Как составить тепловой баланс подогревателя - Сайт, где вы сможете решить свои вопросы

Сетевая
подогревательная (бойлерная) установка.

Параметры
пара и воды сетевой подогревательной
установки сведены в таблицу 5.3.1.

Определение
параметров установки выполняется в
следующем порядке:

1) Расход сетевой
воды для рассчитываемого режима

,
(5.2)

где
h_псг2
– энтальпия воды за верхним сетевым
подогревателем,

h_ос
– энтальпия обратной сетевой воды.

Таблица
№ 5.3.1 – Параметры пара и воды в сетевой
подогревательной установке

при t_нар=
15^oС

Показатель	Нижний подогреватель	Верхний подогреватель
Греющий пар
Давление в отборе Р, Мпа	0,0154	0,04576
Давление в подогревателе Р’, Мпа	0,01467	0,0432
Отдаваемое тепло qнс, qвс, кДж/кг	2093,26	2110,5
Конденсат греющего пара
Температура насыщения tн, ºС	53,3	77,7
Энтальпия при насыщении h’, кДж/кг	225,94	325,3
Сетевая вода
Недогрев в подогревателе θ, ºС	3,5	3,7
Температура на входе, ºС	35	50
Энтальпия на входе, кДж/кг	146,64	209,34
Температура на выходе, ºС	50	74
Энтальпия на выходе, кДж/кг	209,34	309,78
Подогрев в подогревателе, кДж/кг	62,7	100,44

2)Тепловой баланс
верхнего сетевого подогревателя

Рисунок
5.3.1 – ПСГ 2

Уравнение теплового баланса ПСГ 2 (рис.
5.3.1) имеет вид:

,
(5.3)

где температура
и энтальпия дренажа на выходе из ПСГ 2:

h_Др
_ПСГ2=234,42
кДж/кг.

Расход
греющего пара на нижний сетевой
подогреватель

где
η_псг2
– КПД верхнего сетевого подогревателя
(0,995).

Доля
отбора на верхний сетевой подогреватель
α_псг2=0,1415.

3)Тепловой баланс
нижнего сетевого подогревателя

Рисунок
5.3.2 – ПСГ 1

Уравнение
теплового баланса ПСГ1 (рис. 5.3.2) имеет
вид:

,
(5.4)
где температура и
энтальпия дренажа на выходе из ПСГ 1:

h_Др
_ПСГ2=129,93
кДж/кг.

Расход греющего
пара на нижний сетевой подогреватель

где
η_псг1
– КПД верхнего сетевого подогревателя
(0,995).

Доля
отбора на верхний сетевой подогреватель
α_псг1=0,0888.

Деаэратор
питательной воды

Д
– 6 ата

Рисунок
5.3.3 – ДПВ 6-ата

При
давлении в деаэраторе ДПВ 0,589…0,6 МПа,
высоте его установки Н_ПН
= 20 м и нормативной величине сопротивления
тракта всасывания ΔР_ВС= 0,0098 МПа:

Р_ВС
=

v_ПН
– удельный объем воды в насосе, м³/кг,
обычно определяется при средней
температуре воды в насосе t_ПН
= 160^оС
и среднем давлении
,
при Р₀
= 12,75 МПа:

по
таблицам находим v_ПН
= 0,0010969 м³
/ кг.

КПД
питательных насосов (произведение
гидравлического и объемного КПД).

Таким образом, для рассматриваемого
случая:

Повышение энтальпии воды в конденсатных
и дренажных насосах можно не учитывать.

Уравнение
теплового баланса ДПВ (рис. 5.3.3) имеет
вид :

,
(5.5)

Поток конденсата
после группы ПНД

Расход греющего
пара на ДПВ:

Поток
конденсата на входе в деаэратор:

Регенеративные
подогреватели низкого давления и
смесители

ПНД 4

Рисунок 5.3.4 – ПНД
4

Уравнение
теплового баланса ПНД 4 (рис. 5.3.4) имеет
вид :

,
(5.6)

где
η_{пнд 4}
– КПД регенеративного подогревателя
низкого давления № 4.

Температура и
энтальпия дренажа на выходе из ПНД 4:

h_Др4=554,06
кДж/кг.

Расход греющего
пара на ПНД 4:

СМ 2

Рисунок 5.3.5 –
Смеситель 2.

