Реконструкция отопительной котельной механического завода

?ДP = ДР_кп. + ДР_г1 + ДРв.эк. + +ДР_Г2 + ДРк.зк. +

+ ДР_г3+ДР_г4+ДР_д.т.

14,48 + 1,86 + 19,13 + 4,75 + +73,6 + 8,16 + 2,55 +

+17,88 = 141,9

2.

Объемная доля водяных паров r_Нг0 в дымовых газах за котлом

Таблица 2.3

0,160

3.

Поправка на разницу

плотностей дымовых газов и сухого воздуха при давлении 760

?о мм рт. ст. 0,132

Нормативный метод,

рис. VII-26

0,98

4.

Высота местности, на которой расположен г. Раменское, над уровнем моря Н₁ , м

100

5.

Среднее барометрическое давление местности, на

которой расположен

г. Раменское, в зависимо- сти от высоты над

уровнем моря

Рбар - мм рт ст

Нормативный метод,

рис. 2-6

745

6.

Поправка на

давление в тракте 760 Рбар

Нормативный метод,

п. 2-52

760 =1,02

745

7.

Суммарное сопротивление

газового тракта парового котла с учетом поправок

ДР, мм вод. ст.

ДР= ?ДР Ч Ро Ч 760

0,132 Р_бар

141,0 х 0,98 х 1,02 = 141,8

8.

Суммарная самотяга газового тракта парового котла Рс, мм.вод.ст

Рс = Рс₁ + Рс₂ + Рс_З

1,06-0,39 + 14,13 = 14,8

9.

Разрежение на выходе из топки, необходимое для предотвращения выбивания газов, р"т, мм вод. ст.

Нормативный метод,

п. 2-56

2

10.

Перепад полных давлений по газовому тракту ДР^г_пк

мм вод. ст.

ДР^г_пк =Р"_т + ДР - Рс

2 + 141,9-14,8 = 129,1

Выбор дымососа

Расчетная производительность дымососа.

Qд = в₁ Ч Vд, м³/ч,

где в₁=1,1 - коэффициент запаса по производительности дымососа (нормативный метод, таблица 4-1);

Vд - действительный объем дымовых газов, м³ / ч.

Vо=В_рх[V_?°+(a-l)хV°]хэ_ср+273=1691,2х[ll,243+(l,3-l)x9,98]х91+273=31297,2

Qd = 1,1x31297,2 = 34426,9 м³/ч

Расчетный напор дымососа. Р_д =в₂ ЧДР^r_п.к, мм вод. ст.,

где в₂ =1,2 - коэффициент запаса по давлению дымососа (нормативный метод, таблица 4-1);

ДР^r_п.к =129,1 мм вод. ст. - суммарное сопротивление газового тракта парового котла.

Р_д = 1,2 х 114,54 = 137,45 мм вод. ст.

По результатам расчета производительности и напора к установке за каждым котлом ДЕ 25-14 ГМ принимается один дымосос ДН-12,5.

Таблица 2.19

Производительность	39,1х103м3/ч
Напор при t = 200°C	343 мм вод. ст.
КПД	83%
Тип электродвигателя	А02-82-6
Мощность электродвигателя	40кВт
Изготовитель	Бийский котельный завод
Назначение	Отсос дымовых газов из топок котлов

2.2.2 Расчет воздушного тракта

Сопротивление воздухопровода

Таблица 2.20

№ п/п	Наименование величины, размерность	Расчетная формула	Расчет
1.	Температура подаваемого воздуха tхв, °С	Нормативный метод, п. 3-2	30
2.	Высота воздухопровода а, м	По конструктивным характеристикам	0,71
3.	Ширина воздухопровода b, м	По конструктивным характеристикам	0,91
4.	Живое сечение для прохода воздуха F, м2	F = aЧb	0,71Ч0,91 = 0,646
5.	Средняя скорость воздуха wB , м/с	Wв = ВрЧVрЧ(?т-Д?т) х 3600 Ч F Ч 273 Ч (tх.в+273) 3600 Ч F Ч 273	1691,2x9,98 х (1,1-0,05) Ч 3600x0,646x273 Ч (30+273) = 8,45 3600 Ч0,646 Ч 273
6.	Эквивалентный диаметр воздухопровода прямоугольной формы dэ, м	dэ= 2Ч а Ч b а + b	2 x 0,71x0,91 = 0,796 0,71 + 0,91
7.	Коэффициент сопротивления трения воздухопровода, ?	Нормативный метод, п. 3-3	0,02
8.	Длина воздушного тракта I, м	По конструктивным характеристикам	20
9.	Плотность воздуха при температуре t,х.в. = 30°С р, (кгс Ч с2)/м4	Е. А. Краснощекое, А. С. Сукомел Задачник по теплопередаче, таблица 9	0,119
10.	Сопротивление трения воздухопровода ДРтр, мм вод. ст.	ДРтр =? Ч I Ч w2 Ч? dэ 2	0,02Ч 20 х 8,452 х 0,119 0,798 2 = 2,12
11.	Произведение КД х ж0 для поворота на 90° с острыми кромками	Нормативный метод, п. 1-29	1,4
12.	Поправочный коэффициент к сопротивлению поворота, зависящий от угла поворота, В	Нормативный метод, рис. VII-16	1,0
13.	Поправочный коэффициент к сопротивлению поворота, зависящий от формы сечения канала, С при а = 0,78 b	Нормативный метод, рис. VII-17	1,04
14.	Коэффициент сопротивления для поворота на 90° в канале ж1	ж1 =КД Ч жо ЧВ Ч С	1,4x1,0x1,04 = 1,456
15.	Коэффициент сопротивления для трех поворотов на 90° в канале жп	жп =З Ч ж1	3x1,456 = 4,368
16.	Коэффициент сопротивления диффузора,установленного за вентилятором, жд	Нормативный метод, рис. VII-17	0,4
17.	Коэффициент сопротивления шибера жш	Нормативный метод, таблица VII-3	0,1
18.	Сумма коэффициентов местных сопротивлений воздухопровода ?ж	?ж = жп+ жд+ жш	4,368 + 0,4 + 0,1 = 4,87
19.	Местные сопротивления воздухопровода ДРМ, мм вод. ст.	ДРм =?ж Ч w2 Чр 2	4,87 х 8,452 х 0,119 = 20,6 2
20.	Полное сопротивление воздухопровода ДРВ, мм вод.ст.	ДРв=ДРтр+ДРм	2,12 + 20,6 = 22,72

