Размещено на http://www.allbest.ru/

Дипломный проект

Тема: "Отопительно-производственная котельная ГУП ФАПК "Можга"

студента КСТ ЯГИТИ

группы ТиТО-2000

Сорокина Андрея Сергеевича.

Руководитель:

Аганина М.И.

Можга 2013г.

Содержание

Введение

1. Расчёт тепловой схемы

1.1 Описание тепловой схемы

1.2 Исходные данные для расчёта тепловой схемы

1.3 Расчёт тепловой схемы

2. График центрального качественного регулирования для системы отопления и вентиляции

3. График годового расхода теплоты

4. График годового расхода пара

5. Расчёт расхода топлива

6. Выбор оборудования котельной

6.1 Котлы

6.2 Насосы

6.3 Водоподогреватели

6.4 Водоподготовка

6.4.1 ХВО

6.4.2 Деаэратор

6.5 Тягодутьевые машины

7. Топливоподача

8. Автоматика

9. Монтаж деаэратора

10.Эксплуатация основного и вспомогательного оборудования

10.1 Основные сведения об организации эксплуатационного обслуживания котельных

10.2 Права и обязанности оператора котельной. Порядок допуска к обслуживанию котла

10.3 Приём и сдача смены. Режимная карта котла

10.4 Подготовка котла к розжигу

10.5 Розжиг котлов при сжигании газообразного и жидкого топлива

10.6 Включение котла в работу

10.7 Обслуживание котлов во время работ

10.8 Периодическая продувка котла

10.9 Нормальная остановка котлов

10.10 Аварийная остановка котлов

11. Определение стоимости вырабатываемого тепла

12. Технико-экономические показатели работы котельной

Список используемой литературы

Введение

Котельная установка расположенная в г. Якутске предназначена для отопительно-производственных целей и оборудована тремя паровыми котлами паропроизводительностью 10 т/ч: два кола ДКВР-10-13 и один ДЕ-10-14.

Котельная вырабатывает насыщенный пар с рабочим давлением 0,8 МПа.

Тепловая нагрузка котельной с учетом потерь тепла в паропроводах и наружных тепловых сетях при максимально-зимнем режиме составляет: на производство 4,2 Гкал/ч; на отопление и вентиляцию 5,3 Гкал/ч; на горячее водоснабжение 0,61 Гкал/ч.

Котельная работает на природном газе Мастахского месторождения.

Водоснабжение котельной осуществляется из городского водопровода.

Забор воздуха на горение осуществляется с улицы и непосредственно с котельного помещения.

Тяга дымовых газов осуществляется дымососами, установленными отдельно для каждого котла.

Система теплоснабжения, для нужд отопления и вентиляции, закрытая. Регулирование качественное по отопительному графику с температурой 95 - 70 ^оС.

Пароводяные подогреватели сетевой воды и горячего водоснабжения установлены непосредственно в котельной.

Подпитка котлов производится химически очищенной, деаэрированной водой с температурой 104 ^оС.

котельная оборудование монтаж эксплуатация

1. Расчёт тепловой схемы

На принципиальной тепловой схеме указывается главное оборудование (котлы, насосы, деаэраторы, подогреватели) и основные трубопроводы.

1.1 Описание тепловой схемы

Насыщенный пар из котлов с рабочим давлением Р = 0,8 МПа поступает в общую паровую магистраль котельной, из которой часть пара отбирается на оборудование установленное в котельной, а именно на: подогреватель сетевой воды; подогреватель горячей воды; деаэратор. Другая часть пара направляется на производственные нужды предприятия.

Конденсат от производственного потребителя самотёком возвращается, в размере 30% при температуре 80 ^оС, в конденсатосборник и далее конденсатным насосом направляется в бак горячей воды.

Подогрев сетевой воды, также как и подогрев горячей воды, производится паром в последовательно включённых двух подогревателях, при этом подогреватели работают без конденсатоотводчиков, отработанный конденсат направляется в деаэратор.

В деаэратор, также поступает химически очищенная вода из ХВО, восполняющая потери конденсата.

Насосом сырой воды вода из городского водопровода направляется на ХВО и в бак горячей воды.

Периодическая продувка из котлов в размере 2 % направляется в барботер.

Деаэрированная вода с температурой около 104 ^оС питательным насосом нагнетается в экономайзеры и далее поступает в котлы.

Подпиточная вода для системы теплоснабжения забирается подпиточным насосом из бака горячей воды.

Основной целью расчёта тепловой схемы являются:

1. определение общих тепловых нагрузок, состоящих из внешних нагрузок и расхода пара на собственные нужды,

2. определение всех тепловых и массовых потоков необходимых для выбора оборудования,

3. определение исходных данных для дальнейших технико-экономических расчётов (годовых выработок тепла, топлива и т.д.).

Расчёт тепловой схемы позволяет определить суммарную паропроизводительность котельной установки при нескольких режимах её работы. Расчёт производится для 3-х характерных режимов:

1. максимально-зимнего,

2. наиболее холодного месяца,

3. летнего.

1.2 Исходные данные для расчёта тепловой схемы

Физическая величина	Обозна-чение	Обоснование	Значение величины при характерных режимах работы котельной.
			Макси-мально - зимнего	Наиболее холодного месяца	летнего
Расход теплоты на производственные нужды, Гкал/ч.	Qт	Задан	4,2	4,2	4,2
Расход теплоты на нужды отопления и вентиляции, Гкал/ч.	Qо.в.	Задан	5,3	---	---
Расход воды на горячие водоснабжение, т/ч.	Gг.в.	Задан	11,5	11,5	11,5
Температура горячей воды, оС	t3	СНиП 2.04.07-86.	60	60	60
Расчётная температура наружного воздуха для г. Якутска, оС:
- при расчёте системы отопления:	tр.о.	СНиП 23-01-99	-54	-45	---
- при расчёте системы вентиляции:	tр.в.		-45	---	---
Возврат конденсата производственным потребителем, %	в	Задан	30	30	30
Энтальпия насыщенного пара давлением 0,8 Мпа, Гкал/т.	iп	Таблица водяных паров	0,6616
Энтальпия котловой воды, Гкал/т.	iкот	»	0,1719
Энтальпия питательной воды, Гкал/т.	iп.в.	»	0,1044
Энтальпия конденсата при t = 80 оС, Гкал/т.	iк	»	0,08
Энтальпия конденсата с "пролётным" паром, Гкал/т.	i|к	»	0,1562
Температура конденсата возвращаемого из производства, оС	tк	Задана	80
Температура сырой воды, оС	tс.в.	СП 41-101-95	5	5	15
Продувка периодическая, %	спр	Принята	2
Потери воды в закрытой системе теплоснабжения, %	Кут.	Принят	2
Расход пара на собственные нужды котельной, %	Кс.н	Принят	5
Потери пара в котельной и у потребителя, %	Кпот.	Принят	2
Коэффициент расхода сырой воды на собственные нужды ХВО.	Кхво	Принят	1,25

1.3 Расчёт тепловой схемы

1. Расход пара на производство, т/ч:

Q_т - расход теплоты на производственные нужды, Гкал/ч;

i_п - энтальпия пара, Гкал/т;

i_п - энтальпия конденсата, Гкал/т;

з - КПД оборудования производственного потребителя.

