Зміст

Вихідні дані………………………………………………………………..4

1.Попереднє визначення продуктивності котельної установки..…………5

1.1 Визначення параметрів теплоносіїв в тепловій схемі………………….7

2. Аеродинамічний розрахунок газового тракту………………………..13

3. Розрахунок газового тракту……………………………………………14

3.1 Аеродинамічний розрахунок димової труби

2. Розрахунок повітряного тракту………………………………………..17

3.3 Вибір обладнання……………………………………………………….17

3.4 Розрахунок і підбір димососа………………………………………......18 3.5 3.5 Розрахунок і підбір продувного вентилятора………………………...20

6. Розрахунок і вибір живильного насоса………………………………...22

4. Розрахунок і підбір теплообмінних апаратів………………………....23

Висновок………………………………………………………………….27

Список використаної літератури…………………………………….…28

Вихідні дані:

= 6,3 МВт

Тиск технологічної пари = 0,5 МПа

Частка повернення конденсату з виробництва α = 65%

= 7,3 МВт

= 2,4 МВт

= 52

1. Попереднє визначення продуктивності котельної установки

Розрахунок теплової схеми слід починати з попереднього визначення продуктивності котельної установки «брутто».

Продуктивність котельної «брутто» складається з продуктивності «нетто» витрати пара на технологічні потреби промислового споживача витрати пара на підігрів води й дучу в теплову мережу для опалення і гарячого водопостачання, на підігрів вихідної води, витрати пара на термічну деаерацію живильної води і витрат пара в котельній установці.

Витрата пара на виробництво кг/с, залежить від технологічного навантаження , МВт, і ентальпій виробничого пара з парового колектора , кДж/кг, і конденсата з виробництва , кДж/кг:

=

= 2748,1 кДж/кг

= · = 4,187 · 52 = 217,6

= = 2,48 кг/с

Витрати конденсатора

= ·

= 65 · = 1,612 кг/с

Підігрів мережної води, яка подається на опалення і гаряче водопостачання, здійснюються паром після редукційно охолоджувальної установки РОУ в мережному підігрівачі і охолоджувачі конденмата пари мережного підігрівача.

За рівнянням теплового баланса для мережного підігрівача і охолоджувача конденсата мережного підігрівача можна знайти витрати пара на покриття загального навантаження на опалення, вентиляцію і гаряче водопостачання:

=

= · = 4,187 · 80 = 335,2 кДж/кг

Де + – сума навантажень на опалення, вентиляцію ГВП, МВт;

– ентальпія пара, який подається з парового колектора на мережний підігрівач,кДЖ/кг;

– ентальпія конденсата після охолоджувача конденсата мережного підігрівача Т6, кДж/кг.

= = 3,95 кг/с

Загальні витрати пара на покриття промислової і житлово-комунальної навантажень зовнішніх споживачів:

= +

= 2,48 + 3,95 = 6,43 кг/с

Витрата пара на власні потреби котельної приймають рівним 15-30 % від величини а витрата пара в тепловій схемі котельної складає 3-5% загальної витрати пара на зовнішнього споживача.

= ( 0,15 … 0,3 ) ·

= 0,15 · 6,43 = 0,96 кг/с

= ( 0,03 … 0,05 ) ·

= 0,03 · 6,43 = 0,19 кг/с

Кількість пара, який подається через паровий колектор після редукційно-охолоджувальної установки, складає,кг/с:

= + +

= 6,43 + 0,19 + 0,96 = 7,58 кг/с

При паропостачанні від редукційно-охолоджувальної установки (РОУ) в РОУ разом с паром подають живильну воду , відібрану перед економайзером, для отримання вологого насиченого пара.

+ =

· + · = ·

=

= 2892,355 кДж/кг ( при р = 1,4 МПа, = 245 )

= · t = 4,187 · 104 = 435,99 кДж/кг

Де – ентальпія пара який подається з парового колектора після РОУ, кДж/кг;

– ентальпія пара після парогенератора перед РОУ кДж/кг

– ентальпія живильної води,добавленої в РОУ кДж/кг.

= 7,58 · = 0,44 кг/с

Попередньо визначити повну продуктивність котельної можна за формулою;

= -

= 7,58 – 0,44 = 7,14 кг/с = 7,14 · = 25,704 т/час

1.1 Визначення параметрів теплоносіїв в тепловій схемі

Витрата добавочної живильної води яка призначена для поповнення втрат пара и конденсата з теплової схеми котельної, складається з втрат пара и неповернення конденсата з виробництва

= +

= - , кг/с

= 2,48 – 1,612 = 0,868 кг/с

= 0,19 + 1,612 = 1,802 кг/с

Для зменшення солевмісту котлової води і отримання чистого пара виконується неперервна продувка котельних агрегатів. Величина продувки залежить від солевмісту хімічно очищеної води і частки втрат пара и конденсата =

Р = · 100%

Де – солевміст котлової води приймається 3000 – 10000 мг/кг (6500)

– солевміст хімічно очищеної води,приймається 250-350 мг/кг (300)

= = = 0,23

Р = · 100 = 1,1 %

Витрата продувочної води складає кг/с

= · = · 7,14 = 0,079 кг/с

Для зменшення втрат тепла з продув очною водою приміняють сепаратори неперервної продувки СНП. Пар з сепаратора направляють в колонку атмосферного деаератора.

Теплоту продувочної води як правило використовують для підігріва вихідної води в охолоджувачі неперервної продувки, а потім скидують в каналізацію.

Кількість пара , який виділяється з продувочної води, можна визначити з теплового баланса сепаратора неперервної продувки:

= +

· = · + ·

Де – ентальпія котлової води при тиску в барабані котла, кДж/кг

– ентальпія пара, який виділяється з продувочної води в сепараторі, кДж/кг

– ентальпія воді при тиску в сепараторі ,кДж/кг

= - – витрата продувочної води, яка зливається в каналізацію після сепаратора, кг/с.

З рівняння теплового балансу сепаратора слідує:

=

= 859,610 кДж/кг

= 439,29 кДж/кг

= 2683,058 кДж/кг

= 0,079 · = 0,0147 кг/с

Для постійного підживлення котлоагрегата, в тому числі для відновлення втрат теплоносія з продувочною водою, використовується живильна вода. Витрата живильної води після деаератора складає:

= + = 7,58 + 0,079 = 7,659 кг/с

Деаератор призначений для видалення з випаром корозійноагресивних газів, розчинених у воді. Нормативна витрата випара для атмосферних і вакуумних деаераторів дорівнює відповідно 2 і 5 кг на тонну деаерованої води, тобто , наприклад, витрата випара деаератора живильної води атмосферного тиску складає:

= 0,002 = 0,002 · 7,659 = 0,015 кг/с

Витрата мережної води на опалення і вентиляцію кг/с, можна визначити за формулою:

=

= = = 21,77 кг/с

Де – ізобарна теплоємкість води, кДж/(кг · );

– температура води в подаючий і зворотній магістралі відповідно,

В закритій системі витрата води на ГВП можна визначити за формулою:

= = = 7,15 кг/с

Для поповнення витікання води з тепломережі використовують підживлювальну воду, оброблену в першій ступені хімводоочищення і в деаераторі підживлювальної води. Витрата підживлювальної води кг/с, складається з витрат в тепломережі, які складають 2 – 5 від загальної витрати мережної води, і витрати води на ГВП:

= 0,02 ( ) = 0,02 ( 21,77 + 7,15 ) = 0,57 кг/с

В котельних, які мають мазутне господарство, необхідно постійно подавати деяку кількість пара кг/с на підігрів мазута і його розпилення в форсунках:

