Міністерство освіти і науки Російської Федерації
Федеральне агентство з освіти
Південно-Уральський державний університет
Кафедра промислової теплоенергетики
Проектування промислово-опалювальної котельні
для житлового району
Пояснювальна записка до курсової роботи
за курсом «Джерела та системи теплопостачання
промислових підприємств »
Нормоконтролер Керівник
Кирилов В.В._______ Кирилов В.В.________
«___»____________ 2008р. «___»____________ 2008р.
Автор роботи
студент групи Е-489
Сіражеев Р.Р.
«___»____________ 2008р.
Робота захищена
з оцінкою
_____________________
«___»____________ 2008р.
Челябінськ
2008р.
Анотація
Сіражеев Р.Р. Проектування промислово-опалювальної котельні для житлового району м. Ульяновськ .- Челябінськ:
ЮУрГУ, Е, 2008, 23 с, 4 іл. графічна частина на ф.А1. Бібліографія літератури - 8 найм.
Зміст
1. Розрахунок теплових навантажень опалення, вентиляції і гарячого
водопостачання
1.1. Витрата теплоти на опалення
1.2. Витрата теплоти на вентиляцію
1.3. Витрата теплоти на гаряче водопостачання
1.4. Розрахунок річного витрати тепла
2. Розрахунок температурного графіка
3. Розрахунок витрат мережної води
4. Гідравлічний розрахунок паропроводу
5. Тепловий розрахунок паропроводу
6. Розрахунок теплової схеми котельні
6.1. Розрахунок теплової схеми парової частини котельні
6.2. Розрахунок теплової схеми водогрійної частини котельні
7. Вибір теплообмінного устаткування
7.1. Вибір деаераторів
7.2. Вибір підігрівачів
Література
Програми
1 Теплова схема
2 Графічна частина на 1 аркуші ФА1
1. Розрахунок теплових навантажень опалення, вентиляції та
гарячого водопостачання
Для міста Ульяновськ запишемо дані:
- Розрахункова температура повітря для проектування опалення
t але = - 31 єС
- Розрахункова температура повітря для проектування вентиляції
t нв = - 18 єС
- Середня температура опалювального періоду
t сер = - 5,7 єС
- Тривалість опалювального періоду 213 діб / рік = 5112 год / рік.
1.1 Витрата теплоти на опалення
Розрахунковий витрата теплоти на опалення житлових та громадських будівель:
де q F - витрата тепла на один м 2 площі забудови (q F = 87 Вт / м 2 при
t Н.О. = -31 0 С)
k 1 - коефіцієнт, що враховує відпустку тепла на опалення (k 1 = 0.25)
F - площа забудови (F = f уд z)
f уд - кількість площі на одну людину (f уд = 18 м 2 / чол)
z - кількість жителів, z (= 90 000 чол.)
Поточна опалювальна навантаження:
де t в = 18 єС - температура повітря всередині приміщення,
t н = 8 єС температура зовнішнього повітря на початку та в кінці опалювального періоду
1.2 Витрата теплоти на вентиляцію
Розрахунковий витрата теплоти на вентиляцію громадських будівель.
де k 2 - коефіцієнт, що враховує витрату теплоти на вентиляцію громадських будівель (k 2 = 0.6)
Поточна вентиляційна навантаження:
Навантаження опалення і вентиляції при t НХМ =- 13,8 0 С:
1.3 Витрата теплоти на гаряче водопостачання
Середньотижневим витрата теплоти гарячого водопостачання в зимовому режимі:
де m - число жителів (m = 90 тис.чол.)
а - норма витрати гарячої води на одну людину на добу для житлових
будівель (а = 120 л / добу)
b - норма витрати гарячої води на одну людину на добу для громадських
будівель (b = 25 л / добу)
з р - теплоємність води (з р = 4190 Дж / кг ∙ К)
t р - температура гарячої води (t р = 55 0 С)
t х - температура холодної води (t х = 5 0 С)
n з - розрахункова тривалість подачі тепла на ГВП (n з = 86400с/сут)
Зимовий режим:
Літній режим:
Розрахунковий витрата теплоти на ГВП:
де k с - коефіцієнт добової нерівномірності витрат теплоти (k з = 2.0)
k н - коефіцієнт тижневої нерівномірності витрат теплоти (k н = 1.2)
1.4 Розрахунок річного витрати тепла
Розрахунок річного витрати тепла по опалювальної навантаженні:
Розрахунок річного витрати тепла на вентиляцію:
Розрахунок річного витрати тепла на гаряче водопостачання:
де n г = 8400 год / рік - тривалість роботи систем ГВП
в = 0,8 коефіцієнт, що враховує зміну середньотижневим витрати води на гаряче водопостачання в неопалювальний період по відношенню до опалювального,
Сумарний річний витрата:
SHAPE \ * MERGEFORMAT
Рис.1.1 Графік навантажень опалення, вентиляції і гарячого водопостачання
2. Розрахунок температурного графіка
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 ГВП та опалення в закритих системах теплопостачання при температурному графіку тепломережі 150/70 0 С.
1. Перепад температур води всередині теплової мережі:
де
2. Температурний напір нагрівального приладу місцевої системи:
де
3. Перепад температур води в місцевій системі:
4. Відносна величина теплового навантаження опалення:
5. Температура мережевої води перед опалювальною установкою:
6. Температура мережевої води після опалювальної установки:
Результати розрахунку температур мережної води відображені в таблиці 1.
Таблиця 1
SHAPE \ * MERGEFORMAT
Рис.2.1 Графік температур теплової мережі.