Полное сопротивление воздушного тракта парового котла

Таблица 2.21

№ п/п	Наименование величины, размерность	Расчетная формула	Расчет
1.	Сопротивление газомазутной горелки ГМГБ-5,6 ДРГГ , мм вод. ст.	Паспорт горелки	116
2.	Суммарное сопротивление воздушного тракта парового котла ?ДP , мм вод. ст.	?ДP = ДР + ДPr г	22,72 + 116 = 138,7
3.	Высота местности, на которой расположен г.Раменское . над уровнем моря Н, м		100
4.	Среднее барометрическое давление местности, на которой расположен г. Раменское, в зависимости от высоты над уровнем моря Рбар, мм рт. ст.	Нормативный метод, п. 3-21	760
5.	Поправка на давление в тракте Рэф - мм Рт- ст-	Рэф = Рбар + ?ДP 2x13,6	760+ 138,7 = 765,1 2x13,6
6.	Суммарное сопротивление воздушного тракта парового котла с учетом поправок ДР , мм вод. ст.	ДР = ?ДP х 760 Рэф	138,7 х 760 = 137,7 765,1
7.	Расстояние по вертикали между высшей точкой сечения выхода газов из топки и средним сечением ввода воздуха в топку Н , м	По конструктивным характеристикам	3,69
8.	Разрежение в топке на уровне ввода воздуха р'т, мм вод. ст.	р'т, = р"т +0,95 х Н'	2 + 0,95x3,69 = 5,51
9.	Перепад полных давлений по Воздушному тракту ДРвп.к. мм вод. ст.	ДРвп.к. = ДР -Р'т	137,7 - 5,51 = 132,19

Выбор вентилятора

Расчетная производительность вентилятора

Qв = в₁ Ч Vв, м³/ч,

где в₁ = 1,1 - коэффициент запаса по производительности дутьевого вентилятора (нормативный метод, таблица 4-1);

V_B - действительный объем воздуха, м3/ч.

Vв=В_рЧV°Ч(?_m-Д?_m)Чt_хв+273=1691,2Ч9,98+(l,1-0,5)x9,98]Ч30+273=19669,6

Qв = 1,1 х 19669,6 = 21636,5 м³/ч,

Расчетный напор вентилятора

Рв =в₂ Ч ДР^в _пк , мм вод. ст.,

где в₂=1,2 - коэффициент запаса по давлению дутьевого вентилятора (нормативный метод, таблица 4-1);

ДР^в _пк =132,19 мм вод. ст. - суммарное сопротивление воздушного тракта, мм вод.ст.

Р_в =1,2x132,19 = 158,6 мм вод. ст.

По результатам расчета производительности и напора к установке за каждым котлом ДЕ 25-14 ГМ принимается один дутьевой вентилятор ВДН-12.5

Таблица 2.22

Производительность	25,2 х 103^3 1ч
Напор при tXB =30°С	235 мм вод. ст.
КПД	83%
Тип электродвигателя	5A-200L6
Мощность электродвигателя	30кВт
Изготовитель	Бийский котельный завод
Назначение	Подача чистого воздуха в топки котельных установок

2.3 Тепловой баланс и определение расхода топлива через водогрейный котел ПТВМ 30М

Описание водогрейного котла ПТВМ 30М

Стальные прямоточные водогрейные котлы ПТВМ 30М выпускаются Дорогобужским котельным заводом. Они предназначены для установки в производственно-отопительных котельных для сжигания газа и мазута.

Топочная камера котла ПТВМ 30М полностью экранирована трубами диаметром 60x3 мм, экранирован также и под топки. В конвективной шахте расположены два конвективных пучка, набранных из змеевиков диаметром 28x3 мм. Конструктивной особенностью котла ПТВМ 30М является наличие в топке промежуточного двухрядного экрана, которым топочная камера разделена на собственно топку и камеру догорания. Передняя стенка конвективной шахты, являющаяся для топки задней стенкой, цельносварная. Стены конвективной шахты экранированы трубами диаметром 83x3,5 мм. Дымовые газы поступают в конвективный блок снизу и отводятся из верхней зоны конвективной камеры. Котел ПТВМ 30М снабжен дробеочистной установкой, которая предназначена для очистки конвективных поверхностей от отложений при работе на мазуте.

Таблица 2.23. Конструктивные характеристики водогрейного котла ПТВМ 30М

№ п/п	Наименование	Размерность	Значение
1.	Номинальная производительность	Гкал/ч	30
2.	Рабочее давление	МПа	2,5
3.	Расход воды через котел	т/ч	325 - 370
4.	Гидравлическое сопротивление котла	кПа	250
5.	Объем топочной камеры	м	81,5
6.	Низшая рабочая теплота сгорания топлива
	Газ	ккал/м3	8620
	Мазут	ккал / кг	9620
7.	Расход топлива
	Газ	м3 /ч	3880
	Мазут	кг/ч	3700
8.	Тип, марка горелок		РГМГ-30
9.	Количество горелок	шт.	6
10.	Давление газа перед горелкой	кПа	4,0
11.	Давление мазута перед горелкой	кПа	0,200
12.	Площадь поверхности нагрева	м2
	радиационная		126,9
	конвективная		592,6
	общая котла		719,5
13.	Температура уходящих газов за котлом при работе на	°С
	Газе		150
	Мазуте		270
14.	Температура воды на входе в котел	°С	70
15.	Температура воды на выходе из котла	°С	150
16.	Расчетный КПД котла при работе на	%
	газе		92,2
	мазуте		87
17.	Габаритные размеры котла	мм
	длина		11800
	ширина		3200
	высота		7300

