2.3. Формування принципової схеми водгрійної котельні

Викреслити на аркуші (формат А4), згідно Додатка 2, принципову тепло­техно­ло­гіч­ну схему котельні з водогріними котлами у відповідності до переліку за­гальних вихідних даних на про­ек­­ту­вання та технічних рішень, щодо направ­лен­ня потоків сирої, хімочищеної, технологічної та грійної води.

2.4. Методика розрахунку теплової схеми котельні з водогрійними котлами

2.4.1. Визначити сумарне теплове навантаження житлового района – ∑Q_ЖР, МВт, з урахуванням втрат теплоти в тепломережі для трьох режимів за форму­лою:

∑Q_ЖР = (1,05 – 1,15) ( Q_опал + Q_ГВП + Q_вент) (2.1)

Результати визначення навести у таблиці 2.3.

Таблиця 2.3

Позн.	Один. виміру	Визначення результата	Значення для режимів
			МЗ	ТЗ	Л
∑QЖР	МВт	МЗ: ∑QЖР = ТЗ: Л:

2.4.2. Визначити експлуатаційний режим роботи котельні як режим з одним водо­грійним котлом, що працює з “базовим” температурни режимом і рівномір­ним розподілом тепло­вого навантаження для решти котлів.

2.4.3. Визначити експлуатаційну температуру води на вході у всі котли – t′_ВК, ^оС, для трьох режимів за рекомендацією п. 2.1.3.

- для МЗ режима: t′_ВК = 70 ^оС

- для ТЗ та Л режимів: t′_ВК = 60 ^оС –70 ^оС

Результати визначення навести у таблиці 2.4.

^{Таблиця 2.4}

Позн.	Один. виміру	Визначення результата	Значення для режимів
			МЗ	ТЗ	Л
t′ВК	оС	МЗ: t′ВК = ТЗ: Л:

2.4.4. Визначити експлуатаційну температуру води на виході з базового котла – t″_ВК.Б, ^оС, для трьох режимів за рекомендацією п. 2.1.3.

t″_ВК.Б = t″_ВК.НОМ

Результати визначення навести у таблиці 2.5.

Таблиця 2.5

Позн.	Один. виміру	Визначення результата	Значення для режимів
			МЗ	ТЗ	Л
t″ВК.Б	оС	МЗ: t″ВК.Б = ТЗ: t″ВК.Б = Л: t″ВК.Б =

5. Визначити експлуатаційну температуру грійної води на вході в теплообмін­ни­­ки технологічної, сирої, хімочищеної води та на вході в деаератор – t′_ТОА , ^оС для трьох режимів за рекомендацією п. 2.1.4.

t′_ТОА = t″_ВК.Б

Результати визначення навести у таблиці 2.6.

Таблиця 2.6.

Позн.	Один. виміру	Визначення результата	Значення для режимів
			МЗ	ТЗ	Л
t′ТОА	оС	МЗ: t′ТОА = ТЗ: t′ ТОА = Л: t′ ТОА =

5. Визначити експлуатаційну температуру води на виході з теплообмін­ників технологічної, сирої та хімочищеної води – t″_ТОА , ^оС, для трьох режимів за рекомендацією п. 2.1.20.

t″_ТОА= 65,0 ^оС

Результати визначення навести у таблиці 2.7.

Таблиця 2.7

Позн.	Один. виміру	Визначення результата	Значення для режимів
			МЗ	ТЗ	Л
t″ТОА	оС	МЗ: t″ТОА= ТЗ: t″ТОА= Л: t″ТОА=

2.4.7. Визначити витрату води з деаератора на підживлення (компенсацію втрат) тепломережі – G_ДА^підж, т/год, за формулою:

G_ДА^підж = G_убут (2.2)

Результати визначення навести у таблиці 2.8.

Таблиця 2.8

Позн.	Один. виміру	Визначення результата	Значення для режимів
			МЗ	ТЗ	Л
GДАпідж	т/год	МЗ: GДАпідж = ТЗ: GДАпідж = Л: GДАпідж =

2.4.8. Визначити витрату грійної води з “базового” водогрійного котла на деаератор – G_ДА^гр.в , т/год, та теплове навантаження деаератора – Q_ДА , МВт, за форму­ла­ми:

G_ДА^гр.в = (1 + α_вип) · G_підж · (t_ДА – t_хов″) / [(t′_ТОА – t_ДА)] (2.3)

Q_ДА = (G_ДА^гр.в/3,6) · 4,2· (t′_ТОА – t_ДА) · 10^–3 (2.4)

Результати визначення навести у таблиці 2.9.

