Энергообеспечение промышленного района вблизи г. Иркутска

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н.Ельцина»

Уральский энергетический институт

Кафедра промышленной теплоэнергетики

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине: «Котельные и тепловые сети»

на тему: «Энергообеспечение промышленного района вблизи г. Иркутска»

Руководитель: Дубинин А.М.

Студент: Хотченко И.

Группа: ЭН3-450044у

г. Екатеринбург 2018 г.



Содержание

котельная тепловой мощность водоснабжение

1. Расчет тепловой мощности абонентов

1.1 Расчет тепловой мощности на отопление

1.2 Расчет тепловой мощности на вентиляцию

1.3 Расчет среднесуточной тепловой мощности на горячее водоснабжение

1.4 Расчет годового теплопотребления и топлива

2. Гидравлический расчет тепловых сетей

2.1 Расчет паропровода

2.1.1 Предварительный расчет

2.1.2 Проверочный расчет

2.2 Расчет водяных сетей

3. Тепловой расчет сети

3.1 Расчет мощности тепловых потерь водяным теплопроводом

3.2 Расчет толщины тепловой изоляции

4. Расчет котельной с паровыми котлами

4.1 Расчет паровой части котельной

4.2 Расчет водогрейной части котельной

4.3 Температурный график

5. Выбор основного и вспомогательного оборудования котельных

Вывод

Библиографический список

Задание на курсовой проект

Вариант: №24

Источник теплоснабжения: Паровая котельная

Топливо основное (резервное): Природный газ (мазут)

№ чертежа: 4

Основное оборудование котельной: ДКВР10-13-250

К абоненту №2 -технологический пар

·

·

·

Абонент №10:Завод металлоконструкций, в составе:

-кузнечный цех объемом V=80 тыс.м³;

- слесарные мастерские объемом V=130 тыс.м³

-ремонтные цеха объемом V=9 тыс.м³

- склад моделей цех объемом V=5тыс.м³

- административно-бытовой корпус объемом V=12 тыс.м³

Казармы, абонент №11

Коэффициент охвата ванными:

Скорость ветра w_в=4 м/с

Сетевая вода при :

·

·

Промышленный район вблизи города: Иркутск

Тепловая сеть- двухтрубная, закрытая

Способ прокладки труб-надземный



1. Расчет тепловой мощности абонентов

1.1 Расчет тепловой мощности на отопление

Производится по максимальным расходам тепловой мощности на отопление, кВт.

Для абонента №10- завода металлоконструкций расчет тепловой мощности на отопление производится исходя из известного назначения и объема помещений.

Мощность тепловых потерь в помещении, кВт, рассчитывается по формуле:

,

где q₀-удельная тепловая потеря здания, Вт/ (м³*К) -берется из таблицы [1,приложение 4] для расчетной температуры наружного воздуха

V- объем помещения, м³, по наружному обмеру ;

t_в=+18С(Т_в=291К) - расчетная температура воздуха в помещении ;

t_н- расчетная температура,С, наружного воздуха ;

_t- поправочный коэффициент, который определяется по формуле:

- коэффициент инфильтрации (доля тепловых потерь за счет проникновения холодного воздуха через неплотности) ;

где в- постоянная инфильтрации, равная для железобетонных зданий в=(35…40)*10^-3 с/м ; для кирпичных зданий в=(8…10)*10^-3 с/м,

h-высота здания, м ;

w_в=4 м/с динамический напор ветра ;

q_в.т.-удельные внутренние тепловыделения.

Согласно СП 131.13330.2012 Строительная климатология. Актуализированная редакция СНиП 23-01-99* (с изм. N 1, 2)

для г. Иркутска: (Т_н=240К) ;

_t=0,54+=0,971

Удельные внутренние тепловыделения для кузнечных и термических

цехов составляют q_в.т.=0,3…0,5 ; для сталелитейных, чугунолитейных и меднолитейных цехов q_в.т.=0,5…0,75.

Сведем исходные данные и результаты расчета расхода тепла на отопление абонента №2 в таблицу 1.1.

Расчет тепловой мощности на отопление абонента №10

Таблица 1.1

№№ п/п	Потребитель	V*10-3, м3	h*, м	q0, Вт/ (м3*К)	qв.т.,	в*103, с/м		Q0max, кВт
1	Кузнечный цех	80	12	0,23	0,4	40	0,262	946
2	Слесарные мастер-ские	130	12	0,43	0,7	40	0,300	3973
3	Ремонтные цеха	9	12	0,58	-	37	0,242	369
4	Склад моделей цех	5	12	0,7	0,5	40	0,262	244
5	АБК	12	12	0,32	-	10	0,065	221
	Итого:		5974

*задается условно

Для абонента №11 расчет тепловой мощности на отопление производится по той же формуле, с учетом того, что объем жилых зданий на 1 жителя составляет V=55 м³. Итого объем казарм равен V=55*700 =38,5тыс.м³

[1], примечание 3 к Приложению №7.

