Міністерство освіти і науки Російської Федерації
Південно-Уральський державний університет
Кафедра промислової теплоенергетики
Проектування виробничо - опалювальної котельні
для житлового району м. СмоленськаПояснювальна записка до курсового проекту
з дисципліни
«Джерела та системи теплопостачання
промислових підприємств »
Е - 450.140104.2006.085.02.ПЗНормоконтролер:
Керівник:
Кирилов В. В. _________
«___»________ 2006
Автор роботи:
Студент групи Е-450
Давидов І. С.__________
«___»_____ 2006
Проект захищений
з оцінкою ____________
«___»________ 2006
Челябінськ
Анотація
Давидов Ілля Сергійович. Розрахунок виробничо-опалювальної котельні для житлового району м. Смоленська. Челябінськ, ЮУрГУ, Енергетичний факультет, 2006 р , 38 с, 4 рисунка, 16 таблиць, 1 аркуш формату А1. Бібліографія літератури - 7 найменувань.
У даному проекті наводиться розрахунок виробничо-опалювальної котельні для житлового району міста Смоленська. В основній частині проекту розраховані теплові навантаження на опалення вентиляцію та гаряче водопостачання, а також витрати води на опалення і вентиляцію. Виконано гідравлічний і тепловий розрахунок паропроводу за заданою схемою, а також контактний теплообмінник з активною насадкою. Наведено обгрунтування вибору основного обладнання теплової схеми котельні, а також розгорнута теплова схема виробничо-опалювальної котельні на аркуші формату А1. Зміст
1.Расчет теплових навантажень опалення, вентиляції і гарячого водопостачання ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... 5
1.1 Сезонна навантаження ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... .. 6
1.2 Цілорічна навантаження ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .7
2.Расчет температур мережної води ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... 10
3.Расчет витрат мережної води ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... .13
4.Гідравліческій розрахунок паропроводу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... .14
5.Тепловой розрахунок паропроводу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... .. 17
6.Прінціпіальная теплова схема котельні ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... .19
7.Расчет теплової схеми котельні ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... .. 21
7.1 Розрахунок теплової схеми парової частини котельні ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 21
7.2. Розрахунок теплової схеми парової частини котельні ... ... ... ... ... ... ... ... ... .25
8.Расчет контактного теплообмінника з активною насадкою .... ... ... ... ... ... 28
8.1 Тепловий розрахунок КТАН ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 28
8.2 Гідравлічний розрахунок КТАН ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .31
9.Вибор обладнання теплової схеми котельні ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 32
Висновок ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... 36
Список літератури ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .37
Додаток ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... .. 38
1.Расчет теплових навантажень опалення, вентиляції і гарячого водопостачання
В якості споживача комунально-побутової навантаження обраний мікрорайон м. Смоленську. з житловими будинками квартирного типу та поверховістю 5 і більше поверхів.
Вихідні дані для визначення сезонної і цілорічної теплових навантажень:
1. Розрахункова температура повітря проектування опалення tно, оС34
2. Середня температура найбільш холодного місяця tнхм, оС ... ... ..- 16,9
3. Розрахункова температура повітря усередині житлових приміщень tв, оС +20
4. Розрахункова температура гарячої води у абонента tг, оС ... ... ... .. +55
5. Розрахункова температура холодної водопровідної води в літній період TХ, оС ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. +15
6. Розрахункова температура холодної водопровідної води в зимовий період TХ, оС ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. +5
7. Кількість квадратних метрів житлової площі на одного жителя Fуд, м2/ос ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 18
8. Кількість жителів z, чол ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .90000
9. Укрупнений показник максимального теплового потоку на опалення житлових будинків на
10. Норма середнього тижневого витрати гарячої води для житлових приміщень, a, л / добу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... .. 105
11. Норма середнього тижневого витрати гарячої води для громадських і адміністративних будівель, b, л / добу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 25
12. Коефіцієнт, що враховує витрату тепла на громадські будівлі, k1 ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 0,25