Таблиця 2.9

Позн.	Один. виміру	Визначення результата	Значення для режимів
			МЗ	ТЗ	Л
GДАгр.в QДА	т/год МВт	МЗ: GДАгр.в = QДА = ТЗ: GДАгр.в = QДА = Л: GДАгр.в = QДА =

2.4.9 Визначити витрату води з деаератора – G″_ДА, т/год, для трьох режимів за формулою:

G″_ДА = (1 – α_вип) · G_підж + G_ДА^гр.в (2.5)

Результати визначення навести у вигляді таблиці 2.10.

Таблиця 2.10

Позн.	Один. виміру	Визначення результата	Значення для режимів
			МЗ	ТЗ	Л
G″ДА	оС	МЗ: G″ДА = ТЗ: G″ДА= Л: G″ДА=

2.4.10 Визначити витрату хімочищеної води, що надходить в деаератор – G_ХОВ , тЇгод, для трьох режимів за формулою:

G_ХОВ= (1 + α_вип) · G_підж (2.6)

Результати визначення навести у таблиці 2.11.

Таблиця 2.11

Позн.	Один. виміру	Визначення результата	Значення для режимів
			МЗ	ТЗ	Л
Gхов	т/год	МЗ: Gхов = ТЗ: Л:

2.4.11. Визначити витрату сирої води для підживлення теплової мережі – G_с.в., т/год, для трьох режи­мів за формулою:

G_с.в. = К_хво · G_хов., (2.7)

Результати визначення навести у таблиці 2.12.

Таблиця 2.12

Позн.	Один. виміру	Визначення результата	Значення для режимів
			МЗ	ТЗ	Л
Gс.в.	т/год	МЗ: Gс.в. = ТЗ: Л:

2.4.12. Визначити теплову потужність підігрівника сирої води (ПСВ) – Q_ПСВ, МВт, та витрату високотемпературної грійної води на ПСВ – G_ПСВ , т/год, для трьох режимів за формулами:

Q_ПСВ = (G_с.в. /3,6) · 4,2· (t″_с.в – t′_с.в) · 10^–3 (2.8)

G_ПСВ ^гр.в = Q_ПСВ· 3,6 · 10³ / [4,2 · (t′_ТОА – t″_ТОА)] (2.9)

Результати визначення навести у таблиці 2.13.

Таблиця 2.13

Позн.	Один. виміру	Визначення результата	Значення для режимів
			МЗ	ТЗ	Л
QПСВ GПСВгр.в	МВт т/год	МЗ: QПСВ = GПСВгр.в = ТЗ: QПСВ = GПСВгр.в = Л: QПСВ = GПСВгр.в =

13. Визначити теплову потужність підігрівника хімочищеної води (ПХВ) – Q_ПХВ, МВт, та витрату грійної води води на ПХВ – G_ПХВ^гр.в , т/год для трьох режи­мів, за формулами:

Q_ПХВ = (G_с.в. /3,6) · 4,2 · (t″_хов – t′_хов) · 10^–3 (2.10)

G_ПХВ^гр.в = Q_ПХВ · 3,6 · 10³ / [4,2 · (t′_ТОА – t″_ТОА)] (2.11)

Результати визначення навести у таблиці 2.14.

Таблиця 2.14

Позн.	Один. виміру	Визначення результата	Значення для режимів
			МЗ	ТЗ	Л
QПХВ GПХВ гр.в	МВт т/год	МЗ: QПХВ = GПХВгр.в = ТЗ: QПХВ = GПХВгр.в = Л: QПХВ = GПХВгр.в =

13. Визначити витрату технологічної води на підігрівник технологічної води (ПТВ) –G_техн.в, т/год, теплову потужність ПТВ – Q_ПТВ, МВт, та витрату грійної води води на ПТВ – G_ПТВ^гр.в, т/год, для трьох режимів, за формулами:

G_техн.в = Q_ПП · 3,6 ·10³ / (4,2 · t″_техн.в) (2.12)

Q_ПТВ = (G_техн.в /3,6) · 4,2 · (t″_техн.в – t′_техн.в) · 10^–3 (2.13)

G_ПТВ^гр.в = Q_ПТВ ·3,6·10³ / [4,2 · (t′_ТОА – t″_ТОА)] (2.14)

Результати визначення навести у таблиці 2.15.

