【三段式U形管卧式高压加热器热力计算4400字】

三段式U形管卧式高压加热器热力计算目录TOC\o"1-3"\h\u12833三段式U形管卧式高压加热器热力计算 1110871.1高压加热器传热段 1294801.2原始数据 1325461.3选用数据 3306111.2.1管子直径 392931.2.2管内水速 3231451.4热力计算公式 4184091.1.1过热蒸汽冷却段热力计算 4168631.1.2疏水冷却段热力计算 7304151.1.3凝结段热力计算 9289221.5热力计算结果 11294941.6小结 161.1高压加热器传热段蒸汽冷却段设置在给水出口的部位，该段管子内部设置了隔板，使得蒸汽的流速和方向受到一定的控制，且因为隔板的存在，过热蒸汽和管板、壳体无法直接接触，热应力不会降低，蒸汽的过热度不会降低[16]，因此，当蒸汽与给水进行热交换时，给水可以被加热到蒸汽的饱和温度，这种情况下，传热效果更好。凝结段位于整个管系的中心，过热蒸汽通过蒸汽冷却段之后会进入到蒸汽凝结段，并且在这一段中继续与给水进行热交换。在这一段中，干燥的蒸汽开始凝结，蒸汽凝结会放出热量即汽化潜热，通过放出的汽化潜热与给水继续进行热交换，蒸汽中含有的不凝结气体会导致该段的传热效果降低，因此，在管束的中心部位设置了排气管，以确保不凝结的能够及时有效地排出高压加热器[17]。最后，蒸汽凝结水会进入到疏水冷却段，在这一段中利用冷却过程中放出来的热量继续与给水进行热交换，机组热效率提高，在这个过程中，凝结水的温度会不断下降直至饱和温度以下。1.2原始数据华电国际邹县发电厂2×1000MW机组工程概况如下：（1）锅炉采用东方锅炉厂—日本BH那公司生产的（DG3000/26.15-Ⅱ1型）超超临界、单炉膛、一次再热、平衡通风、前后墙对冲燃烧、固态排渣、变压直流炉。（2）汽轮机采用东方汽轮机厂—日本日立公司生产的（N1000-25.0/600/600型）超超临界、—次中间再热、四缸四排汽、单轴、双背压、凝汽式汽轮机。（3）发电机为三相同步汽轮发电机，采用水氨氦冷却方和自并励静态励磁系统。本设计针对华电国际邹县发电厂2×1000MW机组热力参数进行具体计算。表3-1原始数据项目符号单位2A高压加热器给水压力PwMPa30.38给水流量Gkg/s1444.27给水进口温度t10C219.0给水进口焓h1kJ/kg948.6给水出口温度t40C261.7给水出口焓h4kJ/kg1142.14蒸汽压力PSMPa4.82蒸汽饱和温度TS0C262.4蒸汽进口焓H1kJ/kg3075.9蒸汽温度T10C351.6蒸汽流量Dkg/s120.9疏水冷却段的疏水出口温度T40C224.6疏水冷却段的疏水出口焓H4kJ/kg971.46凝阶段的疏水出口焓HDkJ/kg1146.3图1.1计算参数1.3选用数据1.2.1管子直径根据《换热器设计手册》以及相关设计资料可以得到高压加热器的碳钢管壁厚宜在2-3mm左右，超高压以上机组高加的管壁宜不低于2.5mm；钼钢管壁厚通常取2-2.5mm；焊接的（即有缝的）或无缝的的不锈钢管，外径14-19mm，壁厚一般为1.5mm，不留腐蚀裕量。本设计2A高压加热器采用外径15.88mm的管子，碳钢管壁厚1.53mm。1.2.2管内水速平均温度通过进口和出口温度计算算术平均值得到或者按直接取用热力计算的数据。在平均温度下，在额定满负荷运行工况下的碳钢管和铜管的合适给水速度推荐为1.85m/s，或在1.85~2m/s之间，不得已时可略超过2m/s，但不应超过2m/s；本设计管内水速采用1.96m/s。1.4热力计算公式根据《火电厂热力交换器》中对三段式高压加热器的传热计算分析，列出以下热力计算公式：传热量（3-1）核算蒸汽量（3-2）1.1.1过热蒸汽冷却段热力计算（1）过热段蒸汽出口温度（3-3）（2）过热段蒸汽出口焓根据、查汽水性质表查得。