99228

Проектирование водогрейной котельной

Курсовая

Архитектура, проектирование и строительство

Режим при расчетной температуре для проектирования отопления. По этому режиму выбирают состав основного оборудования котельной. Режим при средней температуре наиболее холодного месяца. По этому режиму выбранное количество котлов проверяется на выполнение нормативных требований по обеспечению тепловой нагрузки при аварийном выходе из строя одного самого мощного котла.

Русский

2016-08-08

1.33 MB

0 чел.

2. Введение.

Климатические характеристики района строительства (г. Томск):

-температура наиболее холодной пятидневки (обеспеченность 0.92)  -400С;

-средняя температура наиболее холодного месяца -24 0С;

-средняя температура отопительного периода -8,4 0С;

-температура точки излома температурного графика -10,4 0С;

-среднесуточная температура наружного воздуха конца отопительного периода 8 0С;

-продолжительность отопительного периода 236 дней.

Общая характеристика потребителей и энергоносителей проектируемой котельной:

-категория котельной по надежности теплоснабжения - вторая;

-нагрузка на отопление 17 МВт;

-нагрузка на вентиляцию 7 МВт;

-нагрузка на ГВС 6,5 МВт.

Параметры вырабатываемого теплоносителя: 115-70 0С.

Система теплоснабжения 4-х трубная (ГВС- открытая, Т1,Т2- закрытая).

Характеристика района строительства котельной: рельеф ровный, застройка жилого района 9-и этажными зданиями. Котельная работает на природном газе,  МДж/м3, резервным топливом является мазут М40.

3. Расчет принципиальной тепловой схемы водогрейной котельной.

Расчет излагается в табличной форме и компонуется в виде 3 таблиц. Расчет выполняется для 5 режимов:

  1.  Режим при расчетной температуре для проектирования отопления. По этому режиму выбирают состав основного оборудования котельной.
  2.  Режим при средней температуре наиболее холодного месяца. По этому режиму выбранное количество котлов проверяется на выполнение нормативных требований по обеспечению тепловой нагрузки при аварийном выходе из строя одного самого мощного котла.
  3.  Режим при средней температуре отопительного периода. По этому режиму рассчитывают технико-экономические показатели котельной, такие, как: годовой отпуск тепла, годовой расход топлива и прочее.
  4.  Режим при температуре точки излома. Расчет выполняется в случае, если в конструкции системы ГВС предусмотрена установка теплообменного оборудования, либо в котельной, либо у потребителя в ИТП. Этот режим используют для подбора теплообменников ГВС.
  5.  Режим при работе котельной в не отопительный  период. По этому режиму уточняется состав и параметры вспомогательного оборудования котельной для обеспечения работы с уменьшенными нагрузками.

Таблица 1. «Тепловые нагрузки по видам потребления».

       

наименование

вода

график

Макс.

зимний

Сред. наибол. холодн. месяца

Средн. отопит. периода

`точка излома

летний

-40

-24

-8,4

-10,4

8

отопление

150-70

24,00

17,60

11,36

12,16

-

вентиляция, МВт

горячее водоснабжение, МВт

150-70

6,50

6,50

6,50

6,50

5,33

суммарная нагрузка, МВт

150-70

30,50

24,10

17,86

18,66

5,33

Таблица 2. «Расчет тепловой схемы котельной

Табл.3 «Режимы работы котельной»

наименование нагрузки

ед. изм.

режимы работы

-40

-24

-8,4

-10,4

8

1

суммарная нагрузка потребителей

МВт

30,50

24,10

17,86

18,66

5,33

2

собственные нужды котельной

МВт

9,12

8,19

7,13

7,32

0,87

3

потери в наружных сетях

МВт

3,05

2,41

1,79

1,87

0,53

4

требуемая производительность котлов

МВт

42,67

34,70

26,78

27,85

6,74

5

количество котлов в работе

шт

4

3

3

3

1

6

процент загрузки котла

%

91,96

99,71

76,95

80,03

58,07

4. Подбор основного оборудования котельной.

4.1. Выбор типа и количества котельных агрегатов.

Котёл подбираем по требуемой производительности на котельную на зимний период. Требуемая производительность котлов=42,67 МВт (таблица № 3)

Водогрейные котлы КВ-ГМ-11,63-115Н предназначены для получения горячей воды, используемой в системах отопления жилых, общественных и производственных зданий.

Технические характеристики:

 

4.2. Подбор насосов.

1) Подпиточный насос (ПН).

Подача насоса: , м3/ч,

где  м3/ч- расход воды на подпитку.

-расход теплоты на отопление и вентиляцию,  м3/ч, принимаем согласно п.2 табл.2. «Расчет тепловой схемы котельной»;

-расход теплоты на горячее водоснабжение,  м3/ч, принимаем согласно п.2 табл.2. «Расчет тепловой схемы котельной»;

м3/ч;   м3/ч.

