Расчет котельной малой мощности для административной застройки
Определение основных параметров работы котельной. Расчет водогрейной автоматизированной котельной малой мощности. Построение температурных графиков отпуска тепловой энергии и графика переключения котлоагрегатов. Расчёт системы удаления дымовых газов.
Рубрика | Физика и энергетика |
Вид | курсовая работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 24.11.2012 |
Размер файла | 1,3 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Введение
В нашей стране происходит непрерывный рост промышленного производства, осуществляется широкое жилищное строительство, развивается сельское хозяйство.
При строительстве промышленных предприятий и жилых массивов инженерные коммуникации и в том числе устройства для снабжения тепловой энергией, размещаемые обычно под уровнем земли, сооружаются в первую очередь и с учетом всех потребителей, иначе говоря, с опережением в сравнении с основными сооружениями. Это положение ставит задачу совершенствования снабжения тепловой энергией всех потребителей и особенно четкого и рационального выбора источников теплоснабжения.
Быстрому развитию отопительных котельных в нашей стране способствовало изменение топливного баланса страны в сторону широкого использования в котельных природного газа.
В данном курсовом проекте необходимо по исходным данным произвести расчет котельной малой мощности для административной застройки в городе Киров с температурным графиком 105-70 °С, подобрать по заданным нагрузкам котлоагрегаты для системы отопления и вентиляции, а так же котлоагрегаты для системы горячего водоснабжения, установить вспомогательное оборудование и произвести расчет системы удаления дымовых газов.
1. Исходные данные
Исходные данные на курсовой проект представлены в таблице 1.
Таблица 1/ Исходные данные на курсовой проект
№ п/п |
Показатель |
Размерность |
Значение |
|
1. |
Местоположение (город,область) |
Киров |
||
2. |
Вид застройки (жилой или административный копус) |
Административный корпус |
||
3. |
Климатические данные |
|||
3.1. |
Температура наиболее холодной пятидневки |
°С |
-33 |
|
3.2. |
Средняя годовая температура |
°С |
-5,7 |
|
3.3. |
Расчётная летняя температура воздуха |
°С |
24,4 |
|
3.4. |
Продолжительность отопительного периода |
сут./год |
220 |
|
4. |
Рачётная тепловая нагрузка на нужды |
|||
4.1. |
Отопления |
Мкал/ч |
2000 |
|
4.2. |
Горячего водоснабжения |
Мкал/ч |
1000 |
|
4.3. |
Вентиляции |
Мкал/ч |
0 |
|
5. |
Характеристика системы теплоснабжения |
|||
5.1. |
Схема присоединения системы теплоснабжения |
зависимая насосная |
||
5.2. |
Схема тепловой сети |
четырёхтрубная |
||
5.3. |
Тип устанавливаемых отопительных приборов у потребителя |
конвектор |
||
5.4. |
Температурный график отпуска тепловой энергии потребителю |
°С |
105-70 |
|
5.5. |
Гидравлическое сопротивление трубопровода |
кПа |
135 |
|
5.6. |
Водяной объём системы трубопроводов |
м3 |
55 |
|
5.7. |
Высота здания H1 |
эт. |
9 |
|
5.8. |
Высота здания H2 |
эт. |
3 |
|
5.9. |
Расстояние |
м |
1500 |
|
6. |
Топливо |
|||
6.1. |
Месторождение |
Гоголево-Полтава |
||
6.2. |
Теплота сгорания |
кДж/м3 |
31071 |
|
6.3. |
Плотность топлива |
кг/м3 |
0,79 |
2. Определение основных параметров работы котельной
2.1 Определение тепловых нагрузок на систему отопления и вентиляции и систему горячего водоснабжения
Расчет тепловых нагрузок приведен в таблице 2.
Таблица 2/ Определение тепловых нагрузок на систему отопления и вентиляции и систему горячего водоснабжения
Показатель |
Процент |
Значение |
Ед.изм. |
|
Тепловая нагрузка на отопление и вентиляцию |
||||
без перспективы |
100 % |
2000 |
Мкал/ч |
|
перспектива |
20 % |
400 |
Мкал/ч |
|
Итого с перспективой |
2400 |
Мкал/ч |
||
собственные нужды |
5 % |
120 |
Мкал/ч |
|
транспортные потери теплоты |
7 % |
168 |
Мкал/ч |
|
Итого с потерями |
2688 |
Мкал/ч |
||
3126 |
кВт |
|||
Тепловая нагрузка на горячее водоснабжение |
||||
без перспективы |
100 % |
1000 |
Мкал/ч |
|
перспектива |
20 % |
200 |
Мкал/ч |
|
Итого с перспективой |
1200 |
Мкал/ч |
||
собственные нужды |
2 % |
24 |
Мкал/ч |
|
транспортные потери теплоты |
5 % |
60 |
Мкал/ч |
|
Итого с потерями |
1284 |
Мкал/ч |
||
1493 |
кВт |
Тепловая нагрузка на отопление и вентиляцию равна 3126 кВт, поэтому подбираем котлоагрегаты марки ЗиОСаб-1600 в количестве 2 шт [7].
