Одну установку с противоточным движением воды

2. При расчете пластинчатого водоподогревателя оптимальная скорость принимается исходя из получения таких же потерь давления в установке по нагреваемой воде, как при применении кожухотрубного водоподогревателя - 100 -150 кПа, что соответствует скорости воды в каналах Wопт = 0,4 м/с.

Поэтому, выбрав тип пластины рассчитываемого водоподогревателя горячего водоснабжения, по оптимальной скорости находим требуемое количество каналов по нагреваемой воде mн:

(2)

fK — живое сечение одного межпластинчатого канала.

3. Компоновка водоподогревателя симметричная Т. е. mГР = mH. Общее живое сечение каналов в пакете по ходу греющей и нагреваемой воды

(3)

4. Находим фактические скорости греющей и нагреваемой воды, м/с

(4)

(5)

В случае если соотношение ходов, определенное по формуле (1), оказалось >2 (при подстановке DPH = 100 кПа, а DPГР = 40 кПа - для I ступени), водоподогреватель собираем из двух раздельных теплообменников и более и в формулах (4) или (5) расход того теплоносителя, у которого получилось меньше ходов, уменьшаем соответственно в 2 раза и более.

5. Коэффициент теплоотдачи a1 ,Вт/(м2 × °С) от греющей воды к стенке пластины определяется по формуле

(6)

где А — коэффициент, зависящий от типа пластин принимается по табл. 1 настоящего приложения;

6. Коэффициент тепловосприятия a2, Вт/(м2 × °С), от стенки пластины к нагреваемой воде принимается по формуле

(7)

где

7. Коэффициент теплопередачи к, Вт/(м2 × °С), определяется по формуле

(8)

где b — коэффициент, учитывающий уменьшение коэффициента теплопередачи из-за термического сопротивления накипи и загрязнений на пластине, в зависимости от качества воды принимается равным 0,7 — 0,85.

8. При заданной величине расчетной производительности QSP и по полученным значениям коэффициента теплопередачи k и температурному напору DtСР определяется необходимая поверхность нагрева FТР по формуле (1) прил. 5.

При сборке водоподогревателя из двух раздельных теплообменников и более теплопроизводительность уменьшается соответственно в 2 раза и более.

9. Количество ходов в теплообменнике Х:

(9)

где fпл — поверхность нагрева одной пластины, м2.

Число ходов округляется до целой величины.

В одноходовых теплообменниках четыре штуцера для подвода и отвода греющей и нагреваемой воды располагаются на одной неподвижной плите. В многоходовых теплообменниках часть штуцеров должна располагаться на подвижной плите, что вызывает некоторые сложности при эксплуатации. Поэтому целесообразней вместо устройства многоходового теплообменника разбить его по числу ходов на раздельные теплообменники, соединенные по одному теплоносителю последовательно, а по другому — параллельно, с соблюдением противоточного движения.

10. Действительная поверхность нагрева всего водоподогревателя определяется по формуле

(10)

11. Потери давления DP кПа в водоподогревателях следует определять по формулам:

для нагреваемой воды

(11)

для греющей воды

( 12)

где j — коэффициент, учитывающий накипеобразование, который для греющей сетевой воды равен единице, а для нагреваемой воды должен приниматься по опытным данным, при отсутствии таких данных можно принимать j = 1,5— 2,0;

Б коэффициент, зависящий от типа пластины, принимается по табл. 1 настоящего приложения;

WH.C — скорость при прохождении максимального секундного расхода нагреваемой воды.

 

ПРИМЕР РАСЧЕТА

 

Выбрать и рассчитать водоподогревательную установку пластинчатого теплообменника собранного из пластин 0,6р для системы горячего водоснабжения того же ЦТП, что и в примере с кожухотрубными секционными водоподогревателями. Следовательно, исходные данные, величины расходов и температуры теплоносителей на входе и выходе каждой ступени водоподогревателя принимаются такими же, как и в предыдущем примере.

1. Проверяем соотношение ходов в теплообменнике I ступени по формуле (1), принимая

Н = 100 кПа и DРГР = 40 кПа;

Соотношение ходов не превышает 2, следовательно, принимается симметричная компоновка теплообменника.

2. По оптимальной скорости нагреваемой воды определяем требуемое число каналов по формуле (2)

3. Общее живое сечение каналов в пакете определяем по формуле (3) (mH принимаем равным 20).

м2

4. Фактические скорости греющей и нагреваемой воды по формулам (4) и (5):

м/с

м/с

5. Расчет водоподогревателя I ступени

а) коэффициент теплоотдачи от греющей воды к стенке пластины, формула (6), принимая из табл. 1 А = 0,492:

Вт/(м2·°С)

б) коэффициент тепловосприятия от стенки пластины к нагреваемой воде, формула (7)

Вт/(м2·°С)

в) коэффициент теплопередачи, принимая b = 0,8, формула (8)

Вт/(м2·°С)

г) требуемая поверхность нагрева водоподогревателя I ступени, формула (1) прил. 5

м2

д) количество ходов (или пакетов при разделении на одноходовые теплообменники), формула (9)

Принимаем три хода,

е) действительная поверхность нагрева водоподогревателя I ступени, формула (10)

м2

ж) потери давления I ступени водоподогревателя по греющей воде, формула (12), принимая j = 1 и из табл. 1 Б = 3:

кПа

6. Расчет водоподогреватепя II ступени

а) коэффициент теплоотдачи от греющей воды к стенке пластины, формула (6):

Вт/(м2·°С)

б) коэффициент тепловосприятия от пластины к нагреваемой воде, формула (7)

Вт/(м2·°С)

в) коэффициент теплопередачи, принимая b = 0.8 формула (8):

Вт/(м2·°С)

г) требуемая поверхность нагрева водоподогревателя II ступени, формула (1) прил. 5:

м2

д) количество ходов (или пакетов при разделении на одноходовые теплообменники), формула (9):

Принимаем 2 хода;

е) действительная поверхность нагрева водоподогревателя II ступени, формула (10):

м2

ж) потери давления II ступени водоподогревателя по греющей воде, формула (12):

кПа.

з) потери давления обеих ступеней водоподогревателя по нагреваемой воде, принимая j =1,5, при прохождении максимального секундного расхода воды на горячее водоснабжение, формула (11):

кПа

В результате расчета а качестве водоподогревателя горячего водоснабжения принимаем два теплообменника (I и II ступени) разборной конструкции (Р) с пластинами типа 0,6р, толщиной 0,8 мм, из стали 12Х18Н1ОТ (исполнение 01), на двухопорной раме (исполнение 2К), с уплотнительными прокладками из резины марки 359 (условное обозначение — 10). Поверхность нагрева I ступени —71,4 м2, II ступени — 47,4 м2. Схема компоновки I ступени:

;

схема компоновки II ступени.

.

Условное обозначение теплообменников указываемое в бланке заказов будет

I ступени: РО,6р-0,8-71,4-2К-01-10

II ступени РО,6р-0,8-47,4-2К-01-10

Расчет водоподогревателя, собранного из пластинчатых теплообменников фирмы «Альфа-Лаваль» (технические характеристики см. в табл. 4), показывает что в I ступень требуется установить теплообменник М15-BFG8 с числом пластин 64, площадь поверхности нагрева 38,4 м2 (коэффициент теплопередачи — 4350 Вт/(м2 × °С)).

 

Таблица 4