Уравнение
теплового баланса смесителя СМ2
(рис.5.3.5) имеет вид:

.
(5.7)

Поток воды на входе
в смеситель

Энтальпия смеси
на выходе из СМ2:

ПНД 3

Рисунок 5.3.6 – ПНД
3

Уравнение
теплового баланса ПНД 3 (рис.5.3.6) имеет
вид:

,
(5.8)

где
η_{пнд 3}
– КПД регенеративного подогревателя
низкого давления № 3.

Температура и
энтальпия дренажа на выходе из ПНД 3:

h_Др3=340
кДж/кг.

Расход греющего
пара на ПНД 3:

ПНД 2

Рисунок 5.3.7 – ПНД
2

Уравнение
теплового баланса ПНД 2 (рис.5.3.7) имеет
вид:

,
(5.9)

где
η_{пнд 2}
– КПД регенеративного подогревателя
низкого давления № 2.

С
М
1

Рисунок 5.3.8 –
Смеситель 1

Уравнение
теплового баланса смесителя СМ1
(рис.5.3.8) имеет вид:

,
(5.10)

Поток воды после
смесителя

ПНД 1

Рисунок 5.3.9 – ПНД
1

Уравнение
теплового баланса ПНД 1 (рис.5.3.9) имеет
вид:

,
(5.11)

где
η_{пнд 1}
– КПД регенеративного подогревателя
низкого давления № 1,

Поток
воды из конденсатора

где
α_дв
– расход добавочной воды
(α_дв=α_пр+α_ут=0,01+0,015
=0,025).

Решая
совместно уравнения теплового баланса
ПНД2, СМ1 и ПНД 1 получим:

Конденсатор

Рисунок 5.3.10 –
Конденсатор

Уравнение
материального баланса конденсатора:

(5.12)

Источник

h”_нс=314.5 кДж/кг – энтальпия
насыщения конденсата греющего пара на выходе из подогревателя;

h_нс=309.52 кДж/кг – энтальпия сетевой
воды на выходе из НС при давлении p=0.539 МПа;

h_ос=218.2 кДж/кг –
энтальпия обратной сетевой воды (на входе в НС) при давлении p=0.588
МПа;

h_п=0.99
– коэффициент, учитывающий потери тепла в подогревателе.

Из уравнения теплового баланса (1.14) найдем расход
пара на подогреватель:

кг/с.

Тепловой баланс верхнего сетевого подогревателя (ВС):

, (1.15)

где

–
расход пара в верхнем сетевом подогревателе;

кДж/кг
– энтальпия греющего пара (из шестого отбора) на входе в подогреватель;

кДж/кг – энтальпия
насыщения конденсата греющего пара на выходе из подогревателя;

h_вс=394.12 кДж/кг –
энтальпия прямой сетевой воды (на выходе из ВС) при давлении p=0.49
МПа;

h_нс=309.52 кДж/кг –
энтальпия сетевой воды на выходе из НС при давлении p=0.539
МПа;

– коэффициент,
учитывающий потери тепла в подогревателе.

Из уравнения теплового баланса находим расход греющего
пара в верхнем сетевом подогревателе:

кг/с.

1.6
Подогревательные установки высокого
давления

На рисунке 1.3 представлена схема движения пара и воды в подогревателях
высокого давления.

Тепловой расчет регенеративных подогревателей, имеющих
в одном корпусе собственно подогреватель (СП) и охладитель дренажа (ОД) удобно
выполнять, задаваясь конечным недогревом воды на выходе её из собственно
подогревателя Q. При этом известны
температуры и энтальпии воды до и после всего теплообменника, а также расход
воды, проходящей через теплообменник D_пв,
параметры греющего пара на входе в теплообменник P’_п, h_п, T_п, температура и
энтальпия насыщения пара в подогревателе -T’_н
и h’_п. В результате решения уравнения теплового баланса
теплообменника определяют расход греющего пара, отбираемого из турбины_.
Принимаем недоохлаждение конденсата в охладителе дренажа Q_од= 40 кДж/кг (Q_од»10°С).
Условно принимаем при расчёте потоки дренажей из вышестоящих подогревателей
направленными в охладитель дренажа.

Рисунок 1.3 –
схема движения пара и воды в ПВД.