Далее для казарм q₀=0,4 Вт/ (м³*К)- [1], таблица А к Приложению №4.

=0,242(см. расчет по абоненту №2)

Q₀ ^max=0,4*1*38,5*10 ³*[18-(-33)]**10^-3=976 кВт

Таблица 1.2

Тепловая мощность на отопление по абонентам

Абонент №	10	11
Тепловая мощность на отопление, кВт	5974	976	6950

1.2 Расчет тепловой мощности на вентиляцию

Производится по максимальным расходам тепловой мощности на вентиляцию, кВт.

Для абонента №10- завода металлоконструкций расчет тепловой мощности на вентиляцию производится исходя из известного объема и назначения помещений.

Максимальная тепловая мощность на вентиляцию помещений, кВт

Q_{в max} = q_в •V• (t_в-t_н) •10^-3

Сведем исходные данные и результаты расчета расхода тепла на вентиляцию абонента №2 в таблицу 1.3.

Расчет тепловой мощности на вентиляцию абонента №10



Таблица 1.3

№№ п/п	Потребитель	V*10-3, м3	qв, Вт/ (м3*К)	tв,С	tн,С	Q0max, кВт
1	Кузнечный цех	80	0,55	18	-33	2244
2	Слесарные мастерские	130	0,12	18	-33	796
3	Ремонтные цеха	9	0,17	18	-33	78
4	Склад моделей цех	5	0	18	-33	0
5	АБК	12	0,12	18	-33	74
	Итого:	3192

Для абонента №11 расчет тепловой мощности на вентиляцию составляет 10% от мощности на отопление, [1], примечание 3 к Приложению №7.

Таблица 1.4

Тепловая мощность на вентиляцию по абонентам

Абонент №	10	11
Тепловая мощность на вентиляцию, кВт	3192	98	3290

1.3 Расчет среднесуточной тепловой мощности на горячее водоснабжение

Абонент №10.

Среднесуточная тепловая мощность на ГВС производственными цехами, кВт

p - число душевых насадок в цехе, обычно 10-20 [6], п.3.2;

a = 270 кг/(ч•сетку•смен) - max расход воды через одну сетку в смену;

с = 4,19 кДж/ (кг•К ) - удельная теплоемкость воды;

температура воды на г.в.с.;

температура холодной воды.

Сведем исходные данные и результаты расчета расхода тепла на горячее водоснабжение абонента №10 в таблицу 1.5.

Расчет тепловой мощности на ГВС абонента №10

Таблица 1.5

№№ п/п	Потребитель	р	a	tг,С	tх,С	Qсргвс, кВт
1	Кузнечный цех	29,5	270	55	5	29,5
2	Слесарные мастерские	19,6	270	55	5	39,3
3	Ремонтные цеха	35,4	270	55	5	29,5
4	Склад моделей цех	19,6	270	55	5	35,4
5	АБК	9,8	270	55	5	9,8
	Итого:	114

Абонент №11.

Среднесуточная тепловая мощность на г.в.с. бытовых потребителей определяется из выражения:

где:

среднесуточная норма расхода горячей воды на человека;

b=1-коэффициент охвата ванными ;

расчетная длительность подачи воды на г.в.с.



Таблица 1.6

Среднесуточная тепловая мощность на г.в.с. по абонентам

Абонент №	10	11
Тепловая мощность на г.в.с., кВт	114	265	379

1.4 Расчет годового теплопотребления и топлива

Тепловая мощность на отопление и вентиляцию зависит от температуры наружного воздуха(сезонная нагрузка).

Для г. Иркутска: .

средняя температура отопительного периода [9];

Для определения годового теплопотребления абонентами на отопление и вентиляцию строится график сезонной нагрузки (рис.1). Для построения графика найдем следующие величины:

Имея эти значения в правой части графика на оси абсцисс откладываем значения температур, начиная от расчетной наружной и заканчивая температурой конца отопительного сезона . Температура соответствует , а соответствует . В левой части графика по оси абсцисс откладывается число часов стояния тех или иных среднесуточных температур наружного воздуха , которые находятся из [1]. Каждой температуре наружного воздуха соответствует своя мощность, кВт, и продолжительность в часах этой мощности .

