2.Принципиальная тепловая схема котельной с паровыми котлами с закрытой системой теплоснабжения (рис.2.1)

Рис.2.1

Оборудование обозначенное на схеме(рис.2.1):

1 – насос исходной воды; 2- охладитель воды, сливаемой из СНП; 3- подогреватель сырой воды; 4- ХВО; 5- пароводяной одогреватель химводообработанной воды; 6 – водоводяной подогреватель химводообработанной воды; 7 – охладитель выпара; 8- атмосферный деаэратор; 9- насос питательной воды; 10- водяной экономайзер парового котла;11- котел; 12- редукционно-охладительная установка; 13- парораспределительный коллектор; 14- редукционный клапан; 15- сепаратор непрерывной продувки; 16 – бак для сбора конденсата; 17 – слив конденсата; 18 – насос сетевой воды; 20,21 – подогреватели сетевой воды.

3.Расчет тепловой схемы производственно-отопительной котельной с паровыми котельными агрегатами, отпускающей теплоноситель в закрытую двухтрубную тепловую сеть

Максимально-зимний режим работы системы теплоснабжения

Расход пара, отпущенного котельной на технологические и хозяйственные нужды предприятия:

(3.1.1)

где - массовая доля пара, теряемого в виде утечек в подающем паропроводе;

;

- расход пара, потребляемый предприятием для удовлетворения его технологических и хозяйственных нужд, кг/с; принимается по «Заданию».

Расход пара, теряемого в виде утечек в подающем паропроводе:

(3.1.2)

где , - тоже, что и в выражении (3.1.1).

Тепловой поток, потребляемый системами отопления, вентиляции и горячего водоснабжения зданий жилой застройки и предприятия:

(3.1.3)

где , - максимальные тепловые потоки, потребляемые, соответственно, системами отопления и вентиляции, а также системами горячего водоснабжения зданий, МВт; принимается по «Заданию».

Тепловой поток, отпущенный от подогревателей сетевой воды для удовлетворения коммунально-бытовых нужд жилой застройки и предприятия:

(3.1.4)

где - массовая доля сетевой воды, теряемой в виде утечек в тепловой сети;

- тоже, что и по выражению (3.1.3).

Расход пара, поступающего в подогреватели сетевой воды:

(3.1.5)

где - тоже, что и по выражению (3.1.4);

- энтальпия насыщенного пара после редукционно-охладительной установки (РОУ), кДж/кг; принимается по таблице XXII [3, с.204] по давлению ; значение давления принимается по «Заданию»;

с – удельная (массовая) теплоемкость воды; ;

- температура конденсата на выходе из подогревателей, кДж/кг;

- коэффициент, учитывающий потерю теплоты теплообменным аппаратом (подогревателем воды) в окружающую среду;

Расход пара, отпущенного котельной в подогреватели сетевой воды:

(3.1.5*)

где - массовая доля пара, теряемого в виде утечек в котельной;

- тоже, что и по выражению, расход пара (3.1.5).

Расход пара, используемого внешними потребителями:

(3.1.6)

где - тоже, что и в выражении (3.1.1);

- тоже, что и по выражению, расход пара (3.1.5).

Расход пара, используемого котельной на собственные нужды (определяется предварительно):

(3.1.7)

где - массовая доля пара, используемого на собственные нужды котельной;

;

- тоже, что и по выражению, расход пара (3.1.6).

Расход пара, отпущенного котельной на собственные нужды:

(3.1.8)

где - тоже, что и по выражению (3.1.7);

- тоже, что и в выражении (3.1.5*).

Расход пара, теряемого в виде утечек в котельной:

(3.1.9)

где - тоже, что и в выражении (3.1.5*);

- тоже, что и по выражению (3.1.5*);

- тоже, что и по выражению (3.1.8).

Общий расход пара, отпущенного котельной всем потребителям:

(3.1.10)

где - тоже, что и, соответственно, по выражениям (3.1.1), (3.1.5*), (3.1.8).

Расход питательной воды, подаваемой в редукционно-охладительную установку (РОУ):

(3.1.11)

где - тоже, что и по выражению (3.1.10);

- энтальпия пара на выходе из котельных агрегатов (на входе в РОУ), кДж/кг; энтальпия перегретого пара находится по таблице XXV [3, с.209] по его давлению и температуре; энтальпия насыщенного пара находится по таблице XXIII [3, с.204] по его давлению в барабане котельного агрегата;

- тоже, что и в выражении (3.1.5);

- энтальпия питательной воды на входе в котельные агрегаты (в их водяные экономайзеры) и в РОУ, кДж/кг;

с – тоже, что и в выражении (3.1.5);

- температура питательной воды, ; принимается по «Заданию».

Расход пара, вырабатываемого непосредственно котельными агрегатами:

(3.1.12)

где - тоже, что и по выражению (3.1.10);

- тоже, что и по выражению (3.1.11).

