D1, i1x |
|
Dред, i2 |
|
|
|
W1,
iпв
Рис. 2.9. Узел РОУ
баланса РОУ
Расход редуцированного пара Dред с параметрами Р2, i2 и увлажняющей воды W1 определяем из уравнения теплового баланса РОУ
D1 i1x W1 iпв Dред i2 , (2.1)
и уравнения материального
Dред D1 W1. |
(2.2) |
Решая совместно уравнения (2.1) и (2.2), получим
|
|
D1 |
i1x i |
|
D1 |
i1x i |
|
|
||
W1 |
|
|
2 |
|
|
|
2 |
|
, |
(2.3) |
i2 |
iпв |
|
i2 |
|
|
|||||
|
|
|
|
4,19tпв |
|
|||||
где D1 расход острого пара из котельной на РОУ с параметрами P1 и степенью сухости Х1; i1x энтальпия влажного пара из котлоагрегата,
кДж/кг; iпв - энтальпия воды, поступающей в редукционноувлажняющую установку, кДж/кг.
В данной тепловой схеме требуется определить количество редуцированного пара с параметрами Р2 = 0,118 МПа; t2 = 104 °C; t2 = 2680 кДж/кг.
Для этого по формуле (2.3) определяем расход увлажняющей во-
ды:
8,5(2770 2680)
W1 2680 4,19 104 0,33 кг/с
и по формуле (2.2) количество редуцированного пара:
Dред 8,5 0,33 8,83 кг/с.
2.6.2. Расчет сепаратора непрерывной продувки
Количество продувочной воды из барабана котельного агрегата
Wпр |
dпр |
D |
|
3 |
11,65 0,35 кг/с. |
|
100 |
||||
100 |
|
|
|||
Часть продувочной воды возвращается в деаэратор в виде вторичного пара сепаратора (рис. 2.10). Потерями тепла в сепараторе пренебрегаем. Энтальпия продувочной воды равна энтальпии ки-
41
пящей воды в барабане при давлении P1 =1,37 МПа. Значение ее находим по таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара:
i1 =825 кДж/кг.
Энтальпия влажного пара в расширителе при Х2 = 0,98 и давлении Рр=0,118 МПа
ipx ip (1 X2) rp
2680 (1 0,98) 2250 2638кДж/кг.
Энтальпия воды, выходящей из расширителя, ip =436 кДж/кг. Количество пара Dp,
получающегося из продувочной воды, определяется из уравнения теплового баланса сепаратора
Dр,
iрх
Wпр, i1
Wр, iр
Рис. 2.10. Узел сепаратора непрерывной продувки
Wпр i1 Dp ipx Wпр Dp ip .
Откуда |
i |
ip |
0,35 825 436 |
|||
Wпр |
||||||
Dр |
|
1 |
|
|
|
0,061 кг/с. |
ipx |
|
|
|
|||
|
ip |
2638 436 |
||||
Количество сливаемой воды в барботер
Wр Wпр Dр 0,35 0,061 0,29кг/с.
2.6.3. Расчет расхода химически очищенной воды
Общее количество воды, добавляемой из химводоочистки, состоит из следующих статей:
1) потерь конденсата у технологических потребителей
W2 100 mi Dтехн 100 40 30 20 4,16 0,416кг/с; 100 100
2)потерь продувочной воды Wp =0,29 кг/с;
3)потерь воды в теплосети
Dс dc Wc 0,015 200 3кг/с;
100
4) потерь внутри котельной
Dут |
dут |
D |
|
3 |
11,65 0,35. |
|
100 |
||||
100 |
|
|
|||
42
Общее количество химически очищенной воды равно
Wхво W2 Wp Dc Dут 0,416 0,29 3 0,35 4,1 кг/с.
2.6.4. Расчет конденсатного бака
Возврат конденсата от технологических потребителей необходим для экономии топлива и улучшения качества питательной воды котлоагрегатов. Конденсат собирается в сборные (конденсатные) баки, которые устанавливаются в котельной или на предприятии. Вода по-
m2, tк(2) |
|
|
ступает в конденсатные баки самотеков |
|
|
||
|
|
Wхво, tсв |
или напором. |
|
|
|
|
|
|
|
В рассматриваемой схеме в бак (рис. |
m1, tк(1) |
|
|
|
|
|
|
2.11) подаются конденсат от технологи- |
|
|
|
|
|
|
|
ческих потребителей и очищенная вода из |
|
|
|
химводоочистки. Количество образовав- |
|
|
|
шейся смеси равно |
|
W |
mi |
D |
W |
|
|
|
Wсм, iсм |
хво |
||||||
|
|||||||
|
см |
100 техн |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|||
Рис. 2.11. Узел конденсатного бака
40 30 4,16 4,1 7 кг/с. 100
Температура смеси определяется из уравнения теплового баланса конденсатного бака:
|
1 |
|
2 |
|
|
|
m1 Dтехн tк |
m2Dтехн tк |
Wхво tсв Wсм tсм. |
||||
Отсюда находим |
(1) |
|
(2) |
|
|
|
|
|
|
|
|||
tсм |
т1 Dтехн tк |
т2 Dтехн tк |
Wхво tсв |
|
||
|
Wсм |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
0,4 4,16 70 0,3 4,16 40 4,1 25 38,5 С. 7
2.6.5. Расчет водоподогревательных установок
Водоподогреватели применяются в котельных и на ТЭЦ для подогрева питательной воды, сетевой воды, для охлаждения продувочной воды котлоагрегатов и для других целей.