Расчет годового сезонного теплопотребления



Таблица 1.7

+8	5780
0	4320
-5	3300
-10	2600
-15	1730
-20	864
-25	458
-30	172
-33	115
-35	58
-40	7

n_i = n_i- n_i+1



Рис. 1График годового теплопотребления сезонной нагрузки

Годовой отпуск теплоты абонентам на отопление и вентиляцию:

=(10,56+13,27+14,96+17,61+20,66+11,15+8,89+1,98+2,1+1,88+0,26)*10⁹=10,37*10¹⁰ кДж/год

Проверка:

где средняя температура отопительного периода;

Относительная погрешность:

Годовой расход природного газа на отопление и вентиляцию:

Где: теплота сгорания природного газа (Уренгой - Сургут-Челябинск) [2]; -КПД котлов [3].

Годовой отпуск теплоты на г.в.с. (круглогодовая нагрузка):

где суммарная тепловая мощность г.в.с. по всем абонентам;

число часов на ремонт и опрессовку тепловых сетей.

Годовой расход природного газа на г.в.с.:

Годовой отпуск теплоты с промышленным паром давлением 9 ата:

Где потребление водяного пара абонентом;

энтальпия пара [4];

доля возврата конденсата с производства;

температура возвращаемого конденсата с производства.

Годовой расход природного газа на отпуск промышленного пара:

Годовой отпуск теплоты источником теплоснабжения:

Годовой расход природного газа:

Где КПД транспорта энергии.

Топливная составляющая в себестоимости теплоты в котельной:

где цена природного газа.

Удельный расход топлива:



2. Гидравлический расчет тепловых сетей

2.1 Расчет паропровода

2.1.1 Предварительный расчет

Параметры пара на выходе из котельной:

где удельная линейная потеря давления;

расстояние от источника теплоснабжения до абонента (по карте местности);

удельная линейная потеря температуры пара;

Плотность пара на выходе из котельной и в конце участка (у абонента):

;

Средняя плотность пара:

Внутренний диаметр паропровода:

Стандартный внутренний диаметр трубы 273*7:



2.1.2 Проверочный расчет

Уточненная удельная линейная потеря давления пара:

Средняя температура и давление пара:

Число компенсаторов на участке:

где предельное расстояние между неподвижными опорами [5, стр.24].

Длина прямого участка, определенная по сопротивлению эквивалентная всем местным сопротивлениям паропровода с компенсаторами, задвижками и поворотами:

Где местные сопротивления П-образных компенсаторов;

число задвижек на участке паропровода;

местные сопротивления задвижек;

число поворотов паропровода;

местные сопротивления поворотов.

Расчетное тепловое удлинение паропровода между неподвижными опорами:

Длина вылета компенсатора, при условии, что длины спинки вылета равны:

Удлинение магистрали за счет длины вылетов компенсаторов:

Уточненное падение давления в паропроводе на участке:

Уточненное давления пара в начале участка:

Удельная потеря температуры пара вдоль паропровода за счет тепловых потерь в окружающую среду:

где удельная линейная потеря мощности с одного метра длины паропровода [5,стр.25];

удельная теплоемкость пара.

Уточненное значение температуры пара в начале участка:

Уточненная среднее значение плотности водяного пара на участке:

где плотность водяного пара в начале участка определенная по уточненным параметрам и [4, стр.50-51].

Относительная погрешность:

<5%- расчет окончен

Количество неподвижных опор на участке:

Количество скользящих опор на участке:

где расстояние между скользящими опорами [1,стр.461].

Диаметр конденсатопровода:

где скорость возвращаемого конденсата в конденсатопроводе.

Таблица 2.1

Сводные расчетные данные паропровода

Символ	, МПа	,
Величина	1,117	230,96	9,86	0,259	0,087	36	2	37	276



2.1.3 Расчет водяных сетей

Определим расход воды по всем абонентам, начиная с самого удаленного от источника теплоснабжения.

Магистральный участок 0-1 (к абоненту №11)

Расход воды на отопление и вентиляцию:

Расход воды на г.в.с.:

где если , иначе

Расчетный расход воды:

где КПД транспорта тепловой энергии по водяным теплосетям.

Предварительный расчет

Удельная линейная потеря давления:

Внутренний диаметр трубы на участке:

Стандартный диаметр трубы 133х4:

Уточненная удельная линейная потеря давления:

Проверочный расчет

Число компенсаторов на участке:

где длина участка 0-1;

предельное расстояние между неподвижными опорами [5, стр.24].

Длина прямого участка определенная по сопротивлению эквивалентная всем местным сопротивлениям паропровода с компенсаторами, задвижками и поворотами:

где

местные сопротивления П-образных компенсаторов;

число секционирующих задвижек;

местные сопротивления задвижек;

число поворотов участка;

местные сопротивления поворотов.

