Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

EPD89

.pdf
Скачиваний:
10
Добавлен:
28.05.2015
Размер:
975.16 Кб
Скачать

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Технические характеристики паровых котлов

Таблица 2.4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Температура, 0С

 

Ном. паропро-

 

КПД при

 

 

 

 

 

Обозначения

 

Поверх-

изводитель-

 

номиналь-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ность

ность, т/ч

 

ной паро-

по

заводские

пита-

пара

нагрева,

на твер-

на газе

 

производи-

ГОСТ

 

 

тель-

 

м2

дом то-

и мазу-

 

тельности,

3619-

 

 

ной

 

 

пливе

те

 

%

59

 

 

 

 

 

 

воды

 

 

 

 

 

 

E

2,5

 

 

ДКВР-2,5-

50

Насы-

91,3-96

2,5

3,5

 

-

 

 

 

 

 

 

13

 

 

щенный

 

 

 

 

 

14

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

E

4

 

 

 

 

ДКВР

4-

50

Насы-

138,3-

4,0

6,0

 

-

14

 

 

 

 

13

 

 

щенный

142,5

 

 

 

 

E

4

 

 

 

 

ДКВР

4-

50

250

129-

4,0

6,0

 

76-89

14

 

 

 

 

13-25

 

 

 

133,1

 

 

 

 

E

6,5

 

ДКВР 6,5-

50

Насы-

225,3-

6,5

9,0

 

-

14

 

 

13

 

 

щенный

235

 

 

 

 

E

6,5

 

ДКВР 6,5-

50

250

206,6-

6,5

9,0

 

-

14

 

 

13-250

 

 

 

216,3

 

 

 

 

E

10

 

 

 

ДКВР

10-

50-77

Насы-

277-

10

15

 

-

14

 

 

 

 

13

 

 

щенный

288,3

 

 

 

 

E

10

 

 

 

ДКВР

10-

55-77

250

255,4-

10

15

 

83,5-92,7

14

 

 

 

 

13-250

 

 

 

266,7

 

 

 

 

E

20

 

ДКВР

20-

100-

Насы-

408,7

20

27,6

 

80,2-90,6

14

 

 

 

13

 

104

щенный

 

 

 

 

 

E

20

 

ДКВР

20-

100-

250

385,5-

20

26

 

77,2-91,1

14

 

 

 

13-250

 

104

 

388

 

 

 

 

E

25

 

 

Б-25-15

 

100-

250

451

-

25

 

88,6-92,1

14

 

 

 

ГМ

 

104

 

 

 

 

 

 

E

35

 

 

ДКВР

35-

100-

Насы-

-

35

50

 

85,3-89,6

14

 

 

 

13

 

104

щенный

 

 

 

 

 

E

35

 

 

ДКВР

35-

100-

250

-

35

-

 

84,7

14

 

 

 

14-250

 

104

 

 

 

 

 

 

E

50

 

Б-50-14

 

100-

Насы-

1081

50

-

 

89,4-90,3

14

 

 

 

К-50-14

104

щенный

 

 

 

 

 

E

50

 

Б-50-14-

 

250

1000-

50

50

 

87,1-91,1

14

 

 

 

250

 

100-

 

1417

 

 

 

 

 

 

 

К-50-14-

104

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

250

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ГМ-50-14-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

250

 

 

 

 

 

 

 

 

31

Во избежание этих пределов часть котловой воды должна периодически или непрерывно удаляться из котла. Это обеспечивается системой продувки. Продувка приводит к потерям питательной воды и тепла, а поэтому ее максимальная величина ограничивается нормами [10] в размере 10% паропроизводительности котельной. При наличии продувки более 2% она должна выполняться как непрерывная. При величине продувки более 1 т/ч рекомендуется использование тепла продувочной воды посредством установки сепаратора пара из этой воды и теплообменника для ее охлаждения, в котором нагреваемой средой обычно служит сырая вода.

Кроме того, при подаче тепла от котельной в виде горячей воды в закрытые системы тепловых сетей допускается использование воды непрерывной продувки котлов для подпитки этих сетей, но с тем, чтобы общая жесткостьподпиточнойводынепревышала 0,05 мг-экв/кг.

