Технологические энергосистемы предприятий

      Динамическая вязкость мазута находится по формуле:

m = nr,

здесь  r – плотность мазута, кг/м³;

      n – кинематическая вязкость мазута, м²/с:

,

здесь  t – температура мазута в МР или температура стенки трубки;

 м²/с;

 м²/с;

 кг/м³ (из п. 4.2);

 кг/м³;

 Па·с;

 Па·с;

      Re_м – критерий Рейнольдса для мазута, 

,

здесь n_м – кинематическая вязкость мазута, рассчитанная при температуре мазута в МР, м²/с;

      w_м – средняя скорость течения мазута в трубках подогревателя, м/с,

      

 м/с;

;

      Pr _м – критерий Прандтля для мазута,

,

здесь все величины для мазута рассчитываются при температуре в МР;

 Вт/(м·град);

 Дж/(кг·град) (из п. 4.1);

;

      Gr_м – критерий Грасгофа для мазута,

,

здесь  g – ускорение свободного падения, м²/с;

      b_м – коэффициент объемного расширения мазута, град^–1;

,

где  r_1м, r_2м – плотности мазута, рассчитанные соответственно при температурах t_1м – на 5°С  ниже и t_2м – на 5°С выше температуры мазута в МР;

°С;    кг/м³;

°С;    кг/м³;

 град ^–1.

      Dt_р – разность температур между мазутом и стенкой трубки, град;

;

= 297,2 Вт/(м² ·град).

8.3 Определение линейной плотности теплового потока

      от  пара к стенке:

 Вт/м;

      от  стенки к мазуту:

 Вт/м.

      Т. к. q_1пар и q_1м отличаются больше, чем на 3%, изменим температуру стенки и пересчитаем α_м.

Путем последовательных приближений приходим к выводу, что  °C.

= 0,136 Вт/(м·град);

 м²/с;

 Па·с;

;

= 329,6 Вт/(м² ·град).

 Вт/м;

 Вт/м.

Расчет  считается законченным, а коэффициент - определенным, т.к. и отличаются менее, чем на 3%. 

8.4 Определение линейного  коэффициента теплопередачи

      Линейный  коэффициент теплопередачи от пара к мазуту находим по формуле для цилиндрической стенки, не учитывая термическое сопротивление металлической стенки трубки ввиду его малости:

 Вт/(м ·град).

9 Расчет суммарной  длины трубок подогревателя

      Необходимая суммарная длина трубок в подогревателе

 м.

      Фактическая суммарная длина трубок в подогревателе  должна быть на 30–40 % больше необходимой (запас объясняется загрязнением мазутной стороны подогревателя в процессе эксплуатации).

      Подбираем 4 секции подогревателя:

 м.

10 Расчет гидравлического  сопротивления контура  рециркуляции мазута

10.1 Расчет потерь  в трубопроводах

10.1.1 Скорость мазута в трубопроводах

,

где Q – объемный расход мазута, м³/с;

      d – внутренний диаметр трубопровода, м.

 м/с.

10.1.2 Критерий Рейнольдса

.

10.1.3 Коэффициент Дарси

.

10.1.4 Потери на трение по длине для каждого трубопровода

      

;

10.1.5 Рассчитываем местные потери для каждого трубопровода

     

,

где - сумма коэффициентов местных сопротивлений на каждом трубопроводе. - коэффициент потерь на входе из МР во всасывающий трубопровод; - коэффициент потерь с выходной скоростью из нагнетательного трубопровода; ; ; - коэффициент потерь на все повороты трубопровода.

- приведенный  суммарный коэффициент потерь  на арматуре

10.1.6 Рассчитываем суммарные гидравлические потери на каждом трубопроводе

10.2 Расчет потерь  в подогревателе

10.2.1 Рассчитываем потери на трение по длине в трубках подогревателя

,

где l – длина трубок в подогревателе, м;

z – число ходов в подогревателе;

.

10.2.2 Рассчитываем местные потери в подогревателе. При этом:

Расчетная скорость w соответствует скорости во входном патрубке:

1. - входная камера (вход и поворот на 90°);
2. - поворот из одного хода в другой;
3. - выходная камера (поворот на 90° и выход).

Расчетная скорость w соответствует скорости в трубках:

1. - вход в трубки;
2. - выход из трубок.

; ;

; ; 

. 

10.2.3 Рассчитываем суммарные гидравлические потери в подогревателе 

 

10.3 Подбор насоса

     Рассчитываем  суммарные гидравлические потери в  контуре рециркуляции, сложив значения, найденные в п.п. 10.1.6 и 10.2.3.

     Для подбора насоса переведем найденную  величину потерь из метров столба мазута в Па:

,

где - плотность мазута при температуре в МР, кг/м³;

- ускорение  свободного падения, м/с²;

- суммарные  гидравлические потери в контуре  рециркуляции, м.

     Часовой расход мазута:

 
 

Выбираем масляный шестеренный насос марки НМШ32-10-18/10-1. 

Конструкция:

Конструктивно масляные насосы представляют собой  объемные насосы. Роль рабочего органа выполняют шестерни. При вращении шестерен на стороне всасывания создается разрежение, и жидкость под перепадом давления (атмосферного и на всасывании насоса) заполняет полости между зубьями, перемещается в сторону нагнетания и вытесняется в нагнетательный патрубок.

Перекачиваемая  жидкость:

Насосы шестеренные типа НМШ и агрегаты электронасосные на их основе предназначены для перекачивания нефтепродуктов (масло, мазут, дизельное топливо, в том числе для подачи мазута в котельных установках) без механических примесей. Они выпускаются в климатическом исполнении У, категории размещения 3 по ГОСТ 15150-69.  

Технические характеристики:

Подача: 18 м³/ч;

Давление насоса: 1 МПа;

Частота вращения: 980 об/мин;

Мощность двигателя: 7,5 кВт. 

Условные обозначения:

НМШ32-10-18/10-1

  НМШ - насос  масляный шестеренный на лапах

  32 - подача насоса в литрах на 100 оборотов

  10 - наибольшее давление насоса, кгс/см²

  18 - подача насоса в агрегате, м³/ч

  10 - давление на выходе из насоса в агрегате, кгс/см²

  * - условное обозначение материала проточной части насоса (без обозначения – чугун)

  1 - исполнение двигателя.

 

Список литературы

1. Ривкин, С.Л., Александров, А.А. Термодинамические  свойства воды и водяного пара. Изд. 2-е, перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1984. – 80 с.: ил.
2. Соколов, Е.Я. Теплофикация и тепловые сети: Учебник для вузов. – 9-е изд., стереот. – М.: Издательство МЭИ, 2009. – 472 с. : ил.