Какие параметры теплоносителей надо знать чтобы определить недогрев в пароводяном подогревателе

Какие параметры теплоносителей надо знать чтобы определить недогрев в пароводяном подогревателе

Эксплуатационные требования пароводяных подогревателей

Эксплуатация подогревателей пароводяных должна производиться в соответсвии с «Правилами технической эксплуатации электрических станций и сетей РФ», «Правилами устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением» и «Правилами техники безопасности при эксплуатации тепломеханического оборудования электростанций и тепловых сетей».

Для получения наибольшего экономического эффекта при эксплуатации подогревателей необходимо поддерживать в чистоте поверхности нагрева подогревателя, следить за удалением воздуха и других неконденсирующихся газов из него и тем самым обеспечивать отсутствие коррозии и работу подогревателя с минимальным недогревом воды до температуры насыщения греющего пара.

Во время эксплуатации подогревателя на установившемся режиме необходимо следить за наличием конденсата в корпусе подогревателя и поддержания его нормального уровня. Удаление неконденсирующихся газов из парового пространства должно производиться непрерывно в количестве не менее 1% от расхода пара.

Качество сетевой воды должно удовлетворять требованиям действующих правил технической эксплуатации электрических станции и сетей РФ. На паропроводе к подогревателю или на питающем источнике (котле) должны устанавливаться предохранительные устройства, предотвращающие, повышение давления в подогревателе выше расчетной величины.

Обслуживание

Нормальная работа подогревателя зависит от надежности уплотнений и чистоты теплообменных поверхностей. При эксплуатации подогревателей необходимо регулярно производить осмотр сварных и фланцевых соединений. При обнаружении протечки воды в фланцевых соединениях следует подтянуть гайки или заменить прокладку. При нарушении плотности соединения теплообменных труб с трубной доской их следует довальцевать или заменить новыми.

Установка, в которую входит подогреватель, должна находиться под наблюдением обслуживающего персонала. Необходимо осматривать подогреватель в рабочем состоянии и проверять соблюдение установленных режимов при его эксплуатации.

Для обеспечения бесперебойной работы подогревателя необходимо проводить контроль температуры воды на входе и выходе из подогревателя, давления воды и пара, наличия уровня конденсата в корпусе, проводить продувку водоуказательного стекла. Снижение температуры нагреваемой воды при нормальных условиях работы свидетельствует о необходимости очистки теплообменных труб от накипи. Очистку производят химическим или механическим способом.

Требования к месту установки

Подогреватели могут устанавливаться непосредственно в отопительных котельных, в местных и центральных тепловых пунктах и других системах теплоснабжения. Подогреватель устанавливается в горизонтальном положении на специальные опоры и закрепляется болтами.

После установки на опорах к подогревателю подсоединяются все трубопроводы и арматура согласно компановочных чертежей тепловых сетей.

Правила транспортирования

Подогреватель поставляется в собранном виде в соответствии с рабочими чертежами и спецификациями, Комплектующие изделия: клапаны воздушные, кран 3х ходовой, сифон для манометра, прокладки и др. Детали упаковываются в ящик, который крепится к корпусу подогревателя.

Подогреватели являются габаритным грузом и могут транспортироваться всеми видами транспорта с учетом многократных перевалок. Погрузка и крепление теплообменников на железнодорожных платформах производится в соответствии с «Техническими условиями размещения и крепления грузов в вагонах и контейнерах». При погрузке и разгрузке подогревателей не допускаются резкие толчки и удары. Для проведения погрузочно-разгрузочных работ на подогревателях несмываемой краской нанесены места строповки.

Источник

Реферат: Расчет пароводяного подогревателя

Министерство образования РФ

Братский государственный технический университет

Факультет энергетики и автоматики

Кафедра промышленной теплоэнергетики

Расчет пароводяного подогревателя

1016 ТО №в 28 КП 103Г

студент группы ЭОПус-02-1 Мельников Е. А.

к.т.н., доцент кафедры ПТЭ Федяева В. Н.

