Matematyczne modelowanie podgrzewacza regeneracyjnego wody

• Autorzy: Otwinowski H. , Zhukov V. P. , Barochkin E. V.

Identyfikatory

DOI

10.7862/rm.2014.27

Warianty tytułu

EN

Mathematical modeling of the regenerative feedwater heater

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono macierzowy model wielostopniowego wymiennika ciepła. W modelu rozpatrzono zagadnienie wymiany ciepła pomiędzy parą nasyconą i wodą. Opracowany model wykorzystano do obliczeń regeneracyjnego podgrzewacza wody zasilającej kocioł w obiegu siłowni cieplnej. W rozpatrywanym przypadku czynnikiem grzejnym jest para wodna, która ulega kondensacji podczas przekazywania ciepła wodzie zasilającej kocioł. Na podstawie równań bilansu energii otrzymano układ równań różniczkowych, opisujących zmianę stopnia suchości gorącego czynnika oraz temperatury chłodnego czynnika w funkcji powierzchni wymiennika ciepła. Rozwiązanie tego układu równań umożliwia wyznaczenie temperatury wody zasilającej i stopnia suchości pary grzejnej w dowolnym punkcie rozpatrywanego wymiennika wielostopniowego. Warunkiem koniecznym rozwiązania układu równań jest określenie kierunku przepływu czynników gorącego i chłodnego oraz znajomość ich parametrów na wejściu do wymiennika. W artykule przedstawiono zasady określania kierunku przepływu obydwu czynników oraz metodykę tworzenia macierzy blokowej wielostopniowego wymiennika ciepła. Na podstawie obliczeń przeprowadzono analizę, która wykazała, że wyniki obliczeń umożliwiają ocenę stanu pracy podgrzewacza regeneracyjnego wody zasilającej kocioł. Przedstawiony macierzowy model wielostopniowego wymiennika ciepła może być wykorzystany do analizy efektywności pracy podgrzewaczy regeneracyjnych stosowanych w energetyce zawodowej i przemysłowej, ciepłownictwie oraz wymienników płaszczowo-rurowych stosowanych w przemyśle chemicznym, petrochemicznym, rafineryjnym, spożywczym i innych.

EN

In the paper matrix model of the multistage heat exchanger is presented. The problem of heat exchange between the saturated steam and water is considered in this model. The developed model was used for the calculation of the regenerative boiler feedwater heater in a cycle of the thermal power plant. In the presented case, the water vapor is a heating medium that condenses during the heat transfer in the boiler feedwater. On the basis of the energy balance equations, the system of differential equations describing the change of the steam dryness fraction of warm media and temperature of the cooler media as a function of the heat exchanger area is obtained. The solution of this system of equations allows the determination of the feed water temperature and the heating steam dryness fraction in any point of considered multistage heat exchanger. In order to solve the system of equations it is necessary to define the flow direction of both hot and cold media as well as knowledge of the parameters to input exchanger is needed too. The article presents the rules for determining the direction of both media flowing and methodology of creating a block matrix of multistage heat exchanger. On the basis of calculations the analysis was done, which shows that computation results allow to assess the operating conditions of regenerative boiler feedwater heater. The presented matrix model of the multistage heat exchanger can be used to analyze the efficiency of regenerative feed water heaters used in the power industry, heating plants and tubular heat exchangers used in the chemical, petrochemical, refining, food and others industries.

Słowa kluczowe

PL

wymiennik wielostopniowy; model macierzowy; przemiana fazowa; siłownia cieplna; woda zasilająca kocioł

EN

multistage exchanger; matrix model; phase transition; power plant; boiler feedwater

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Mechanika
• Rocznik: 2014
• Tom: z. 86 [290], nr 2
• Strony: 239--248
• Opis fizyczny: Bibliogr. 4 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Otwinowski H.

• Politechnika Częstochowska, al. Armii Krajowej 21, 42-201 Częstochowa

autor

Zhukov V. P.

• Ivanovo State Power Engineering University, Rabfakovskaya 34, 153003 Ivanovo, Russia

autor

Barochkin E. V.

• Ivanovo State Power Engineering University, Rabfakovskaya 34, 153003 Ivanovo, Russia

Bibliografia

• 1. Barochkin E.V., Zhukov V.P., Mizonov V.E., Otwinowski H.: Recyrkulacja nośników ciepła w układach wymienników o złożonej konfiguracji, Izv. VUZ "Khimiya i khimicheskaya technologiya", vol. 48, nr 1, 2005, s. 124-128.
• 2. Barochkin E.V., Zhukov V.P., Otwinowski H., Urbaniak D.: Modelowanie wielostopniowych wymienników ciepła, ZN Wydziału Inżynierii Procesowej, Materiałowej i Fizyki Stosowanej Politechniki Częstochowskiej, seria: Metalurgia, nr 48, 2005, s. 112-116.
• 3. Kostyuk A.G., Frolov V.V.: Turbiny elektrowni cieplnych i jądrowych, Izd. MEI, Moskwa 2001.
• 4. Nazmeev Yu.G., Lavygin V.M.: Wymienniki elektrowni cieplnych, Energoatomizdat, Moskwa 1998.