Напор насоса:

-требуемый напор для подачи воды в самую верхнюю точку здания;

- этажность зданий, принимаем согласно заданию 9 этажей;

-высота этажа, принимаем .

-потери давления в арматуре;

-гидростатический напор, высота установки вакуумного деаэратора по сравнению с насосом.

м.

м.

К проектированию принимаются 2 насос (1 резервный).

Насосы марки NB 32-200.1/188

 

  1.  Сетевой насос (НС).

Требуемая подача насоса:

, м3/ч;

- расход сетевой воды для отопления и вентиляции,  м3/ч, принимаем согласно п8. табл.2. «Расчет тепловой схемы котельной»;

, м3/ч;

Требуемый напор насоса:

м, где:

, м гидравлические потери в системе теплоснабжения (по заданию);

, м гидравлические потери в установках на источнике теплоты , м гидравлические потери в трубах и арматуре;

, м гидравлические потери в узлах учета.

м.

К проектированию принимаются 2 насоса (1 резервный) марки: NK 150-400/415

  1.  Насос рециркуляционный (НР)

Максимальный расход воды через рециркуляционные насос бывает при летнем режиме работы, и составляет:

, м3/ч;

-расход воды на линии рециркуляции, принимаем согласно п16 табл.2. «Расчет тепловой схемы котельной»;

, м3/ч;

Требуемый напор насоса:

м;

м.

По требованиям СНиП 2.04.07-86 (с изм. 1994 г.), необходимо устанавливать как минимум два насоса, один из которых является резервным. Поэтому к проектированию  принимаются два насоса марки NK 200-400/340:

  1.  Насос исходной воды (НИ).

Насосы исходной воды должны обеспечивать наиболее удаленных потребителей. С учетом расхода на собственные нужды и подпитку.

Требуемая подача насоса:

м3/ч;

-расход исходной воды, принимаем согласно п17 табл.2. «Расчет тепловой схемы котельной»;

м3/ч;

Требуемый напор:

, м, где:

, м суммарные гидравлические потери в теплообменниках, принимаются по пункту 3,4.

, м гидравлические потери на 1 ступени химводоподготовки, принимаются по пункту 3.3;

, м располагаемый напор В1 на входе в котельную (по заданию);

, м. так как напор насоса получился отрицательным, то установка насоса исходной воды не требуется.

  1.  Насос сети горячего водоснабжения (НГВ).

Требуемая подача насоса:

м3/ч;

- принимаем согласно п8 табл.2. «Расчет тепловой схемы котельной»;

м3/ч;

Требуемый напор:

, м, где:

м - потери напора в системе горячего водоснабжения (см. исх. данные);

м - потери напора в теплообменниках (теплообменники 1-й и 2-й ступени, нагреваемая сторона) принимаются по пункту 3,4;

м - потери напора в трубах и арматуре;

м - геометрическая высота подачи воды;

м - потери напора в узле учета;

м - свободный напор перед диктующей водоразборной точкой (СНиП 2.04.01-85* «Внутренний водопровод и канализация зданий»).

м - давление исходной воды, см. исходные данные.

м.

К проектированию  принимаются два насоса марки ТР 80-700/2:

4.3. Расчёт водоподготовки.

 1. Исходные данные для расчета (р.Томь):

Анализ воды:

   Взвешенные вещества-753 мг/кг,

   Сухой остаток-151,2 мг/кг,

   Минеральный остаток-112,2 мг/кг,

   Общая жесткость-1,6 мг-экв/кг,

(Роддатис К.Ф.,Полтарецкий А.Н., «Справочник по котельным установкам малой производительности», стр. 351)

Расход обрабатываемой воды G=4,16кг/с=14,98 т/ч. Принимаем согласно п9 табл.2. «Расчет тепловой схемы котельной»;

К проектированию принимаем одноступенчатое Na-катионирование.

  1.  Остаточная жесткость после ХВО:

- одноступенчатое Na-катионирование- 0,1 мг-экв/л

  1.  Подбор диаметров фильтров по скорости фильтрования.

Wн=25 м/ч; Wmax=35 м/ч

      а - количество фильтров, принимаем по СНиП  11-35-76*:

        - для одной ступени 3 шт. (2 рабочих, 1 резервный);

 fNa - площадь фильтрования натрий-катионитового фильтра;

fNa1=(QNa)/(WH*a)=(14,98)/(25*2)=0,3 м2

Принимаем диаметр фильтра 1000мм; fNa=0,76  м2.

Высота слоя катионита 2,0м;

Определяется фактическую скорость:

WH1=(QNа)/(fNaa)=(14,98)/( 0,76·2)=9,86м/ч

Wmax=(QNa)/(fNa·a)=(14,98)/(0,76·1)=19,7 м/ч

  1.  Определяется число регенераций каждого фильтра в сутки по формуле:

,

Где Жо- жесткость воды, поступающей на фильтры, мг-экв/л.

