Производственно-технологическое теплоснабжение

Размещено на http://www.allbest.ru

СОДЕРЖАНИЕ

Условие задачи и исходные данные

Решение

- Производственно-технологическое теплопотребление

- Коммунально-бытовое потребление

- Расчетные тепловые нагрузки

- Средние тепловые нагрузки

- Годовые расходы теплоты

- Отпуск теплоты по сетевой воде

- Выбор основного оборудования



УСЛОВИЕ ЗАДАЧИ И ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

теплоснабжение сантехнический теплота коммунальный

Рассчитать годовой отпуск теплоты от ТЭЦ отдельно для производственно-технологических и коммунально-бытовых потребителей.

Определить сантехническую нагрузку производственно-технологических потребителей. Построить годовой график производственного технологического теплоснабжения.

Исходные данные:

- расчетный отпуск технологического (производственного) пара

= 550 кг/с;

- давление и температура технологического пара

= 1,0 МПа = 10 бар и = 225 °С;

- доля возврата и температура конденсата технологического пара

= 0,75 и = 95 °С;

- годовое число часов использования максимума производственно-технологической нагрузки по пару

= 5500 ч/год;

- доля сантехнической нагрузки в горячей воде от расчетного отпуска технологического (производственного) пара

= 0,05;

- место сооружения ТЭЦ - по климатическим условиям города:

г. Якутск;

- численность населения города, присоединенного к ТЭЦ, = 90 тыс. чел;

- вид топлива, сжигаемого на ТЭЦ, - твердое (т) или газомазутное (гм) т (уголь);

-низшая теплота сгорания топлива

= 17,25 МДж/кг.



РЕШЕНИЕ

Производственно-технологическое теплопотребление

1. Расчетная производственно-технологическая нагрузка определяется по формуле, МВт или ГДж/ч*

, (1)

*Расчетные тепловые нагрузки нужно выражать в мегаваттах и гигаджоулях, пользуясь следующими соотношениями: 1 МВт = 3,6 ГДж/ч; 1МВт = 1?10⁶ Вт; 1ГДж = 1?10⁹ Дж.

где - энтальпия технологического (производственного) пара определяется по диаграмме для водяного пара и равна 2890 кДж/кг;

- энтальпия обратного конденсата, кДж/кг

, (2)

где - удельная массовая теплоемкость воды, кДж/(кг?К).

= 4,1995= 398,05 кДж/кг;

- энтальпия холодной воды зимой равна

=4,19·,

где - температура холодной воды, зимой принять равной 5 °С.

=4,19·5=20,95 кДж/кг;

- доля тепловых потерь в паропроводах (принять 0,06...0,10).



550·[2890-0,75·(398,05-20,95)-20,95]·(1+0,10)= 1564666,125 КДж/с = =5632,798 ГДж/ч = 1564,666 МВт

2. Годовой отпуск пара на производственно-технологические нужды, т/год

, (3)

где - в тоннах в час (т/ч) 550 кг/с = 1980 т/ч

=1980·5500=10890000 т/год.

3. Годовой отпуск теплоты на производственно-технологические нужды, ГДж

, (4)

где - в гигаджоулях в час (ГДж/ч).

5632,798·5500=30980389 ГДж.

Строим годовой график производственно-технологического теплоснабжения. Для этой цели по приложению 1 выбирается осредненный график теплопотребления, соответствующий заданной величине , и строится подобный график в абсолютных значениях тепловых нагрузок. Каждая ордината графика вычисляется по формуле



, (5)

где - отпуск теплоты за текущий месяц, ГДж;

- то же в относительных величинах по таблице (приложение 1).

январь - = 1·30980389/9,68=3200453,409 ГДж.

февраль - = 0,97·30980389/9,68=3104439,807 ГДж.

март - = 0,92·30980389/9,68=2944417,136 ГДж.

апрель - = 0,77·30980389/9,68=2464349,125 ГДж.

май - = 0,68·30980389/9,68=2176308,318 ГДж.

июнь - = 0,64·30980389/9,68=2048290,181 ГДж.

июль - = 0,63·30980389/9,68=2016285,648 ГДж.

август - = 0,65·30980389/9,68=2080294,716 ГДж.

сентябрь - = 0,71·30980389/9,68=2272321,920 ГДж.

октябрь - = 0,83·30980389/9,68=2656376,330 ГДж.

ноябрь - = 0,91·30980389/9,68=2912412,602 ГДж.

декабрь - = 0,97·30980389/9,68=3104439,807 ГДж.



График 1

Коммунально-бытовое потребление

Нагрузки коммунально-бытовых потребителей - расчетные, средние и годовые - определяются по известной методике.