З графіка видно, що при температурі t 1 = 65 о С температура зовнішнього повітря дорівнює t ні = 2,8 о С. При цій температурі необхідно зробити підрізування.
SHAPE \ * MERGEFORMAT
Рис.2.2 Графік температур теплової мережі
7. Визначимо перепади температур мережної води в подогревателях нижньої ступені гарячого водопостачання д 2 і верхнього ступеня д 1:
де
Знаходимо зниження температури в подаючому трубопроводі:
Знаходимо зниження температури в зворотному трубопроводі:
Отримані результати запишемо в таблицю 2.
Таблиця 2
Температури мережної води 
Таблиця 3 Федеральне агентство з освіти
Південно-Уральський державний університет
Кафедра промислової теплоенергетики
Проектування промислово-опалювальної котельні
для житлового району
Пояснювальна записка до курсової роботи
за курсом «Джерела та системи теплопостачання
промислових підприємств »
Нормоконтролер Керівник
Кирилов В.В._______ Кирилов В.В.________
«___»____________ 2008р. «___»____________ 2008р.
Автор роботи
студент групи Е-489
Сіражеев Р.Р.
«___»____________ 2008р.
Робота захищена
з оцінкою
_____________________
«___»____________ 2008р.
Челябінськ
2008р.
Анотація
Сіражеев Р.Р. Проектування промислово-опалювальної котельні для житлового району м. Ульяновськ .- Челябінськ:
ЮУрГУ, Е, 2008, 23 с, 4 іл. графічна частина на ф.А1. Бібліографія літератури - 8 найм.
Мета даного курсового проекту - ознайомитися на конкретному прикладі з методикою розрахунку теплової схеми виробничо-опалювальної котельні, визначивши необхідні теплові навантаження. На підставі цих розрахунків зробити вибір основного і допоміжного обладнання котельні.
ЮУрГУ Кафедра ПТЕ |
Зміст
1. Розрахунок теплових навантажень опалення, вентиляції і гарячого
водопостачання
1.1. Витрата теплоти на опалення
1.2. Витрата теплоти на вентиляцію
1.3. Витрата теплоти на гаряче водопостачання
1.4. Розрахунок річного витрати тепла
2. Розрахунок температурного графіка
3. Розрахунок витрат мережної води
4. Гідравлічний розрахунок паропроводу
5. Тепловий розрахунок паропроводу
6. Розрахунок теплової схеми котельні
6.1. Розрахунок теплової схеми парової частини котельні
6.2. Розрахунок теплової схеми водогрійної частини котельні
7. Вибір теплообмінного устаткування
7.1. Вибір деаераторів
7.2. Вибір підігрівачів
Література
Програми
1 Теплова схема
2 Графічна частина на 1 аркуші ФА1
1. Розрахунок теплових навантажень опалення, вентиляції та
гарячого водопостачання
Для міста Ульяновськ запишемо дані:
- Розрахункова температура повітря для проектування опалення
t але = - 31 єС
- Розрахункова температура повітря для проектування вентиляції
t нв = - 18 єС
- Середня температура опалювального періоду
t сер = - 5,7 єС
- Тривалість опалювального періоду 213 діб / рік = 5112 год / рік.
1.1 Витрата теплоти на опалення
Розрахунковий витрата теплоти на опалення житлових та громадських будівель:
де q F - витрата тепла на один м 2 площі забудови (q F = 87 Вт / м 2 при
t Н.О. = -31 0 С)
k 1 - коефіцієнт, що враховує відпустку тепла на опалення (k 1 = 0.25)
F - площа забудови (F = f уд z)
f уд - кількість площі на одну людину (f уд = 18 м 2 / чол)
z - кількість жителів, z (= 90 000 чол.)
Поточна опалювальна навантаження:
де t в = 18 єС - температура повітря всередині приміщення,
t н = 8 єС температура зовнішнього повітря на початку та в кінці опалювального періоду
1.2 Витрата теплоти на вентиляцію
Розрахунковий витрата теплоти на вентиляцію громадських будівель.
де k 2 - коефіцієнт, що враховує витрату теплоти на вентиляцію громадських будівель (k 2 = 0.6)
Поточна вентиляційна навантаження:
Навантаження опалення і вентиляції при t НХМ =- 13,8 0 С:
1.3 Витрата теплоти на гаряче водопостачання
Середньотижневим витрата теплоти гарячого водопостачання в зимовому режимі:
де m - число жителів (m = 90 тис.чол.)
а - норма витрати гарячої води на одну людину на добу для житлових
будівель (а = 120 л / добу)
b - норма витрати гарячої води на одну людину на добу для громадських
будівель (b = 25 л / добу)
з р - теплоємність води (з р = 4190 Дж / кг ∙ К)
t р - температура гарячої води (t р = 55 0 С)
t х - температура холодної води (t х = 5 0 С)
n з - розрахункова тривалість подачі тепла на ГВП (n з = 86400с/сут)
Зимовий режим:
Літній режим:
Розрахунковий витрата теплоти на ГВП:
де k с - коефіцієнт добової нерівномірності витрат теплоти (k з = 2.0)
k н - коефіцієнт тижневої нерівномірності витрат теплоти (k н = 1.2)
1.4 Розрахунок річного витрати тепла
Розрахунок річного витрати тепла по опалювальної навантаженні:
Розрахунок річного витрати тепла на вентиляцію:
Розрахунок річного витрати тепла на гаряче водопостачання:
де n г = 8400 год / рік - тривалість роботи систем ГВП
в = 0,8 коефіцієнт, що враховує зміну середньотижневим витрати води на гаряче водопостачання в неопалювальний період по відношенню до опалювального,
Сумарний річний витрата:
SHAPE \ * MERGEFORMAT
8; 4,314 |
-31; 21,141 |
8; 35,954 |
-31; 176,175 |
8; 91,128 |
-31; 91,128 |
8; 131,396 |
-31; 288,444 |
0 |
50 |
100 |
150 |
200 |
250 |
300 |
350 |
-35 |
-30 |
-25 |
-20 |
-15 |
-10 |
-5 |
0 |
5 |
10 |
Рис.1.1 Графік навантажень опалення, вентиляції і гарячого водопостачання
2. Розрахунок температурного графіка
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 ГВП та опалення в закритих системах теплопостачання при температурному графіку тепломережі 150/70 0 С.
1. Перепад температур води всередині теплової мережі:
де
2. Температурний напір нагрівального приладу місцевої системи:
де
3. Перепад температур води в місцевій системі:
4. Відносна величина теплового навантаження опалення:
5. Температура мережевої води перед опалювальною установкою:
6. Температура мережевої води після опалювальної установки:
Результати розрахунку температур мережної води відображені в таблиці 1.
Таблиця 1
| Величина | Температура зовнішнього повітря, єС | |||||||||
| +8 | +2,8 | 0 | -5 | -10 | -15 | -20 | -25 | -30 | -31 | |
| | 0,204 | 0,31 | 0,367 | 0,469 | 0,571 | 0,673 | 0,776 | 0,878 | 0,98 | 1 |
| ф 01 | 49,86 | 64,23 | 71,74 | 84,9 | 97,79 | 110,5 | 122,9 | 135,3 | 147,6 | 150 |
| ф 02 | 33,5 | 39,41 | 42,4 | 47,35 | 52,08 | 56,59 | 60,94 | 65,13 | 69,2 | 70 |
SHAPE \ * MERGEFORMAT
0 |
20 |
40 |
60 |
80 |
100 |
120 |
140 |
160 |
-35 |
-30 |
-25 |
-20 |
-15 |
-10 |
-5 |
0 |
5 |
10 |
Рис.2.1 Графік температур теплової мережі.
З графіка видно, що при температурі t 1 = 65 о С температура зовнішнього повітря дорівнює t ні = 2,8 о С. При цій температурі необхідно зробити підрізування.
SHAPE \ * MERGEFORMAT
0 |
20 |
40 |
60 |
80 |
100 |
120 |
140 |
160 |
-40 |
-30 |
-20 |
-10 |
0 |
10 |
Рис.2.2 Графік температур теплової мережі
7. Визначимо перепади температур мережної води в подогревателях нижньої ступені гарячого водопостачання д 2 і верхнього ступеня д 1:
де
Знаходимо зниження температури в подаючому трубопроводі:
Знаходимо зниження температури в зворотному трубопроводі:
Отримані результати запишемо в таблицю 2.
Таблиця 2
| Величина | Температура зовнішнього повітря, єС | ||||||||
| t н | +2,8 | 0 | -5 | -10 | -15 | -20 | -25 | -30 | -31 |
| ф 02 | 40 | 42,4 | 47,4 | 52,1 | 56,6 | 60,9 | 65,1 | 69,2 | 70 |
| д 1 | 20,8 | 14,9 | 12,3 | 10,3 | 8,9 | 7,7 | 6,8 | 5,9 | 5,8 |
| д 2 | 20,6 | 26,5 | 29,1 | 31,1 | 32,5 | 33,7 | 34,6 | 35,4 | 35,6 |
| 85 | 86,6 | 97,2 | 108,1 | 119,4 | 130,6 | 142,1 | 153.5 | 155,8 | |
| 12,9 | 15,9 | 18,3 | 21 | 24,1 | 27,2 | 30,5 | 33,8 | 34,4 |
Рис. 2.4 Графік температур теплової мережі
3 Розрахунок витрат мережної води
1. Витрата мережевої води на опалення і вентиляцію (при t н = 8 о С):
2. Витрата мережевої води на опалення і вентиляцію при t але:
3. Сумарний витрата мережної води:
Рис. 3.1 Графік витрат мережної води
4. Гідравлічний розрахунок паропроводу
Гідравлічний розрахунок слід проводити в напрямі від споживачів до джерела, щоб визначити параметри пари, з якими він повинен бути відпущений з котельні.
За паропроводу транспортується насичений водяний пар.
Таблиця 4
| Розрахункова величина | Обознач. | Розмірних. | Розрахункова формула або метод визначення | Номер ділянки | |||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |||||||||
| Витрата пари на ділянці | D | кг / с | За завданням | 25 | 16,7 | 8,3 | 8,3 | 8,3 | |||||
| Довжина ділянки | L | м | Те ж | 750 | 500 | 320 | 90 | 100 | |||||
| Питомий падіння тиску | R л | Па / м | Приймається | 25 | 25 | 25 | 25 | 25 | |||||
| Частка місцевих втрат | a | --- | 0,3 ч0, 6 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | |||||
| Втрати тиску на ділянці | DP | кПа | 28 | 18,75 | 12 | 3,37 | 3,75 | ||||||
| Тиск пари на початку ділянки (від потреб.) | P поч | кПа | 1 уч.: 2 уч.: 3,4,5 уч.: | 765,87 | 730,75 | 712 | 703,37 | 703,75 | |||||
| Тиск пари в кінці ділянки (від потреб.) | P кон | кПа | 1 уч.: 2 уч.: | 730,75 | 712 | 700 | 700 | 700 | |||||
| Середня щільність пари на ділянці | кг / м 3 | 3,85 | 3,75 | 3,70 | 3,68 | 3,68 | |||||||
| Абсолютна еквівалентна шорсткість паропроводу | k е. | м | За рекомендацією [1] | 0,0002 | |||||||||
| Коефіцієнт | А d | м 0,0475 | 0,42 | ||||||||||
| Розрахунковий діаметр паропроводу | d | м | 0,460 | 0,396 | 0,306 | 0,306 | 0,306 | ||||||
| Діаметр паропроводу за стандартом | d ' | м | Додаток 11 [1] | 0,466 | 0,400 | 0,300 | 0,300 | 0,300 | |||||
| Середня швидкість пара | w ср | м / с | 19,5 | 17,9 | 15,3 | 15,4 | 15,4 | ||||||
| Кількість нормальних засувок на ділянці | n З | --- | За завданням | 1 | |||||||||
| Кількість П-подібних компен-саторі на ділянці | n До | --- | Приймається | 5 | 2 | 2 | 1 | 1 | |||||
| Коефіцієнт гідравлічного опору засувки | x З | --- | Додаток 10 [1] 0,3 ч0, 5 | 0,5 | |||||||||
| Коефіцієнт гідравлічного опору компенсатора | x до | --- | 1,9 + 2 ∙ D 0 | 2,8 | 2,7 | 2,5 | 2,5 | 2,5 | |||||
| Коефіцієнт гідравлічного опору трійника | x тр | --- | -«-«- | 3 | |||||||||
| Сумарний коефіцієнт гідравлічного опору | x уч | --- | 17,5 | 11,9 | 8,5 | 6 | 6 | ||||||
| Коефіцієнт | A R | м 0,25 | Табл. 5.1 [1] | 10,6 ∙ 10 -3 | |||||||||
| Питомий падіння тиску | R 'л | Па / м | 23,7 | 23,9 | 27,7 | 27,9 | 27,9 | ||||||
| Коефіцієнт | A l | м - 0,25 | Табл. 5.1 [1] | 76,4 | |||||||||
| Еквівалентна довжина місцевих опорів | L екв | м | 514,8 | 289,2 | 144,2 | 101,8 | 101,8 | ||||||
| Втрати тиску на ділянці | DP ' | кПа | 31,2 | 16,5 | 12,3 | 5,9 | 6,7 | ||||||
| Тиск пари на початку ділянки (від потреб.) | P 'поч | кПа | 760 | 728,8 | 712,3 | 705,9 | 706,7 | ||||||
| Тиск пари в кінці ділянки (від потреб.) | P 'кон | кПа | 728,8 | 712,3 | 700 | 700 | 700 | ||||||
| Перевірка похибки у визначенні щільності пара | |||||||||||||
| Середня щільність пари на ділянці | r 'ср | кг / м 3 | 3,88 | 3,77 | 3,69 | 3,69 | 3,69 | ||||||
| Похибка визначення щільності | d | % | 0,8 | 0,5 | 0,3 | 0,3 | 0,3 | ||||||
| Отримана похибка задовольняє допустимої (2%). | |||||||||||||
5. Тепловий розрахунок паропроводу
Прокладка паропроводу надземна, тому розрахункова температура навколишнього середовища відповідає температурі зовнішнього повітря при максимальному зимовому режимі (t но).
Паропровід повністю ізольований, засувки ізольовані на ѕ від їх площі поверхні, компенсатори ізольовані повністю.
Результати теплового розрахунку зведені в таблицю 5.
Таблиця 5
| Розрахункова величина | Обознач. | Розмірних. | Розрахункова формула або метод визначення | Номер ділянки | ||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | ||||
| Витрата пари на ділянці | D | кг / с | За завданням | 25 | 16,7 | 8,3 | 8,3 | 8,3 |
| Довжина ділянки | L | м | Те ж | 750 | 500 | 320 | 90 | 100 |
| Питома втрата теплоти з | q | Додаток 3 [2] | 1,67 | 1,56 | 1,32 | 1,32 | 1,32 | |
| Еквівалентна довжина засувки | | м | Приймається в діапазоні 4 ... 8 | 5 | ||||
| Кількість нормальних засувок на ділянці | n з | --- | За завданням | 1 | ||||
| Еквівалентна довжина опор | | м | (10 ... 15%) ∙ L | 80 | 40 | 30 | 11 | 14 |
| Сумарна еквівалентна довжина місцевих теплових втрат | | м | | 85 | 45 | 35 | 16 | 19 |
| Температура пари на початку ділянки (від джерела) | t 1 | 0 С | Приймається | 184 | 174 | 169 | 174 | 169 |
| Температура пари в кінці ділянки (від джерела) | t 2 | 0 С | Табл. II [4] | 174 | 169 | 165 | 165 | 165 |
| Середня температура пари на ділянці | t ср | 0 С | 179 | 171,5 | 167,5 | 169,5 | 167,5 | |
| Середня масова теплоємність пари на ділянці | З р | Табл. V [4] | 2,603 | 2,526 | 2,484 | 2,504 | 2,484 | |
| Середня питома теплота пароутворення на ділянці | r ср | Табл. I [4] | 2018 | 2042 | 2057 | 2050 | 2057 | |
| Втрати тепла на ділянці | Q | кВт | 314,8 | 142,7 | 89,1 | 50,6 | 42,3 | |
| Температура пари в кінці ділянки (від джерела) | t '2 | 0 С | 174,3 | 167 | 162 | 167 | 165 | |
| Похибка визначення температури | d | % | 0,1 | 1,1 | 1,8 | 1,8 | 0 | |
| Отримана похибка задовольняє допустимої (2%) | ||||||||
6 Розрахунок теплової схеми котельні
6.1 Розрахунок теплової схеми парової частини котельні
Найбільш доцільно встановити в котельні як парові, так і водогрійні котли. Парова частина котельні забезпечує цілорічну навантаження (технологічну і навантаження гарячого водопостачання), а водогрійна - навантаження опалення та вентиляції.