2. Коэффициент снижения расхода теплоты на отопление и вентиляцию для режима наиболее холодного месяца:



t_вн - внутренняя температура отапливаемых зданий, ^оС;

t_н - текущая температура наружного воздуха, ^оС;

t_р.о - расчётная температура наружного воздуха, ^оС.

3. Расход воды на подогреватель сетевой воды т/ч:

Q_о.в. - расход теплоты на отопление и вентиляцию, т/ч;

t₁ - расчётная температура воды в подающей линии тепловой сети, ^оС;

t₂ - расчётная температура воды в обратной линии тепловой сети, ^оС;

С_в - теплоёмкость воды, Гкал/т· ^оС.

4. Температура воды в подающей линии тепловой сети, для режима наиболее холодного месяца, ^оС (можно также определить по графику регулирования):

5. Температура воды в обратной линии тепловой сети, для режима наиболее холодного месяца, ^оС (можно также определить по графику регулирования):

6. Расход пара на подогреватель сетевой воды, т/ч:



- энтальпия конденсата с пролётным паром, Гкал/т;

з - КПД подогревателя сетевой воды.

7. Расход подпиточной воды на восполнение утечек в системе теплоснабжения, т/ч:

К_ут - потери воды в закрытой системе теплоснабжения, %.

8. Возврат конденсата от технологического потребителя, т/ч:

в - возврат конденсата производственным потребителем, %.

9. Расход сырой воды на бак горячей воды, т/ч:

G_гв. - расход воды на горячие водоснабжение, т/ч.

10. Средняя температура воды в баке горячей воды, ^оС:

t_к - температура конденсата от производственного потребителя, ^оС;

t_cв.- температура сырой водопроводной воды, ^оС;

11. Расход пара на подогреватель горячей воды, т/ч:

t₃ - температура горячей воды, ^оС

з - КПД подогревателя ГВС.

12. Расход пара внешними потребителями, т/ч:

13. Расход пара на собственные нужды котельной, т/ч:

К_с.н. - расход пара на собственные нужды котельной, %.

14. Суммарная паропроизводительность котельной, т/ч,:

15. Потери пара у потребителя, т/ч:

К_пот. - потери пара в котельной и у потребителя, %.

16. Расход воды на периодическую продувку, т/ч:



с_пр. - продувка периодическая, %.

17. Расход химически очищенной воды на деаэратор, т/ч:

18. Расход сырой воды на ХВО, т/ч:

К_хво - коэффициент расхода сырой воды на собственные нужды ХВО.

19. Расход сырой воды, т/ч:

20. Средняя температура потоков воды, вошедших в деаэратор, ^оС:

i_хов - энтальпия химически очищенной воды, Гкал/т;

21. Расход греющего пара на деаэратор, т/ч:

22. Действительная паропроизводительность котельной, т/ч:

23. Невязка с предварительно принятой паропроизводительностью котельной, %:

Если невязка получится меньше 3 %, то расчёт тепловой схемы считается законченным. При большей невязке расчёт следует повторить, изменив расход пара на собственные нужды.

Расчёт тепловой схемы сведён в таблицу №1.

Таблица 1 Расчёт тепловой схемы
Физическая величина	Обозна-чение	Значение величины при характерных режимах работы котельной.
		Максимально - зимнего	Наиболее холодного месяца	летнего
1. Расход пара на производство, т/ч:	Dт	7,23	7,23	7,23
2. Коэффициент снижения расхода теплоты на отопление и вентиляцию для режима наиболее холодного месяца:	Ко.в.	1	0,875	---
3. Расход воды на подогреватель сетевой воды т/ч:	G	212	212	---
4. Температура воды в подающей линии тепловой сети, оС:	t1	95	85,4	---
5. Температура воды в обратной линии тепловой сети, оС:	t2	70	63,5	---
6. Расход пара на подогреватель сетевой воды, т/ч:	Dп.с.в.	10,7	9,4	---
7. Расход подпиточной воды на восполнение утечек в системе теплоснабжения, т/ч:	Gут.	4,24	4,24	---
8. Возврат конденсата от технологического потребителя, т/ч:		2,2	2,2	2,2
9. Расход сырой воды на бак горячей воды, т/ч:		13,57	13,57	9,3
10. Средняя температура воды в баке горячей воды, оС:	t4	15,3	15,3	27,4
11. Расход пара на подогреватель горячей воды, т/ч:	Dп.г.в.	1	1	0,76
12. Расход пара внешними потребителями, т/ч:	Dвн	18,93	17,66	8
13. Расход пара на собственные нужды котельной, т/ч:	Dс.н.	0,947	0,883	0,4
14. Суммарная паропроизводительность котельной, т/ч,:		19,9	18,543	8,4
15. Потери пара у потребителя, т/ч:	Dпот.	0,4	0,371	0,17
16. Расход воды на периодическую продувку, т/ч:	Gпер.пр.	0,4	0,371	0,17
17. Расход химически очищенной воды на деаэратор, т/ч:	Gхов	8,03	7,97	7,57
18. Расход сырой воды на ХВО, т/ч:		10,04	9,9	9,5
19. Расход сырой воды, т/ч:	Gс.в.	23,61	23,44	18,8
20. Средняя температура потоков воды, вошедших в деаэратор, оС:	tд	95	90,6	27,9
21. Расход греющего пара на деаэратор, т/ч:	Dд	0,33	0,57	1,16
22. Действительная паропроизводительность котельной, т/ч:	Dк	19,65	17,37	9,34
23. Невязка с предварительно принятой паропроизводительностью котельной, %:	ДD	1,3	0,3	10,2
24. Уточнённый расход пара на деаэратор, т/ч:		---	---	1,17
25. Уточнённая паропроизводительность котельной		---	---	9,36

2. График центрального качественного регулирования отпуска теплоты для системы отопления и вентиляции

Центральное качественное регулирование заключается в регулировании отпуска теплоты путём изменения температуры теплоносителя на входе в прибор, при сохранении постоянным количество теплоносителя подаваемого в регулирующую установку.