Таблица 2.24. Тепловой баланс водогрейного котла ПТВМ 30М

№ п/п	Наименование величины, размерность	Расчетная формула	Расчет
1.	Коэффициент избытка воздуха за котлом , ?ух	Нормативный метод, р. 4-Б	1,25
2.	Температура уходящих газов за котлом при работе на газе Эух, °С	Конструктивные характеристики	160
3.	Энтальпия уходящих газов при ?ух = 1,25 lyx, ккал/м3	Таблица 2.4	719,75
4.	Температура холодного воздуха, tхв °С	Нормативный метод, п. 5-03	30
5.	Энтальпия холодного воздуха 1хв ккал/м3	Таблица 2.4	94,5
6.	Потери теплоты с уходя- щими газами q2, %	Iух- ?ухЧl°хв q2= Qрр Ч 100	719,75-1,25Ч94,5 х 100 = 6,65
7.	Потери теплоты от хими- ческого недожога q3, %	Нормативный метод, таблица XX	0,5
8.	Потери теплоты от механи- ческого недожога q4, %	Нормативный метод	0
9.	Потери теплоты от наруж- ного охлаждения q5, %	Нормативный метод, рис. 5-1	0,5
10.	Суммарные потери теплоты в котле ?q, %	?q = q2+q3+q5	6,65 + 0,5 + 0,5 = 7,65
11.	Коэффициент полезного действия котла (брутто) ?к.а. , %	?к.а.. = 100 - ?q	100 - 7,65 = 92,35
12.	Коэффициент сохранения теплоты, ?	? = 1 - q5 ?к.а. + q5	1 - 0,5 =0,995 92,35 + 0,5
13.	Количество теплоты, полезно отданное в котле Qкa, ккал/ч	Конструктивные характеристики	ЗОх106
14.	Расход топлива В, м3/ч, (м3/с)	Qк.а В = Qрр Ч ?к.а. Ч 100	30 Ч 106 Ч100 9045 Ч 92,35 = 3591,5 (0,998)

3. Спецчасть

Центральный тепловой пункт (ЦТП) является одним из элементов тепловой сети, расположенной в поселении городского типа. Он выступает в роли связующего звена между магистральной сетью и распределитель- ными тепловыми сетями, которые идут непосредственно к потребителям тепловой энергии.

Основные задачи ТП - распределение теплоносителя и защита теплосетей от гидравлических ударов и утечек. Также в ТП контролируется и регулируется температура и давление теплоносителя.

ЦТП могут работать по зависимой схеме, когда из магистральной сети теплоноситель поступает непосредственно к потребителям. В этом случае ЦТП выступает в роли распределительного узла - теплоноситель делится для системы отопления и системы горячего водоснабжения. Качество воды, при зависимой схеме подключения вызывает нарекания потребителей. Поэтому, здания ЦТП при зависимом режиме работы, оборудуются специальными подогревателями - бойлерами, которые представляют собой секционный теплообменник типа труба в трубе, состоящий из неразборных кожухотрубных секций, которые в зависимости от необходимых параметров теплопроизводительности, соединяются в блоки посредством таких соединительных устройств как калачи.

Каждая секция представляет собой неразборный блок, состоящий из корпуса, трубных досок, трубок поверхности теплообменника. Корпуса секций подогревателей выполняются из стальных труб и соединяются между собой штуцерами. В подогревателях вода, предназначенная для подогрева, движется по трубам трубной системы, а нагревающая вода движется в межтрубном пространстве с соблюдением принципа противотока.

Расчет кожухотрубчатого теплообменника означает определение количества секций для получения требуемых параметров калорийности. ВВП теплообменник применяется в котельных, а также в пунктах централизованного или индивидуального отоплления.

Расчет теплотехнического оборудования ЦТП

К ЦТП подключены следующие потребители: 5 шестнадцатиэтажных жилых дома и 2 трехэтажных детских сада. Схема подключения потребите- лей: независимая, 2-х ступенчатая, температурный график 150-70 °С

2. Выбор водо-водяных подогревателей.

Исходные данные:

1. Температура сетевой воды на входе в подогреватель: t₁=150°C

2. Температура сетевой вода на выходе из подогревателя: t₁=95°C

3. Температура нагреваемой воды на входе в подогреватель: t₂=5°C

4. Температура нагреваемой воды на выходе из подогревателя: t₂=65°C

Тепловой расчет водо-водяного подогревателя.

Расчетный расход сетевой воды:

Gr = 17Ч10³ = 309(m/ч) = 85.8(кг /с) = 23.8(м³ /ч) V_T = 23.8 (м³/ч)

G_MT = 17Ч10³ = 283(m /ч) = 78.7(кг/с) = 21.8(м³/ч) Vм_T = 21.8 (м³ /ч)

Площадь проходного сечения в трубках:

ѓт = Vт = 23,8 = 0.0066 (м²)

3600Ч?_т 3600x1

При заданных условиях скорости течения воды в трубках ?_т = 1 (м/с)

Выбираем водо-водяной подогреватель ПВ 219x2-1.0-PГ-Z-УЗ :

наружный диаметр корпуса - 219 м

внутренний диаметр корпуса - 209 мм

площадь нагрева одной секции F'-11.5 м²

количество трубок -61

живое сечение трубок (ѓт) - 0.0039м²

живое сечение межтрубного пространства (ѓмт)-0.02139м²

эквивалентный диаметр межтрубного пространства(dмт) - 0.023м

Скорость воды в трубках и межтрубном пространстве:

щт = Vт = 23,8 = 0.68 (м²)

3600Ч ѓт 3600Ч0,0039

щ_мт = Vт = 23,8 = 0.28 (т/ч) 85,8 м\с Vт = 23,8 (м³\ч)

3600Ч ѓмт 3600Ч0,02139

Эквивалентный диаметр для межтрубного пространства:

dэ = 4 Ч ѓмт = 4 Ч 0,02139 _ = 0.023(м)

Р 3.14х(0.016x61 + 0.209)

Средняя температура воды в трубах:

t₁ = 0.5(t'₁ - t"₁ )= 0.5(150 + 95) = 122.5(°C)

Для этой температуры температурный множитель А_5Т = 3056

Средняя температура воды в межтрубном пространстве:

t₂ = 0.5(t'₂ - t"₂ )= 0.5(65 + 5) = 35(°С)

Для этой температуры температурный множитель А_5мт = 1909

Режим течения воды в трубах ( t₁ =125^оС, Vт = 0.271 * 10^-6 м²\с)

и межтрубном пространстве труб ( t₂ = 35^оC, Vт = 0.38* 10^-6 м²\с) турбулентный, т.к.

