4 Газоснабжение котельной

4.1 Характеристика котельной

Котельная размещена в жилом квартале и предназначена для отопления жилых домов. Котельная снабжается газом от газопровода среднего давления; давление в точке подключения составляет 0,2 МПа.

В котельной установлены однотипные газовые водогрейные котлы марки ____________ (Viessmann Vitoplex TX3/895) из условия обеспечения теплом жилых зданий при работе оборудования на номинальной тепловой мощности, если температура воздуха в наиболее холодную пятидневку составляет ____ (-28ºС)¹³. Газ к котлам подводится по трубопроводу, выполненному из стальных труб. Внутри котельной газопровод проложен открыто на опорах. На входе газопровода в котельную предусмотрена газорегуляторная установка, снижающая давление газа со среднего на низкое.

Здание котельной одноэтажное бесчердачное. Полы выполнены из безыскрового материала. Котельная имеет приточно-вытяжную вентиляцию из расчета трехкратного воздухообмена; для притока воздуха предусмотрены жалюзийные решетки, для удаления – дефлекторы. Воздух на горение топлива забирается из помещения котельной.

4.2 Определение расхода газа котельной и выбор количества котлов

Максимальный тепловой поток на отопление жилых зданий квартала определяется¹⁴, Вт:

Q_от. = q_о. * A (4.1)

где q_о. – укрупненный показатель максимального теплового потока на отопление 1 м² общей площади, Вт/м², (см. прил. Ж);

А – общая площадь жилых зданий, м²; определяется по генплану квартала из учета площади этажа и этажности зданий (5 домов * 5 этажей * 720 м² площадь этажа = 18000 м²)

Q_от. = 87 * 18000 = 1566000 Вт

Расход газа котельной определяется, м³/ч:

В_{котельной} = Q_от / (Q_н.^р. * η_к.) (4.2)

где Q_от – тепловой поток на нужды отопления зданий, кВт;

Q_н.^р. – низшая расчетная теплота сгорания применяемого для газоснабжения котельной газа, кДж/м³;

η_к. – КПД выбранного котла, η_к. = 0,96

В_{котельной} = 3,6*1566000 / (34896*0,96) = 168,3 м³/ч

Вычисляем количество размещаемых в котельной котлов, шт.:

N_к = Q_от. / Q_к (4.3)

где Q_к – номинальная тепловая мощность котла, Q_к = 895000 Вт

N_к = 1566000 / 895000 = 1,7 шт.

При минимально допустимом количестве котлов в котельной, равном 2 шт. ¹⁵, принимаем к установке два газовых водогрейных котла марки Viessmann Vitoplex TX3/895. Каждый котел оборудуется горелкой типа ГГ-1 (см. прил. И).

4.3 Гидравлический расчет газопровода котельной

На аксонометрической схеме газопровода котельной (см. прил. К) выбираем основное направление. Разбиваем направление на расчетные участки, считая таковыми газовый коллектор и опуск к горелке наиболее удаленного от ГРУ котла. Находим фактические длины участков l_ф, м:

l_ф1-2 = 8,1 м

l_ф2-3 = 2,2 м

Вычисляем расчетные длины участков направления, м:

l_р = l_ф*1,3 (4.4)

l_р1-2 = 8,1*1,3 = 10,53 м

l_р2-3 = 2,2*1,3 = 2,86 м

Определяем расход газа каждым котлом, м³/ч:

В_к = В_{котельной} / N_к (4.5)

В_к = 168,3 / 2 = 84,15 м³/ч

Определяем необходимое давление газа на выходе из ГРУ, Па:

Р_н. = Р_п.гор.* (1 + k_п.) + ΔР (4.6)

где Р_п.гор. – значение присоединительного давления наиболее удаленной горелки, Па; для горелки марки ГГ-1 Р_п.гор. = 1220 Па (см. прил. И);

k_п. – коэффициент учета потерь давления, для газопроводов низкого давления k_п.=0,4÷0,5 ¹⁶;

ΔР – потери давления газа на счетчике (см. подраздел 4.4), ΔР = 147,4 Па

Р_н. = 1220* (1 + 0,44) + 147,4 = 1904 Па.

Находим средние потери давления на направлении, Па/м:

ΔР_ср. = (Р_п.гор.* k_п. + ΔР) / ∑l_р. (4.7)

где ∑l_р. – суммарная длина участков направления, м

ΔР_ср. = (1220* 0,44 + 147,4) / (10,53+2,86) = 51,1 Па/м

Зная средние потери давления на единицу длины по расчетному направлению и расчетный расход газа на каждом из участков данного направления, по номограмме определяем диаметр газопровода на каждом участке направления. Определив диаметры на участках расчетного направления, по номограмме находим фактические потери на единицу длины газопровода ΔР_ф., Па/м. Зная фактическую потерю давления на единицу длины участка расчетного направления и расчетную длину данного участка, определяем потерю давления на участке, Па:

ΔР_ф.*l_р.

где ΔР_ф. – фактические потери давления на единицу длины участка газопровода на расчетном направлении, Па/м;

l_р. – расчетная длина участка газопровода, м.

Сумма потерь давления по расчетному направлению ∑(ΔР_ф*l_р.) должна соответствовать величине Р_п.гор.* k_п. + ΔР

Таблица 4.1 – Гидравлический расчет газопровода котельной

№ уч-ка	Количество котлов, шт	Расчетный расход газа на участке Вр, м^3/ч	Фактическая длина участка lф, м	Расчетная длина участка lр, м	Наружный диаметр трубы d*S, мм	Условный диаметр трубы Ду, мм	Фактические потери давления на единицу длины участка ΔРф, Па/м	Потери давления на участке ΔРф*lр, Па
1-2	2	168,3	8,1	10,53	70*3	65	31	326,43
2-3	1	84,15	2,2	2,86	57*3	50	27,5	78,65
								∑ = 405,08

Примечание: а) диаметр опусков к горелкам котлов принимаем равным 57*3 мм, диаметр коллектора равен 70*3 мм;

б) в расчетах приняты максимально возможные для данных случаев диаметры.

Вывод: так как по расчетному направлению (от места соединения с ГРУ до наиболее удаленной горелки) сумма потерь давления на участках соответствует величине Р_п.гор.* k_п. + ΔР (1220*0,44 +147,4 = 684,2 Па), следовательно гидравлический расчет газопровода котельной выполнен верно.