4 Котла де-10-14гм и 1 котел де-6,5-14гм

Целевая функция оптимизации выбора котлов:

К = к_у1* D_уст1 + ∑ (к_уi* D_устi) min

где К- аддитивный индекс относительных капитальных затрат на строительство котельной, ч/т;

к_у1- индекс удельных относительных капитальных затрат на ввод в эксплуатацию первого котоагрегата = 0,805;

D_уст1-установленная номинальная паропроизводительность первого вводимого котлоагрегата, т/ч;

к_уi- удельных относительных капитальных затрат на ввод в эксплуатацию остальных котоагрегатов = 0,332 и 0,437;

D_устi - установленная номинальная паропроизводительность остальных котлоагрегатов, т/ч.

Необходимо определить суммарную установленную мощность котельной по формуле:

D_уст =∑ D_устi , т/ч

Q_уст =∑ Q_устi, ГДж/ч,

где Q_устi= D_устi *(h_х-h_ПВ) *10^-3, ГДж/ч;

h_ПВ- энтальпия питательной воды при температуре t_ПВ,кДж/кг;

h_ПВ = с* t_ПВ, кДж/кг;

h_ПВ = 4,19 * 75 = 314,25 кДж/кг;

D_уст = 4*10 + 6,5 = 46,5 т/ч

Q_уст = Q_уст1 = Q_уст2 = Q_уст3 = Q_уст4 = Q_уст5 = 46,5*(2659,705-314,25)/1000 = 109,064 ГДж/ч

К = 0,805*10+0,332*3*10+0,437*6,5 = 20,85

Фактический резерв установленной мощности котельной определяется по формуле:

R= (D_уст - D^{ч max})100/ D^{ч max}_{, %}

где D^{ч max}- максимальная требуемая часовая выработка пара, т/ч

R = (46,5 – 35,04)100/35,04 = 32,71 %

Определение максимального часового расхода топлива

Максимальный часовой расход натурального топлива:

В_mах = D^ч_max(h_x –h_пв) 10³/(Q^р_н  η_к), кг(нм³)/ч

где Q^р_н – низшая теплота сгорания топлива = 40,3710³ кДж/кг (подбор топлива осуществляется по таблице 20) Рязанский, марки 40

D^ч_max = 35,04 т/ч

h_x = 2659,705 кДж/кг

h_пв = 314,25 кДж/кг

η_к = 90,5%

В_mах = 35,04(2659,705 – 314,25) * 10³/(40,37 * 10³ * 0,905) = 2249,49 кг/ч

Перевод расхода натурального топлива в условное:

В_у^max = В^max  Q^р_н /29300, кг/ч

где 29300 – низшая теплота сгорания условного топлива, кДж/кг.

B_у^max = 2249,49 * 40,37*10³ / 29300 = 3099,38 кг/ч

Расчет и подбор водоподогревателей систем отопления горячего водоснабжения

Для подогрева воды на нужды отопления и горячего водоснабжения применяются кожухотрубные теплообменники, в которых греющим теплоносителем является влажный насыщенный пар давлением 0,5 МПа (точка Б ).

Исходными данными для расчёта водоподогревателей являются максимальный часовой расход горячей воды V^max_гв = 80,14 м³/час и максимальный расход теплоты на отопительные нужды для самой холодной пятидневки года Q^*от = 31,12 ГДж/смену, а также температуры холодной t_хв = 10⁰С и горячей t_гв = 70 ⁰С воды в системе отопления, прямой t_пр = 132 ⁰С и обратной t_обр = 60 ⁰С воды в системе отопления и температуры конденсата после водоподогревателей t_к = 95⁰С (точка Ж) и t_к = 100⁰С (точка З). Коэффициенты теплопередачи К можно принять равными 1,6…2,0 кВт/м³К, принимаем 2,0 кВт/м³К.

