Федеральное государственное автономное

образовательное учреждение высшего

профессионального образования

Сибирский Федеральный Университет

Инженерно-строительный институт

Кафедра «Инженерные системы зданий и сооружений»

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

«Отопительно-производственнаякотельнаяс котлами типа КЕ для закрытой системы теплоснабжения»

Пояснительная записка

Студент гр. ИЭ 08-11 _____________ М.С. Миско

Руководитель _____________ А.В. Целищев

Красноярск 2011

СОДЕРЖАНИЕ

Введение 3

1 Тепловая схема котельной, её расчёт и подбор оборудования 4

2 Расчёт газового тракта с выбором дымососа 12

3 Расчёт воздушного тракта с выбором вентилятора 25

4 Расчет химводоочистки 29

5 Топливоподача 36

6 Золошлакоудаление 37

Список используемых источников 39

ВВЕДЕНИЕ

В данном курсовом проекте рассмотрена отопительно-производственная котельная с котлами типа КЕ-10-14С для закрытой системы теплоснабжения.

В результате расчета тепловой схемы котельной принято к установке следующее оборудование:

Паровые котлы КЕ-10-14С 4шт;

Золоуловитель БЦУ-30С 4шт;

Вентилятор ВДН 8у4шт;

Дымосос ДН 10у 4шт;

Na-катионитовый фильтр –4шт, 2 – в первой ступени, 1 – во второй ступени и 1 – резервный;

Деаэратор ДА-50/15 1шт;

Пароводяной сетевой теплообменник ПП1-53-7-IV 2шт,

Водяной сетевой теплообменник ПВМР-480*2-1,0 2шт,

1 Тепловая схема котельной, её расчёт и подбор оборудования

На тепловых схемах котельной с помощью условных графических изображений показывается основное и вспомогательное оборудование, объединяемое линиями трубопроводов для транспортировки теплоносителя в виде пара или воды. На принципиальной тепловой схеме показываются лишь главное оборудование (котлы, подогреватели, деаэраторы, насосы) и основные трубопроводы без арматуры, вспомогательных трубопроводов, без уточнения качества и расположения оборудования. Принципиальная схема котельной с паровыми котлами приведена на рис. 1.

Насыщенный пар давлением Р₁ = 1,4 МПа вырабатывается котлом 1. Паровой котел работает устойчиво при этом давлении. Пар этого давления может направляться технологическим потребителям, если это необходимо для осуществления технологического процесса. Для многих технологических потребителей, для собственных нужд котельной и для подогрева сетевой воды в теплообменниках давление пара снижают до Р₂=0,7 МПа в редукционной установке 2.

Количество пара, отбираемого из котлов, должно быть восполнено подачей питательной воды в верхний барабан котла. Питание котельной производят водопроводной (сырой) водой, которая проходит обработку: химводоочистку и деадерацию. При этом вода утилизирует тепло различных процессов, осуществляемых самой котельной.

Сырая вода подается из водопровода насосом 3. Часть воды проходит через теплообменник 4. обогреваемых паром по трубе 5. Конденсат после теплообменника подается в деаэратор 6 по трубе 7.

Вода после теплообменника смешивается с холодной и подается на химводоочистку (ХВО). Часть подаваемой воды используется на собственные нужды ХВО. Затем вся вода проходит охладитель продувочной воды 8 и охладитель выпара9, утилизируя теплоту продувочной воды и выпара, а затем подается в деаэратор 6. Для деаэрации воды используется насыщенный пар, подаваемый по трубе 10. Образуется выпар (смесь водяного пара и газов) подается в охладитель выпара9.

С течением времени в котловой воде могут накапливаться соли жесткости, которые при определенной концентрации образуют накипь на стенках труб котла. Чтобы не допустить этого, часть котловой воды с повышенной концентрацией солей жесткости постоянно удаляют, заменяя ее водой питательной. Эта операция, сброс котловой воды, называется продувкой котла.

Теплота удаляемой котловой воды утилизируется. С этой целью она поступает в начале в сепаратор 11, где происходит понижение давления до Р₃=0,17 МПа и отделение образовавшегося пара от воды. Пар полезно используется в деаэраторе, куда подается по трубе 12. Вода поступает в охладитель продувочной воды 8, где тепло ее используется нагрева химически очищенной воды.

Питательная вода, прошедшая обработку, насосом 13 подается в котел 1.

Производственные потребители после осуществления технологического процесса возвращают часть конденсата, который по трубе 14 подается в деаэратор.

Для восполнения утечек в тепловой сети из бака деаэратора насосом 15 забирается некоторое количество воды и подается по трубе 16 в обратную магистраль.

В тепловой сети движение теплоносителя (воды) создает сетевой насос 17. В теплообменниках 18 вода нагревается до необходимой температуры насыщенным паром. Конденсат пара поступает в деаэратор.

Расчет тепловой схемы котельной производится с целью определения расхода пара и воды для отдельных узлов при характерных режимах работы котельной и составления общего материального баланса пара и воды.

