

Коэффициент теплоотдачи от стенки к воде:

α2=1,16(1400+18tок.ср-0,035t2ср.ср).W0,8.dв-0.2=11834,2 Вт/(м2.К)

Теплопроводность стенки из стали 08Х18Н10Т -λст= 18 Вт/(м.К)

Таблица 3.

Коэффициент, учитывающий накипь и загрязнения стенки:

Кз=1

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11