13. Коефіцієнт, що враховує тип забудови будинків, k2 ... ... .. ... .. 0,6
14. Тривалість роботи системи опалення, no, діб .. ... ... ... 218
Коефіцієнт враховує зміну середньотижневим витрати тепла на ГВП в неопалювальний період по відношенню до опалювального, В0, 8
1.1 Сезонна навантаження
Виробничо-опалювальна котельня розраховується для трьох режимів роботи, тому необхідно, щоб навантаження опалення та вентиляції були визначені для наступних температур зовнішнього повітря:
· Температура початку опалювального періоду tн = +8 0С;
· Середня температура найбільш холодного місяця tнхм =- 16,9 0С;
· Розрахункова температура повітря проектування опалення tно =- 34 0С
Таблиця 1 Розрахунок сезонних навантажень
| Величина | Одиниця виміру | Розрахунок | |
| Найменування | Розрахункова формула або спосіб визначення | ||
| Розрахункове навантаження опалення (при tно) | МВт | ||
| Розрахункове навантаження вентиляції (при tнв = tно для житлових і громадських будівель) | МВт | ||
| Навантаження опалення при tн = +8 0С | МВт | ||
| Навантаження вентиляції при tн = +8 0С | МВт | ||
| Навантаження опалення при tнхм = -8,6 0С | МВт | ||
| Навантаження вентиляції при tнхм = -8,6 0С | МВт | ||
Таблиця 2 Розрахунок цілорічної навантаження
| Величина | Одиниця виміру | Розрахунок | ||
| Найменування | Розрахункова формула або спосіб визначення | |||
| Середньотижневим витрата тепла на ГВП для зимового періоду | МВт | |||
| Середньотижневим витрата тепла на ГВП для літнього періоду | МВт | |||
| Коефіцієнт тижневої нерівномірності | kн (довідковий) | - | 1,2 | |
| Коефіцієнт добової нерівномірності | kС (довідковий) | - | 2,0 | |
| Розрахунковий витрата тепла на ГВП для зимового періоду | МВт | 1,2 ∙ 2,0 ∙ 21,823 = 52,375 | ||
| Розрахунковий витрата тепла на ГВП для літнього періоду | МВт | 1,2 ∙ 2,0 ∙ 13,967 = 33,521 | ||
| Середня температур повітря опалювального періоду | 0С | -2,7 | ||
| Річна витрата тепла на опалення | МВт | |||
| Річна витрата тепла на вентиляцію | МВт | |||
| Річна витрата тепла на ГВП | МВт | |||
| Сумарний річний витрата теплоти | МВт | |||
2. Розрахунок температур мережної води
Значення температур мережної води в залежності від температур зовнішнього повітря визначаються методом регулювання теплових навантажень і температурного графіка тепломережі. У даному випадку маємо якісне регулювання по поєднаною навантаженні в закритій системі теплопостачання при температурному графіку тепломережі 150/70 0С.
Таблиця 3 Розрахунок температур мережної води
| Величина | Одиниця виміру | Розрахунок | |
| Найменування | Розрахункова формула або спосіб визначення | ||
| Температура води в подаючому трубопроводі при tн = tно | ° С | 150 | |
| Температура води в зворотному трубопроводі при tн = tно | ° С | 70 | |
| Температура води в стояку місцевої системи після змішування на введенні | ° С | 95 | |
| Перепад температур води в місцевій системі | ° С | 95-70 = 25 | |
| Перепад температур теплової мережі | ° С | 150-70 = 80 | |
| Температурний напір нагрівального приладу місцевої системи | ° С | ||
де
Таблиця 4 Температури мережної води
| tн, ° С | +8 | 0 | -5 | -10 | -15 | -20 | -25 | -26 |
| 0,227 | 0,409 | 0,523 | 0,636 | 0,75 | 0,864 | 0,977 | 1 | |
| ф01 | 53,02 | 77,15 | 91,71 | 105,84 | 119,86 | 133,70 | 147,26 | 150 |
| ф02 | 34,86 | 44,43 | 49,87 | 54,96 | 59,86 | 64,58 | 69,10 | 70 |
З (рис.2) у точці зламу температурного графіка визначаємо температуру зовнішнього повітря tні = +5 ° С.
Температури мережної води
Для двох підігрівачів
Для розрахункового режиму, при якому поверхня теплообміну підігрівачів буде максимальна, тобто при tн = tні = 4,8 ° С, знаходимо величину:
де
Визначимо температуру води в підігрівачі першого ступеню:
Для будь-якої зовнішньої температури
Виконаємо перерахунок мережної води і результати зведемо в таблицю:
Таблиця 5 Перерахунок температур мережної води
| tн, ° С | 8 | 5 | 0 | -5 | -8,6 | -10 | -15 | -20 | -25 | -26 |
| д1 | 20,16 | 20,16 | 16,65 | 12,69 | 11,3 | 8,99 | 5,42 | 1,98 | 0 | 0 |
| д2 | 25,20 | 25,20 | 28,71 | 32,67 | 34,06 | 36,37 | 39,94 | 43,38 | 46,57 | 47,34 |
| ф1 | 85,16 | 85,16 | 93,8 | 104,4 | 113,3 | 114,8 | 125,3 | 135,7 | 147,3 | 150 |
| ф2 | 9,66 | 9,66 | 15,72 | 17,2 | 17,94 | 18,59 | 19,92 | 21,2 | 22,53 | 22,66 |
3. Розрахунок витрат мережної води
Витрата мережної води на абонентському вводі підтримується постійним і рівним:
(Tн ≤ tні)
При tн> tні витрата мережної води знаходимо за поточною теплової навантаженні
Витрата води на вентиляцію визначаємо так само, але по температур мережної води
(Tн ≤ tні)
(Tн> tні)
4. Гідравлічний розрахунок паропроводу
Гідравлічний розрахунок паропроводу виконується від споживачів до джерела, щоб визначити параметри пари біля джерела.
