Орлов М.Е., Шарапов В.И. Расчет и проектирование вакуумной деаэрационной установки: Методические указания к выполнению расчетно-графической работы

Подождите немного. Документ загружается.

воды, i

д.в

, ккал/кг таблицам [4]

Продолжение прил. Д

1 2 3 4 5

Отведено теплоты с

деаэрированной водой Q

д.в

Гкал/ч

вдпрвд

iGQ

4,12 13,70 16,50

Количество теплоты,

необходимое для нагрева

воды в деаэраторе ΔQ

Гкал/ч

вивдд

QQQ

−=Δ

1,61 5,30 6,40

Расход теплоты на

деаэратор ΣQ, Гкал/ч

выпд

QQQ +Δ=Σ

1,80 5,93 7,15

Энтальпия насыщенного

пара при давлении в

деаэраторе i

, ккал/кг

По термодинамическим

таблицам [4]

626,8 626,8 626,8

Расход насыщенного пара

на деаэратор G

, т/ч

вдп

−

3,22 10,62 12,81

2. Тепловой и гидравлический расчет струйного отсека

Высота струи L, мм Принимается по [2] 750 750 750

Диаметр отверстий на

тарелке

, мм

Принимается по [2] 6 6 6

Шаг отверстий на тарелке

(расположение по треуголь-

нику)

s, мм

Принимается по [2] 20 20 20

Расход воды через верхнюю

тарелку

и.в

, т/ч

По техническому заданию 57,1 191,1 229,4

Температура воды на

верхней тарелке t

и.в

, °C

По техническому заданию 44 44 44

Гидростатический уровень

воды на верхней тарелке

гс

, мм

Предварительно принимается,

а затем уточняется по формуле

(4.5)

60 60 80

Скорость воды в отвер-

стиях верхней тарелки w

м/с

По формуле (4.3) 0,73 0,73 0,84

Число отверстий на тарелке

N, шт.

По формуле (4.4) 780 2560 2560

Средняя скорость пара,

набегающего на струйный

поток

ср

w , м/с

Принимается предварительно

и уточняется расчетом по

формуле (4.12) или (4.13)

0,93

3,71

4,52

Температура воды в конце

струйного потока

вых

, °С

По формуле (4.6) 60,1 66,6 67,3

Количество пара, сконден-

сировавшегося в струйном

отсеке

, т/ч

По формуле (4.7) 1,66 7,76 9,60

Продолжение прил. Д

1 2 3 4 5

3. Расчет перепускной тарелки

Высота борта тарелки H

мм

Принимается согласно [2] 200 200 200

Максимальный уровень

воды на тарелке h

max

, мм

Принимается согласно [2] – 70 70

Допустимое значение

скорости пара в горловине

тарелки

доп

w , м/с

По формуле (5.1) 41,22 41,22 41,22

Диаметр горловины тарел-

ки

гор

, м

Принимается с учетом

доп

по [2]

1,0 1,0 1,0

Площадь горловины для

прохода пара

гор

, м

По формуле (5.2) 0,747 0,747 0,747

Расход пара в горловине

гор

G , т/ч

По формуле (5.3) 1,96 8,76 10,80

Скорости пара в горловине

тарелки

гор

w , м/с

По формуле (5.4) 3,68 16,45 20,28

Площадь отверстий для

слива воды с перепускной

тарелки при максимальном

уровне воды

п.т

, м

По формуле (5.5) 0,088 0,088 0,088

Центральный угол выреза в

перепускной тарелке

Принимается по

прил. В 27 27 27

Фактический уровень воды

на перепускной тарелке

тп

, мм

По формуле (5.6) 6 65 70

4. Расчет процесса дегазации воды

Концентрация кислорода на

верхней тарелке

С , мг/кг

По формуле (6.1) 4,42 4,42 4,42

Концентрация диоксида

углерода на верхней

тарелке

СО

С , мг/кг

По формуле (6.2) 18,80 18,80 18,80

Концентрация кислорода в

конце струйного потока

С , мг/кг

По формуле (6.3) 2,48 2,48 2,48

Концентрация диоксида

углерода в конце струйного

потока

СО

С , мг/кг

По формуле (6.4) 9,60 10,31 10,38

Продолжение прил. Д

1 2 3 4 5

Интенсивность потока

жидкости на барботажном

листе

J, м

/(м·ч)

