Расчет тепловой схемы турбоустановки и определение технико-экономических показателей энергоблока при работе на номинальных параметрах, страница 10

         

Благодаря встраиваемому в газоход турбинному экономайзеру  происходит улучшение технико-экономических показателей ТУ и энергоблока, а именно:

1)    повышение КПД котлоагрегата почти на 2%;

2)  уменьшение удельного расхода теплоты на выработку электроэнергии турбоустановкой q_э на 5,25%;

3)  повышение КПД  ТУ по производству электроэнергии h_э на 4%, и увеличение КПД всего энергоблока по производству электроэнергии на 4,8%;

4)  повышение КПД энергоблока по выработке тепловой энергии h_т на 1,6%.

А это положительно влияет на снижение удельных расходов условного топлива энергоблока на производство электроэнергии b_уэ на 6,9% и на производство и отпуск тепловой энергии b_ут на 1,8%.

Тем самым подтверждается эффективность и целесообразность предлагаемой реконструкции тепловой схемы энергоблока, наглядность улучшения которых иллюстрируется гистограммами изменений технико-экономических показателей ПТУ и энергоблока на плакате № 4.

3.5  Расчет площади теплообменной поверхности турбинного экономайзера

Задаемся основными исходными данными:

- кинематическая вязкость газов ТуЭ ν_г,                            40,8·10^-6

- диаметр внутренней трубы для газов d_г, м                                  0,032

- диаметр внутренней трубы для пит.воды d_п.в, м                         0,024

- толщина стенки трубы δ, м                                                         0,0015

- число Прандтля для газов Pr_г                                                             0,66

- число Прандтля для питательной воды  Pr_п.в                                0,863

- коэффициент теплопроводности газов λ₁, кВт/(м·С)                  0,041           - коэффициент теплопроводности питательной воды  λ₂₁, кВт/(м·С)                                                                                    0,04

- коэффициент теплопроводности стальной трубы  λ_с, кВт/(м·С)                                                                                  45,39

Число Рейнольдса для потока греющих газов Re₁ вычисляю по формуле

Re₁ =  ,                                   (3.98)

Re₁ =  = 6666

Среднюю температуру сред в ТуЭ ∆t_с, С, определяю по отношению

∆t = ,                                         (3.99)

где ∆t_б  – разница входной и выходной температур газов в ТуЭ, С, равная 30;

∆t_м – разница входной и выходной температур питательной воды в ТуЭ равная 0,8 С

∆t =  = 8,3

При этой средней температуре число Прандтля Pr_с равно 0,71.

Число Нуссельта Nu₁ вычисляю по формуле

Nu₁ = 0,021·Re₁^0.8· Pr_г^0,43·( Pr_г/ Pr_с)^0,25 ,                 (3.100)

Nu₁ = 0,021·6666^0.8 ·0,66^0,43 ·( 0,66/ 0,71)^0,25 = 23,8

Коэффициент теплоотдачи от греющей среды к стенке трубы α₁, кВт/(кв.м·С), вычисляю по формуле 

α₁ = Nu₁·(λ₁/ d_г) ,                                    (3.101)

α₁ = 23,8·(0,041/ 0,032) =30,5 

Число Рейнольдса для потока нагреваемой среды Re₂ вычисляю соотношением

Re₂ =  ,                          (3.102)

Re₂ =  = 165000

Число Нуссельта для питательной воды Nu₂ вычисляю по произведению

Nu₂ = 0,021· Re_п.в^0.8· Pr_п.в^0,43·(Pr_п.в/ Pr_с)^0,25,           (3.103)

Nu₂ = 0,021·165000^0.8 ·0,863^0,43 ·(0,863/ 0,71)^0,25 = 294

Коэффициент  теплоотдачи от стенки трубы к нагреваемой среде  α₂,

Вт/(м²·С), нахожу по формуле 

α₂ = Nu₂·(λ₂/ d₂) ,                                  (3.104)

α₂ = 294·(0,04/ 0,024) = 490

Коэффициент теплопередачи k, Вт/(м²·С), вычисляется по соотношению

k =   ,                        (3.105)

где ε – коэффициент загрязнения ТуЭ, (кв.м·С)/Вт равный 0,0007 согласно проектному расчету

k =  =  381

Поверхность нагрева ТуЭ  F_ТуЭ, кв.м, находится по выражению

F_ТуЭ = Q_ТуЭ/ k ·∆t,                              (3.106)

где тепловой поток Q_ТуЭ равен 4 912 110 Вт

F_ТуЭ = 4912110/ 381·8,3 = 1553,3