Вихідні дані:
Схема паропроводу зображена на бланку завдання (стор.2)
Технологічний теплоносій - сухий насичений водяний пар.
Результати гідравлічного розрахунку паропроводу наводяться в таблиці 6.
Таблиця 6. Гідравлічний розрахунок паропроводу
| Розрахункова величина | Позн. | Розм. | Розрахункова формула або спосіб визначення | Номер ділянки | ||||||||||||||||||
| 1 | 2 | 3 | ||||||||||||||||||||
| Витрата пари на ділянці | D | кг / с | За завданням | 16,67 | 8,335 | 8,335 | ||||||||||||||||
| Довжина ділянки | L | м | --«---»-- | 650 | 240 | 90 | ||||||||||||||||
| Питомий падіння тиску | Rл | Па / м | Приймається по [1] | 25 | 25 | 25 | ||||||||||||||||
| Частка місцевих втрат | a | --- | --«---»-- | 0,5 | 0,5 | 0,5 | ||||||||||||||||
| Втрати тиску на ділянці | DP | кПа | 24,375 | 9,0 | 3,375 | |||||||||||||||||
| Тиск пари в кінці ділянки | Pкон | кПа | За завданням. Для уч.1: | 709,0 | 700 | 700 | ||||||||||||||||
| Тиск пари на початку ділянки | Pнач | кПа | 733,38 | 709,0 | 703,38 | |||||||||||||||||
| Середня щільність пари на ділянці | кг/м3 | 3,76 | 3,693 | 3,707 | ||||||||||||||||||
| Абсолютна еквівалентна шорсткість паропроводу | kе | м | За рекомендацією [1] | 0,0002 | ||||||||||||||||||
| Коефіцієнт | Аd | М0, 0475 | За табл. 5.1 [1] або | 0,42 | ||||||||||||||||||
| Розрахунковий діаметр паропроводу | d | м | 0,511 | 0,398 | 0,398 | |||||||||||||||||
| Діаметр паропроводу за стандартом | d ' | м | Додаток 11 [1] | 0,514 | 0,408 | 0,408 | ||||||||||||||||
| Середня швидкість пара | wср | м / с | 21,38 | 17,28 | 17,20 | |||||||||||||||||
| Кількість нормальних засувок на ділянці | nз | --- | За завданням | 2 | ||||||||||||||||||
| Кількість П-подібних компенсаторів на ділянці | nк | --- | Приймається за [2] | 3 | 2 | 1 | ||||||||||||||||
| Коефіцієнт гідравлічного опору засувки | xз | --- | Додаток 10 [1] | 0,4 | ||||||||||||||||||
| Коефіцієнт гідравлічного опору компенсатора | XК | --- | --«---»-- | 1,7 | ||||||||||||||||||
| Коефіцієнт гідравлічного опору трійника | xтр | --- | --«---»-- | --- | 0,08 | 1,8 | ||||||||||||||||
| Сумарний коефіцієнт гідравлічного опору | xуч | --- | 5,9 | 4,28 | 4,3 | |||||||||||||||||
| Коефіцієнт | AR | М0, 25 | Табл. 5.1 [1] | 10,6 × 10-3 | ||||||||||||||||||
| Питомий падіння тиску | R'л | Па / м | 25,79 | 22,07 | 21,99 | |||||||||||||||||
| Коефіцієнт | Al | м - 0,25 | Табл. 5.1 [1] | 76,4 | ||||||||||||||||||
| Еквівалентна довжина місцевих опорів | Lекв | м | 196,18 | 106,63 | 107,12 | |||||||||||||||||
| Втрати тиску на ділянці | DP ' | кПа | 21,82 | 7,65 | 2,55 | |||||||||||||||||
| Тиск пари в кінці ділянки | Pкон | кПа | За завданням. Для уч.1: | 707,65 | 700,0 | 700,0 | ||||||||||||||||
| Тиск пари на початку ділянки | Pнач | кПа | 729,47 | 707,65 | 702,55 | |||||||||||||||||
| Перевірка похибки у визначенні щільності пара | ||||||||||||||||||||||
| Середня щільність пари на ділянці | r'ср | кг/м3 | 3,79 | 3,685 | 3,72 | |||||||||||||||||
| Похибка визначення щільності | d | % | -0,8 | 0,21 | -0,04 | |||||||||||||||||
| Отримана похибка менше допустимої (2%). | ||||||||||||||||||||||
5. Тепловий розрахунок паропроводу
Прокладка паропроводу надземна, тому розрахункова температура навколишнього середовища відповідає температурі зовнішнього повітря в максимально зимовому режимі tно.