Расчетное тепловое удлинение трубопровода между неподвижными опорами:

Длина вылета компенсатора, при условии, что длины спинки вылета равны:

Удлинение участка за счет длины вылетов компенсаторов:

Падение давления воды на в прямом и обратном трубопроводах сети вместе:

или

Располагаемое давление в начале рассматриваемого магистрального участка (в точке ответвления к другому абоненту):

Количество неподвижных опор на участке:

Количество скользящих опор на участке:

где расстояние между скользящими опорами [1,стр.461].

Участок 0-2 (ответвление) к абоненту №10

Расход воды на отопление и вентиляцию:

Расход воды на г.в.с.:

Расчетный расход воды:

Предварительный расчет

Удельная линейная потеря давления:

Внутренний диаметр трубы на участке:

Стандартный диаметр трубы 273х7:

Уточненная удельная линейная потеря давления:

Проверочный расчет

Число компенсаторов на участке:

где длина участка 0-2;

предельное расстояние между неподвижными опорами [5, стр.24].

Длина прямого участка определенная по сопротивлению эквивалентная всем местным сопротивлениям паропровода с компенсаторами, задвижками и поворотами:

где

местные сопротивления П-образных компенсаторов;

число секционирующих задвижек;

местные сопротивления задвижек;

число поворотов участка;

местные сопротивления поворотов.

Расчетное тепловое удлинение трубопровода между неподвижными опорами:

Длина вылета компенсатора, при условии, что длины спинки вылета равны:

Удлинение участка за счет длины вылетов компенсаторов:

Падение давления воды на в прямом и обратном трубопроводах сети вместе:

Или

Действительное располагаемое напор в конце ответвления (у абонента №2):

Так как , незначительно, то дроссельная шайба на данном участке не требуется.

Количество неподвижных опор на участке:

Количество скользящих опор на участке:

где расстояние между скользящими опорами [1,стр.461].

Магистральный участок 0-3 (от котельной до ответвления)

Расчетный расход воды:

Предварительный расчет

Удельная линейная потеря давления:

Внутренний диаметр трубы на участке:

Стандартный диаметр трубы 325*8:

Уточненная удельная линейная потеря давления:

Проверочный расчет

Число компенсаторов на участке:

где длина участка 0-1;

предельное расстояние между неподвижными опорами [5, стр.24].

Длина прямого участка определенная по сопротивлению эквивалентная всем местным сопротивлениям паропровода с компенсаторами, задвижками и поворотами:

где

местные сопротивления П-образных компенсаторов;

число секционирующих задвижек;

местные сопротивления задвижек;

число поворотов участка;

местные сопротивления поворотов.

Расчетное тепловое удлинение трубопровода между неподвижными опорами:

Длина вылета компенсатора, при условии, что длины спинки вылета равны:

Удлинение участка за счет длины вылетов компенсаторов:

Падение давления воды в прямом и обратном трубопроводах сети вместе:

*

или

Располагаемое давление у источника теплоснабжения:

Располагаемое давление сетевых насосов:

где потеря давления в сетевых подогревателях [1, Приложение 19].

Количество неподвижных опор на участке:

Количество скользящих опор на участке:

где расстояние между скользящими опорами [1,стр.461].

Для построения пьезометрического графика необходимо поддерживать статический подпор, обеспечить невскипание воды при ;- это соответствует H_s-s=20 м.в.ст. [6,таблица 5.4].

Рис. 3 Пьезометрический график водяных тепловых сетей

3. Тепловой расчет сети

3.1 Расчет мощности тепловых потерь водяным теплопроводом

Потеря мощности всем теплопроводом в окружающую среду как для прямого, так и обратного трубопроводов:

где коэффициент местных потерь опорами и арматурой;

длины магистральных участков, ответвлений и вылетов компенсаторов:

удельная мощность тепловых потерь на участке прямого и обратного трубопроводов, выбирается из табл.П2 [5,стр25]:

- участок 0-1 Ду125мм

- участок 0-2 Ду259мм

- участок 0-3 Ду309 мм

3.2 Расчет толщины тепловой изоляции

Участок 0-1

Термическое сопротивление основного слоя изоляции на участке прямого или обратного трубопровода:

Толщина основного слоя изоляции для всех участков сети, которая обеспечит расчетную мощность тепловых потерь:

где коэффициент теплопроводности основного слоя изоляции (маты из стеклянного штапельного волокна на синтетическом связующем марок МТ-35 и МТ-50).

