МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

КРИВОРІЗЬКИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА ТЕПЛОЕНЕРГЕТИКИ

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

для виконання курсового проекту

з дисципліни «Експлуатація котельних пристроїв»

«Розрахунки теплової схеми

промислової парової котельні»

для студентів спеціальності

7.090510 Та 8.090510 Теплоенергетика

всіх форм навчання

Кривий Ріг – 2008

Укладачі: Квятковська Ю.П., к.т.н., доцент,

Відповідальний за випуск: Замицький О.В., д.т.н., професор

Рецензент: Трегубов В.А., д.т.н., професор

У методичних вказівках наведено основні вимоги до оформлення розрахунково-пояснювальної записки, рекомендації послідовних розрахунків теплової схеми промислової котельні, та розробка схем компоновки основного та допоміжного устаткування. Наведено список рекомендованої літератури.

Розглянуто на засіданні кафедри теплоенергетики

Протокол № 5 від 18.02.2010

Схвалено на вченій раді електротехнічного факультету

Протокол № 4 від 15.03.2010

^{Исходные данные}

Задание №

Технологический потребитель: (пар): Р=

t=

Д=

Отопление и вентиляция производственных зданий: (пар):

Р=

t=

Д=

Возврат конденсата с производства:

t=

Подогрев воды перед BПУ: t=

Отопление жилых зданий поселка: {вода):

t=

Q=

Горячее водоснабжение поселка: (вода): Q=

t=

Температура наружного воздуха:

I - максимально зимний период f_н=;

II-средний самого холодного месяца

III- средний отопительный

Продолжительность отопительного периода,

Температура продувочной воды:

Давленые в расширителе

Вид топлива:

^{Содержание}

Стр.

1. Составление сводной таблицы тепловых нагрузок котельной 4

2. Принципиальная тепловая схема промышленной паровой котельной

Результаты расчета тепловой схемы паровой котельной 15

3. Выбор вспомогательного оборудования 18

3.1. Выбор вспомогательного оборудования тепловой схемы ?.

котельной

3.2. Выбор вспомогательного оборудования газовоздушного

тракта 35

4. Компоновка паровых промышленных котельных 36 Литература 38

Цели и задачи курсового проекта

Роль промышленно-отопительных котельных в системах теплоснабжения наряду с ТЭЦ непрерывно возрастает. В перспективе и будет принадлежать ведущее место в балансе теплоснабжения промышленности и жилых массивов.

Подготовка квалифицированных инженеров промтеплоэнергетиков невозможна без овладевания ими методов расчета центральных теплоисточников, рационализации и систематизации техниче­ских решений в этой области.

Расчетная работа преследует учебные цели и отличается от ре­ального проекта глубиной разработки.

Цель выполнения этой работы - овладеть методами проектирова­ния тепломеханической части промышленных паровых котельных, пред­назначенных для теплоснабжения крупных промышленных комплексов с раздельной системой энергоснабжения.

Работа выполняется студентом самостоятельно в соответствии с данными методическими указаниями, при составлении которых ис­пользованы методы и нормы проектирования котельных и вспомога­тельного оборудования.

Задание на выполнение расчетной работы.

Задание выдается каждому студенту индивидуально в письмен­ной форме в соответствии с исходными данными для расчета про­мыш­ленной паровой котельной, которые выбираются по таблице исходных данных.

Указания по выполнению расчетной работы

Основой теплового расчета промышленной паровой котельной является расчет ее принципиальной тепловой схемы, на основе ко­торого составляются паровой и тепловой балансы котельной, позво­ляющие выбирать основное и вспомогательное оборудование для нее.

Тепловая нагрузка промышленных котельных является величиной переменной, зависящей от режима потребления техноло­гического тепла и от изменения температуры наружного воздуха, определяющего нагрузку на отопление и вентиляцию. Поэтому рас­четы теплопотребления выполняются для наиболее характерных ре­жимов.

Выбор основного и вспомогательного оборудования котельной производится для расчетного режима отпуска тепла, т.е. при мини­мальной температуре наружного воздуха.

