
- •3. Приклад розрахунку теплової схеми котельні з паровими котлами
- •3.1. Формування принципової схеми котельні з паровими котлами
- •3.2. Формування вихідних даних для теплового розрахунку котельні з паровими котлами.
- •Вихідні дані для частини 2 проекта, сформовані в рамках виконання частини 2 проекта
- •3.2.1 Проектні параметри парових котлів.
- •3.2.2 Проектні параметри системи відпускання технологічної пари на промислове підприємство
- •3.2.3. Проектні параметри системи забезпечення грійною парою власних потреб котельні
- •3.2.4. Проектні параметри система відпускання теплоти на опалення, ветиляцію та гвп
- •3.2.5. Проектні параметри система деаераційно-живильної установки
- •3.2.6. Проектні параметри системи роширників безперервного та періодичного продування парових котлів
- •3.2.7. Проектні параметри системи утилізації теплоти дренажів та конденсатів котельні
- •3.2.8. Проектні параметри підігрівника високого тиску (пвт)
- •Розрахунок теплової схеми котельні з паровими котлами
- •3.4. Визначення показників ефективності роботи котельні з паровими котлами
- •Результати розрахунку теплової схеми котельні з паровими котлами.
Розрахунок теплової схеми котельні з паровими котлами
Розрахунок теплової схеми котельні виконую для МЗ – режима в два наближення.
3.3.1 Визначаю сумарну потребу споживачів технологічної пари – ΣDпотр, т /год, за формулою (1.1).
Формула (1.1) |
ΣDпотр = Dтехн + DБ.ТФ + DПСВ + DПХОВ+ DДА |
1-е наближення |
ΣDпотр = 30,0 + 17,1 + 0,0 + 0,0 + 0,0 = 47,1 т/ч (в 1-му наближенні ще невідомо про витрату пари на ПСВ, ПХОВ, ДА) |
2-е наближення |
ΣDпотр = 30,0 + 17,1 + 0,43 + 2,16 + 0,67 = 50,36 т/ч (в 2-му наближенні витрати пари на ПСВ, ПХОВ, ДА вже визначено) |
3.3.2. Визначаю параметри роботи РОУ-1:
продуктивність РОУ-1 по редукованій парі технологічних параметрів – DРОУ-1, т/год, за формулою (1.2).
Формула (1.2) |
D РОУ-1 = ΣD потр |
1-е наближення |
D РОУ-1 = 47,1 т/г |
2-е наближення |
D РОУ-1 = 50,36 т/г |
витрату гострої пари на РОУ-1– Dороу1, т/год, за формулою (1.3).
Формула (1.3) |
DоРОУ-1 = DРОУ-1 / JРОУ-1 |
1-е наближення |
DоРОУ-1. = 47,1/ 1,02 = 46,2 |
2-е наближення |
DоРОУ-1= 50,36 / 1,02 = 49,4 т/г |
витрату охолоджувальної води на РОУ-1 з урахуванням її експлуатаційного надлишку – G РОУ-1, т/год, за формулою (1.4).
Формула (1.4) |
G РОУ-1 = К РОУ-1 • (D РОУ- – Dо РОУ-1); |
1-е наближення |
G РОУ-1 = 1,2 • (47,1 – 46,2) = 1,08 т/г |
2-е наближення |
G РОУ-1 = 1,2 • (50,36 – 49,4) = 1,15 т/г |
кількість дренажу з РОУ1– GРОУ-1др , т/год, за формулою (1.5).
Формула (1.5) |
G РОУ-1др = (К роу1 –1,0) • G роу1 / К роу1. |
1-е наближення |
G РОУ-1др = (1,2 –1,0) • 1,08 / 1,2 = 0,18 т/г |
2-е наближення |
G РОУ-1др = (1,2 –1,0) • 1,15 / 1,2 = 0,19 т/г |
3.3.3 Розраховую параметри роботи РОУ ВП:
–витрату пари з РОУ-ВП – DРОУ.ВП, за формулою (1.6).
Формула (1.6) |
DРОУ.ВП = Dмаз + DПВТ, |
1-е наближення |
DРОУ.ВП = 1,20 + 0,0 = 1,20 т/г (в 1-му наближенні ще невідомо про витрату пари з РОУ-ВП на ПВТ) |
2-е наближення |
DРОУ.ВП = 1,2 + 2,58 = 3,78 т/г |
- витрату гострої пари на РОУ ВП – DоРОУ.ВП , т/год, за формулою (1.7).
Формула (1.7) |
DоРОУ.ВП = DРОУ.ВПроу.вп / JРОУ.ВПроу вп; |
1-е наближення |
DоРОУ.ВП = 1,20 / 1,01 = 1,19 т/г |
2-е наближення |
DоРОУ.ВП = 3,78 / 1,01 = 3,74 т/г |
- витрату охолоджувальної води на РОУ ВП з урахуванням її експлуатаційного надлишку – GРОУ.ВП, т/год, за формулою (1.8).
Формула (1.8) |
GРОУ.ВП = КРОУ.ВП • (DРОУ.ВП - DоРОУ.ВП); |
1-е наближення |
GРОУ.ВП = 1,20 • (1,20- 1,19) = 0,012 т/г |
2-е наближення |
GРОУ.ВП = 1,20 • (3,78 - 3,74) = 0,048 т/г |
- кількість дренажа з РОУ-ВП – GРОУ.ВП. др , т/год , за формулою (1.9).
Формула (1.9) |
GРОУ.ВПдр = (К роу.вп –1,0) • G роу.вп / К роу.вп; |
1-е наближення |
GРОУ.ВПдр = (1,2 – 1,0) • 0,012 / 1,2 = 0,002 т/г |
2-е наближення |
GРОУ.ВПдр = (1,2 – 1,0) • 0,048 / 1,2 = 0,008 т/г |
3.3.4. Розраховую витрату гострої пари з котлів – DоПК, т/год, за формулою (1.10).
Формула (1.10) |
DоПК = Dороу1 + Dороу.вп.о + Dо втрат |
1-е наближення |
DоПК = 47,1 + 1,19 + 0,05 = 48,34 т/г |
2-е наближення |
DоПК = 49,4 + 3,74 + 0,05 = 53,19 т/г |
3.3.5. Розрахувую подачу живильної води на парові котли – GПКжив.в, т/год , за формулою (1.11).
Формула (1.11) |
GПКжив.в = (1 +αпрод) • DПК |
1-е наближення |
GПКжив.в = (1,0 + 0,03) • 48,34 = 49,80 т/г |
2-е наближення |
GПКжив.в = (1,0 + 0,03) • 53,19 = 54,78 т/г |
3.3.6. Розраховую витрату пари з РОУ-ВП на ПВТ – DПВТ, т/год , за формулою (1.12).
Формула (1.12) |
DПВТ = 1.03 GПК • 4,2• (tжв - tд) / (іРОУ-ВП – i΄РОУ-ВП) ; |
1-е наближення |
DПВТ = 1,03• 49,80•4,2• (130-105) / (2759-670)= 2,58 т/г |
2-е наближення |
DПВТ = 1,03• 54,78•4,2• (130-105) / (2759-670)= 2,84 т/г |
3.3.7. Розрахувую витратні параметри роботи РБП:
- величину безперевного продування парових котлів – GПКпрод , т/год, за формулою (1.13).
Формула (1.13) |
GПКпрод = αпрод• DоПГ; |
1-е наближення |
GПКпрод = 0,03 • 48,34 = 1,45 т/г |
2-е наближення |
GПКпрод = 0,03 • 54,78 = 1,64 т/г |
- кількість пари самовипаровування (з тиском 1,40 бар) з РБП – DРБП , т/год, за формулою (1.14).
Формула (1.14) |
DРБП = GПКпрод • 4,2 • (tкв - tРБП) / (і˝РБП - i΄РБП); |
1-е наближення |
DРБП = 1,45 •4,2• (195 – 111) / (2690 - 458) = 0,23 т/г |
2-е наближення |
DРБП = 1,64 •4,2• (195 – 111) / (2690 - 458) = 0,26 т/г |
- кількість залишкової продувальної води (з темпераурою 109 оС) з РБП – GРБПдр, т/год, за формулою (1.15).
Формула (1.15) |
GРБПдр = GПКпрод – DРБП; |
1-е наближення |
GРБПдр = 1,45 – 0,23 = 1,22 т/г |
2-е наближення |
GРБПдр = 1,64 – 0,26 = 1,38 т/г |
3.3.8. Розраховую витратні параметри роботи РДНТ:
- сумарну кількість конденсатів та дренажів (з різними тисками та температурами) , що надходять в РДНТ–GРДНТ, т/год, за формулою (1.16).
Формула (1.16) |
GРДНТ = GБ.ОП + GБ.ГВП + GРОУ.1 + GРОУ-ВП + GПСВ + GПХВ + GПВД , |
1-е наближення |
GРДНТ = 17,1 + 0,18 + 0,002 + 0,0 +0,0 + 2,58 = 19,86 т/г (в 1-му наближенні ще невідомо про витрату конденсату з ПСВ та ПХВ) |
2-е наближення |
GРДНТ= 17,1+ 0,19+ 0,008+ 0,43+ 2,16+ 2,84 = 22,56 т/г (в 2-му наближенні в рівнянні зявилися витрати конденсату з ПСВ та ПХВ, та ПВТ, визначені в 1-му наближенні) |
- середньовагову температуру конденсатів та дренажів (з різними тисками та температурами) , що надходять в РДНТ – tРДНТ, оС , за формулою (1.17).
Формула (1.17) |
tРДНТ = GБ.ТФ • tконд Б.ТФ + GРОУ.1• t РОУ1.др + GРОУ-ВП • tРОУ-ВП.др + GПСВ• tконд ПСВ + GПХВ • tконд ПХВ + GПВД • tконд ПВД, / GРДНТ |
1-е наближення |
tРДНТ = 17,1•135о + 0,19•135о + 0,008•158о + 0,0•135о + + 0,0•135о + 2,58•158о / 19,86 = 138 оС |
2-е наближення |
tРДНТ = 17,1•135о + 0,19•135о + 0,008•158о + 0,43•135о +2,16•135о + 2,84•158о / 22,56 = 139 оС |
- кількість пари самовипаровування (з тиском 1,4 бар та температурою 109 оС) з РДНТ– DРДНТ, т/год, за формулою (1.18).
Формула (1.18) |
DРДНТ = GРДНТ • 4,2 • (tРДНТ - tрднт) / (i˝рднт - i΄рднт); |
1-е наближення |
DРДНТ = 19,86 • 4,2 • (138 - 109) / (2690 - 458) = 1,08 т/г |
2-е наближення |
DРДНТ = 22,56 • 4,2 • (139 - 109) / (2690 - 458) = 1,36 т/г |
- кількість гарячого дренажу (з температурою 109 оС) на виході з РДНТ – GРДНТдр, т/год, за формулою (1.19).
Формула (1.19) |
GРДНТдр = GРДНТ - DРДНТ ; |
1-е наближення |
GРДНТдр = 19,86 – 1,08 = 18,78 т/г |
2-е наближення |
GРДНТдр= 22,56 – 1,36 = 21,20 т/г |
3.3.9. Розраховую витратні параметри роботи БЧД:
- сумарну кількість конденсатів та дренажів, що надходить в БЧД–G БЧД, т/год, за формулою (1.20).
Формула (1.20) |
GБЧД = GРДНТдр + Gіншконд |
1-е наближення |
GБЧД = 18,78 + 0,0 = 18,78 т/г |
2-е наближення |
GБЧД = 21,20 + 0,0 = 21,20 т/г |
середньовагову температуру конденсатів та дренажів (з різними тисками та температурами) , що надходять в БЧД – tБЧД, оС , за формулою (1.21).
