Проектирование ГРЭС (стр. 13 из 19)
Конструкция пластинчатого теплообменника содержит набор гофрированных пластин, изготовленных из коррозионно-стойкого материала, с каналами для двух жидкостей, участвующих в процессе теплообмена. Пакет пластин размещен между опорной и прижимной плитами и закреплен стяжными болтами. Каждая пластина снабжена прокладкой из термостойкой резины, уплотняющей соединение и направляющей различные потоки жидкостей в соответствующие каналы. Необходимое число пластин, их профиль и размер определяется в соответствии с расходами сред и их физико-химическими свойствами, температурной программой и допустимой потерей напора по горячей и холодной стороне.
Гофрированная поверхность пластин обеспечивает высокую степень турбулентности потоков и жесткость конструкции теплообменника. Размещение патрубков для ввода и отвода сред возможно как на опорной, так и на прижимной плитах. Пластины и прокладки изготавливают из материалов, стойких к обрабатываемой среде.
Жидкости, участвующие в процессе теплопередачи, через патрубки вводятся в теплообменник. Прокладки, установленные специальным образом, обеспечивают распределение жидкостей по соответствующим каналам, исключая возможность смешивания потоков. Тип гофров на пластинах и конфигурацию канала выбирают в соответствии с требуемой величиной свободного прохода между пластинами, обеспечивая оптимальные условия процесса теплообмена.
Когда пластины сжаты вместе в наборе, отверстия в углах представляют собой продолжительные туннели или трубы, ведущие к среде от входов в набор пластин, где они размещаются в узких проходах между пластинами.
Из-за положения прокладок на пластинах и альтернативного размещения соседних пластин, оба теплоносителя входят в альтернативные проходы. Например, горячий теплоноситель проходит между нечётными проходами, а холодный теплоноситель – между четными. Таким образом, среды вступают в контакт через тонкую металлическую перегородку, а для улучшения теплообмена течение сред осуществляется противотоком. Проходя через аппарат, горячая среда отдает определенное количество тепла тонкой перегородке, которая в свою очередь охлаждается холодной средой с противоположной стороны. В результате, температура горячего теплоносителя снижается, а холодного – повышается. Далее среды проходят подобные отверстия – туннели на другом конце пластин и выпускаются из теплообменника.
Произведем расчет площади теплообменной поверхности верхнего сетевого (ВС) и нижнего сетевого (НС) подогревателей. Конструктивная схема и общий вид подогревателя изображены на рисунке 6 графической части.
2.19.1 Расчет верхнего сетевого подогревателя
Тепловая нагрузка теплообменного аппарата, кДж,
, (2.142)где
– расход сетевой воды через подогреватель (из расчета принципиальной тепловой схемы), кг/с; 
– энтальпия сетевой воды на выходе из ВС (из расчета принципиальной тепловой схемы), кДж/кг; 
– энтальпия сетевой воды на входе в ВС (из расчета принципиальной тепловой схемы), кДж/кг; 
Площадь поверхности теплообмена,
, 
(2.143)где k=3000 – коэффициент теплопередачи,
; 
– среднелогарифмический температурный напор, ºС. 
(2.144)где
и 
- большая и меньшая разница температур, ºС; 
(2.145) 
(2.146)
По заводским данным выбираем теплообменник типа НН №43ТС –
с характеристиками, указанными в таблице 2.5Таблица 2.5 – Характеристики теплообменника
| Характеристики | Численное значение |
| Ширина теплообменного аппарата, мм | 770 |
| Высота теплообменного аппарата, мм | 1503 |
| Максимальная длина теплообменного аппарата, мм | 1527 |
| Вес, кг | 1644–1824 |
| Рабочее давление, МПа | 1,0 |
| Испытуемое давление, МПа | 1,3 |
| Максимальная температура, ºС | 150 |
| Количество пластин, шт. | 137 – 189 |
| Максимальная площадь теплообмена, | 86,0 |
| Толщина пластины, мм | 0,6 |
| Тип рифления пластин | ТК, ТL |
| Материал пластин | нерж. сталь AISI 316 |
| Материалпрокладок | резина EPDM |
| Расположение патрубков | на передней плите |
| Диаметр присоединений, мм | 200 |
| Количество / диаметр резьбовых стяжек | 8 / М36 |
| Номинальный диапазон расходов, т/ч | 30 – 650 |
| Номинальный диапазон мощностей, кВт | 1000 – 20000 |
2.19.2 Расчет нижнего сетевого подогревателя
Тепловая нагрузка теплообменного аппарата по формуле (2.142), кДж,
Большая разница температур по формуле (2.145), ºС;
Меньшая разница температур по формуле (2.146), ºС;
Среднелогарифмический температурный напор по формуле (2.144), ºС;
Площадь поверхности теплообмена по формуле (2.143),
, 
По заводским данным выбираем теплообменник типа НН №43ТС –
с характеристиками, указанными в таблице 2.6Таблица 2.6 – Характеристики теплообменника
| Характеристики | Численное значение |
| Ширина теплообменного аппарата, мм | 770 |
| Высота теплообменного аппарата, мм | 1503 |
| Максимальная длина теплообменного аппарата, мм | 1707 |
| Вес, кг | 1528–1630 |
| Рабочее давление, МПа | 1,6 |
| Испытуемое давление, МПа | 2,1 |
| Максимальная температура, ºС | 150 |
| Количество пластин, шт. | 196 – 231 |
| Максимальная площадь теплообмена, | 105,3 |
| Толщина пластины, мм | 0,6 |
| Тип рифления пластин | ТК, ТL |
| Материал пластин | нерж. сталь AISI 316 |
| Материалпрокладок | резина EPDM |
| Расположение патрубков | на передней плите |
| Диаметр присоединений, мм | 200 |
| Количество / диаметр резьбовых стяжек | 8 / М36 |
| Номинальный диапазон расходов, т/ч | 30 – 650 |
| Номинальный диапазон мощностей, кВт | 1000 – 20000 |
2.20 Узел учета отпускаемой тепловой энергии
2.20.1 Характеристика тепломагистрали ГРЭС
Тепломагистраль ГРЭС служит для подачи теплоносителя (теплофикационной воды) в тепловые сети. Внутренний диаметр подающего и обратного трубопроводов
обеспечивает максимальный расход теплоносителя 429,7 т/ч при скорости 
. Давление в подающем трубопроводе 
, температура в подающем трубопроводе 
, давление в обратном трубопроводе 
, температура в обратном трубопроводе 
. Материал трубопроводов – Сталь 3.2.20.2 Выбор оборудования узла учета тепловой энергии и его характеристики
Для осуществления коммерческого учета расхода теплоносителя, его параметров и тепловой энергии в подающем и обратном трубопроводах тепломагистрали устанавливаются приборы учета. Узел учета тепловой энергии источника должен соответствовать «Правилам учета тепловой энергии и теплоносителя», 1995 г., «Правилам эксплуатации теплопотребляющих установок и тепловых сетей потребителей» и «Правилам техники безопасности при эксплуатации теплопотребляющих установок и тепловых сетей потребителей». В соответствии с «Правилами учета тепловой энергии и теплоносителя» в системах теплоснабжения приборами узла учета должны определяться следующие величины: