МУ КП Теплоснабжение 2009 / МУ КП Теплоснабжение 2009

tо - температура води в зворотній магістралі (tо == 70 0С).

4.2.2 Витрата гріючої пари (кг/с) визначається також з рівняння теплово-

го балансу водогрійної установки, наведеного у вигляді:
Доп (hп.п. - 4,19 t” к) η п= 10-3 Q о.п,	(4.4)
Звідси:
Доп =10-3 Qо.п /[((hп.п. - 4,19 t” к)η п],	(4.5)

де h п.п. - ентальпія перегітої пари, що надходить з котла (hп.п.=2940 кДж/кг);

t” к - температура конденсата на виході з охолоджувача конденсата, t” к=80 0С;

ηп - ККД підігрівача (ηп=0,8).

4.2.3 Температура мережевої води на виході з охолоджувача конденсата визначається з рівняння теплового балансу охолоджувача конденсата по формулі:

t” о=tо +[До.п (t’к - t” к)ηок]/Mмер.в,

(4.6)

де tо - температура води у зворотній магістралі (tо=700С);

Доп - витрата гріючого конденсата у охолоджувачі конденсата, рівна витраті пари у пароводяному підігрівачі, кг/с;

t’к - температура конденсата на вході в охолоджувач конденсата, рівна температурі конденсата на виході з пароводяного підігрівача (t’к

=1940С ),

ηок – ККД охолоджувача конденсата (ηок =0, 98).

4.2.4 Розрахунок трубопроводу мережевої води (на виході з пароводяного підігрівача).

Внутрішній діаметр (мм) подаючої труби в магістралі на виході з пароводяного підігрівача визначається по:

	dв = 1,13		Ммер.в		(4.7)
			ρωв

де M мер.в - витрати мережевої води, кг/с (з формули 4.3.);

ρ- щільність мережевої води (при tп=150 0С , становить ρ=940 кг/м3); wв - швидкість води у трубопроводі (wв = 1,5 м/с).

21

Виходячи з отриманого значення dв вибирається умовний діаметр труби dу. Діаметр труби зворотньої магістралі приймається того ж значення. Схема розташування труб у непрохідному каналі приводиться у графічній частині проекту.

4.3 Установка для підігріва води у системі гарячого водопостачання

У тепловій схемі котельної прийнята закрита система гарячого водопостачання. Для підігріву водопровідної води встановлені пароводяний підігрівач та охолоджувач конденсата, аналогічно схемі волонагрівальної установки в системі опалення (рис. 4.3).

Рис. 4.3 Установка для підігріву води в системі гарячого водопостачання: 1 – пароводяной підігрівач; 2 – охолоджувач конденсату.

Тепловий розрахунок установки для підігріва води у системі гарячого водопостачання.

Витрата гарячої води (кг/с) визначається з рівняння теплового балансу установки:

Мг.в. Св (tг – t х) =10-3Qг.в.

(4.8)

22

Звідси:
Мг.в. =10-3Qг.в/[Св (tг – t х)],	(4.9)

де Qг.в - сумарна розрахункова витрата теплоти на гаряче водопостачання

(табл. 2.4.) Вт;

Св= 4,19 кДж/(кгК) - масова теплоємність води;

tг - температура гарячої води на виході з пароводяного підігрівача

(tг=550С );

tх - температура холодної води на вході в охолоджувач конденсата

(tх=50С ).

Витрата гріючої пари визначається виходячи з рівняння теплового балансу по формулі:

де hп.п

t” к.

Дг.в. =10-3Q г.в ./ [(hп.п – 4,19 t” к)ηп],

(4.10.)

-ентальпія гріючої пари, що поступає з котла (hп.п=2920 кДж/кг);

-температура конденсата на виході з охолоджувача конденсата

(t” к=800С ).

