Расчет тепловой схемы котельной

 

 кг/с.

1.11.Общие замечания о  расчете деаэратора

Произведем уточнение ранее  принятого расхода D_вып. Суммарный расход деаэрируемой воды и количество выпара равны

 кг/с;

 кг/с.

1.12. Расчет деаэратора

Для каждой тепловой схемы составляю  свои уравнения балансов деаэратора в соответствии с имеющимися входящими  и выходящими потоками. Для деаэратора в рассматриваемой тепловой схеме, согласно расчетной схеме деаэратора, указанной на рисунке 7, уравнения имеют вид:

 

 Из уравнения находим

Подставляя полученное значение в уравнение и решая его относительно , находим расход деаэрированной воды

    кг/с.

Соответственно расход греющего редуцированного  пара:

 кг/с.

1.13. Проверка точности  расчета первого приближения

Из уравнения массового баланса  для линии редуцированного пара определяем значение расхода пара на деаэрацию D_д

 кг/с.

При расчете деаэратора получено значение D_д = 2,1344 кг/с. Ошибка при расчете составляет 62,52 %. Допустимое расхождение 0,03 %. Следовательно, необходим уточненный расчет тепловой схемы во втором приближении.

 

1.14 Уточненный расчет  РОУ (II приближение)

 

Уточненный расход редуцированного  пара, исходя из вычисленного более  точного расхода пара на деаэрацию, равен

Уточненный расход охлаждающей  воды

Уточненный расход острого пара

 Суммарный расход острого  пара 

1.15 Уточненный расчет  тепловой схемы (II приближение)

 

Расширитель-сепаратор непрерывной  продувки

 кг/с;

 кг/с;

 кг/с.

Расход химочищенной воды

 кг/с;

кг/с.

 кг/с.

Водяной подогреватель сырой воды

кДж/кг.

Паровой подогреватель сырой воды

 кг/с.

Деаэратор:

 кг/с;

 кг/с.

    кг/с.

Соответственно, расход греющего редуцированного пара:

1.16 Проверка точности  второго приближения

Из уравнения массового баланса  для линии редуцированного пара определяем значение расхода пара на деаэрацию D_д

 кг/с.

При расчете деаэратора получено значение D_д = 2,1752 кг/с. Ошибка при расчете составляет 0,3 %. Допустимое расхождение 0,03 %. Следовательно, необходим уточненный расчет тепловой схемы в третьем приближении.

1.17 Уточненный расчет  РОУ (II приближение)

 

Уточненный расход редуцированного  пара, исходя из вычисленного более  точного расхода пара на деаэрацию, равен

Уточненный расход охлаждающей  воды

Уточненный расход острого пара

 Суммарный расход острого  пара 

1.18 Уточненный расчет  тепловой схемы (II приближение)

 

Расширитель-сепаратор непрерывной  продувки

 кг/с;

 кг/с;

 кг/с.

Расход химочищенной воды

 кг/с;

кг/с.

 кг/с.

Водяной подогреватель сырой воды

кДж/кг.

Паровой подогреватель сырой воды

 кг/с.

Деаэратор:

 кг/с;

 кг/с.

    кг/с.

Соответственно, расход греющего редуцированного пара:

1.19 Проверка точности  второго приближения

Из уравнения массового баланса  для линии редуцированного пара определяем значение расхода пара на деаэрацию D_д

 кг/с.

При расчете деаэратора получено значение D_д = 2,1752 кг/с. Ошибка при расчете составляет 0,006 %. Допустимое расхождение 0,03 %. Следовательно, необходим уточненный расчет тепловой схемы в третьем приближении.

1.20 Определение полной  нагрузки на котельную

Суммарная (полная) нагрузка  котельной (номинальная расчетная паропроизводительность всех котлов) по формуле баланса свежего пара

 кг/с.

В то же время полная нагрузка котельной  по балансу преобразуемой в свежий пар в паровых котлах деаэрированной воды равна

 кг/с.

За расчетное берется среднее  значение полной нагрузки

 кг/с.

Суммарный расчетный расход питательной  воды поступающей во все котлоагрегаты котельной

 кг/с,

кг/с.

Среднее значение: кг/с.

2. Расчет теплового баланса котельной

Тепловой баланс котельной установки  составляется для определения коэффициента полезного действий (КПД) тепловой схемы  и оценки относительных величин  различных потерь теплоты, что позволяет  оценить экономичность предложенной тепловой схемы и пути уменьшения тепловых потерь.

Поступление теплоты в котельную  происходит в котлоагрегаты в виде той части теплоты сгорания топлива, которая используется на парообразование  и нагрев продувочной воды Q_по, и в виде теплоты Q_св, поступающей в схему с сырой добавочной водой. Суммарное поступление теплоты в схему:

,

где  - теплота от сгорания топлива, кДж/с;

- теплота поступающей в схему  сырой воды, кДж/с.

