Содержание
Принципиальная тепловая схема котельной……………………………………… 6
Введение…………………………………………………………………………………. 7
I. Расчет тепловой схемы отопительно-производственной котельной ………… 8
II. Аэродинамический расчет………………………………………………………... 15
Расчет дутьевой установки……………………………………………………. 15
Расчет тяговой установки……………………………………………………... 16
Аэродинамическое сопротивление котельной установки…………………….. 17
Проверка дымовой трубы на естественную тягу……………………………… 18
Выбор дымососов………………………………………………………………. 18
III. Расчет питательной установки ………………………………………………... 19
Выбор питательных насосов………………………………………………….. 19
Выбор конденсатных насосов………………………………………………… 20
Выбор деаэратора атмосферного типа с баком-аккумулятором………… 21
IV. Расчет водоподготовительной установки ……………………………………. 21
Расчет Na-катионитовой установки первой ступени……………………… 21
Расчет Na-катионитовых фильтров второй ступени……………………… 22
Описание компоновки котельной…………………………………………………... 24
Экспликация оборудования котельной……………………………………………. 25
Список используемой литературы………………………………………………….. 26
Рис. 1. Принципиальная тепловая схема котельной
Условные обозначения к рис. I
1 – блок котельных агрегатов; 2 – сепаратор непрерывной продувки; 3 – деаэратор питательной воды; 4 – охладитель выпара; 5 – редукционная установка; 6 – главный паровой коллектор; 7 – питательный насос; 8 – вторая ступень систем химводоочистки; 9 – первая ступень химводоочистки; 10 – пароводяной подогреватель сырой воды; 11 – водоводяной подогреватель сырой воды; 12 – охладитель продувочной воды;
|
13 – насос сырой воды; 14 – охладитель деаэрированной воды; 15 – пароводяной подогреватель химочищенной воды; 16 – охладитель выпара; 17 – деаэратор подпиточной воды; 18 – водоводяной подогреватель сетевой воды; 19 – пароводяной подогреватель сетевой воды; 20 – сетевой насос; 21 – подпиточный насос; 22 – бак-аккумулятор системы горячего водоснабжения; 23 – перекачивающий насос.
|
Введение.
Курсовой проект отопительно-производственной котельной включает следующие основные разделы:
– расчет тепловой схемы;
– аэродинамический расчет;
– расчет питательной и водоподготовительной установок.
Целью первого раздела является определение паровой нагрузки котельной и требуемого числа паровых котлов, оптимального значения величины загрузки котельных агрегатов и максимального расхода топлива котельной. В результате выполнения второго этапа определяют сопротивление воздушного и газового трактов котельной установки, рассчитывают основные параметры дымовой трубы, подбирают тягодутьевые устройства. Третий раздел посвящен расчету и выбору вспомогательного оборудования котельной, обеспечивающего питание котельных агрегатов.
I. Расчет тепловой схемы отопительно-производственной котельной
В настоящем разделе рассматривается тепловая схема отопительно-производственной котельной для открытой системы теплоснабжения. Основные принципы построения таких схем описаны в /I/.
В открытых системах теплоснабжения подготовленная в котельной вода не только служит теплоносителем, но и поступает на нужды горячего водоснабжения. Разбор воды производится непосредственно из трубопроводов тепловой сети без промежуточных подогревателей. Тепловая схема котельной для открытой системы теплоснабжения отличается от таковой для закрытой в основном производительностью водоподготовки для подпитки тепловых сетей. Количество подпиточной воды в этом случае определяется потерями в сетях, котельной и расходов воды на нужды горячего водоснабжения.
Так как расходы воды при открытой системе неравномерны по времени, то для выравнивания суточного графика нагрузок на горячее водоснабжение и уменьшения расчетной производительности оборудования водоподготовки предусматривают установку баков-аккумуляторов для деаэрированной сетевой воды. Из них в часы максимума потребления горячая вода подпиточными насосами подается к сетевым насосам.
Принципиальная тепловая схема отопительно-производственной котельной представлена на рис. 1. Схемой предусматривается отпуск потребителям тепла в виде насыщенного пара и горячей воды. Поэтому она является наиболее общей схемой, из которой путем исключения отдельных элементов, связанных с теплоносителем насыщенным паром, может быть получена схема отопительной котельной.
