- •Проектирование теплогенерирующих установок. Часть 1
- •Оглавление
- •1. Исходные данные для выполнения проекта
- •2. Виды котельных установок
- •3. Расчетные режимы и тепловые схемы котельных установок
- •4. Порядок расчета тепловой схемы
- •5. Подбор основного и вспомогательного оборудования котельной
- •5.1. Выбор количества и мощности котельных агрегатов
- •5.2. Водоподготовка теплогенерирующих установок малой и средней мощности
- •5.2.1. Расчет фильтров Na-катионирования
- •5.2.2. Деаэрация
- •5.2.3. Комплексонная водоподготовка
- •5.3 Подбор насосных установок
- •5.3.1. Общие рекомендации
- •5.3.1. Пример подбора насосного оборудования
- •5.4 Трубопроводы и запорная арматура
- •5.5 Теплообменное оборудование
- •5.6 Теплоизоляция
- •5.7 Клапаны регулирующие
- •6. Расчет выбросов загрязняющих веществ в атмосферу с дымовыми газами
- •7. Технико-экономические показатели котельной
- •Приложение 1 Построение температурного графика тепловых сетей
- •Приложение 2 Расчет принципиальной тепловой схемы отопительной теплогенерирующей установки (тгу)
- •Приложение 3
- •Приложение 4 Полезные ссылки
- •Список литературы
- •Проектирование теплогенерирующих установок. Часть 1
5. Подбор основного и вспомогательного оборудования котельной
5.1. Выбор количества и мощности котельных агрегатов
Количество котельных агрегатов определяется делением расчетных нагрузок на паро- или теплопроизводительность того или иного котельного агрегата. При выборе паро- или теплопроизводительности котельных агрегатов нужно стремится к укрупнению рекомендуется учитывать следующее:
Котельных агрегатов не должно быть меньше двух и больше четырех-шести (последнее количество относится к чугунным котлам).
Рекомендуется устанавливать однотипные котельные агрегаты с одинаковой производительностью.
Для котельных, обеспечивающих нагрузку на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение при выборе единичной производительности и количества котельных агрегатов необходимо учитывать работу в аварийном режиме, которая регламентируется требованиями п. 5.5 СП 124.13330.2012 Тепловые сети. Актуализированная редакция СНиП 42-01-2003 (см. приложение 4).
В производственно-отопительных и производственных котельных резервные котлы устанавливают только в тех случаях, когда по условиям технологии производства перерывов в подаче энергоносителя допускать нельзя.
Изменение загрузки котельных агрегатов для отдельных режимов не должно, по возможности, выходить за пределы номинальной более чем на 25%.
Производительность котельных агрегатов отопительных котельных следует проверять на работу в летний период. Минимальная нагрузка на котельную в неотопительный период не должна быть меньше минимальной допустимой единичной тепловой мощности одного котельного агрегата. Если данные о минимальной допустимой единичной тепловой мощности одного котельного агрегата отсутствуют, то минимальную производительность котла в долях от номинальной можно принимать: для угольных котлов со слоевыми топками – 0,7; для угольных котлов с камерными топками – 0,4; для газовых и мазутный – 0,3.
При малоколеблющейся тепловой нагрузке предпочтение следует отдавать котельным агрегатам с большей единичной производительностью.
Для автономных котельных (пристроенных, встроенных или крышных) следует учитывать требования п. 5.5 СП 41-104-2000 «Автономные источники теплоснабжения» (см. приложение 4).
5.2. Водоподготовка теплогенерирующих установок малой и средней мощности
5.2.1. Расчет фильтров Na-катионирования
Исходные данные для расчета:
- расход обрабатываемой воды;
- результаты анализа исходной воды;
- требования к качеству питательной воды.
Требования к качеству питательной воды:
изложены в СП 89.13330.2012 Котельные установки. Актуализированная редакция СНиП II-35-76*.
Остаточная жесткость после ХВО:
- одноступенчатое Na-катионирование – 0,1 мг-экв/л;
- двухступенчатое Na-катионирование – 0,01 мг-экв/л;
Подбор диаметров фильтров по скорости фильтрования:
- нормальная (при работе всех фильтров):
- максимальная (один из фильтров на регенерации):
где QNa - производительность фильтров, м3/ч;
а – количество фильтров (не менее двух, кроме резервного, который в расчете не учитывается);
fNa – площадь фильтрования стандартного фильтра, м2;
Таблица 5.1 - Площади фильтрования стандартных фильтров
Диаметр Фильтра, мм |
700 |
1000 |
1500 |
2000 |
2600 |
3000 |
3400 |
fNa, мм |
0,39 |
0,76 |
1,72 |
3,1 |
5,2 |
6,95 |
9,1 |
Нормальная скорость фильтрования не должна превышать значения, приведенные в таблице 5.2.
Таблица 5.2 - Нормальная скорость фильтрования
Жесткость воды, мг-экв/л |
Нормальная скорость не более, м/ч |
Меньше или равно 5 |
25 |
5 – 10 |
15 |
Более 10 |
10 |
Максимально допустимая скорость не должна превышать верхний предел нормальной на 10 м/ч. Для мягких вод скорость фильтрования является определяющей при выборе диаметра фильтра. Для жестких вод число регенераций может быть недопустимо большим (более трех в сутки), в этом случае выбор диаметра и числа работающих фильтров зависит от числа регенераций.
