О поверочных расчетах теплообменников

И.М. Сапрыкин, главный технолог,
ООО ПНТК «Энергетические технологии», г. Нижний Новгород

Введение

Обширное применение теплообменных аппаратов разного типа в теплоэнергетике и других областях техники вызывает потребность в методике расчета, позволяющей оперативно пересчитывать характеристики теплоносителей для критерий нерасчетных режимов работы.

Эта потребность касается приемущественно профессионалов, работающих в сферах проектирования и эксплуатации систем, содержащих теплообменные аппараты.

Познание «поведения» теплообменников (ТО) в нерасчетных режимах нужно: для правильного выбора оборудования (насосов, регулирующих клапанов и других частей трубопроводных систем, включающих ТО); для определения величин термических потоков и расходов теплоносителей при отсутствии расходомеров; для оценки степени чистоты (загрязнения) поверхностей нагрева ТО и других целей.

Сейчас на рынке теплообменного оборудования представлены как забугорные, так и российские производители, выпускающие очень широкий диапазон ТО. Имеющиеся методики расчетов не всегда учитывают особенности определенных ТО и теплофизические характеристики воды.

Воззвание к производителям ТО с просьбой о выполнении дополнительных расчетов по уже имеющемуся и находящемуся в эксплуатации ТО не всегда комфортно или вообщем нереально.

Разные типы и виды ТО отличаются конструктивными особенностями, расчетными термическими потоками, спектрами температур теплоносителей. У каждого производителя теплообменного оборудования имеются свои эксклюзивные программки по расчету ТО, учитывающие их личные особенности.

При схожих параметрах — термическом потоке и 4 температурах теплоносителей на портах — ТО разных производителей отличаются коэффициентами теплопередачи (КТП) и площадями поверхностей нагрева. Другими словами, информация об личных особенностях данного ТО заключена в его расчетных свойствах.

Способ поверочного расчета теплообменников

Предлагаемый создателем способ поверочного расчета водоводяных противоточных одноходовых ТО с известными расчетными параметрами

основан на описании процесса конвективного термообмена средством аспекта Нуссельта.

О поверочных расчетах теплообменников

О поверочных расчетах теплообменников

ты вычислить термический поток и расходы теплоносителей.

Следует подразумевать, что при решении задач 1-3, величина Q очень очень находится в зависимости от точности измерения 4 температур на портах ТО.

Для задачки 10 — определение степени чистоты поверхности нагрева β — предлагается формула, приобретенная из общего уравнения (1):

Примеры расчета. Расчеты выполнены по формулам 1 и 3, m=0,73.

В термических пт систем централизованного теплоснабжения ТО, созданные для обогрева водопроводной воды на нужды жаркого водоснабжения (ГВС), работают в очень широких границах конфигурации температур.

Температура воды ГВС на входе в ТО в течение суток меняется от 5 до 50 ОC (циркуля-

ция при отсутствии водоразбора). В свою очередь, в течение сезона температура теплоносителя на входе в ТО может изменяться от 70 до 150ОC.

Не считая того, термический поток для ГВС, передаваемый ТО в течение суток при отсутствии баков-аккумуляторов жаркой воды, может изменяться в 10 и поболее раз.

В табл. 2 приведены расчеты режимов работы одноходового ПТО типа М 10В с поверхностью нагрева 30,96 м2. ПТО предназначен для обеспечения наибольшей часовой термический нагрузки ГВС 2000 кВт и подключен к термическим сетям по параллельной схеме. Расчетными температурами для подбора ПТО являются:

■ по греющей воде: на входе в ПТ01 τ1=70 ОC; на выходе из ПТО t2=30 ОC;

■ по нагреваемой воде: на входе в ПТОτ2=5 ОC; на выходе из ПТО τ1 = 60 ОC.

Режим 1 — расчетный.

Режим 2 является очень зимним режимом, температура греющей воды составляет

О поверочных расчетах теплообменников

О поверочных расчетах теплообменников

t1=130 ОC. При всем этом расход G1 понижается до 14,2 т/ч, а температура t2 падает до 8,9 ОC.

Режим 3 подразумевает наличие слоя накипи S=0,1 мм. Для обеспечения температуры τ1 =60 ОC расход G1 растет до 65 т/ч, а температура t2 до 43,6 ОC.

Режим 4 подразумевает наличие слоя накипи S=0,3 мм (β=0,46). Если по греющей стороне отсутствует возможность предстоящего роста расхода выше Θ^δδ т/ч, то Q понижается до 1648 кВт, t2 растет до 48,2 ОC, а t1 понижается до 50,3 ОC.

Режимы 5 и 6 — циркуляционные. В режиме 6 при t1=130 ОC расход греющего теплоносителя понижается до 6^2 т/ч (более чем в 20 раз по сопоставлению с режимом 1).

Выводы

1. Предлагается способ поверочных расчетов водоводяных противоточных одноходовых ТО, содержащий уравнение, связывающее термический поток с 4-мя температурами теплоносителей на портах при разных степенях чистоты теплопередающих поверхностей.

2. На основании предлагаемых уравнений может быть по известному расчетному режиму ТО (расчетные свойства которого включают: термический поток, коэффициент теплопередачи, четыре температуры теплоносителей, степень чистоты) высчитать характеристики теплоносителей для хоть какого другого режима. А именно, определять при отсутствии расходомеров величины термического потока и расходов теплоносителей по результатам измерения 4 температур на портах ТО.

3. Предлагаемый способ нетрудно приспосабливается к расчету противоточных одноходовых ТО с другими, не считая воды, водянистыми средами.

Литература

1. СП 41-101 -95. Термические пункты.

2. Зингер Н.М., Тарадай А.М., Бармина Л.С. Пластинчатые теплообменники в системах теплоснабжения. М.: Энер-гоатомиздат, 1995.

3. Орбис В.С., Адамова М.А. К диагностике технического состояния теплообменных аппаратов // Сбережение энергии. 2005. № 2.

Вы можете оставить комментарий, или ссылку на Ваш сайт.

Оставить комментарий

recuperatio.ru