Расход сетевой воды, поступающей из подогревателей в тепловую сеть:

(3.1.13)

где - тоже, что и по выражению (3.1.4);

с – тоже, что в выражении (3.1.5);

- значения температуры сетевой воды, соответственно, в подающей и обратной магистралях тепловой сети, ; принимаются по «Заданию» (для летнего режима, а также режимов наиболее холодного месяца и отопительного периода принимаются по температурному графику).

Расход сетевой воды, теряемой в виде утечек в трубопроводах тепловой сети:

(3.1.14)

где - тоже, что и в выражении (3.1.4);

- тоже, что и по выражению (3.1.13).

Расход продувочной воды:

(3.1.15)

где - массовая доля котловой (продувочной) воды, удаляемой непрерывно из верхних барабанов котельных агрегатов с целью поддержания требуемого их солевого баланса (доля непрерывной продувки);

- тоже, что и по выражению(расход пара, вырабатываемого котельными агрегатами) (3.1.12).

Совместное решение уравнений материального и солевого балансов верхнего барабана котельного агрегата позволяет получить аналитическое выражение для определения величины :

(3.1.15*)

где - солесодержание, соответственно, питательной воды, пара и продувочной воды, мг/кг.

Расход питательной воды, подаваемой в верхние барабаны котельных агрегатов:

(3.1.16)

где - тоже, что и по выражению (3.1.12);

- тоже, что и по выражению (3.1.15).

Расход деаэрированной воды:

(3.1.17)

где - тоже, что и по выражению (3.1.16);

- тоже, что и по выражению (3.1.11);

- расход подпиточной воды, компенсирующей потери сетевой воды в тепловой сети, кг/с;

;

- тоже, что и по выражению (3.1.14);

- тоже, что и по выражению (3.1.10);

- тоже, что и по выражению (3.1.15).

Расход выпара (парогазовой смеси), образующегося при работе деаэратора:

(3.1.18)

где d – удельный расход выпара из деаэратора, кг/кг;

d=0,002 кг/кг [1];

- тоже, что и по выражению (3.1.17).

Расход пара вторичного вскипания, образующегося в сепараторе непрерывной продувки (СНП):

(3.1.19)

где - тоже, что и по уравнению (расход продувочной воды) (3.1.15);

- энтальпия котловой (продувочной) воды, кДж/кг; определяется по таблице XXIII [3, с.204] по давлению в барабане котла, ;

- энтальпии, соответственно, насыщенного пара и остаточной воды, кДж/кг; определяются по таблице XXIII [3, с.204] по давлению в сепараторе, ().

Расход остаточной воды после сепаратора непрерывной продувки (СНП):

(3.1.20)

где - тоже, что и по выражению (3.1.15);

- тоже, что и по выражению (3.1.19).

Расход технологического конденсата, не возвращаемого с производства (потери технологического конденсата):

(3.1.21)

где - массовая доля конденсата, возвращаемого в котельную с производства; принимается по «Заданию»;

- тоже, что и в выражении (3.1.1).

Расход химически обработанной воды, обеспечивающей компенсацию всех потерь пара и конденсата в системе теплоснабжения:

(3.2.22)

где - тоже, что и по выражению (3.1.2);

- тоже, что и по выражению (3.1.21);

- тоже, что и по выражению (3.1.9);

- тоже, что и по выражению (3.1.14);

- тоже, что и по выражению (3.1.18);

- тоже, что и по выражению (3.1.20).

Расход исходной воды:

(3.1.23)

где - тоже, что и по выражению (3.1.22);

- расход воды на собственные нужды участка химической обработки воды (ХВО), кг/с;

- доля химически обработанной воды, используемой на собственные нужды участка ХВО;

Расход исходной воды, пропускаемой через охладитель остаточной воды после сепаратора непрерывной продувки (теплообменник 2):

(3.1.24)

где - тоже, что и по выражению (3.1.20);

- тоже, что и в выражении (3.1.19);

- температура остаточной воды на выходе из её охладителя (теплообменника 2), кДж/кг;

- тоже, что и в выражении (3.1.5);

- значение температуры исходной воды, соответственно, на входе и выходе из теплообменника, ;

(зимний период года); [1]

Расход исходной воды, пропускаемой через её подогреватель (теплообменник 3), определяется следующим образом:

(3.1.25)

где - тоже, что и по выражению, расход исходной воды (3.1.23);

- тоже, что и по выражению (3.1.24).

Расход пара, циркулирующего через подогреватель исходной воды (теплообменник 3):

(3.1.26)

где - тоже, что и по выражению (3.1.25);

- тоже, что и в выражении (3.1.24);

- тоже, что и в выражении (3.1.5).