传热量（3-4）过热段给水进口焓（3-5）（3）过热段给水进口温度根据、查汽水性质表查得。过热段对数平均温差（3-6）过热段蒸汽平均温度（3-7）（4）过热段蒸汽比容根据、查汽水性质表查得，过热段蒸汽通道截面积为隔板间最小截面减去该处管子外径所占截面。过热段横掠管束蒸汽流速（3-8）（5）过热段蒸汽动力粘度根据、查汽水性质表查得。过热段蒸汽运动粘度（3-9）过热段蒸汽雷诺数（3-10）（6）过热段蒸汽热导率、过热段蒸汽定压比热容根据、查汽水性质表查得。过热段蒸汽普朗特数（3-11）（7）过热段蒸汽至壁传热分系数（横掠叉排管束）（3-12）（横掠顺排管束时，）适用范围：（8）过热段给水均温（3-13）过热段给水比容根据、查汽水性质表查得。每行程内管数（3-14）过热段系数（3-15）过热段壁至水传热分系数（3-16）（9）管壁厚（3-17）壁热导率表3-2壁热导率材料温度推荐热力计算用的参考值20100200300400500低碳钢-50.748.646.142.338.949奥氏体不锈钢1Cr18Ni9Ti等16.316.317.618.821.422.217黄铜管117117.2117铜镍管B1046.152.158.470.281.1-58（10）管内侧污垢热阻查阅GB151-1999附录F7，对给水加热器的凝结段，管内给水侧的最小污垢热阻为0.000035222(m·℃)/W。管外侧污垢热阻（3-18）过热段和疏冷段的管子外表面的最小污垢热阻0.000052833(m2·℃)/W，此值适用于各种管材。（11）过热段总传热系数（3-19）（12）过热段计算传热面积（3-20）过热段实际传热面积（3-21）1.1.2疏水冷却段热力计算（1）凝结段疏水出口焓根据、查汽水性质表查得。凝结段传热量（3-22）凝结段给水进口焓（3-23）（2）凝结段给水进口温度根据、查汽水性质表查得。疏冷段传热量（3-24）疏冷段对数平均温差（3-25）疏冷段疏水平均温度（3-26）疏冷段给水平均温度（3-27）（3）疏冷段疏水通道截面积为隔板间最小截面减去该处管子外径所占截面。疏冷段疏水比容根据、查汽水性质表查得。疏冷段横掠管束疏水速度（3-28）（4）疏冷段疏水运动粘度根据、查汽水性质表查得疏冷段疏水雷诺数（3-29）（5）疏冷段疏水热导率、疏冷段疏水普朗特数，根据、查汽水性质表查得。疏冷段疏水至壁传热分系数（3-30）（6）疏冷段系数（3-31）疏冷段壁至水传热分系数（3-32）（7）疏冷段理论总传热系数（3-33）（8）疏冷段再热系数可取0.85~0.9。（9）疏冷段总传热系数（3-34）（10）疏冷段计算传热面积（3-35）疏冷段实际传热面积（3-36）1.1.3凝结段热力计算（1）凝结段对数平均温差（3-37）凝结段给水平均温度（3-38）凝结段汽侧壁温（3-39）凝结段汽液膜平均温度（3-40）（2）系数，查表3-3。表3-3系数（℃）（℃）（℃）（℃）0121010022002002430300210020148012023002202410320195040171014023702402400340174060191016024002602300360144080207018024202802210--（3）凝结段汽化潜热根据查汽水性质表查得。凝结段汽至壁传热分系数（3-41）（4）凝结段系数（3-42）凝结段壁至水传热分系数（3-43）（5）凝结段总传热系数（3-44）高压加热器各传热部分系数见表3-4，高压加热器各传热部总系数见表3-5。