Министерство образования РФ

Братский государственный технический университет

Факультет энергетики и автоматики

Кафедра промышленной теплоэнергетики

на курсовую работу по курсу

студента 3 курса гр. ЭОПус-02-1

Рассчитать пароводяной подогреватель вертикального типа для подогрева воды системы отопления цехов производственных помещений при следующих условиях:

1. Давление воды Рв = 0,142 мПа

2. Температура воды на входе t`в = 20,5 0 С

3. Температура воды на выходе t«в = 89,6 0 С

4. Расход воды Gв = 214,8 м 3 /ч

5. Давление греющего пара Pп = 0,57 мПа

6. Температура греющего пара tп = 175 0 С

2. Графическая часть: 2 л *А1

Задание выдано – 8.02.03

Задание принял к исполнению _____________

Руководитель проекта к.т.н., доцент _____________ Федяева В. Н.
Содержание

1. Тепловой расчет подогревателя……………………………………….

Список используемой литературы………………………………………

Для закрепления теоретических знаний по курсу «Тепломасобменн» учебным планом предусмотрен курсовой проект (работа) для студентов дневной и заочной форм обучения. Целью проектирования – выполнение расчета, на основании которого производится окончательный выбор типа и конструкции аппарата, определения его размеров и выполнения чертежа аппарата. Тематика курсового проекта обычно охватывает разделы курса, связанные с расчетом рекуперативных теплообменников.

Теплообменными аппаратами называют устройства, предназначенные для передачи тепла от одного к другому, а также осуществления различных технологических процессов: нагревание, охлаждения, кипения, конденсации и др.

Теплообменные аппараты классифицируются по различным признакам. Например, по способу передачи тепла их можно разделить на две группы: поверхностные (рекуперативные см. рис. 1 и регенеративные) и смещения. Требования к промышленным теплообменным аппаратам в зависимости от конкретных условий применения весьма разнообразны. Основными требованиями являются: обеспечение наиболее высокого коэффициента теплопередачи при возможно меньшем гидравлическом сопротивлении; компактность и наименьший расход материалов, надежность и герметичность в сочетании с разборностью и доступностью поверхности теплообмена для механической очистки её от загрязнений; унификация узлов и деталей; технологичность механизированного изготовления широких рядов поверхностей теплообмена для различного диапазона рабочих температур, давлений и т. д.

При созданиях новых, более эффективных теплообменных аппаратов стремятся, во-первых, уменьшить удельные затраты материалов, труда, средств и затрачиваемый при работе энергии по сравнению с теми же показателями существующих теплообменников. Удельными затратами для теплообменных аппаратов называют затраты, отнесенные к тепловой производительности взаданных условиях, во-вторых, повысить интенсивность и эффективность работы аппарата. Интенсивностью процесса или удельной тепловой производительностью теплообменного аппарата газывается количество теплоты, передаваемого в единицу времени через единицу поверхности теплообмена при заданном тепловом режиме.

При заданном давлении пара Р_п =0,57МПа, температуре насыщения t_s =160 о С по h-s диаграмме определяем состояние пара. Если он перегрет, то имеем две зоны теплообмена:

Считаем, что переохлаждения конденсата нет. Расчет поверх­ности проводим отдельно для каждой зоны (рис. 2).

1.1 Определяем параметры теплоносителей при средних темпера­турах воды и пара

По таблицам физических свойств воды и водяного пара опре­делим их основные параметры.

При t_в.ср. определяем следующие справочные данные:

С_в = 4,183 -теплоемкость воды;

r_в =986,19 — плотность воды;

l_в =0,653 — коэффициент теплопроводности;

Рr_в =3- число Прандтля.

С_n =2,49 — теплоемкость пара;

r_п =3,9 — плотность пара;

l_п =0,0316 — коэффициент теплопроводности;

Рr_п =1,2- число Прандтля.

1.2 Определяем количество теплоты, передаваемой паром воде,

, кВт

Q=0,0567 986,19 4,183(89,6-20,5)=17008.2 кВт.

Вычисляем количество теплоты, передаваемой паром воде в 1-и зоне,

1.3 Определяем расход пара

, ,

где r-теплота парообразования, определяемая по температуре насыщения

пара, .

D_п ==8,13 ;

Q₁ =8,13 2,49 (175-160)=303.841 кВт.

1.4 Определяем количество теплоты, передаваемой паром воде во 2-й зоне,

Q₂ =8,13 2053,4=16704.35 кВт.

Проверим полученное значение переданной теплоты паром воде:

Выберем произвольно диаметр трубок и скорость воды в них:

материал: сталь (задан) l _ст =38 ;

скорость воды: w_в =1,6 ;

толщина стенок трубок: d_{С Т} =1 мм.