Участок 0-2

Термическое сопротивление основного слоя изоляции на участке прямого или обратного трубопровода:

Толщина основного слоя изоляции для всех участков сети, которая обеспечит расчетную мощность тепловых потерь:

Участок 0-3

Термическое сопротивление основного слоя изоляции на участке прямого или обратного трубопровода:

Толщина основного слоя изоляции для всех участков сети, которая обеспечит расчетную мощность тепловых потерь:



4. Расчет котельной с паровыми котлами

Исходные данные для расчета и выбора оборудования

1. Расход промышленного пара:

2. Давление и температура пара на выходе котельной:

3. Доля возврата конденсата:

4. Максимальные тепловые мощности на отопление и вентиляцию и среднесуточная на г.в.с.:

Мощность тепловых потерь в водяных сетях:

5. Расчетный расход сетевой воды на выходе из источника:

Подпитка теплосети (СП124.13330.2012,п.6.16)

Температуры сетевой воды в отопительных системах абонентов при расчетной наружной температуре:

8. Система теплоснабжения закрытая, двухтрубная.

Марка паровых котлов: ДКВР10-13-250

9. Расход воды на г.в.с.:

Расчетная принципиальная схема котельной с паровыми котлами представлена на рис.4.

Рис. 4 Принципиальная расчетная тепловая схема котельной с паровыми котлами 1-паровые котлы; 2- сетевые подогреватели (СП) ; 3- охладители конденсата; 4- деаэратор питательной воды; 5- деаэратор подпиточной воды; 6-ХВО ; 7- сепаратор непрерывной продувки котлов ;8- охладитель СНП котлов; 9-барботер; 10- подогреватель сырой воды; 11-подогреватель химочищенной воды; 12- охладитель деаэрированной воды; 13-РОУ1- промышленного пара; 14-перепускной клапан ; 15-РОУ2-пар на собственные нужды и сетевые подогреватели ;16-питательные насосы; 17- сетевые насосы; 18- подпиточные насосы ; 19- насосы аварийной подпитки сети ; 20-канализация; 21-конденсатный бак ; 22- насосы сырой воды; 23- коллектор водопроводной воды; 24- баки-аккумуляторы; 25-конденсатные насосы



4.1 Расчет паровой части котельной

Паропроизводительность котельной определяется по формуле:

D_к= D_п+ D_сп+D_сн-(G_роу1+G_роу2),

где D_п=4,17 кг/с- расход промышленного пара ;

D_сп- расход пара на сетевые подогреватели, кг/с ;

D_сн- расход пара на собственные нужды котельной , кг/с ;

D_сн включает в себя следующие расходы пара, кг/с:

D_д1 и D_д2-к деаэраторам подпиточной и питательной воды;

D_п1 и D_п2-к подогревателям водопроводной и химочищенной воды;

D_мх =0,03* D_п =0,03*4,17=0,125 кг/с - расход пара на мазутное хозяйство;

G_РОУ1 и G_РОУ2- расход питательной воды, впрыскиваемой в пароохладитель РОУ1 промышленного пара и РОУ2 пара, идущего на собственные нужды и в сетевые подогреватели.

Определим D_сп- расход пара на сетевые подогреватели.

Расход пара на сетевые подогреватели D_сп, кг/с, определяется из уравнения теплового баланса:

=0,98- КПД сетевого подогревателя ;

- энтальпия в сетевом подогревателе, определяется по t_нас.-температуре насыщения в сетевом подогревателе, которая составляет

t_нас.=₁+t=130+10=140C, где t=10С-недогрев сетевой воды в сетевом подогревателе до температуры насыщения.

Отсюда

- энтальпия конденсата греющего пара после охладителя конденсата.

Для ее расчета вначале определим температуру обратной сетевой воды на входе в котельную:

₂*=₂-=70-=68,31С

=0,98- КПД сетевого подогревателя.

Определим энтальпию конденсата

+t)=4,19*(68,31+10)=328,12 кДж/кг

t=10С-недоохлаждение конденсата до температуры обратной сетевой воды в охладителе.

В результате

=4,03 кг/с

Температура сетевой воды, С, после охладителя конденсата находится из уравнения теплового баланса охладителя:

₂**=*₂+=68,31+=73,92С

Определим расход продувочной воды из паровых котлов:

где

- коэффициент, принимаемый в первом приближении,

Расход продувочной воды из СНП, уходящей в канализацию:

где = 830,13 кДж/кг - энтальпия продувочной воды из барабана котла (давление 1,4 МПа)

i_пр = 2683,06 кДж/кг; i_пр = 439,29 кДж/кг - энтальпии пара и кипящей воды на выходе из СНП по давлению 0,12 МПа в деаэраторе питательной воды, с которым СНП связан паропроводом

Расход вторичного пара из СНП, идущего в питательный деаэратор:

Расход водопроводной воды на входе в котельную для восполнения потерь:

Температура водопроводной воды после охладителя:

Где температура воды после охладителя, удаляемой в канализацию;

температура холодной водопроводной воды;

коэффициент теплопотерь охладителя;

температура воды, уходящей из СНП [4].

Расход пара на подогреватель водопроводной воды:

Где температура сырой воды за подогревателем перед ХВО;

энтальпии пара и конденсата за РОУ2 пара, поступающего на собственные нужды, при t=140C[4].