Таблиця 2.15

Позн.	Один. виміру	Визначення результата	Значення для режимів
			МЗ	ТЗ	Л
Gтехн.в QПТВ GПТВгр.в	т/год МВт т/год	Gтехн.в = QПТВ = GПТВгр.в =

2.4.15 Визначити сумарну витрату грійної води з “базового” котла на на внутріш­нє споживання котельні – ΣG_вн^гр.в, т/год, для трьох режимів за формулою:

ΣG_вн ^гр.в = G_ПТВ^гр.в + G_ПХВ ^гр.в + G_ПСВ^гр.в + G_ДА^гр.в (2.15)

Результати визначення навести у таблиці 2.16.

Таблиця 2.16

Позн.	Один. виміру	Визначення результата	Значення для режимів
			МЗ	ТЗ	Л
ΣGвн гр.в	т/год	МЗ: ΣGвн гр.в = ТЗ: Л:

2.4.16 Визначити температуру зворотної води на вході мережних насосів (після змішування всіх потоків) – τ_звор , ^оС, за формулою:

τ_звор = (G₂ ·τ₂+ G_ПТВ ^гр.в · t″_ТОА + G_ПХВ ^гр.в · t″_ТОА + G_ПСВ^гр.в · t″_ТОА +

+ G″_ДА· t″_ДА) / (G₂ +G_ПТВ ^гр.в + G_ПХВ ^гр.в + G_ПСВ^гр.в + G″_ДА) (2.16)

Результати визначення навести у таблиці 2.17.

Таблиця 2.17

Позн.	Один. виміру	Визначення результата	Значення для режимів
			МЗ	ТЗ	Л
τзвор	оС	МЗ: τзвор = ТЗ: τзвор = Л: τзвор =

2.4.17. Визначити загальну теплову потужність котельні з “ви­роб­­леної” теплоти – ∑Q_КОТ, т/год, з урахуван­ням теплоти, внесеної во­дою підживлення, трьох режимів за формулою:

∑Q_КОТ = ∑Q_ЖР + Q_ПТВ + Q_ПХВ + Q_ПСВ + Q_ДА – (G_підж/3,6) · 4,2 · t_с.в·10^–3 (2.17)

Результати визначення навести у таблиці 2.18.

Таблиця 2.18

Позн.	Один. виміру	Визначення результата	Значення для режимів
			МЗ	ТЗ	Л
∑QКОТ	МВт	МЗ: ∑QКОТ = ТЗ: Л:

2.4.18. Встановити типорозмір встановлюваних в котельні водогрійних котлів, їх но­­мі­нальну теплову потужність – Q_ВК.НОМ , МВт, номінальний пропуск води че­рез котли – G_ВК.НОМ, т/год, ККД котлів – η_ВК.НОМ , од, темпе­ра­турні пара­мет­ри – t _ВК.НОМ, ^оС, та t״_ВК.НОМ,_. ^оС.

Вибір типорозміру водогрійних котлів здійснити у відповідності до наступної рекомендації:

Приймаючи до уваги, що теплове навантаження котельної в режимі МЗ суттєво перевищує навантаження для інших режимів, та ту обставину, що во­догрійні котли не допускається експлу­атувати з тепловим навантаженням, нижчим на 30 % від но­мі­­нального, типорозмір встановлюваних водогрій­них кот­­лів потрібно приймати, та­ким чином, щоб за умови найменшого теп­ло­вого навантаження котельні в літньому режимі в експлуатації залишався мінімум один котел з наванта­жен­ням не нижче 30 % від номі­нального.

Температурний режим такого котла має бути “базовим”, щоб забезпечити мінімізацію витрат грійної води на внутрішньокотельні потреби.

Наприклад, теплове навантаження котельні в МЗ режимі – 36 МВт, в режи­мі ТЗ – 22,0 МВт, в режимі Л – 16,0 МВт.

Котлів з номінальною потужністю 16,0 МВт на ринку обладнання не існує.

До вста­новлення слід прийняти найближчий до мінімальної потужності котельні котел КВ-ГМ-20, з номінальною тепловою потужністю 23,2 МВт (20 Гкал/год).

У цьому разі, в режимі Л в експлуатації буде один котел з навантаженням 16,0 МВт, в режимі ТЗ – два котла з навантаженнім 11,0 МВт кожний, в МЗ режимі – два котла з навантаженням 18,0 МВт кожний.

Результати визначення навести у таблиці 2.19.

Таблиця 2.19

Позн.	Одиниця виміру	Визначення результата
Типорозмір котла Q ВК.НОМ G ВК.НОМ η ВК.НОМ t׳ ВК.НОМ t״ ВК.НОМ	- МВт т/год % оС оС

2.4.19 Визначити число встановлених в котельні водогрійних котлів – N_ВК.ВСТ, шт., за формулою:

N_ВК.ВСТ = ∑Q_КОТ / Q_ВК.НОМ ^*) (2.18)

*) Примітка

До встановлення прийняти число котлів, округлене до більшого цілого числа.