Исходными данными
для расчета
тепловой схемы отопительно-производственной
котельной при открытой системе
теплоснабжения являются: температура
наружного воздуха
оС;
температура воздуха внутри отапливаемых
зданий
оС;
максимальная
температура прямой сетевой воды
оС;
температура обратной сетевой воды
оС;
температура деаэрированной воды
после деаэраторов питательной и
подпиточной воды
оС,
температура подпиточной воды
°C;
температура сырой воды на входе в
котельную
°С;
температура сырой воды перед химводоочисткой
°С;
температура умягченной воды перед
деаэратором подпиточной воды
°С;
расчетная температура горячей воды в
местной системе горячего водоснабжения
°С;
повышающий коэффициент на средний
расход воды на горячее водоснабжения
за сутки наибольшего водопотребления,
удельный объем воды в системе теплоснабжения
g
= 40
м3/МBt
суммарного
отпуска тепла на отопление, вентиляцию
и горячее водоснабжение; температура
продувочной воды после охладителя
°С;
температура конденсата после блока
подогревательной воды
°C;
температура конденсата после паровых
подогревателей сырой и умягченной воды
оС;
температура конденсата после охлаждения
в водоводяном подогревателе сырой воды
°С;
температура конденсата возвращаемого
с производства
°С;
величина непрерывной продувки n
= 5%;
удельные
потери пара с выпаром из деаэратора
питательной воды
кг/кг
деаэрированной
воды; коэффициент собственных нужд
химводоочистки
;
коэффициент внутрикотельных потерь
пара
;
максимальный отпуск тепла из котельной
на отопление и вентиляцию
МВт;
средний отпуск тепла на горячее
водоснабжение за сутки наибольшего
водопотребления
МВт;
отпуск пара производственным потребителям
кг/с;
возврат конденсата от производственных
потребителей
кг/с.
На тепловой схеме указываются параметры (давление, МПа, температура, оС, энтальпия, кДж/кг):
пара вырабатываемого
котлами
;
пара после
редукционной установки
;
пара, образующегося
в сепараторе непрерывной продувки
;
пара, поступающего
в охладитель выпора из деаэратора
;
конденсата после
охладителя выпора
;
продувочной воды
на входе в сепаратор непрерывной продувки
;
продувочной воды
на выходе из сепаратора непрерывной
продувки
.
Расчет тепловой схемы, как и в случае закрытой системы теплоснабжения, выполняется для максимального зимнего режима. При проведении вычислений используется методика /2/, а результаты расчетов приводятся в международной системе единиц измерения СИ.
С целью определения удельного расхода пара на деаэрацию питательной воды для открытой системы теплоснабжения используется график удельного расхода пара на деаэрацию. График построен в зависимости от доли конденсата в суммарном расходе потоков, поступающих в деаэратор (кроме греющего пара), и от отношения количества умягченной воды, поступающей в деаэратор подпиточной воды, к количеству умягченной воды, поступающей в деаэратор питательной воды. Для учета влияния непрерывной продувки вводятся поправка с помощью графика Поправки на непрерывную продувку.
Расчет уравнений материальных и тепловых балансов выполняется методом последовательных приближений и сводится к следующему алгоритму.