- высота слоя катионита;

Катионит: сульфоуголь;

крупность зёрен 0,3-0,8;

общеобменная способность Еп = 550 г-экв/м3 (для 1 ступени фильтрования);

Принимается высота слоя катионита:

- для одной ступени высота 2 м;

- рабочая обменная способность катионита при Na-катионировании.

ENaP=Na·Na·En0,5·qу·Жо, г-экв/м3 ,

где Na   коэффициент эффективности регенерации, учитывающий неполноту регенерации катионита. Принимается в зависимости от удельного расхода поваренной соли на регенерацию сульфоугля, г/г-экв, и жёсткости обрабатываемой воды. Принимаем по табл. 4-методических указаний.

- для одной ступени Na = 0,62

Na  - коэффициент, учитывающий снижение обменной способности катионита по  и  за счёт частичного задержания катионов , принимается по табл. 5методических указаний, в зависимости от отношения

- для одной ступени Na  = 0,88

qУ удельный расход воды на отмывку катионита (табл. 3-методических указаний)

- для одной ступени q = 5 м3/ м3

  

ENaP1=0,62*0,88*550-0,5*5*1,6=296 г-экв/м3

Число  регенераций фильтра в сутки:

 

 

5. Определяется расход 100% поваренной соли на одну регенерацию фильтра:

QNac1=ENaр1·fNa·Hсм·qc1/1000=296*0.76*100*2/1000=45 кг

где qc  удельный расход соли на регенерацию, г/г-экв обменной способности катионита, принимается по табл.7-методических указаний в зависимости от жёсткости умягчаемой воды.

- для одной ступени qc1  = 100 г/г-экв

6. Суточный расход технической соли на регенерацию фильтра.

QCT1=QNaC1·n·a·100/Р=45*3*2*100/75=360 кг/сут

    Где Р=75 -содержание NaCl  в каменной соли, %

7. Расход воды на одну регенерацию фильтра складывается из:

а) расхода воды на взрыхляющую промывку фильтра

Qвзр=i·fNa·60·tвзр/1000, м3

где i  интенсивность промывки фильтра, i=4 л/(м2∙с)  по табл. 8-методических указаний.

tвзр  продолжительность взрыхляющей промывки фильтра принимается по табл.(5- методических указаний). Для одной ступени tвзр=25 минут

Qвзр1=4·0.76·60·25/1000 = 4,56 м3

б) расхода воды для приготовления регенерационного раствора соли.

QPP=QNac·100/(1000·B·PP), м3

где B  концентрация регенерационного раствора соли, %, принимается по табл.(8- методических указаний).

B=5-8 %, для одной ступени принимаем В = 6%;

PP  плотность регенерационного раствора принимается:

              для 6% раствора PP1 = 1,0413 т/м3                                      

QPP1=45·100/(1000·6·1,0413)=0,72 т/м3

в) расхода воды на отмывку катионита от продуктов регенерации.

Qот=qуд·fNa·HCM, м3

где qот  удельный расход отмывочной воды при загрузке фильтра сульфоуглем;

- для одной ступени qуд1=5 м33,

Qот1=5·0,76 ·2=7,6 м3

8. Расход воды на одну регенерацию без использования отмывочной воды на взрыхление:

QCH=QВЗР+QPP+QOT, м3

QCH1=4,56+0,72+7,6=12,88 м3

9. Среднечасовой расход воды на собственные нужды внутри котельной

QCHЧ=QCH·a·n/24,

QCH1Ч=12,88*2*3/24=3,22 м3/ч

10. Межрегенерационный период работы фильтра

TNa=(24/п)-(tNaРЕГ/60)

где tNaРЕГ  время регенерации фильтра, ч

tNaРЕГ=tВЗР+tРР+tОТМ, ч

           tВЗР  время взрыхляющей промывки фильтра, =25мин (по табл.8- методических указаний).

tРР время приготовления регенерационного раствора соли, ч

tРР1=QPP1·60/(WPP1·fNa1)=0,72·60/(3,5·0,76)=16,24 мин.,

где WPP1=3,5скорость пропуска регенерационного раствора, м3/ч (табл.8- методических указаний)

tОТ время отмывки фильтра, ч

tОТ1=QОТ1·60/(WОТ1·fNa1)=7,6·60/(7·0,76)=85.7 мин.,

где WОТ1 =7 - скорость пропуска промывочной воды через катионит, м3/ч (табл. 8- методических указаний)

tNaРЕГ1=25+16,24+85,7=127 мин =2 ч. 7 мин.

TNa1=(24/3)-(127/60)=5,9 мин;

  11. Количество одновременно регенерирующих:

; шт;  .

 12. Потери напора в фильтрах 1 ступени равны 7,5м.