4.4 Визначення витрати пари на технологічні потреби

Розрахункова витрата пари (кг/с) на обробку кормів:
Дт.к.= 10-3 Qт.к./( hп.т ηк),	(4.11)
де Qт.п - сумарна максимальна витрата теплоти на обробку кормів,
Вт (табл. 2.4.);
hп.т - ентальпия пари, що витрачається на технологічні	потреби
(hп.т= 2636кДж);
ηк-ККД кормозапарювачів (ηк=0,96).
Розрахункова витрата пари (кг/с), на пастерізацію молока
Дт.м. = 10-3 Qт.м./[(hп.т. - hв.к.)/ηn]	( 4.12)

де Qт.м. - сумарна максимальна витрата теплоти на на пастерізацію молока, Вт (табл. 2.4.);

hп.т - ентальпія пари, що використовується, (hп.т = 2636 кДж/кг); hв.к - ентальпія конденсата, що повертається (hп.к = 280 кДж/кг);

23

ηn - ККД пастерізатора (ηn=0,9).

Розрахункова витрата пари (кг/с) на пропарювання фляг:

Дт.ф. =dф nф /3600,

(4.13)

де dф - витрата на пропарювання однієї фляги (dф=0,2 кг);

nф - кількість фляг, що пропарюються впродовж однієї години (за завданням);

Витрата пари (кг/с) на міжгосподарські промислові підприємства у зимовий період (Дм.п.з.) та літній період (Дм.п.л.) може бути визначена виходячи зі значень Qм.п.з та Qм.п.л за формулами:

Д м.п.з. =Q м.п.з.·10-3	/[0,278	(h п.п.-к п.к. h п.к.)],	(4.14)
Д м.п.л. =Q м.п.л.·10-3	/[0,278	(h п.п.-к п.к. h п.к.)],	(4.15)

де h п.п- ентальпія перегрітої гострої пари, що надходить з котлоагрегата,

кДж/кг; (h п.п =2940 кДж/кг);

кп.к. - коефіцієнт повернення конденсата (кп.к. =0,7);

h п.к - ентальпія повернутого конденсата, кДж/кг (h п.к =280 кДж/кг).

Таблиця 4.1 Розрахунок витрати пари на теплопостачання

Максимальні чи розра-	Витрата пари (Д)
хункові значення
	Позначення	Значення, кг/год
1	2	3
Сумарна максимальна
витрата пари на опален-	Доп.
ня будинків
Сумарна максимальна
витрата пари на венти-	Дв
ляцію будинків
Сумарна розрахункова
витрата пари на гаряче	Дг.в.
водопостачання

24

		Продовження таблиці 4.1
1	2	3
Розрахункова витрата пари на технологічні потреби
Майстерень та гаражів	Д т.р.м.
Кормоприготування	Д т.к.
Обробка молока	Д т.м
Обробка молочних фляг	Д т.ф.
Сумарна розрахункова	Дт= Д т.р.м.+ Д т.к.+
витрата пари на техно-
	+ Д т.м+ Д т.ф.
логічні потреби
Розрахункова витрата пари на міжгосподарські виробничі підприємства
в зимовий період (Вт)	Дм.п.з.
в літній період (Вт)	Дм.п.л

5. ПІДБІР ЖИВИЛЬНИХ ПРИЛАДІВ Й МЕРЕЖЕВИХ НАСОСІВ

Безперебійна і безаварійна робота парових котлів в значній мірі забезпечується правильним підбором та експлуатацією живильних приладів, до яких відносяться конденсатні та живильні баки, конденсатні та живильні насоси (додаток 9 і 10).

Для парових котлів з надлишковим тиском пара понад 70 кПа встановлюються конденсатні та живильні баки, розташовані на висоті 3... 5 м від порожня. У ці баки подається також хімічно очищена вода для заповнення втрат конденсата.

5.1 Живильні баки та живильні насоси

5.1.1 Витрата живильної води визначається з співвідношення:

				П
Мж.в	= Д 1	+				(5.1)
			100

25

де Д - розрахункова паропродуктивність всіх котлів, кг/год; П - величина продування котлів,%.

Для котла ДКВР-4-13-250 приймається; Д=4000 кг/год; П=2% 5.1.2 Місткість живильних баків (м3) приймається рівній годинній об'єм-

ній витраті живильної води:

V	=	Мж.в	,	(5.2)
ж.б		ρж.в

де ρж.в - щільність живильної води (при t ж. в =102 oС , ρж.в = 957 кг/м3.)