Паропровід повністю ізольований, засувки ізольовані на ѕ від площі поверхні, компенсатори ізольовані повністю.
Результати теплового розрахунку зведені в таблицю 7.
Таблиця 7 Тепловий розрахунок паропроводу
| Розрахункова величина | Обознач. | Розмірних. | Розрахункова формула або метод визначення | Номер ділянки | ||||||||||
| 1 | 2 | 3 | ||||||||||||
| Витрата пари на ділянці | D | кг / с | За завданням | 16,67 | 5,55 | 5,55 | ||||||||
| Довжина ділянки | L | м | --«---»-- | 650 | 240 | 90 | ||||||||
| Питома втрата теплоти з | q | Додаток 3 [2] | 1,76 | 1,56 | 1,56 | |||||||||
| Еквівалентна довжина засувки | Lзекв | м | Приймається в діапазоні 4 ... 8 | 4 | ||||||||||
| Кількість нормальних засувок на ділянці | nз | --- | За завданням | 2 | ||||||||||
| Еквівалентна довжина опор | Lопекв | м | (10 ... 15%) L | 65 | 24 | 9 | ||||||||
| Сумарна еквівалентна довжина місцевих теплових втрат | Lекв | м | Lзеквnз + Lопекв | 73 | 32 | 17 | ||||||||
| Температура пари в кінці ділянки | t2 | 0С | Табл. II [4] | 165,21 | 164,96 | 164,96 | ||||||||
| Температура пари на початку ділянки | t1 | 0С | Приймається | 172 | 165,21 | 165,21 | ||||||||
| Середня температура пари на ділянці | tср | 0С | 168,61 | 165,09 | 165,09 | |||||||||
| Середня масова теплоємність пари на ділянці | Ср | Табл. V [4] | 2,505 | 2,456 | 2,456 | |||||||||
| Втрати тепла на ділянці | Q | кВт | 250,18 | 81,08 | 31,91 | |||||||||
| Температура пари на початку ділянки | t'1 | 0С | 170,12 | 167,28 | 165,87 | |||||||||
| Похибка визначення температури | d | % | 0,51 | 1,24 | 0,34 | |||||||||
| Отримана похибка менше допустимої (2%) | ||||||||||||||
| Ентальпія пари на початку ділянки | i | За табл. III [4] | 2822,3 | 2819,6 | 2819,4 | |||||||||
1 - казан паровий;
2 - редукційний клапан;
3 - сепаратор безперервної продувки;
4 - водоводяний теплообмінник № 1;
5 - пароводяної теплообмінник № 2;
6 - пароводяної теплообмінник № 3;
7 - водоводяний теплообмінник № 4;
8 - пароводяної теплообмінник № 5;
9 - водоводяний теплообмінник № 6;
10 - водоводяний теплообмінник № 7;
11 - пароводяної теплообмінник № 8;
12 - конденсатовідвідник;
13 - КТАН;
14 - водоструминні ежектор;
15 - деаератор вакуумний;
16 - бак робочої води;
17 - регулятор температури;
18 - котел водогрійний;
19 - редукційно-охолоджувальна установка
20 - блок ХВО;
21 - деаератор атмосферний.
7. Розрахунок теплової схеми котельні
7.1 Розрахунок теплової схеми парової частини котельні
Таблиця 8 Вихідні дані для розрахунку парової частини котельні
| Величина | Позн. | Розм. | Спосіб визначення | Значення |
| Тиск технологічної пари | Pтех | МПа | З розрахунку паропроводу | |
| Технологічна навантаження | Dтех | кг / с | За завданням | 16,67 |
| Частка повертається конденсату | m | % | --«---»-- | 60 |
| Температура повертається конденсату | tтех | 0С | --«---»-- | 70 |
| Солевміст котлової води | Sкв | мг / кг | --«---»-- | 5000 |
| Солевміст хімічно очищеної води | Sх | мг / кг | Рекомендації з [5] | 360 |
Ентальпії пари при тисках: 1,4 МПа 0,732 МПа 0,15 МПа | i "1.4 i "0,732 i "0,15 | кДж / кг | Табл. II [4] | 2788,4 2764,76 2693,9 |
| Ентальпії: технол. конденсату харч. води (90 0С) води після СНП вихідної води котлової води | iтех iпв i'0 .15 iів i'1 .4 | кДж / кг | Те ж | 334,92 376,94 467,13 20,95 830,1 |
| Ентальпія конденсату після парових підігрівачів | Ік | кДж / кг | Табл. I [4] для t = | 334,92 |
На принциповій тепловій схемі виробничо-опалювальної котельні (рис. 4) представлена парова частина, результати розрахунку якої наводяться в таблиці 9.
Таблиця 9 Розрахунок парової частини котельні
| Розрахункова величина | Позн. | Розм. | Розрахункова формула або спосіб визначення | Розрахунковий режим |
| tно =-260С | ||||
| Витрата технологічного конденсату з виробництва | Gтех | кг / с | ||
| Втрати технологічного конденсату | Gптех | кг / с | 16,67-10,0 = 6,67 | |
| Втрати пари в тепловій схемі | Dпот | кг / с | 0,03 ∙ 16,67 = 0,50 | |
| Витрата пари на власні потреби | DСН | кг / с | 0,1 ∙ 16,67 = 1,667 | |
| Продуктивність котельні по пару після РОУ | Dк0, 732 | кг / с | 16,67 +0,50 +1,667 = = 18,837 | |
| Сума втрат пари і конденсату | Gпот | кг / с | 6,67 +0,50 = 7,17 | |
| Частка втрат теплоносія | Пх | --- | ||
| Відсоток продувки | Pп | % | ||
| Витрата живильної води на РОУ | GРОУ | кг / с | ||
| Продуктивність по парі Р = 1,4 МПа | Dк1.4 | кг / с | 18,837-0,185 = 18,652 | |
| Витрата продувочной води | Gпр | кг / с |
| Витрати пари з сепаратора продувки | Dc0.15 | кг / с | ||
| Витрата води з сепаратора продувки | GСНП | кг / с | 0,526-0,086 = 0,44 | |
| Витрата води з деаератора живильної води | Gд | кг / с | 18,837 +0,526 = 19,362 | |
| Витрата випарив з деаератора живильної води | Dвип | кг / с | 0,002 ∙ 19,362 = 0,039 | |
| Сумарні втрати мережної води, пари і конденсату | Gпот | кг / с | 6,67 +0,50 +0,44 +0,039 = 7,649 | |
| Витрата хімобработанной води | Gхво | кг / с | 7,649 | |
| Витрата вихідної води | Gісх | кг / с | 1,15 ∙ 7,649 = 8,796 | |
| Ентальпія конденсату після охолоджувача продувочной води (Т № 1) | i'к | кДж / кг | Табл. II [4] для tк = | 188,55 |
| Ентальпія вихідної води після охолоджувача продувочной води (Т № 1) | i12 | 0С | ||
| Ентальпія хімочищенням води на виході з Т № 3 | i42 | кДж / кг | Табл. I [4] для t32 = | 334,92 |
| Ентальпія води на вході в охолоджувач деаерірованной води (Т № 3) | i41 | 0С | ||
| Витрата пари на Т № 2 | D2 | кг / с | ||
| Витрата пари на Т № 3 | D3 | кг / с | ||
| Ентальпія Хов після охолоджувача випарив живильного деаератора | i52 | 0С |
Витрата пари на деаератор живильної води | Dд | кг / с | ||
| Розрахунковий витрата пари на власні потреби | Dснр | кг / с | 0,85 +0,159 +0,316 = = 1,325 | |
| Розрахункова паропродуктивність | Dкр0, 732 | кг / с | 16,67 +1,225 +0,50 = = 18,495 | |
| Помилка розрахунку | D | % | ||
| Отримана похибка менше допустимої (2%) | ||||
Вибираю паровий котельний агрегат Е-35-14. Для покриття навантаження ставимо два таких котла. Його коротка характеристика:
