Характеристики прокладок дляпластин

Примерусловного обозначения пластинчатого разборного теплообменного аппарата:теплообменник Р 0,6р-0,8-16-1К-01 - теплообменник разборный (Р) с пластинкамитипа 0,6р, толщиной 0,8 мм, площадью поверхности теплообмена 16 м², на консольной раме, вкоррозионно-стойком исполнении, материал пластин и патрубков - сталь 12Х18Н10Т;материал прокладки - теплостойкая резина 359; схема компоновки:

что означает: над чертой -число каналов в каждом ходе для греющей воды, под чертой - то же, длянагреваемой воды.

Дополнительныйканал со стороны хода нагреваемой воды предназначен для охлаждения плиты иуменьшения теплопотерь.

Израссматриваемых трех теплообменников наиболее целесообразноприменение теплообменников РС 0,5Пр, поскольку эти теплообменники надежноработают при рабочем давлении до 1,6 МПа (16 кгс/см²).

Пластины попарносварены по контуру образуя блок. Между двумя сваренными пластинами имеетсязакрытый (сварной) канал для теплофикационной греющей воды. Разборные каналыдопускают давление в них до 1 МПа (10 кгс/см²).

Теплообменники типа Р 0,3р могут применяться в системахтеплоснабжения при отсутствии теплообменников типа РС 0,5Пр и параметрахтеплоносителей до 1,0 МПа (до 10 кгс/см²), до 150 °С и перепадедавлений между теплоносителями не более 0,5 МПа (5 кгс/см²).

Применениетеплообменников типа Р 0,6р (титан) в системах теплоснабжения ограничено идопустимо только при отсутствии теплообменников РС 0,5Пр и Р 0,3р при параметрахтеплоносителей не более 0,6 МПа (6 кгс/см²), до 150 °С и перепадедавлений теплоносителей не более 0,3 МПа (3 кгс/см²).

1. Методика расчета пластинчатых водоподогревателей основана наиспользовании в них всего располагаемого напора теплоносителей с цельюполучения максимальной скорости каждого теплоносителя и соответственномаксимального значения коэффициента теплопередачи или при неизвестныхрасполагаемых напорах по оптимальной скорости нагреваемой воды, как и приподборе кожухотрубных водоподогревателей.

В первом случаеоптимальное соотношение числа ходов для греющей Х₁ и нагреваемой Х₂воды находится по формуле

(1)

Если соотношениеходов получается > 2, то для повышения скорости воды целесообразнанесимметричная компоновка, т.е. число ходовтеплообменивающихсясред будет неодинаковым (рис. 1 - 3 настоящего приложения).При несимметричной компоновке получается смешанное движение потоков: в частиканалов - противоток, в части - прямоток, что снижает температурный напорустановки по сравнению с противоточнымхарактеромдвижения теплообменивающихся сред, который имеетместо при симметричной компоновке, и в определеннойстепени уменьшает выгоду от повышения скоростиводы при несимметричной компоновке. Поэтому для исключения смешанноготока теплоносителей более эффективноводоподогревательнуюустановку собирать из двух или нескольких раздельных теплообменников ссимметричной компоновкой, включенных последовательно по теплоносителю, укоторого получается большее число ходов, ипараллельно - по другому теплоносителю. При этом обвязка соединительнымитрубопроводами должна обеспечить противоток в каждом теплообменнике.

Рис. 1. Симметричная компоновкапластинчатого водоподогревателя, обозначение Сх4/5

Рис. 2.Несимметричная компоновка пластинчатого водоподогревателя,обозначение Сх (2 + 2)/5

Рис. 3. Схема компоновки водоподогревателей I и II подогрева в одну установку с противоточным движением воды

2. При расчете пластинчатого водоподогревателяоптимальная скорость принимается исходя из получения таких же потерь давления вустановке по нагреваемой воде, как при применении кожухотрубного водоподогревателя - 100 - 150 кПа, что соответствуетскорости воды в каналах W_опт = 0,4 м/с.

Поэтому, выбравтип пластины рассчитываемого водоподогревателя горячего водоснабжения, пооптимальной скорости находим требуемое количество каналов по нагреваемой воде m_н:

(2)

где f_к - живое сечение одногомежпластинчатого канала.

3. Компоновка водоподогревателя симметричная, т.е. m_гр = m_н. Общее живое сечениеканалов в пакете по ходу греющей и нагреваемой воды

(3)

4. Находим фактические скорости греющей и нагреваемой воды, м/с

(4)

(5)

В случае еслисоотношение ходов, определенное по формуле (1), оказалось > 2 (приподстановке DP_н = 100 кПа, а DP_гр = 40 кПа - для I ступени),водоподогреватель собираем из двух раздельныхтеплообменников и более и в формулах (4) или (5) расход того теплоносителя, укоторого получилось меньше ходов, уменьшаем соответственно в 2 раза и более.

5. Коэффициент теплоотдачи a₁, Вт/(м²×°С) от греющей воды к стенке пластины определяется по формуле

(6)

где А - коэффициент, зависящий от типа пластин, принимается по табл. 1 настоящего приложения;

6. Коэффициент тепловосприятия a₂, Вт/(м²×°С), от стенки пластины к нагреваемой водепринимается поформуле

(7)

где

7. Коэффициент теплопередачи k, Вт/(м²×°С), определяется по формуле

(8)

где b - коэффициент, учитывающий уменьшениекоэффициента теплопередачи из-за термического сопротивления накипи изагрязнений на пластине, в зависимости от качества воды принимается равным 0,7 - 0,85.