По формуле (6.5) 86,01 291,11 349,86

Скорость течения воды по

барботажному листу

, м/ч

По формуле (6.7) 782 1831 2022

Коэффициент десорбции

кислорода на барботажном

листе

, м/ч

По формуле (6.10) 424 995 1098

Коэффициент десорбции

диоксида углерода на

барботажном листе

СО

м/ч

По формуле (6.11) 276 646 713

Средний концентрацион-

ный напор кислорода на

барботажном листе

ср

СΔ

мг/кг

По формуле (6.12) 0,622 0,622 0,622

Средний концентрацион-

ный напор диоксида

углерода на барботажном

листе

СО

ср

СΔ

, мг/кг

По формуле (6.12) 1,40 1,48 1,49

Необходимая площадь

барботажного листа для

удаления кислорода

лб

F ,

Из формул (6.13), (6.14) 0,553 0,785 0,854

Необходимая площадь

барботажного листа для

удаления диоксида

углерода

СО

лб

F , м

Из формул (6.13), (6.14) 1,49 2,157 2,345

Фактическая рабочая пло-

щадь барботажного листа

, м

По конструктивным соображе-

ниям

1,72 1,72 1,72

5. Гидравлический расчет барботажного устройства

Необходимая площадь

отверстий на барботажном

листе

, м

По формуле (7.1) 0,0886 0,0886 0,0886

Фактическая площадь от-

верстий на барботажном

листе

oф

, м

Принимается по

прил. Д 0,0779 0,0779 0,0779

Минимально допустимая

скорость пара в отверстиях

барботажного листа

min

м/с

По формуле (7.2) 46,3 46,3 46,3

Окончание прил. Д

1 2 3 4 5

Расход пара через

барботажный лист

б.л

, т/ч

По формуле (7.3) 3,22 2,94 3,09

Расход пара через паропе-

репускные трубы (три

трубы

нар

=219 мм, s = 8

мм)

пер

, т/ч

По формуле (7.4) – 7,68 9,72

Скорость пара в отверстиях

барботажного листа w

, м/с

По формуле (7.6) 42,14 52,95 55,65

Скорость пара в перепуск-

ных трубах

пер

, м/с

По формуле (7.7) – 111,08 140,58

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Надежность и экономичность систем централизованного

теплоснабжения промышленных предприятий, городов и населенных

пунктов, а также их теплоисточников (котельных и ТЭЦ) в значительной

степени зависит от эффективности термической деаэрации воды,

предназначенной для восполнения потерь в котлах и тепловых сетях. В

настоящее время на отечественных предприятиях теплоэнергетики

насчитывается несколько тысяч деаэрационных установок.

Основной частью деаэрационной установки является деаэратор,

который представляет собой тепломассообменный аппарат контактного

типа, где происходит основной процесс дегазации воды. Несмотря на то,

что на многих ТЭЦ и котельных серийно выпускаемые струйно-

барботажные вакуумные деаэраторы давно освоены и работают весьма

эффективно, нередки жалобы эксплуатационников на трудности

обеспечения

нормативного качества вакуумной деаэрации. Как правило,

эти трудности связаны с проектными недоработками и недостаточной

подготовкой инженерно-технического персонала.

Поэтому будущему инженеру-теплоэнергетику необходимо не

только знать существующие деаэрационные установки и грамотно их

эксплуатировать, но и разрабатывать новые, более эффективные

технологии, которые учитывают современные подходы к управлению

процессами деаэрации и утилизации выпара. Более подробная

информация о применяемых технологиях и оборудовании содержится в

специализированной литературе [11, 13, 14].