Расчетные тепловые нагрузки

1. Расчетная нагрузка отопления, Вт (МВт) и ГДж/ч

, (6)

где - укрупненный показатель максимального теплового потока на отопление жилых зданий на 1 м² общей площади (приложение П.2), Вт/м²;

- общая площадь жилых зданий, м², = 90000·;

- количество жителей, тыс. чел.;

- норма общей площади в жилых зданиях на 1 чел. (может приниматься равной 18 м²/чел.);

А= 90000·18=1620000 м²

- коэффициент, учитывающий долю теплового потока на отопление общественных зданий, ,

=108·1620000·(1+0,25) = 218,7 МВт = 787,32 ГДж/ч.

2. Расчетная нагрузка вентиляции, Вт (МВт) и ГДж/ч

, (7)

где - коэффициент, учитывающий долю теплового потока на вентиляцию общественных зданий, для зданий постройки до 1985г., - после 1985г.

=0,25·0,6·100·1620000 = 24,3 МВт = 87,48 ГДж/час.

3. Расчетная нагрузка горячего водоснабжения, Вт (МВт) и ГДж/ч

, (8)

где - укрупненный показатель среднего теплового потока на горячее водоснабжение на 1 чел. (приложение П.3), Вт/чел.

376·90000 = 33,84 МВт = 121,824 ГДж/ч.

4. Расчетная нагрузка коммунально-бытовых потребителей, Вт (МВт) и
ГДж/ч

(9)

218,7+23,4+33,84 = 275,94 МВт = 993,384 ГДж/ч.

Средние тепловые нагрузки

1. Средняя нагрузка отопления, Вт (МВт) и ГДж/ч

, (10)

где - средняя температура внутреннего воздуха отапливаемых зданий, єС - для жилых и общественных зданий, єС - для производственных зданий.

и - расчетная для отопления и средняя за отопительный период температуры наружного воздуха (приложение П.4).

218,7·(18+21,2)/(18+55) = 117,439 МВт = 422,78 ГДж/ч.

2. Средняя нагрузка вентиляции, Вт (МВт) и ГДж/ч



, (11)

24,3·(18+21,2)/(18+45) = 15,12 МВт = 54,432 ГДж/ч.

3. Средняя за отопительный период нагрузка горячего водоснабжения, Вт (МВт) и ГДж/ч

= 33,84 МВт = 121,824 ГДж/час. (12)

4. Средняя за неотопительный период нагрузка горячего водоснабжения, Вт (МВт) и ГДж/ч

, (13)

где - температура холодной воды в неотопительный период, єС;

- температура холодной воды в отопительный период, єС.

- коэффициент, учитывающий изменение среднего расхода воды на горячее водоснабжение в неотопительный период по отношению к отопительному, - для жилых и общественных зданий, - то же для курортных и южных городов, - для предприятий,

33,84·(55-15)·0,8/(55-5) = 21,658 МВт = 77,969 ГДж/ч.

5. Средняя за отопительный период нагрузка коммунально-бытовых потребителей



(14)

117,439+15,12+33,84 = 166,399 МВт = 599,036 ГДж/ч.

Годовые расходы теплоты

1. Годовой расход теплоты на отопление, ГДж

, (15)

где - длительность отопительного периода (приложение П.4), ч.

117,439·6096 = 715908,144 ГДж.

2. Годовой расход теплоты на вентиляцию, ГДж

, (16)

где - время работы за сутки систем вентиляции общественных зданий, ч,

15,12·6096·16/24 = 61175,52 ГДж.

3. Годовой расход теплоты на горячее водоснабжение, ГДж

, (17)

33,84·6069+21,658·(8400-6096) = 255274,992 ГДж.



4. Годовой расход теплоты на коммунально-бытовые нужды, ГДж

. (18)

715908,144+61175,52+255274,992 = 1032358,656 ГДж.

Отпуск теплоты по сетевой воде

Сантехническая нагрузка промышленных предприятий покрывается сетевой водой и суммируется с коммунально-бытовой нагрузкой.

Расчетная сантехническая нагрузка, МВт и ГДж/ч

(19)

0,05·5632,798 = 281,64 ГДж/ч = 78,233 МВт

Можно допустить, что закономерности изменения сантехнической и коммунально-бытовой нагрузки в зависимости от температуры наружного воздуха совпадают. Тогда годовой отпуск теплоты на сантехнические нужды, ГДж

, (20)

281,64·1032358,656/993,384 = 292689,825 ГДж.