Расход пара на деаэратор подпиточной воды:

Где температура химочищенной воды на входе в головку деаэратора ;

энтальпии пара и конденсата в деаэраторе.

Расходы химочищенной воды на входе в головки подпиточного и питательного деаэраторов:

Расход водяного пара на подогреватель химочищенной воды, поступающей в деаэратор питательной воды:

где температура воды за ХВО.

Расход пара на питательный деаэратор:

где температура конденсата, возвращаемого с производства.

=

=0,248 кг/с

Производительность питательного деаэратора:

Уточненный расход на собственные нужды:

Расход воды, впрыскиваемой в пароохладитель РОУ1 при получении редуцированного промышленного пара:

Где энтальпия перегретого пара за котлом

при P=14 ата, t=250C;

энтальпия пара, отпускаемого на промышленные нужды при Р=1,117МПа; t=230,96C-выход из котельной

энтальпия питательной воды перед котлом.

Расход питательной воды, впрыскиваемой в пароохладитель РОУ2 при получении пара, отпускаемого на собственные нужды котельной:

где

энтальпия пара, отпускаемого на собственные нужды котельной.

Уточненная паропроизводительность котельной:

Паропроизводительность котельной, принятая предварительно:

Расхождение:

Материальный баланс котельной (паровой части):

Небаланс составляет 1,37%, что меньше 2% - расчет завершен.

4.2 Расчет водогрейной части котельной

Известно:

Определим соотношение =379/10420=0,036<0,6

Принимаем последоват. схему включения подогревателей воды на г.в.с.

Температура обратной сетевой воды после ЦТП на входе в котельную при температуре наружного воздуха :

₂*=₂-=70 -=68,31С

Минимальный расход воды через насосы рециркуляции [5,стр.95]:

Общий расход сетевой воды:

Тепловая мощность водогрейной части котельной:

4.3 Температурный график

Рассматриваем центрально-качественное регулирование (

Для построения графика зададим ряд значений температур наружного воздуха от до и вычислим температуры теплоносителя для каждого значения температуры наружного воздуха:

Температура в прямой сети за второй ступенью подогрева воды для г.в.с. на ЦТП:

Температура за отопительными приборами:

Температура в прямой сети на выходе из котельной:

где температура воды на г.в.с. после I ступени.

Температура воды в обратном трубопроводе тепловой сети на входе в источник теплоснабжения:

Температура смешанной воды, поступающей в отопительные установки абонентов:

Расчет для других значений температур наружного воздуха делается аналогично. Результаты расчета представлены в таблице 4.1.

Таблица 4.1

Среднесуточная тепловая мощность на г.в.с. по абонентам

8	44,70	32,93	22,93	45,68	32,38	37,83
0	62,58	41,41	31,41	63,30	40,60	50,23
-5	73,27	46,21	36,21	73,85	45,25	57,48
-10	83,69	50,75	40,75	84,13	49,65	64,48
-15	93,91	55,09	45,09	94,21	53,86	71,56
-20	103,97	59,26	49,26	104,15	57,90	77,89
-25	113,88	63,29	53,29	113,93	61,81	84,37
-30	123,68	67,21	57,21	123,61	65,61	90,74
-33	129,5	69,5	59,5	129,36	67,83	94,5

По рассчитанным температурам теплоносителя строим температурный график (рис.4). Срезка температуры в прямой сети на уровне 70С необходима для подогрева водопроводной воды для ГВС на ЦТП.

Рис. 4 Температурный график центрально-качественного регулирования



5. Выбор основного и вспомогательного оборудования котельных

Категория котельной - II (резервные котлы не предусматриваем).

1. Число паровых котлов:

где паропроизводительность котельной;

номинальная паропроизводительность котла DКВР-10-13,

2. Выбор питательного деаэратора:

Выбираем деаэратор атмосферного типа с охладителем выпара
и устанавливаем его на высотную отметку равную 6 метрам.

3. Выбор подпиточного деаэратора:

Выбираем деаэратор атмосферного типа с охладителем выпара
.

4. Охладитель непрерывной продувки:

Тепловая мощность ОНП:

Температурный напор в ОНП:

где:

Коэффициент теплопередачи в ОНП:

где:

Поверхность теплообмена ОНП:

Исходя из поверхности теплообмена выбираем из стандартного ряда водо-водяных теплообменников ОНП: (односекционный, поверхность нагрева одной секции 0,66 ).

5. Подогреватель сырой воды:

Тепловая мощность ППВ:

Температурный напор в ППВ:

где:

Коэффициент теплопередачи в ПВВ:

где:

Поверхность теплообмена ППВ:

В качестве ПХОВ принимаем пластинчатый теплообменник " Alfa Laval " серии TS-M с поверхностью теплообмена 0,7 .