Температура воды в тепловой сети является функцией относительной нагрузки, которую находят по формуле:

Относительная нагрузка может принимать значение от 0 до 1. Значение текущих температур в подающем и обратном трубопроводах в зависимости от относительной нагрузки определяется по формулам:

и - расчётные температуры воды в подающем и обратном трубопроводе.

Расчёт графика центрального качественного регулирования сведён в таблицу №2.

Таблица 2

tн, оС		, оС	, оС
+ 8	0,162	32,2	28,1
+ 5	0,203	35,2	30,1
0	0,27	40,3	33,5
- 5	0,338	45,3	36,9
- 10	0,405	50,4	40,3
- 15	0,473	55,5	43,6
- 20	0,541	60,5	47
- 25	0,608	65,6	50,4
- 30	0,676	70,7	53,8
- 35	0,743	75,7	57,2
- 40	0,811	80,8	60,5
- 45	0,878	85,9	63,9
- 50	0,946	91	67,3
- 54	1	95	70

3. График годового расхода теплоты

Для определения годового расхода тепла, планирования в течении года загрузки оборудования котельной и составления графика ремонта используют график годового расхода тепла по продолжительности стояния температур наружного воздуха.

Температура наружного воздуха в течение суток может колебаться, частично эти колебания компенсируются аккумулирующей способностью здания. Поэтому принято строить график в зависимости от продолжительности стояния данной температуры наружного воздуха.

Продолжительность стояния данной температуры наружного воздуха находят из климатологических справочников и СНиП.

Нагрузка производственного потребителя в течение года постоянна.

Нагрузка на ГВС в течение отопительного периода постоянна. В летний период нагрузка на ГВС меньше чем в отопительный период.

Повторяемость температур наружного воздуха:

49,9 ч - 45 ^оС - 587 ч,

44,9 ч - 40 ^оС - 507 ч,

39,9 ч - 35 ^оС - 523 ч,

34,9 ч - 30 ^оС - 573 ч,

29,9 ч - 25 ^оС - 462 ч,

24,9 ч - 20 ^оС - 423 ч,

19,9 ч - 15 ^оС - 410 ч,

14,9 ч - 10 ^оС - 394 ч,

9,9 ч - 5 ^оС - 454 ч,

4,9 ч - 0 ^оС - 523 ч,

0,1 ч - + 5 ^оС - 512 ч,

5,1 ч - + 8 ^оС - 728 ч,

Нагрузки для расчёта графика:

Гкал/ч,

Гкал/ч,

Гкал/ч,

Гкал/ч,

Основные расчётные зависимости:

1. Минимальная тепловая нагрузка на отопление и вентиляцию при температуре наружного воздуха +8 ^оС:

Гкал/ч;

2. Минимальная тепловая нагрузка необходимая внешним потребителям при t_н = +8 ^оС:

Гкал/ч;

3. Максимальная тепловая нагрузка необходимая внешним потребителям при t_н = +54 ^оС:

Гкал/ч;

4. График годового расхода пара

График годового расхода пара рассчитывается и строится аналогично графику годового расхода тепла, только в формулах вместо соответствующей тепловой нагрузки (Q) подставляется соответствующий расход пара (D).

Нагрузки для расчёта графика:

т/ч,

т/ч,

т/ч,

т/ч,

Основные расчётные зависимости:

1. Минимальная паровая нагрузка на отопление и вентиляцию при температуре наружного воздуха +8 ^оС:

т/ч;

2. Минимальная паровая нагрузка необходимая внешним потребителям при t_н = +8 ^оС:

т/ч;

3. Максимальная паровая нагрузка необходимая внешним потребителям при t_н = +54 ^оС:

т/ч;

5. Расчёт расхода топлива

Часовой расход топлива, определяется по формуле, м³/ч:

D_расч. - максимальный часовой расход пара вырабатываемый котлом, кг/ч,

D_расч = 19650 кг/ч.

G_пр. - максимальный часовой расход продувочной воды, кг/ч,

G_пр = D_расч ?0,01?с_пр. = 19650?0,01?2 = 393 кг/ч

с_пр - процент на периодическую продувку, %,

Дi - разность энтальпий между питательной водой и вырабатываемым паром, ккал/кг:

ккал/кг.

i_п - энтальпия насыщенного пара, ккал/кг,

i_п.в. - энтальпия питательной воды, ккал/кг,

i_пр. - энтальпия котловой воды, ккал/кг,

- низшая теплота сгорания топлива, ккал/м³,

з_к - КПД котла,

м³/ч.

Годовой расход топлива, определяется по формуле, м³/год:



- расчётный годовой расход пара, кг/год:

- годовой расход пара на подогреватель сетевой воды, кг/год:

D_п.с.в.- максимальный расход пара на подогреватель сетевой воды, кг/ч,

t_вн - средняя внутренняя температура отапливаемых помещений, ^оС,

t_н - расчетная температура наружного воздуха, ^оС,

t_ср.от - средняя температура наружного воздуха за отопительный период, ^оС,

n_о - продолжительность отопительного периода,

кг/год.

- годовой расход пара на подогреватель горячей воды, кг/год:

- расход пара на подогреватель горячей воды в максимально-зимний период, кг/ч,

- расход пара на подогреватель горячей воды в летний период, кг/ч,

n_г.в. - число дней в году работы системы горячего водоснабжения (350),

кг/год.

- годовой расход пара на производство, кг/год:

кг/год.

кг/год - годовой расход пара на деаэратор,

- годовые потери пара, кг/год:

- потери пара у потребителя, %.

кг/год.

кг/год.

кг/год.

м³/год.

6. Выбор оборудования котельной.

6.1 Котлы

В соответствии со СНиП "Котельные установки" расчётная мощность котельной определяется суммой мощностей требующихся потребителям на технологические процессы, отопление, вентиляцию и горячие водоснабжение при максимально-зимнем режиме.