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. ГОСТ 16860–88*. Деаэраторы термические. Типы, основные

параметры, приемка, методы контроля. – М. : Изд-во стандартов,

1989. – 6 с.

2. Расчет и проектирование термических деаэраторов: РТМ 108.030.21–

78 /

В. А. Пермяков, А. С. Гиммельберг, Г. М. Виханский, Ю. М.

Шубников. – Л. : НПО ЦКТИ, 1979. – 130 с.

3. Шарапов В. И. О прямоточных вакуумных деаэраторах / В. И.

Шарапов, Е.

В. Макарова // Энергосбережение и водоподготовка.

2006. № 3. С. 42-44.

4. Ривкин С. Л. Теплофизические свойства воды и водяного пара /

С. Л. Ривкин, А. А. Александров. – М.: Энергия, 1980. – 423 с.

5. Оликер И. И. Вакуумные деаэраторы для питательной и

подпиточной воды/ И. И. Оликер, В. А. Пермяков. – М.:

НИИинформтяжмаш, 1971. – 96 с.

6. Шарапов В. И.

Рекомендации по выбору схем теплофикационных

установок с вакуумными деаэраторами / В. И. Шарапов, О. Н.

Кувшинов // Справочно-информационные материалы по

применению вакуумных деаэраторов для обработки подпиточной

воды систем теплоснабжения.– М.: СПО ОРГРЭС, 1997. – 20 с.

7. Шарапов В. И. Технологии обеспечения пиковой нагрузки систем

теплоснабжения / В. И. Шарапов, М. Е. Орлов. – М.: Издательство

Новости теплоснабжения», 2006. – 208 с.

8. Деаэраторы вакуумные: каталог-справочник. – М.:

НИИинформтяжмаш, 1972. – 77 с.

9. Соколов Е. Я. Теплофикация и тепловые сети: учебник для вузов /

Е. Я. Соколов. 7-е изд., перераб. – М.: Издательство МЭИ, 2001. –

472 с.

10. Шарапов В. И. Подготовка подпиточной воды систем

теплоснабжения с применением вакуумных деаэраторов / В. И.

Шарапов. – М.: Энергоатомиздат, 1996. – 176 с.

11. Шарапов В. И. Термические деаэраторы / В. И. Шарапов, Д.

В. Цюра.

– Ульяновск : УлГТУ, 2003. – 560 с.

12. Бузников Е. Ф. Производственные и отопительные котельные /

Е. Ф. Бузников, К. Ф. Роддатис, Э. Я. Берзиньш. – М.: Энергоиздат,

1984. – 248 с.

13. Шарапов В. И. Технологии управления термическими деаэраторами /

В. И. Шарапов, М. Р. Феткуллов, Д. В. Цюра. – Ульяновск: УлГТУ.

2004. – 268 с.

14. Шарапов В. И.

Технологии отвода и утилизации выпара термических

деаэраторов / В. И. Шарапов, О. В. Малинина. – Ульяновск: УлГТУ.

2004. – 180 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение ………………………………………………………………….. 3

Основные условные обозначения и индексы …………………………... 4

1. Исходные данные. Содержание и объем расчетно-графической

работы ………………………………………………………………… 6

2. Классификация и особенности конструкций вакуумных

деаэраторов ……………………………………………………………. 6

3. Тепловой баланс вакуумного деаэратора …………………………… 10

4. Тепловой и гидравлический расчет струйного отсека ……………... 13

5. Расчет перепускной тарелки …………………………………………. 18

6. Расчет процесса дегазации воды …………………………………….. 20

7. Гидравлический расчет барботажного устройства ………………… 25

8. Применение вакуумных

деаэраторов на теплоэнергетических

предприятиях ………………………………………………………….. 26

Приложение А …………………………………………………………… 29

Приложение Б …………………………………………………………… 31

Приложение В …………………………………………………………… 32

Приложение Г …………………………………………………………… 34

Приложение Д …………………………………………………………… 35

Заключение ………………………………………………………………. 40

Библиографический список ……………………………………………... 41