Расчет подогревателя высокого давления

1. Расход питательной воды через ПВД (рис. 7) определяется из выражения

,

где β=0,5…3% - доля от производительности парогенератора при восполнении потерь химически очищенной водой (принята при расчёте сепаратора); - заданное количество пара, вырабатываемого парогенератором, кг/с.

Принимаем β=2%. При кг/с, как это было принято при расчёте сепаратора, получим

кг/с.

2. Расход греющего пара D₁ определяем из уравнения теплового баланса ПВД:

,

где - искомый расход греющего пара, кг/с; - энтальпия греющего пара, определяемая по своей (построенной на рис. 2) hs-диаграмме, кДж/кг; - энтальпия конденсата, определяемая по Таблице II, кДж/кг; - КПД подогревателя; - энтальпии питательной воды на входе и выходе из подогревателя, кДж/кг.

Таким образом,

.

3. Энтальпия питательной воды на входе в ПВД определяется с учетом её увеличения в питательном насосе:

,

где - энтальпия воды на выходе из деаэратора (определяемая по p₂ с помощью Таблицы II), кДж/кг; - приращение энтальпии воды в питательном насосе, кДж/кг; средний удельный объем воды (определяемый по p₂ с помощью Таблицы II), м³/кг; перепад давлений, создаваемый насосом, кПа; - коэффициент, учитывающий внутренние потери насоса, ≈ 0,84…0,85.

Давление в нагнетательном патрубке насоса p_н следует принимать по давлению в барабане парогенератора с учетом потерь давления в нагнетательном тракте, которые составляют обычно (0,15…0,20)p_н.

Давление в парогенераторе не может превышать заданного давления , поскольку за парогенератором установлен перегреватель, могущий повышать давление. Поэтому в барабане парогенератора

МПа.

Следовательно, давление в нагнетательном патрубке насоса

МПа.

Давление во всасывающем патрубке насоса определим по давлению в деаэраторе, откуда насос берёт воду, и давление в котором соответствует заданному давлению , то есть

МПа.

Тогда перепад давлений , создаваемый питательным насосом,

МПа.

Энтальпию воды на выходе из ПВД следует определять по Таблицам воды и водяного пара или по формуле

,

где - недогрев воды до температуры насыщения греющего пара в пределах 2…5°С; – изобарная теплоёмкость воды при температуре , °С.

Примем υ = 5°С. При температуре теплоёмкость c_p = 4,664 кДж/(кг∙К). Тогда

кДж/кг.

Рассчитаем энтальпию питательной воды, определив предварительно по Таблице II значения и :

кДж/кг;

м³/кг.

Тогда

кДж/кг.

4. Рассчитаем расход греющего пара, определив предварительно h₁ = 3144 кДж/кг по своей (рис. 2) hs-диаграмме:

кДж/кг по Таблице II.

Тогда

кг/с.

5. Определение расходов пара , ,

Из предыдущих расчётов определены:

D₁ =22,45 кг/с – расход греющего пара деаэратора;

D₄ =5,79 кг/с – расход греющего пара СП2;

D₅ =67,142 кг/с – расход греющего пара СП1;

D_с =0,1 кг/с – расход вторичного пара сепаратора;

D_доб =2,18 кг/с – расход добавочной химически очищенной воды;

D_пв =116,28 кг/с – расход питательной воды через ПВД.

При расчёте деаэратора составлены уравнения:

- материального баланса (с тремя неизвестными: , , )

+ + , (1)

- теплового баланса (с этими же неизвестными)

. (2)

При расчёте ПНД составлено уравнение теплового баланса, связывающее неизвестные и :

. (3)

Совместным решением уравнений (1)-(3) получены (см. подраздел 2.7.3 настоящего пособия) расчётные формулы для искомых величин:

; (7'')

; (5'')

. (4)

Подставив в (7′′) числовые значения величин, входящих в неё, получим

D₃ = 8,242 кг/с.

Подставив в формулу (4) это значение (и значения других входящих в неё величин), получим

кг/с.

Подставив в формулу (5′′) это значение (и значения других входящих в неё величин), получим

кг/с.

Проверка баланса масс пара, кг/с:

D_пп = + =22,654+1,16+8,242+5,85+67,827+8,268 =114 кг/с.

Баланс соблюдён.