4.4. Подбор теплообменников

Подбор теплообменников производится с помощью специализированной программы Tizh 4. Расчет производится по заданным расходам и температурам греющего и нагреваемого теплоносителей.

Результаты расчетов приведены ниже.

ТN 2

ТИЖ 0.18

Наименование

Греющая сторона

Нагреваемая сторона

Среда

Вода

Вода

Скорость в канале, м/с

0,414

0,047

Расход, м3/ч

130,800

14,980

Температура на входе, °С

115

25

Температура на выходе, °С

110,4

65

Общие потери давления, кГс/см²

0,498

0,011

 

Тепловая нагрузка, Гкал/ч

0,589

Коэффициент теплопередачи, Вт/(м²·°С)

288

Средний температурный напор, °С

66,1

Площадь поверхности теплообмена, м²

36

Запас по площади, %

0,0

Количество пластин

200

Количество ходов

1

Количество теплообменников

1

 

Высота теплообменника, мм

1160

Ширина теплообменника, мм

440

Монтажный размер (B), мм

1562

Габаритный размер (Б), мм

1752

Масса теплообменнка, кг

728

ТN 1

ТИЖ 0.18

Наименование

Греющая сторона

Нагреваемая сторона

Среда

Вода

Вода

Скорость в канале, м/с

0,414

0,047

Расход, м3/ч

130,800

14,980

Температура на входе, °С

110,4

5

Температура на выходе, °С

108,1

25

Общие потери давления, кГс/см²

0,499

0,011

 

Тепловая нагрузка, Гкал/ч

0,298

Коэффициент теплопередачи, Вт/(м²·°С)

102

Средний температурный напор, °С

94

Площадь поверхности теплообмена, м²

36

Запас по площади, %

0,0

Количество пластин

200

Количество ходов

1

Количество теплообменников

1

 

Высота теплообменника, мм

1160

Ширина теплообменника, мм

440

Монтажный размер (B), мм

1562

Габаритный размер (Б), мм

1752

Масса теплообменнка, кг

728

ТN 3

ТИЖ 0.35

Наименование

Греющая сторона

Нагреваемая сторона

Среда

Вода

Вода

Скорость в канале, м/с

0,395

0,081

Расход на 1 ТО / общий, м3/ч

180.303 / 540.91

37.320 / 111.96

Температура на входе, °С

68,4

5

Температура на выходе, °С

61,1

40

Общие потери давления, кГс/см²

0,499

0,017

 

Тепловая нагрузка на 1 ТО / общая, Гкал/ч

1.294 / 3.881

Коэффициент теплопередачи, Вт/(м²·°С)

463

Средний температурный напор, °С

40,7

Площадь поверхности теплообмена, м²

79,8

Запас по площади, %

0,0

Количество пластин

228

Количество ходов

1

Количество теплообменников

3

 

Высота теплообменника, мм

1520

Ширина теплообменника, мм

520

Монтажный размер (B), мм

1717

Габаритный размер (Б), мм

1877

Масса теплообменнка, кг

1298

ТN 4

ТИЖ 0.35

Наименование

Греющая сторона

Нагреваемая сторона

Среда

Вода

Вода

Скорость в канале, м/с

0,169

0,435

Расход, м3/ч

43,390

111,960

Температура на входе, °С

115

40

Температура на выходе, °С

50

65

Общие потери давления, кГс/см²

0,044

0,500

 

Тепловая нагрузка, Гкал/ч

2,747

Коэффициент теплопередачи, Вт/(м²·°С)

2870

Средний температурный напор, °С

24,9

Площадь поверхности теплообмена, м²

44,8

Запас по площади, %

0,0

Количество пластин

128

Количество ходов

1

Количество теплообменников

1

 

Высота теплообменника, мм

1520

Ширина теплообменника, мм

520

Монтажный размер (B), мм

1180

Габаритный размер (Б), мм

1340

Масса теплообменнка, кг

969

4.5. Подбор вакуумного деаэратора.

    

Потери пара с выпаром рассчитываются по формуле:

DB=d* GВ

d- удельный расход выпара на выходе из деаэратора, зависит от типа деаэратора по давлению (d=0,005 кг/кг).

DB-принимаем согласно п.20 табл.2 «Расчет тепловой схемы котельной».

DB=0,1294кг/с=0,466 т/ч.

  1.  Подбираем типоразмер деаэратора по номинальным параметрам:

СДВ(В)-10/2; GВ=3…12 т/ч; Vбак=2 м3.

Длина 450мм

Ширина 450мм

Высота 1500мм

  1.  Высота установки деаэратора 3м от уровня установки питательного насоса.

5. Подбор вспомогательного оборудования.

5.1. Подбор диаметров трубопроводов котельной.

Расчёт выбора диаметра труб производим по таблицам, исходными данными является количество протекаемой по  трубам воды.