Розраховано для t н = t але = -34 0 С. Результати розрахунку зведені в таблицю 6.
Таблиця 6
| Розрахункова величина | Розрахункова формула або метод визначення | Температура зовнішнього повітря | ||||||
| t але | t НХМ | t ні | +8 | Літній режим | ||||
| Розрахункова температура зовнішнього повітря | t н.в. | о С | Додаток 1 | -34 | -15,1 | +3,8 | +8 | > +8 |
| Тиск технологічної пари | P тих | МПа | За завданням | 0,7 | ||||
| Технологічна навантаження | D тих | кг / с | Те ж | 12,5 | ||||
| Частка повертається конденсату | m | % | -«-«- | 70 | ||||
| Температура повертається конденсату | t тих | 0 С | -«-«- | 80 | ||||
| Солевміст котлової води | S кв | мг / кг | -«-«- | 5000 | ||||
| Солевміст хімічно очищеної води | S х | мг / кг | Рекомендації з [5] | 500 | ||||
Ентальпії пари при тисках: 1,4 МПа 0,76 МПа 0,15 МПа 0,12 МПа | i "1.4 i "0.7 6 i "0.15 i "0.12 | кДж / кг | Табл. II [4] | 2788,4 2766 2693,9 2683,8 | ||||
| Ентальпія вихідної води | i верб | кДж / кг | 20,95 | 62,85 | ||||
| Ентальпія технологічного конденсату | кДж / кг | 251 | ||||||
| Ентальпія живильної води | кДж / кг | 377,1 | ||||||
| Ентальпія води в деаераторі | i '0.12 | кДж / кг | 419 | |||||
| Ентальпія насиченої води при Р = 0,15 МПа | кДж / кг | По таблиці II | 467,13 | |||||
| Ентальпія котлової води при Р = 1,4 МПа | кДж / кг | По таблиці II | 830,1 | |||||
| Ентальпія конденсату після парових підігрівачів | i до | кДж / кг | Табл. I [4] для t 42 = | 376,94 | ||||
| Витрата технологічного конденсату з виробництва | G тих | кг / с | 8,75 | |||||
| Втрати технологічного конденсату | G п тих | кг / с | 3,75 | |||||
| Втрати пара у схемі | | Кг / c | 0,375 | |||||
| Витрата пари на власні потреби | D сн | кг / с | зимовий річний | 1,5 | 1 | |||
| Паропродуктивність (0,76 МПа) | | кг / с | 14,38 | 13,86 | ||||
| Втрати пари і конденсату в схемі | | кг / с | 4,125 | |||||
| Частка втрат теплоносія | П х | --- | 0,287 | 0,298 | ||||
| Відсоток продувки | P п | % | 2,9 | 3,1 | ||||
| Витрата живильної води на РОУ | G РОУ | кг / с | 0,134 | 0,129 | ||||
| Продуктивність по парі Р = 1,4 МПа | D до 1.4 | кг / с | 14,25 | 13,73 | ||||
| Витрата продувочной води | G пр | кг / с | 0,41 | 0,43 | ||||
| Витрати пари з сепаратора продувки | D c 0.15 | кг / с | 0,067 | 0,07 | ||||
| Витрата води з сепаратора продувки | G СНП | кг / с | 0,343 | 0,36 | ||||
| Витрата води з деаератора живильної води | G д | кг / с | 14,79 | 14,29 | ||||
| Витрата випарив з деаератора живильної води | D вип | кг / с | 0,03 | 0,029 | ||||
| Сумарні втрати мережної води, пари і конденсату | G піт | кг / с | 4,498 | 4,514 | ||||
| Витрата хімобработанной води після 2-ї тупен | кг / с | 4,498 | 4,514 | |||||
| Витрата вихідної води | G вих | кг / с | 18,86 | 18,51 | 20,24 | 16,56 | 10,12 | |
| Температура води після Т № 1 | | 6.3 | 6.3 | 6,2 | 6,5 | 17,5 | ||
| Температура гріючої води після охолоджувача продувочной води (Т № 1) | | 104,75 | ||||||
| Витрата пари на Т № 2 | D 2 | кг / с | 0,619 | 0,607 | 0,667 | 0,537 | 0,133 | |
| Температура води на вході в охолоджувач деаерірованной води (Т № 4) | t 41 | 0 С | 57,12 | 58,34 | ||||
| Витрата пари на Т № 3 | D 3 | кг / с | 0,243 | 0,244 | ||||
| Температура Хов після охолоджувача випарив живильного деаератора | t 52 | 0 С | 94 | 94 | 94 | 94 | 94 | |
| Витрата пари на деаератор гарячого водопостачання | D д | кг / с | 0,543 | 0,547 | 0,525 | 0,572 | 0,597 | |
| Розрахунковий витрата пари на власні потреби | | кг / с | 2,209 | 2,18 | 2,32 | 2,021 | 1,24 | |
| Розрахункова паропродуктивність | | кг / с | 14,53 | 14,52 | 14,58 | 14,48 | 14,12 | |
| Помилка розрахунку | D | % | 1,1 | 1 | 1,4 | 0,7 | 1,8 | |
| Отримана похибка задовольняє допустимої (2%) | ||||||||
Е-50-14
Коротка характеристика [3]:
1. Виробник з-д «Енергомаш» м. Білгород;
2. Паропродуктивність 50 т / год;
3. Тиск насиченої пари 1,4 МПа;
4. Температура вихідних газів 140 0 С (для роботи на газі).
