ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ КОНДЕНСАТОРА

Гидродинамический расчет конденсатора паровой турбины в общем случае включает в себя расчеты гидравлического сопротивления конденсатора по водя­ной стороне (Н_к) и парового сопротивления аппарата на пути движения пара от горловины конденсатора к патрубку отсоса паровоздушной смеси (Δр_к). Знание величины гидравлического сопротивления необходимо, прежде всего, для выбора циркуляционных насосов конденсационной установки. Паровое сопротивление оказывает существенное влияние на интенсивность теплообмена в конденсаторе и давление паровоздушной смеси на входе в него.

Гидравлическое сопротивление конденсатора по водяной стороне (разность дав­лений охлаждающей воды на входе и выходе конденсатора) определяется суммой потерь на трение и на местные сопротивления:

(109)

где z число ходов воды;

гидравлическое сопротивление трубок конденсатора;

гидравлическое сопротивление при входе охлаждающей воды в трубки и при выходе из них;

гидравлическое сопротивление водяных камер конденсатора;

коэффициент сопротивления трения при движении воды в трубках (для конденсаторов обычно λ = 0,025...0,037);

L полезная длина трубок конденсатора;

d_вн внутренний диаметр трубок;

ξ = 1,0...1,5 коэффициент, учитывающий способ крепления трубок в труб­ных досках конденсатора (при двухсторонней развальцовке ξ ≈1,0);

ρ плотность охлаждающей воды;

w_в скорость движения воды в трубах;

w_кам скорость движения воды в водяных камерах конденсаторов, обычно w_кам = (0,15...0,30) ∙ w_в .

На практике для расчета гидравлического сопротивления кон­денсаторов широкое распространение получила приближенная формула А. М. Ка­занского (уточненная Л. Д. Берманом):

(110)

где b поправочный коэффициент, учитывающий внутренний диаметр трубок и среднюю температуру охлаждающей воды (см. табл. 3). При t_в^ср ≠ 20 °С значение b следует умножить на коэффициент φ =1 + 0,007 ∙ (20 - t_в^ср ).

Табл. 3 Поправочный коэффици­ент b в формуле А.М. Казанского

	0,093	0,070	0,064	0,058

Гидравлическое сопротивление конденсаторов паровых турбин — составная часть нормативной характеристики конденсационной установки, и по значению этого сопротивления косвенно судят о расходе охлаждающей воды и общем заг­рязнении конденсатора.

Гидравлическое сопротивление конденсаторов паровых турбин при номиналь­ном расходе охлаждающей воды составляет 35…45 кПа.

Паровое сопротивление конденсатора (разность давлений паровоздушной сме­си на входе в конденсатор и в месте ее отсоса воздушным насосом) зависит от его конструктивных и режимных параметров: компоновки трубного пучка, скорости пара на входе и в межтрубном пространстве, гидродинамики пленки конденсата и других факторов. При проектировании конденсатора стремятся получить по воз­можности малое паровое сопротивление.

Точное вычисление парового сопротивления ∆р_красчетным путем практичес­ки невозможно, что определяется его зависимостью от множества факторов. Применяе­мые в настоящее время методы расчета базируются на анализе и обобщении опыт­ных данных по натурным конденсаторам и носят в основном оценочный характер.

Для оценки парового сопротивления конденсатора чаще всего пользуются за­висимостью, предложенной ВТИ:

(111)

где с_к коэффициент парового сопротивления конденсатора;

G_к расход пара в конденсаторе, кг/ч;

v_n удельный объем пара, поступающего в конденсатор, м3/кг;

L полезная длина трубок конденсатора, м;

d_н наружный диаметр трубок, мм;

N общее количество трубок в конденсаторе.

Коэффициент с_к =(0,16…0,24) ∙10^-4 зависит в основном от компоновки трубно­го пучка. Меньшее значение принимается при хорошо развитом входном сечении трубного пучка с большим фронтом натекания и при небольшой глубине пучка.

Диапазон изменения ∆р_к в конденсаторах различных паровых турбин достаточно широк и в отдельных случаях достигает 1 кПа. Как показывает опыт эксплуатации [8,9,14], паровое сопротивление конденсаторов при номинальном расходе пара не должно превышать 0,45...0,50 кПа.