Источники и системы теплоснабжения промышленных предприятий - Контактные теплообменники
Содержание материала
- Источники и системы теплоснабжения промышленных предприятий
- Расчет теплового потребления
- Расчет теплового потребления (2)
- Расчет теплового потребления (3)
- Расчет отпуска тепла на вентиляцию
- Круглогодичная нагрузка
- Расчет годового отпуска тепла. График продолжительности тепловой нагрузки
- Водяные системы теплоснабжения
- Регулирование тепловой нагрузки
- Регулирование тепловой нагрузки (2)
- Тепловые характеристики теплообменных аппаратов
- Тепловые характеристики теплообменных аппаратов (2)
- Качественное регулирование однородной нагрузки
- Качественное регулирование разнородной нагрузки
- Графики расхода воды и температуры на ГВС
- Графики расхода воды и температуры на ГВС (2)
- Центральное регулирование по совмещенной нагрузке отопления и ГВС
- Качественное регулирование по совмещенной нагрузке в открытых системах
- Качественно-количественное регулирование
- Источники теплоснабжения. Тепловая схема водогрейной котельной
- Тепловая схема водогрейной котельной (2)
- Тепловая схема паровой котельной
- Тепловая схема пароводогрейной котельной
- Расчет тепловых схем котельных
- Особенности расчета тепловых схем водогрейных котельных
- Особенности расчета тепловых схем водогрейных котельных (2)
- Расчет тепловой схемы паровой котельной
- Расчет тепловой схемы паровой котельной (2)
- Схемы отпуска тепла от ТЭЦ
- Режимы работы ступеней нагрева ТЭЦ
- Водоподготовка
- Водоподготовка (2)
- Водоподготовка (3)
- Гидравлический расчет тепловых сетей
- Гидравлический расчет тепловых сетей (2)
- Порядок гидравлического расчета
- Пьезометрический график тепловой сети. Требования к режиму давления
- Особенности гидравлического расчета паропроводов
- Особенности гидравлического расчета паропроводов (2)
- Построение линий максимальных и минимальных пьезометрических напоров
- Гидравлический режим тепловых сетей
- Гидравлический режим тепловых сетей (2)
- Сопротивление сети. Включение насосных подстанций
- Включение насосных подстанций (2)
- Работа сети с двумя источниками питания. Кольцевая сеть
- Работа сети с двумя источниками питания. Кольцевая сеть (2)
- Гидравлический режим открытых систем теплоснабжения
- Гидравлический режим открытых систем теплоснабжения (2)
- Оборудование тепловых сетей. Прокладка трубопроводов
- Опоры трубопроводов
- Опоры трубопроводов (2)
- Компенсация температурных деформаций
- Особенности температурной компенсации при бесканальной прокладке. Радиальная компенсация
- Тепловой расчет трубопроводов
- Тепловой расчет трубопроводов (2)
- Тепловые потери трубопровода
- Рациональная структура тепловых сетей. Недостатки и нейтральные точки
- Управляемость системы
- Резервирование
- Вторичные энергетические ресурсы (ВЭР)
- Контактные теплообменники
- Контактные теплообменники (2)
- Контактные теплообменники (3)
- Контактные теплообменники (4)
- Тепловой расчет контактного экономайзера
- Тепловой расчет контактного экономайзера (2)
- Тепловой расчет контактного экономайзера (3)
- Тепловой расчет КТАНа
- Аэродинамический расчет контактного теплообменника
- Все страницы
10.2. Контактные теплообменники
В контактном теплообменнике продукты сгорания топлива непосредственно соприкасаются с холодной водой. Контактные теплообменники устанавливаются только при сжигании природного газа. Контактный теплообменник может входить в состав контактного водоподогревателя, может использоваться как средство утилизации тепла продуктов сгорания. Продукты сгорания можно охладить до температуры в 35-45 0С.
Контактные теплообменники бывают двух типов – с пассивной насадкой (контактные экономайзеры) и с активной насадкой (КТАНы).
В контактном экономайзере насадка обычно выполняется из керамических колец Рашига. У этих колец диаметр равен высоте. Размеры колец 25х25, 35х35, 50х50 мм. Кроме колец Рашига насадка может выполняться из витых пластин, металлических сеток, стержней, проволоки, стружки. Для защиты газохода и дымовой трубы от коррозии установлен каплеуловитель. После него газоход имеет вертикальный участок, в котором осуществляется подсушивание дымовых газов. Вода и дымовые газы движутся в режиме противотока. Разность температур воды на входе и газов на выходе может быть до 3 0С.
Контактный теплообменник с активной насадкой имеет два контура воды. Чистая вода циркулирует в трубах. Снаружи эти трубы омываются водой после их контакта с дымовыми газами. Насадка выполнена в виде трубного пучка и участвует в теплообмене. Насадка может быть одно-, двух- и трехслойной. Соответственно, можно нагревать один, два или три потока воды. Максимальная температура воды в КТАНе составляет 50-55 0С. Разность температур воды и газов в любом сечении не должна быть меньше 8-10 0С.
При работе контактных теплообменников отходящие газы охлаждаются ниже температуры точки росы. Это позволяет использовать теплоту конденсации водяного пара продук
тов сгорания. В результате эксплуатационный КПД доходит до 95-96 %, считая по высшей теплоте сгорания топлива. Величину скрытой теплоты конденсации определяют по формуле
где r – скрытая теплота конденсации водяных паров в продуктах сгорания 1м3 природного газа; - влагосодержание отходящих газов в расчете на 1 кг сухих продуктов сгорания, кг/кг; - плотность сухих отходящих газов, кг/м3; - объем сухих отходящих газов при полном сгорании 1м3 природного газа, м3/ м3. При =1 =4010 кДж/м3. С увеличением коэффициента избытка воздуха меняется незначительно. Воду в контактном экономайзере можно нагреть до температуры 55-65 0С.
Вода в контактной камере может быть нагрета до определенного предела – температуры мокрого термометра - tм. Вода в контактной камере стекает сверху вниз в виде тонких пленок.
Нагретые дымовые газы движутся вверх и при этом нагревают воду. Предположим, что в сечении ВС вода достигает максимальной температуры tм и затем до сечения АD не меняют температуру. В зоне АВСD газы находятся в ненасыщенном состоянии. Рассмотрим случай, когда отсутствует термодинамическое равновесие между водой и газами (рис.10.1,а). Пленка воды имеет малую толщину, т.о. можно пренебречь изменением температуры по ее толщине. Пленка воды и газы могут находиться как в состоянии термодинамического равновесия, так и в неравновесном состоянии. В зоне ABCD будет наибольшая разность температур и наибольшая разность парциальных давлений водяных паров над пленкой воды и в толще газов . Так как в зоне ABCD температура воды не меняется, то все тепло от газов идет на испарение воды. Т.е., в этой области ABCD устанавливается динамическое равновесие
a – коэффициент теплоотдачи между водой и газами; b – коэффициент массоотдачи; dм и dг – влагосодержание смеси и газов; r – теплота парообразования. Процесс испарения, при котором все тепло идет на испарение и вместе с парогазовой смесью возвращается в поток газов называется адиабатическим испарением, а tм – температура адиабатического испарения – не что иное, как температура мокрого термометра. Из (10.1) видно, что tм зависит от начальной температуры газов, влагосодержаний смеси газов и пара над пленкой и продуктов сгорания вдали от пленки.