При определении мощности котельной должны также учитываться мощности расходуемые на собственные нужды котельной и покрытия потерь в котельной и тепловых сетях.

Потребители тепла по надёжности теплоснабжения относятся:

1. К первой категории - потребители, нарушение теплоснабжение, которых связано с опасностью для жизни людей и со значительным ущербом народному хозяйству.

2. Ко второй категории - остальные потребители.

Перечень потребителей первой категории утверждает Министерство и Ведомство.

Котельные по надёжности отпуска тепла потребителям относятся:

1. К первой категории - котельные являющиеся единственным источником тепла системы теплоснабжения и обеспечивающие потребителей Й категории не имеющих индивидуальных резервных источников тепла.

2. Ко второй категории - остальные котельные.

Все котельные сооружаемые в северной строительной климатической зоне относятся к Й категории независимо от категории потребителей тепла.

Количество и единичную производительность котлоагрегата устанавливаемых в котельной следует выбирать по расчётной производительности котельной, проверяя режим работы котлоагрегатов для тёплого периода года, при этом в случае выхода из строя наибольшего по производительности котла котельной Й категории оставшиеся должны обеспечивать отпуск тепла потребителям Й категории:

1. на технологическое теплоснабжение и системы вентиляции в количестве определяемом минимальной допустимой нагрузкой.

2. на отопление и ГВС в количестве определяемом режимом наиболее холодном месяце.

В котельной ГУП ФАПК установлены следующие типы котлов:

1. ДКВР 10-13 - 2 шт.

2. ДЕ 10-14ГМ - 1 шт.

Техническая характеристика котлов:

Номинальная производительность: 10 т/ч,

Температура пара: насыщенный,

Температура питательной воды: 100 ^оС,

Площадь поверхности нагрева:

– радиационная: 47,9 м², (39,02 м²),

– конвективная: 229,1 м², (110 м²),

– общая котла: 277 м², (149,02 м²),

Объём: - паровой: 2,63 м³,

- водяной: 9,11 м³,

Запас воды в котле при видимых колебаниях уровня в водоуказательном стекле 80 мм.: - 1,07 м³, 5,8 мин,

Видимое напряжение парового объёма: 545 м³/(м³?ч),

Живое сечение для прохода газов: - в котельном пучке: 1,28 м³,

Температура газов за котлом:

- газ: 295 ^оС, (273 ^оС),

- мазут: 320 ^оС, (310 ^оС),

Расчётное КПД:

- газ: 91,8 %, (92,1 %),

- мазут: 89,5 %, (90,99 %),

Расчётное газовое сопротивление:

- газе и мазуте при номинальной нагрузке: 300 Па, (1,96 кПа),

- газе и мазуте при повышенной на 30 % нагрузке: 500 Па,

Длина цилиндрической части барабана:

- верхнего: 6325 мм,

- нижнего: 3000 мм,

Расстояние между осями барабанов: 2750 мм,

Диаметр и толщина стенки передних опускных труб: 159х4,5 мм,

Количество труб экранов

- боковых: 29х2 = 58 шт,

- фронтового: 20 шт,

- заднего: 20 шт,

Количество кипятильных труб:

- по оси барабана 27 + 1 шт,

- по ширине котла 22 шт,

Общее количество кипятильных труб: 594 шт.

Габаритные размеры:

длина котла в тяжёлой обмуровке: 6860 мм, (6530 мм),

ширина котла в тяжёлой обмуровке: 3830 мм, (4300 мм),

высота котла от пола до оси верхнего барабана: 5715 мм,

высота котла от пола до патрубков на верхнем барабане 6315 мм, (5050 мм),

Масса котла в объёме заводской поставки: 15,9 ч 18,8 т, (13,62 т).

Примечание: в скобках технические характеристики котла марки ДЕ 4-14.

При летнем режиме теплоснабжения потребителей будет обеспечено одним котлом, который будет загружен на 96 % (9,56 т/ч). При режиме наиболее холодного месяца в работе находятся два котла, вырабатывая 18,48 т. пара в час, при этом один котёл находится в резерве и в случаи выхода из строя одного из работающих котлов его можно использовать для пароснабжения потребителей.

6.2 Насосы

Питательные насосы. Питание котлов водой должно быть надёжным. При снижении уровня воды ниже допустимых пределов кипятильные трубы могут оголиться и перегреться, что в свою очередь может привести к взрыву котла. Котлы с давлением выше 0,07 МПа с паропроизводительностью 2 т/ч и выше должны иметь автоматические регуляторы питания.

Для питания котлов устанавливают не менее двух насосов, из которых один должен быть с электроприводом, а другой - с паровым приводом. Производительность одного насоса с электроприводом должна составлять не менее 110 % номинальной производительности всех рабочих котлов. При установке нескольких насосов с электроприводами их общая производительность должна составлять также не менее 110 %.

Производительность насосов с паровым приводом должна быть не менее 50 % номинальной производительности котлов. Можно устанавливать все питательные насосы только с паровым приводом, а при двух или нескольких источниках питания электроэнергией - только с электрическим приводом. Насосы с паровым приводом потребляют от 3 до 5 % вырабатываемого пара, поэтому их используют как резервные.

Выхлопной пар поршневого прямодействующего насоса удаляется в атмосферу. Если этим паром подогревают воду в особом теплообменнике, то конденсат выбрасывают. В котёл его возвращать нельзя, так как он загрязнён маслом, а плёнка масла на трубках ухудшает теплопередачу. В крупных установках используют паротурбонасосы, конденсат их выходного пара маслом не загрязнён, поэтому его можно направлять в котёл. Инжекторы для питания котлов в отопительно-производственных котельных непригодны, так как они плохо засасывают горячую воду.

Производительность насосов определяется по формуле, т/ч:



z - число котлов, шт,

k - коэффициент запаса (1,1 для насосов с электроприводом и 0,5 с паровым приводом).

D_макс - максимальный расход питательной воды, т/ч,

D_к - расход пара при номинальной нагрузке, т/ч,

G_п.р. - количество продувочной воды при номинальной нагрузке, т/ч,

т/ч,

т/ч.

Напор насоса, м. вод. ст.:

Р_к - избыточное давление в котле, кгс/см²,

Р_д - избыточное давление в деаэраторе, кгс/см²,

Н_э -сопротивление экономайзера по воде, м. вод. ст.,

Н_г - геометрическая разность уровней воды в барабане котла и деаэратора, м.

м. вод. ст.

В данной котельной установлены 3 подпиточных насоса марки ЦНСГ-38, два из которых являются резервными. Данный насос установлен на нулевой отметке котельной (2 этаж), который подаёт питательную воду с температурой около 104 ^оС из деаэратора установленного на отметке 6.000 м (третий этаж).

Техническая характеристика насоса ЦНСГ-38:

1. Производительность: 38 м³/ч,

2. Напор: 198 м. вод. ст.,

3. Электродвигатель:

- мощность: 37 кВт,

- частота: 3000 об/мин,

4. Температура рабочей среды: 105 ^оС,

5. Габаритные размеры: 1407х430х420 мм,

6. Масса: 321 кг.

Конденсатный насос. Производительность конденсатного насоса равна часовому расходу конденсата от технологического потребителя. К этому расходу следует прибавить расход конденсата от сетевого подогревателя отопления, так как в случаи повышения жёсткости конденсат сбрасывают в конденсатный бак на нужды ГВС. Повышение жёсткости может быть вызвано разрывом нескольких латунных трубок в самом подогревателе и вследствие чего попадания сетевой воды с довольно большой жёсткостью (0,7 ч 1,5 мг-экв/кг) в конденсат. Такой конденсат нельзя направлять в деаэратор, где требуется жёсткость равная 0,02 мг-экв/кг.

т/ч.

Напор конденсатного насоса определяется геодезической заразностью конденсатного насоса и бака горячей воды, а также сопротивлением сети (всасывающих и нагнетательных линий). В случае ели конденсат направлялся бы в деаэратор, то нужно учесть избыточное давление в деаэраторе:

м. вод. ст.

В котельной установлен один конденсатный насос марки К50-32-125. Данный насос установлен на отметке -4,600 м (первый этаж) и подаёт конденсат в бак горячей воды установленный на отметке 6 м (третий этаж).

Техническая характеристика насоса К50-32-125:

1. Производительность: 12,5 м³/ч,

2. Напор: 20 м. вод. ст.,

3. Электродвигатель: - мощность: 2,2 кВт,

- частота: 2900 об/мин,

4. Габаритные размеры: 792х300х315 мм,

5. Масса: 80 кг.

Сетевой насос системы отопления и вентиляции. Этот насос служит для циркуляции воды в тепловой сети. Его выбирают по расходу сетевой воды из расчёта тепловой схемы. Сетевые насосы устанавливаются на обратной линии тепловой сети, где температура сетевой воды не превышает 70 ^оС.

Согласно правилам Госгортехнадзора РФ, в котельной должно быть установлено не менее 2-х сетевых насосов.

Напор развиваемый сетевым насосом выбирается в зависимости от требуемого напора у потребителя и сопротивлением сети.

В котельной установлено два сетевых насоса марки 6НДВ-60, один из которых резервный.

Техническая характеристика насоса 6НДВ-60:

1. Производительность: 250 м³/ч,

2. Напор: 54 м. вод. ст.,

3. Электродвигатель: - мощность: 41 кВт,

- частота: 1450 об/мин,

4. Габаритные размеры: 1400х525х450мм,

Подпиточный насос. Предназначены для восполнения утечки воды из системы теплоснабжения, количество воды необходимое для покрытия утечек определяется в расчёте тепловой схемы. Производительность подпиточных насосов выбирается равной удвоенной величине полученного количества воды для восполнения возможной аварийной подпитки:

т/ч

Необходимый напор подпиточных насосов определяется давлением воды в обратной магистрали и сопротивлением трубопроводов и арматуры на линии подпитки, число подпиточных насосов должно быть не менее 2-х, один из которых резервный.

В котельной установлено три подпиточных насоса марки К50-32-125, два из которых резервные. Насосы установлены на нулевой отметке и подают подпиточную воду из бака горячей воды в обратную линию тепловой сети.

Техническая характеристика насоса К50-32-125:

1. Производительность: 12,5 м³/ч,

2. Напор: 20 м. вод. ст.,

3. Электродвигатель: - мощность: 2,2 кВт,

- частота: 2900 об/мин,

4. Габаритные размеры: 792х300х315 мм,

5. Масса: 80 кг.

Циркуляционный насос ГВС. Служит для подачи требуемого расхода и обеспечения требуемого напора горячей воды у потребителя. Его выбирают по расходу горячей воды и необходимому напору: G_г.в.= 11,5 т/ч

В котельной установлено два насоса ГВС марки К50-32-125, один из которых резервный. Насос установлен на отметке 6,000 м (3 этаж) и подаёт сырую воду из бака горячей воды в пароводяные теплообменники.

1. Производительность: 12,5 м³/ч,

2. Напор: 20 м. вод. ст.,

3. Электродвигатель: - мощность: 2,2 кВт,

- частота: 2900 об/мин,

4. Габаритные размеры: 792х300х315 мм,

5. Масса: 80 кг.

Насос сырой воды. Служит для обеспечения требуемого напора сырой воды перед ХВО и подачи хим. очищенной воды в деаэратор, а также подачи сырой воды в бак горячей воды. Производительность насоса определяют из расчёта тепловой схемы: G_c.в.= 23,61 т/ч Н_с.в.= 50 м. вод. ст.

В котельной установлен один насос сырой воды марки К80-50-200. Данный насос расположен на отметке 0,000 (1 этаж) и установлен на линии сырой воды.

Техническая характеристика насоса К80-50-200:

1. Производительность: 50 м³/ч,

2. Напор: 50 м. вод. ст.,

3. Электродвигатель:

- мощность: 15 кВт,

- частота: 2900 об/мин,

4. Габаритные размеры: 1127х458х485 мм,

5. Масса: 250 кг.

6.3 Водоподогреватели

В зависимости от вида греющей среды их делят на:

– водоводяные,

– пароводяные.

По конструктивным признакам подогреватели делятся на:

– кожухотрубные,

– пластинчатые.

В кожухотрубчатых подогревателях основным элементом является цилиндрический корпус и пучок гладких трубок размещаемых внутри корпуса. Один из теплоносителей протекает внутри трубок, другой в межтрубном пространстве - такие теплообменники называются скоростными.

Скоростные водоводяные подогреватели, у которых греющая и нагреваемая вода движутся навстречу, называются противоточными. Противоток эффективнее прямотока, т.к. обеспечивает большую среднюю разность температур и позволяет нагревать воду до более высокой температуры.