Необхідна кількість котелень агрегатів:
6.2 Розрахунок теплової схеми водогрійної частини котельні
Завдання водогрійної частини котельні - підготувати мережеву воду для покриття навантаження опалення та вентиляції. Навантаження ГВП, заповнення втрат з теплової мережі, а також хімічну обробку і нагрівання підживлювальної води до необхідної температури забезпечує парова частина котельні.
Підживлювальної мережна вода забирається з баків-акумуляторів і вводиться за водогрійними котлами. Після котлів мережна вода відпускається споживачу.
У літньому режимі водогрійні котли зупинені.
Для розрахунку теплової схеми даної частини котельні необхідно вибрати котельні агрегати. Максимальне число працюючих котлів буде в максимально зимовому режимі
Таблиця 7
За тепловим навантаженням виробляємо вибір водогрійних котлів: 
7 Вибір теплообмінного устаткування
7.1 Вибір деаераторів
Для дегазації живильної води в паровій частини котельні встановлено деаератор атмосферного типу. Продуктивність живильного деаератора дорівнює 14,79 кг / с (61,97 т / год).
Деаератори типу ТАК забезпечують стійку деаерацію води при роботі з навантаженнями в межах від 30 до 120% номінальної продуктивності. Деаератори типу ТАК укомплектовуються індивідуальними охолоджувачами випарив і можуть бути поставлені без деаераторного бака [3].
Для деаерації живильної води парових котлів необхідний один атмосферне деаератор типу ДА-75-15
Коротка характеристика [3]:
1 Номінальна продуктивність 75 т / год;
2 Номінальний робочий тиск 0,12 МПа;
3 Корисна ємність деаераторного бака 15 м 3 .
Для деаерації підживлювальної води (витрата 519 кг / с = 1868,1 т / год) теплових мереж необхідно чотири вакуумних деаератора типу ДСВ-2000
Коротка характеристика [3]:
1 Номінальна продуктивність 2000 т / год;
2 Номінальний робочий тиск 0,0075 МПа;
7.2 Вибір підігрівачів
Вибір теплообмінників варто робити, виходячи з їх розрахункової площі теплообміну. При цьому коефіцієнт теплопередачі орієнтовно можна приймати в межах від 2500 до 3000 ккал / (м 2 год 0 С) для підігрівачів з латунними трубками при достатній чистоті поверхонь нагріву.
З урахуванням забруднення трубок шаром накипу коефіцієнт теплопередачі дорівнює 1700 - 1800 ккал / (м 2 год 0 С) [3].
Для орієнтовних розрахунків поверхні нагрівання всіх теплообмінних апаратів приймаю коефіцієнт теплопередачі рівним 2500 Вт / (0 С м 2).
Охолоджувачі випарив
Теплові навантаження на охолоджувачі випарив:
Среднелогаріфміческій температурний напір:
Поверхня теплообміну:
Як охолоджувачів випарив для теплообмінників № 5 і № 7 пропоную встановити наступні теплообмінники: ОВА-2 / 0,22, ОВВ-2 / 0,22
Коротка характеристика охолоджувачів випарив:
1 ОВА-2 / 0,22. Робочий тиск в корпусі / трубної системі 0,12 / 0,5 МПа, пробне тиск 0,7 МПа, робоча температура в корпусі / в трубній системі 40-104/10-80єС, поверхня охолоджувача 2 м 2 , Маса 220 р.
2 ОВВ-2 / 0,22. Робочий тиск в корпусі / трубної системі 0,01-0,12 / 0,4 МПа, пробне тиск 0,7 МПа, робоча температура в корпусі / в трубній системі 104/50-80єС, поверхня охолоджувача 2 м 2 , Маса 220 кг
Підігрівники вихідної і хімочищенням води
Необхідно розрахувати площі теплообміну для наступних теплообмінних апаратів:
- Охолоджувач продувочной води (Т № 1);
- Підігрівач вихідної води (Т № 2);
- Підігрівач вихідної води (Т № 4);
- Підігрівач хімочищенням води після II ступеня ХВО (Т № 3);
- Підігрівач хімочищенням води після I ступеня ХВО (Т № 6).
Таблиця 8
Для теплообмінника Т № 1 вибираю водяний підігрівач під номером 10 (таблиця 2,144. [8]).
Коротка характеристика:
1 Площа поверхні нагріву секції 6,9 м 2 .
2 Тиск 1,6 МПа.
3 Число латунних трубок 37, D н = 168 мм .
Для теплообмінника Т № 2 і Т № 3 вибираю пароводяної підігрівач під номером 2 (таблиця 2.143. [8]).
Коротка характеристика:
1 Площа поверхні нагріву секції 17,2 м 2 .
2 Довжина корпусу 3,63 мм .
3 Число латунних трубок 124, D вч = 412 мм .
Для теплообмінників Т № 4 вибираю водо-водяний підігрівач під номером 14 (таблиця 2.144. [8]).
Коротка характеристика:
1 Площа поверхні нагріву секції 20,3 м 2 .
2 Тиск 1,6 МПа.
