Параметров теплоносителей

Как было показано выше, зависимость среднего коэффициента теплоотдачи шарового твэла от массовой скорости, параметров теплоносителя и геометрии укладки найдена для Re5=104 в виде

ОПТИМИЗАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ

5.1. ОПТИМИЗАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ В ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ РЕАКТОРАХ

Тлава 5. Оптимизация параметров теплоносителя и геометрических размеров шаровых твэлов высокотемпературных реакторов ... 91

Системы теплоснабжения создают с учетом вида и параметров теплоносителя, максимального часового 'расхода теплоты, изменения потребления теплоты во времени (в течение суток, года), а также с учетом способа использования теплоносителя потребителями.

Тарифы на тепловую энергию зависят от параметров теплоносителя. Кроме того, они различны в разных энергосистемах. Тариф на теплоэнергию дифференцируется таким образом, что с понижением параметров отпускаемого пара снижается отпускная цена. Это объясняется тем, что отпуск пара более низких параметров увеличивает выработку электроэнергии на тепловом потреблении, дает дополнительную экономию топлива. При теплоснабжении потребителей горячей водой требуются дополнительные устройства (пароводяные сетевые подогреватели, насосы и др.), что удорожает отпуск единицы теплоты горячей водой в сравнении с паром. В табл. 26.1 приводятся примеры тарифов на тепловую энергию по трем энергосистемам страны.

величина тепловых нагрузок и параметров теплоносителя;

При увеличении разности температур tc—^к возникает дополнительное усложнение процесса, связанное с изменением физических параметров теплоносителя с температурой. Чем значительней перепады температур, тем больше различаются вязкость, теплопроводность и теплоемкость теплоносителя в разных точках в пределах пограничного слоя. В итоге этот эффект оказывает влияние на интенсивность теплоотдачи. Например, если тепло передается от капельной жидкости к стенке (т. е. происходит охлаждение жидкости в пограничном слое), то температура слоев жидкости у поверхности становится меньше, а вязкость, следовательно, больше и скорость течения уменьшается. Изменяется гидродинамическая картина течения, что вызывает также изменение и теплоотдачи.

Индексы «ж» и «с» указывают на то, что физические свойства теплоносителя относятся к t№ и tc соответственно. Множитель (Ргж/Ргс)0'25, входящий в эти формулы, представляет собой поправку, учитывающую влияние изменения физических параметров теплоносителя с изменением температуры на теплоотдачу. Можно сказать, что этот множитель характеризует зависимость теплоотдачи от направления и величины теплового потока.

При увеличении разности температур tc— /ж происходит дополнительное усложнение процесса, связанное с изменением физических параметров теплоносителя с температурой. Чем значительней перепады температур, тем больше отличаются вязкость, теплопроводность и теплоемкость теплоносителя в разных точках в пределах пограничного слоя. В итоге этот эффект оказывает влияние на интенсивность теплоотдачи. Например, если теплота пере-

Индексы «ж» и «с» указывают на то, что физические свойства теплоносителя относятся к tx и tc соответственно. Множитель (Ргж/Ргс)0'25, входящий в эти формулы, представляет собой поправку, учитывающую влияние изменения физических параметров

Таким образом, вычисленная последним способом движущая сила изменилась при тех же исходных данных в 28 раз. Соответственно коэффициент ADa имеет более стабильное значение, чем pZ). Поэтому зависимости с использованием потенциала d при расчете массообмена в контактных аппаратах можно применять в более широком диапазоне параметров теплоносителей, чем зависимости с рп или Рп. В числе других причин этим также можно объяснить то обстоятельство, что эмпирические расчетные зависимости имеют ограниченное применение. Больше того, разности парциальных давлений и концентраций пара, связанных уравнением состояния газа (для двух точек можно написать Рщ/Pnz = pniTi/(pn2T2), могут иметь различные знаки, так как для ненасыщенного пара соотношение между рп и Т может быть любым. Поэтому эти разности могут равноправно рассматриваться как движущие силы массоообмена только при изотермических или близких к ним условиях, т. е. опять-таки в узком интервале изменения параметров сред.

Технологические процессы в котельных установках: теплотехнический контроль и регулирование параметров теплоносителей, контроль процесса горения топлива, контроль и регулирование разрежения, пропорционирование расходов газа и воздуха, стабилизация давления нагреваемой воды в подающем трубопроводе тепловой сети и др. осуществляются с помощью различных схем автоматизации.

