Расчет принципиальной тепловой схемы ЦТП

 

В задачи теплового расчета схемы ЦТП входит распределение тепловой нагрузки поселка между подогревателями, определение их поверхности нагрева, выбор типа и количества подогревателей, при известных расходах сетевой воды и параметрах теплоносителей.

 

4.1 Определяем тепловую нагрузку пикового подогревателя, Q_пб, МВт, (1):

Температурный график тепловой сети:

Давление на пиковый бойлер принимаем:

Энтальпии на пиковом бойлере:

Давление на основной бойлер принимаем:

Энтальпии на основной бойлер:

 

 

Рисунок 2 - Схема включения пикового подогревателя

 

Температура насыщения при давлении на основной бойлер:

 

(10)

где - температура воды на выходе из основного подогревателя, ^оС:

 

(11)

где - температура насыщения при давлении на основной бойлер, ^оС

 

 

 

4.2 Определение тепловой нагрузки основного подогревателя, Q_об, МВт, (2):

 

 

Рисунок 3 - Схема включения основного подогревателя

 

(12)

где - температура воды на входе в основной подогреватель, принимаем 80^оС.

 

 

4.3 Определение тепловой нагрузки охладителя конденсата, Q_ок, МВт, (3):

 

Рисунок 4 - Схема включения охладителя конденсата

 

(13)

 

 

4.4 Определяем поверхность нагрева пикового подогревателя, F_пб, м², (1):

 

(14)

где Q_пб - тепловая нагрузка пикового подогревателя, МВт;

К_пб - коэффициент теплопередачи в аппарате, принимаем 3000, Вт/(м²·^оК) с последующим уточнением;

- средний температурный напор в пиковом подогревателе, ^оС.

(15)

где Δt_б - большая разность температур, ^оС;

Δt_м - меньшая разность температур, ^оС;

Они определяются по температурному графику, показывающему характер изменения температур теплоносителей вдоль поверхности нагрева.

Зная численные значения этих величин, определяются:

	t ^oC

97,81

158,84

 

F M^2

 

	Рисунок 5 - Температурный график пикового подогревателя

4.5 Определяем поверхность нагрева основного подогревателя, F_об, м², (2):

 

(16)

где Q_об - тепловая нагрузка основного подогревателя, МВт;

К_об - коэффициент передачи в аппарате, принимаем 3000, Вт/(м²·К);

- средний температурный напор в основном подогревателе, ^оС.

 

(17)

где Δt_б - большая разность температур, ^оС;

Δt_м - меньшая разность температур, ^оС;

Они определяются по температурному графику, для случая противотока.

Зная численные значения этих величин, определяются:

 

 

 

 

Рисунок 6 - Температурный график основного подогревателя

 

4.6 Определяем поверхность нагрева охладителя конденсата, F_ок, м², (3):

 

(18)

где Q_ок - тепловая нагрузка охладителя конденсата, МВт;

К_ок - коэффициент передачи в аппарате, принимаем 2000, Вт/(м²·К);

- средний температурный напор в охладителе конденсата, ^оС.

 

(19)

где Δt_б - большая разность температур, ^оС;

Δt_м - меньшая разность температур, ^оС;

Они определяются по температурному графику, для случая противотока.

Зная численные значения этих величин, определяются:

 

 

где - температура воды на выходе из охладителя конденсата.

 

(20)

 

 

 

 

 

4.7 Определяем расход пара на подогревательную установку, Д, кг/с:

4.7.1 Определяем расход пара на пиковый подогреватель, (1):

 

Определяем из уравнения:

 

(21)

Из этого уравнения выражаем:

 

(22)

где - тепловая нагрузка пикового подогревателя, смотри формулу, 10;

- энтальпия пара при давлении на пиковый подогреватель, 2756,4, кДж/кг;

- энтальпия конденсата при давлении на пиковый подогреватель, 670,4, кДж/кг;

- КПД подогревателя принимаем, 0,98.

 

 

4.7.2 Определяем расход пара на основной подогреватель, (2):

 

Определяем из уравнения:

 

(23)

Из этого уравнения выражаем:

 

(24)

где - тепловая нагрузка основного подогревателя, смотри формулу, 12;

- энтальпия пара при давлении на основной подогреватель, 2683,8, кДж/кг;

- энтальпия конденсата при давлении на основной подогреватель, 439,36, кДж/кг;

- КПД подогревателя принимаем, 0,98;

- доля слива конденсата, 0,5.

 

 

4.8 Расчет охладителя деаэрированной воды, (9):

 

 

Рисунок 8 - Схема включения деаэрированной воды

 

4.8.1 Определяем тепловую нагрузку охладителя деаэрированной воды, Q_одв, МВт;

 

(25)

где - темпер. нагреваемой воды до и после охладит. деаэрир. воды, 5/31, ^оС;

- расход сетевой воды, 66,65, кг/с.

 

 

4.8.2 Определяем расход деаэрированной воды, G_д, кг/с:

 

(26)

где - температура деаэрированной воды до охладителя, 104, ^оС;

- температура деаэрированной воды после охладителя, 78, ^оС.

 

 

 

4.8.3 Опред. поверхность охлаждения охладителя деаэрированной воды, F_одв, м²:

 

(27)

где Q_одв - тепловая нагрузка охладителя деаэрированной воды, МВт;

К_одв - коэффициент передачи в аппарате, принимаем 2000, Вт/(м²·К);

- средний температурный напор в охладителе деаэрированной воды, ^оС.

 

(28)

где Δt_б, Δt_м – большая и меньшая разность температур, ^оС;

Они определяются по температурному графику, для случая противотока.

Зная численные значения этих величин, определяются:

 

 

 

 

Рисунок 9 - Температурный график охладителя деаэрированной воды

4.9 Расчет подогревателя химочищенной воды, (8):

 

Рисунок 10 - Схема включения подогревателя химочищенной воды

 

4.9.1 Опред. тепловую нагрузку подогревателя химочищенной воды, Q_хов, МВт;

 

(29)

где - темпер. нагреваемой воды до и после подогреват. химочищен. воды, 31/85, ^оС;

- расход сетевой воды, 66,65, кг/с.

 

 

4.9.2 Определяем расход пара на подогреватель химочищенной воды, Д_хов, кг/с:

 

(30)

где - энтальпия пара до подогревателя химочищенной воды, 2756,4, кДж/кг;

- энтальпия пара после подогревателя химочищенной воды, 670,4, кДж/кг.

 

 

4.9.3 Опред. поверхность нагрева подогревателя химочищенной воды, F_хов, м²:

 

(31)

где Q_хов - тепловая нагрузка подогревателя химочищенной воды, МВт;

К_хов - коэффициент передачи в аппарате, принимаем 3000, Вт/(м²·К) с последующим уточнением;

- средний температурный напор в подогревателе химочищенной воды, ^оС.

 

(32)

где Δt_б - большая разность температур, ^оС;

Δt_м - меньшая разность температур, ^оС.

Они определяются по температурному графику, для случая противотока.

Зная численные значения этих величин, определяются:

 

 

Рисунок 11 - Температурный график подогревателя химочищенной воды.

4.10 Расчет деаэратора

 

 

Рисунок 12 - Схема включения деаэратора

Находим расход греющего пара на деаэратор, Д_п, кг/с:

 

(33)

где - расход деаэрированной воды, кг/с;

- температуры деаэрированной и химически очищенной воды, ^оС;

с - теплоемкость воды.

 

 

После расчета делаем выбор оборудования ЦТП.