1. Суммарный отпуск тепла на отопление, вентиляцию (ОВ) и горячее водоснабжение (ГВ) в максимальном зимнем режиме:
2. Расчетный расход сетевой воды:
3. Объем сетевой воды в системе теплоснабжения:
4. Расход подпиточной воды на восполнение утечек в теплосети:
5. Максимальный расход подпиточной воды (для выбора подпиточных насосов):
6. Средний расчетный расход подпиточной воды:
7. Расход обратной сетевой воды:
8. Среднемассовая температура обратной сетевой воды перед сетевыми насосами:
9. Расход воды на выходе из подпиточного деаэратора, принимается равным среднему расходу подпиточной воды:
10. Расчетная емкость баков-аккумуляторов:
11. Расход пара на подогреватели сетевой воды:
12. Расход конденсата после подогревателей сетевой воды, принимается равным расходу пара:
13. Расход выпара деаэратора подпиточной воды:
14. Расход пара на деаэрацию подпиточной воды:
15. Расход умягченной воды, поступающей в деаэратор подпиточной воды:
16. Расход сырой воды, соответствующий величине:
17. Расход пара для подогрева сырой воды в количестве:
18. Температура умягченной воды за охладителем деаэрированной воды:
19. Температура умягченной воды за пароводяным подогревателем к деаэратору подпиточной воды:
20. Расход пара на пароводяной подогреватель умягченной воды к деаэратору подпиточной воды:
21. Расход пара на установку горячего водоснабжения:
22. Паровая нагрузка на котельную:
23. расход конденсата после подогревателей сетевой воды и с производства:
24. Расход продувочной воды, поступающий в сепаратор непрерывной продувке (*):
25. Расход пара на выходе из сепаратора непрерывной продувке (*):
26. Расход продувочной воды на выходе из сепаратора непрерывной продувки (*):
27. Внутрикотельные потери пара (*):
28. Расход воды на выходе из деаэратора питательной воды (*):
29. Расход выпара деаэратора питательной воды (*):
30. Расход умягченной воды, поступающей в деаэратор питательной воды (*):
31. Расход сырой воды, соответствующий величине GХВО (*):
32. Расход пара для подогрева сырой воды в количестве Gсв (*):
33. Расход конденсата после подогревателей сырой и умягченной воды, поступающего в деаэратор питательной воды, соответственно расходам пара Dc, Dс/, Dу (*):
34. Суммарный расход потоков, поступающих в деаэратор питательной воды, кроме греющего пара (*):
35. Доля конденсата от подогревателей сетевой воды и с производства в суммарном расходе потоков, поступающих в деаэратор питательной воды (*):
36. Отношение расхода умягченной воды, поступающий в подпиточный деаэратор, к расходу умягченной воды, поступающий в питательный деаэратор (*):
37. Удельный расход пара на деаэратор питательной воды, определяется по графику:
38. Поправка на величину непрерывной продувки, определяется по графику:
39. Расход пара на деаэратор питательной воды (*):
40. Паровая нагрузка котельной без учета внутрикотельных потерь (*):
41. Внутрикотельные потери пара (*):
42. Суммарная паровая нагрузка котельной (*):
43. Расход продувочной воды, поступающей в сепаратор непрерывной продувки:
44. Количество пара на выходе из сепаратора непрерывной продувки:
45. Количество продувочной воды на выходе из сепаратора непрерывной продувки:
46. Расход воды на питание котлов (на входе из деаэратора питательной воды):
47. Расход выпара деаэратора питательной воды:
48. Расход умягченной воды, поступающей в деаэратор питательной воды:
49. Расход сырой воды, соответствующий величине GХВО:
50. Расход пара для подогрева сырой воды в количестве Gсв:
51. Расход конденсата от подогревателей сырой и умягченной воды, поступающего в деаэратор питательной воды, соответственно расходам пара Dc, Dс/, Dу:
52. Суммарный расход потоков, поступающих в деаэратор питательной воды, кроме греющего пара:
53. Доля конденсата после подогревателей сетевой воды и с производства в суммарном расходе потоков, поступающих в деаэратор питательной воды:
54. Отношение расхода умягченной воды, поступающий в подпиточный деаэратор, к расходу умягченной воды, поступающий в питательный деаэратор:
55. Удельный расход пара на деаэратор питательной воды с учетом поправки на величину непрерывной продувки:
56. Расход пара на деаэратор питательной воды:
57. Паровая нагрузка котельной без учета внутрикотельных потерь:
58. Суммарная паровая нагрузка котельной:
59. Процент расхода пара на собственные нужды котельной:
60. Расчетная паропроизводительность котлоагрегата:
61. Количество паровых котлов (округляется до целого):
62. Процент загрузки работающих котлоагрегатов:
Для определения расхода топлива необходимо определить отпуск теплоты из паропровода котельной, потери с продувкой и количество теплоты, возвращаемое с питательной водой.
63. Максимальный отпуск теплоты из паропровода котельной:
где i1 – энтальпия пара на выходе из котла, определяют по термодинамическим таблицам воды и водяного пара, кДж/кг.
64. Потери теплоты с продувкой:
где i7 – энтальпия котловой воды, кДж/кг;
iпв – энтальпия питательной воды, кДж/кг;
Gпр – расход продувочной воды, кг/с.
65. Количество теплоты, возвращаемой с питательной водой:
66. Расчетный расход теплоты:
67. Максимальный расчетный расход топлива котельной:
В качестве топлива используется природный газ с теплотой сгорания Qсн=36159кДж/м3 (см. проект №1).
КПД котельного агрегата по данным проекта №1 ηка = 90,34%. Тогда