Тепловая нагрузка на горячее водоснабжение составила 1493 кВт, следовательно, выбираем котлоагрегат ЗиОСаб-1600 в количестве 1 шт.
Основные характеристики оборудования представлены в таблице 3. Дополнительные характеристики оборудования находятся в приложении [7].
Таблица 3 Характеристика оборудования
№ п/п |
Показатель |
Контур СО и В |
Контур СГВ |
Ед.изм. |
|
1 |
Производитель/марка |
ЗИОСАБ-1600 |
ЗИОСАБ-1600 |
- |
|
2 |
Мощность |
1600 |
1600 |
кВт |
|
3 |
Количество |
2 |
1 |
шт |
|
4 |
Расход топлива |
198 |
198 |
м3/ч |
|
5 |
КПД котла |
91,5 |
91,5 |
% |
|
6 |
Давление по газу |
8 |
8 |
кПа |
|
7 |
Сопротивление газового тракта |
0,65 |
0,65 |
кПа |
|
8 |
Сопротивление водяного тракта |
2,25 |
2,25 |
кПа |
|
9 |
Водяная емкость котла |
2,45 |
2,45 |
м3 |
|
10 |
Длина камеры сгорания |
2990 |
2990 |
мм |
|
11 |
Габаритные размеры |
4230*2050*1770 |
4230*2050*1771 |
мм |
2.2 Определение тепловых нагрузок и расходов теплоносителя для разных режимов работы котельной
1). Тепловая нагрузка на нужды отопления и вентиляции определяется для зимнего и среднеотопительного периода по формуле:
, Мкал/ч (1)
где: расчетная тепловая нагрузка на отопление и вентиляцию, Мкал/ч (см. таблицу 2);
расчетная температура наружного воздуха, °С;
расчетная температура внутреннего воздуха, °С она постоянна и определяется согласно;
фактическая для данного режима температура внутреннего воздуха помещения, °С;
фактическая для данного режима температура наружного воздуха, °С.
Летом система отопления не работает.
2). Тепловая нагрузка на нужды горячего водоснабжения определяется формулой
, Мкал/ч (2)
где: расчетная тепловая нагрузка на горячее водоснабжение, Мкал/ч, определяемая по формуле (7);
расчетная температура горячей воды, подаваемая потребителям, °С;
расчетная температура холодной воды, °С, она постоянна и равна 5°С;
фактическая температура горячей воды, °С;
фактическая температура холодной воды, °С, принимается для зимнего и среднеотопительного периода равной 5, а летом 15°С.
3). Расход сетевой воды на нужды отопления и вентиляции определяется по формуле:
, т/ч (3)
где и фактические температуры соответственно подающего и обратного трубопроводов, °С, принимаются для каждого режима в соответствии с наружной температурой.
Летом система отопления не работает, следовательно, расход теплоносителя не учитывается.
4). Расход сетевой воды на нужды горячего водоснабжения определяется по формуле:
, т/ч (4)
Определение тепловых нагрузок и расходов теплоносителя для разных режимов работы котельной представлено в таблице 4.
Таблица 4. Определение тепловых нагрузок и расходов теплоносителя для разных режимов работы котельной
№ п/п |
Режим теплопотребления |
Максимально-зимний |
Среднеотопи-тельный |
Летний |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
1 |
Температура наружного воздуха, °С |
-33 |
-5,7 |
24,4 |
|
2 |
Температура холодной воды, °С |
5 |
5 |
15 |
|
3 |
Температура в помещении, °С |
18 |
18 |
24,4 |
|
4 |
Тепловая нагрузка на нужды отопления и вентиляции, Мкал/ч |
2688 |
1249 |
0 |
|
5 |
Тепловая нагрузка на нужды горячего водоснабжения, Мкал/ч |
1284 |
1284 |
1051 |
|
6 |
Расход сетевой воды на нужды отопления и вентиляции, т/ч |
76,8 |
35,7 |
0 |
|
7 |
Расход сетевой воды на нужды горячего водоснабжения, т/ч |
23,3 |
23,3 |
23,3 |
2.3 Построение температурных графиков отпуска тепловой энергии и графика переключения котлоагрегатов
Температурный график - зависимость температуры в подающем и обратном трубопроводах на выходе из котельной, в зависимости от температуры наружного воздуха.
Температурный график регулирования тепловой нагрузки разрабатывается из условий суточной подачи тепловой энергии на отопление, обеспечивающей потребность зданий в тепловой энергии в зависимости от температуры наружного воздуха. Выбор графика регулирования определяется целым рядом местных условий и сложившимися условиями проектирования системы теплоснабжения (схемами присоединения потребителей, диаметрами трубопроводов тепловой сети и т.д.).
Фактическая температура воды в подающем трубопроводе находится по формуле (5):
(5)
где: - фактическая температура воды в подающем трубопроводе, °С;
- расчетная температура воды в подающем трубопроводе, °С;
- расчетная температура воды в обратном трубопроводе, °С;
- расчетная температура воды на входе в систему отопления, °С;
- расчетная температура воздуха в помещении (= + 18 °С);
- расчетная температура наружного воздуха (температура наиболее холодной пятидневки).