Расходы принимаем согласно табл.2 «Расчет тепловой схемы котельной».

Результаты расчёта сводим в таблицу 4

                   

подбор диаметров трубопроводов

№ п/п

обозначение

количество воды, кг/с

количество воды, т/ч

h, кгс/м2

v, м/с

диаметр трубы

1

Gов

138,20

497,51

3,12

1,12

426x10

2

Gгв

12,05

43,39

4,67

0,77

159x4,5

3

Gзподп

3,89

13,99

3,96

0,52

108x4

4

Gоподп

21,77

78,37

5,17

0,85

194x6

5

Gк

228,02

820,88

0,96

0,8

630x8

6

Gсн

61,99

223,16

2,53

0,85

325x8

7

Gрц

169,10

608,76

2,23

1,03

478x7

8

Gпм

11,97

43,09

4,36

0,71

159x4,5

9

Gисх

25,88

93,17

7,67

1,06

194x6

10

GГД

5,52

19,87

8,08

0,74

108x4

11

GГ2

36,34

130,81

7,67

1,14

219x7

12

Gхво

4,16

14,98

4,54

0,55

108x4

13

GT3

28,1944

101,5

4,54

0,88

219x7

14

GT4

8,46111

30,46

2,73

0,54

152x4,5

5.2. Подбор клапанов регулирующих.

При расчете тепловой схемы котельной и подборе запорно-регулирующей арматуры возникает необходимость регулировать расход среды в трубопроводах, в зависимости от определенных параметров. Для этого в качестве рабочих органов используют регулирующие клапаны.

Расчет диаметра клапана и выбор его типоразмера:

Определяют расчетный расход через клапан при принятом перепаде давления:                                   ,

Где Gкл- объемный расход жидкости через полностью открытый клапан, м3

Ркл- падение давления на полностью открытом клапане

  1.  Расчет клапана на перемычке.

, м3/ч, принимаем согласно п.17. табл. 2.

, бар, где:

, м - гидростатические потери давления котельного агрегата, принимаем из паспортных данных котла;

, м - потери давления в трубопроводах и арматуре;

м.

  , м3/ч.

Расчетный удельный расход при принятом перепаде давления принимается с запасом в 20%:

, м3/ч.

Клапан подбираем из условия:

Регулирующий клапан типа DN 50, в количестве 1 шт.

D=50мм; КVS=12.5 м3/ч.

Расчетная схема:

Рис.4.2.

  1.  Расчет клапана на теплообменник горячего водоснабжения

, м3/ч, принимаем согласно п.8. табл. 2.

, где:

, м - напор насоса сетевого, см. п.3,2. «Подбор насосного оборудования»;

м - гидростатические потери давления котельного агрегата, принимаем из паспортных данных котла;

, м - потери давления в трубопроводах и арматуре;

, м.

  , м3/ч.

Расчетный удельный расход при принятом перепаде давления принимается с запасом в 20%:

, м3/ч.

Клапан подбираем из условия:

Регулирующий клапан типа DN 25, в количестве 1 шт.

Dу=25мм; КVS=8

Расчетная схема:

Рис.4.2.2.

  1.  Расчет клапана на теплообменник горячего водоснабжения

, м3/ч, принимаем согласно п.8. табл. 2.

, где:

м - потери напора в теплообменнике 1-й ступени, нагреваемая сторона;

, м - потери давления в трубопроводах и арматуре;

, м.

  , м3/ч.

Расчетный удельный расход при принятом перепаде давления принимаетсяс запасом в 20%:

, м3/ч.

Клапан подбираем из условия:

Регулирующий клапан типа DN 65, в количестве 1 шт.

Dу=65мм; КVS=63

Расчетная схема:

Рис.4.2.2.

5.3 Подбор арматуры, грязевиков, теплоизоляция трубопроводов.

В качестве запорной, регулирующей арматуры применяются краны шаровые и вентили фирмы «Немен». Запорную арматуру выбираем по диаметру условного прохода, условному давлению и температуре рабочей среды. Материал запорной арматуры выбираем в соответствии с требованиями СНиП 2.04.07-86. Запорная арматура установлена:

  •  на всех подающих и обратных трубопроводах сетей теплоснабжения на вводе и выводе из ЦТП (стальная);
  •  на всасывающем и нагнетательном патрубках каждого насоса;
  •  на подводящих и отводящих трубопроводах каждого теплообменника;

на обводной линии подкачивающих насосов. Арматура для слива воды установлена в низших точках трубопроводов обвязки оборудования ЦТП и в местах, в которых слив воды самотеком не возможен. Слив воды осуществляется через штуцер с вентилем условным проходом 25мм.