Рисунок 1 – Тепловая схема котельной

Необходимые вычисления производят в табличной форме (табл.1).Результаты расчета являются исходными данными для выбора оборудования котельной, в том числе количество и типа котлоагрегатов.

В процессе расчета схемы расход пара на деаэрацию питательной воды уточняется методом последовательных приближений. Предлагаемый метод расчета позволяет уточнить этот расход после одного приближения, при чем погрешность не превышает 5%.

Абсолютное значение величины расхода пара на деаэрацию питательной воды вычисляется по удельному расходу пара. Удельный расход пара определяется по графику.

После определения расхода пара на сетевые подогреватели для дальнейшего расчета тепловой схемы используют данные расчеты химводоочистки. Расчет химводоочистки (ХВО) начинается с составления предварительного пароводяного баланса котельной (без учета непрерывной продувки). При этом используют формулы из табл. 1 [1], вычисляя значения, отмеченных звездочкой. Из этих формул выбрасываются величины, связанные с продувкой (n=0). Из расчета ХВО устанавливают необходимость непрерывной продувки, ее величины, а также уточняют расход воды на собственные нужды химводоочистки.

Таблица 1 - Расчет тепловой схемы котельной

Рассчитываемая величина	Обоз-наче-ниее	Еде-ницаизме-рения	Расчетная формула	максима-льный зимний	при средней температуре холодного месяца	летний
Коэфициент снижения расхода тепла на отопление и венти-ляцию в зависимо-стити от температуры наружного воздуха	Ков	-		1	0,69
Расчетный отпуск тепла на отопление и вентиляцию	Qов	МВт	Qов· Ков	7,5	5,18	0
Температура прямой сетевой воды на выходе из котельной	t1	C	18+64.5· Ков0,8+ +67.5· Ков	150	112,51	70
Температура обратной сетевой воды на входе в котельную	t2	C	t1-80· Ков	70	57,31	41,7
Сумммарный отпуск тепла на отопление, вентиляциюю и горячее водоснабжение	Qт	МВт	Qов +Qсргв	10,00	7,68	2,5
Расчетный часовой расход сетевой воды	Gсет	Т/ч		107,5	119,574	75,972
Объем сетевой воды в системе теплоснабжения	Gсист	Т	gсист·Qт.зимmax	407	407	407
Расход подпиточной воды на восполнение утечек в теплосети	Gут.	Т/ч	0,5·Gсист/100	2,035	2,035	2,035
Количество обратной сетевой воды	Gсет.об	Т/ч	Gсет- Gут.	105,465	117,54	73,9
Температура обратной сетевой воды перед сетевыми насосами	t3	C		70,647	58,107	43,374
Расход пара на подогреватели сетевой воды	Dб	Т/ч		15,010	11,446	3,559
Количествовоконден-сата от подогревателей сетевой воды	Gб	Т/ч	Dб	15,010	11,446	3,559
Паровая нагрузка на котельную за вычетом расхода пара на деаэра-цию и подогрев сы-рой воды, а также без учета внутрикотельх потерь	D	Т/ч	Dпотр +Dб	23,010	19,446	11,559
Количество конденсата от подувочной сетевой воды и с производства	Gк	Т/ч	Gб+ Gпотр	16,210	12,646	4,759

Продолжение таблицы 1

Рассчитываемая величина	Обоз-наче-ниее	Еде-ницаизме-рения	Расчетная формула	максима-льный зимний	при средней температуре наиболее холодного месяца	летний
Количество продувоч-ной воды, поступающей в сепаратор непрерывной продувки	Gпр*	Т/ч		0,920	0,778	0,462
Количество пара на выходе из сепаратора непрерывной продувки	Dпр*	Т/ч	0,148· Gпр*	0,136	0,115	0,068
Количество продувочной воды на выходе из сепаратора непрерывной продувки	Gпр`*	Т/ч	Gпр*- Dпр*	0,784	0,663	0,394
Внутрикотельные потери тепла	Dпот*	Т/ч	0,02·D	0,460	0,389	0,231
Количествово воды на выходе из деаэратора	Gд*	Т/ч	D+ Gпр*+ Gут	25,966	22,259	14,057
Выпар из деаэратора	Dвып*	Т/ч	dвып· Gд*	0,052	0,045	0,028
Количество умягчяе-мой воды, поступаю-щей в деаэратор	GХВО*	Т/ч	(Dпотр -Gпотр)+ +Gпр`*+ Dпот*+ +Dвып*+ Gут.	10,131	9,931	9,488
Кол-во сырой воды, поступающей на ХВО	Gсв*	Т/ч	КХВОсн· GХВО*	12,158	11,917	11,386
Расход пара для подогрева сырой воды	Dс*	Т/ч		0,502	0,492	0,470
Количество конденсата от подевателей сырой воды, поступающе в деаэратор	Gс*	Т/ч	Dс*	0,502	0,492	0,470
Суммарная масса потоков, поступающих в деаэратор (кроме греющего пара)	GΣ*	Т/ч	Gк+ GХВО*+ Gс*+ + Dпр*- Dвып*	26,928	23,140	14,758
Суммарная масса потоков, поступающих в деаэратор (кроме греющего пара)	GΣ*	Т/ч	Gк+ GХВО*+ Gс*+ + Dпр*- Dвып*	26,928	23,140	14,758
Доля конденсата от подогревателей сетевой воды и с производства в суммарной массе потоков, поступающих в деаэратор	-	-	Gк/ GΣ*	0,602	0,547	0,322
Удельный расход пара на деаэратор	dд*	Т/Т	Рис. 5 [1]	0,067	0,071	0,090
Абсолютный расход пара на деэрацию	Dд	Т/ч	dд*∙ GΣ*	1,794	1,651	1,334
Паровая нагрузка на котельную без учета внутрик-х потерь	D`*	Т/ч	D+(Dд*+ Dс*)	25,307	21,590	13,364
Внутрикотельные потери тепла	Dпот	Т/ч		0,516	0,441	0,273
Окончательный расчет
Суммарная паровая нагрузка на котельную	Dсум	Т/ч	D`*+Dпот	25,823	22,030	13,636

