- •Содержание:
- •1.Введение
- •2.Принципиальная тепловая схема котельной с паровыми котлами с закрытой системой теплоснабжения (рис.2.1)
- •3.Расчет тепловой схемы производственно-отопительной котельной с паровыми котельными агрегатами, отпускающей теплоноситель в закрытую двухтрубную тепловую сеть
- •3.2Летний режим работы системы теплоснабжения.
- •3.4 Подбор деаэратора
- •Подбор сепаратора непрерывной продувки.
- •4.Тепловой расчет подогревателей воды.
- •5.Гидравлический расчет отдельных напорных трубопроводов котельной и подбор насосов
- •Подбор насоса сетевой воды
- •6.Аэродинамический расчет воздушно-газового тракта.
- •6.2. Расчет сопротивления газового тракта
- •7.Расчет схемы участка докотловой подготовки воды и подбор его оборудования.
- •8.Компоновка котельных с паровыми котлами, работающих на природном газе
- •9.Топливное хозяйство
- •10.Основные технико-экономические показатели котельной.
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.