表3-4高压加热器各传热分系数的大致范围传热分系数名称符号大致范围过热蒸汽至壁传热分系数550-1800冷凝蒸汽至壁传热分系数6000-17000疏水至壁传热分系数1300-7500壁至水传热分系数9000-25000表3-5高压加热器各段总传热系数的大致范围传热区段名称热交换流体的大致范围过热段自过热蒸汽至给水350-1200凝结段自冷凝蒸汽至给水2300-4600疏冷段自疏水至给水800-2800加热器总传热面积F（3-46）1.5热力计算结果表3-6传热量热力计算名称符号单位公式数值加热器型式卧式U形管外径d0m选用0.01588U形管内径dim选用0.01335行程数-个选用2每行程管数N根选用2249总传热量QWG(279.5×106核算蒸汽量DˊKg/sQ−121.10表3-7过热蒸汽冷却段热力计算名称符号单位公式数值过热段蒸汽出口温度T℃-287.4过热段蒸汽出口焓HkJ/kg根据PS和T2查汽水性质表得2888.99过热段传热量QWD(22.597×106过热段给水进口焓hkJ/kgh1126.49过热段给水进口温度t℃根据Pw和h3查汽水性质表得258.34对数平均温差Δt℃51.87蒸汽平均温度T℃t311.89过热段蒸气比体积υm3/kg根据PS和Tf查汽水性质表得0.0497332管子中心间距Sm选用0.022过热段内管排数Z排选用70平均每排管数n根N42续表3-7名称符号单位公式数值折流板间距Lm选用0.380蒸汽通道截面面积Am2L×0.27横掠管束蒸汽流速ωm/sD×6.19蒸汽运动粘度νm2/s根据PS和Tf查汽水性质表得1.011×10-6蒸汽雷诺数R-ω97228蒸汽热导率λW/(m·℃)根据PS和Tf查汽水性质表得0.0543蒸汽定压比热容ckJ/(kg·℃)根据PS和Tf查汽水性质表得2.9175蒸汽普朗特数P-根据PS和Tf查汽水性质表得1.1007蒸汽至壁传热分系数αW/(m·℃)0.351218给水均温t℃1260.02给水比体积υm3/kg根据Pw和tf查汽水性质表得0.0012306管内水速ωm/sG1.57给水运动粘度νm2/s根据Pw和tf查汽水性质表得1.3395×10-7雷诺数R-ω156432给水热导率λW/(m·℃)根据Pw和tf查汽水性质表得0.6341给水普朗特数P-根据Pw和tf查汽水性质表得0.8011壁至水传热分系数αW/(m·℃)0.02314303管壁厚δm10.00253续表3-7名称符号单位公式数值壁热导率λW/(m·℃)取用49管内测污垢热阻R(m·℃)/W取用1.5222×10-5管外侧污垢热阻R(m·℃)/W取用5.2833×10-5过热度段总传热系数kW/(m·℃)1/(973过热段计算传热面积Fm2Q119.75过热段实际传热面积Fm2Nπ120表3-8凝结段热力计算名称符号单位公式数值饱和疏水焓HkJ/kg根据Ps查汽水性质表得1146.3凝结段传热量QWD59.31×106凝结段给水进口焓hkJ/kgh1026.28凝结段给水进口温度t℃根据Pw和h2查汽水性质表得236.4对数平均温差Δt℃t11.82汽至壁传热分系数αW/(m·℃)0.5894B8144管内给水均温t℃T250.58给水比体积υm3/kg根据Pw和tf查汽水性质表得0.00121192管内水速ωm/sG1.54续表3-8名称符号单位公式数值给水运动粘度νm2/s根据Pw和tf查汽水性质表得0.136933×10-6雷诺数R-ω150139给水热导率λW/(m·℃)根据Pw和tf查汽水性质表得0.6437给水普朗特数P-根据Pw和tf查汽水性质表得0.8078壁至水传热分系数αW/(m2·℃)0.02314094凝结段总传热系数kW/(m2·℃)1/(3605计算传热面积Fm2Q1391.89实际传热面积Fm2Nπ1400表3-9疏水冷却段热力计算名称符号单位公式数值疏冷段传热量QWG11.9375×106对数平均温差Δt℃T11.29疏水平均温度T℃t240.99疏水通道截面积Am22Ln0.16965横掠管束疏水速度ωm/sG0.5疏水运