Так, значение параметра секционных водо-водяных подогревателей прямо пропорционально их длине: Ф = Фу´ l, где: Фу – удельный параметр, отнесенный к единице длины подогревателя, l – длина подогревателя, м.

Удельный параметр Фу зависит в основном от отношений площадей сечений трубок и межтрубного пространства и практически не зависит от удельной площади поверхности нагрева, приходящейся на единицу длины подогревателя, т. е. от номера или диаметра корпуса подогревателя.. Для всех типоразмеров секционных водо-водяных подогревателей по ОСТ 34-588-68 и ГОСТ 27 590-88 можно практически принимать одно и то же значение удельного параметра Фу = 0,1 м -1 при чистой поверхности нагрева, т. е. при отсутствии на ней накипи и загрязнений.

Параметр Ф пластинчатого водо-водяного подогревателя зависит от типоразмера (конструкции и профиля пластин) и не зависит от количества пластин в ПТО.

Параметр подогревателя в расчетном (основном) режиме равен:

, (3)

При абсолютно чистой поверхности нагрева водоподогревателя:

Ф º Ф0, (4)

При загрязнении поверхности нагрева водоподогревателя фактическое значение параметра Ф уменьшается:

0 < Ф < Ф0 (5)

Очевидно также, что если сравнивать загрязненный и чистый теплообменники при одних и тех же расходах рабочих сред, получим:

, (6)

Выполним преобразование формулы (2), подставив в нее известные соотношения:

Получим:

(7)

где: , - перепад температур на входе/выходе теплообменника для греющего и нагреваемого теплоносителя соответственно;

- среднелогарифмический температурный напор;

, - разность температур греющего и нагреваемого теплоносителя на концах теплообменника (- большее значение, ‑ меньшее значение).

Нетрудно видеть, что все параметры, входящие в формулу (7), вычисляются на основании значений 4-х температур, которые легко измерить на работающем аппарате.

Для вычисления расчетного (Ф0) и фактического (Ф) параметра теплообменника в формулу (7) следует подставить соответствующие значения температур рабочих сред на входе и выходе теплообменника.

Затем, по формуле (6) легко определить: (k/k0)=(Ф/Ф0).

Например, в вышеприведенном примере:

где:

Аналогично, фактический параметр теплообменника составит:

Ф = 0,76

Получим:

(k/k0)=(Ф/Ф0)=0,34

При известном отношении (k/k0) по графику рис.1 можно определить эквивалентную толщину накипи на поверхности нагрева теплообменника.

При известном фактическом значении параметра Ф загрязненного теплообменника, на основании формулы (7) и уравнений теплового баланса, описывающих характеристики оборудования и схемные решения конкретной котельной, можно получить систему нелинейных алгебраических уравнений для определения важного параметра – граничной температуры наружного воздуха, ниже которой котельная не сможет обеспечивать поддержание расчетного температурного графика в теплосети (это касается только подогревателей отопления).

Для тепловой схемы, показанной на рис. 2, система уравнений легко решается численным методом на ПЭВМ. В качестве варьируемых параметров используются:

(Gсет/Gсет, 0) – отношение фактического расхода сетевой воды к расчетному;

Tвых, к – температура воды на выходе из котлов (равна температуре греющего теплоносителя на входе в подогреватель).

На графиках рис.8 (а, б) представлены полученные решения системы уравнений для котельной № 20 г. Дзержинска.

Для вышеприведенного численного примера при (Ф/Ф0)=0,34, Твых=105°С, (Gсет/Gсет, 0) = 1 по графику рис. 8 получим граничную температуру tн. в., гр. = -17,0 °С

В заключение следует отметить, что вышеописанная методика диагностики загрязненности ПТО в настоящее время внедрена в повседневную практику нашего предприятия.

В сотрудничестве с -Информ» (г. Н. Новгород) разработан микропроцессорный прибор, сочетающий в себе шестиканальный измеритель-регистратор температуры (для контроля двух ПТО, установленных параллельно) и блок математической обработки информации. На дисплее прибора индицируются текущие значения всех измеренных температур и расчетные значения (Ф/Ф0) и tн. в.,гр..

Данный прибор не дорог, его стоимость в комплекте с датчиками температуры составляет около 15 тыс. руб.

Прибор может оказать неоценимую помощь персоналу теплоснабжающего предприятия, сталкивающемуся в своей деятельности с эксплуатацией пластинчатых (и других) водо-водяных теплообменников. На основании данных, полученных с его помощью, можно отслеживать динамику загрязнений ПТО, рационально планировать химические промывки (очистки) оборудования с учетом прогноза погодных условий.

