16+
Регистрация
РУС ENG
Расширенный поиск
http://www.eprussia.ru/epr/76/5296.htm
Газета "Энергетика и промышленность России" | № 12 (76) декабрь 2006 года

Методика расчета кожухотрубных теплообменных аппаратов

Новые технологии С. Е. Исаев, к. т. н., А. Ф. ЧЕРНОВ, к. т. н., П. И. Бажан, д. т. н., А. Н. Назин (г. Нижний Новгород)

Современные кожухотрубные теплообменные аппараты для систем водоснабжения (КТАСТ), в которых реализованы наиболее эффективные решения по схемам тока, толщинам стенок труб, корпусов, фланцев, трубных решеток, крышек без снижения их прочности и осуществлена интенсификация теплоотдачи путем накатки кольцевых плавноочерченных выступов на внутренней поверхности трубы и в сравнении с теплообменными аппаратами, спроектированными на основе конструктивных решений 50-летней давности и выпускаемыми до сих пор, например по ГОСТ 27590‑88, выигрывают практически по всем показателям.

Основным недостатком КТАСТ является невозможность достижения высоких значений коэффициентов теплоотдачи при низких скоростях течения теплоносителей (достоинство пластинчатых аппаратов), вследствие чего они не могут конкурировать с пластинчатыми теплообменными аппаратами (ПТА) ведущих мировых производителей в тех случаях, когда требуется передавать большие тепловые потоки при малых температурных напорах.

Преимущество ПТА по высоким значениям коэффициента теплопередачи, однако, сводится на нет в случае загрязнения этих теплообменников. ПТА с расчетным коэффициентом теплопередачи (без загрязнения теплообменной поверхности) 7000 Вт/(м2 К) в случае нарастания на теплообменной поверхности слоя накипи толщиной 0,3 мм (для ПТА рядовой случай) имеет коэффициент теплопередачи 2545 Вт/(м2 К), что в 2,75 раза меньше расчетного значения.

Отсюда следует, что при рас­чете и оптимизации параметров водоводяных КТАСТ и ПТА всегда необходимо считать поверхность теплообмена покрытой слоем загрязнений с термическим сопротивлением 0,00012 м2 К/Вт, что эквивалентно сопротивлению слоя накипи толщиной 0,15‑0,3 мм с теплопроводностью 1,2‑3 Вт/(м2 К). Многолетняя эксплуатация КТАСТ показывает нехарактерность большой загрязняемости в этих аппаратах в силу эффекта самоочистки поверхности труб направленными в пограничный слой турбулентными вихрями, возникающими при обтекании плавноочерченных турбулизаторов определенной высоты, расположенных на оптимальном расстоянии друг от друга, и разрушающими отложения на той стадии, когда они представляют собой маловязкие структуры. При этом оказывается, что КТАСТ в загрязненном состоянии характеризуются коэффициентами теплопередачи, которые ничуть не хуже коэффициентов теплопередачи загрязненных ПТА.

Процесс выбора наилучшей конструкции КТАСТ должен представлять собой интерактивный диалог изготовителей КТАСТ и заказчиков этих аппаратов, при этом субъекты договорных отношений должны рассчитывать параметры КТАСТ по различным методикам.

Изготовители КТАСТ и ПТА для этой цели должны использовать компьютерные программы поверочного теплового расчета, в которых реализованы не только последние достижения теории теплообмена, но и теории теплообменных аппаратов в части расчета среднего температурного напора, тепловой эффективности, зависящих от схемы тока теплоносителей и неизвестных концевых температур. Кроме этого, должны моделироваться байпасные и обводные течения (при наличии в межтрубном пространстве КТАСТ поперечных перегородок). Авторы статьи используют в своей компьютерной программе уравнения. Выполненные автором многочисленные проверки показали, что в подавляющем большинстве расчетных случаев не следует стремиться к решению распределенных задач, хотя возможности современных компьютеров это позволяют. Многолетний опыт выполнения расчетов КТАСТ показывает, что поэлементный тепловой расчет или интервально-итерационные тепловые расчеты КТАСТ не позволяют достичь большего приближения результатов расчетов к результатам экспериментальной проверки параметров КТАСТ, выполненной на исследовательском стенде или на месте эксплуатации, по сравнению с так называемым интегральным тепловым расчетом, основанным на использовании сосредоточенной модели КТАСТ. А если это так, то излишнее усложнение компьютерных программ нерационально.

Заказчики КТАСТ или ПТА должны оценивать параметры заказываемых аппаратов с помощью малотрудоемкой методики проектного расчета, аналогичной по сути методике СП 41‑101‑95. Подобная методика должна включать в себя следующие шаги: анализ и преобразование к удобному виду исходных данных; предварительный выбор изготовителя и анализ имеющихся рекламных материалов изготовителя; расчет коэффициента теплопередачи (для КТАСТ отнесенного к наружной поверхности труб) с помощью регрессионного уравнения типа.

Отправить на Email

Для добавления комментария, пожалуйста, авторизуйтесь на сайте

Также читайте в номере № 12 (76) декабрь 2006 года:

  • Грузия пока не готова к изъятию всех видов нестандартного бензина

    Изъятие с грузинского рынка не соответствующего европейским стандартам бензина вызвало бы разные негативные сопровождающие процессы. Как сообщил в беседе с собкором «Тренда» в Грузии президент Союза импортеров, экспортеров и потребителей нефтепродуктов Вано Мтвралашвили, это вызвало бы резкое подорожание цен на топливо, а также массовое банкротство малых и средних компаний. «Это, в конце концов, привело бы к прекращению торговых отноше...

  • Коллегия ОАО «ТГК-4»

    В Воронеже состоялось заседание выездной коллегии ОАО «Территориальная генерирующая компания № 4». В ее работе приняли участие директора региональных филиалов и энергосбытовых компаний ТГК-4, представители областных администраций и органов исполнительной власти, курирующие вопросы топливно-энергетического комплекса и жилищно-коммунального хозяйства. На коллегии было подчеркнуто, что модернизация и строительство энергетических мощ...

  • Запущен второй блок Северо-Западной ТЭЦ

    В Санкт-Петербурге 29 ноября 2006 года введен в эксплуатацию второй энергоблок Северо-Западной ТЭЦ мощностью 450 МВт. В торжественной церемонии открытия энергоблока приняли участие министр экономического развития Италии Пьер Луиджи Берсани, председатель правления РАО «ЕЭС России» Анатолий Чубайс и генеральный директор итальянской электроэнергетической компании «ENEL» Фульфио Конти. В последние годы в Ленинградской энергосистеме, охваты...

  • Энергетика: большой сегмент для маленькой компании

    Малому бизнесу должна оказываться всяческая поддержка – государственная, нормативная и финансовая. В разных сферах экономики предпринимательство выживает по‑разному. А как существует малый бизнес в энергетике? Ведь в реформирующейся отрасли, несомненно, найдется место не только для крупных структур, созданных путем слияния или разделения энергогигантов, но и тем, кто может владеть узким сегментом на рынке. Или же проще, как,...

  • Расширяем сеть

    Торговое представительство ОАО «Севкабель-Холдинг» – «Севкабель-Украина» – 20 ноября 2006 года открыло новый офис в Киеве, с помощью которого планирует существенно увеличить объемы поставок кабельно-проводниковой продукции за счет активной деятельности в столице. Открытый в Киеве филиал – пятый по счету на территории Украины, отделения уже успешно действуют в Днепропетровске, Львове, Полтаве и Харькове. По словам ген...