6. Подогреватель ХОВ:

Тепловая мощность ПХОВ:

Температурный напор в ПХОВ:

где:

Коэффициент теплопередачи в ПХОВ:

где:

Поверхность теплообмена ПХОВ:

В качестве ПХОВ принимаем пластинчатый теплообменник " Alfa Laval " серии TS-M с поверхностью теплообмена 0,7 .

7. Сетевые подогреватели:

Тепловая мощность сетевого подогревателя:

Температурный напор в СП:

где:

Коэффициент теплопередачи в СП:

где:

Общая поверхность теплообмена СП:

При количестве сетевых подогревателей z_cп=4 поверхность теплообмена одного подогревателя составляет F_сп=237,5/4=59,4 м²

Принимаем сетевые подогреватели ПП1-76-7-II в количестве 4 х - без резерва ОСТ 108.271.105-76 Поверхность теплообмена одного подогревателя F=76,8 м²; общая F=307,2 м².

8. Охладитель конденсата:

Тепловая мощность охладителя конденсата:

Температурный напор в охладителе конденсата:

где:

Коэффициент теплопередачи в охладителе конденсата:

где:

Поверхность теплообмена охладителя конденсата:

Исходя из поверхности теплообмена выбираем из стандартного ряда водо-водяных теплообменников для охлаждения конденсата:

( двухсекционный, поверхность нагрева одной секции 3,58 ).

9. Охладитель деаэрированной воды

Тепловая мощность ОДВ:

Температурный напор в ОДВ:

Найдем температуру деаэрированной воды после ОДВ, составив уравнение теплового баланса:

Откуда

Коэффициент теплопередачи в ОДВ:

где:

Поверхность теплообмена ОДВ:

Исходя из поверхности теплообмена выбираем из стандартного ряда водо-водяных теплообменников ОДВ: ( трехсекционный, поверхность нагрева одной секции 1,88 ).

10. Конденсатные баки:

Устанавливаем 2 конденсатных бака. Емкость каждого равняется получасовому расходу возвращаемого конденсата:

Принимаем 2 конденсатных бака V=16 м³ ; Р_р0,02 МПа ТПР 903-3-04С.91

11. Баки-аккумуляторы:

Устанавливаем 2 бака-аккумулятора для создания резерва подпиточной воды тепловых сетей. Емкость каждого равняется 20-минутной производительности подпиточного деаэратора:

Принимаем 2 вертикальных бака-аккумулятора V=1,6 м³

12. Сетевые насосы:

Из гидравлического расчета теплосети напор сетевых насосов:

http://www.esbk.ru/catalogs/ED_00_ESBK/Katalog_ESBK_nasos.pdf

Выбираем сетевые насосы (3 шт.): (2 рабочих+1 резервный)

Рабочая зона: подача 65…140 м³/ч; напор 68…84 м.

13. Подпиточные насосы:

Из пьезометрического графика (рис.2) напор подпиточных насосов:

Подача (расход) подпиточной воды:

В качестве подпиточных насосов выбираем насосы марки (3 шт.):

(2 рабочих+1 резервный)

Рабочая зона: подача 1…3 м³/ч; напор 70…89 м.

14. Питательные насосы:

Напор питательных насосов:

Производительность одного питательного насоса:

Количество рабочих насосов примем с целью предотвращения перегрева электродвигателя в период снижения теплопотребления и уменьшения нагрузки на паровой котел (тогда лучше дополнительные насосы иметь в резерве, чем работать одному насосу с пониженной подачей).

В качестве питательных насосов выбираем центробежные секционные насосы (4 шт.):

Рабочая зона: подача 11…15 м³/ч; напор 137…141 м.

15. Насосы аварийной подпитки тепловых сетей:

По аналогии с подпиточными насосами выбираем насосы марки (3 шт.):

16. Конденсатные насосы:

Напор конденсатных насосов:

Производительность конденсатных насосов:

В качестве конденсатных насосов выбираем насосы типа "КС" (2 шт.):

(1 рабочий+1 резервный)

Рабочая зона: подача 22…65 м³/ч; напор 10…22 м.

17. Насосы сырой воды:

Напор насосов сырой воды:

Производительность:

В качестве насосов сырой воды выбираем насосы типа "ВК" (2 шт.):

(1 рабочий+1 резервный)

Рабочая зона: подача 6…8 м³/ч; напор 19…35 м.

18. Сепаратор непрерывной продувки:

где допустимое напряжение парового объема.

