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.

№43

Выбор вспомогательного оборудования котельной: тягодутьевые машины, насосы, дымовые трубы, деаэраторы, подогреватели

Тягодутьевые машины.

При производительности котлов свыше 1 МВт необходимо на каждый котлоагрегат установить вентилятор и дымосос. При меньшей производительности котлов допускается установка групповых тягодутьевых машин, состоящих из 2 дымососов и 2 вентиляторов. Тягодутьевые машины рассчитывают по производительности и создаваемому напору (разряжению). Характеристикой вентиляторов и дымососов считают зависимость между полным давлением и производительностью при данной частоте вращения и плотности перемещаемой среды.

Производительность вентилятора, м/ч:

_р∙ (α_т– Δα_т+n_y+ Δα_вп)∙V∙, где

К=1,05 - коэффициент, учитывающий колебания нагрузки котла;

В_р- расчетный расход топлива, кг/ч;

V- теоретический объем воздуха, м³/ кг, м³/м³;

t_в- температура воздуха, °С;

α_т- коэффициент избытка воздуха в топке;

Δα_т+n_y- присосы воздуха в топке и пылеприготовительной установке;

Δα_вп -утечка воздуха в воздухоподогревателе;

_р∙ (V_г+ Δα_гп∙V) ∙, где

V_г -теоретический объем продуктов сгорания, м³/ кг, м³/м³;

t_г -температура уходящих газов перед дымососом, °С;

Δα_гп- присосы воздуха в газоходах от котла до дымососа.

Сопротивление газовоздушных трактов определяется в соответствии с требованиями нормативного метода аэродинамических расчетов котельных установок. Потребляемая мощность, кВт, при полной нагрузке тягодутьевой машины определяется:

N=l,l∙Q∙H/367∙η, где η-КПД машины при полном давлении и производительности.

Насосы. Выбор сетевых, питательных и других насосов.

Сетевые насосы устанавливаются для обеспечения циркуляции воды в тепловых сетях. Их выбирают по расходу (G_св) сетевой воды, который определяют исходя из величины нагрузки (Q) при расчетном температурном перепаде (τ, τ).Напор сетевых насосов(СЭН) должен преодолевать гидравлическое сопротивление сети при расчетном максимальном расходе сетевой воды и потери напора в котлах или сетевых подогревателях, а так же в соединительных трубопроводах котельной. Правилами Гостехнадзора регламентируется, что в котельных с водогрейными или паровыми котлами должно быть установлено не менее 2 сетевых насосов.

Количество сетевых насосов и их единичная производительность определяется из наиболее экономичной их работы в течение года. Суммарная же производительность сетевых насосов в котельной должна быть таковой, что при выходе из строя любого насоса, оставшиеся насосы обеспечивали подачу максимального расхода сетевой воды.

Система, имеющая летнюю нагрузку на ГВС, выбор СН (сетевого насоса) производится с учетом летнего режима работы тепловых сетей (G_летн, Н_летн). При выборе насоса для заданных условий работы необходимо совместить характеристики насоса и тепловых сетей, определить точку пересечения этих кривых.

При параллельной работе 2 или более насосов необходимо построить суммарную характеристику насосов и характеристику сети, т.к. производительность каждого из насосов при их совместной работе выше, чем при раздельной, и напоры при совместной и раздельной работе отличны.

Для восполнения утечки водыв системах теплоснабжения, а также ГВС в открытых системах устанавливаютсяподпиточные насосыс производительностью:

а) для закрытыхтеплофикационных систем количество подпитки определяется удвоенной величиной утечки в тепловых сетях;

б) для открытыхсистем количество подпитки равно удвоенной величине утечки в теплосетях плюс максимальный расход на ГВС.

Необходимый напор подпиточных насосовопределяется величиной статического напора в сети плюс величина суммарных потерь напора в трубопроводах и арматуре на линии подпитки, а также потеря напора в теплосети при летнем режиме работы системы за вычетом разности геодезической отметки уровня воды в подпиточном баке Н_подп.н=Н_ст+ΔН_п-Z. Подпиточных насосов должно быть не менее двух (1 в резерве).