Фактическая температура воды в обратном трубопроводе равна:
, ° (6)
Фактическая температура воды на входе в систему отопления равна:
, °С (7)
где: U - коэффициент смешения:
.
Подключённая тепловая нагрузка определяется следующим образом
, кВт (8)
где: - максимальная тепловая нагрузка на нужды СО и В, кВт;
tнв - температура наружного воздуха, °С.
Загрузка котлоагрегатов определяется по формуле (9):
, % (9)
где: - загрузка котлоагрегатов, % (причем ? 50 %);
- мощность котла, кВт;
- количество котлоагрегатов, шт.
Расчет данных для построения температурного графика производиться в табличной форме (см. таблицу 5).
Таблица 5. Расчёт температурного графика и графика переключения котлоагрегатов
tнв, ?С |
tвв, ?С |
t1, ?°С |
t2, ?°С |
t3, ?°С |
QП, кВт |
Qк, кВт |
Nк |
z,% |
|
-33 |
18,0 |
105,0 |
70,0 |
95,0 |
3126 |
1600 |
2 |
97,7 |
|
-32 |
18,0 |
103,5 |
69,2 |
93,7 |
3065 |
1600 |
2 |
95,8 |
|
-31 |
18,0 |
102,1 |
68,5 |
92,5 |
3004 |
1600 |
2 |
93,9 |
|
-30 |
18,0 |
100,6 |
67,7 |
91,2 |
2942 |
1600 |
2 |
91,9 |
|
-29 |
18,0 |
99,2 |
66,9 |
89,9 |
2881 |
1600 |
2 |
90,0 |
|
-28 |
18,0 |
97,7 |
66,1 |
88,7 |
2820 |
1600 |
2 |
88,1 |
|
-27 |
18,0 |
96,2 |
65,3 |
87,4 |
2758 |
1600 |
2 |
86,2 |
|
-26 |
18,0 |
94,7 |
64,5 |
86,1 |
2697 |
1600 |
2 |
84,3 |
|
-25 |
18,0 |
93,2 |
63,7 |
84,8 |
2636 |
1600 |
2 |
82,4 |
|
-24 |
18,0 |
91,8 |
62,9 |
83,5 |
2574 |
1600 |
2 |
80,5 |
|
-23 |
18,0 |
90,3 |
62,1 |
82,2 |
2513 |
1600 |
2 |
78,5 |
|
-22 |
18,0 |
88,8 |
61,3 |
80,9 |
2452 |
1600 |
2 |
76,6 |
|
-21 |
18,0 |
87,2 |
60,5 |
79,6 |
2391 |
1600 |
2 |
74,7 |
|
-20 |
18,0 |
85,7 |
59,7 |
78,3 |
2329 |
1600 |
2 |
72,8 |
|
-19 |
18,0 |
84,2 |
58,8 |
77,0 |
2268 |
1600 |
2 |
70,9 |
|
-18 |
18,0 |
82,7 |
58,0 |
75,6 |
2207 |
1600 |
2 |
69,0 |
|
-17 |
18,0 |
81,2 |
57,1 |
74,3 |
2145 |
1600 |
2 |
67,0 |
|
-16 |
18,0 |
79,6 |
56,3 |
73,0 |
2084 |
1600 |
2 |
65,1 |
|
-15 |
18,0 |
78,1 |
55,4 |
71,6 |
2023 |
1600 |
2 |
63,2 |
|
-14 |
18,0 |
76,5 |
54,6 |
70,3 |
1962 |
1600 |
2 |
61,3 |
|
-13 |
18,0 |
75,0 |
53,7 |
68,9 |
1900 |
1600 |
2 |
59,4 |
|
tнв, ?С |
tвв, ?С |
t1, ?°С |
t2, ?°С |
t3, ?°С |
QП, кВт |
Qк, кВт |
Nк |
z,% |
|
-12 |
18,0 |
73,4 |
52,8 |
67,5 |
1839 |
1600 |
2 |
57,5 |
|
-11 |
18,0 |
71,9 |
52,0 |
66,2 |
1778 |
1600 |
2 |
55,6 |
|
-10 |
18,0 |
70,3 |
51,1 |
64,8 |
1716 |
1600 |
2 |
53,6 |
|
-9 |
18,0 |
68,7 |
50,2 |
63,4 |
1655 |
1600 |
2 |
51,7 |
|
-8 |
18,0 |
67,1 |
49,3 |
62,0 |
1594 |
1600 |
1 |
99,6 |
|
-7 |
18,0 |
65,5 |
48,3 |
60,6 |
1532 |
1600 |
1 |
95,8 |
|
-6 |
18,0 |
63,9 |
47,4 |
59,2 |
1471 |
1600 |
1 |
91,9 |
|
-5 |
18,0 |
62,3 |
46,5 |
57,7 |
1410 |
1600 |
1 |
88,1 |
|
-4 |
18,0 |
60,6 |
45,5 |
56,3 |
1349 |
1600 |
1 |
84,3 |
|
-3 |
18,0 |
59,0 |
44,6 |
54,9 |
1287 |
1600 |
1 |
80,5 |
|
-2 |
18,0 |
57,3 |
43,6 |
53,4 |
1226 |
1600 |
1 |
76,6 |
|
-1 |
18,0 |
55,7 |
42,6 |
51,9 |
1165 |
1600 |
1 |
72,8 |
|
0 |
18,0 |
54,0 |
41,6 |
50,4 |
1103 |
1600 |
1 |
69,0 |
|
1 |
18,0 |
52,3 |
40,6 |
48,9 |
1042 |
1600 |
1 |
65,1 |
|
2 |
18,0 |
50,6 |
39,6 |
47,4 |
981 |
1600 |
1 |
61,3 |
|
3 |
18,0 |
48,8 |
38,6 |
45,9 |
919 |
1600 |
1 |
57,5 |
|
4 |
18,0 |
47,1 |
37,5 |
44,4 |
858 |
1600 |
1 |
53,6 |
|
5 |
18,0 |
45,3 |
36,4 |
42,8 |
797 |
1600 |
1 |
49,8 |
|
6 |
18,0 |
43,6 |
35,3 |
41,2 |
736 |
1600 |
1 |
46,0 |
|
7 |
18,0 |
41,8 |
34,2 |
39,6 |
674 |
1600 |
1 |
42,1 |
|
8 |
18,0 |
39,9 |
33,1 |
38,0 |
613 |
1600 |
1 |
38,3 |
|
9 |
18,0 |
38,1 |
31,9 |
36,3 |
552 |
1600 |
1 |
34,5 |
|
10 |
18,0 |
36,2 |
30,7 |
34,6 |
490 |
1600 |
1 |
30,6 |
По результатам расчета составлен температурный график 105-70 °С, представленный на рис.1, а также показан график переключения котлоагрегатов (см. рис. 2).
Рис.1. Температурный график 105-70 °С
Рис. 2. График переключения котлоагрегатов
Режимы работы котлов представлены в таблице 6.
Таблица 6. Режимы работы котлов
№ п/п |
Показатель |
Нагрузка, Мкал/ч |
Кол-во работающих котлов |
Процент загрузки |
|
Отопление и вентиляция |
|||||
1 |
Максимально-зимний |
2688 |
2 |
97,7 |
|
2 |
Среднеотопительный |
1249 |
1 |
90,8 |
|
3 |
Летний |
0 |
0 |
0 |
|
Горячее водоснабжение |
|||||
1 |
Максимально-зимний |
1284 |
1 |
93,3 |
|
2 |
Среднеотопительный |
1284 |
1 |
93,3 |
|
3 |
Летний |
1051 |
1 |
76,4 |
2.4 Тепловой расчет системы СО и В
1). Построим функциональную схему котельной.
На рис.3 изображена функциональная схема котельной.
РН - рециркуляционный насос; РБ - расширительный бак; ПН - подпиточный насос; СН - сетевой насос; К1 - котел №1; К2 - котел №2; П - потребитель; ХВО - химводоочистка.
Рис.3. Функциональная схема котельной
2). Преобразуем функциональную схему в тепловую (см. рис.4).
Рис.4. Тепловая схема котельной
3). Преобразовываем тепловую схему в расчётный граф .
На рис.5 представлен расчётный граф.
Рис.5. Расчётный граф
4). Составляем материальный и энергетический балансы для каждого узла графа. Для этого используем следующие уравнения:
- уравнение материального баланса (равенство расходов теплоносителя):
(10)
где Gвх и Gвых - расход теплоносителя, соответственно, на входе и выходе из узла, кг/ч;
- уравнение энергетического баланса (равенство энергий):
(11)
где Евх и Евых - тепловая энергия, которой обладает теплоноситель, соответственно, на входе и выходе из энергетического объекта, кКал/ч:
(12)
где i - энтальпия теплоносителя, кКал/кг (причём i приблизительно равна температуре воды, °С).
Материальные и энергетические балансы для узлов графа имеют следующий вид:
K1: G12=G11 ; G12-G11=0
Q1+G12·i12=G11·i11 ; G12·i12-G11·i11=-Q1
K2: G22=G21 ; G22-G21=0
Q2+G22·i22=G21·i21 ; G22·i22-G21·i21=-Q2
Y1: G11=G14+G13 ; G11-G14-G13=0
G11·i11=G14·i14+ G13·i13 ; G11·i11-G14·i14-G13·i13=0
Y2: G15+G13=G12 ; G15+G13-G12=0
G15·i15+ G13·i13= G12·i12 ; G15·i15+ G13·i13-G12·i12=0
Y3: G21=G24+G23 ; G21-G24-G23=0
G21·i21=G24·i24+ G23·i23 ; G21·i21-G24·i24-G23·i23=0
Y4: G25+G23=G22 ; G25+G23-G22=0
G25·i25+ G23·i23= G22·i22 ; G25·i25+ G23·i23-G22·i22=0
Y5: G14+G24=G1 ; G14+G24-G1=0
G14·i14+ G24·i24= G1·i1 ; G14·i14+ G24·i24-G1·i1=0
Y6: G2=G25+G15 ; G2-G25-G15=0
G2·i2=G25·i25+ G15·i15 ; G2·i2-G25·i25-G15·i15=0
Далее представим математическую модель в виде системы уравнений, в которой исключены уравнения энергетического баланса для узлов Y1, Y3, Y5, Y6, т.к. температура на входе и выходе из этих узлов одинакова.