Температура химически обработанной воды на входе в охладитель выпара (теплообменник 7):

(3.1.27)

где - температура химически обработанной воды на выходе из теплообменника 7, ;

- температура химически обработанной воды на входе в деаэратор, ;

[1];

- тоже, что и по выражению (3.1.18);

- энтальпия выпара на входе в теплообменник 7(на выходе из деаэратора 8), кДж/кг; определяется по таблице XXIII [3, с.204] как энтальпия насыщенного пара при давлении в деаэраторе ; для атмосферных деаэраторов, ;

- энтальпия конденсата (воды) на выходе из теплообменника 7, кДж/кг; определяется по таблице XXIII [3, с.204] по давлению в деаэраторе;

- тоже, что и в выражении (3.1.5);

- тоже, что и по выражению (3.1.22).

Температура химически обработанной воды на входе в охладитель деаэрированной воды (теплообменник 6):

(3.1.28)

где - температура химически обработанной воды на выходе из теплообменника 6 (на входе в теплообменник 7), ;

; значение температуры определяется по выражению (3.1.27);

- тоже, что и по выражению (3.1.17);

- значение температура деаэрированной воды, соответственно, на входе и выходе из теплообменника 6, ;

- температура деаэрированной воды на выходе из деаэратора, ;

(атмосферные деаэраторы) [1];

- температура питательной воды, ;

- тоже, что и в выражении (3.1.5);

- тоже, что и по выражению (3.1.22).

Расход пара циркулирующего через подогреватель химически обработанной воды (теплообменник 5):

(3.1.29)

где - тоже, что и по выражению (3.1.22);

с – тоже, что и в выражении (3.1.5);

- значение температуры химически обработанной воды, соответственно, на входе и выходе из теплообменника 5, ;

- тоже, что и в выражении (3.1.24);

значение температуры определяется по выражению (3.1.28);

-тоже, что и в выражении (3.1.5).

Расход технологического конденсата возвращаемого в котельную с производства:

(3.1.30)

где - тоже, что и в выражении (3.1.21).

Общий расход конденсата, поступающего в деаэратор 8:

(3.1.31)

где - тоже, что и по выражению (3.1.30);

- тоже, что и по выражению (3.1.5*);

- тоже, что и по выражениям (3.1.26) и (3.1.29).

Средневзвешенное значение температуры конденсата, поступающего в деаэратор 8:

(3.1.32)

где - тоже, что и в выражении (3.1.31);

- температура технологического конденсата, возвращаемого в котельную с производства,; принимается по «Заданию»;

- тоже, что и в выражениях (3.1.5), (3.1.26), (3.1.29).

Расход пара, поступающего в деаэратор 8:

(3.1.33)

где - тоже, что и по выражениям (3.1.17), (3.1.18), (3.1.22), (3.1.31);

- энтальпия деаэрированной воды на выходе из деаэратора, кДж/кг;

- энтальпия химически обработанной воды на входе в деаэратор, кДж/кг;

с – тоже, что и в выражении (3.1.5);

- тоже, что и в выражении (3.1.27) и (3.1.28);

- тоже, что и в выражении (3.1.27);

- тоже, что и в выражении (3.1.19);

- средневзвешенное значение энтальпии конденсата, поступающего в деаэратор, кДж/кг;

- тоже, что и по выражению (3.1.32);

- энтальпия пара, поступающего в деаэратор после редукционного клапана (РК) 14, кДж/кг; в РК давление пара снижается при - тоже, что и в выражении (3.1.5).

Расчетный расход пара, используемого котельной на собственные нужды:

(3.1.34)

где - тоже, что и по выражению (3.1.34);

- тоже, что и по выражениям (3.1.26) и (3.1.29).

Проводится сопоставление предварительно найденного и расчетного значений величины , определенных, соответственно, по выражениям (3.1.7) и (3.1.34).

В том случае, если неравенство:

(3.1.35)

не выполняется, то расчет тепловой схемы, с выражения (3.1.8), повторяется. При этом в выражении (3.1.8) подставляется расчетное значение величины , полученное по выражению (3.1.34) на предыдущем шаге приближения.

Расчетная паропроизводительность одного котельного агрегата принимается такой, чтобы она была равна или была кратной летней тепловой нагрузке:

(3.1.36)

где - расход пара, вырабатываемого котельной в летний период года; определяется далее по выражению (4.2.12);

m – целое число; m=1, 2.

Обычно, m=2 в том случае, когда ( - тоже, что и в выражении (3.1.36); - тоже, что и по выражению (3.1.12)). При m=2 представляется возможным обосновать четыре котельных агрегата.

Тип котельных агрегатов выбирают исходя из требований к параметрам пара на технологические и коммунально-бытовые нужды.

Принимаем котельный агрегат ДЕ-25-14ГМО.

Количество котельных агрегатов, принимаемых к установке в котельной:

(3.1.37)

где - тоже, что м по выражению (3.1.12);

- тоже, что и по выражению (3.1.36).

Полученное значение величины округляется до большего целого числа.

Выбор котельных агрегатов из их номенклатурного ряда должен проводиться с учетом следующего требования:

где - тоже, что и по выражению (3.1.36);

- номинальное значение паропроизводительности одного котельного агрегата.

_{следовательно, котельный агрегат ДЕ-25-14ГМО выбран правильно.}