4.Расчет котельной с паровыми котлами.

Схема 2

Принципиальная тепловая схема паровой котельной

1 - паровые котлы; 2 - сетевые подогреватели; 3 - охладители конденсата; 4,5 - деаэраторы питательной и подпиточной воды; 6 - химводоочистка; 7 - сепаратор непрерывной продувки котлов; 8 - охладитель СНП котлов; 9 - барботер; 10 - подогреватель сырой воды; 11 - подогреватель химочищенной воды; 12 - охладитель деаэрированной воды; 13 - РОУ1 - промыш­ленного пара; 14 - перепускная линия; 15- РОУ2 - пара на собственные нужды; 16-питательные насосы; 17- сетевые насосы; 18 -поддиточные насосы; 19 - насосы аварийной подпитки сети; 20 - канализация; 21 - конденсатный бак; 22 - насосы сырой воды; 23 - коллектор водопроводной воды; 24 - баки-аккумуляторы; 25 - конденсатные насосы

Исходные данные для расчета и выбора оборудования.

1. D_П= 3,33 кг/с – расход промышленного пара.

2. β=0,9–доля возвращаемого конденсата.

3. Р_П=0,8 МПа,t_П=170,4 °С – давление и температура промышленного пара на выходе из котельной (гидравлический расчет паропровода).

4. Система теплоснабжения – закрытая двухтрубная.

5. Максимальная тепловая мощность всех потребителей на отопление и вентиляцию и среднесуточная на горячее водоснабжение (г.в.с.)

6. - температура прямой и обратной воды.

7. G_Р=33,42 кг/с – расчетный расход воды.

8. Q_ТП=13181,4 кВт –мощность тепловых потерь в теплосети в окружающую среду.

9. G_{под. в}=0,02G_Р=0,67 кг/с – расход подпиточной воды.

10. - расход воды на горячее водоснабжение.

11. Марка котлов ДКВР-10-13-250

Цель расчета тепловой схемы- определить паропроизводительность котельной, потоки воды и пара в отдельных точках схемы, а по ним выбрать основное и вспомогательное оборудование.

Паропроизводительность котельной равна:

D_П– расход промышленного пара, кг/с;D_СП– расход пара на сетевые подогреватели, кг/с;D_СН– расход пара на собственные нужды котельной, (деаэраторы подпиточнойDД1 и питательнойDД2 воды, подогреватели водопроводнойDП1 и химически умягченнойDП2 и мазутное хозяйствоDМХ=0,03DП ) кг/с;G_РОУ1,G_РОУ2- расход воды на РОУ₁, РОУ₂, кг/с. Определим перечисленные расходы пара.

Определим расход пара на сетевые подогреватели.

Определим температуру обратной сетевой воды на входе в котельную:

Определим энтальпию конденсата греющего пара после охладителя

Δt=10 °С – недоохлаждение конденсата до температуры обратной сетевой воды в охладителе;

η=0,98 КПД подогревателя г.в.с. на ЦТП;

Температура насыщения в сетевом подогревателе:

Δt=10 °C– недогрев сетевой воды в сетевом подогревателе до температуры насыщения.

- энтальпия и давление в сетевом подогревателе находим по температуре насыщения [7].

Расход пара на сетевые подогреватели, кг/с, определяется из уравнения теплового баланса

η_сп=0,98 – КПД сетевого подогревателя.

Расход продувочной воды из паровых котлов, кг/с:

α_ПР=5% – процент продувки котлов( рассчитывается или принимается 3-15%);

Расчет тепловой схемы котельной выполняется методом последовательных приближений, поэтому К=0,15 в первом приближении принимается (0,08-0,15) с последующим уточнением. Величина K·Dвыражает расход пара котельной на собственные нужды, а суммаD+D+K·D- паропроизводительность котельной, кг/с.

Определим расход продувочной воды уходящей из СНП в канализацию

i_ПР^*= 830,1 кДж/кг энтальпия продувочной воды (определяется по давлению воды в барабане, равному 1,4 МПа) [7];

i_ПР^’’=2683 кДж/кг,i_ПР^’= 437,35 кДж/кг– энтальпии пара и конденсата на выходе из СНП котла. Находятся по давлению в деаэраторе, равному 0,12 МПа [7].

