Сравнительная расчетная характеристика теплообменников типа ПМ-40-15 и ПМР-13-60

Докажем то, что замена ПМ-40−15 необходима, для этого рассчитаем расход мазута, потребляемый при работе 5 котлоагрегатов при максимальной мощности:

• 2 котла КВГМ 30 150:
• 3680*2=7360 кгч
• 3 котла ДКВР 1013:
• 12 700*3=38 100 кгч

Общий расход:

7360+38 100=45460 кгч Два установленных ПМ-40−15 могут номинально подогревать 30 000 кгч мазута и этого недостаточно для работы котлов при полной мощности.

Проведем сравнение теплообменников ПМ-40−15 и ПМ-13−60, чтобы доказать выгодность ПМ-13−60.

Для определения более эффективного теплообменного аппарата сравним поверхности теплообмена ПМ-40−15 и ПМ-13−60.

Для ПМ-40−15 поверхность теплообмена составляет 30 м², а для ПМР-13−60 она составляет 190 м². Сравним в процентной ставке выгодность ПМР-13−60.

За 100% возьмем поверхность в 190 м², тогда получим:

• 190 м² =100%
• 30 м² =X

X=100*30/190.

X=84,21%.

Делаем вывод, что ПМР-13−6 на 84,21% эффективней по поверхности теплообмена, что позволяет обойтись меньшим количеством теплообменников и при этом не снизить экономическую выгоду, так как по потреблению электроэнергии ПМ-40−15 и ПМ-13−60 идентичны.

Давление рабочее (избыточное) в трубной системе для ПМ-40−15 составляет 40 кг/см2 или 4 МПа, а для ПМР-13−60 это 13 кг/см2 или 1,3 Мпа. Рабочее давление (избыточное) в корпусе идентично, так для обоих подогревателей оно составляет 10 кг/см2. В связи с этой характеристикой делаем вывод, что для обеспечения работы ПМ-40−15 необходимо затрачивать большее количество энергии, что в конечном счете приводит к его экономической невыгодности.

Перейдем к главной характеристике теплообменника, его продуктивности или номинальной производительности по мазуту. Для ПМ-40−15 он составляет 15 т/ч, а для ПМР-13−60 равен 60 т/ч. Это позволяет эффективнее осуществлять обеспечение мазутом предприятие.

В связи с выше перечисленными характеристиками ПМ-40−15 и ПМР-13−60 сделаем вывод, что ПМР-13−60 более отвечает современным требованиям по количеству подготовки мазута для отопления жилых районов Лесозаводского городского округа.

Вывод, благодаря большей номинальной производительности мазута ПМ-13−60 можно обойтись одним теплообменником, так как он обеспечивает оптимальную подачу мазута на котлоагрегаты.

Производится расчет параметров характеризующих производительность ПМ-40−15 и ПМР-13−60, чтобы доказать преимущества.

Производится расчет параметров за сутки (24 часа) работы теплообменников.

Принимаются данные: время t = 24 ч, расход мазута Q = 60 т/ч, найдем суточную производительность, тогда: для ПМ-13−60.

G = t * Q.

где Gсуточная производительность; tвремя; Qрасход мазута.

G = 60 * 24.

G = 1140 (тонн) Для ПМ-40−15 G составит:

G = 15 * 24.

G = 360 (тонн) Рассчитывается удельная теплоемкость мазута (необходима для нахождения расчетной поверхности теплообмена):

См тл = 1,74 + 0,0025 tтл.

где См тлудельная теплоемкость мазута; tтл — температура топлива, в Кельвинах, К (для мазута в зависимости от его вязкости 90 — 1300С); 1,74 и 0,0025 — коэффициенты теплоемкости жидкого топлива (мазута).

Переведем 0С в Кельвины:

К = 130 + 273.

К = 403.

Тогда:

См тл = 1,74 + 0,0025 * 403.

См тл = 2,7475.

Значит каждый сожженный килограмм мазута дает 2,7475 кДж / (кг * К) теплоты. Отсюда следует, что каждый час теплообменник выделяет количество теплоты, для ПМР-13−60, при расходе топлива 60 т/ч — Q, удельной теплоемкости мазута 2,7475 — См тл, перевеем 60 т/ч в килограммы в час, тогда:

60 * 1000 = 60 000.

Стл = Q * Cм тл Стл = 60 000 * 2,7475.

Стл = 164 850.

где Стл — удельная теплоемкость отдаваемая за час работы агрегата, кДж/К.

Для ПМ-40−15 Стл составит:

Стл = 15 000 * 2,7475.

Стл = 41 212,5.

Определяется расчетная поверхность теплообмена для ПМ-40−15, Fp, м2:

Fp = Cтл / (См тл * дtcp).

где Стл — удельная теплоемкость, кДж/К; См тл — удельная теплоемкость мазута; tср — разность температур на входе и на выходе из теплообменника; Твых — температура на выходе из теплообменника, 0С; Твх — температура на входе в теплообменник, 0С.

tср = Твых — Твх.

tср = 95 — 70.

tср = 25.

Fp = 41 212,5 / (25 * 2,7475).

Fp = 600.

Для ПМР-13−60 расчетная поверхность теплообмена равна:

tср = 135 — 70.

Fp 164 500 / (65 * 2,7475).

Fp = 921.

Расчетная поверхность теплообмена больше на треть у теплообменника ПМР-13−60, значит он более выгоден для предприятия, так как по размерам ПМ-13−60 почти такой же как и ПМ-40−15, но он обеспечивает котельную достаточным количеством топлива по сравнению с ПМ-40−15.

Подогреватель мазута типа ПМР представляет собой горизонтальный теплообменный аппарат и состоит из цилиндрического корпуса, внутри которого расположена система оребренных трубок (трубный пучок) по которым циркулирует нагреваемый мазут. Пар-теплоноситель подается в межтрубное пространство. Образовавшийся из пара в результате теплообмена конденсат отводится через патрубок в нижней части подогревателя мазута.

Применение в конструкции таких аппаратов оребренных трубок позволяет существенно увеличить площадь поверхностей теплообмена, интенсифицировать процесс нагрева мазута и при этом значительно уменьшить массогабаритные характеристики подогревателей ПМР по сравнению с паровыми подогревателями типа ПМ.

Для удобства осмотра, очистки и, при необходимости, ремонта внутренних конструкций подогревателя мазута ПМР в торцевых частях корпуса предусмотрены два фланцевых соединения.