Для пароводяных подогревателей направление движение теплоносителя не имеет значения.

Основным элементом подогревателя является корпус из стальной бесшовной трубы. Внутри корпуса расположены трубки из латуни Д_в 16 х 1 мм., теплопроводность составляет 135 Вт/м °С.

Подогреватель сетевой воды для нужд отопления и вентиляции. Предназначен для подогрева паром сетевой воды до требуемой температуры. Подогреватель сетевой воды состоит из двух параллельно включённых пароводяных подогревателей. Теплообмен при этом происходит в латунных трубках, в которых протекает нагреваемая среда.

В котельной ГУП ФАПК "Якутия" установлено три пары пароводяных подогревателей сетевой воды марки ПП-2-24-7-‡W (с плоским дном), 2-е пары подогревателей из которых являются резервными.

Техническая характеристика подогревателя ПП-2-24-7-‡W:

1. Площадь поверхности нагрева: 24,4 м³,

2. Диаметр корпуса: 480 мм,

3. Количество трубок: 176 шт.,

4. Длина трубок: 3000 мм,

5. Длина подогревателя: 3630 мм,

6. Давление греющего пара: 0,7 МПа,

7. Число ходов по воде: 4 шт.,

8. Сечение для прохода воды: 0,0068 м²,

9. Гидравлическое сопротивление при расчётном расходе воды 41,7 т/ч: 0,06 МПа,

10. Масса: 915 кг.

Подогреватель системы ГВС. Предназначен для нагревания воды, которая направляется для нужд ГВС. Подогреватель ГВС состоит из двух параллельно включённых пароводяных подогревателей. Теплообмен при этом происходит в латунных трубках, в которых протекает нагреваемая среда.

В котельной ГУП ФАПК "Якутия" установлено две пары пароводяных подогревателей ГВС марки ПП-2-17-7-ІІ (с плоским дном), одна пара из них является резервным.

Техническая характеристика подогревателя ПП-2-17-7- ІІ:

1. Площадь поверхности нагрева: 17,2 м³,

2. Диаметр корпуса: 426 мм,

3. Количество трубок: 124 шт.,

4. Длина трубок: 3000 мм,

5. Длина подогревателя: 3575 мм,

6. Давление греющего пара: 0,7 МПа,

7. Число ходов по воде: 2 шт.,

8. Сечение для прохода воды: 0,0096 м²,

9. Гидравлическое сопротивление при расчётном расходе воды 59 т/ч: 0,03 МПа,

10. Масса: 730 кг.

6.4 Водоподготовка

Вода из городского водопровода содержит растворённые соли и газы. Накипь на стенках котлов образуется в результате выпадения растворённых в воде жёсткости - кальция и магния.

Накипь на стенках котлов понижает коэффициент теплопередачи и, следовательно, ведёт к перерасходу топлива. В топочной части слой накипи может вызвать перегрев стенки и аварию котла. Растворённые в воде газы - кислород и углекислота - вызывают коррозию стенок котла.

В паровой котельной умягчается исходная добавочная вода и деаэрируется вся питательная.

6.4.1 ХВО

Для умягчения воды применяют метод катионного обмена. Умягчить воду, т.е. снизить её жёсткость, это значит удалить из неё накипеобразователи.

Рекомендуемый метод катионного обмена используют в качестве натрий-катионирования, водородно-натриевого катионирования и аммоний-натриевого катионирования при докотловой обработке воды, когда большинство солей жёсткости переводят в соли с большой степенью растворимости, причём никаких осадков не образуется.

Такие соли даже при большом их количестве в составе котловой воды не будут доходить в растворе до состояния насыщения и, следовательно, выпадать кристаллами накипи на стенки котла.

Таким образом, химическая водоподготовка не избавляет воду от солей, но изменяет их количество и качество, что позволяет при правильно организованном режиме эксплуатации избавиться от накипи.

В данной котельной установке применено двухступенчатая схема Na - катионирования.

Фильтр Na - катионирования выбирается по расходу химически очищенной воды, рассчитанный в тепловой схеме: G_хов= 8,03 т/ч.

Техническая характеристика Na - катионитового фильтра:

1. Марка фильтра: ФИПа І-1,0-0,6-Na,

2. Давление:

- рабочие: 0,6 МПа,

- пробное гидравлическое: 0,9 МПа,

3. Вместимость корпуса: 2,27 м³,

4. Производительность: 20 м³/ч,

5. Фильтрующая загрузка: - высота: 2 м,

- объём: 1,6 м³,

6. Масса: - сульфоугля при г = 0,65 ч 0,7 т/м²: 1,04 ч 1,12 т,

- катионита КУ-2 при г = 0,71 т/м²: 1,14т,

7. Внутренний диаметр корпуса: 1000 мм,

8. Высота фильтра: 3685 мм,

9. Толщина стенки: 9 мм,

10. Условный диаметр арматуры:

– для подвода исходной и промывочной воды: 50 мм,

– для отвода обработанной воды: 50 мм,

– для подвода регенерационного раствора: 50 мм,

– для подвода и отвода взрыхляющей воды: 50 мм,

– для отвода регенерационного раствора, отмывочной воды и первого фильтрата: 50 мм,

– для гидровыгрузки фильтрующего материала: 100 мм,

11. Масса конструкции фильтра: 1,09 т.

Описание работы Na - катионитовой установки.

По теории электролитической диссоциации молекулы некоторых веществ, находящихся в водном растворе, распадаются на положительно и отрицательно заряженные ионы - катионы и анионы.

При Na - катионировании, растворённые в воде соли кальция (Ca) и магния (Mg) при фильтрации через катионитовый материал (NaR) обменивают катионы Ca²⁺ и Mg²⁺ на катионы Na⁺. В итоге получаются только натриевые соли - которые обладают большой степенью растворимости.

Изменение солевого состава воды происходит по следующим формулам:

2NaR + Ca(HCO₃)₂ = CaR₂ + 2NaHCO₃

2NaR + Mg(HCO₃)₂ = MgR₂ + 2NaHCO₃

2NaR + CaSO₄= CaR₂ + Na₂SO₄

2NaR + MgSO₄= MgR₂ + Na₂SO₄

2NaR + CaCl₂= CaR₂ + 2NaCl

2NaR + MgCl₂= MgR₂ + 2NaCl

R - условно показана сложная формула катионитового материала

В дальнейшем в воде происходит разложение бикарбонатов натрия:

2NaHCO₃ = Na₂CO₃ + СО₂

Na₂CO₃ + Н₂О = 2NaОН + СО₂

Катионитовым материалом, заполняющий фильтр, является сульфоугль. Его получают после обработки бурого или каменного угля дымящейся серной кислоты.