щ_T Ч d_T 0.68Ч0.016 =40147

Re_т = Vт = 0.271 x10^-6

щ_мT Ч d_э 0.28Ч0.023 =16947

Re_мт = Vмт = 0.38 x10^-6

Коэффициенты теплопередачи (для турбулентного течения) воды:

щт^0,8 Ч А_5Т = 0.68 ^0,8Ч40147 = 68156 (ккал\м² ЧчЧ^оС)

?_т = dэ^0,2 0,016 ^0,2

щ_мT ^0,8 Ч А_5мТ = 0.28^0,8 Ч1909 = 1462 (ккал\м² ЧчЧ^оС)

?_мт = dэ^0,2 0.023^0,2

Расчетный коэффициент теплопередачи ( коэффициент теплопроводности латуни ? = 105) определяется по формуле для плоской стенки,

т.к ее толщина меньше 2.5 мм:

К = 1 = 1 = 1370 (м²⁾

1 + д + 1 1 + 0,014 + 1

?_т ? ?_мт 68106 105 1462

Площадь нагрева подогревателя

F = Q = V₁xC x(t'₂-t"₂) x 0.85 = 23.8 Ч4190Ч60Ч0.85 = 64,56 (м²)

кЧ Дt кЧ Дt 1370 Ч 57,5

Число секции: Z = F = 64,57 = 5.6 Принимаем 6 секции F' 11.51

Гидравлический расчет водо-водяного подогревателя.

Коэффициенты гидравлического трения для трубок и межтрубного пространства определяем по формуле Альтшуля при К₁ = 0.3 * 10^-3 мм ( для бесшовных труб ):

? = 1

[1.81gRe -1.81g(Re Ч К₁ + 7]²

dт

?_т = 1 = 0,023

[1.8 lg 40147 - 1.8 lg(40147 х 0,3^-3 ) + 7]²

16.0

?_мт = 1 = 0,026

[1.8 lg 16947 -1.8 lg(l 6947 Ч 0,3^-3 ) + 7]²

22.4

Коэффициенты местных сопротивлений :

вход в трубки - 1.5x4=6.0

выход из трубки - 1.5x4=6.0

поворот в колене - 0.5x3=1.5

Итого ?о = 13.5

Суммарный коэффициент местных сопротивлений для потока воды в межтрубном пространстве :

?о = 13.5 Ч ѓ_мт/ ѓ_патр Ч Z = 13.5x1x6 = 81.6

Отношение сечений входного и выходного патрубка ѓ_мт / ѓ_патр = 1

Потери давления в подогревателе с учетом дополнительных потерь от шероховатости (для загрязненных латунных труб ч= 1):

ЎP = ( ?т Ч Lт Ч ч +?о) Ч щ_т² Ч ?

dt 2g

ЎPт = ( 0,023Ч2Ч6 Ч 1,51 +81,6) Ч 0,28² Ч 1000 = 913 (мм.вод.ст)

0,016 2Ч 9,8

ЎPмт = ( 0,026Ч3,5Ч6 Ч 1,51 +81,6) Ч 0,28² Ч 1000 = 458 (мм.вод.ст)

0,023 2Ч 9,8

Для поверочного расчета используем «Таблицы для расчета кожухотрубных водонагревателей» ( Моспроект- I, 1990 год ).

Устанавливаем водонагреватели:

ВВП ГВС - ПВ Ш 200 I ступень - 6 секций

II ступень - 3 секции

ВВП ЦО - ПВ Ш 250 8 секций

3.Выбор насосного оборудования.

Насосы ХВС :

Расход воды на холодное и горячее водоснабжение:

Gхвc=Qcp гвс Ч2.2Ч18.2Ч2Ч1.15=0.842Ч2.2Ч18.2Ч1.15=77.5 т/час

Необходимый напор:

Нхвс=Нр+Нм+Нсв+ Нп+Нцтп + Н|СТ+Н||ст-Нгор.воды

=64-17=47 м.в.ст.

Выбираем насос КМ 100-65-200/2-5 - 2 шт.

G=100 т/ч ; Н=47 м.в.ст. ; N=22.0 квт ; п=2900 об/мин

Циркуляционные насосы ГВС :

Расход циркуляционной воды определяем по нагрузке горячего водоснабжения.

GцЧGгвсЧ1.3Ч1.15=2.37Ч2.2Ч1.3Ч1.15=50.4 т/час

Необходимый напор :

Нцир.=Нцир.лин.+Нподачи+Нот.+Нцтп+Нм+Нсв=1 7.25 м.в.ст.

Выбираем насос КМ80-65-1606/2-4 - 2 шт.

G=50 т/ч ; Н=20 м.в.ст. ; N=5.5 квт ; п=2900 об/мин

Отопительные насосы

Расход воды на отопление определяем по расчетной нагрузке :

Goт=Qoт+qyд.Ч40Ч1.15=112.54 т/час

Необходимый напор :

Нцо=Нп+Но+Нцтп+Ноцо+НгЧ1.15=25.3 м.в.ст.

Выбираем насос КМ 125-100-160/2-5 - 2 шт.

G=160 т/ч ; Н=30 м.в.ст. ; N=22.0 квт ; п=2900 об/мин

Подпиточные насосы ЦО:

Расход подпиточной воды определяем по объему местной системы отопления:

Gnoдn= Vсист.от. Ч Qoт +qyд Ч1.2Ч1.15=0.494 т/час

Gcyт=0.949Ч24= 11.85 т/час

Необходимый напор:

Нпод.н = Нр.б.- Нс=11 м.в.ст.

Выбираем насос КМ50-32-125/2-5 - 2 шт.

G=12.5 т/час ; Н=20 м.в.ст.; N=2/2 квт.; п=2900 об/мин

Пожарные насосы :

G=72 м³/час; Н=49 м.в.ст.;

Выбираем насос КМ-100-65-200/2-5 - 2 шт.