Формула (1.21) |
tБЧД = GРДНТдр • tРДНТдр + Gіншконд • tіншконд / GБЧД |
1-е наближення |
tБЧД = 18,78•109о + 0,0•0о / 18,78 = 109 оС |
2-е наближення |
tРДНТ = 21,20•109о + 0,0•0о / 21,20 = 109 оС |
- кількість пари самовипаровування (з температурою 100 оС) з БЧД в атмосферу – D БЧД, т/год, за формулою (1.22).
Формула (1.22) |
D БЧД = GБЧД • 4,2 • (tБЧД - tБЧД) / (i˝БЧД. - i΄БЧД); |
1-е наближення |
DБЧД = 18,78•4,2 • (109 - 100) / (2675 - 417) = 0,314 т/г |
2-е наближення |
DБЧД = 21,20 •4,2 • (109 - 100) / (2675 - 417) = 0,354 т/г |
- кількість дренажу (з температурою 100 оС) на виході з БЧД GБЧД.др –, т/год, за формулою (1.23).
Формула (1.23) |
GБЧДдр = G БЧД – D БЧД |
1-е наближення |
GБЧД др = 18,78 – 0,314 = 18,46 т/г |
2-е наближення |
GБЧД др = 21,20 – 0,354 = 20,85 т/г |
3.3.11. Визначаю повну кількість живильної води, що використовується для живлення внутрішньокотельних систем та установок – Gжв, т/год, за формулою (1.24).
Формула (1.24) |
Gжв = GПКпрод + Gроу-1 + Gроу-вп +Gпідж.тм + Gжив.інш |
1-е наближення |
Gжв = 49,80 + 1,08 + 0,012 + 3,20 + 0,0 = 54,09 т/г |
2-е наближення |
Gжв = 54,78 + 1,15 + 0,048 + 3,20 + 0,0 = 59,18 т/г |
Визначаю кількість випару з деаератора – DДАвип, т/год, за формулою (1.25).
Формула (1.25) |
DДАвип = αДАвип • G жв; |
1-е наближення |
DДАвип = 0,002 • 54,09 = 0,11 т/г |
2-е наближення |
DДАвип = 0,002 • 59,18 = 0,12 т/г |
3.3.12. Визначаю сумарні витрати пари, конденсату, дренажів, що відводяться з системи котельні (на підприємство, в дренаж, в атмосферу) –GКОТвитр, т/год, за формулою (1.26).
Формула (1.26) |
GКОТвитр = DПП + Dмаз + GРБП.др + DДАвип + DатмБЧД + Dовтрат + G втр.тм |
1-е наближення |
G КОТвитр = 30,0+ 1,2+ 1,22+ 0,11+0,314+0,05+ 3,2 = 36,10 т/г |
2-е наближення |
GКОТвитр = 30,0+ 1,2+ 1,38+ 0,12+ 0,354+0,05+ 3,2 = 36,30 т/г |
3.3.13. Визначаю розрахункову кількість хімочищеної води, для компенсації втрат пари і конденсата в системі котельні – GХОВ, т/год, за формулою (1.27).
Формула (1.27) |
Gхов = Gхов.реж + GКОТвитр – G зв.к ; |
1-е наближення |
Gхов = 2,0 + 36,10 – 24,0 = 14,1 т/г |
2-е наближення |
Gхов = 2,0 + 36,30 – 24,0 = 14,3 т/г |
Одержано Gхов = 14,3 т/год (Gхов > 0), що засвідчує потребу котельні в хімочищеній воді, тобто кількість зворотного конденсата від підприємства недостатня для компенсації втрат води та пари в котельні.
3.3.14. Визначаю кількість сирої води на станцію ХВО – Gсв, т/год, за формулою (1.28).
Формула (1.28) |
GСВ = G ХОВ , т/год |
1-е наближення |
Gсв = 14,1 т/г |
2-е наближення |
Gсв = 14,4 т/г |
3.3.15. Визначаю витрату пари на підігрівник хімочищеної води перед деаератором – DП.ХОВ, т/год, за формулою (1.29).