РАСЧЕТ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ТЕПЛОНОСИТЕЛЕЙ И РАБОЧИХ ВЕЩЕСТВ НА ЭВМ

Глава вторая. Расчет теплофизических параметров теплоносителей и рабочих веществ на ЭВМ.....11

В практике используют два вида расчетов аппаратов: конструкционные .и поверочные. Задача конструкционного расчета — определить площадь поверхности теплообменника при заданных температурах входа и выхода греющего и воспринимающего тепло потоков теплоносителей, тепловую мощность аппарата, гидравлические сопротивления по трактам обоих теплоносителей. Геометрические характеристики аппарата — диаметр труб, их длину, расстояние между трубами—определяют на основе расчетов -нескольких вариантов конструкций, из которых выбирают оптимальную. Задача поверочного расчета — определить площадь поверхности теплообменника, гидравлические -сопротивления по трактам обоих теплоносителей, свойства которых отличаются от свойств теплоносителей, для которых он проектировался. Геометрические характеристики аппарата известны. Из всех параметров теплоносителей (входной и выходной температур, тепловой мощности) какие-то два неизвестны и подлежат определению. Поверочные расчеты проводят также при оценке характеристик теплообменников на частичных (не номинальных) режимах.

Поверочный расчет выполняется для выявления возможности использования имеющегося или стандартного теплообменника для применения в заданном технологическом процессе. Целью этих расчетов является определение параметров теплоносителей при заданной тепловой нагрузке, как правило, отличной от номинальной.

ления физических параметров теплоносителей при расчетах на ЭЦВМ, а также результаты исследований.

Косвенная запись уравнений обычно используется при определении термодинамических параметров теплоносителей. Зависимости между термодинамическими параметрами представляются подпрограммами, оформляемыми в виде процедур. В описание элементов включаются обращения к этим процедурам. Например, зависимость между энтальпией газов (ИГ) и температурой (ТГ) может быть представлена двумя полиномами:

Кроме того, за счет тепловых ВЭР металлургические заводы вырабатывают значительное количество пара (до 300—600 т/ч и более) давлением от 0,15 до 4,5 МПа, что составляет от 30 до 60% максимальной потребности завода в паре. На некоторых заводах выработка пара за счет ВЭР превышает летнюю потребность в паре и теплоте, соответственно возникает вопрос о способах использования летних избытков пара и теплоты, получаемых за счет ВЭР. При этом на заводах часто остаются неиспользованными значительные количества тепловых ВЭР, в частности, так называемых низкопотенциальных (НВЭР). Поэтому возможности полного и эффективного круглогодичного использования тепловых и горючих ВЭР очень важны для правильного построения ТЭС ПП, охватывающей все виды энергоресурсов, которые на нем появляются и используются. На большинстве крупных энергоемких предприятий различных отраслей промышленности, в том числе металлургических заводах, в составе ТЭС ПП имеется целый ряд отдельных подсистем различных энергоресурсов (подсистемы пара, горючих газов, сжатого воздуха, кислорода, горячей воды и т. п.), которые в какой-то степени являются самостоятельными (см. рис. 1.1). Но эти подсистемы отдельных ЭР одновременно являются и органической составной частью теплоэнергетической системы завода в целом. ТЭС ПП, с одной стороны, синтезирует подсистемы отдельных видов энергоресурсов, а с другой — сама строится на их базе, причем отнюдь не как механическая сумма систем отдельных видов ЭР, а как новое образование, иерархически более высокое. Соответственно ТЭС ПП оказывают большое обратное влияние на правильное оптимальное построение подсистемы для какого-то одного вида ВЭР (выбор направления и способа использования, параметров теплоносителей режима работы и др.). В свою очередь, подсистемы и ресурсы отдельных видов ВЭР определяют возможные варианты построения ТЭС ПП в целом. Таким образом, вопросы как построения подсистем использования отдельных видов ЭР, так и построения ТЭС ПП не могут решаться изолированно, а должны оптимизироваться комплексно, исходя из народнохозяйственных интересов страны. Как известно, при комплексной оптимизации (системном подходе) оптимальные решения по отдельным частям комплекса могут получаться даже существенно отличными, чем при изолированных оптимизациях построения подсистем отдельных видов энергоресурсов.

В задачу поверочного расчета входят определение КПД котла и расхода топлива, а также параметров теплоносителей на границах всех поверхностей нагрева для оценки надежности работы котла на заданном виде топлива. Промежуточные температуры теплоносителей и температура уходящих газов за котлом вначале неизвестны, поэтому расчет ведется методом последовательных приближений. Температурой уходящих газов f>yx задаются с последующим уточнением. Расчет считается закон-

жанию температуры перегретого пара. Значения параметров теплоносителей на границах поверхностей нагрева принимаются в соответствии с рекомендациями табл. 1.34.