Результати визначення навести у таблиці 2.20.

Таблиця 2.20

Позн.	Один. виміру	Визначення результата	Значення для режимів
			МЗ	ТЗ	Л
NВК.ВСТ	шт.	МЗ: NВК.ВСТ = ТЗ: Л:

20. Визначити кількість котлів, що будуть єксплуатуватись в “базовому” температурному режимі за рекомендацією п. 2.1.4.

N_ВК.Б = 1 (2.19)

Результати визначення навести у таблиці 2.21.

Таблиця 2.21

Позн.	Один. виміру	Визначення результата	Значення для режимів
			МЗ	ТЗ	Л
NВК.Б	шт.	NВК.Б = 1

20. Визначити число котлів, що працюють у змінному режимі – N_ВК.З , шт, за фор­мулою:

N_ВК.З = N_ВК.ВСТ – N_ВК.Б (2.20)

Результати визначення навести у таблиці 2.22.

Таблиця 2.22

Позн.	Один. виміру	Визначення результата	Значення для режимів
			МЗ	ТЗ	Л
NВК.З	шт	МЗ: NВК.З = ТЗ: Л:

20. Визначити число котлів, що знаходяться в експлуатації в кожному з трьох розрахункових режимів – N_ВК.Р , шт, за фор­мулою:

N_ВК.Р = N_ВК.Б + N_ВК.З (2.21)

Результати визначення навести у таблиці 2.23.

Таблиця 2.23

Позн.	Один. виміру	Визначення результата	Значення для режимів
			МЗ	ТЗ	Л
NВК.Р	шт.	МЗ: NВК.Р = ТЗ: Л:

20. Визначити експлуатаційні параметри роботи базового водогрійного котла для всіх режимів, враховуючи рекомендації п. 2.1.7:

- у разі експлуатації к котельні двох або більше котлів:

Q_ВК.Б = Q_ВК.НОМ , МВт

t″_ВК.Б = t″_ВК.НОМ ,^оС

t΄_ВК.Б = t΄_ВК, ^оС

G_ВК.Б = G_ВК.НОМ , т/ч

- у разі експлуатації в котельні одного котла:

Q_ВК.Б = ∑Q_КОТ, МВт

t″_ВК.Б = t″_ВК.НОМ ,^оС

t΄_ВК.Б = t΄_ВК ,^оС

G_ВК.Б = ∑Q_КОТ · 3,6 · 10³ / [4,2·(t″_ВК.Б – t΄_ВК.Б )], т/ч

Результати визначення навести у таблиці 2.24

Таблиця 2.24

Позн.	Один. виміру	Визначення результата	Значення для режимів
			МЗ	ТЗ	Л
QВК.Б GВК.Б t″ВК.Б t΄ВК.Б	МВт т/ч оС оС	QВК.Б = t″ВК.Б = t΄ВК.Б = GВК.Б =

20. Визначити сумарне теплове навантаження водогрійних котлів, що експлуату­ються в «змінному» температурному режимі – ∑Q_ВК.З, МВт,:

• у разі експлуатації більше одного котла за формулою:

∑Q_ВК.З = ∑Q_КОТ – Q_ВК.Б (2.22)

• у разі експлуатації одного котла в базовому температурному режимі за фор­му­­лою:

∑Q_ВК.З = 0,0 (2.23)

Результати визначення навести у таблиці 2.25

Таблиця 2.25

Позн.	Один. виміру	Визначення результата	Значення для режимів
			МЗ	ТЗ	Л
∑QВК.З	МВт	ТЗ: ∑QВК.З = МЗ: Л:

20. Визначити теплове навантаження кожного котла, що що експлуату­ється в «змінному» температурному режимі – Q_ВК.З, МВт, за формулою:

Q_ВК.З = ∑Q_ВК.З / N_ВК.З (2.24)

Результати визначення навести у таблиці 2.26.

Таблиця 2.26

Позн.	Один. виміру	Визначення результата	Значення для режимів
			МЗ	ТЗ	Л
QВК.З	МВт	МЗ: QВК.З = ТЗ: Л:

20. Визначити витрату води через кожний котел, що працює зі “змінним” темпе­ра­­тур­ним режимом – G_ВК.З, т/год:

• для режима МЗ (зменшену проти номінальної, враховуючи експлуатацію всіх котлів в номінальному температурному режимі, за формулою:

G_ВК.З= Q_ВК.З · 10³ · 3,6 / [4,2· (t″_ВК.НОМ – t′_ВК)] (2.25)

- для режима ТЗ, враховуючи доцільність номінального пропуска води через котли, за рекомендацією п. 2.1.8.