В поверхностных водонагревателях теплопередача осуществляется через металлическую поверхность, в смесительных путем непосредственного соприкосновения и перемешивания обоих теплоноси-
43
телей. В настоящее время широкое распространение имеют поверхностные водоподогреватели, позволявшие изолировать теплоносители друг от друга и тем самым обеспечить наибольшую надежность и простоту эксплуатации. Кроме того, поверхностные водоподогреватели позволяют сохранить в чистоте конденсат греющего пара.
Смесительный подогрев применяется лишь в деаэраторах, в мелких установках горячего водоснабжения и в некоторых системах промышленного отопления. Все поверхностные водоподогреватели, независимо от их назначения, подразделяются по греющему теплоносителю на пароводяные и водоводяные. При расчете подогревателей ставится задача определения расходов и температур теплоносителей. Эти величины можно найти из уравнения теплового баланса подогревателей.
В заданной тепловой схеме, кроме бойлера, три водоподогревателя. Для водоводяного подогревателя (рис. 2.12) необходимо найти энтальпию сырой воды t2 на выходе из подогревателя. Записав уравнение теплового баланса для него, имеем
|
|
Wр ip |
ip Wхво i2 4,19 tcв . |
||||
|
Откуда |
ip |
ip 4,19 5 |
|
|
||
i2 |
4,19 tсв |
Wp |
0,29 |
436 167 40 кДж/кг. |
|||
|
|
||||||
|
Wхво |
|
|
4,1 |
|
||
Wp, i′p
i2=? Wхво, tсв
ip
Рис. 2.12. Узел водоводяного подогревателя сырой воды
44
Для пароводяного подогревателя сырой воды (рис. 2.13) необходимо найти расход редуцированного Dсв, i′′2 пара на подогрев сырой воды до
tсв
Wхво, i2
tк=104 С, i′2
Рис. 2.13. Узел пароводяного подогревателя сырой воды
температуры tсв =25 °С. Из уравнения теплового баланса подогревателя:
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
Dсв i2 |
i2 |
Wхво 4,19 tсв i2 |
||||||
находим |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
i2 |
|
|
||
D W |
|
|
4,19 tсв |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|||
св |
|
хво |
|
i2 i2 |
|
|||
4,1 |
4,19 25 40 |
|
0,118кг/с. |
|
||||
2680 436 |
|
|||||||
|
|
|
|
|||||
Для теплового расчета пароводяного подогревателя (охладителя выпара) (рис. 2.14) необходимо определить предварительно расход воды Wд в деаэраторе, а затем количество пара Dвып , поступающего в теплообменник из деаэратора:
Wд Dсв Wсм m3 Dтехн Dр Dб
0,118 7 0,2 4,16 0,061 7,17 15,2кг/с.
|
|
|
|
|
|
|
|
При деаэрации 1 т воды [5] получается |
|||||
|
|
|
|
iсм1 |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
от 2 до 4 кг пара. В данной тепловой схеме |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
полагаем, что из 1 т воды получается 3 кг |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
Dвып, i′′2 |
|
|
i′2 |
|
|||||||
|
|
|
|
|
пара. С учетом этого расход пара, посту- |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
павшего в охладитель, будет равен |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Dвып 0,003 Wд 0,003 15,2 0,05 кг/с. |
|||||
|
|
|
|
Wсм, iсм |
|
Из уравнения теплового баланса подог- |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
ревателя |
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 2.14. Узел |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
Dвып i |
i Wcм iсм |
|
4,19 tсм , |
|||||||
|
|
охладителя выпара |
|
1 |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
2 |
|
|||
|
находим энтальпию воды |
смеси на выходе из охладителя |
|||||||||||
|
|
|
|
|
iсм 1 |
4,19 tсм |
Dвып |
i2 i2 |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Wсм |
|
|
||
4,19 38,5 0,05 2680 436 177,5 кДж/кг. 7
45