1.5 Определяем коэффициент теплоотдачи от внутренней поверх­ности стенки трубки к водe

, ,

(l_в =0,653),

1.6 Определим режим течения воды в трубах

,

Re==86400

Полученные результаты подставляем в формулу, вычисляем количество трубок

Nu_ж =0,023 86400 0,8 3 0,4 1=317,5;

α_ж ==41470 ;

, шт

Принимаем: шаг между трубками S= 1,4×d _н =1,4×0,029=0,0406, м; кольцевой зазор между крайними трубками и корпусом аппарата К = 10 мм.

шт.

1.7 Определяем (по прил. 17) при n, шт. Отсюда определяем диаметр трубной решетки D’=0,406, м.

Внутренний диаметр корпуса составит

1.8 Рассчитаем поверхность теплообмена в 1-й зоне.

1.8.1 Определяем площадь межтрубного пространства для прохода пара:

, м 2

f_м.п ==0,455 м.

Определяем скорость пара в межтрубном пространстве

,

ω_п ==20.36.

1.8.2 Определяем коэффициент теплоотдачи от пара к трубе

,

1.8.3 Вычисляем эквивалентный диаметр

, м

1.8.4 Определяем смоченный периметр

, М

U=3,14[0,455+91 0,029]=9,7 м;

d_э ==0,04

1.8.5 Определяем режим течения пара в межтрубном пространстве

,

Re_п ==232113.196

Полученные результаты подставляем в формулу.

Nu_п =0,023 232113.196 0,8 1,2 0,4 =485.244;

α_п ==36356.0798.

1.9 Вычисляем коэффициент теплопередачи в 1- и зоне

, ,

δ_н = 0,2-толщина накипи, мм;

(λ_ст =38),

λ_н =3,49 коэффициент теплопроводности накипи, .

k=.

1.10 Определяем температурный напор в 1-й зоне

t«`==88,37 o C ;

Δt₁ ==78.32 o C.

1.11 Поверхность теплообмена первой зоны составит

1.12 Рассчитаем поверхность теплообмена во 2-й зоне.

Будем считать, что в этой зоне коэффициент теплоотдачи от внутренней стенки трубки к жидкости равен коэффициенту тепло­отдачи в 1-ой зоне. Это допустимо, так как свойства воды во 2-й зоне мало отличаются от свойств воды в 1-й зоне.

Определим коэффициент теплопередачи для 2-й зоны k₂ гра­фоаналитическим методом. Для этого предварительно находим для различных участков перехода теплоты зависимость между удель­ным тепловым потоком q и перепадом температур Δt.

1.12.1 Передача теплоты от пара к стенке.

1.12.2 Определяем удельный тепловой поток

, ,

Вычисляем безразмерный коэффициент

,

В`=1,34 [5700+56 160-0,09 160 2 ]=16557,04;

q₁ ==308.215.

Источник

10.1. ПРАВИЛА ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ТЕПЛОВЫХ ЭНЕРГОУСТАНОВОК

10.1. Теплообменные аппараты

10.1. Теплообменные аппараты

10.1.1. Каждый пароводяной подогреватель оборудуется конденсатоотводчиком или регулятором уровня для отвода конденсата, штуцерами с запорной арматурой для выпуска воздуха и спуска воды и предохранительным устройством.

10.1.2. Емкостные водоподогреватели оборудуются предохранительными клапанами, устанавливаемыми со стороны нагреваемой среды, а также воздушными и спускными устройствами.

10.1.3. Подогреватели, греющей средой в которых является пар (пароводяные, паромазутные и т.п.), оборудуются устройствами, обеспечивающими заданный уровень конденсата в корпусах, или конденсатоотводчиками.

10.1.4. Эксплуатация теплообменных аппаратов при росте гидравлического сопротивления по тракту внутри трубок или по межтрубному пространству более чем на 25% выше расчетного, указанного в паспорте завода-изготовителя, проекте или установленного испытаниями, не допускается.

10.1.6. Отбор теплоносителя от патрубка, на котором установлено предохранительное устройство, установка запорной арматуры непосредственно у предохранительных устройств не допускается.

Предохранительные клапаны должны иметь отводящие трубопроводы, предохраняющие обслуживающий персонал от ожогов при срабатывании клапанов. Эти трубопроводы защищаются от замерзания и должны быть оборудованы дренажами для слива скапливающегося в них конденсата, соединение дренажных выпусков с приемным устройством должно выполняться с видимым разрывом.

10.1.7. За теплообменными аппаратами, работающими на паре, необходимо устанавливать пробоотборные устройства с холодильниками для контроля качества конденсата, а также предусматривать возможность отключения теплообменников от общей системы сбора конденсата и его дренажа при неудовлетворительном качестве.