Выбранное оборудование необходимо располагать в здании ко­тельной в соответствии с требованиями, обеспечивающими надеж­ность и удобство эксплуатации, ремонта, а также минимальную про­тяжен­ность всех коммуникаций. Кроме того, принимаемые решения компо­новки оборудования должны отвечать всем требованиям тех­ники безо­пасности, санитарным и противопожарным нормам.

Составление сводной таблицы тепловых нагрузок котельной

Для правильного представления о тепловых нагрузках котель­ной необходимо иметь сведения по всем потокам теплопотребления в те­чение года и суток.

Потребители тепла группируются по признаку однотипности те­плоносителя и его параметров.

Прежде, чем приступить к расчету тепловой схемы котельной, необходимо составить сводную таблицу теплопотребления по приве­денной форме (см. табл. I.I).

В графе I дается перечисление всех потребителей тепла данной котельной, сгруппированных по признаку однотипности теплоноси­теля и по характеру изменения его расхода в течение года.

I группа состоит из технологических потребителей, у которых расход тепла определяется технологическим процессом объекта и не зависит от изменения температуры наружного воздуха в течение года.

П группа состоит из производственных потребителей тепла на нужды отопления и вентиляции, использующих в качестве теплоноси­те­ля пар (отопление может осуществляться и горячей водой).

Ш группа также состоит из потребителей тепла на отопление, но отличающихся от потребителей П группы видом теплоносителя. Теп­лоснабжение их осуществляется горячей водой.

1У группа включает потребителей тепла на нужды горячего во­доснабжения. Этот теплопотребитель не зависит от температуры на­ружного воздуха и постоянный как зимой, так и летом.

В графе 2 таблицы указывается род теплоносителя и его пара­метры, а в графе 3 - единицы измерения, в которых подсчитывается расход пара и тепла.

В графах 4-7 приведены максимальные часовые расходы тепла за сутки.

В сводной таблице указываются расходы тепла по режимам с учетом потерь в наружных сетях, по которым тепло транспортируется от котельной до потребителя. Величина этих потерь обычно составляет 5% для паропроводов и 3% для теплофикационных паропроводов (вода) от тепла, расходуемого потребителем.

В графе 2 сводной таблицы параметры теплоносителя также указываются с учетом внешних потерь, т.е. снижения давления пара в паропроводах.

В графе 4 помещают исходные данные по потребителям тепла на производство, горячее водоснабжение, которые не зависят от температуры наружного воздуха, и по максимально-зимнему режиму.

Расход тепла на отопление и вентиляцию обычно задается в МВт

Изменение температуры наружного воздуха влияет на расход тепла отопительно-вентиляционными потребителями и поэтому теплопотребление объекта может значительно измениться в течение года: тем больше, чем больше его потребление на отопление и вентиляцию.

Для правильного представления об изменении теплопотребления объекта в большинстве случаев достаточно знать расход тепла при четырех характерных режимах работы котельной, а именно: максимально-зимний при наименьшей расчетной температуре наружного воздуха, среднем наиболее холодного месяца, среднем за отопительный период и летнем.

Максимально-зимний режим определяет собой наибольшую выработку пара котлами, для этого режима нагрузка котельной по технологическому пару принимается максимальной часовой за сутки. Ра сход тепла отопительно-вентиляционными системами принимается максимальным расчетным, а нагрузка систем горячего водоснабжения (ГВС) среднесуточной за сутки наибольшего водопотребления.

Второй режим, соответствующий средней температуре наиболее холодного месяца, является расчетно-натуральным, и просчитывается при условии отключения наиболее мощного котла.

Среднеотопительный режим характеризует собой нагрузку котельной при среднем за отопительный сезон расходе тепла на отопление и вентиляцию.

Нагрузка потребителей технологического пара для этого режима может приниматься как максимальной часовой за сутки, так и среднесуточной. Нагрузка горячего водоснабжения - как в пер­вом режиме. Расчет котельной по третьему режиму характеризует ис­пользование установленного оборудования и среднюю величину рас­ходов тепла на собственные нужды котельной.