Характеристика сульфоугля.

Диаметр зерна:0,3 ч 1,2 мм,

Насыпная масса в воздушно- сухом виде: 0,55 т/м³,

Ёмкость поглощения:300 мг-экв/л,

Верхний предел температурной стойкости:70 ^оС,

Годовой износ:10 ч 15 %

Ёмкость катионитового материала есть предел его обменной способности, после чего израсходованные катионы необходимо восстанавливать регенерацией.

Регенерация катионитового материала производится 6 ч 8 % раствором поваренной соли, пропускаемым через него, в результате регенерации действие сульфоугля восстанавливается. Реакции идут по уравнениям:

CaR₂ + 2NaCl = 2NaR + CaCl₂

MgR₂ + 2NaCl = 2NaR + MgCl₂

Концентрированные растворы хлоридов кальция и магния, а также избыток соленого раствора выбрасываются в дренаж. Характерной особенностью Na - катионирования является отсутствие солей выпадающих в осадок. Поэтому не смотря на то что жесткость второй ступени доводят до 0,02 мг-экв/кг, щёлочность умягчённой воды остаётся равной карбонатной жёсткости исходной воды.

Сухой остаток при Na - катионировании можно считать постоянным.

Получающийся при разложении NaHCO₃ едкий натрий (NaОН) даёт вспенивание воды и может вызвать коррозию металла котла, а углекислота, остающаяся в конденсате, - коррозию конденсатопроводов. Но так как относительная щёлочность получается меньше 20 %, то она не нуждается в нейтрализации.

Двухступенчатая схема Na - катионирования.

В фильтр 1 загружен катионитовый материал - сульфоугль.

Подлежащая обработке вода подаётся по трубопроводу 2 на фильтр первой ступени и проходит сверху вниз через слой сульфоугля. После прохождения исходной воды через фильтр первой ступени, вода с жёсткостью 0,5 мг-экв/кг поступает на фильтр второй ступени.

Умягчённая вода (до 0,02 мг-экв/кг) отводится в термический деаэратор по трубе 5.

На время регенерации катионитовые фильтры поочерёдно выключают из работы. Регенерационный раствор поваренной соли подаётся из бака раствора соли по трубе 3 и сбрасывается в дренаж 4. Скорость пропускания регенерационного раствора 3 ч 5 м/ч.

Процесс регенерации включает в себя следующие операции:

1. Взрыхление катионита исходной водой происходит снизу вверх.

2. Регенерация катионита происходит сверху вниз.

3. Отмывка катионита исходной водой от продуктов регенерации.

Отмывка Na - катионитового фильтра заканчивается при снижении жёсткости: после Й ступени до 0,5 мг-экв/кг; после ЙЙ ступени до 0,02 мг-экв/кг.

После отмывки фильтр готов к работе в режиме умягчения. При роботе в режиме умягчения необходимо следить за: перепадом давления создаваемого фильтром; качеством умягчённой воды; следить за отсутствием катионита в умягчённой воде.

6.4.2 Деаэратор

Деаэратор атмосферного типа выбирают по расходу химически очищенной воды, к этому расходу следует прибавить расход конденсата от пароводяных водоподогревателей, т.к. его направляют в верхнюю часть деаэрационной колонки.

В котельной установлен атмосферный деаэратор марки ДА-25 с барботажным устройством, которое установлено в баке-аккумуляторе деаэратора.

Техническая характеристика деаэратора ДА-5:

1. Номинальная производительность: 25 т/ч;

2. Рабочие давление: 0,12 МПа;

3. Температура деаэрированной воды: 104 ^оС;

4. Средняя температура подогрева воды в деаэраторе: 10 ч 40 ^оС;

5. Размеры колонки:

- диаметр и толщина стенки корпуса: 530х6 мм;

- высота: 2195 мм;

6. Масса: 280 кг;

7. Пробное гидравлическое давление: 0,3 МПа.

Описание работы деаэратора.

Деаэрацией называется освобождение питательной от растворённого в ней воздуха в состав которого входит кислород (О₂) и двуокись углерода (СО₂). Будучи растворенными, в воде эти газы вызывают коррозию питательных трубопроводов и поверхности нагрева котла, вследствие чего оборудование выходит из строя.

Термический деаэратор служит для удаления из питательной воды растворённых в ней кислорода и двуокиси углерода путём нагрева воды до температуры кипения. При температуре кипения воды растворённые в ней газы полностью теряют способность растворяться. Деаэратор состоит из бака-аккумулятора и деаэрированной колонки, внутри которой расположен ряд распределительных тарелок. Внутри бака-аккумулятора расположено барботажное устройство - оно служит для дополнительного удаления растворённых газов путём частичного перегрева питательной воды. За счёт барботажного устройства качество деаэрации улучшается.

Питательная вода поступает в верхнюю часть деаэратора на распределительную тарелку. С тарелки вода равномерными струйками распределяется по всей окружности деаэраторной колонки и стекает через ряд расположенных, с мелкими отверстиями, тарелок.

Пар для подогрева воды вводится в деаэратор по трубе и распределяется под водяную завесу, образующуюся при скитании воды. Пар расходясь во все стороны поднимается вверх навстречу питательной воды при этом нагревая её до температуры 104 ^оС, что соответствует избыточному давлению в деаэраторе 0,02 ч 0,025 МПа.

Пар для барботажного устройства подводится по отдельной трубе.

При этой температуре воздух выделяется из воды и вместе с остатком не сконденсировавшегося пара уходит через вистовую трубу, расположенную в верхней части деаэраторной колонки непосредственно в атмосферу.

Освобождённая от кислорода и двуокиси углерода и подогретая вода выливается в бак аккумулятор, расположенный под колонкой деаэратора, откуда расходуется для питания котлов.

Во избежания значительного повышения давления в деаэраторе на нём устанавливают два предохранительных клапана, а так же гидравлический затвор на случай образования в нём разряжения.

Деаэратор снабжён водоуказательным стеклом, регулятором уровня воды в баке, регулятором давления и необходимой измерительной аппаратурой.