В котельных с паровыми котлами устанавливаются питательные насосы(ПН). Они бывают центробежные с электроприводом и поршневые с паровым приводом. Их должно быть не менее двух. Суммарная производительность насосов с электроприводом не менее 110% номинальной производительности всех рабочих котлов без учета резервного. Не менее 50% для паровых. При установке 3 и более насосов суммарная производительность их должна быть такой, чтобы при выходе из строя самого мощного насоса производительность остальных составляла не менее 110% номинальной производительности всех рабочих котлов.

Напор создаваемый питательными насосами (ПН): Н_пн= 1,15∙100∙(Р_б-Р_д)+Н_с+ Н_г, мм.рт.ст., где

Р_б, Р_д- избыточное давление в барабане и деаэратора, МПа;

Н_с- суммарное сопротивление всасывающего и нагнетательного трактов питательного насоса, мм.вод.ст.;

Н_г- геодезическая разность уровня воды в барабане котла и деаэратора, м.

Рециркуляционные насосыводогрейных котлов устанавливают для повышения температуры воды на входе в котлоагрегат.Производительность рециркуляционных насосовопределяется в расчете тепловой схемы.Напор их определяется гидравлическим сопротивлением тракта водяного котла и трубопроводов, соединяющих котел и насосы (0,2-0,З МПа).

Дымовые трубы промышленно-отопительных котельных.

Дымовые трубы служат для отвода вредных выбросов котельной в верхние слои атмосферы и последующего их рассеивания. Все паровые котлы работают с принудительным отводом топочных газов дутьевыми машинами, поэтому дымовые трубы специальных функций тяговых устройств не выполняют. Сама тяга дымовых труб лишь помогает работе тягодутьевых установок. Дымовые трубы сооружают из кирпича (h=до 100м) и железобетона (до 250м). Размеры дымовых труб, а следовательно их стоимость, находятся в обратной зависимости от скорости газов в выходном сечении трубы. Оптимальная скорость дымовых газов для промышленных котельных 20 - 25 м/с (для ТЭЦ 30-35м/с).

Диаметр устья трубы:,

Q- секундный объем газов при t в выходном сечении дымовой трубы, м /c;

ω- выходная скорость, м/с.

В расчетах охлаждение дымовых газов в створе дымовой трубы можно принимать 0,3°С на 1м трубы. Высота дымовой трубыопределяется по условиям рассеивания в воздушном пространстве вредных выбросов. Вредными являются выбросы окислов серы, золы, ПДК которых в окружающей среде регламентируется санитарными нормами.

Минимальная высота трубы ниже которой уже становится недопустимой концентрация золы или SO₂в атмосфере определяется по формуле: Н_min= где

(ПДК)_М- максимальная ПДК;

(ПДК)_Ф- фактическая загазованность от других источников;

А - коэффициент, зависящий от метеорологических условий, учитывает условия вертикального и горизонтального рассечения вредных веществ;

М - суммарный выброс вредных веществ из трубы, г/с;

Е= 1 - для газообразного вещества; Е=2,5 - для золы;

m,n- коэффициенты, учитывающие условия выброса из устья трубы.

Деаэраторы.В воде растворены газы: О₂, СО₂(углекислый газ), Сl^-( хлориды),S0(сульфаты). Эти газы вызывают коррозию металла. Особенно высокую активность имеет кислород в присутствии углекислоты, которая является в этом случае коррозийным катализатором. Необходимо удалить растворенные газы из воды, прежде, чем подать ее в систему теплоснабжения или в систему пароводяного тракта котельной. Для этого эффективно используетсятермическая деаэрация. Для обеспечения надежной деаэрации воды необходимо подавать в колонну вакуумного деаэратора воду с температурой на 4-8°С выше температуры кипения при давлении в нем. А в колонну атмосферного деаэратора греющий пар должен поступать с некоторым избытком по давлению.

Подогреватели.В котельных применяются теплообменникиповерхностного типа: пароводяные, водо-водяные, смешанного типа - деаэраторы.Поверхностныетеплообменники предназначены для подогрева сетевой, сырой, химически очищенной воды, питательной и подпиточной воды.По расположению трубныхсистем теплообменники подразделяются на вертикальные и горизонтальные. Их тип выбирают исходя из компоновки котельной. Выбор теплообменников производится на основании теплового расчета тепловой схемы. Поверхности нагрева выбранных серийно изготовляемых теплообменников, как правило, превышают требуемые по расчету, т.е. выбор поверхностей нагрева теплообменников всегда проводят с некоторым запасом.

№44