Расчет стационарных установок шахты, глубина горизонта которой равна 216 м, страница 19

 

                     2-й контур            

 

                                                                   1-й контур     

Рис. 4.1. Схема калориферной установки с двухконтурной системой теплоснабжения.

1 и 2 – прямая и обратная линии;

3 – источник тепла;

4 – теплообменник;

5 – подводящая труба;

6 – отводящая труба;

7 – байпас;

8 – атмосферный клапан;

9 – сливной клапан;

10 – циркуляционный насос;

11 – калорифер;

12 – задвижка;

13, 14 – трехходовые краны;

I – контур циркуляции греющего теплоносителя (вода);

II – контур циркуляции вторичного промежуточного низкозамерзающего теплоносителя (антифриза).

4.1 Определение расчетной тепловой мощности КУ:

Расчетный расход тепла для нагрева, подаваемого в систему воздуха в заданных интервалах температур или тепловую мощность Q_р калориферной установки определяю по формуле [5, с 21]:

Q_{р =} L_в ^. р_в ^. С_рв (t"_в - t'_в)                                                              (4.1)

где L_в – производительность вентилятора, м³/с;

р_в – плотность теплого воздуха на выходе из КУ, кг/м³; Принимаю              р_в = 1,291 кг/м³;

С_рв – удельная средняя массовая, изобарная теплоемкость воздуха, кДж;  С_рв = 1005 кДж;

t"_в, t'_в – соответственно конечная и начальная температура, нагреваемого воздуха, ºС;

Подставив принятые значения в формулу (4.1) получим:

 Q_р = 213 ^. 1,291 ^. 1005 (10 + 55) = 17,9 МВт.

Массовую скорость прохождения воздуха через КУ принимаю в пределах допустимой  3,6 – 5,0 кг/м^2.с [5, с 17]

(pV) = 4,0 кг/м^2.с.

4.2 Расчет количества секций:

Для обеспечения принятой массовой скорости в установке должно быть секций:

N =                                                                                 (4.2)

Подставив принятые значения в формулу (4.2) получим:

N = = 100 секций

 Принимаю компоновку по m = 4 секции последовательно в стояке. Стояки подключены на теплосеть параллельно, => в установке будет n = N/m = 100/4 = 25 стояков.

4.3 Определение температуры греющего теплоносителя:

Температуру греющего теплоносителя определяем методом подбора из выражения:

,                                                         (4.3)

где С_рт – средняя массовая, изобарная теплоемкость теплоносителя, кДж/(кг^.к);

С_ра = 2,98 , кДж/(кг^.к) – для антифриза.

ρ_т – плотность теплоносителя, кг/м³;

ρ_а = 1129 кг/м³.

А, а, В – коэффициент и показатели степеней в выражении расчета, коэффициент теплопередачи.

∆t – температурный напор, между теплоносителем и воздухом на поверхности теплообменной трубки.

∆t_т = t''_т-t'_т - разность температур греющего теплоносителя (антифриз).

Подставив принятые значения в формулу (4.3) получим:

Для данного соотношения температура антифриза должна быть равна:

55       антифриз     10

45       воздух        -55

,                                                                             (4.4)

где ∆t_б, ∆t_м – соответственно большая и малая разность температур.

Подставив принятые значения в формулу (4.4) получим:

4.4 Расчет промежуточного теплообменника:

Для двухконтурной системы теплоснабжения (I контур: котельная бойлер, теплоноситель - вода; II контур - бойлер, теплоноситель - антифриз)

Для второго контура теплоснабжения КУ принимаем пластинчатый теплообменник типа 0,6 с углом пересечения вершин гофр 120º

Технические характеристики:

Параметр	Обозн.	Ед. изм.
Площадь поверхности теплообмена одной пластины	Fп	м2	0,6
Эквивалентный диаметр межпластинчатого канала	Dэ	м2	0,0083
Площадь поперечного сечения одного канала	Fк	м2	0,00245
Коэффициент теплопроводности металла	λм	Вт/(м2.к)	50
Приведенная длина каната	lp	м	1,01
Диаметр условного прохода, присоединяемого штуцера	Dу	мм	200