Для живильного бака використовується резервуар термічного деаератора. Місткість цього резервуару приймається з співвідношення:

	V	=	2	V	,	(5.3.)
	р.т.д	3		ж.б
де V	- місткість живильного бака, м3.
ж.б

5.1.3 Кількість і технічна характеристика живильних насосів вибираються у відповідності із діючими нормами, що затверджуються інспекцією Котло-

надзора 11. 08. 1972р.

При надмірному тиску пара у котельному агрегаті понад 70 кПа необхідна установка двох живильних насосів (робочого і резервного) з незалежними приводами.

Для робочого насосу приймається насос з електроприводом, подача якого повинна бути на 10% більше розрахункової витрати живильної води Мж.в .У

відповідності з цим приймається:

Мж.н = 1,1× Мж.в ,

Vж.н = 1,1× Vж.б

Тиск (кПа), що розвивається живильним насосом повинен на 100... 200 кПа перевищувати надмірний тиск у котлі. У відповідності з верхньою границею цей тиск складе:

Рж.н = Рк + 200 ,

(5.4.)

де Р к - надмірний тиск у котлі, кПа (для котлоагрегата ДКВР-4-13-250 величина Рк =1053 кПа).

У відповідності з одержаними значеннями основних даних технічної ха-

26

рактеристики для робочого живильного насосу приймається центробіжний насос 2.5 ЦВ-1, 1 м (додаток 9).

Для резервного насосу приймається паровий поршневий насос ( додаток 10). Марки ПНП (V=10... 25 м3/год, Р=1960 кПа). У відповідності з діючими нормами подача резервних парових насосів повинна складати не менше 50% номінальної продуктивності діючих котлів. Вибрана марка парового поршневого насосу задовольняє даній умові.

5.2 Конденсатні баки та конденсаційні насоси

Місткість конденсатних баків визначається з співвідношення:
Vк.б = r× Vж.б	, (5.5.)

де ρ - середнє значення частки повертаємого конденсата (ρ=0,7) [2]; V ж. б. - місткість живильного бака, м3.

Подача конденсатного насосу (м3/год) приймається рівної місткості конденсатного бака: Vк.б , тобто Vк.б = Vк.н .

Тиск (кПа) створюваний конденсатним насосом, з урахуванням втрат тиску у конденсатопроводі та висоті підйому конденсата до місця введення його в головку деаератора приймається рівним 200 кПа, тобто Рк.б = 200 кПа.

Виходячи з даних значень Vк.н і Рк.н для конденсатного насосу прийма-

ється центробіжний насос марку якого визначаємо з додатока 9.

5.3 Мережеві насоси

Для забезпечення примусової циркуляції води у теплових мережах встановлюється два мережевих насоси із електроприводом (один з них резервний).

Подача мережевого насосу (м3/год.), у системі опалення визначається виходячи з визначеної раніше витрати мережевої води М мер.в. (формула 4.3.)

V = 3600	Ммер.в	,	(5.6)
мер	ρо

де ρ о - щільність води у зворотній магістралі, при tо=70o C

значення ρо=977,8 кг/м3.

27

Тиск, що створюється мережевим насосом залежить від спільного гідравлічного опору теплової мережі. У даному проекті орієнтовно приймається

Pмер.н.=300 кПа.

У відповідності з отриманими розрахунковими значеннями подачі і напору для мережевого насосу згідно додатока 9 приймається насос відповідної марки. В котельній передбачається установка двох таких насосів з електроприводом (один з них - резервний).

5.4 Підпиточні насоси

У водяних опалювальних системах закритого типу підпиточні насоси служать для заповнення витоку мережевої води, що складає у середньому 2% подачі мережевих насосів.

У відповідності з цим подача підпиточного насосу (м3/год), визначається зі співвідношення:

Vп.н = 0,02 × Vмер.н ,

(5.7.)