G=100 т/час; Н=47 м³/час; N=22.0 квт; п=2900 об/мин.

Также на установку в ЦТП рекомендуется следующее оборудование: электроклапаны, фильтры, грязевики, приборы учета потребления теплоэнергии, приборы расхода воды, датчики давления и температуры

4. Расчет ХВО

4.1 Исходные данные

В производственно-отопительной котельной с паровыми котлами

ДЕ 25-14 ГМ и водогрейными котлами ПТВМ 30М используется вода из открытого водоема со следующими показателями:

Таблица 4.1

№ п/п	Наименование величины, размерность	Значение величины
1.	Сухой остаток, мг/кг	140
2.	Щелочность, мг-экв/кг	1,1
3.	Карбонатная жесткость, мг-экв/кг	1,1
4.	Общая жесткость, мг-экв/кг	1,6
5.	Кислотность рН	7,0-8,0

Содержание катионов и анионов в воде:

Таблица 4.2

№ п/п	Катионы и анионы	Молекулярный вес	Значение величины, размерность
1.	Са2+	40,0	1,0 мг-экв/кг
2.	Мд2+	36,5	0,6 мг-экв/кг
3.	Na+	89,7	2,2 мг-экв/кг
4.	НСО3-	91,53	0,8 мг-экв/кг
5.	SO4 2-	209,89	1,8 мг-экв/кг
6.	СI-	107,1	1,2 мг-экв/кг

4.2 Проверка допустимости применения схемы обработки воды методом натрий-катионирования

Таблица 4.3

№ п/п	Наименование величины, размерность	Расчетная формула	Расчет
1.	Сухой остаток исход- ной воды Sив, мг/кг	Таблица 4.1	140
2.	Кальциевая жесткость ЖСа, мг-экв/кг	Таблица 4.2	1,0
3.	Магниевая жесткость ЖМq, мг-экв/кг	Таблица 4.2	0,6
4.	Сухой остаток обработан- ной воды при натрий- ка- ти-онировании SОВ, мг/кг	SОВ = SИВ.+2,96ЧЖCa + + 10,84ЧЖМq	140 Ч 2,96Ч1,0 + +10,84Ч0,6 = 149,5
5.	Доля химически очищен- ной воды в питательной воде, ?о.в.		0,5
6.	Сухой остаток котловой воды SKB , мг/кг	О. В. Лившиц Справочник по водопод- готовке котельных малой мощности, таблица 3-2	6000
7.	Величина продувки котлов по сухому остатку р, %	р = Saв.Чao.в.Ч100 Sкв.- Sов Чao.в.	149,5Ч0,5Ч100 = 1,3 6000-149,5Ч0,5
8.	Расчетная величина про- дувки для котлов с давлением ?1,ЗМПа Рр,%	О. В. Лившиц Справочник по водопод- готовке котельных малой мощности, п. 4-2	10,0 1,3 < 10,0
9.	Щелочность обработанной воды Щов, мг-экв/кг		1,1
10.	Эквивалент NaOH	О. В. Лившиц Справочник по водопод- подготовке котельных малой мощности, п. 1-1	40
11.	Относительная щелочность котловой воды Щот к в, %	Щот к.в =40Ч Щ о.в.Ч100 Sов	40x1,1x100 =29,4 149,5
12.	Расчетная относительная щелочность котловой воды Щот к в, %		50,0 29,4 < 50,0
13.	Эквивалент С02	О. В. Лившиц Справочник по водо- подготовке котельных малой мощности, п. 4-2	22
14.	Доля разложения Na2C03 в котле при давлении 13кгс/см2 , ?	О. В. Лившиц Справочник по водо- подготовке котельных малой мощности, рис. 4-1	0,7
15.	Доля разложения NaHC03 в котле , ?1	О. В. Лившиц Справочник по водо- подготовке котельных малой мощности, п. 4-2	0,4
16.	Концентрация углекислоты в паре при деаэрации с барботажем С02, мг/кг	С02 =22ЧЩ0В Ч?ов Ч Ч (?1 + ?)	22 Ч 1,1 Ч 0,5 Ч(0,4+ +0,7) = 13,3
17.	Расчетная концентрация углекислоты в паре С02, мг/кг	О. В. Лившиц Справочник по водо- подготовке котельных малой мощности, п. 4-2	20,0 13,3 < 20,0

Для приготовления питательной воды принимается двухступенчатая схема обработки воды. Эта схема допустима по величине продувки котлов, концентрации углекислоты в паре, относительной щелочности котловой воды, общей и карбонатной жесткости.

Для паровых котлов ДЕ 25-14 ГМ требуется глубокое умягчение (до Ж_пв = 0,01мг-экв/кг), поэтому применяется двухступенчатое натрий-катионирова- ние. Для водогрейных котлов ПТВМ 30М с закрытой системой теплоснабже- ния и температурой воды на выходе из котла не более 150°С необходимо снижение карбонатной жесткости Ж_к до 0,4мк-экв/кг, что достижимо при одноступенчатом натрий- катионировании.

Натрий-катионитный метод умягчения воды, как и все методы ионного обмена, основан на способности некоторых практически нерастворимых в воде веществ, называемых ионитами (сульфоуголь, синтетические смолы), обменивать подвижно расположенные в них ионы на ионы, содержащиеся в обрабатываемой воде. При натрий-катионировании обменным ионом является катион натрия Na+, образующийся в результате регенерации ионита раствором поваренной соли NaCI. В процессе фильтрования обрабатываемой воды через фильтр, загруженный таким катионитом, протекают реакции катионного обмена, которые могут быть представлены в следующем виде:

2NaKaт+Ca(HC0₃)₂ >CaKaт₂+2NaHC0₃;

2NaKaт+Mg(HC0₃)₂>MgKaт₂+2NaHC0₃;

2NaKaт+CaCI₂>CaKaт₂+2NaCI;

2NaKaт+MgS0₄>MgKaт₂+Na₂S0₄,

где Кат - условное обозначение катионита.