Число регенераций в сутки:
,
где Ж0 – жесткость воды, поступающей на фильтры, мг-экв/л;
Нсл – высота слоя катионита, м. Для фильтров 1 ступени Нсл =2-2,5 м, для фильтров 2 ступени Нсл=1,5 м;
рабочая обменная емкость катионита, г-экв/л:
,
где gуд – удельный расход воды на отмывку фильтров (на 1 м3 катионита), м3/м3.
Таблица 5.3 - Удельные расходы на отмывку фильтров
Загрузка |
Для первой ступени gуд, м3/м3 |
Для второй ступени gуд, м3/м3 |
Сульфоуголь |
5 |
6 |
Катионит |
6 |
8 |
αNa – коэффициент эффективности регенерации
Таблица 5.4 - Коэффициент эффективности регенерации
Удельный расход соли на регенерацию gс, г/г-экв (см. табл. 11) |
αNa
|
100 |
0,62 |
150 |
0,74 |
200 |
0,81 |
250 |
0,86 |
300 |
0,9 |
βNa – коэффициент снижения обменной емкости катионита по Ca и Mg вследствие влияния ионов Na+, содержащихся в исходной воде.
Таблица 5.5 - Коэффициенты снижения обменной емкости
СNa/Ж0 |
0,01 |
0,05 |
0,1 |
0,5 |
1 |
5 |
10 |
βNa |
0,93 |
0,88 |
0,83 |
0,7 |
0,65 |
0,54 |
0,5 |
Содержание ионов Na+ в исходной воде принимается по данным
анализа исходной воды (в расчете принять СNa/Ж0=0,05). Полная обменная емкость катионита Eпол определяется по таблице 5.6.
Таблица 5.6 - Полная обменная емкость катионита
Катионит |
Крупность зерен, мм |
Eпол, г-экв/м3 |
сульфоуголь |
0,3-0,8 |
550 |
сульфоуголь |
0,5-1,1 |
500 |
Катионит КУ-2 |
0,8-1,2 |
1700 |
Расход 100% соли на одну регенерацию:
, кг
gc – удельный расход соли на регенерацию, г/г-экв.
Таблица 5.7 - Удельный расход соли на регенерацию
Жесткость воды, мг-экв/л |
Удельный расход соли на регенерацию, gс, г/г-экв |
Меньше или равно 5 |
100-120 |
10 |
120-150 |
15 |
170-250 |
20 |
275-300 |
7. Расход технической соли в сутки:
р- содержание NaCl в технической соли, %
- соль каменная по ТУ -113-13-35-85 – 75 %,
- соль техническая очищенная «Уралкалий» по ТУ-113-13-10-77-98% - соль техническая отходы «Уралкалий» по ТУ-113-13-5-75-93,5%
8. Расход воды на регенерацию фильтров включает в себя:
- расход на взрыхляющую промывку :
- расход на приготовление регенерационного раствора
,
- расход на отмывку катионита от продуктов регенерации и избытка NaCl
Расход воды на одну регенерацию:
.
Если отмывочные воды используются на взрыхление, то:
9. Среднечасовый расход на собственные нужды:
10. Время между регенерациями:
Время регенерации, мин:
- см. таблицу 5.8.
, мин;
, мин.
Таблица 5.8 - Характеристики регенерации
Показатель |
Для первой ступени |
Для второй ступени |
Интенсивность промывки i при крупности зерен, л/(с·м2)
|
4 5 |
4 5 |
Продолжительность взрыхления промывки, мин |
20-30 |
20-30 |
Концентрация регенерационного раствора b, % |
5-8 |
8-12 |
Плотность регенерационного раствора ρр.р, гр/мл b =5 % b =6 % b =7 % b =8 % b =9 % b =10 % b =12 % |
1,0340 1,0413 1,0486 1,0559
|
1,0559 1,0633 1,0707 1,0857 |
Скорость пропуска регенерационного раствора , м/ч |
3-4 |
3-5 |
Скорость отмывки ,м/ч |
6-8 |
6-8 |
11. Количество одновременно регенерируемых фильтров:
, шт.
Установить количество совпадений регенераций фильтров, когда ,важно при автоматизации ХВО.
12. Потери напора в фильтрах первой ступени определяется по таблице 5.9.
Таблица 5.9 – Потери напора
Высота катионита Крупность зерен 0,5-1,1 мм (0,8-1,2 мм) |
Потери напора в фильтре, м, при скорости фильтрования, м/ч | ||||
5 |
10 |
15 |
20 |
25 | |
2,0 м |
4(5) |
5(6) |
5,5 |
6(7) |
7(9) |
2,5 м |
4,5(5,5) |
5,5(6,5) |
6(7) |
6,5(7,5) |
7,5(9,5) |
13. Расчет фильтров 2 ступени выполняется аналогично, только:
- жесткость исходной воды перед второй ступенью принимают равной Ж0=0,1мг-экв/л;
- жесткость воды после второй ступени принимают равной 0,01мг-экв/л;
- скорость фильтрования до 40 м/ч;
- высота слоя катионита 1,5 м
- удельный расход соли на регенерацию 300-400 гр/гр-экв;
- Eпол =250-300, г-экв/м3
- b = 8-12%;
- потерю напора в фильтрах 13-15 метров.
На ВПУ малой производительности с целью унификации оборудования на обеих ступенях устанавливают не менее 4-х фильтров 1 ступени, из них два работают как фильтры первой ступени, один – второй, один – резервный, который при регенерации фильтра второй ступени работает вместо него.