Формула (1.29) |
DП.ХОВ = 1,05• G ХОВ• 4,2 • ( tхов.г - tхов.т) / (i˝РОУ1 - i΄РОУ1.); |
1-е наближення |
DП.ХОВ = 1,05 •14,1• 4,2 • (90 - 15) / (2728 – 571) = 2,16 т/г |
2-е наближення |
DП.ХОВ = 1,05 •14,3• 4,2 • (90 - 15) / (2728 – 571) = 2,19 т/г |
та конденсату – GП.ХОВ, т/год, з його грійної камери за формулою (1.30). .
Формула (1.30) |
GП.ХОВ = DП.ХОВ |
1-е наближення |
GП.ХОВ = 2,16 т/г |
2-е наближення |
G п.хов = 2,19 т/г |
3.3.16. Визначаю витрату пари на підігрівник сирої води перед ХВО – GП.СВ, т/год, за формулою (1.31)
Формула (1.31) |
DПСВ = 1,05 • GСВ • 4,2 • ( tсв.т - tсв.х) / (i˝РОУ1 - i΄РОУ1.); |
1-е наближення |
DПСВ = 1,05 • 14,1• 4,2 • ( 20 - 5) / (2728 – 571) = 0,43 т/г |
2-е наближення |
DПСВ = 1,05 • 14,4• 4,2 • ( 20 - 5) / (2728 – 571) = 0,44 т/г |
та конденсату – GП.СВ, т/год, з його грійної камери за формулою (1.32).
Формула (1.32) |
GП.СВ = DП.СВ |
1-е наближення |
GП.СВ = 0,43 т/г |
2-е наближення |
GП.СВ = 0,44 т/г |
3.3.17. Визначаю витрату грійної пари на деаератор – DДА, т/год, за формулою (1.33).
Формула (1.33) |
DДА=
1,03•[Gжв
•
4,2•
tДА
+
DДА
вип
•
іДАвип
–
(Gi
•
4,2
• ti)
–
(Di
•
ii) |
1-е наближення |
DДА= 1,03•[54,09•4,2•105о + 0,11•2684 – 20,85•4,2•100о – –14,3•4,2•90о – 24,0•4,2•90о – 0,23•2690 – 1,08•2690] / / (2728 - 439) = 0,67 т/г |
Одержавши числове значення витрати пари з РОУ1 на деаератор у 1-му наближенні 0,67 т/год повторюю розрахунок котельної від самого початку, тобто від формули (1,1) використовуючи одержані в 1-му наближенні значення DПСВ + DПХОВ + DДА , та інші..... |
|
2-е наближення |
DДА= 1,03•[54,78•4,2•105о + 0,12•2684 – 18,46•4,2•100о – –14,1•4,2•90о – 24,0•4,2•90о – 0,26•2690 – –1,36•2690] / (2728 – 439) = 0,89 т/г |
Розраховую відносну похибку у визначенні витрати гострої пари з парових котлів, %, за формулою (1.34).
% DоПГ = 100 • [DоПГ(2) – DоПГ (1)] / DоПГ (2),
% DоПГ = 100 • (53,19 – 48,34) / 53,19 = 9,11 %
Одержано значення похибки 9,11 %. В подальших наближеннях немає потреби. Всі параметри, визначені в п.п. 3.3.1 – 3.3.17 розраховані з достатньою точністю.
3.3.18. Встановлюю типорозмір, номінальні теплову потужність – QПК ном, МВт, та паропродуктивність – DПКном , т/год, парових котлів для режима експлуатації МЗ.
Визначений мною типорозмір котлів – Е 25-14-195
3.3.19. Визначаю кількість котлів до встановлення – NП.Квст, шт, за формулою (1.35):
NП.Квст = DПКО / DПКном *) + 1
NП.Квст = 53,19 / 20 + 1,0 = 4
*) Примітка.
Одержану за формулою (1.35) величину 2,13 округлюю до більшого цілого значення.
3.3.20. Визначаю кількість парових котлів, що будуть в експлуатації в МЗ режимі – NП.Кроб, шт, за формулою (1.36):
NП.Кроб = NП.Квст – 1
NП.Кроб = 4 – 1 = 3
3.3.21. Визначаю кількість парових котлів, що будуть в резерві в МЗ режимі – NП.Крез, шт, за формулою (1.37):
NП.Крез = 1