10.1.8. Теплообменные аппараты оборудуются автоматическими регуляторами температуры, обеспечивающими температуру нагреваемой среды в соответствии с заданной, и контрольно-измерительными приборами (манометрами и термометрами) на входе и выходе греющей и нагреваемой среды.

10.1.9. При работе сетевых подогревателей обеспечивается:

— контроль за уровнем конденсата и работой устройств автоматического поддержания уровня и сброса;

— отвод неконденсирующихся газов из парового пространства подогревателя;

— контроль перемещения корпусов в результате температурных удлинений;

— контроль за температурным напором;

— контроль за нагревом сетевой воды;

— контроль за гидравлическим сопротивлением;

— контроль за гидравлической плотностью по качеству конденсата греющего пара.

10.1.10. Теплообменные аппараты, работающие на сетевой воде, должны возвращать ее в тепловую сеть с температурой, соответствующей температурному графику.

10.1.11. Для каждого сетевого подогревателя и группы подогревателей на основе проектных данных и результатов испытаний устанавливаются и вносятся в паспорта:

— расчетная тепловая производительность и соответствующие ей параметры греющего пара и сетевой воды;

— температурный напор и максимальная температура подогрева сетевой воды;

— предельно допустимое давление с паровой и водяной сторон;

— расчетный расход сетевой воды и соответствующие ему потери напора.

10.1.12. Трубная система теплообменных аппаратов периодически очищается по мере загрязнения, но не реже одного раза в год (перед отопительным периодом).

Теплообменные аппараты подвергаются испытаниям на тепловую производительность не реже 1 раза в 5 лет.

10.1.13. Водоводяные и пароводяные подогреватели систем отопления и горячего водоснабжения испытываются на плотность согласно требованиям настоящих Правил, испытания проводятся пробным давлением со стороны межтрубного пространства при снятых передних и задних крышках (для секционных теплообменников-калачей). Для выявления утечек сетевой воды в трубопроводы системы горячего водоснабжения или перетекания водопроводной воды в трубопроводы тепловой сети из-за износа трубной системы водоводяных теплообменников или неплотности вальцовки плотность всех теплообменников периодически не реже 1 раза в 4 мес. проверяется под давлением, равным давлению в водопроводе или тепловой сети.

При давлении в водопроводе больше, чем в обратном трубопроводе тепловой сети, проверять плотность подогревателей в эксплуатационных условиях допускается химическим анализом сетевой воды в обратном трубопроводе после подогревателя. Ухудшение качества воды свидетельствует о неплотности трубок.

10.1.14. При обнаружении течи в вальцовке или в трубках водоподогревателей они останавливаются на ремонт.

Установка заглушек на место поврежденной трубки допускается в качестве временной меры для устранения течи. Снимать с опор теплообменный аппарат для его ревизии и ремонта до полного спуска среды из его корпуса и трубной системы не допускается.

10.1.15. При вынужденной кратковременной остановке теплообменных аппаратов и дренировании системы и межтрубного пространства заполнение теплообменников водой производится только после охлаждения трубных решеток.

Источник

Принцип работы и условия эксплуатации пароводяных теплообменников

Принцип работы

У большинства моделей теплообменников (водоподогревателей) вода – пар принцип работы не отличается от базового принципа действия всех иных кожухотрубных теплообменников с двумя теплоносителями. В упрощённом виде пароводяной теплообменник можно представить состоящим из горизонтального или вертикального цилиндрического кожуха с верхним и нижним патрубками, в который заключён пучок труб малого диаметра.

В кожух через верхний патрубок подаётся высокотемпературный перегретый пар, который конденсируется в процессе прохождения от контакта со стенками труб пучка; конденсат выходит из кожуха через нижний патрубок. Одновременно в трубный пучок подаётся вода, которая нагревается паром. Для увеличения поверхности теплообмена трубы трубного пучка могут выполняться с волнообразной накаткой (т.н. турбулизаторами).

Распределение воды в трубах пучка производится при помощи распределительной камеры (камер) на торце (торцах) кожуха. В случае, если трубы пучка имеют прямую форму – камер две, одна из которых, как и кожух, оснащена двумя патрубками – для ввода и вывода воды. Если трубы U-образные, необходимость во второй распределительной камере отсутствует.

Ввиду высокой тепловой нагрузки на элементы пароводяного теплообменника, в его конструкции используются компенсаторы температурных деформаций, в частности – плавающая головка распределительной камеры (для обменников с прямыми трубами). U-образные трубы наделены аналогичной функцией.