Максимально допустимое содержание кислорода в питательной воде паровых котлов с давлением пара до 3,2 МПа должно составлять 0,03 мг/кг при стальных и 0,10 мг/кг при чугунных водяных экономайзерах. Соблюдение этой нормы требует термической деаэрации всей питательной воды. В качестве греющей среды в деаэраторах, как правило, используется пар от котлов, редуцированный до давления в деаэраторе.

Наиболее простой получается принципиальная тепловая схема паровой котельной при отпуске от нее тепла только в виде пара без возврата конденсата. В этом случае пар от котлов подается в паровые сети обычно без предварительного снижения его давления, что позволяет использовать весь перепад давления от рабочего в котле до требуемого потребителями. Под таким же давлением пар подается в систему подогрева мазута.

Схема покрытия собственных нужд котельной аналогична для водогрейных котельных с той разницей, что для подогрева сырой и химочищенной воды применяются не водоводяные, а поверхностные пароводяные подогреватели. При этом подача пара от котлов для подогрева питательной воды в деаэраторе, а также для систем отопления, вентиляции и горячего водоснабжения самой котельной обычно производится через редукционные клапаны.

Конденсат греющего пара от поверхностных пароводяных подогревателей выдавливается через конденсатные горшки под давлением греющего пара и подается непосредственно в головки деаэраторов. Если имеется опасность загрязнения конденсата, например маслом

32

или мазутом, то такой конденсат сливается в конденсатные баки, оттуда он после проверки его качества откачивается специальными насосами в головки деаэраторов.

Схемы с однотрубными паровыми сетями наиболее просты, но они требуют максимальной производительности химводоочистки. Поэтому чаще паровые сети выполняются двухтрубными с частичным возвратом конденсата греющего пара обратно в котельную. Такой возврат обычно осуществляется под давлением конденсатных насосов, установленных у потребителей. Попадая в котельную, этот конденсат сливается в конденсатные баки, которых должно быть не менее двух, а их суммарная емкость должна соответствовать макси- мально-часовому количеству конденсата, поступающему в эти баки.

При наличии возврата конденсата расчетная часовая производительность химводоочистки, а также подогревателей химочищенной воды может приниматься равной максимально-часовому расходу питательной воды за вычетом гарантированной величины возврата конденсата как от потребителей, так и образующегося в самой котельной.

Схема подготовки подпиточной воды в паровых котельных, как и в водогрейных, определяется не только качеством исходной воды, но и системой тепловых сетей закрытой или открытой. При закрытой системе, как было отмечено в подр. 2.4, расчетный расход воды невелик даже для крупных систем. Незначительны при этом также потери пара и конденсата в котельной, которые должны быть восполнены за счет химводоочистки. Для таких котельных наиболее простой и экономичной получается схема, при которой в качестве подпиточной для тепловых сетей используется та же деаэрированная вода, что и для питания котлов. При этом не требуется отдельных деаэраторов для подготовки подпиточной воды, а заданная расчетная производительность общих деаэраторов должна соответствовать сумме расходов подпиточной воды для тепловых сетей и питательной воды для паровых котлов. Такое совмещение рекомендуется также нормами [10].

При открытой системе водяных тепловых сетей совмещение водоподготовки для питательной воды котлов и для подпиточной воды тепловых сетей становится нецелесообразным, поскольку требования к качеству питательной воды значительно более жестки, чем соответствующие требования к качеству подпиточной воды.

Поэтому при открытой системе водяных, тепловых сетей водоподготовка в паровых котельных осуществляется следующим образом (рис. 2.7). Насос сырой воды 8 подает расход воды, необходимый для

33

покрытия водоразбора и утечек воды из теплосетей, а также для покрытия потерь пара и конденсата в котельной, через пароводяной подогреватель 9 в фильтры химводоочистки 10. После этих фильтров основной расход химочищенной воды поступает через подогреватель химочищенной воды 6, который одновременно выполняет функции охладителя деаэрированной воды, в деаэратор подпиточной воды 1.