В результате вместо кальциевых и магниевых солей в обрабатываемой воде образуется эквивалентное количество легко растворимых натриевых солей. Соли карбонатной жесткости дают в фильтрат эквивалентное коли- чество бикарбоната натрия; щелочность воды при натрий-катионировании не изменяется.

К установке принимается водоподготовительная установка, состоящая из пяти натрий-катионитных фильтров, работающих по двухступенчатой схеме умягчения. В работе три фильтра: два фильтра I ступени и один фильтр II ступени. В резерве два фильтра: один фильтр I ступени и один фильтр II ступени. В качестве фильтрующего материала принимается катионит КУ-2-8 (ГОСТ 5.1428-72): размер зерен - 0,315-1,25 мм.;

насыпная масса - 0,7-0,88 т/м³.

температура применения - до 120°С.

полная обменная способность Е_п - 1700 г-экв/м³.

4.3 Расчет оборудования ХВО

Расчет фильтров I ступени натрий-катионирования

Таблица 4.4

№ п/п	Наименование вели- чины, размерность	Расчетная формула	Расчет
1.	Производительность натрий-катионитных фильтров I ступени, равная максималь- ному расходу сырой воды, Q1Nа. М3/Ч	Таблица 1.5	28,96
2.	Скорость фильтрова- ния (нормальная) щH, м/ч	О. В. Лившиц Справочник по водоподготовке котельных малой мощности, таблица 5-4	25
3.	Количество одновре- менно работающих фильтров I ступени а, шт.		2
4.	Необходимая площадь фильтрования F, м2	F = Q1 Nа щHЧ а	28, 96 = 0,58 25x2
5.	Необходимый диаметр фильтра d, м	d = 4Ч Q1 Nа п Ч щHЧ а	4Ч 28,96 3,14 Ч 25Ч 2 = 0,86

К установке на I ступени натрий-катионирования принимаются три фильтра ФИПа1-1,0-0,6-Na (один - резервный).

Давление рабочее, МПа(кгс/см2) 0,6(6,0)

Температура, °С 40

Вместимость корпуса, м³ 2,27

Производительность, м³/ч 20

Фильтрующая загрузка:

высота, м 2

объем, м³ 1.6

Масса катионита КУ-2 при у = 0,71т/м³ 1.14

Внутренний диаметр корпуса, мм 1000

Высота фильтра, мм 3442

Толщина стенки, мм 6

Изготовитель Бийский котельный завод

Таблица 4.4

№	Наименование	Расчетная формула	Расчет
п/п	величины, размерность
6.	Общая жесткость воды, поступающей на натрий- катионитные фильтры I ступени, Ж0, г-экв/м3	Таблица 4.1	1,6
7.	Количество солей жест- кости, удаляемых на натрий- катионитных фильтрах I ступени в сутки, А1, г-экв/сутки	А1= 24ЧЖ0 Ч Q1 Nа	24Ч1,6Ч28,96 = 1112,1
8.	Удельный расход поваренной соли на регенерацию катионита qc, мк-экв/кг	О. В. Лившиц Справочник по водоподготовке котельных малой мощности, таблица 5-4	150
9.	Коэффициент эффектив- ности регенерации,учиты- вающий неполноту реге- нерации катионита в зависимости от удель- ного расхода соли, аэ	О. В. Лившиц Справочник по водоподготовке котельных малой мощности, таблица 5-5	0,74
10.	Отношение С2 Nа Ж0	С2 Nа Ж0	2 ,22 =3,03=3 1,6
11.	Коэффициент, учитыва- ющий снижение обменной способности катионита за счет частичного задержа- ния катионов Na+, вNa	О. В. Лившиц Справочник по водоподготовке котельных малой мощности, таблица 5-6	0,60
12.	Удельный расход воды на отмывку катионита q0T, м3 /м3	О. В. Лившиц Справочник по водо- подготовке котельных малой мощности, таблица 5-4	4
13.	Доля умягчения отмывочной воды	О. В. Лившиц Справочник по водо- подготовке котельных малой мощности, п. 5-3	0,5
14.	Рабочая обменная способность катионита при натрий-катионирова- нии EpNa, г-зкв/м3	EpNa =аэЧвNаЧЕп- -0,5ЧqOT ЧЖ0	0,74Ч0,60Ч1700--0,5ЧЧ4Ч1,6 = 751,6
15.	Высота слоя катионита h, м		2
16.	Площадь фильтрования натрий-катионитного фильтра FNa, м2	О. В. Лившиц Справочник по водоподготовке котельных малой мощности, таблица 5-3	0,76
17.	Число регенераций каждого фильтра в сутки n, раз /сутки	n = А FNаЧhЧ ЕрNаЧа	1112,1 0,76Ч2Ч751,6Ч 2 = 0,49
18.	Действительная скорость фильтро- вания, щд, м/ч	щд = Q1 Nа FNа Ч а	28, 96 = 19,05 0,76x2
19.	Расход 100% соли на одну регенерацию Qc. кг	Q = EPNaЧFNa ЧhЧqc 1000	751,6x0,76x2x150 1000 = 171,4
20.	Содержание NaCI в технической соли, %	О. В. Лившиц Справочник по водоподготовке котельных малой мощности, п. 5-3	96,5
21.	Суточный расход технической соли Qc.c, кг	Qс.с = Qс Чn ЧаЧ100 96,5	171,4x0,49x2x100 96,5 = 174,1
22.	Расход технической соли в месяц QMC, кг	Qм.c=Qc.с,Ч30	174,1 Ч 30 = 5223
23.	Интенсивность взрыхляющей промывки фильтра I ступени i, л/(сЧм2)	О. В. Лившиц Справочник по водоподготовке котельных малой мощности, таблица 5-4	4
24.	Продолжительность взрыхляющей промывки фильтра I ступени tвзр, мин.	О. В. Лившиц Справочник по водоподготовке котельных малой мощности, таблица 5-4	15
25.	Количество воды на одну взрыхляющую промывку фильтра I ступени Qвзp, м3	Q взр= iЧFNa Ч60Чt взр 1000	4x0,76x60x15 1000 = 2,74
26.	Концентрация регенерационного раствора Ь, %	О. В. Лившиц Справочник по водоподготовке котельных малой мощности, таблица 5-4	8
27.	Удельный вес регенерационного раствора урр, т/м3	О. В. Лившиц Справочник по водоподготовке котельных малой мощности, таблица 12-6	1,067
28.	Расход воды для приготовления регенерационного раствора соли Qp с, «Л3М	Qcx100 рс ~1000хЬхурр	171,4x100 _„01 1000x8x1,067 '
29.	Расход воды на отмывку катионита от продуктов регенерации Q0T, м3	Qct =qoTxFNaxh	4x0,76x2 = 6,08
30.	Скорость пропуска регенерационного раствора сорр, м/ч	О. В. Лившиц Справочник по водоподготовке котельных малой мощности, таблица 5-4	3
31.	Продолжительность пропуска регенерационного раствора через фильтр I ступени tpp, мин.	_QP,x60 Р Р г- юр.р X FNa	2,01x60 3x0,76
32.	Скорость пропуска отмывочной воды через катионит соот, м/ч	О. В. Лившиц Справочник по водоподготовке котельных малой мощности, таблица 5-4	6
33.	Продолжительность отмывки фильтра I ступени от продуктов регенерации t0T, мин.	QOTx60 1от г- «от X F№	6,08x60 _8() 6x0,76
34.	Продолжительность регенерации фильтра I ступени tper, мин.	^рег -- ^взр ^р.р от	15 + 52,9 + 80 = 147,9мин. « * 2ч.28мин.
35.	Межрегенерационный период работы фильтра I ступени Т,, ч	24 Т - -- -t 1 п рег	24 --2ч.28мин. = 0,49 = 46ч. 32м и н.