3 Число латунних трубок 109, D н = 273 мм .
Для теплообмінника Т № 6 вибираю пароводяної підігрівач під номером 3 (таблиця 2.143. [8]).
Коротка характеристика:
1 Площа поверхні нагріву секції 24,4 м 2 .
2 Довжина корпусу 3,75 мм .
3 Число латунних трубок 176, D вч = 466 мм .
Використана література
1. Соколов О.А. Теплофікація та теплові мережі. - М.: Енергоіздат, 1982.
2. Єсіна І.В., Грибанов А.І. Джерела та системи теплопостачання промислових підприємств. - Челябінськ: ЧДТУ, 1990.
3. Бузников Є.Ф., Роддатіс К.Ф., Берзіньш Е.Я. Виробничі та опалювальні котельні. - М.: Вища школа, 1984.
4. Рівкін С.Л., Александров А.А. Термодинамічні властивості води і водяної пари. Довідник. - М.: Вища школа, 1984.
5. Кирилов В.В. Лекції з курсу «Джерела та системи теплопостачання».
6. Тепловий розрахунок котельних агрегатів (нормативний метод). - М.: Енергія, 1973.
7. Григор'єв В.А., Зорін В.М. Теплові та атомні електричні станції. Довідник. - М.: Вища школа, 1989.
8. Смирнов А.Д., Антипов К.М. Справочная книжка энергетика. - М.: Вища школа, 1984.
6.2 Розрахунок теплової схеми водогрійної частини котельні
Завдання водогрійної частини котельні - підготувати мережеву воду для покриття навантаження опалення та вентиляції. Навантаження ГВП, заповнення втрат з теплової мережі, а також хімічну обробку і нагрівання підживлювальної води до необхідної температури забезпечує парова частина котельні.
Підживлювальної мережна вода забирається з баків-акумуляторів і вводиться за водогрійними котлами. Після котлів мережна вода відпускається споживачу.
У літньому режимі водогрійні котли зупинені.
Для розрахунку теплової схеми даної частини котельні необхідно вибрати котельні агрегати. Максимальне число працюючих котлів буде в максимально зимовому режимі
Таблиця 7
| Розрахункова величина | Розрахункова формула або метод визначення | Розрахункові режими | ||||||
| +8 | > +8 | |||||||
| Теплове навантаження на ГВП | МВт | З пункту 1 | 91,1 | 91,1 | 91,1 | 91,1 | 58,3 | |
| Теплове навантаження на опалення | МВт | 176,175 | 114,51 | 77,65 | 39,15 | 0 | ||
| Теплове навантаження на вентиляцію | МВт | 21,141 | 13,74 | 9,32 | 4,7 | 0 | ||
| Продуктивність котельні | МВт | 288,416 | 219,35 | 178,07 | 134,95 | 58,3 | ||
| Витрата води на підживлення і втрати в тепловій схемі | кг / с | 8,65 | 6,58 | 5,34 | 4,05 | 1,75 | ||
| Загальна теплова потужність котельні | МВт | 297,07 | 225,93 | 183,41 | 139 | 60,05 | ||
| Температура прямої мережевої води на виході з котельні | 0 С | З пункту 2 | 150 | 119 | 80 | 80 | 80 | |
| Температура зворотної мережної води на вході в котельню | 0 С | 24 | 29 | 15 | 15 | 15 | ||
| Загальний витрата мережної води | кг / с | 566 | 214 | |||||
| Витрата води через котли | кг / с | 886 | 597 | |||||
| Витрата води на підживлення і втрати в тепловій схемі | кг / с | 11,3 | 4,3 | |||||
| Температура води на виході з котла (при | 0 С | 150 | 131 | 119 | 107 | 94 | ||
| Витрата води на власні потреби | кг / с | 25,8 | 25,8 | 25,8 | 25,8 | 25,8 | ||
| Витрата води на лінії рециркуляції | кг / с | 323 | 356 | 469 | 530 | 416 | ||
| Витрата води по перемичці | кг / с | 0 | 68 | 245 | 146 | 20 | ||
| Витрата хво після першого ступеня | кг / с | 11,3 | 4,3 | |||||
| Витрата пари на теплообмінник № 6 | кг / с | 0,804 | 0,783 | 0,885 | 0,669 | 0,29 | ||
| Витрата випарив з деаератора | кг / с | 0,024 | 0,023 | 0,026 | 0,02 | 0,009 | ||
| Температ. води після охолоджувача випарив | о С | 64,6 | 64,6 | 64,6 | 64,6 | 64,6 | ||
| Витрата гріючої води на деаерацію | кг / с | 2,15 | 2,3 | 3,54 | 3,7 | 4,1 | ||
| Витрата води на власні потреби | кг / с | 2,15 | 2,3 | 3,54 | 3,7 | 4,1 | ||
| Витрата води через котельний агрегат | кг / с | 875 | 877 | 878 | 880 | 586 | ||
| Відносна похибка | % | 1,3 | 1,02 | 0,91 | 0,68 | 1,8 | ||
7 Вибір теплообмінного устаткування
7.1 Вибір деаераторів
Для дегазації живильної води в паровій частини котельні встановлено деаератор атмосферного типу. Продуктивність живильного деаератора дорівнює 14,79 кг / с (61,97 т / год).
Деаератори типу ТАК забезпечують стійку деаерацію води при роботі з навантаженнями в межах від 30 до 120% номінальної продуктивності. Деаератори типу ТАК укомплектовуються індивідуальними охолоджувачами випарив і можуть бути поставлені без деаераторного бака [3].