С учетом тепловых потерь в сетях расчетная нагрузка потребителей сетевой воды составит, МВт и ГДж/ч

, (21)

(1+0,08)·( 993,384+281,64) = 1377,026 ГДж/ч = 382,507 МВт,

а годовой отпуск по сетевой воде, ГДж

, (22)

(1+0,08)·(1032358,656+292689,825) = 14310523,594 ГДж,

где - доля тепловых потерь в тепловых сетях (принимается самостоятельно в пределах от 0,04 до 0,08).

Таблица 1

Отпуск теплоты от ТЭЦ

Потребители	Нагрузка
	расчетная	годовая, ГДж
	МВт	ГДж/ч
Технологические (пар)	1564,666	5632,798	30980389
Коммунально-бытовые	275,94	993,384	1032358,656
отопление	218,7	787,32	715908,144
вентиляция	24,3	87,48	61175,52
ГВС	33,84	121,824	255274,992
Сантехнические потребители	78,233	281,64	292689,825
Потребители воды по сетевой воде	382,507	1377,026	14310523,594

Выбор основного оборудования

К основному оборудованию промышленно-отопительных ТЭЦ относятся паровые и водогрейные котлы и паровые турбины.

Критерием правильности выбора состава, типа и мощности основного оборудования является достижимость оптимальных значений расчетных коэффициентов теплофикации по пару б^р_п и сетевой воде б^р_св при соответствующих величинах технологической и коммунально-бытовой (в сумме с сантехнической) нагрузок. Оптимальные коэффициенты теплофикации определяются на основе технико-экономических расчетов и зависят от мощностного ряда выпускаемых теплофикационных паровых турбин. Соответствующие технико-экономические исследования показывают, что оптимальные значения расчетных коэффициентов теплофикации по пару и сетевой воде составляют соответственно

и [1].

Но могут быть и рассчитаны

= 400/500=0,8 (23)

= 220/366,621=0,6 (24)

где - соответственно отпуск теплоты и пара из производственных отборов выбранных турбин типа ПТ и Р, кг/с;

- отпуск теплоты по сетевой воде из отопительных отборов выбранных турбин типа Т и ПТ, МВт.

Характеристики паровых турбин, водогрейных и энергетических паровых котлов приведены в приложениях (П.6,7,8) [7,8]. При выборе оборудования следует выполнять следующие условия:

Выбираются наиболее крупные агрегаты (с учетом перспективного роста тепловых нагрузок).

Оборудование должно быть по возможности однотипным, но обеспечивающим все требуемые виды теплопотребления. В частности, турбины типа Р следует выбирать при трехсменном режиме работы предприятий, что условно можно считать имеющим место при годовом числе часов использования максимума производственно-технологической нагрузки свыше 5000 ч.

Встроенные пучки конденсаторов теплофикационных турбин типа Т и ПТ (прилож. П. 6) используются для подогрева подпиточной воды перед химчисткой в открытых системах теплоснабжения и сетевой воды перед сетевыми подогревателями в закрытых системах.

Пиковые нагрузки производственно-технологических потребителей по пару покрываются с помощью редукционно-охладительных установок (РОУ), а потребителей сетевой (горячей) воды с помощью пиковых водогрейных котлов (ПВК) (прилож. П.8). Избыточная теплопроизводительность выбираемых ПВК должна быть минимальной.

Выбор типа и количества энергетических паровых котлов осуществляется по суммарному расходу свежего пара на все выбранные турбины и РОУ () с коэффициентом 1,02 (прилож. П.7). Двухпроцентная добавка дается на неучтенные потери теплоты в цикле ТЭЦ. Таким образом, требуемая паропроизводительность ТЭЦ, кг/с

, (25)

1,02·(218·3+66,7+133+0)= 870,774 кг/с,

где - номинальный расход свежего пара на все выбранные турбины данного типа (Т, ПТ или Р), кг/с.

Турбины типа Р устанавливаются вместе с турбинами типа ПТ и (или) Т.

Состав и характеристики выбранного оборудования ТЭЦ приведены в таблице 2.



Таблица 2

Состав и характеристики оборудования ТЭЦ

Оборудование	Количество и тип	Номинальный расход свежего пара или паропроизво-дительность, кг/с	Номинальный отбор (отпуск)
			производственный, кг/с	отопительный, МВт
Турбины	Т-50/60-130, Т-110/120-130, Р-100-130/15(х3)	853,7	555	310
Энергетические котлы	Е-540-140 (х7)	973	-	-
Водогрейные котлы	-	-	-	-
Редукционно-охладительная установка	-	-	-	-
Расчетный коэффициент теплофикации	-	-	0,8	0,6

Размещено на Allbest.ru

...