Министерство образования Российской Федерации
Архангельский государственный технический университет
Факультет промышленной энергетики, III-2
Кафедра промышленной теплоэнергетики
Курсовой проект по курсу:
«Тепломассобменное оборудование предприятий»
Расчет охладителя конденсата пара
Архангельск 2007
1. Краткое описание конструкции аппарата
Установка охладителя конденсата греющего пара какого-либо подогревателя, приводит к уменьшению количества отбираемого из турбины пара на этот подогреватель и соответствующему увеличению расхода пара из отбора с меньшим давлением. Это несколько увеличивает тепловую экономичность установки. С другой стороны, увеличивается стоимость устанавливаемого оборудования. Таким образом, определение поверхности нагрева охладителя (минимальной разности температур теплообменивающихся сред), как, впрочем, и поверхности нагрева собственно подогревателя, является технико-экономической задачей.
Охладители конденсата предназначены так же для уменьшения вскипания в трубопроводах (за регулирующим клапаном), по которым конденсат подогревателя более высокого давления перепускается в подогреватель с более низким давлением.
Охладители конденсата чаще всего устанавливаются по ходу обогреваемой воды перед подогревателем, конденсат греющего пара которого в нём охлаждается. В ряде случаев через охладитель дренажа пропускают не весь поток питательной воды; при этом другая часть байпасируется через перепускную диафрагму, сопротивление которой рассчитывается по необходимому расходу.
Горизонтальные кожухотрубчатые конденсаторы имеют широкое применение, особенно в установках средней и крупной производительности.
Схема теплообменного аппарата приведена на рисунке 1.1. горизонтальный, двухходовой по конденсату пара и воды на ХВО. Движение потоков в охладителе применяется противоточное. Конденсата движется в межтрубном пространстве, вода на ХВО-в трубном.
Горячий агент (конденсат) поступает в обечайку (1) через входной патрубок (9) и заполняет межтрубное пространство. Выводится конденсата через выходной патрубок(10).Вода на ХВО входит в водяную камеру (4) через входной патрубок (7), проходит по теплообменным трубкам (3), совершает поворот и возвращается обратно в водяную камеру и выводится через выходной патрубок (8).Необходимое число ходов в аппарате создаётся за счёт перегородки в водяной камере (6) и перегородки в межтрубном пространстве (5).
2. Расчет недостающих параметров в аппарате
Определяем теплофизические свойства теплоносителей по их средним температурам.
Средняя температура греющего теплоносителя:
;
где oC находим по таблице 12 [1] при Р=0,4 МПа;
oC,
oC.
Средняя температура нагреваемого теплоносителя:
;
где oC;
oC,
oC.
По таблице 11 [1] определяем теплофизические свойства теплоносителей и сводим их в таблицу 1.
Таблица 1. Теплофизические свойства теплоносителей
Средняя температура, t, oC
Плотность, ρ, кг/м3
Теплоемкость, Cp, кДж/(кг K)
Коэффициент теплопроводности, λ102, Вт/(мК)
Коэффициент кинематической вязкости, ν106, м2/с
Число Прандтля, Pr Греющий теплоноситель 106,81 953,96 4, 229 68,4 0,28 1,66 Нагреваемый теплоноситель 20 998,2 4,183 59,9 1,006 7,02
Недостающие параметры определяем из уравнения теплового баланса:
,
где Q – тепловая нагрузка аппарата (тепловая производительность), кВт;
G1 - расход греющего теплоносителя (конденсат пара), кг/с;
G2 – расход нагреваемого теплоносителя (вода на ХВО), кг/с;
, - теплоемкости греющего и нагреваемого теплоносителей соответственно, взятые по средним температурам, кДж/(кг K);
, - температуры на входе и выходе из аппарата греющего теплоносителя соответственно, oC;
,- температуры на входе и выходе из аппарата нагреваемого теплоносителя соответственно, oC;
- коэффициент удержания теплоты изоляцией;
так как теплоносители не изменяют своё агрегатное состояние, то уравнение теплового баланса оставляем в вышеприведенной форме. ............