6.5 Тягодутьевые машины

Подача воздуха осуществляется вентилятором, а удаление газов дымососом.

Дымососы работают в более тяжёлых условиях, чем вентиляторы, т.к. они отсасывают газы с более высокой температурой, чем воздух (до 250 ^оС). Поэтому в дымососах предусматривают водяное охлаждение подшипников и более прочное исполнение лопаток и кожуха.

Дымовая труба - кирпичная, высота 30 м, диаметр верха трубы 1000 мм.

Часовая производительность одного дымососа равна:

В - часовой расход топлива одного котла при номинальной паропроизводительности, кг/ч;

D_расч. - номинальный часовой расход пара, вырабатываемый котлом, кг/ч,

G_пр. - часовой расход продувочной воды при номинальной паропроизводительности, кг/ч,

G_пр = D_расч ?0,01?с_пр. = 10000?0,01?2 = 200 кг/ч

с_пр - процент на периодическую продувку, %,

Дi - разность энтальпий между питательной водой и вырабатываемым паром, ккал/кг:

ккал/кг.

i_п - энтальпия насыщенного пара, ккал/кг,

i_п.в. - энтальпия питательной воды, ккал/кг,

i_пр. - энтальпия котловой воды, ккал/кг,

- низшая теплота сгорания топлива, ккал/м³,

з_к - КПД котла,

м³/ч.

V_г - объём дымовых газов перед дымососом;

б_ух - коэффициент присосов воздуха;

- теоретический объём дымовых газов;

V_о - теоретически необходимый объём воздуха;

V_г = 10,63 + (1,1 - 1)·9,47 = 11,58 м³/м³

м³

В котельной установлено 3 дымососа марки ДН-10:

– электродвигатель АО2-81-8 (22 кВт).

Часовая производительность одного вентилятора равна:

б_т - коэффициент избытка воздуха в топке;

t_в - температура воздуха перед вентилятором;

м³

В котельной установлено 3 вентилятора марки ВДН-12:

– электродвигатель АО72-8 (10 кВт).

7. Топливоподача

В качестве основного вида топлива в котельной ГУП ФАПК "Якутия" использован природный газ Мастахского месторождения.

Газоснабжение котельной осуществляется через ГРУ установленное на третьем этаже котельной. Входное давления газа на ГРУ составляет 0,6 МПа. ГРУ в котельной два: горелки котлов ДКВР-10-13 (ГМГ-5м) снабжаются газом от ГРУ низкого давления (необходимое давление газа перед горелкой 0,0038 МПа, 380 кгс/м²); горелка котла ДЕ-10-14 (ГМ-7) снабжается газом от ГРУ среднего давления (необходимое давление газа перед горелкой 0,025 МПа, 2500 кгс/м²).

ГРУ - газораспределительный пункт для автоматического снижения и поддержания давления газа на заданном уровне.

Функции ГРУ:

1. Снижение давления до заданных параметров,

2. Поддержание в автоматическом режиме этого давления на выходе из ГРУ,

3. Отключение и прекращение подачи газа при давлениях превышающих заданные параметры,

4. Отчистка газа от существенных механических примесей.

5. Учёт расхода газа.

В комплект ГРУ входят: 1. Фильтр газовый - для очистки газа от механических примесей (пыли, окалины, грязи).

Очистка газа необходимо для того, чтобы предотвратить стирание уплотняющих поверхностей запорных устройств, острых кромок измерительных диафрагм, импульсных трубок и дросселей от загрязнения.

Степень чистоты фильтра характеризуется перепадом давления, которое в процессе эксплуатации не должно превышать заданных параметров.

2. Предохранительно-запорный клапан (ПЗК) - для полного автоматического отключения подачи газа при повышении или понижении давления газа за регулятором на 25 %.

На верхнюю заданную границу давления клапан настраивается сжатием пружины верхней границы, а на нижнюю - сжатием пружины нижней границы.

Клапан установлен после фильтра перед регулятором.

3. Регулятор давления - для обеспечения автоматического снижения давления газа и поддержания его значения на определённом уровне независимо от изменения и колебания давления во входном газопроводе.

По требованию правил "Безопасности в газовом хозяйстве" колебание давления за регулятором не должно превышать 10 % от заданного значения.

В роли регулятора в котельной ГУП ФАПК "Якутия" использован пилотный регулятор РДУК-2 (регулятор давления универсальный Казанцева). Для получения давления после регулятора 0,0038 МПа и 0,025 МПа использован пилот КН-2.

Для получения необходимого давления после регулятора нужно:

– для повышения давления - стакан пилота вкручивать;

– для уменьшения давления - стакан пилота выкручивать.

4. Предохранительно-сбросной клапан (ПСК) - для сброса некоторого количества газа в атмосферу при возможных кратковременных повышениях давления (на 10 % от рабочего) за регулятором, во избежание отключения газа на котельную предохранительно-запорным клапаном (ПЗК). Регулирование ПСК на срабатывание производится регулировочным болтом.

5. Байпас - обводной газопровод для подачи по нему газа во время ревизии или ремонта оснащения ГРУ.

6. Сбросные и продувочные линии - для сброса газа в атмосферу от предохранительно сбросного клапана и продувки газопроводов и оснащения от освобождения их в необходимых случаях от воздуха или газа.

7. Измерительные приборы - манометры показывающие, для измерения давления к фильтру, регулятора и за ними; термометры для измерения температуры газа.

8. Импульсные трубки - для соединения отдельных элементов оснащения между собой с контролируемыми точками газопроводов, а также для присоединения средств измерения к газопроводам в контролируемых точках.

9. Узел учёта - для учёта затрат газа.

Учёт затраты газа в котельной ГУП ФАПК "Якутия" производится самопишущим устройством, который получает импульс от дифференциального манометра. Дифманометр, в свою очередь берёт импульсы от сужающего устройства - диафрагмы.

Принцип работы дифманометра основан на изменении перепада давления до, и после диафрагмы и дальнейшей фиксации этого перепада на самописце. Диафрагма представляет из себя кольцо из высокопрочной стали, тщательно обработанной кромкой внутреннего кольца - чтобы не создавать значительного местного сопротивления. Диаметр внутреннего кольца меньше диаметра проходной трубы, поэтому в этом месте создаётся дроссельный эффект, т.е. сужение диаметра прохода приводит к увеличению скорости потока, в результате чего за диафрагмой понижается давл...