8. При заданной величине расчетной производительности Q^SP и по полученным значениям коэффициентатеплопередачи k и температурному напору Dt_ср определяется необходимая поверхность нагрева F_тр по формуле (1) прил. 5.

При сборке водоподогревателя из двух раздельных теплообменников и более теплопроизводительность уменьшается соответственно в2 раза и более.

9. Количество ходов в теплообменнике Х:

(9)

где f_пл - поверхность нагрева однойпластины, м².

Число ходов округляется до целой величины.

В одноходовыхтеплообменниках четыре штуцера для подвода и отвода греющей и нагреваемой водырасполагаются на одной неподвижной плите. В многоходовых теплообменниках частьштуцеров должна располагаться на подвижной плите, что вызывает некоторые сложности приэксплуатации. Поэтому целесообразней вместо устройства многоходовоготеплообменника разбить его по числу ходов нараздельные теплообменники, соединенные по одномутеплоносителю последовательно, а по другому - параллельно, с соблюдением противоточного движения.

10. Действительная поверхность нагрева всего водоподогревателяопределяется по формуле

(10)

11. Потери давления DР, кПа в водоподогревателяхследует определять по формулам:

для нагреваемойводы

(11)

для греющей воды

(12)

где j - коэффициент, учитывающий накипеобразование, который для греющей сетевой водыравен единице, а для нагреваемой воды должен приниматься по опытным данным, при отсутствии таких данных можно принимать j = 1,5 - 2,0;

Б - коэффициент, зависящий от типа пластины,принимается по табл. 1 настоящего приложения;

W_н.с - скорость при прохождениимаксимального секундного расхода нагреваемой воды.

ПРИМЕР РАСЧЕТА

Выбрать и рассчитать водоподогревательнуюустановку пластинчатого теплообменника собранного из пластин 0,6р длясистемы горячеговодоснабжения того же ЦТП, что и в примере с кожухотрубнымисекционными водоподогревателями. Следовательно,исходные данные, величины расходов и температуры теплоносителейна входе и выходе каждой ступени водоподогревателя принимаются такими же,как и в предыдущем примере.

1. Проверяем соотношение ходов в теплообменнике I ступени по формуле (1), принимая DР_н = 100кПа и DР_гр = 40 кПа;

Соотношениеходов не превышает 2, следовательно, принимается симметричная компоновкатеплообменника.

2. По оптимальной скорости нагреваемой водыопределяем требуемое число каналов по формуле (2)

3. Общее живое сечение каналов в пакетеопределяем по формуле (3) (m_н принимаем равным 20).

4. Фактические скорости греющей и нагреваемойводы по формулам (4) и (5):

5. Расчет водоподогревателя I ступени:

а) коэффициенттеплоотдачи от греющей воды к стенке пластины, формула (6), принимая из табл. 1 А = 0,492:

б) коэффициенттепловосприятия от стенки пластины к нагреваемой воде, формула (7)

в) коэффициенттеплопередачи, принимая j = 0,8, формула (8)

г) требуемая поверхность нагрева водоподогревателя Iступени, формула (1) прил. 5

д) количество ходов (или пакетов при разделении наодноходовые теплообменники), формула (9)

Принимаем трихода;

е)действительная поверхность нагрева водоподогревателя I ступени, формула (10)

ж) потеридавления I ступени водоподогревателя по греющей воде, формула(12),принимая j = 1 и из табл. 1 Б = 3:

6. Расчет водоподогревателя II ступени:

а) коэффициенттеплоотдачи от греющей воды к стенке пластины,формула (6):

б) коэффициенттепловосприятия от пластины к нагреваемой воде, формула (7)

в) коэффициент теплопередачи, принимая j = 0,8, формула (8):

г) требуемая поверхностьнагрева водоподогревателя II ступени, формула (1) прил. 5:

д) количество ходов (или пакетов при разделении на одноходовыетеплообменники), формула (9):

Принимаем 2хода;

е)действительная поверхность нагрева водоподогревателя II ступени, формула (10):

ж) потеридавления II ступени водоподогревателя по греющей воде, формула (12):

з)потери давления обеих ступеней водоподогревателяпо нагреваемой воде, принимая j = 1,5, при прохождениимаксимального секундного расхода воды на горячее водоснабжение, формула (11):

В результатерасчета в качестве водоподогревателя горячеговодоснабжения принимаем два теплообменника (I и II ступени) разборной конструкции (Р) с пластинами типа 0,6р,толщиной 0,8 мм, из стали 12Х18Н10Т (исполнение 01), на двухопорной раме (исполнение 2К), с уплотнительнымипрокладками из резины марки 359 (условноеобозначение - 10). Поверхность нагрева Iступени - 71,4 м², II ступени - 47,4 м². Схема компоновкиIступени:

схема компоновкиII ступени.

Условное обозначение теплообменников, указываемое вбланке заказов, будет:

I ступени: Р0,6р-0,8-71,4-2К-01-10

II ступени Р0,6р-0,8-47,4-2К-01-10

Расчетводоподогревателя, собранного из пластинчатыхтеплообменников фирмы «Альфа-Лаваль» (технические характеристики см. в табл.4),показывает, что в I ступень требуется установить теплообменник М15-BFG8 с числом пластин 64, площадь поверхности нагрева 38,4м²(коэффициент теплопередачи - 4350 Вт/(м²×°С)).

Таблица 4

Поиск по сайту: