Теплотехника - Чечеткин А.В.
Скачать (прямая ссылка):
Зпр = ав (&ех - ?т), (5.16)
где коэффициент теплоотдачи на поверхности, обращенной внутрь змеевика ав, вычисляется по формулам [для Re = (0,6... 15) • 105; Рг = (7...67); D/iB = 8...18]:
ав = №атМ>; (5-17)
NuB = 0,001SReT°'76PrT°'4 (dB/D)-°-21, (5.18)
в которых dB и D — внутренний диаметр трубы змеевика и диаметр гиба его; ^^ — максимальная температура стенки, которая на 20 аС больше предельной температуры tK, приведенной в табл. 5.1; tT — средняя температура теплоносителя, °С (см.: Промышленная энергетика, 1982, № 5, с. 49-51).
На рис. 5.9 приведен эскизный чертеж теплогенератора ВОТ-1 конструкции Техэнергохимпрома мощностью 1163 кВт. Он может работать как на газообразном, так и жидком топливе (мазуте) и поэтому снабжен одной подовой горелкой 7 и тремя мазутными форсунками б. Радиационная поверхность нагрева теплогенератора 4, равная 43,3 м2, выполнена из стальной трубы d — 121 мм в виде змеевика D = 2600 мм. Конвективная поверхность нагрева 2, равная 36,6 м2, отделена от
292
радиационной плитой 3. Конвективная поверхность представляет собой восемнадцать параллельно включенных змеевиков диаметром 45 мм, объединенных входными и выходными коллекторами. Над конвективной поверхностью смонтирован воздухоподогреватель 1 : в вертикальных стальных трубках d = 40 мм движутся дымовые газы, в межтрубном пространстве — воздух. Как видно из рис. 5.9, теплоноситель входит в конвективную часть теплогенератора, а выходит нз радиационной части, причем на выходе из нее установлены четыре предохранительных клапана. В предтопке, вокруг газовой горелки, расположены шесть сопл 5 для подвода вторичного воздуха с целью разбавления продуктов сгорания топлива и, следовательно, снижения их температуры до предельно /допустимой. Теплогенератор ВОТ-1 имеет следующую характеристику при работе на теплоносителе АМТ-300: тепловая мощность — 1163 кВт; к. п. д. — 78,6% ; коэффициент избытка воздуха в топке — 1,78; тепловое напряжение поверхности нагрева радиационной части теплогенератора — 20,6 кВт/м2 ; конвективной — 3,5 кВт/м2, температура теплоносителя 290 °С на входе и 315 °С на выходе из теплогенератора.
При эксплуатации теплогенераторов ВОТ, как и парогенераторов ВОТ, контроль за исключением периода интенсивного разложения теплоносителя осуществляется путем периодического измерения вязкости и температуры вспышки теплоносителя. При повышении вязкости на 10 % при комнатной температуре или снижении температуры вспышки на 30% теплоноситель должен быть заменен на свежий.
В настоящее время в химической технологии для обогрева аппаратов при температурах от 400 до 550 °С применяют теплогенераторы ВТ, работающие на соляном теплоносителе — сплаве СС-4. На одном из отечественных заводов обогрев технологических аппаратов парами ртути был заменен на обогрев сплавом СС-4. Для этой цели Тех-энергохимпром спроектировал теплогенератор ТЭХП-ВТ-1,45 змеевико-вого типа тепловой мощностью 1,45 МВт, состоящий из радиационной и конвективной частей и воздухоподогревателя. Температура сплава СС-4 на входе в теплогенератор 425 °С, на выходе из него 455 °С. Теплогенератор предназначен для работы на природном газе. Расход газа - 165,7 м3/ч при коэффициенте избытка воздуха 1,27. Температура уходящих газов 327 °С, к. п. д. теплогенератора — 83,7 %. Средняя плотность теплового потока в радиационной части теплогенератора составляет 63,3 кВт/м2, температура стенки змеевика радиационной части 515 °С. Тепловая мощность радиационной части теплогенератора 1,13 МВт, конвективной — 0,32 МВт. Трехгодичная эксплуатация двух таких теплогенераторов показала, что они надежны в работе, причем указанные выше их параметры незначительно отличаются от расчетных.
В качестве циркуляционных насосов для сплава СС-4 используются стальные насосы пропеллерного типа с выносным валом либо бессальниковые затопленные центробежные насосы, приспособленные для перекачки горячих жидкостей с температурой 500... 550 °С.
На рис. 5.10 изображена принципиальная схема нагревательной установки с принудительной циркуляцией сплава СС-4. Стальной бак-хранилище 1 снабжен паровым змеевиком 4 для расплавления сплава
293
Воздух
/f\ /ТЛ Ф
и поддержания его в расплавленном состоянии во время работы установки (в змеевик подается пар давлением 1,0 МПа). В бак погружен циркуляционный насос 2, который нагнетает сплав в теплогенератор 3. Нагретый в нем сплав поступает в теплообменный аппарат 5, откуда снова возвращается в бак-хранилище. В целях уменьшения разложения сплава в баке-хранилище над теплоносителем создается «подушка» из инертных газов.
При рабочей температуре сплава СС-4 до 450 °С теплогенератор и технологические аппараты изготовляются из углеродистых сталей, а при температуре 450... 550 °С — из легированных сталей.
Рис. 5.9. Эскизный чертеж теплогенератора ВОТ-1 тепловой . мощностью 1163 кВт
Рис. 5.10. Принципиальная схема нагревательной установки с принудительной циркуляцией сплава СС-4
294
21
Пуск установки производится в такой последовательности. В бак 1 загружают сплав или его компоненты, заливают их водой и с помощью парового змеевика нагревают до температуры 180...200°С, при этом вода полностью испаряется. После этого зажигают горелки теплогенератора и одновременно пускают циркуляционный насос, который осуществляет циркуляцию теплоносителя по схеме: бак / — теплогенератор — байпасная линия 7 — бак 1 (при закрытом вентиле 8). По достижении сплавом рабочей температуры в схему циркуляции вводится теплообменник 5 путем переключения вентилей б и 8.