Таблица 4.5. Расчет фильтров II ступени натрий-катионирования

№ п/п	Наименование величины, размерность	Расчетная формула	Расчет
1.	Производительность натрий-катионитных фильтров II ступени, равная максимальному расходу сырой воды для компенсации потерь конденсата С4 м3\ч	Таблица 1.5	21,83
2.	Скорость фильтрования (нормальная) сон, м/ч	О. В. Лившиц Справочник по водоподготовке котельных малой мощности, таблица 5-4	40
3.	Количество одновременно работающих фильтров 1 ступени а, шт.		1
4.	Необходимая площадь фильтрования F, м2	Q" р _ wNa сон х а	21'83=0,55 40x1
5.	Необходимый диаметр фильтра d, м		4xQ»a л х сон х а		1 4x2X83 -0831 - 083 3,14x40x1

К установке на II ступени натрий-катионирования принимаются два фильтра ФИПа11-1,0-0,6-Na (один - резервный).

Давление рабочее, МПа(кгс/см2) Температура, °С Вместимость корпуса, м3 Производительность, м3/ч Внутренний диаметр корпуса, мм Высота фильтра, мм Толщина стенки, мм Фильтрующая загрузка: высота, м объем, м3

Масса катионита КУ-2 при у = 0,71т/м3 Изготовитель 0,6(6,0)

Таблица 4.5

№ п/п	Наименование величины, размерность	Расчетная формула	Расчет
6.	Остаточная жесткость воды, поступающей на натрий-катионитные фильтры II ступени, Ж0, г-экв/м3	О. В. Лившиц Справочник по водоподготовке котельных малой мощности, п. 5-3	0,1
7.	Количество солей жесткости, удаляемых на натрий-катионитных	А|=24хЖ0хО".	24x0,1x21,83 = 52,4
	фильтрах II ступени в сутки, Ан, г-экв/сутки
8.	Удельный расход поваренной соли на регенерацию катионита qc, мк-экв/кг	О. В. Лившиц Справочник по водоподготовке котельных малой мощности, таблица 5-4	350
9.	Коэффициент эффективности регенерации, учитывающий неполноту регенерации катионита в зависимости от удельного расхода соли, аэ	О. В. Лившиц Справочник по водоподготовке котельных малой мощности, таблица 5-5	0,94
10.	Коэффициент, учитывающий снижение обменной способности катионита за счет частичного задержания катионов Na+, PNa	О. В. Лившиц Справочник по водоподготовке котельных малой мощности, таблица 5-6	0,60
11.	Удельный расход воды на отмывку катионита q0T, м3 /м3	О. В. Лившиц Справочник по водоподготовке котельных малой мощности, таблица 5-4	4
12.	Доля умягчения отмывочной воды	О. В. Лившиц Справочник по водоподготовке котельных малой мощности, п. 5-3	0,5
13.	Рабочая обменная способность катионита при натр...

Подобные документы

• Аэродинамический расчет котельного агрегата

  Расчет тепловой схемы котельной закрытого типа с водогрейными котлами. Выбор основного и вспомогательного оборудования, определение исходных данных для аэродинамического расчета газового и воздушного трактов. Расчет технико-экономических показателей.
  
  курсовая работа [1002,2 K], добавлен 19.11.2013
  

• Проектирование котельной промышленного предприятия

  Описание котельной и ее тепловой схемы, расчет тепловых процессов и тепловой схемы котла. Определение присосов воздуха и коэффициентов избытка воздуха по газоходам, расчет объемов воздуха и продуктов сгорания, потерь теплоты, КПД топки и расхода топлива.
  
  дипломная работа [562,6 K], добавлен 15.04.2010
  

• Промышленная котельная с паровыми котлами

  Расчёт тепловой схемы котельной, выбор вспомогательного оборудования. Максимально-зимний режим работы. Выбор питательных, сетевых и подпиточных насосов. Диаметр основных трубопроводов. Тепловой расчет котла. Аэродинамический расчёт котельной установки.
  
  курсовая работа [1,7 M], добавлен 08.10.2012
  

• Расчетно-пояснительная записка теплового расчета парового котла типа БКЗ-320-140

  Топливный тракт котла, выбор схемы подготовки топлива к сжиганию. Расчет экономичности работы котла, расхода топлива, тепловой схемы. Описание компоновки и конструкции пароперегревателя котла. Компоновка и конструкция воздухоподогревателя и экономайзера.
  
