Методика расчёта тепловой схемы котельной и характерные расчётные режимы её работы. Выбор типа и мощности котлов

Методика расчёта тепловых схем котельных.

а) Определение тепловой мощности котельных.

Тепловая мощность котельной - это её максимальная суммарная мощность, отпускаемая в тепловую сеть по всем видам теплоносителя, выраженная в МВт или ГДж/ч. Различают установленную, рабочую и резервную мощности котельной.

Рабочая мощность зависит от характера тепловой нагрузки, от вида теплоносителя, типа котлоагрегатов, схемы ГВС и вида топлива. Определяют рабочую мощность котельной на отопление, вентиляцию и ГВС с водогрейными котлами по следующим зависимостям:

Для открытых систем:

- на мазуте: ;

- на твердом топливе: ;

Для закрытых систем:

- На мазуте: ;

- на твердом топливе: , где

- теплопроизводительность водогрейных котлов, МВт;

Qов- тепловая нагрузка на отопление и вентиляцию, МВт;

Qгв- тепловая нагрузка на ГВС, МВт;

б) Определение рабочей мощности для паровых котельных (Дк) с максимальной нагрузкой по пару Дп (т/ч)

-Для котельных работающих на мазуте:

а)Р=1,4 МПа: ;

б)Р=2,4МПа: ;

в)Р=4,0МПа; , где

G_вк - максимальный расход конденсата, т/ч;

t_вк- температура возврата конденсата, °С;

-Для котельных, работающих на твёрдом топливе:

а) Р=1,4МПа; ;

б)Р=2,4МПа: ;

в)Р=4,0МПа; .

б) Выбор типа и мощности котлоагрегата.

При выборе типа и мощности котлоагрегатов учитывают следующие факторы:

- тип котлов применяется в зависимости от вида и способа сжигания топлива, производительности котла (от тепловой нагрузки), от вида и параметра теплоносителя.

Количество и теплопроизводительность котлов выбирают по максимальному расходу тепла с тем, чтобы при выходе из строя одного из котлов оставшиеся обеспечивали:

- максимальный отпуск тепла на технологические нужды;

- средний за наиболее холодный месяц отпуск тепла на отопление и вентиляцию;

- среднечасовой отпуск тепла на ГВС;

- расход тепла на собственные нужды котельной с учётом вышеперечисленных нагрузок.

Определив среднюю нагрузку наиболее холодного месяца ,находят относительную величину допустимого снижения нагрузки котельной при выходе из строя одного из котлов.

, так как Z∙Q_k = Q ; (Z – 1)∙Q_k = Q , где Z - число котлов. Следовательно Z = .

Резервные котлоагрегаты устанавливаются только при особых требованиях и системе теплоснабжения.

Независимо от типа и режима работы к установке необходимо не менее 2-х котлов.

Оптимальное количество котлов по величине капитальных затрат и с учётом конечной мощности

котельной:

-для паровых или водогрейных котельных 3-4;

-для пароводогрейных 6-8.

Характерные режимы котельной, на которые необходимо проводить тепловой расчет схемы. При проведении расчётов тепловой схемы котельной рекомендуется проводить их на следующие режимы:

1) максимально-зимний, соответствующий расчётной температуре наружного воздуха для отопления;

2) зимний, контрольный - соответствует средней температуре наружного воздуха за наиболее холодный месяц;

3) зимний, среднеотопительный - соответствует средней за отопительный период температуре наружного воздуха;

4) летний, характеризует работу котельной при отсутствии отопительно-вентиляционной нагрузки.

Расчет тепловых схем котельных разбивается на 3 этапа.

I этап - находят мощность котлоагрегатов, определяемую только внешними тепловыми потребителями. Эта мощность определяется исходя из заданных тепловых нагрузок.

II этап - находят мощность котлов с учетом расхода тепла (в виде пара, горячей воды) на собственный нужды котельной. К собственным нуждам относятся: расход пара (воды) на деаэраторы. пароводяные подогреватели, водо-водяные теплообменники и т.д.

Эти расходы зависят от суммарной теплопроизводительности котельной и сразу не могут быть определены. Поэтому необходимо предварительно задаться конечной суммарной теплопроизводительностью котельной и по ней рассчитать расход тепла на собственный нужды;

III этап - определяет действительную производительность котельной установки. Невязка не должна превышать 3%. В противном случае необходимо повторить 2 этап. приняв за исходную величину результат первого расчета.

Расчет выполняется параллельно на 4 режима. При расчете следует учесть следующие данные:

- утечки в тепловой сети принимаются 0.5% объема воды в трубопроводах теплосетей с учетом непосредственно подключенных к ним местных отопительно-вентиляционных систем потребителей:

а) объем магистралей за чертой города определяется по длине и диаметру труб;

б) объем наружных тепловых сетей - V = Q ∙ A_нж ∙Q_nn ∙ A_нпп, где

Q - расчетные теплопотребления жилых зданий, МВт;

Q_nn - то же промышленных предприятий, МВт;

A_нж = 8,6 – для городов; A_нж = 10,3 для посёлков; A_{нпп = 6,3}

в) объем трубопроводов внутри здания определяется по формуле: (см выше),

А = 25,8; А = 12,9

Количество выпара задается в размере от 0,2% до 0,3%. Величина непрерывной продувки котлов принимается согласно нормам для паровых котлов Р ≤ 1,4МПа, Д_пр = 10% номинальной производительности;

Р = 4МПа, Д_пр = 5% ∙Д_ном.

На самом деле величина продувки зависит от качества исходной воды, степени умягчения ее и величины добавки химически очищенной воды.

Запас производительности котлов должен составлять 3% (потери внутри котельной).

Выбор основного и вспомогательного оборудования на основании расчета тепловой схемы должен производиться в соответствии с действующими нормами проектирования.

№55