G12-G11=0
G12·i12-G11·i11=-Q1
G22-G21=0
G22·i22-G21·i21=-Q2
G11-G14-G13=0
G15+G13-G12=0
G15·i15+ G13·i13-G12·i12=0
G21-G24-G23=0
G25+G23-G22=0
G25·i25+ G23·i23-G22·i22=0
G14+G24-G1=0
G2-G25-G15=0
5). Преобразовываем систему уравнений в расчётную матрицу и решаем её методом «обратной матрицы»
В матрице В мощности первого и второго котлов равны и записываются в Мкал/ч:
Qк1=Qк2=1600 кВт= 1376 Мкал/ч;
На рис.6 приведены результаты расчета по данному алгоритму.
6). Внутренний диаметр трубопровода находим по следующей формуле:
, мм (13)
где: Dвн - внутренний диаметр трубопровода, мм;
G - расход теплоносителя, т/ч;
W - скорость движения воды в трубопроводе, м/с (принимаем равной 0,5 м/с).
Для определения диаметров использован ГОСТ 10704-91[5].
Результаты расчета представлены в таблице 7.
Таблица 7. Определение диаметров трубопроводов СО и В
Расход |
Значение, м3/ч |
Dвн, мм |
Dн*д |
||||||||||
G1,1 |
55,0 |
197,4 |
219?5,0 |
||||||||||
G1,2 |
55,0 |
197,4 |
219?5,0 |
||||||||||
G1,3 |
15,7 |
105,5 |
114?4,0 |
||||||||||
G1,4 |
39,3 |
166,8 |
177,8?4,5 |
||||||||||
G1,5 |
39,3 |
166,8 |
177,8?4,5 |
||||||||||
G2,1 |
55,0 |
197,4 |
219?5,0 |
||||||||||
G2,2 |
55,0 |
197,4 |
219?5,0 |
||||||||||
G2,3 |
15,7 |
105,5 |
114?4,0 |
||||||||||
G2,4 |
39,3 |
166,8 |
177,8?4,5 |
||||||||||
G2,5 |
39,3 |
166,8 |
177,8?4,5 |
||||||||||
G1 |
78,6 |
235,9 |
244,5?4,0 |
||||||||||
G2 |
78,6 |
235,9 |
244,5?4,0 |
||||||||||
Матрица А |
|||||||||||||
G1,1 |
G1,2 |
G1,3 |
G1,4 |
G1,5 |
G2,1 |
G2,2 |
G2,3 |
G2,4 |
G2,5 |
G1 |
G2 |
B |
|
-1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
-105 |
80 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
-1376 |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
-1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
-105 |
80 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
-1376 |
|
1 |
0 |
-1 |
-1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
0 |
-1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
0 |
-80 |
105 |
0 |
70 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
-1 |
-1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
-1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
-80 |
105 |
0 |
70 |
0 |
0 |
0 |
|
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
-1 |
0 |
0 |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
-1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
-1 |
0 |
1 |
0 |
|
Матрица А-1 |
С |
||||||||||||
3,20 |
-0,04 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
55,0 |
|
4,20 |
-0,04 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
55,0 |
|
1,20 |
-0,01 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
-2,00 |
0,03 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
15,7 |
|
2,00 |
-0,03 |
0,00 |
0,00 |
-1,00 |
2,00 |
-0,03 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
39,3 |
|
3,00 |
-0,03 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
3,00 |
-0,03 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
39,3 |
|
0,00 |
0,00 |
3,20 |
-0,04 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
55,0 |
|
0,00 |
0,00 |
4,20 |
-0,04 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
55,0 |
|
0,00 |
0,00 |
1,20 |
-0,01 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
-2,00 |
0,03 |
0,00 |
0,00 |
15,7 |
|
0,00 |
0,00 |
2,00 |
-0,03 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
-1,00 |
2,00 |
-0,03 |
0,00 |
0,00 |
39,3 |
|
0,00 |
0,00 |
3,00 |
-0,03 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
3,00 |
-0,03 |
0,00 |
0,00 |
39,3 |
|
2,00 |
-0,03 |
2,00 |
-0,03 |
-1,00 |
2,00 |
-0,03 |
-1,00 |
2,00 |
-0,03 |
-1,00 |
0,00 |
78,6 |
|
3,00 |
-0,03 |
3,00 |
-0,03 |
0,00 |
3,00 |
-0,03 |
0,00 |
3,00 |
-0,03 |
0,00 |
1,00 |
78,6 |
Рис. 6. Решение матриц по алгоритму
2.5 Тепловой расчет системы СГВ
На рис.7 изображена расчётная тепловая схема контура СГВ
Рис.7. Расчетная тепловая схема контура СГВ
С помощью системы анализа для каждого узла схемы контура СГВ запишем материальный и энергетический балансы:
K3: G12=G11 ; G12-G11=0
Q1+G12·80=G11·105; G12·80-G11·105=-Q3
Y1: G11=G14+G13 ; G11-G14-G13=0
G11·105=G14·105+ G13·105 ; G11·105-G14·105-G13·105=0
Y2: G15+G13=G12 ; G15+G13-G12=0
G15·75+ G13·105= G12·80 ; G15·75+ G13·105-G12·80=0
ТСГВ: G14+G21=G15+ G22; G14+G21-G15- G22=0
G14·105+ G21·15= G15·75+ G22·60; G14·105+ G21·15-G15·75-G22·60=0
В результате составления материального и энергетического балансов для узлов графа было получено 8 уравнений и 7 неизвестных. Для решения представлена математическая модель в виде системы уравнений, в которой исключено уравнение энергетического баланса для узла Y1. Данное уравнение является возможным не учитывать, т.к. температура на входе и выходе из соответствующего узла одинакова.