  курсовая работа [3,5 M], добавлен 12.06.2013
  

• Расчет теплоэнергетического оборудования котельных

  Определение тепловых нагрузок и расхода топлива производственно-отопительной котельной; расчет тепловой схемы. Правила подбора котлов, теплообменников, баков, трубопроводов, насосов и дымовых труб. Экономические показатели эффективности установки.
  
  курсовая работа [784,4 K], добавлен 30.01.2014
  

• Расчет и конструирование парового котла

  Выбор способа шлакоудаления и типа углеразмолочных мельниц. Тепловой баланс котла и определение расхода топлива. Расчет теплообмена в топке, воздушного тракта, вредных выбросов в атмосферу, дымовой трубы. Регулирование температур перегретого пара.
  
  курсовая работа [294,9 K], добавлен 05.03.2015
  

• Расчет отопительной котельной

  Техническая характеристика водогрейного котла. Расчет процессов горения топлива: определение объемов продуктов сгорания и минимального объема водяных паров. Тепловой баланс котельного агрегата. Конструкторский расчет и подбор водяного экономайзера.
  
  курсовая работа [154,6 K], добавлен 12.12.2013
  

• Проектирование производственно-отопительной котельной

  Составление принципиальной тепловой схемы котельной и расчет ее для трех характерных режимов. Выбор единичной мощности и числа устанавливаемых котлов. Определение часового и годового расхода топлива. Выбор тягодутьевых устройств. Охрана окружающей среды.
  
  дипломная работа [253,2 K], добавлен 16.11.2012
  

• Тепловой баланс котла и расчет топлива

  Элементарный состав и геометрические характеристики топлива. Определение объемов воздуха и продуктов сгорания топлива при нормальных условиях. Состав котельной установки. Конструкция и принцип действия деаэратора. Конструктивный расчет парового котла.
  
  курсовая работа [594,6 K], добавлен 25.02.2015
  

• Проектирование отопительной котельной для теплоснабжения

  Расчет тепловых нагрузок отопления вентиляции и ГВС. Сезонная тепловая нагрузка. Расчет круглогодичной нагрузки. Расчет температур сетевой воды. Расчет расходов сетевой воды. Расчет тепловой схемы котельной. Построение тепловой схемы котельной.
  
  дипломная работа [364,5 K], добавлен 03.10.2008
  

• Расчет парового котла ДЕ-6,5-14

  Описание конструкции котла. Особенности теплового расчета парового котла. Расчет и составление таблиц объемов воздуха и продуктов сгорания. Расчет теплового баланса котла. Определение расхода топлива, полезной мощности котла. Расчет топки (поверочный).
  
  курсовая работа [1,1 M], добавлен 12.07.2010
  

• Тепловой расчёт котельного агрегата

  Развитие котельной техники, состав котельной установки. Определение теоретических объёмов воздуха, газов, водяных паров и азота, расчёт энтальпий. Тепловой баланс котла, расчёт расхода топлива. Тепловой расчёт конвективного пучка и водяного экономайзера.
  
  курсовая работа [58,1 K], добавлен 02.07.2012
  

• Система автоматического регулирования теплового режима парового котла

  Элементы рабочего процесса, осуществляемого в котельной установке. Схема конструкции парового котла. Описание схемы автоматизации объекта, монтажа и наладки системы автоматического регулирования. Расчет чувствительности системы управления подачей пара.
  
  дипломная работа [1,1 M], добавлен 03.09.2013
  

• Реконструкция теплоснабжения ОАО "САРЭКС" с разработкой собственной котельной

  Краткая характеристика ОАО "САРЭКС". Реконструкция теплоснабжения. Определение тепловых нагрузок всех потребителей. Расчет схемы тепловой сети и тепловой схемы котельной. Выбор соответствующего оборудования. Окупаемость затрат на сооружение котельной.
  
  дипломная работа [1,7 M], добавлен 01.01.2009
  

• Расчет экономической эффективности установки экономайзера на котельной хлебозавода

  Расчет принципиальной тепловой схемы. Расчет расширителя (сепаратора) непрерывной продувки. Расчет расходов химически очищенной и сырой воды. Определение количества котлоагрегатов, устанавливаемых в котельных. Тепловой баланс котельного агрегата.
  
  курсовая работа [240,5 K], добавлен 03.11.2009
  

• Расчет котла ТВГ-8М

  Принцип работы водогрейного котла ТВГ-8МС, его конструкция и элементы. Расход топлива котла, определение объемов воздуха и продуктов сгорания, подсчет энтальпий, расчет геометрических характеристик нагрева, тепловой и аэродинамический расчеты котла
  
  курсовая работа [209,5 K], добавлен 13.05.2009
  

• Расчет котла

  Состав и питательная система парового котла КАВ. Принцип действия одноимпульсного термогидравлического регулятора прямого действия. Предварительный тепловой баланс и определение расхода топлива. Проектирование и исходные данные по пароводяному тракту.
  
  курсовая работа [3,2 M], добавлен 02.12.2010
  

• Расчет печи и процессов горения

  Методы использования тепловых вторичных ресурсов, установки для внешнего теплоиспользования. Принципиальные схемы использования теплоты производственной воды, тепловые аккумуляторы. Расчет процесса горения в топке, тепловой нагрузки и расхода топлива.
  
  курсовая работа [727,1 K], добавлен 21.06.2010
  

• Проект перевода котла-утилизатора КУ-150 с парового на водогрейный режим с естественной тягой

  Назначение и компоновка котла-утилизатора КУ-150. Краткое описание технологической схемы и газового тракта. Конструкция и характеристики котла при работе в паровом и в водогрейном режиме. Расчета экономического эффекта реконструкции данного котла.
  
  дипломная работа [208,4 K], добавлен 23.05.2015
  

• Расчет теплоутилизационной установки вторичных энергоресурсов

  Подготовка исходных данных по топливному газу и водяному пару. Расчет процесса горения в печи. Тепловой баланс печи, определение КПД печи и расхода топлива. Гидравлический расчет змеевика печи. Тепловой баланс котла-утилизатора (процесс парообразования).
  
  курсовая работа [200,1 K], добавлен 15.11.2008
  

• главная
• рубрики
• по алфавиту
• вернуться в начало страницы
• вернуться к началу текста
• вернуться к подобным работам