Тепловые расчеты регенеративных подогревателей могут выполняться как поверочные и как конструкторские. Мы выполняем конструкторский расчет, в результате которого определим площадь поверхности нагрева и конструктивные размеры подогревателя.

В основе теплового расчета лежат уравнения теплового баланса и теплопередачи. Для условий, когда одним из теплоносителей является пар, а другим - вода, уравнение теплового баланса имеет вид:

Q = G·(h''в – h'в) = Dп·(hп – hдр)·η,

где Q – поток теплоты, передаваемой нагреваемой среде в подогревателе, кВт; Dп, G - расходы пара и воды, кг/с; h"в, h'в – удельные энтальпии нагреваемой воды на выходе и входе подогревателя, кДж/кг; hп, hдр – удельные энтальпии греющего пара на входе в подогреватель и конденсата греющего пара (дренажа) на выходе из подогревателя, кДж/кг; η – коэффициент, учитывающий потери теплоты в окружающую среду (равен 0,98 – 0,99).

Площадь поверхности теплообмена подогревателя F определяется из уравнения теплопередачи. Для подогревателей принято определять ее значения по наружному диаметру труб Fн:

,

где k - коэффициент теплопередачи, Dt – средний температурный напор.

Расчет ведём по методике [5].

Исходные данные принимаем из расчета тепловой схемы.

Температура и энтальпия воды на входе в подогреватель

Температура и энтальпия воды на выходе из подогревателя

Температура насыщения, давление и энтальпия воды в подогревателе

Значения давления, энтальпии, энтропии и температуры пара в отборе

Расход пара на подогреватель

Расход воды на подогреватель

Среднее давление воды в ПНД

Недогрев в ПНД

Параметры нагреваемой среды в ПНД

Определяем среднее значение температуры конденсата

По значениям  и  определяем из таблиц теплофизических свойств пара и воды значения удельного объема, кинематической вязкости, теплопроводности, числа Прандтля

3.2.3. Количество теплоты, передаваемое греющим паром в подогревателе

Значение температурного напора

Площадь поверхности нагрева

Принимаем коэффициент теплопередачи k=3,4 кВт/(м2×°C) и приближенно оцениваем площадь поверхности нагрева

Принимаем, что трубки в ПНД применяются из нержавеющей стали диаметрами dн=16 мм, dвн=14 мм. Соответственно толщина стенки трубок ст=1 мм. Теплопроводность нержавеющей стали λст =18 Вт/(м2·К). Число ходов воды – 4.

Определяем среднюю активную длину труб для отдельных отсеков подогревателя (на основе чертежа выбранного прототипа)

Параметры греющего пара

Находим по температуре насыщения значения плотности воды, пара, кинематической вязкости, теплопроводности, динамической вязкости, удельной теплоты парообразования