12

4

3

1

2

5

6

7

8

9

10

 

11

13

Рис. 2.7. Принципиальная тепловая схема паровой котельной при открытых двухтрубных водяных тепловых сетях

Деаэрированная вода от этого деаэратора поступает через охладитель на всасывание подпиточных насосов 11, которые подают ее либо непосредственно во всасывающий коллектор сетевых насосов, либо предварительно в баки-аккумуляторы деаэрированной воды 13. Небольшое количество химически очищенной воды, необходимое для восполнения потерь пара и конденсата в котельной, поступает из химводоочистки через пароводяной подогреватель химочищенной

34

воды 7 в специальный деаэратор питательной воды 3. Деаэрированная в ней вода поступает самотеком на всасывание питательных насосов 7, которые подают ее через водяной экономайзер в котел 1.

На рис. 2.7 показано такое распределение вырабатываемого в котле 1 насыщенного пара. Основной поток его поступает в пароводяной подогреватель сетевой воды (бойлер) 2. Образующийся в нем конденсат под давлением греющего пара подается в деаэратор питательной воды 3. В этот деаэратор поступают также конденсат от пароводяных подогревателей сырой воды 9 и химочищенной воды 7 и добавка химочищенной воды. Небольшой расход пара, необходимый для подогрева смеси этих потоков до 102 104 °С, подается в деаэратор из котлов через редукционную установку 12, в которой его давление снижается с 1,37 до 0,118 MПа. От нее подается также греющий пар в деаэратор подпиточной воды.

Очень часто отпуск тепла от котельной должен осуществляться как в виде пара, так и в виде горячей воды. При этом соотношение между расчетными расходами тепла в паре и в горячей воде может колебаться в широких пределах. В тех случаях, когда преобладает отпуск пара, котельные, как правило, оборудуются только паровыми котлами. При этом может быть обеспечена однотипность и взаимное резервирование всех установленных котлов, а также получается наиболее простая схема отпуска тепла. Эта схема объединяет основные черты описанных выше схем с отпуском тепла только в паре или в виде горячей воды, а для случая закрытой системы тепловых сетей представлена на рис. 2.8.

Как следует из рис. 2.8, пар из парового котла 1 с давлением 1,37 МПа в количестве Dтехн потребуется на технологические нужды. Конденсат от потребителей возвращается частично тремя потоками. Два потока его в количестве m1=0,4 Дтехн и m2=0,3 Дтехн соответственно с температурами tк=70 С и tк=40 С направляются в конденсатный бак 13, третий поток в количестве m3 =0,2 Дтехн с температурой tк=80 °С в атмосферный деаэратор 9.

Поскольку при закрытой системе водяных тепловых сетей расход воды на подпитку сетей незначителен, то в схеме нет смысла выделять отдельные деаэраторы для подпиточной воды сетей и питательной воды для котлов. В схеме деаэрация воды для обеих целей осуществляется в общем атмосферном деаэраторе.

35

35

18

 

 

 

Dтехн; Р1=1,37 МПа

 

 

 

5

 

 

 

0,118 МПа

 

 

 

6

 

m0=0,2Dтехн

tк=1040С

 

 

 

tк=80

0С

8

 

 

 

9

 

12

 

2

 

 

 

 

 

 

tк=800С

 

 

 

3

С

С

 

 

0

0

 

 

=70

=40

 

 

л(1)

(1) л

 

 

; t

; t

 

 

техн

техн

 

t′св=250С

D

D

 

 

10

=0,4

=0,3

 

 

 

0

0

 

 

m

m

 

 

 

13

 

11

 

 

 

1

iгар 377кДж

кг

Qc=16,8 МВт

iобр 293кДж

кг

4

7

16

15 17 tсв=5 0С

tp=40 0С

Рис. 2.8. Принципиальная тепловая схема паровой котельной для закрытых двухтрубных водяных и паровых сетей

71

Другая часть пара после снижения давления в редукционноохладительной установке (РОУ) 5 до 0,118 МПа поступает в пароводяной подогреватель 2 сетевой воды, который обеспечивает потребителей теплом в количестве Qс кВт в виде горячей воды. Образовавшийся конденсат под давлением греющего пара подается в охладитель конденсата 3, где охлаждается до 80 °С, а затем через конденсатоотводчик 8 в деаэратор 9.