1.1.6.1 Подогрев воды в питательном насосе

Подогрев воды в питательном насосе
определяется по следующей формуле:

,
(1.16)

где

v_ср=0.0011 м³/кг
– удельный объём воды;

p_н=20 МПа –
давление воды за питательный насосом;

p_в=0.6 МПа –
давление воды на всасе насоса;

h_н_i=0.85 – к.п.д. насоса.

кДж/кг.

Энтальпия воды за питательным насосом:

(1.17)

где

кДж/кг – энтальпия
воды на выходе из деаэратора.

кДж/кг.

1.1.6.2 Тепловой
баланс подогревателя низкого давления П1

Составим уравнение теплового баланса для данного
подогревателя:

, (1.18)

где

D_п1 – расход пара
из первого отбора;

h_п1=3162.4 кДж/кг –
энтальпия пара на входе в подогреватель П1;

h_в1=1003.1 кДж/кг –
энтальпия питательной воды на выходе из подогревателя П1;

h_в2=913.07 кДж/кг – энтальпия питательной воды на входе в подогреватель
П1;

=0.99 – коэффициент рассеивания теплоты в
подогревателе;

Принимаем недоохлаждение конденсата греющего пара в П1 равным Dh= 40 кДж/кг, тогда энтальпия
дренажа греющего пара на выходе из П1 равна h_др1=
h_в2 + Dh=913.07+40=953.07
кДж/кг.

Из уравнения теплового баланса (1.18)
определим расход пара из первого отбора:

кг/с.

1.1.6.3 Тепловой
баланс подогревателя высокого давления П2

Составим уравнение теплового баланса для данного регенеративного подогревателя:

D_п2×(h_п2-h_др2)+D_п1×(h_др1-h_др2)+D_у2×(h_у2-h_др2) , (1.19)

где

D_п2 – расход пара в подогревателе
высокого давления П2;

D_у2=2 кг/с – расход пара из переднего
уплотнения турбины;

h_у2=3476 кДж/кг – энтальпия пара из
переднего уплотнения турбины;

Источник

Расчет сетевого подогревателя

Расход сетевой воды:

, (1.11)

где Qто=139,5 МВт – отопительная нагрузка.

Gсв=524,042 кг/с

Примем то=0,995-коэффициент, учитывающий рассеивание теплоты в теплообменниках.

Тепловой баланс сетевого подогревателя №2:

DПСГ2(hп6 -hкПСГ2)·0,995=GCB(hсв.выхПСГ2 – hсв.вхПСГ2 ); (1.12)

DПСГ2=, кг/с ; (1.13)

DПСГ2 =33,067 кг/с ;

Тепловой баланс сетевого подогревателя №1:

DПСГ1(hп7 -hкПСГ1)·0,995=GCB(hсв.выхПСГ1 – hсв.вхПСГ1 ); (1.14)

DПСГ1= ; (1.15)

DПСГ1 =33,444 кг/с ;

Параметры рабочих сред приведены в таблице 1.2

Таблица 1.2 – Параметры пара и воды сетевой подогревательной установки

Наименование	Параметр
ПСГ1	ПСГ2
Греющий пар
Давление в отборе, р, МПа	0,036	0,123
Температура, t, 0С	73,4	106,3
Энтальпия пара h, кДж/кг	2396,4	2562,3
Конденсат
Температура насыщения, tнсп, 0С	72,5	104,0
Энтальпия пара при насыщении, hнсп, кДж/кг	303,5	436,0
Давление насыщения, pнсп, МПа	0,0347	0,117
Сетевая вода
Температура на входе, tвх, 0С	35,4	67,2
Температура на выходе, tвых, 0С	67,2	99,0
Энтальпия на входе, hсв.вх, кДж/кг	149,5	282,2
Энтальпия на выходе, hсв.вых, кДж/кг	282,4	415,7
Недогрев, 0С	5,0	5,0
Давление сетевой воды, МПа	1,4	1,2

Подогревательная установка высокого давления

Задачей данного пункта является составление материального и теплового балансов подогревательных и деаэрирующих устройств с нахождением расходов греющей и нагреваемой сред.

Тепловой расчёт регенеративных подогревателей, имеющих в одном корпусе пароохладитель (ОП), собственно подогреватель (СП) и охладитель дренажа (ОД).

ПВД7:

На рисунке 1.3 показана схема подогревателя высокого давления ПВД7, тепловой баланс которого записывается в следующем виде:

D1[(h1- hдр1)]·= Dпв(hпв1- hпв2) ; (1.16)