Рисунок 1. Схема устройства двухходового пароводяного подогревателя с плавающей головкой.

У теплообменников с прямыми трубами ток воды в трубном пучке может быть организован по одно-, двух-, четырёхходовому (и более) принципу; количество ходов, как правило, указывается в маркировке.

Несколько отличается конструкция и принцип работы теплообменников вода – пар емкостного типа (см. ниже, п. 3, «Емкостные водоподогреватели»).

Классификация и эксплуатация паровых теплообменников

Классификация может производиться по различиям в устройстве пароводяных теплообменников, по их эксплуатационным характеристикам и по назначению. С точки зрения характеристик подогреватели делятся на

Также применяется деление на

По устройству пароводяные теплообменники разделяются на

Деление по назначению (для горячего водоснабжения или отопления, бытовые, коммунальные, промышленные) во многом условно, и зависит от технических параметров подогревателя определённой модели – его максимальной производительности, температурного режима, габаритов и т.д.

Необходимые пояснения

1. Подогреватели по ГОСТ 28679-90. Данный государственный стандарт, вступивший в действие с января 1992-го года, определяет пароводяные подогреватели (ПП) как горизонтальные кожухотрубные теплообменники с плавающей головкой, приспособленные для использования в умеренном и тропическом климате в условиях теплоизолированных или кондиционируемых закрытых помещений. Предполагаются два типа подогревателей, различающихся формой крышек распределительных камер – эллиптической или плоской (соответственно, ПП1 и ПП2).

Рисунок 2. Схематическое устройство подогревателей типа ПП1 и ПП2.

На первый взгляд, усовершенствованные подогреватели обладают явно превосходящими характеристиками, и их использование может оказаться более экономически выгодным и технологически оправданным. Больший разброс моделей и их характеристик позволяет выбрать и/или заказать агрегат, оптимально соответствующий конкретным техническим условиям.

Однако, с другой стороны, водоподогреватели, произведенные по ГОСТ 28679-90, являются безусловно проверенными временем теплообменными аппаратами с заложенным в конструкцию запасом прочности, который ещё более увеличивается за счёт использования современных материалов и технологий изготовления – как следствие, срок необслуживаемой эксплуатации паровых теплообменников ПП может превышать аналогичный срок для усовершенствованных моделей. Кроме того, стандартизированные габаритные размеры и прочие характеристики позволяют заменять отработавшие ресурс аналогичные подогреватели без необходимости модификации остальной системы, а простая горизонтальная конструкция с фланцевым присоединением крышек распределительных камер обеспечивает удобство разборки для планового ТО.

2. Подогреватели низкого давления (маркировка ПН), предназначены для эксплуатации при максимальных показателях давления воды в трубном пучке до 1,6 МПа. Паровые теплообменники такого типа наиболее распространены и подходят для решения самого широкого круга задач.

Подогреватели высокого давления (ПВ) представляют собой кожухотрубные теплообменные аппараты вертикального типа с U-образными трубами трубного пучка. Они используются для подачи подогретой воды в специфических системах, где такое давление требуется согласно особым техническим условиям – к примеру, применяются для подогрева питающей воды в котлах ТЭС (тепловых электростанций).

Рисунок 3. Схематическое устройство подогревателя ПВ.

Высокое давление в агрегате и специфические условия эксплуатации обуславливают необходимость дополнительного оборудования – дифманометров, клапанов для отсоса воздуха, аварийного слива воды и др.

3. К проточным подогревателям относятся вышеупомянутые кожухотрубные подогреватели ПП, ПН и ПВ. В них подогрев воды производится при постоянном наличии тока воды, которая проходит сквозь трубы трубного пучка, в то время как перегретый пар проходит внутри кожуха. Диаметр кожуха у проточных водоподогревателей незначительно больше диаметра трубного пучка.

Емкостные водоподогреватели (маркировка ВПЕ), иногда называемые также емкостными пароводяными бойлерами, имеют свою специфику, отличающую их от проточных подогревателей.

Рисунок 4. Конструкция и схема работы емкостного водоподогревателя.

Рабочее давление подаваемой в емкостной подогреватель воды не должно превышать 0,5 МПа, что в 2,5 – 3 раза меньше, чем у паровых подогревателей низкого давления и до 14,5 раз меньше, чем у водоподогревателей ПВ.

Источник

• через какое время делают повторное эко →