Расчёт водоотливной установки (глубина горизонта шахты = 258 м). Расчёт главной вентиляторной установки. Расчёт калориферной установки, страница 7

В калориферной установке принимается двухконтурная калориферная установка (рис.4.6.).

Рис. 4.6. Схема калориферной установки  с двухконтурной системой теплоснабжения.

I – первый контур ”котельная-бойлер”(теплоноситель вода); II – второй контур “бойлер- калорифер” (теплоноситель антифриз); 1- котельная; 2 - бойлер; 3- калорифер; 4 – циркуляционный насос; 5 – трехходовой сливной кран; 6 – трехходовой воздушный  кран; 7 – задвижка; 8 – регулятор.

Тепловая мощность калориферной установки:

Q_p= g_вρ_вС_Рв(t_в^// - t_в^/)=154∙1,248∙1012(10+55)=12,6 МВт           (4.3.1)

где     g_в – требуемая объемная производительность вентилятора, м³/с;

ρ_в – плотность воздуха при конечной температуре равной 10⁰С, кг/м³;

С_Рв–удельная массовая изобарная теплоемкость в интервале рассматриваемых температур, Дж/(кг*К);

t_в^” и t_в^’ - соответственно конечная (после калорифера) и начальная температура воздуха, ⁰С.

Принимаем t_в^”  =10⁰С; t_в^’  = - 55⁰С, тогда ρ_в=1,248 кг/м³; С_рв=1012Дж/(кг∙К); g_в=Q_р.в.=154 м³/с,(см. 4.2.1.).

Расход горячей воды поступающей из котельной:

м³/с              (4.3.2)

где     V_в – расход горячей воды из котельной, м³/с;

ρ_в – плотность воды при начальной  температуре, кг/м³;

с – теплоемкость воды на единицу массы, Дж/(кг∙К);

t^’_вд- начальная температура воды, ⁰С;

t^”_вд- конечная температура воды, ⁰С.

Принимаем t^’_вд = 100⁰С, t^”_вд = 60⁰С, тогда ρ_в=998 кг/м³, с=4190Дж/(кг∙К).

Принимаем для калориферной установки биметаллические калориферы  типа КС_К-4-11-01 с характеристиками:

Площадь поверхности нагрева, м²                                                    90,4

Площадь живого сечения, м²:

                           -по воздуху    f_возд.                                                    0,685

                           -по теплоносителю  f_т                                             0,00171

Количество секций в калорифере равно:

                             (4.3.3)

где     (ρV) - массовая скорость воздуха, проходящего через калориферы, кг/(м²∙с).Принимаем (ρV) =3 кг/(м²∙с).

Принимаем число секций в стояке равное четырём, тогда число стояков равно:

                                      (4.3.4)

,тогда уточненное количество секций : 4∙24=96.

 Согласно термодинамической характеристике имеем:

      (4.3.5)

где     - приведенная разность температур, ⁰С;

∆t_а^в-разность между начальной и конечной температурой антифриза,⁰С;

С_ра - средняя массовая изобарная теплоемкость антифриза, С_ра= 2860 Дж/кг∙К;

ρ_а  - плотность антифриза, ρ_А = 1290 кг/м³;

А, а, в - постоянный коэффициент и показатели степени в выражении   определяющем коэффициент теплоотдачи;

F_с - площадь поверхности нагрева калорифера, м²;

n - количествоо секций калорифера.

Для калорифера  КС-4-11-01 коэффициент теплоотдачи определяется выражением:

К = 15,96(ρV)^0,51W^0,17                                 (4.3.6)

где     W - скорость движения антифриза  по трубам калориферных секций.

Общий вид коэффициента:  К=А(ρV)^аW^в.

Тогда для выражения (4.3.6): А = 15,96 , а = 0,51 , в = 0,17.

Температуру антифриза определим методом подбора.

      =60⁰С                                                                      = 20⁰С

                                                   Антифриз

                                                                                                                                        

      =10⁰С                                                                      =-55⁰С

            _Δt_м = 50⁰С                                                         _Δt_б=75⁰С

Рис. 4.7. Схема подбора температуры антифриза.

= - ,     _Δ= - .

                                               (4.3.7)

                                              

 

Расход антифриза по второму контуру:

Согласно формуле (4.3.2) имеем:

Скорость движения антифриза по трубам калориферных секций: