Расчет гидравлической разверки

Гидравлические схемы паровых котлов, как правило, имеют сложную структуру, состоящую из последовательно и параллельно соединенных элементов. Любое параллельное соединение элементов или труб в элементе приводит к перераспределению расходов как между элементами, так и между трубами в элементах. Поэтому действительный расход в разверенной трубе не может быть найден без расчета расходов в элементах. Возникает задача расчета гидравлической разверки первоначально в подпотоках (определение межпоточной гидравлической разверки), а затем между трубами в элементе (межтрубная разверка). Поясним это на примере схемы пароперегревательного тракта барабанного котла (рис. 39). Пусть пароперегреватель котла выполнен в виде двух секций, каждая из которых состоит из двух элементов, расположенных симметрично слева (ступени 1л, 2л) и справа (1п, 2п) газохода котла.

Пар из барабана поступает на пароперегреватель двумя подпотоками А и Б. В поток А включены: левый элемент первой ступени 1л, правый элемент второй ступени 2п, подводящие и отводящие трубы. В поток Б включены: правый элемент первой ступени 1п, левый элемент второй ступени 2л, подводящие и отводящие трубы.

Оба потока выходят из барабана, внутри которого давление Р_б ивходят в общий собирающий коллектор с давлением Р_к. Элементы, включенные в подпотоки могут иметь заметные конструктивные отличия или неравномерное тепловосприятие, что вызывает межпоточную разверку.

В рассматриваемой схеме пароперегревателя распределение расходов по подпотокам обусловлено первым уровнем параллельности, когда общий перепад давления между барабаном и собирающим коллектором сохраняется на всех подпотоках. Как правило число подпотоков на этом уровне параллельности небольшое и для определения расходов по потокам используется методика расчета параллельных трубопроводов. Для этого на основе схемы пароперегревателя составляется расчетная схема (рис. 39 б), в соответствии с которой рассчитываются гидравлические характеристики трактов от барабана до коллектора каждого полпотока, т.е. зависимости и и строится эквивалентная характеристика пароперегревателя.

	При расчете эквивалентной характери­стики необходимо выполнить 2 усло­вия параллельности: · Расход в пароперегревателе дол­жен быть равен сумме расходов подпотоков · Перепад давления на подпотоках равен перепаду давления между общими узлами
Рис. 40 Определение расходов по подпотокам

Определение действительных расходов по подпотокам ясно из рис. 40.

Знание действительных расходов в подпотоках дает возможность определить давления и энтальпии среды на входе и выходе из элементов и произвести расчет межтрубной гидравлической разверки в любом элементе подпотока. Обычно в качестве разверенной трубы принимают трубы с минимальным перепадом давления. Координаты таких труб в элементе зависят от схемы включения коллекторов и берутся из табл. 1. Кроме этого, если в пароперегревательном элементе имеются змеевики с сильно отличающейся длиной или большим числом местных сопротивлений, либо размещенных в зоне максимального обогрева, то они должны также быть объектами расчета гидравлической разверки.

Основой для расчета межтрубной гидравлической разверки является зависимость для определения коэффициента гидравлической разверки (3.7)

Исходными данными для расчета являются:

· Давление среды на входе и выходе из элемента;

· Энтальпия среды на входе;

· Приращение энтальпии в элементе;

· Расход среды через элемент;

· Геометрические характеристики труб и коллекторов;

· Схема включения коллекторов;

· Коэффициент неравномерности тепловосприятия.

На основании этих исходных данных легко найти коэффициент гидравлической нетождественности, удельный объем среды, и составляющие перепадов давлений и средних труб, а так же величину изменения статического давления в коллекторах для средней и разверенной труб

Для разверенных труб и средний удельный объем неизвестны, т.к. эти параметры зависят от расхода среды в них, т.е. от величины, являющейся результатом расчета. Для решения задач такого типа используется метод иттераций или графоаналитический метод.

При использовании метода итераций предварительно задаются коэффициентом гидравлической разверки и определяют приращение энтальпии в разверенной трубе, находят средние значения удельного объема и плотности среды, нивелирную составляющую перепада давления в трубе и по формуле (3.7) рассчитывают коэффициент гидравлической разверки. Если полученное значение заданной погрешностью с принятым, то действительный расход в разверенной трубе соответствует рассчитываемому значению. В противном случае повторяют расчет при новом заданном значении.

При использовании графоаналитического метода задаются несколькими значениями коэффициента тепловой разверки (минимум тремя значениями) и для каждого значения находят, средние значения,, и по формуле (3.7) рассчитывают и произведение. Строят график (рис. 41).

	Согласно уравнению (3.1) произведе­ние коэффициенты теп­ловой неравномерности и конструк­тивной нетождественности заданы в исходных данных. Величине на графике соответствует действительное значение тепловой разверки (рис. 41). Соответствующий ему коэффициент гидравлической разверки и расход в разверенной трубе будет равен.
Рис. 41. Определение

Дата добавления: 2014-01-04