Обратные клапаны установлены:

-на трубопроводе холодной воды перед теплообменником горячего водоснабжения за водомерами по ходу воды;

на циркуляционном трубопроводе горячего водоснабжения перед присоединением его к теплоообменникам;

на нагнетательном патрубке каждого насоса до задвижки;

на обводном трубопроводе у подкачивающего насоса.

Конструкции и основные присоединительные размеры выбраны по Справочнику проектировщика «Внутренние санитарно-технические устройства».

Соединение трубопроводов  должно предусматриваться на сварке. На фланцах допускается присоединение трубопроводов к арматуре и оборудованию. Отключаемые участки, а также нижние и концевые точки паропроводов должны иметь устройства для периодической продувки и отвода конденсата (штуцера с вентилями).

Выбор и расчет тепловой изоляции оборудовании, газоходов, воздуховодов, пылепроводов и трубопроводов следует выполнять исходя из условий:

соблюдения норм тепловых потерь, в соответствии с которыми изолируются поверхности, потери тепла которыми снижают технико-экономические показатели котельных:

соблюдения требований техники безопасности, в соответствии с которыми изолируются поверхности с температурой, превышающей 45 °С;

предотвращения конденсации влаги окружающего воздуха на наружных поверхностях трубопроводов, воздуховодов и емкостей; изоляция предусматривается при температуре среды внутри трубопроводов, воздуховодов и емкостей ниже 10 °С;

предотвращения конденсации влаги на внутренних поверхностях золоуловителей и стальных газоходов.

 Для газоходов  и воздуховодов  круглого и прямоугольного сечения применяют в качестве теплоизоляции плиты теплоизоляционные из минеральной ваты на синтетическом связующем, полужесткие.

Применяются трубы стальные электросварные прямошовные ГОСТ 10704-91.

Вся арматура приведена в «Спецификации оборудования, изделий и материалов».

6. Аэродинамический расчет газовоздушного тракта котельной.

1. Определяемся со схемой подачи воздуха и удаления продуктов сгорания. В данном курсовом проекте применяем схему с уравновешенной тягой (применяется вентилятор и дымосос).

2. Разрабатываем схему газовоздушного тракта.

3. Из технических характеристик котельного агрегата находим:

-требуемое разрежение в топке котла (принимаем 30 Па, т.к. в паспортных данных котла данная величина не приведена);

-аэродинамическое сопротивление котельного агрегата: 175 Па (из паспортных данных).

4. Определяем аэродинамические потери по газовому тракту, для этого газовый тракт разбивается на расчетные участки, на которых расход дымовых газов не изменяется.

5. Определение ориентировочной площади поперечных сечений расчетных участков магистрали по формуле:

, м2

  расчетный расход дымовых газов на участке, м3/ час:

м3/ час,

где Вр- расчетный расход топлива на котельный агрегат при номинальном режиме (из паспортных данных),

Vух- объем уходящих газов, рассчитанных на сжигание 1 м3 газообразного топлива (принимаем 10 м3);

∆α- присосы воздуха в газовом тракте котла(в расчете принимаем равных 0,01 на каждые 10 м );

V0-теоритическое количество воздуха, необходимое для сжигания 1 м3 газообразного топлива;

tух- температура дымовых газов за котлом (из паспортных данных).

   рекомендуемые скорости движения воздуха на участках, м/c

В дымоходах скорость в системе с  механическим побуждением принимается от 4 до 8 м/c, в дымовой трубе от 12 до 16 м/с.

6. По ориентировочной площади подбирают стандартные размеры дымоходов, , м и ,м2.

7.  Определение фактической скорости движения воздуха на участках по формуле:

, м/с

  площадь сечения принятого стандартного воздуховода, м2

8.. Определение потерь давления на трение.

, Па

где λ- коэффициент гидравлического трения, принимаем  для стальных труб и газоходов, диаметр которых превышает 2м, если диаметр не больше 2 м, то ;

l длина участка, м;

d- внутренний диаметр газохода, м;

ρ-  плотность дымовых газов, при температуре после котельного агрегата (119 0С, по паспортным данным):

кг/м3,

кг/м3,

v- скорость дымовых газов в газоходах и дымовых трубах, м/с.

9. Определение потерь давления на местные сопротивления на расчетных участках.

, Па,

где: сумма коэффициентов местных сопротивлений (вход в канал с прямыми кромками заподлицо со стенкой -0,5; поворот на 1100 -1,9; тройник на проход 0,8; тройник на поворот- 1,8; вход в трубу 0,9, выход из трубы дымовой 1,4).

  1.  Определение суммарных потерь давления на расчетных участках.

, Па.

Допустимая невязка 10%.

Все расчеты сведены в таблицу 5:

Табл.5. «Аэродинамический расчет котельных установок».