Рекомендации по подбору ПТО при проектировании объектов теплоснабжения

В настоящее время все фирмы-поставщики ПТО при их продаже предлагают заказчикам услуги по подбору теплообменников, в зависимости от исходных данных и специфических требований заказчика.

При этом обе стороны заинтересованы в положительном эффекте в результате внедрения ПТО. Сами заказчики, как правило, не могут квалифицированно подобрать ПТО, поскольку методики их теплового и гидравлического расчета являются коммерческой тайной. В качестве исходных данных для выбора ПТО запрашиваются:

- тепловая мощность;

- температуры входа/выхода рабочих сред по обоим потокам;

- максимально-допустимый (располагаемый) перепад давления по обоим потокам.

В результате расчета по программе фирмы-изготовителя получают величины:

- типоразмер ПТО;

- тип и количество пластин;

- расчетный коэффициент теплопередачи;

- расчетный перепад давления по обоим потокам.

Нюанс заключается в том, что при одних и тех же заданных значениях теплового потока и температур теплоносителей могут быть подобраны ПТО разного типоразмера с существенно разным расчетным коэффициентом теплопередачи, количеством пластин и т. д. (Расчетный коэффициент теплопередачи ko, как правило, напрямую зависит от назначенных величин допустимого перепада давления). Очевидно, например, что теплообменник с ko = 4500 Вт/(м2 . 0С) будет иметь в 1,7 раза меньшую поверхность, чем теплообменник с kо = 7500 Вт/(м2 . 0С). При этом второй ПТО примерно в 1,5 раза дешевле.

Многие заказчики, не искушенные в проблемах подбора ПТО, и, к тому же, ограниченные в финансовых средствах подтверждают выбор ПТО с более высоким коэффициентом теплопередачи. При этом они обрекают себя на полный комплекс вышеописанных в предыдущих разделах проблем, связанных с потерей тепловой эффективности ПТО при загрязнении.

Как же быть в такой ситуации? Ответ на этот вопрос неоднозначен.

Во-первых, следует рекомендовать эксплуатационникам при выдаче технического задания на подбор ПТО в обязательном порядке учитывать перспективу их возможного загрязнения на основе имеющихся данных химико-аналитического контроля теплообменивающихся сред с учетом сезонных изменений.

Во-вторых, не следует устанавливать ПТО со слишком высоким значением kо. На наш взгляд оптимальный диапазон kо для ПТО составляет 4500-6000 Вт/(м2 . 0С).

Здесь необходимо заметить, что проблема устранилась бы сама собой, если бы фирмы-изготовители ПТО в своих расчетных программах учитывали возможность подбора ПТО при наличии заданной степени загрязненности (толщины слоя накипи). Однако такая услуга не предоставляется. В чем причина? Не умеют считать или в водопроводных и тепловых сетях западных стран течет дистиллят?

Приходится искать обходные пути. Некоторые ошибочно полагают, что решить проблему можно путем введения запаса поверхности нагрева, т. е. рассчитать ПТО без учета загрязнения, а затем добавить некоторое количество пластин (например 20%) и дело, как говориться, «в шляпе». Однако это неправильный подход, поскольку при тех же расходах теплоносителей уменьшается скорость их течения по каналам, что ведет к снижению коэффициента теплопередачи примерно в той же пропорции. (Этот вывод следует так же из формулы (2), поскольку параметр «Ф» водоподогревателя при добавлении пластин остается постоянным). Тепловой поток же, при этом практически не изменяется (Q = k´F´).

Правда, вышесказанное справедливо только для чистого ПТО. В случае с загрязненным ПТО возникает интересный эффект, выражающийся в том, что вследствие снижения абсолютного значения коэффициента теплопередачи теплообменника, обусловленного добавлением пластин, его относительная величина (k/k0) при том же слое отложений становится больше. В результате рост поверхности нагрева не компенсируется снижением коэффициента теплопередачи и тепловой поток (при прочих равных условиях) несколько увеличивается. Расчеты показывают, что для теплообменника с расчетным коэффициентом теплопередачи 5000 Вт/(м2 . 0С) и расчетным параметром Фо = 2,22, при толщине слоя накипи 0,2мм увеличение количества пластин на 20% обеспечивает прирост теплового потока только на 4,08%.

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5