G12-G11=0
G12·80-G11·105=-Q3
G11-G14-G13=0
G15+G13-G12=0
G15·75+ G13·105-G12·80=0
G14+G21-G15- G22=0
G14·105+ G21·15-G15·75-G22·60=0
Преобразовываем систему уравнений в расчётную матрицу и решаем её методом «обратной матрицы». Результаты расчёта представлены на рис. 8.
Матрица А |
|||||||||
G1,1 |
G1,2 |
G1,3 |
G1,4 |
G1,5 |
G2,1 |
G2,2 |
B |
||
-1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
||
-105 |
80 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
-1376 |
||
1 |
0 |
-1 |
-1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
||
0 |
-1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
||
0 |
-80 |
105 |
0 |
75 |
0 |
0 |
0 |
||
0 |
0 |
0 |
1 |
-1 |
1 |
-1 |
0 |
||
0 |
0 |
0 |
105 |
-75 |
15 |
-60 |
0 |
||
Матрица А-1 |
С |
||||||||
3,200 |
-0,040 |
0,000 |
0,000 |
0,000 |
0,000 |
0,000 |
55,0 |
||
4,200 |
-0,040 |
0,000 |
0,000 |
0,000 |
0,000 |
0,000 |
55,0 |
||
0,700 |
-0,007 |
0,000 |
-2,500 |
0,033 |
0,000 |
0,000 |
9,2 |
||
2,500 |
-0,033 |
-1,000 |
2,500 |
-0,033 |
0,000 |
0,000 |
45,9 |
||
3,500 |
-0,033 |
0,000 |
3,500 |
-0,033 |
0,000 |
0,000 |
45,9 |
||
1,333 |
-0,022 |
-1,000 |
1,333 |
-0,022 |
1,333 |
-0,022 |
30,6 |
||
0,333 |
-0,022 |
-2,000 |
0,333 |
-0,022 |
0,333 |
-0,022 |
30,6 |
Рис. 8. Результаты расчёта расходов теплоносителя
В соответствии с ГОСТ 10704-91[5], подбираем диаметры трубопроводов в системе горячего водоснабжения.
Результаты подбора представлены в таблице 8.
Таблица 8 Определение диаметров трубопроводов СГВ
Расход |
Значение, м3/ч |
Dвн, мм |
Dн*д |
|
G1,1 |
55,0 |
197,4 |
219?5,0 |
|
G1,2 |
55,0 |
197,4 |
219?5,0 |
|
G1,3 |
9,2 |
80,6 |
89?4,0 |
|
G1,4 |
45,9 |
180,2 |
193,7?6,0 |
|
G1,5 |
45,9 |
180,2 |
193,7?6,0 |
|
G2,1 |
30,6 |
147,1 |
159?5,5 |
|
G2,2 |
30,6 |
147,1 |
159?5,5 |
3. Подбор вспомогательного оборудования котельной
3.1. Подбор насосного оборудования для СО и В и СГВ
1). Подбор насосного оборудования для СО и В.
Насосы сетевые применяются для перекачивания горячей воды в системах тепловых сетей. Насос сетевой, как правило, предназначен для работы с жидкостями, нагрев которых не превышает 181°С. Кроме того, любые виды сетевых насосов предназначены для работы с водой, очищенной от любых примесей.
Данные насосы чаще всего устанавливается в котельных и являются элементом мощных централизованных сетей теплоснабжения (отсюда - соответствующее название «насос сетевой»), а также крупных теплоэнергоцентралей (ТЭЦ).
Число сетевых насосов должно быть не менее двух, один из которых является резервным; при пяти рабочих сетевых насосах в одной группе резервный насос допускается не устанавливать. Место установки сетевого насоса определяется рабочей температурой насоса.
Подпиточный насос служит для обеспечения надежной работы тепловых сетей и местных систем. Устанавливается в тепловом пункте и предназначается для заполнения системы и ее подпитки - возмещение потери (утечки) воды в процессе эксплуатации.
Подпиточный насос должен перемещать незначительное количество воды и развивать сравнительно большое давление, превышающее гидростатическое в системе отопления. Используются специальные моноблочные насосы, а также вихревые лопастные насосы, создающие большое давление при малой подаче. Обычно устанавливают не менее двух насосов (один резервный).
Функциональная схема СО и В приведена на рис.3.
а). Для подбора сетевого насоса требуются следующие формулы:
(14)
где: - потери давления в системе отопления (сопротивление абонента с.о.), кПа;
- потери давления в системе абонента, кПа;
- потери давления в регуляторах, кПа.