№ участка

vв, м/с

L,м3

F,м2

dф, м

Fф2

vф, м/с

λ

l,м

ρ

Σζ

РL,Па

РM,Па

Руч,Па

невязка,%

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

основная магистраль

 

1--2

8

18309

0,64

0,8

0,50

10,12

0,02

17,2

0,9

2,4

19,83

110,67

130,50

 

2--3

8

36618

1,27

1,12

0,98

10,33

0,02

2,2

0,9

0,8

1,89

38,41

170,80

 

дымовая труба

14

73236

1,45

1,25

0,99

20,48

0,02

30,0

0,9

0,81

100,63

152,82

424,25

 

боковые ответвления

 

4--2

8

18309

0,64

0,8

0,50

10,12

0,02

10,5

0,9

2,3

12,11

106,06

118,17

9,45

боковые ответвления

 

5--6

8

18309

0,64

0,8

0,50

10,12

0,02

17,2

0,9

2,4

19,83

110,67

130,50

0,00

6--7

8

36618

1,27

1,12

0,98

10,33

0,02

2,2

0,9

0,8

1,89

38,41

170,80

 

боковые ответвления

 

8--7

8

18309

0,64

0,8

0,50

10,12

0,02

10,5

0,9

2,3

12,11

106,06

118,17

9,45

Принимаем к проектированию металлическую трубу d = 1125 мм, Н = 30 м.

Расчетная схема:

7. Технико-экономические показатели котельной.

Технико-экономические показатели котельной бывают 2 видов: количественные и качественные. Количественные показатели определяются для выбранного промежутка времени работы котельной (за год работы).

  1.  Расчетная производительность котельной (см. п.4 табл.3): ;
    1.  Установленная производительность котельной (4 котла по 11,63 МВт каждый): ;
    2.  Отпуск теплоты потребителю:

ГДж/год,

где  ГДж/год- годовая выработка теплоты на нужды отопления и вентиляции,

где Qрасч- расчетная производительность теплоты на нужды отопления и вентиляции (см. п.2. табл. 2), МВт;

tв  температура внутреннего воздуха в котельной, 0С;

tсрот.п.- средняя температура наружного воздуха в отопительный период, 0С;

tсрот.р.- средняя расчетная температура наружного воздуха в отопительный период, 0С;

zот- продолжительность отопительного периода. Все климатические данные см. в п.1.

;

ГДж/год годовая выработка теплоты на нужды горячего водоснабжения (см. п.2.табл.2);

Qрасч- расчетная производительность теплоты на нужды горячего водоснабжения (см. п.3. табл. 2), МВт;

ГДж/год;

ГДж/год;

  1.   Выработка теплоты: ГДж/год;

где ГДж/год,

Qснср.оп- расчетная производительность теплоты на собственные нужды котельной в отопительный период (см. п.11. табл. 2), МВт;

Qснлет- расчетная производительность теплоты на собственные нужды котельной в летний период (см. п.11. табл. 2), МВт;

ГДж/год;

ГДж/год;

5. Расход натурального топлива:  тыс. м3/год,

где  ηка- КПД котла (из паспортных данных на паровой котел);

Qнр- низшая теплота сгорания природного газа принимаем 31,3 (согласно заданию на проектирование)

тыс. м3/год,

6. Расход условного топлива: , тыс. м3/год,

где Qраспут= 29,33 МДж/кг.

;

тыс. м3/год.

7. Расход натурального топлива на выработку 1Гкал тепла:

тыс.м3/ГДж;      тыс.м3/ГДж.

8. Расход условного топлива на выработку 1Гкал тепла: тыс.м3/ГДж;

тыс.м3/ГДж.

9. Расход подпиточной воды:

м3/год;

Gподпот.п.- расход воды на подпитку и потери в схеме в отопительный период (см. п.9,10. табл. 2), м3/ч;

Gснлет- расход воды на подпитку и потери в тепловой схеме в летний период (см. п.9,10. табл. 2), м3/ч;

тыс. м3/год.

Качественные показатели:

1. Число часов использования установленной мощности в году:

час;

где Qгодвыр- годовая выработка теплоты, МДж/год;

Qуст- суммарная установленная мощность котельного оборудования, МВт. (4 котла по 11,63 МВт каждый),

часов/год.

2. Коэффициент использования установленной мощности:

,

,

 

3. Коэффициент загрузки котлов:

,

где Qmax-максимальная  расчетная мощность котельной, МВт,

4. Коэффициент расхода на собственные нужды:

;

где ηка  КПД установленного котельного агрегата, (по паспортным данным оборудования);

.

5. Экономический коэффициент брутто:

;

.

6. Удельный расход топлива брутто  (для натурального и условного топлив): ;

, тыс. м3 /ГДж;

, тыс. м3 /ГДж.

7. Экономический КПД нетто:

;

.%

8. Удельный расход топлива нетто (для натурального и условного топлив):

;

, тыс. м3 /ГДж;

, тыс. м3 /ГДж.