де Vмер.н - подача мережевого насосу, м3/год. (формула 5.6.).

Тиск, що створюється підпиточними насосами, Рп.н. приймається рівним

500 кПа [2].

Виходячи з даних значень Vп.н і Рп.н. для підпиточного насосу прийма-

ється центробіжний насос марки 2 КМ 20/30 (додаток 9).

В котельній встановлюється два означених насоси, з яких один резервний. Технічні дані встановлених у котельній насосів наведені в таблиці 5.1

Потужність, що споживається насосами(кВт), обслуговуючими котельну та теплову мережу, визначається по формулі:

N =	Vн × Рн	,	(5.8)
	3600 ×hн

де Vн -подача насосу, м3/год;

Рн - тиск утворюваний насосом, кПа;

η н - ККД насосу.

28

Таблиця 5.1

Технічна характеристика насосів, встановлених у котельній

	Марканасосу	год,	V	н	Потужність	.двигунаел ,	кВт
		Подача, м3		Тиск, кПаР,
Призначення насосів		/
			н
Живильні насоси
Конденсатні насоси
Мережеві насоси
Підпиточні насоси

Числові значення Vн і Р н приймаються з попередніх розрахунків у дано-

му розділі; значення ηн -у відповідності із характеристиками обраних насосів

(додаток 9 і 10).

6. РІЧНИЙ ГРАФІК ТЕПЛОВОГО НАВАНТАЖЕННЯ І РІЧНА ВИТРАТА ТЕПЛОТИ

Графік враховує навантаження всіх теплових споживачів, що обслуговуються проектованою котельною.

При побудові графіка приймається середня внутрішня температура всіх житлових і суспільних будинків tв =18 оС й однакова внутрішня температура всіх виробничих будинків tв =16 оС.

Площа, обмежена осями координат, графіками теплового навантаження за опалювальний та літній періоди відповідають в певному масштабі річній витраті теплоти (ГДж/рік). Чисельне значення цієї витрати визначається по формулі:

Q річ. =3,6 · 10-6 F mQ mn,

(6.1.)

де F - площа річного графіка теплового навантаження, мм2 (визначається по графіку, накресленому на міліметровому папері);

mQ та mn - масштаби відповідно витрати теплоти і часу роботи коте-

29

льної, відповідно Вт/мм і год/мм.

Величина Qріч використовується для визначення річної витрати палива.

7 РЕГУЛЮВАННЯ ВІДПУСКУ ТЕПЛОТИ КОТЕЛЬНОЇ

У системі водяного опалення застосовується якісне регулювання, здійснюване шляхом зміни температури води у подаючій магістралі при постійній її витраті. Цю температуру змінюють у відповідності з температурним графіком, в якому прийнята лінійна залежність цієї температури зовнішнього повітря

(рис. 7.1)

По осі абсцис позначена зовнішня температура, по осі ординат температура мережевої води. Початок координат відповідає розрахунковій внутрішній температурі для житлових та суспільних будинків (18 оС) та температурі мережевої води рівної цієї ж температурі. По осі абсцис відраховуються також температура зовнішнього повітря.

Розрахунковій зимовій температурі зовнішнього повітря tз відповідає найбільша температура мережевої води у подаючій магістралі–150 оС (точка А) та найбільша температура мережевої води у зворотній магістралі – 70 оС (точка В). Прямі лінії, що з'єднують початок координат О із точками А та В представляють собою графік змінення температури води у первинній та зворотній магістралях системи опалення в залежності від температури зовнішнього повітря. За нижню температуру води в первинній магістралі приймається температура 70 оС, якій відповідає температура води у зворотній магістралі яка дорівнює 30 оС (точки С та Д). При температурах зовнішнього повітря вище температури, що відповідає цим точкам температура води в обох магістралях залишається постійною, а витрата теплоти на опалення регулюється зміною витрати мережевої води (кількісне регулювання).

Регулювання витрати теплоти у системах вентиляції та гарячого водопостачання здійснюється шляхом зміни витрати гріючої пари в паровоздушному та пароводяному підігрівачах відповідних систем.

30