Подставляя, получаем для котельной

 кВт.

Найдем величину полезно использованной теплоты. Количество теплоты Q_т, кДж/с, полезно использованной с острым паром на технологические нужды (производственная нагрузка) с учетом возврата части конденсата на котельную

 кВт.

Процент (доля) расхода теплоты  на производственные нужды:

%.

Количество теплоты Q_тс, кДж/с (кВт), полезно использованной в водяной тепловой сети (отопительная нагрузка) с учетом потерь сетевой воды, равно

кВт

где  кДж/кг – энтальпия "прямой" сетевой воды, подаваемой из бойлеров котельной в подающую линию тепловой сети.

Аналогично, процент (доля) расхода  теплоты на отопительные нужды

%.

Полезно использованная у потребителей доля суммарно поступившей в котельную  теплоты, т.е. КПД схемы равен

%.

Рассмотрим основные составляющие потерь теплоты в схеме.

1) Потери от утечек свежего  пара в котельной

 кВт;

%.

2) Потери теплоты в окружающую  среду в бойлерах котельной

 кВт;

%.

 

Вычисляю также и неосновные тепловые потери:

 

3) Потери теплоты с водой,  удаляемой из  блока химводоочистки

 кВт;

%.

4) Потери теплоты со сбрасываемой  в барботер продувочной водой  (после водяного подогревателя сырой воды)

 кВт;

%.

5) Потери теплоты в окружающую  среду в паровом подогревателе  сырой воды ППСВ

 кВт;

%.

6) Потери теплоты конденсата  выпара

 кВт;

%.

 

7) Потери теплоты в окружающую  среду в водяном подогревателе  сырой воды ВПСВ

 кВт;

%

 

Суммарные неосновные потери составляют

%.

Проверяем тепловой баланс расчета  схемы котельной установки:

%.

Незначительное расхождение вызвано  погрешностью расчетов которая укладывается в заданные рамки  ±0,1 %.

3. Определение количества котлоагрегатов котельной

 

Выбираем  котлы типа КЕ-10-23. Это котлы с  естественной циркуляцией (буква Е) паропроизводительностью 10 т/ч пара давлением 23 ат (23 кгс/см²) или приблизительно 2,3 МПа. Количество котлоагрегатов Z в котельной определяется по их суммарной паропроизводительности

                                                        (49)

В котельной  устанавливается шесть котлов КЕ-10-23, из которых шестой котел в расчетном режиме недогружен (резервный).

4. Расчет объемов продуктов сгорания

Примем, что  котлоагрегаты котельной работают на буром угле следующего состава

%;   %;    %;   %;

%;    %;     %;   %.

Теоретически  необходимое количество воздуха

                   (50)

м³/кг.

Объем трехатомных  газов

                                      (51)

м³/кг.

Объем азота

                                               (52)

м³/кг.

Теоретический объем водяных паров

                                  (53)

м³/кг.

Коэффициент избытка воздуха на выходе из топочной камеры дан в задании: . Величина присосов воздуха в газоходе экономайзера .

Далее расчет выполняется для двух вариантов: с экономайзером и без него. Коэффициент избытка воздуха  в уходящих газах

;  .

Действительный  объем водяных паров 

;                                    (54)

м³/кг;

м³/кг.

Действительный  объем продуктов сгорания

;                                       (55)

м³/кг;

м³/кг.

5. Определение энтальпий продуктов  сгорания и воздуха

 

Расчет  энтальпий произведем отдельно для  вариантов "С" и "Б".

 Вариант "С" – с установкой  экономайзера

Температура уходящих из котлоагрегата дымовых газов по заданию:

t_ух=t_ух2=150 °С. Используя таблицу 4, методом линейной интерполяции

кДж/м³.

Аналогично  для других газов и воздуха

 кДж/м³; 

 кДж/м³;

кДж/м³.

Энтальпии теоретических  объемов воздуха и продуктов  сгорания

,                                                          (56)

 кДж/кг;

                               (57)

 кДж/кг

Энтальпия действительных объемов продуктов сгорания при  температуре t_ух2

,                                                    (58)

 кДж/кг.

Вариант "Б" – без установки  экономайзера

В этом случае температура уходящих из котлоагрегата дымовых газов по заданию: t_ух = t_ух1 = 280 °С. Используя таблицу, методом линейной интерполяции

кДж/м³.

Аналогично для других газов  и воздуха

кДж/м³; 

кДж/м³;

кДж/м³.

Энтальпии теоретических  объемов воздуха и продуктов  сгорания

,                                                    (59)

кДж/кг;

                         (60)

кДж/кг.

Энтальпия действительных объемов продуктов сгорания при  температуре t_ух1

                                              (61)

кДж/кг.

6. Расчет теплового баланса котлоагрегата

 

Используемое  топливо (бурый уголь) имеет по заданию  низшую теплоту сгорания МДж/кг.  Принимаем, что .