G_ВК.З = G_ВК.НОМ (2.26)

• для режима Л, ваховуючи відсутність відповідного котла:

G_ВК.З = 0,0

Результати визначення навести у таблиці 2.27.

Таблиця 2.27

Позн.	Один. виміру	Визначення результата	Значення для режимів
			МЗ	ТЗ	Л
GВК.З	т/год	МЗ: GВК.З= МЗ: Л:

20. Визначити сумарну подачу води на котли, що будуть в експлуатації – ∑G_ВК, т/год, для трьох режимів за формулою:

∑G_ВК = G_ВК.Б + N_ВК.З · G_ВК.З (2.27)

Результати визначення навести у таблиці 2.28.

Таблиця 2.28

Позн.	Один. виміру	Визначення результата	Значення для режимів
			МЗ	ТЗ	Л
∑GВК	т/год	МЗ: ∑GВК = ТЗ: Л:

20. Визначити температуру води на виході з котлів, що експлуатуються у «змінному температурному режимі» – t″_ВК.З, ^oC, за формулою:

t″_ВК.З = t΄_ВК + Q_ВК.З·10³ ·3,6 / (4,2 · G_ВК.З) (2.28)

Результати визначення навести у таблиці 2.29.

Таблиця 2.29

Позн.	Один. виміру	Визначення результата	Значення для режимів
			МЗ	ТЗ	Л
t″ВК.З	oC	МЗ: t″ВК.З = ТЗ: Л:

20. Визначити подачу рециркуляційних насосів – G_РЕЦ, т/год, з урахуванням здійснення рециркуляції з базового котла, для трьох режи­мів за формулою:

G_РЕЦ = Σ G_ВК · (t΄_ВК – τ_звор ) / (t″_ВК.Б – τ_звор) (2.29)

Результати визначення навести у таблиці 2.30.

Таблиця 2.30

Позн.	Один. виміру	Визначення результата	Значення для режимів
			МЗ	ТЗ	Л
GРЕЦ	т/год	МЗ: GРЕЦ = ТЗ: Л:

20. Визначити середньовагову температуру води на виході з усіх водогрійних котлів, що знаходяться в експлуатації – t_ВК^∑, ^оС, для трьох режимів за форму­лою:

t_ВК^∑ = (G_ВК.Б – ΣG_вн – G_рец) · t″_ВК.Б + N_ВК.З · G _ВК.З · t″_ВК.З /

/ (ΣG_ВК – ΣG_вн – G_рец+ N_ВК.З · G _ВК.З) (2.30)

Результати визначення навести у таблиці 2.31.

Таблиця 2.31

Позн.	Один. виміру	Визначення результата	Значення для режимів
			МЗ	ТЗ	Л
tВК∑	оС	МЗ: tВК∑ = ТЗ: Л:

20. Визначити витрату зворотної води через регу­лю­вальний клапан в трубопро­воді перепускання охолодженої в тепловій мережі зворотної води в трубо­про­від гарячої води після котлів (т. зв. перепуск) – G_пер, т/год, для трьох режимів за фор­му­­лою:

G_ПЕР = G₁ · (t_ВК^∑ – τ₁) / (t_ВК^∑ – τ_звор ) (2.31)

Результати визначення навести у таблиці 2.32.

Таблиця 2.32

Позн.	Один. виміру	Визначення результата Метод визначення	Значення для режимів
			МЗ	ТЗ	Л
GПЕР	т/год	МЗ: GПЕР = ТЗ: Л:

20. Визначити похибку балансових розрахунків водогрійної котельні за ­форму­лою:

∆G^% = (∑G_ВК – G₂ – G_вн + G_пер – G_рец )·100 / ∑G_ВК (2.32)

Результати визначення навести у таблиці 2.33.

Таблиця 2.33

Позн.	Один. виміру	Визначення результата Метод визначення	Значення для режимів
			МЗ	ТЗ	Л
∆G%	од.	МЗ: ∆G% = ТЗ: Л:

За відсутності помилок у розрахунках потоків води у внутришньо котельних тру­бо­проводах похибка становитиме не більше 8 %.

Уразі разі одержання похибки вищої за 8 % слід виявити помилки і повторити теп­ловий розрахунок котельні.