В этот деаэратор поступает также конденсат от пароводяного подогревателя сырой воды 6, смесь возвращаемого конденсата и добавочной химочищенной воды из конденсатного бака 13 и пар из расширителя непрерывной продувки 7. Небольшой расход пара для подогрева смеси этих потоков до 102 104 °С подается в деаэратор из котлов через РОУ. В схеме предусмотрено использование тепла выхлопа деаэратора в пароводяном подогревателе 12 смеси, поступавшей из конденсатного бака. Образовавшийся конденсат сливается самотеком в канализацию.

Подача добавочной сырой воды, необходимой для покрытия утечек пара и воды в котельной и в сетях, и количество пара, безвозвратно теряемого у потребителей, осуществляется насосом 17, прокачивающим ее последовательно через водоводяной подогреватель 15, пароводяной подогреватель 6, фильтры химводоочистки 11 в конденсатный бак 13. Здесь химочищенная вода смешивается с конденсатом, возвращаемым от потребителей. Далее смесь насосами 18 через пароводяной подогреватель 12 подается в деаэратор.

Питательная вода из деаэратора питательными насосами 10 через водяной экономайзер нагнетается в котел 1. Из этого же деаэратора она самотеком поступает на всасывание подпиточных насосов 16, которые подают ее во всасывающий коллектор сетевых насосов 4. Сетевая вода из обратной линии водяных сетей в смеси с подпиточной водой прокачивается сетевыми насосами 4 через охладитель конденсата 3, бойлер 2 в подающую линию водяных сетей.

На схеме показано использование тепла непрерывной продувки паровых котлов. Для этого предусматривается подача продувочной воды от котлов в сепаратор непрерывной продувки, в котором поддерживается то же давление, что и в атмосферном деаэраторе. Поступающая в сепаратор вода частично испаряется за счет снижения ее давления до 0,118 МПа (температура пара 100 104 °С). Образовавшийся в сепараторе пар отводится в паровое пространство деаэратора, а горячая вода поступает в водоводяной теплообменник 15, исполь-

36

71

зуемый как подогреватель сырой воды. После охлаждения в теплообменнике продувочная вода сбрасывается в канализацию.

Втех случаях, когда отпуск тепла от котельной в виде горячей воды составляет значительную долю от всего отпуска тепла, следует рассматривать вариант установки в котельной наряду с паровыми также водогрейных котлов. Возможности такого варианта определяются прежде всего типоразмерами серийно изготовляемых в настоящее время водогрейных котлов. Однако даже при наличии требующихся типоразмеров котлов и заданном соотношении расчетных величин отпуска тепла в паре и горячей воде выбор между вариантами чисто паровой или пароводогрейной котельной требует техникоэкономического обоснования.

2.6.Пример расчета тепловой схемы котельной

Взадачу расчета тепловой схемы входит определение расходов, температур и давлений теплоносителей (пара и горячей воды) по их потокам в пределах установки, а также определение суммарного расхода пара и тепла на всю установку в целом при различных режимах

ееработы (см. подр. 2.2). На основании результатов этого расчета производится выбор оборудования котельной и определение ее тех- нико-экономических показателей (прил. 1, 2).

Расчет тепловых схем чисто водогрейных котельных значительно проще расчета схем паровых и пароводогрейных котельных. Методика их расчета подробно изложена в [4].

Вкачестве примера рассмотрим методику расчета тепловой схемы паровой котельной, представленной на рис. 2.8 и описанной в подр. 2.5. Котельная предназначена для отпуска пара технологическим потребителям и для подогрева горячей воды для отопления, вентиляции и горячего водоснабжения жилых и общественных зданий. Система теплоснабжения закрытая. Насыщенный пар с давлением

P1=1,37 МПа и степенью сухости X1=0,99 в количестве Dтехн=4,16 кг/с расходуется на технологические нужды. Расчетная нагрузка в виде горячей воды Qc=16,8 МВт. Энтальпия горячей воды в подающей линии водяных сетей iобр=377 кДж/кг, энтальпия обратной воды iобр=293 кДж/кг. Конденсат от подогревателей сетевой воды подается в деаэратор с температурой tк=80 °С. При расчетах принимаются температура сырой воды tсв=5 °С, ее подогрев перед химводоочисткой

38

до tсв=25 °С. Деаэрация питательной и подпиточной воды осуществляется в атмосферных деаэраторах при температуре 104 °С, питательная и подпиточная вода имеют температуру tпв=104 °С.