Расход вторичного пара из СНП

Определим расход водопроводной воды на входе в котельную

(1-β)D_П– невозврат конденсата с производства;

G_под.в– потери воды в тепловых сетях;

0,03D_П– потери конденсата внутри котельной;

G_ПР^’– вода, уходящая с непрерывной продувкой котла в канализацию.

Найдем температуру водопроводной воды после охладителя непрерывной продувки котлов:

t_ОХЛ= 50^ОС – температура воды после охладителя, удаляемой в канализацию;

t_X= 5^OC- температура холодной водопроводной воды;

η= 0,98 – коэф. теплопотерь охладителя;

t_пр^’=105^OC–температура воды уходящей из СПН.

Расход пара на подогреватель водопроводной воды

t_BB^’’=30^OC– температуры водопроводной воды за подогревателем ;

i_П^’’,i_K^’– энтальпии пара и конденсата (находятся по давлению пара за РОУ, которое равно 0,618 МПа) [7];

η_П1=0,98 – коэф. потерь теплоты.

Определим расход пара на деаэратор подпиточной воды

t^*=t_H– 20=84,3^OC– температура ХОВ на входе в деаэратор;

t_H=105 ^OC– температура насыщения в деаэраторе (по давлению в деаэраторе 0,12 МПа) [7];

i_Д^’’– энтальпия пара в деаэраторе (по давлению после РОУ2);

i_Д^’– энтальпия конденсата (по давлению в деаэраторе 0,12 МПа).

η_g1=0,98 – коэф. потерь теплоты.

Расход химочищенной воды на входе в головку подпиточного деаэратора

Расход химочищенной воды на входе в головку питательного деаэратора

Определим расход пара на подогреватель химочищенной воды, поступающей в деаэратор

t_ХОВ=27^OC- температура воды за химводоочисткой (принимается)

Найдем расход пара на питательный деаэратор:

t_к=95^OC– температура конденсата (принимается)

Производительность питательного деаэратора

Уточним расход пара на собственные нужды

Расход воды, впрыскиваемой в пароохладитель РОУ1 при получении редуцированного промышленного пара:

(так как получилось отрицательное значение-то вместо РОУ используем РУ)

i''- энтальпия пара за котлом, определяется по давлению и температуре пара за котлом [7]. Параметры пара за котлом определяются из [10].

i''- энтальпия пара, отпускаемого на промышленные нужды, находится по давлению и температуре промышленного пара (см. исходные данные);

i'- энтальпия питательной воды перед котлом, равнаi'кДж/кг.

Расход воды, впрыскиваемой в РОУ2 при получении пара, идущего в сетевые подогреватели и отпускаемого на собственные нужды котельной:

i_СН^’’– энтальпия пара поступающего в сетевые подогреватели и отпускаемого на собственные нужды, кДж/кг. Находится по давлению в сетевых подогревателях[7].

Уточненная паропроизводительность котельной:

Результат сравним с предварительно принятой паропроизводительностью:

Расхождение

Так как расхождение менее 2%, то проверим материальный баланс котельной.

Так как расхождение менее 2%, то приступаем к расчету и построению температурного графика.

Для построения температурного графика для закрытых тепловых сетей рассчитаем температуры на входе и выходе из котельной в зависимости от наружной температуры (последовательная схема):

Температура в прямой сети за второй ступенью подогрева воды для ГВС

Температура в прямой сети на выходе из котельной.

Температура воды в обратном трубопроводе тепловой сети на входе в источник теплоснабжения.

,t=10⁰C,t_х = 5⁰C,t_г = 55⁰C

tн,^0С	+8	0	-10	-20	-30	-31
,^0С	49,7	71,5	97,5	122,5	147	149,5
,^0С	50,3	71,2	96,2	120,2	143,8	146,1
,^0С	33,4	42	51,8	60,5	68,7	70
,^0С	32	44,2	48,4	56,2	63,4	64
	38,5	51,3	66	80	93,2	94,5

Строим температурный график (зависимость от температуры наружного воздуха) по данным сводной таблицы : см. рис. 5