Летний режим характеризует работу котельной при отсутствии отопительно-вентиляционных нагрузок. Нагрузка по технологическо­му пару принимается по максимально-суточной, но летней, с учетом снижения расходов пара.

Пересчет расхода тепла на отопление и вентиляцию с заданно­го максимально-зимнего режима на другие (графы 5 и 7) с достаточ­ной степенью точности может быть произведен пропорционально раз­ности температур внутреннего и наружного воздуха.

Теплопотери отапливаемого помещения определяются уравнением:

где Q - количество тепла, отдаваемое ограждениями отапливаемо­го помещения окружающему его наружному воздуху, Вт

Н - поверхность ограждений, через которую происходит теплообмен,м²;

-температура внутреннего и наружного воздуха,

К - коэффициент теплопередачи теплоограждающей поверхности, Вт /(м² К).

С достаточной степенью точности можно принять в расчетах, что при изменении температуры наружного воздуха величина коэффициента теплопередачи остается неизменной. Сле­довательно, &1я двух отопительных режимов, различающихся только разными температурами наружного воздуха, теплопотери помещения будут зависеть только от разности температур ( ) и будет изменяться пропорционально этой величине.

Так как при установившемся состоянии отопительной системы потеря тепла помещени­ем равна притоку тепла в помещение от системы отопления, расход пара (горячей воды), обог­ревающего систему отопления (вентиляции), также будет изменяться пропорционально разно­сти ( )то есть

Конденсат пара от теплопотребителей не обходимо собирать и возвращать в котлы. Всякая потеря конденсата повышает расходы на приготовления химически очищенной воды, восполняющей потерю конденсата.

Возврат конденсата обычно задается в процентах потребления пара и заносится в графу 8. свободной таблицы.

В графе 9 указывается температура возвращаемого конденсата с учетом охлаждения его в конденатопроводах между потребителями пара и котельной.

В 10 графе свободной таблицы указывается годовой расход тепла. Для производственных потреблений он подсчитывается с учетом суточной и годовой неравномерности потребления и сменности производства по числу рабочих дней в году.

Годовой расход пара определяется по формуле:

где - продолжительность периода потребления в течение года, в днях

-суточная продолжительность потребления пара в часах;

часовой расход пара в среднеотопительном режиме, m/ ч;

- коэффициент неравномерности суточного графика.

Годовой расход тепла на отопление и вентиляцию подсчитывается по данным графы б сводной таблицы (Среднеотопительный режим) по продолжительности отопительного пе­риода.

При подсчете годовых расходов тепла на отопление и вентиляцию производственных по­мещений необходимо учитывать снижение расхода тепла на отопление в нерабочие дни. Расход тепла на отопление в нерабочие дни принимается в размере 50% расхода в рабочие дни.

Расход пара на отопление производственных помещений равен:

(1.3)

где - число рабочих и нерабочих дней за отопительный период;

- часовой расход пара в среднеотопителъном режиме, т/ ч.

Годовой расход пара на вентиляцию

Годовой расход теплоносителя на горячее водоснабжение из условия постоянства водопотребления во всех режимах в течение 24 часов в сутки.

Полученные тепловые нагрузки котельной не определяют полностью ее тепловую мощность. Она находится путем расчета тепловой схемы котельной, в которой кроме внешних тепловых нагрузок, учитываются также расходы тепла на собственные нужды котельной.

Таблица 1.1.

Сводная таблица тепловых нагрузок котельной

Наименование потерь те­пла	Теплоноси­тель и его параметры	Единицы измере­ния	Максимальный часовой расход тепла (пара) по режимам с уче­том потерь в наружных сетях				Возврат конден­сата, %расхода пара	Темпе­ратура конден­сата	Годовое потребле­ние тепла, МВт (ГДж/ год) или пара, т/год
			Макси­мально зимний	II Сред­ний са­мого холод­ного месяца	Ш Сред­ний отопи­тель­ный	IVЛет­ний
1.Технологические потреби­тели	Пар	Т/ч	■
2.Oтопление и вентиляция производственных зданий	Пар	Т/ч
3.Отопление жилых зданий	вода	МВт
4.Горячееводоснабжение	вода	МВт