Окончание таблицы 1

Рассчитываемая величина	Обоз-наче-ниее	Еде-ницаизме-рения	Расчетная формула	максима-льный зимний	при средней температуре наиболее холодного месяца	летний
Количество продувоч-ной воды, поступаю-щей в сепаратор непрер-й продувки	Gпр	Т/ч	π· Dсум*/100	1,033	0,881	0,545
Количество пара на выходе из сепаратора непрерывнойпрод-ки	Dпр	Т/ч		0,153	0,131	0,081
Количество продуво-чной воды на выходе из сепаратора непрерывной продувки	Gпр`	Т/ч	Gпр -Dпр	0,880	0,750	0,465
Количество воды на питание котлов	Gпит	Т/ч	Dсум*+Gпр	26,703	22,781	14,101
Количество воды на выходе из деэратора	Gд	Т/ч	Gпит +Gут	28,738	24,816	16,136
Выпар из деаэратора	Dвып	Т/ч	dвып· Gд	0,057	0,050	0,032
Количество умягчен-ной воды, посту-пающей в деаэратор	GХВО	Т/ч	(Dпотр -Gпотр)+ +Gпр`+ Dпот+ +Dвып+ Gут.	10,289	10,076	9,605
Кол-во сырой воды, поступающей на ХВО	Gсв	Т/ч	КХВОсн· GХВО	12,346	12,091	11,525
Расход пара для подогрева сырой воды	Dс	Т/ч		0,510	0,499	0,476
Количество конден-сата, поступающее в деаэратор от подогре-вателей сырой воды	Gс	Т/ч	Dс	0,510	0,499	0,476
Суммарный вес потоков, поступающих в деаэратор (кроме греющего пара)	GΣ	Т/ч	Gк+ GХВО+ Gс+ + Dпр- Dвып	28,099	24,152	15,418
Доля конденсата от подогревателей сетевой воды и с производства в суммарном весе потоков, поступающих в деаэратор	-	-	Gк/ GΣ	0,577	0,524	0,309
Удельный расход пара на деаэратор	dд	Т/Т	Рис. 5 [1]	0,069	0,073	0,092
Абсолютный расход пара на деаэратор	Dд	Т	dд· GΣ	1,932	1,770	1,412
Суммарная паровая нагрузка на котельную	Dсум	Т/ч	D`+ Dпот+Dc+Dпот	28,265	24,300	15,524
Процент расхода пара на собственные нужды котельной (деаэрация, подогрев сырой воды)	Ксн	%		8,640	9,340	12,159
Количество работю-щих паровых котлов	Nк.раб.	шт	Dсум/Dед	2,827	2,430	1,552
Количесво установленных котлов	N	шт	Nк.раб+1	4	4	3

Пароводянной теплообменник

Рисунок 2 – Пароводяной теплообменник

, (1)

где Q_т– расчетный расход сетевой воды, т/ч;

t_кб – температура конденсата от блока подогревателей сетевой воды,⁰С;

h₂– энтальпия пара после редукционной установки (h₂=2765 кДж/кг);

h₆– энтальпия пара после пароводяного водоподогревателя (h₆=694,3 кДж/кг);

c–теплоемкость воды (с = 4,19 кДж/кг*⁰С)

Принимаем теплообменник: ПП1-53-7-IV

D=720мм, L=3000мм, m=2000кг.

Водоводянной теплообменник

, (2)

где h_кб – энтальпия конденсатаот блока подогревателей сетевой воды,⁰С;

t_кб – то же, что и формуле (1);

h₂ – то же, что и формуле (1);

h₆ – то же, что и формуле (1);

c –то же, что и формуле (1).

Q_T – то же, что и в формуле (1).

Рисунок 3 – Водоводянной теплообменник

Принимаем теплообменник: ПВМР-377*2-1,0

D=377мм, L=2705мм.

Подбор деаэратора

Рисунок 4 - Деаэратор

По суммарному весу потоков, поступающих в деаэратор (кроме греющего пара), G_=28,099т/ч, рассчитанному в табл.1 для максимально-зимнего режима принимается деаэратор ДА 50/15 со следующими параметрами:

D=2016мм, L=5895мм.