· Номінальна паропродуктивність, кг / с: 9,72
· Абсолютний тиск пари, МПа: 1,4
· Температура живильної води, 0С: 100
7.2 Розрахунок теплової схеми водогрійної частини котельні
Таблиця 10 Вихідні дані для розрахунку водогрійної частини котельні
| Найменування параметра | tно =- 26 ° С | tнхм =- 8,6 ° С | tні = +5 ° С | tн = +8 ° С річний |
| Теплове навантаження на ГВП, МВт | 52,375 | 33,521 | ||
| Теплове навантаження на опалення і вентиляцію, МВт | 103,447 | 67,114 | 30,564 | 0 |
| Температура в подавальному трубопроводі, | 150 | 113,3 | 85,16 | |
| Температура води в зворотному трубопроводі, | 22,66 | 17,94 | 9,66 | |
| Найменування розрахункового параметра | Метод визначення | tно = -26 ° С | tнхм = -8,6 ° С | tні = +5 ° С | tн = +8 ° С | ||||||
| Продуктивність котельні, МВт | 155,822 | 119,489 | 82,939 | 33,521 | |||||||
| Витрата тепла на власні потреби, МВт | Приймається до 3% від Q | 4,675 | 3,585 | 2,488 | 1,006 | ||||||
| Сумарна продуктивність котельні, МВт | 160,497 | 123,074 | 85,427 | 34,527 | |||||||
| Витрата мережної води, кг / с | 464,863 | 105,963 | |||||||||
| Витрата на підживлення і втрати в тепловій схемі води, кг / с | 9,297 | 2,183 | |||||||||
| Витрата води через котельні агрегати, кг / с | 478,810 | 109,143 | |||||||||
Температура води на виході з котельного агрегату, | 150 | 131,346 | 112,581 | 87,210 | |||||||
| Витрата води на власні потреби, кг / с, при t'к = 700C = const | 8,762 | 8,391 | 7,865 | 3,180 | |||||||
| Витрата води на лінії рециркуляції, кг / с | 81,522 | 97,341 | 119,952 | 48,481 | |||||||
| Витрата води на перемичці, кг / с | 0,0 | 77,55 | 121,132 | 48,957 | |||||||
| Витрата вихідної води, кг / с | 11,156 | 2,620 | |||||||||
| Витрата гріючої води на теплообмінник хімочищенням води Т № 2, кг / с | де t "хво = 650С, t'хво = 250С, t21 = t" до, t22 = 700C | 4,649 | 6,062 | 8,733 | 2,537 | ||||||
| Температура вихідної води, ° С | За завданням | 5 | 5 | 5 | 15 | ||||||
| Температура гріючої води після теплообмінника вихідної води Т № 1 | 22,0 | 33,19 | 44,45 | 59,67 | |||||||
| Витрата випарив з деаератора, кг / с | 0,019 | 0,004 | |||||||||
| Витрата гріючої води на деаерацію, кг / с | 0,581 | 0,758 | 1,092 | 0,634 | |||||||
| Витрата води на власні потреби, кг / с | 5,230 | 6,820 | 9,825 | 3,171 | |||||||
| Витрата води через котельний агрегат, кг / с | 471,454 | 473,437 | 469,568 | 107,315 | |||||||
| Відносна похибка,% | -1,56 | -1,13 | -1,9 | -1,67 | |||||||
Отримана похибка менше допустимої (2%)
Вибір водогрійних котельних агрегатів будимо проводити з розрахунку забезпечення покриття навантаження опалення, вентиляції і гарячого водопостачання.
Вибираю три водогрійних котельних агрегату КВГМ-50
Коротка характеристика КВГМ-50:
· Номінальна теплопродуктивність, МВт: 58
· Розрахункова витрата води, кг / с: 172
· Розрахункові температури, 0С:
- На вході 70
- На виході 150
· Вид палива: газ чи мазут
· Поверхню нагріву, м2: 1468
8. Розрахунок контактного теплообмінника з активною насадкою
8.1 Тепловий розрахунок КТАНа
Таблиця 12.Характерістіка палива, що спалюється в котельних агрегатах
| CH4 | C2H6 | C3H8 | C4H10 | C5H12 | N2 | CO2 | Qнр | rт |
| % | МДж/м3 | кг/м3 | ||||||
| 85,8 | 4,1 | 1,3 | 1,1 | 0,2 | 7,1 | 0,4 | 42,30 | 0,736 |
| Розрахункова величина | Позн. | Розм. | Розрахункова формула або спосіб визначення | Резуль-тат розрахунку | ||||||||
| Витрата води через КТАН | GКТАН | кг / с | Gісх | 8,796 | ||||||||
| Теоретичний об'єм повітря для спалювання газу | м3/м3 | 2,78 | ||||||||||
| Теоретичний об'єм сполук RO2 в продуктах згорання палива | м3/м3 | 1,017 | ||||||||||