Выбираем сепаратор непрерывной продувки (1 шт.):

19. Дымовая труба:

Высота дымовой трубы, обеспечивающая рассеяние и доведение концентрации вредных выбросов в приземном слое атмосферы до предельно допустимой рассчитывается по формуле:

где

[8], п.5.3, Приложение 2, табл.1,п.4 (104,28 восточной долготы Иркутска западней 108)

[8], Приложение 2, табл.2-отсутствие очистки выбросов

число труб;

количество оксидов азота, выбрасываемого в атмосферу;

объемный расход продуктов сгорания из дымовой трубы от всех котлов;

концентрация оксидов азота в продуктах сгорания;

предельно допустимая концентрация оксидов азота в атмосферном воздухе.

· Работа на газе:

Расход топлива на все котлы:

Где энтальпия перегретого пара за котлом

при P=14 ата, t=250C; t_s=195,04C- температура пароводяной смеси в барабане котла при P=14 ата.

Объемный расход дымовых газов:

Для природного газа (Уренгой - Сургут-Челябинск)

количество продуктов сгорания, образующихся при сжигании 1 природного газа.[2],таб.XIII, стр.162;

=1,3- коэффициент избытка воздуха

Количество оксидов азота выбрасываемого в атмосферу:

Где t_мах=24,7С-средняя максимальная температура воздуха наиболее теплого месяца г. Иркутска [9, табл.4.1, столбец 5, стр.33]

· Работа на мазуте М-100 (:

Расход топлива на все котлы:

Объемный расход дымовых газов:

где количество продуктов сгорания, образующихся при сгорании 1 мазута;9,8-объем воздуха, необходимый для сжигания 1 кг мазута.

Количество оксидов азота выбрасываемого в атмосферу:

Количество оксида серы выбрасываемого в атмосферу:

( см. расчет при работе на газе)

Принимаем высоту трубы по большей высоте в большую сторону округления до стандартного ряда труб:

(СП 43.13330.2012, таблица 15, п.9.4.7.)



Вывод

В ходе проделанной работы по исходным данным:

a) местонахождение источника тепловых сетей и абонентов (район г. Иркутска);

b) по характеристике потребителей тепла (промышленный пар, г.в.с., отопление и вентиляция);

c) по типу источника тепловых сетей (основного оборудования);

d) по виду натурального топлива.

Был произведен:

a) расчет тепловой мощности потребления абонентов (сезонная и круглогодичная нагрузка);

b) гидравлический расчет тепловых сетей;

c) расчет тепловой схемы источника тепловых сетей;

d) составлен температурный график регулирования тепловой мощности в зависимости от ;

e) выбрано количество основного оборудования, количество и тип вспомогательного.

С учетом тепловых потерь при транспортировке теплоносителя и расходом пара на собственные нужды для обеспечения данных абонентов в районе города Иркутска требуется установленная мощность паровой котельной I категории (3 котла )

6950	3290	379			149,27	85,613



Библиографический список

1. Соколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети: Учебник для вузов. 7 изд. стереот. М.: Издательство МЭИ, 2001. 472 с.

2. Тепловой расчет котлов (Нормативный метод). Издание 3-е, переработанное и дополненное. М.: Издательство НПО ЦКТИ, СПб, 1998. 260 с.

3. Роддатис К.Ф., Полтарецкий А.Н. Справочник по котельным установкам малой производительности / Под ред. К.Ф. Роддатиса. М.: Энергоатомиздат, 1989. 488 с.

4. Александров А.А, Григорьев Б.А. Таблицы теплофизических свойств воды и водяного пара: Справочник. Рек. Гос. службой стандартных справочных данных. М.: Издательство МЭИ, 1999. 168 с.

5. Дубинин А.М. Промышленные теплоэлектроцентрали (ТЭЦ): Методические указания к курсовому проекту по дисциплине "Источники и системы теплоснабжения промпредприятий". Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 1994. 19с.

6. Дубинин А.М. Теплоснабжение промышленных предприятий: Методические указания к курсовому проекту по дисциплине "Источники и системы теплоснабжения промпредприятий" / сост. А.М. Дубинин. 2-е изд. стереотип. Екатеринбург: 2009. 28с.

7. Дубинин А.М. Производственные и отопительные котельные: Методические указания к курсовому проекту по дисциплине "Источники и системы теплоснабжения промпредприятий / сост. А.М. Дубинин. 2-е изд. стереотип. Екатеринбург: 2009. 19с.

8. Методы расчета рассеивания выбросов вредных(загрязняющих) веществ в атмосферном воздухе.Утверждены приказом Минприроды России от 06.06.2017 №273 ( взамен ОНД-86).

9. СП131.13330.2012 Строительная климатология. Актуализированная редакция СНиП 23-01-99* (с изм. N 1, 2)

10. СП61.13330.2012 Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов Актуализированная редакция СНиП 41-03-2003 (с изм. N 1).

Размещено на Allbest.ru

...