Для деаерації живильної води парових котлів необхідний один атмосферне деаератор типу ДА-75-15
Коротка характеристика [3]:
1 Номінальна продуктивність 75 т / год;
2 Номінальний робочий тиск 0,12 МПа;
3 Корисна ємність деаераторного бака
Для деаерації підживлювальної води (витрата 519 кг / с = 1868,1 т / год) теплових мереж необхідно чотири вакуумних деаератора типу ДСВ-2000
Коротка характеристика [3]:
1 Номінальна продуктивність 2000 т / год;
2 Номінальний робочий тиск 0,0075 МПа;
7.2 Вибір підігрівачів
Вибір теплообмінників варто робити, виходячи з їх розрахункової площі теплообміну. При цьому коефіцієнт теплопередачі орієнтовно можна приймати в межах від 2500 до 3000 ккал / (м 2 год 0 С) для підігрівачів з латунними трубками при достатній чистоті поверхонь нагріву.
З урахуванням забруднення трубок шаром накипу коефіцієнт теплопередачі дорівнює 1700 - 1800 ккал / (м 2 год 0 С) [3].
Для орієнтовних розрахунків поверхні нагрівання всіх теплообмінних апаратів приймаю коефіцієнт теплопередачі рівним 2500 Вт / (0 С м 2).
Охолоджувачі випарив
Теплові навантаження на охолоджувачі випарив:
Среднелогаріфміческій температурний напір:
Поверхня теплообміну:
Як охолоджувачів випарив для теплообмінників № 5 і № 7 пропоную встановити наступні теплообмінники: ОВА-2 / 0,22, ОВВ-2 / 0,22
Коротка характеристика охолоджувачів випарив:
1 ОВА-2 / 0,22. Робочий тиск в корпусі / трубної системі 0,12 / 0,5 МПа, пробне тиск 0,7 МПа, робоча температура в корпусі / в трубній системі 40-104/10-80єС, поверхня охолоджувача
2 ОВВ-2 / 0,22. Робочий тиск в корпусі / трубної системі 0,01-0,12 / 0,4 МПа, пробне тиск 0,7 МПа, робоча температура в корпусі / в трубній системі 104/50-80єС, поверхня охолоджувача
Підігрівники вихідної і хімочищенням води
Необхідно розрахувати площі теплообміну для наступних теплообмінних апаратів:
- Охолоджувач продувочной води (Т № 1);
- Підігрівач вихідної води (Т № 2);
- Підігрівач вихідної води (Т № 4);
- Підігрівач хімочищенням води після II ступеня ХВО (Т № 3);
- Підігрівач хімочищенням води після I ступеня ХВО (Т № 6).
Таблиця 8
| Розрахункова величина | Розрахункова формула або метод визначення | Номер теплообмінного апарату | ||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 6 | ||||
| Теплове навантаження | Q | кВт | 764 | 3083 | 3083 | 237,1 | 3083 | |
| Найбільша різниця температур теплоносіїв | Dt Б | 0 С | 107 | 162,7 | 144 | 10 | 144 | |
| Найменша різниця температур теплоносіїв | Dt М | 0 С | 33,7 | 65 | 32,9 | 2,9 | 30 | |
| Среднелогаріфміческій температурний напір | Dt | 0 С | 63,5 | 106,6 | 75,3 | 5,7 | 72,8 | |
| Коефіцієнт теплопередачі | k | Рекомендації [3] | 2500 | |||||
| Поверхня теплообміну | F | м 2 | 4,9 | 11,8 | 16,7 | 17 | 17,3 | |
Коротка характеристика:
1 Площа поверхні нагріву секції
2 Тиск 1,6 МПа.
3 Число латунних трубок 37, D н =
Для теплообмінника Т № 2 і Т № 3 вибираю пароводяної підігрівач під номером 2 (таблиця 2.143. [8]).
Коротка характеристика:
1 Площа поверхні нагріву секції
2 Довжина корпусу
3 Число латунних трубок 124, D вч =
Для теплообмінників Т № 4 вибираю водо-водяний підігрівач під номером 14 (таблиця 2.144. [8]).
Коротка характеристика:
1 Площа поверхні нагріву секції
2 Тиск 1,6 МПа.
3 Число латунних трубок 109, D н =
Для теплообмінника Т № 6 вибираю пароводяної підігрівач під номером 3 (таблиця 2.143. [8]).
Коротка характеристика:
1 Площа поверхні нагріву секції
2 Довжина корпусу
3 Число латунних трубок 176, D вч =
Використана література
1. Соколов О.А. Теплофікація та теплові мережі. - М.: Енергоіздат, 1982.
2. Єсіна І.В., Грибанов А.І. Джерела та системи теплопостачання промислових підприємств. - Челябінськ: ЧДТУ, 1990.
3. Бузников Є.Ф., Роддатіс К.Ф., Берзіньш Е.Я. Виробничі та опалювальні котельні. - М.: Вища школа, 1984.
4. Рівкін С.Л., Александров А.А. Термодинамічні властивості води і водяної пари. Довідник. - М.: Вища школа, 1984.
5. Кирилов В.В. Лекції з курсу «Джерела та системи теплопостачання».
6. Тепловий розрахунок котельних агрегатів (нормативний метод). - М.: Енергія, 1973.
7. Григор'єв В.А., Зорін В.М. Теплові та атомні електричні станції. Довідник. - М.: Вища школа, 1989.
8. Смирнов А.Д., Антипов К.М. Справочная книжка энергетика. - М.: Вища школа, 1984.