| Теоретичний об'єм сполук R2 у продуктах згоряння палива | м3/м3 | 7,631 | ||||||||||
| Теоретичний об'єм водяної пари в продуктах згорання палива | м3/м3 | 2,154 | ||||||||||
| Коефіцієнт надлишку повітря | a | --- | Приймається | 1,15 | ||||||||
| Обсяг азоту в продуктах згорання | м3/м3 | 8,630 | ||||||||||
| Обсяг водяної пари в продуктах згорання | м3/м3 | 2,210 | ||||||||||
| Обсяг кисню в продуктах згорання | м3/м3 | 0,33 | ||||||||||
| Масова витрата сухих газів | Gсг | кг/м3 | 11,315 | |||||||||
| Витрата палива на котел | У | кг / с | 1,056 | |||||||||
| Температура димових газів на вході в КТАН | t'г | 0С | Характеристика котла | 130 | ||||||||
| Температура димових газів на виході з КТАНа | t "г | 0С | Приймається [3] | 64 | ||||||||
| Падіння ентальпії димових газів в КТАНе | DI | кДж / кг | Пріложеніе10 [2] | 65 | ||||||||
| Температура води на вході в КТАН | t'в | 0С | З розрахунку парової частини котельні | 8,33 | ||||||||
| Температура води на виході з КТАНа | t "в | 0С | 14,76 | |||||||||
| Швидкість газів | wг | м / с | Приймається [2] | 7 | ||||||||
| Швидкість води в трубках | wв | м / с | Приймається [2] | 1,5 | ||||||||
| Коефіцієнт | А1 | Пункт 4.3 [2], так як б <1,3 | 100 | |||||||||
| Коефіцієнт тепловіддачі з боку димових газів | a1 | 546,65 | ||||||||||
| Товщина стінки трубок насадки | d | м | Пункт 4.3 [2] | 0,002 | ||||||||
| Внутрішній діаметр трубок насадки | dвн | м | --«---»-- | 0,018 | ||||||||
| Середня температура води в насадці | tcp | 0С | 11,55 | |||||||||
| Коефіцієнт | А2 | 1187,43 | ||||||||||
| Коефіцієнт тепловіддачі з боку води | a2 | 5069,16 | ||||||||||
| Коефіцієнт теплопровідності матеріалу трубок насадки | l | Довідник | 55 | |||||||||
| Коефіцієнт теплопередачі | k | 455,90 | ||||||||||
| Среднелогаріфміческій температурний напір | Dtср | 0С | 82,52 | |||||||||
| Площа насадки | F | м2 | 5,6 | |||||||||
| Кількість трубок | n | шт. | 18 | |||||||||
| Загальна довжина трубок | Lобщ | м | 81,07 | |||||||||
| Довжина однієї трубки | l | м | 4,5 | |||||||||
| Кількість секцій в змійовику | z | шт. | Приймається | 4 | ||||||||
| Довжина однієї секції | l ' | м | 0,99 | |||||||||
| Висота насадки | h | м | 0,396 | |||||||||
| Середня температура газів | tсрг | ° С | 97 | |||||||||
| Прохідний перетин для газів | Fк | м2 | 2,31 | |||||||||
| Відстань між трубками | y | м | 0,354 | |||||||||
| Крок труб | a | м | 0,376 | |||||||||
| Ширина насадки | b | м | 7,144 | |||||||||
| Витрата орошающей води | Gор | м3 / год | 30,54 | |||||||||
8.2 Гідравлічний розрахунок КТАНа
Таблиця 14 Гідравлічний розрахунок КТАНа
| Розрахункова величина | Позн. | Розм. | Розрахункова формула або спосіб визначення | Резуль-тат розрахунку |
| Місцеві втрати тиску на вході з труби, що підводить у колектор | кПа | 0,254 | ||
| Місцеві втрати тиску на вході з колектора в трубки пакету | кПа | 0,135 | ||
| Місцеві втрати тиску при повороті потоку на 180 ° в трубках | кПа | 0,451 | ||
| Місцеві втрати тиску на виході з трубок пакету в колектор | кПа | 1,015 | ||
| Місцеві втрати тиску на виході з колектора у відводять трубу | кПа | 0,154 | ||
| Лінійні втрати тиску на тертя в трубках пакету | кПа | 68,24 | ||
| Загальне гідравлічний опір КТАН | H | кПа | 70,249 |
9. Вибір обладнання теплової схеми котельні
Для видалення агресивних газів і деаерації води встановлюємо два деаератора:
У паровій частини котельні:
Котельне атмосферне ДА-100/25
- Витрата води 100 т / год;
- Робочий тиск 1,2 кгс/см2.
У водогрійної частини котельні:
Вакуумний деаератор ДВ - 25
- Витрата води 25 т / год;
- Робочий тиск 0,3 кгс/см2.