Тепловая мощность системы горячего водоснабжения:

Q_гв = V^max_гвс (t_гв – t_хв )/3600, кВт

Q_гв = 80,14*4,19*1000(70 – 10)/3600 = 5596,44 кВт

где с – теплоёмкость воды = 4,19 кДж/кгК

ρ – плотность воды = 1000 кг/м³

t_гв – температура горячей воды = 70⁰С

t_хв – температура холодной воды = 10⁰С

Тепловая мощность системы отопления:

Q_от =1/8(Q^*_от  10⁶ ) / 1/3600, кВт

Q_от = 0,125(31,12*10⁶)/2,778 = 1400,287 кВт

Требуемая суммарная поверхность нагрева водоподогревателей системы горячего водоснабжения определяется по формуле:

F_гв = Q_гв /(К  Δt_ср ), м²

где Δtср – средняя разность температур между паром и нагреваемой водой, ^оС

Средняя разность температур определяется на основании температурного графика водоподогревателя.

t_н = 151,8⁰С (точка Б)

t_гв = 70^оС

t_к = 100^оС (точка З) – температура конденсата.

t_хв = 10 ^оС

Δtб = 151,8 – 70 = 81,8 ^оС

Δtм =100 – 10 = 90ºC

Δtб /Δtм = 81,8 / 90 = 0,91 < 1.7 , следовательно

Δtср = (Δtб + Δtм )/2= (81,8+90)/2 = 85,9ºC

F_гв = 5596,44/(2,0 * 85,9) = 35,58 м²

Требуемая суммарная поверхность нагрева водоподогревателей системы отопления определяется по формуле:

F_от = Q_от /(К  Δt_ср ), м²

^о

С

Средняя разность температур между паром и водой определяется на основании температурного графика

t_н = 151,8⁰С (точка Б)

t_пр = 132^оС

t_к = 95^оС (точка Ж) – температура конденсата.

t_об = 60^оС

Δtб =151,8 - 132 = 19,8ºC

Δtм = 95 – 60= 35 ºC

Δtб /Δtм = 19,8/35 = 0,57 < 1,7 , следовательно

Δtср = (Δtб + Δtм )/2 = (19,8+35)/2 = 27,4ºC

F_от = 1400,287/(2,0*27,4) = 25,55 м²

Водоподогреватели устанавливаются в центральном теплопункте. При их подборе следует руководствоваться следующими соображениями:

• Установленная суммарная поверхность нагрева аппаратов должна обеспечивать “пиковые” тепловые нагрузки;

• В целых повышения надёжности работы систем горячего водоснабжения и отопления и обеспечения возможности реконструкции производства для увеличения выпуска продукции необходимо предусматривать резерв производительности до 20 – 30%;

• Необходимо предусматривать возможности остановки любого из водоподогревателей для ремонта и ревизии в период межсезонья;

• Целесообразно устанавливать водоподогревалели одного или ближайших типоразмеров;

• Число устанавливаемых водоподогревалелей соответственно для отопления и горячего водоснабжения должно быть не менее 2;

• В тепловой схеме следует предусматривать возможность временного использования водоподогревателей системы отопления для нужд горячего водоснабжения и наоборот;

• В тепловой схеме системы централизованного горячего водоснабжения, а так же водяного и воздушного отопления, необходимо предусматривать возможность включения автономных систем, в которых в качестве теплоносителя могут использоваться вторичные энергоресурсы.

Подобраны водоподогреватели:

F_гв = 35,58 м²

F_от = 25,55 м²

Водоподогреватель системы отопления:

ПП 1-9-7-II 4 штуки F нагрева = 9,5

Резерв установленной мощности:

δFот= 100(F^ф от – Fот)/ Fот

δFот = 100(9,5*4 –25,55)/25,55 = 48,73 %

где F^ф_от - фактическая суммарная поверхность нагрева водоподогревателей для систем отопления

Водоподогреватель системы горячего водоснабжения:

ПП 2 - 9 –7IV 5 штук F нагрева = 9,5

Резерв установленной мощности:

δFгв= 100(F^ф гв – Fгв)/ Fгв

δFгв = 100((9.5*5) – 35,58)/35,58 = 35,50%

где F^ф_гв - фактическая суммарная поверхность нагрева водоподогревателей для систем отопления