РД 34.26.101-94. Методические указания по расчету предельно допустимой температуры нагреваемой воды, обеспечивающей отсутствие поверхностного кипения в водогрейных котлах
(утв. РАО «ЕЭС России» 30.09.1994)
Примечание
Документ введен в действие с 1 июля 1995 года. Взамен РД 34.26.101-87.
30 сентября 1994 года
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО РАСЧЕТУ ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ НАГРЕВАЕМОЙ ВОДЫ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩЕЙ ОТСУТСТВИЕ ПОВЕРХНОСТНОГО КИПЕНИЯ В ВОДОГРЕЙНЫХ КОТЛАХ
1 июля 1995 года
Разработаны Всероссийским дважды ордена Трудового Красного Знамени теплотехническим научно-исследовательским институтом (АООТ «ВТИ»).
Утверждены Департаментом науки и техники РАО «ЕЭС России» 30 сентября 1994 г.
Начальник департамента А.П. Берсенев.
Периодичность проверки — 5 лет.
Настоящие методические указания устанавливают единые требования к расчету температурного режима чистых поверхностей нагрева водогрейных котлов и водогрейных контуров пароводяных котлов всех типов с целью исключения поверхностного кипения воды, качество которой удовлетворяет нормам РД 34.37.504-83 «Нормы качества подпиточной и сетевой воды тепловых сетей».
1. РАСЧЕТ МИНИМАЛЬНО ДОПУСТИМОГО НЕДОГРЕВА ВОДЫ ДО КИПЕНИЯ
1.1. При проектировании и эксплуатации водогрейных котлов одним из условий, обеспечивающих их надежность и экономичность, является отсутствие интенсивного образования отложений накипи в поверхностях нагрева, начинающегося при возникновении двухфазного потока, т.е. при появлении поверхностного кипения.
1.2. Расчет минимально допустимого недогрева воды до кипения \Delta t_{\text{нед}}^{\text{мин}} в градусах Цельсия, гарантирующего отсутствие поверхностного кипения воды, ведут для наиболее разверенных труб и определяют по эмпирической формуле
\Delta t_{\text{нед}}^{\text{мин}} = 43,5 \frac{q \cdot d^{0,2}}{(\rho_{w})^{0,8}} \cdot \frac{\mu^{0,8}}{\lambda_{\text{ж}}\text{Р}r_{\text{ж}}} (\frac{\text{Р}r_{\text{ст}}}{\text{Р}r_{\text{ж}}})^{0,06} \cdot \text{С}_{\beta} (1)
где 43,5 — постоянный числовой коэффициент;
q — максимальный удельный тепловой поток, воспринятый внутренней поверхностью трубы, Вт/м2, по экспериментальным данным;
\rho_{w} — массовая скорость воды в разверенной трубе, кг/м2·с, из гидравлического расчета;
d — внутренний диаметр трубы, м;
\mu — коэффициент динамической вязкости, Па·с;
\lambda_{\text{ж}} — коэффициент теплопроводности воды, Вт/(м·К);
\text{Р}r_{\text{ж}} , \text{Р}r_{\text{ст}} — коэффициент Прандля воды, отнесенный к температуре воды и стенки;
\text{С}_{\beta} — опытный коэффициент, учитывающий обогрев различных образующих труб в зависимости от угла их отклонения от вертикального положения; для вертикальной трубы \text{С}_{\beta} = 1,0 , а для наклонных труб \text{С}_{\beta} постепенно изменяется и при горизонтальном положении составляет для верхней образующей 1,24 и для нижней образующей — 0,5.
1.3. Для типоразмеров труб диаметром Ø 83 x 3,5; 60 x 3; 32 x 3; 28 x 3, наиболее часто используемых в радиационных и конвективных поверхностях нагрева водогрейных котлов, значения \Delta t_{\text{нед}}^{\text{мин}} , определенные в соответствии с формулой (1) при температуре 130 °C, представлены на рисунках 1 - 4 в графическом виде.
1.4. Рассчитанные по формуле (1) значения \Delta t_{\text{нед}}^{\text{мин}} определяют совокупность предельных режимных параметров котла (температуры воды на выходе из котла — t_{\text{к}}\prime\prime , давления за котлом — P_{\text{к}}\prime\prime , расхода воды через котел — G_{\text{в}} и теплопроизводительности — Q), обеспечивающих отсутствие поверхностного кипения воды в самых теплонапряженных его поверхностях нагрева.
2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРЕДЕЛЬНЫХ РЕЖИМНЫХ ПАРАМЕТРОВ КОТЛА
2.1. Расчет максимально допустимой температуры воды на выходе из котла \Delta t_{\text{к}}\prime\prime^{\text{макс}} в градусах Цельсия, непревышение которой предотвращает поверхностное кипение, определяют по формуле
где t_{\text{пред}} = t_{s\Delta} - \Delta t_{\text{нед}}^{\text{мин}} — предельно допустимая температура воды в самой теплонапряженной поверхности нагрева, °C;
t_{s} — температура кипения воды, отнесенная к ее давлению на выходе из котла, °C;
\delta t — температурная развертка рассчитываемой поверхности нагрева, °C, принимается по экспериментальным данным;
\Delta t — приращение температуры воды в поверхностях нагрева котла, расположенных за рассчитываемой, °C, принимается по тепловому расчету котла.
Значения t_{\text{пред}} для реального диапазона изменения давления воды за котлом и в зависимости от \Delta t_{\text{нед}}^{\text{мин}} представлены на рисунке 5 в графическом виде.
2.2. Значение предельной теплопроизводительности котла (Q) определяется максимальным удельным тепловым потоком в самой теплонапряженной поверхности нагрева.
2.3. Значение расхода котловой воды (G_{\text{в}}) соответствует массовой скорости в наиболее разверенной трубе.
3. ТРЕБОВАНИЯ К ТЕМПЕРАТУРНОМУ РЕЖИМУ ВОДОГРЕЙНЫХ КОТЛОВ
В случае если реальные значения температуры воды за котлами выше \Delta t_{\text{к}}\prime\prime^{\text{макс}} , то для снижения отрицательного влияния поверхностного кипения воды на их надежность рекомендуется проведение мероприятий, не требующих коренных изменений трубных пакетов;
котлы эксплуатировать преимущественно на газе;
ограничивать теплопроизводительность котлов (пиковую нагрузку брать возможно большим числом установленных агрегатов);
поддерживать в эксплуатации расход котловой воды не ниже номинального;
повысить давление воды за котлом до 2,0 МПа, за счет установки регулирующих клапанов типа РК-1 с условным диаметром до 700 мм в отводящих трубопроводах прямой воды станции;
включать водогрейные котлы в теплосеть через водо-водяные теплообменники.