= 0,01 = 0,01 · 6,43 = 0,0643 кг/с

Кількість конденсата кг/с, поверненого з мазутного господарства в теплову схему котельної, складає 60 % подаючої витрати пара кг/с, через витрати пара при розпиленні мазута в форсунках , кг/с:

= 0,6 = 0,6 · 0,0643 = 0,0385 кг/с

Витрата пари при розпалюванні мазута у форсунках

= - = 0,0643 – 0,0385 = 0,0258 кг/с

Уточнені сумарні витрати пара і конденсата в тепловій схемі котельної і тепломережі, які необхідно поповнити хімічно очищеною водою, складають:

= + + + + + = 2,48 + 0,19 + 0,57 + 0,0643 + 0,0258 + 0,015 = 3,3451 кг/с

Де – витрата випара деаератора підживлювальної води, кг/с.

З урахуванням витрат в водо підготовчій установці на пом’якшення води витрата вихідної сирої води кг/с, перед ХВО можна розрахувати за формулою:

= 1,5 = 1,15 · 3,3451 = 3,846 кг/с

Вихідна вода послідовно нагрівається в охолоджувачі неперервної продувки Т1, пароводяних підігрівачах Т2 і Т3 і водо водяному теплообміннику Т4.

Ентальпію вихідної води після Т1 можна визначити з рівняння теплового балансу:

= + · ( - )

= · t = 4,187 · 5 = 20,95 кДж/кг

= · t = 4,187 · 40 = 267,697 кДж/кг

Де – ентальпія конденсата підігрівача Т1, кДж/кг.

= 20,95 + ( 439,299 – 267,697 ) = 36,1 кДж/кг

Витрата пара на підігрівач вихідної води Т2, кг/с, дорівнює:

=

= 4,187 · 50 = 503,785 кДж/кг

– ентальпія води на виході з підігрівача Т2 перед ХВО, кДж/кг

= = 217,697

= 2748,108кДж/кг

= = 0,710 кг/с

Між підігрівачем Т2 і Т3 вода проходить хімічну очистку , в результаті якої з неї видаляється солі жорсткості, а температура падає приблизно на 3

Ентальпія вихідної води після Т3 (перед Т4) можна визначити з рівняння теплового балансу:

= - · ( - )

= · t = 4,187 · 104 = 435,448 кДж/кг

= 4,187 · 70 = 293,09 кДж/кг

= 4,187 · 94 = 393,806 кДж/кг

= 393,806 - ( 435,448 – 293,09) = 393,53 кДж/кг

– ентальпія води після підігрівача Т4, кДж/кг

– ентальпія деаерованої води після деаератора живильної води, кДж/кг

Витрата пара на підігрівач Т3, кг/с:

=

- ентальпія хімічно очищеної води після ХВО, кДж/кг

= 4,187 · 27 = 117,384 кДж/кг

– ентальпія конденсата підігрівача Т3, кДж/кг.

= = 0,3650 кг/с

Витрата гріючого агрегата пара , на підігрів води у деаераторі живильної води:

= / =

(7,695 + 0,57) · 435,988 + 0,015 · 2683,058 – 0,003 · 2683,058 – 3,3451 · 398,806, – 0,86 · 217,6 – 0,385 · 125,745 – 3,95 · 335,2 – 0,86 · 217,6 – 0,385 · 125,745· 4,187 / 2757,561 = 0,59

Розрахункова витрата пари на власні потреби котельної складають:

= + +

= 0,59 + 0,710 + 0,365 + 0,0643 = 1,729 (кг/с)

Розрахункова паропродуктивність котельної складає:

= + + +

= 1,729 + 2,48 + 0,19 + 3,95 = 8,349 (кг/с)

Підбір кількості котлів. Кількість котлів для продуктивно-опалювальної котельної обирається в залежності від співвідношення:

n = = = 2,57

де – одинична продуктивність котла.

Підбираємо 3 котла з паропродуктивністю 10 т / час.