Комплектується охолоджувачем ОВВ-8.
Таблиця 15 Розрахунок теплообмінного обладнання (виробнича частина)
| Розрахункова величина | Обоз. | Розмірних. | Розрахункова формула або метод визна-ділення | Номер теплообмінного апарату | ||||||||||||
| Парова (виробнича) частину | ||||||||||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | ||||||||||||
| Теплове навантаження | Q | кВт | 80,9 | 259,67 | 516,21 | 686,3 | 67,84 | |||||||||
| Найбільша різниця температур теплоносіїв | DtБ | 0С | 110,7 | 155,34 | 141,89 | 54,5 | 21 | |||||||||
| Найменша різниця температур теплоносіїв | DtМ | 0С | 35,6 | 44 | 21,4 | 10 | 19,4 | |||||||||
| Среднелога-ріфміческій температурний напір | Dt | 0С | 64,35 | 87,21 | 64,57 | 26,64 | 20,1 | |||||||||
| Коефіцієнт теплопередачі | k | За [7] | 800 | 1500 | 800 | |||||||||||
| Поверхня теплообміну | F | м2 | 1,57 | 2,95 | 5,74 | 33,8 | 4,56 | |||||||||
Т № 1: Водо-водяний 07 ОСТ 34-588-68 7-114х2000 ПВ-z-07
Площа поверхні нагріву:
Число трубок: 12
Т № 2: Пароводяний ПП2-4-2-II
Площа поверхні нагріву:
Число трубок: 19
Т № 3: Пароводяний ПП2-6-2-II
Площа поверхні нагріву:
Число трубок: 68
Т № 4: Водо-водяний 18 ОСТ 34-588-68 18-377х4000 ПВ-z-18
Площа поверхні нагріву:
Число трубок: 283
Т № 5: Водо-водяний 11 ОСТ 34-588-68 11-219х2000 ПВ-z-11
Площа поверхні нагріву:
Число трубок: 37
Таблиця 16 Розрахунок теплообмінного устаткування (опалювальна частина)
| Розрахункова величина | Обоз. | Розмірних. | Розрахункова формула або метод визна-ділення | Номер теплообмінного апарату | ||
| Водогрійна (опалювальна) частину | ||||||
| 6 | 7 | 8 | ||||
| Теплове навантаження | Q | кВт | 579,54 | 965,77 | 27,54 | |
| Найбільша різниця температур теплоносіїв | DtБ | 0С | 65 | 85 | 5 | |
| Найменша різниця температур теплоносіїв | DtМ | 0С | 4 | 46 | 4,05 | |
| Среднелога-ріфміческій температурний напір | Dt | 0С | 19,81 | 62,96 | 4,65 | |
| Коефіцієнт теплопередачі | k | За [7] | 800 | |||
| Поверхня теплообміну | F | м2 | 37,2 | 19,2 | 7,87 | |
Т № 6: Водо-водяний 18 ОСТ 34-588-68 18-377х4000 ПВ-z-18
Площа поверхні нагріву:
Число трубок: 283
Т № 7 Водо-водяний 17 ОСТ 34-588-68 17-377х2000 ПВ-z-17
Площа поверхні нагріву:
Число трубок: 212
Т № 8 Водо-водяний 13 ОСТ 34-588-68 13-273х2000 ПВ-z-17
Площа поверхні нагріву:
Число трубок: 64
Висновок
У результаті розрахунку даного проекту ми розрахували сезонну і цілорічну теплове навантаження котельні, а також розрахували витрати води на опалення і вентиляцію (див. рис 1,2).
Виконали гідравлічний і тепловий розрахунок паропроводу і отримали наступні дані:
· Необхідний тиск пари у джерела (Pк = 0,729 МПа) для забезпечення споживачам заданого тиску Раб = 0,70 МПа.
· Втрати тепла через ізоляцію на трьох ділянках (див. табл. 7)
Розробили принципову теплову схему котельні (див. рис. 4).
Виробничо-опалювальна котельня була розбита на дві частини виробничу і опалювальну.
За результатами розрахунку парової частини котельні для забезпечення необхідної технологічної навантаження були обрані два парових котелень агрегату Е-35-14
Водогрійна частина котельні була розрахована на чотири режими роботи залежно від температури зовнішнього повітря.
Для забезпечення опалювальної навантаження були обрані три водогрійних котла марки КВГМ-50.
Проведено теплової і гідравлічний розрахунок КТАНа.
Обрано теплообмінне обладнання для котельні.
Наведено розгорнута теплова схема виробничо-опалювальної котельні на аркуші формату А1.