В котельную возвращается конденсат от технологических потребителей в количестве: m1 = 0,4Dтехн с температурой t1к =70 °С; m2= 0,3 Dтехн с температурой t2к =40 °С; m3 =0,2 Dтехн с температурой t3к =80 °С. Величина непрерывной продувки котлов αпр составляет 3% от их производительности D . Потери воды и пара в котельной αут принимаются равными 3% от D, потери в теплосети αс 1,5% от расхода в сетях Wc. Энтальпия воды iр, сливаемой в канализацию, принимается равной 167 кДж/кг. Расчет тепловой схемы выполнен для максимально зимнего режима. Топливом для котельной является малосернистый мазут марки 100.

Пар, выходящий из РОУ с давлением Р2 =0,118 МПа, принимаем сухим, насыщенным. По таблицам [11] находим его энтальпию i"2 =2680 кДж/кг.

Расход пара для подогрева сетевой воды в бойлерах определяем из уравнения

Qc Dб i2 iк Dб i2 4,19tк ,

откуда

 

 

 

 

Q

 

 

 

 

 

16,8 103

 

 

 

 

Dб

 

 

c

 

 

 

 

 

 

7,17кг/с.

 

 

 

i2 4,19tк

2680 4,19 80

 

 

Расход сетевой воды

 

 

 

16,8 103

 

 

 

 

 

 

 

 

Q

 

 

 

 

 

 

 

Wc

 

 

c

 

 

 

 

 

200 кг/с.

 

 

 

i

 

i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

гор

 

 

 

377 293

 

 

 

 

 

 

 

обр

 

 

 

 

 

 

 

Расход тепла на технологические нужды составит

 

 

где ix

 

Qтех Dтех i1x

4,19 mi tki ,

ti

 

энтальпия влажного пара из котла,

кДж/кг;m ,

доля и

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i

к

 

температура i-го потока конденсата от технологических потребителей, °С.

В нашем случае

t1x t1 (1 X1) ri 2790 (1 0,99) 1960 2770 кДж/кг,

где t1 , r энтальпия сухого насыщенного пара и удельная теплота парообразования при давлении P1 в котлоагрегате, кДж/кг; X1 степень сухости пара на выходе из котлоагрегата.

39

Тогда

Qтех 4,16 2770 4,19 (0,4 70 0,3 40 0,2 80) 10400 Вт.

Суммарный расход тепла на подогрев сетевой воды и на технологические нужды равен

Q Qб Qтехн 16800 10400 27200 кВт.

Предварительный расход пара из котельной

D

Q

 

27200

 

11,65кг/с.

t1x 4,19 tпв

2770 4,19 104

 

В отсутствие сетевых подогревателей D=Dтехн. Расход пара на деаэрацию питательной воды Dд и на подогрев сырой воды перед химводоочисткой Dсв обычно составляет 3 11% от D [4].

В данном примере расход пара на вышеуказанные нужды принимаем 9% от D с последующим уточнением:

Dr Dд Dсв 0,09D 0,09 11,61 1,05 кг/с.

Расход острого пара, поступающего в РОУ, равен

D1 D Dтехн Dr 11,65 4,16 1,05 8,5 кг/с.

При отсутствии сетевых подогревателей D1=Dr .

Расход питательной воды c учетом продувок котельных агрегатов и потерь внутри котельной

 

 

dпр

 

dут

 

 

3

 

3

 

 

 

Wпв D 1

 

 

 

 

 

11,65 1

 

 

 

 

 

 

12,35

кг/с.

100

 

100

100

 

 

100

 

 

 

 

 

2.6.1. Расчет редукционно-охладительной установки (РОУ)

Назначение РОУ снижение параметров пара за счет дросселирования (мятия) и охлаждения его водой, вводимой в охладитель в распыленном состоянии. В охладителе РОУ основная часть воды испаряется, а другая с температурой кипения отводится в конденсационные банки или непосредственно в деаэратор. Приближенно можно принять, что вся вода, вводимая в РОУ, полностью испаряется.

Подача охлаждающей воды в РОУ производственных котельных обычно осуществляется из магистрали питательной воды после деаэратора.Тепловой расчет РОУ, рис. 2.9, ведется по балансу тепла.

40

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]