Величину тепловой нагрузки подогревателя (кВт) можно определить с помощью уравнений теплового баланса или теплопередачи:
, (1)
, (2)
где G – расход воды через подогреватель, кг/с;
с – удельная теплоемкость воды, принимаемая равной 4,19 кДж/(кг·К);
t’’, t’ - температура воды до и после подогревателя, оС;
k – коэффициент теплопередачи, Вт/(м2·К);
F – поверхность нагрева подогревателя, м2 (задана).
Δtср – средняя разность температур (оС) между теплоносителями, определяемая по формуле
, (3)
где tн – температура насыщения греющего пара в подогреве, оС (находится с помощью h-s диаграммы по давлению пара в подогревателе).
Уравнение (1) позволяет рассчитать тепловую нагрузку любого из сетевых подогревателей (СП1 или СП2), поскольку в его правую часть входят характеристики, снимаемые по показаниям приборов при проведении испытаний. Совместное решение уравнений (1) и (3) позволяет получить формулу для расчета коэффициента теплопередачи сетевого подогревателя, Вт/(м2·К):
.
В процессе эксплуатации могут иметь место нарушения водного режима тепловых сетей в результате аварийной подпитки сырой водой, присосов воздуха в теплосети, неудовлетворительного качества деаэрации подпиточной воды и т. п. Это приводит к коррозии тепловых сетей, интенсивному отложению накипи на трубках сетевых подогревателей и соответствующему уменьшению коэффициента теплопередачи подогревателей. Для обеспечения требуемого подогрева сетевой воды приходится повышать давление пара в отборе и тем самым снижать удельную теплофикационную выработку электроэнергии.
Рассчитывается действительный (эксплуатационный) коэффициент теплопередачи. О загрязнении трубок подогревателя можно судить по величине недогрева сетевой воды до температуры греющего пара, оС:
,
в сравнении с величиной недогрева для чистого подогревателя, определяемой по рис. 1, где Δt(оС) представляет величину подогрева сетевой воды в подогревателе, т. е.
,
а G и Gном – расход сетевой воды: по опытным данным и номинальный, кг/с.
Рис. 1
Например, величина недогрева для чистого подогревателя ПСГ-2300-2-8-1 (ПСГ-2300-3-8-П) при номинальном расходе воды и максимально допустимом ее подогреве (на 50 оС) не превышает 6 оС. Если величина недогрева в процессе эксплуатации достигает 15 оС, инструкцией по эксплуатации регламентируется обязательная чистка сетевого подогревателя. В противном случае снижение удельной теплофикационной выработки электроэнергии, составляющее в указанных условиях около 3,5 %, приведет к значительному перерасходу условного топлива на ТЭЦ (до 6000 т в расчете на одну турбину Т-100/120-130 при равенстве недогревов в обоих подогревателях).
Теоретический коэффициент теплопередачи, т. е. коэффициент теплопередачи, чистого сетевого подогревателя kч можно рассчитать, приняв за температуру насыщения пара, оС
.
Коэффициент загрязнения сетевого подогревателя
.