7. Список литературы

  1.  СНиП 23-01-99. Строительная климатология. / Госстрой СССР. М.: Стройиздат, 2002 г. №164.
  2.  Рекомендации по проектированию установок натрий-катионирования / Госстрой СССР. М.: ГПИ Сантехпроект Главпромстройпроекта Госстроя СССР, 1975г. 26 с.
  3.  Лебедев В.И., Пермяков П.А. «Расчёт и проектирование теплогенерирующих установок систем теплоснабжения.» 1992г. М: Стройиздат.
  4.  ПБ 10-574-03 «Правила устройства и безопасности экспуатации паровых котлов»
  5.  Бузников Е.Ф., Роддатис К.Ф., Берзиныш Э.Я. «Производственные и отопительные котельные», Москва, «Энергоатомиздат», 1984 г.
  6.  СНиП II-35-76. Котельные установки / Госстрой СССР. Москва, 1977г.
  7.  Щеголев, Гусев, Иванов «Котельные установки».
  8.  Роддатис К.Ф., Полтарецкий А.Н., «Справочник по котельным установкам малой производительности», Москва, «Энергоатомиздат», 1989 г.
  9.  Карауш С. А., Хуторной А.Н., «Теплогенерирующие установки систем теплоснабжения», Томск, 2003

 

КР-06081143-2010-ТМ

Лист

24

-  -1222121 стр.  Monday October 26, 20152015-10-26T18:08:00Z -  - -  -3

Изм.

Кол. уч.

Лист

№док

Подпись

Дата


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

48746. Подогреватели регенерации питательной воды турбоагрегатов 869.5 KB
  Рассмотрены схемы движения теплоносителей в аппаратах.Расчёт расходов и параметров теплоносителей в системе регенеративного подогрева Параметры пара и питательной воды в системе регенерации ПТУ К500240 Параметры пара и питательной воды в системе регенерации ПТУ К500240
48747. РАЗРАБОТКА АВТОМАТИЧЕСКОГО УСТРОЙСТВА 1.28 MB
  На те блоки структурной схемы, которые должны быть спроектированы, в соответствующих таблицах заданы исходные данные, а для остальных блоков должны быть выбраны только принципиальные или функциональные схемы и дано описание их работы.
48748. Расчет структуры электромагнитных полей 202.5 KB
  Решение Так как поблизости исследуемого объекта нет областей занятых током то следует решать уравнение Лапласа скалярного магнитного потенциала с соответствующими граничными условиями на поверхности r = R 1.6 Найдём частное решение для потенциала из системы 1. Таким образом частное решение для φm : где С1=А1А4;С2=А24 Найдём решение уравнений 5.2: Решение его можно записать в виде N=Bcosθ.
48749. Расчет структуры переменных электромагнитных полей в волноводе 416 KB
  Для заданного типа волны с начальной амплитудой поля Em=5кВ см распространяющейся в прямоугольном волноводе сечением а x в получить аналитические выражения продольной и поперечных компонент полей в комплексной форме записи и для мгновенных значений.1 Распространяющиеся в волноводе электромагнитные волны являются волнами бегущими вдоль оси волновода вдоль оси z и стоячими в двух остальных направлениях. Стоячие волны в направлениях x и y образуются вследствие многократных отражений волн от стенок волновода. Другими словами для Hволны...
48750. Расчет структуры полей проводящего шара в диэлектрической среде 103.5 KB
  Цель работы: расчет структуры полей проводящего шара в диэлектрической среде а также в волноводе для приведенных в задании параметров. Метод исследования : метод разделения переменных при интегрировании дифференциальных уравнений для получения аналитических выражений потенциалов и напряженностей полей с последующим построением на ЭВМ структуры этих полей. Для заданной геометрии и параметров среды получены аналитические выражения значений потенциалов и напряженностей полей диэлектрического шара в диэлектрической среде. В...
48753. Создание базы данных с помощью СУБД Microsoft Access 939 KB
  Цели и основные задачи выполнения курсовой работы Необходимо создать базу данных БД Учебная нагрузка для учета нагрузки преподавателя ВУЗа и автоматизации отчета о выполнении нагрузки. Под базой данных БД понимают совокупность хранящихся вместе данных...
48754. ОБҐРУНТУВАННЯ ГОСПОДАРСЬКИХ РІШЕНЬ І ОЦІНЮВАННЯ РИЗИКІВ. МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ 440.5 KB
  Економіка підприємства Запоріжжя 2011 Методичні вказівки до виконання курсових робіт з дисципліни Обґрунтування господарських рішень і оцінювання ризиків для студентів денної форми навчання спеціальності 6.030504 Економіка підприємства укл. Виконання курсової роботи розвиває у студентів логіку економічного мислення дозволяє проявити творчі здібності при оцінці рівня господарського ризику на досліджуваному підприємстві розвиває навики самостійної роботи з літературою первинними документами законодавчою базою внутрішніми...