(15)
где: - суммарные потери давления в контуре, кПа;
- сопротивление на источнике теплоты, кПа.
(16)
где: требуемый напор сетевого насоса, кПа;
напор на всасывающем патрубке насоса, кПа.
(17)
где напор сетевого насоса, кПа.
Результаты расчётов по подбору сетевых насосов для системы отопления и вентиляции приведены в таблице 9
котлоагрегат дымовой газ водогрейный
Таблица 9
Сводные данные по расчету и подбору сетевых насосов для СО и В
№ п/п |
Показатель |
Значение |
Единицы измерения |
|
1. |
Исходные данные |
|||
1.1. |
Расход теплоносителя |
78,6 |
м3/ч |
|
1.2. |
Сопротивление магистрали |
135,0 |
кПа |
|
1.3. |
Сопротивление на источнике теплоты |
1,125 |
кПа |
|
1.4. |
Сопротивление абонента с.о. и вентиляции |
35,0 |
кПа |
|
1.5. |
Суммарные потери давления в контуре |
306,1 |
кПа |
|
1.6. |
Напор на всасывающем патрубке насоса |
235,0 |
кПа |
|
1.7. |
Требуемый напор насоса |
541,1 |
кПа |
|
1.8. |
Запас по напору |
5,0 |
% |
|
№ п/п |
Показатель |
Значение |
Единицы измерения |
|
1.9. |
Напор насоса |
568,2 |
кПа |
|
2. |
Технические характеристики насоса |
|||
2.1. |
Марка |
NP 65/200V-18,5/2-12 |
||
2.2. |
Производительность |
78,6 |
м3/ч |
|
2.3. |
Напор |
56,8 |
м |
|
2.4. |
КПД насоса |
- |
% |
|
2.5. |
Количество (с резервным) |
2 |
шт. |
|
2.6. |
Частота |
2945 |
об/мин |
|
2.7. |
Мощность электропривода |
16,7 |
кВт |
Дополнительные характеристики сетевых насосов приведены в приложении [8].
б). Для подбора подпиточного насоса использованы следующие формулы:
(18)
где: объем воды в системе отопления, м3;
м3/ГКал;
максимальная тепловая нагрузка, ГКал.
(19)
где: объем воды в системе теплоснабжения, м3;
объем воды в системе отопления, м3;
объем воды в источнике отопления, м3. Вычисляется следующим образом:
(20)
где: - объём котловой воды в 1 котле, м3;
- объём котловой воды во 2 котле, м3.
(21)
где величина утечки теплоносителя, м3;
(22)
где: статический напор в системе, кПа;
высота здания, м.
(23)
где: требуемый напор подпиточного насоса, кПа;
сопротивление подпиточной линии, кПа.
(24)
где напор подпиточного насоса, кПа.
Результаты подбора подпиточных насосов приведены в таблице 10.
Таблица 10
Сводные данные по подбору подпиточных насосов для СО и В
№ п/п |
Показатель |
Значение |
Единицы измерения |
|
1. |
Исходные данные |
|||
1.1. |
Объём воды в трубопроводе |
55,0 |
м3 |
|
1.2. |
Объём воды в с.о. |
14,0 |
м3 |
|
1.3. |
Объём воды на источнике водоснабжения |
4,9 |
м3 |
|
1.4. |
Объём воды в системе теплоснабжения |
73,9 |
м3 |
|
1.5. |
Величина утечки теплоносителя |
0,6 |
м3/ч |
|
1.6. |
Высота наиболее высокого здания |
22,5 |
м |
|
1.7. |
Статический напор в системе |
265,0 |
кПа |
|
1.8. |
Сопротивление в подпиточной линии (ХВО) |
150,0 |
кПа |
|
1.9. |
Требуемый напор насоса |
415,0 |
кПа |
|
1.10. |
Запас по напору |
5,0 |
% |
|
1.11. |
Напор насоса |
435,8 |
кПа |
|
2. |
Технические характеристики насоса |
|||
2.1. |
Марка |
NP 32/200-4/2-12 |
||
2.2. |
Производительность |
0,6 |
м3/ч |
|
№ п/п |
Показатель |
Значение |
Единицы измерения |
|
2.3. |
Напор |
43,6 |
м |
|
2.4. |
Подобные документы
Построение температурного графика отпуска тепловой энергии потребителям и переключения работы котлов. Подбор основного оборудования: котлоагрегата и горелочных устройств. Тепловой расчет контура системы отопления, вентиляции и горячего водоснабжения.
курсовая работа [261,3 K], добавлен 19.12.2010Расчет тепловой схемы котельной для максимально-зимнего режима. Определение числа и единичной мощности устанавливаемых котлоагрегатов. Поиск точки излома отопительного графика, характеризующего работу котельной при минимальной отопительной нагрузке.
курсовая работа [736,2 K], добавлен 06.06.2014Определение структуры затрат на энергоресурсы и эксплуатацию котельной. Подбор циркуляционных насосов. Расчёт тепловой схемы котельной и определение диаметров трубопроводов. Построение графика отпуска тепловой энергии. Расчёт теплообменного аппарата.
дипломная работа [1,4 M], добавлен 20.03.2017Построение температурного графика отпуска тепловой энергии потребителям. Подбор насосного оборудования. Тепловые нагрузки на отопление и вентиляцию. Подбор котлов и газового оборудования. Расчет тепловой схемы котельной. Такелажные и монтажные работы.
дипломная работа [3,0 M], добавлен 20.03.2017Расчет экономических показателей котельной. Установленная мощность котельной. Годовой отпуск тепла на котельной и годовая выработка тепла. Число часов использования установленной мощности котельной в году. Удельный расход топлива, электроэнергии, воды.
курсовая работа [128,8 K], добавлен 24.12.2011Составление принципиальной схемы производственно-отопительной котельной промышленного предприятия. Расчет тепловых нагрузок внешних потребителей и собственных нужд котельной. Расчет расхода топлива и мощности электродвигателей оборудования котельной.
курсовая работа [169,5 K], добавлен 26.03.2011Построение для котельной с водогрейными котлами графика температур. Расчет газового тракта котельной. Выбор диаметра и высоты дымовой трубы. Определение производительности насосов, мощности и числа оборотов электродвигателей. Выбор теплового контроля.
курсовая работа [229,5 K], добавлен 07.06.2014Расчет тепловых нагрузок отопления вентиляции. Сезонная тепловая нагрузка. Расчет круглогодичной нагрузки, температур и расходов сетевой воды. Расчет тепловой схемы котельной. Построение тепловой схемы котельной. Тепловой расчет котла, текущие затраты.
курсовая работа [384,3 K], добавлен 17.02.2010Расчет тепловой схемы отопительной котельной. Гидравлический расчет трубопроводов котельной, подбор котлов. Выбор способа водоподготовки. Расчет насосного оборудования. Аэродинамический расчет газовоздушного тракта котельной. Расчет взрывных клапанов.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 16.05.2017Расчет тепловых нагрузок. Определение паропроизводительности котельной. Конструктивный тепловой расчет сетевого горизонтального пароводяного подогревателя. Годовое производство пара котельной. Схема движения теплоносителей в пароводяном теплообменнике.
контрольная работа [4,0 M], добавлен 15.01.2015Описание технологической схемы водогрейной котельной с закрытой системой теплоснабжения. Энергобаланс системы за выбранный промежуток времени. Расчет потоков греющей воды, параметров потока после смешения и действия насосов. Тепловой баланс котла.
курсовая работа [386,0 K], добавлен 27.05.2012Особенности составления тепловой схемы отопительной котельной. Расчет объемов воздуха и продуктов сгорания. Тепловой расчет котельного агрегата. Вычисление полезной мощности парового котла. Расчет топочных камер. Определение коэффициента теплопередачи.
курсовая работа [201,9 K], добавлен 04.03.2014Расчёт тепловой нагрузки на отопление и горячее водоснабжение, количества работающих котлов, диаметров трубопроводов. Выбор котлоагрегатов, сетевого, рециркуляционного и подпиточных насосов. Автоматизация отопительных газовых котельных малой мощности.
дипломная работа [149,4 K], добавлен 15.02.2017Характеристика котельной, расположенной в г. Новый Уренгой на территории ОАО "Уренгойтеплогенерация-1". Основной вид топлива. Тяга дымовых газов. Описание схемы автоматического управления работой котла КВГМ-100. Программно-технические средства котельной.
контрольная работа [464,0 K], добавлен 04.12.2014Расчет и анализ основных параметров системы теплоснабжения. Основное оборудование котельной. Автоматизация парового котла. Предложения по реконструкции и техническому перевооружению источника тепловой энергии. Рекомендации по осуществлению регулировки.
дипломная работа [1,4 M], добавлен 20.03.2017Назначение и принцип работы котельной, оборудованной водогрейным автоматизированным котлом ODRA GT400 и водогрейными котлами КВ-0.30 ГН. Автоматизация технологического процесса по выработке тепловой энергии. Система датчиков и измерительная аппаратура.
дипломная работа [748,1 K], добавлен 19.10.2011Выбор количества и типоразмера котлов для автоматизированной котельной. Описание тепловой схемы котельной. Выбор вспомогательного оборудования. Выбор сетевых, подпиточных, котловых и рециркуляционного насосов. Расчет и подбор тягодутьевого оборудования.
контрольная работа [1,4 M], добавлен 02.07.2013Расход теплоты на производственные и бытовые нужды. Тепловой баланс котельной. Выбор типа, размера и количества котлоагрегатов. Определение энтальпий продуктов сгорания и воздуха, расхода топлива. Тепловой и конструктивный расчет водного экономайзера.
курсовая работа [635,9 K], добавлен 27.05.2015Изучение основных типов тепловых схем котельной, расчет заданного варианта тепловой схемы и отдельных её элементов. Составление теплового баланса котлоагрегата, расчет стоимости годового расхода топлива для различных вариантов компоновки котлоагрегатов.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 28.11.2010Планирование эксплуатационной деятельности ЖКХ. Краткая характеристика основных показателей плана по эксплуатации ЖКХ. Расчет эксплуатационных расходов на производство тепловой энергии. Технико-экономические показатели по котельной установке.
курсовая работа [82,8 K], добавлен 01.12.2007