Расчет тепловой схемы котельной

τ1 = tв + Δθ + Δτ – 0,5·Δt;

τ1 =20+8,5+5,5-0,5·1=33,5°С;

 

τ2 = tв + Δθ– 0,5·Δt;

τ2 =20+8,5-0,5·1=28°С

 

t1 = tв + Δθ+ 0,5·Δt;

t1 =20+8,5+0,5·1=29°С.

 

 

 

 

При ,

Сначала определяем связь между температурным напором в нагревательном приборе и теплопередачей в нем:

 

 

 

 

Затем определяем связь между температурами воды в системе отопления и в тепловой сети:

 

 

 

 

 

 

 

 

Далее определяем температуру воды в подающей и обратной магистралях тепловой сети и температуру воды в подающей магистрали системы отопления:

τ1 = tв + Δθ + Δτ – 0,5·Δt;

τ1 =20°С;

 

τ2 = tв + Δθ– 0,5·Δt;

τ2 =20°С

 

t1 = tв + Δθ+ 0,5·Δt;

t1 =20°С.

 

 

 

 

Полученные значения откладываем на осях координат: по оси абсцисс -температуру наружного воздуха tн, по оси ординат - температуру воды в тепловой сети.

 

Рис. 1 График регулирования температуры воды в двухтрубной тепловой сети

 

 В летний период для обеспечения работы системы горячего водоснабжения температура воды в подающей магистрали должна быть равна 70°С. Поэтому из точки, соответствующей 70°С на оси ординат, проводим линию, параллельную оси абсцисс, до пересечения с температурной кривой в подающей магистрали. Полученная при пересечении точка А называется точкой излома графика. Перпендикуляр, опущенный из этой точки на ось абсцисс, делит график на две части, соответствующие различным режимам работы системы теплоснабжения.

Правая часть графика (от точки излома до расчетного значения температуры наружного воздуха) содержит кривые изменения температуры воды в подающей и обратной магистралях теплосети, представляющие собой качественное регулирование отпуска тепла (единое для всех потребителей). В летний период (левая часть графика) до начала отопительного сезона система теплоснабжения удовлетворяет только нужды горячего водоснабжения. При этом в тепловой сети поддерживается при заданном расходе воды постоянная температура, равная 70°С. Такая температура сохраняется и в начале отопительного периода (в интервале температур наружного воздуха от начала отопительного сезона до точки излома графика) при одновременном расходе тепла на нужды отопления и горячего водоснабжения. В это время, когда температура воды, оставаясь постоянной, имеет повышенное значение для системы отопления по сравнению с чисто отопительным графиком, режим работы отопления регулируется пропусками, т. е. периодическим включением и выключением системы отопления.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Выбор основного оборудования

 

Выбор типоразмеров и количества паровых котлов производится по величине суммарной паровой нагрузке котельной , Dсум т/ч с учетом исходных параметров пара. В котельной должно быть установлено не менее двух котлов, а на каждые пять работающих котлов предусматривается один резервный.

 

Dсум =38,73 т/ч,

 

По таблице 1 выбираем котлы типа Е – 6,5 – 14 на твердом топливе в количестве 6 штук, что будет удовлетворять требованиям.

Таблица 1

Типоразмеры котлов	Производи- тельность D, т/ч	Абсолютное давление Рк, МПа	Состояние пара	Температура питательной воды,°С
Е - 2,5 - 14 Е - 4 - 14 Е - 6,5 - 14 Е - 10 - 14 Е - 16 - 14 Е - 25 - 14 Е - 35 - 14 Е - 50 - 14	2,5 4 6,5 10 16 25 35 50	1,4	Насыщенный или перегретый до 225°С	100

 

Dсум =6,5*6=39 т/ч.

 

Подбор количества установок химводоочистки производится по величине  количества умягченной воды, поступающей в деаэратор,  Gхво т/ч.

 

Gхво =14,2 т/ч,

 

По таблице 2 выбираем установки марки ВПУ – 10М в количестве 2 штук.

 

Таблица 2

Показатель	Тип установки
	ВПУ – 1М	ВПУ – 5М	ВПУ – 10М
Производительность, м3/ч	1	5	10
Качество исходной воды	Жесткость < 5 мг-экв/л; сухой остаток < 350 мг/л; взвешенные вещества <С 50 мг/л
То же обработанной	Жесткость  менее 20  мкг-экв/л; прозрачность  по шрифту>40 см; температура до40 °С
Теплообменник: поверхность нагрева, м2	-	3,1	3,1
производительность, м3/ч	-	5 - 10	5 - 10
Осветлительный фильтр: диаметр, мм	480	720	1000
площадь фильтра, м2	0,18	0,38	0,8
Фильтрующий материал	Антрацит, dзeр — 0,5 - 2,0 мм
Катионитные фильтры: число ступеней	-	1 – I ст. 1 – II ст.	1 – I ст. 1 – II ст.
диаметр, мм	480	450	700
площадь фильтрации, м2	0,18	0,16	0,38
высота слоя, мм	1500	2500	2500
объем катионита, м3	0,27	0,4	0,95
материал	КУ - 2	Сульфоуголь

 

Процесс выделения растворенных в воде кислорода, диоксида углерода и других газов называется деаэрацией или дегазацией, а устройства, в которых происходит выделение газов, - деаэраторами.

Термические деаэраторы предназначены для удаления коррозионно-агрессивных газов (кислорода и свободной углекислоты) из питательной воды паровых котлов и подпиточной воды систем централизованного теплоснабжения и горячего водоснабжения при одновременном ее подогреве.

Термический способ деаэрации воды основан на свойствах кислорода (О2) и углекислого газа (СО2) снижать степень растворимости по мере повышения температуры воды вплоть до кипения.

Номинальная производительность деаэратора - это расход воды, состоящий из суммы исходных потоков, подлежащих деаэрации, и сконденсированного в деаэраторе пара.

В паровых котельных чаще всего применяют деаэраторы атмосферные, работающие при абсолютном давлении около 1,2 кгс/м2 и температуре воды 102-104 °С, а водогрейных - вакуумные, давление в которых ниже атмосферного (температура кипения воды около 70 °С).

 

1. В соответствии с  ГОСТ 16860-88 деаэраторы в зависимости  от давления в корпусе должны изготовляться типов:

• ДА - атмосферного давления, работающие при давлении 0,12 МПа (1,2 кгс/см2);
• ДВ - вакуумные, дегазация в которых происходит при давлении ниже атмосферного.

2. Номинальную  производительность  (т/ч) деаэраторов выбирают из рядов:

• ДА: 1;3; 5; 15; 25; 50; 100; 200; 300;
• ДВ: 5; 15; 25; 50; 100; 200; 300; 400; 800; 1200.

 

В нашем случае выбираем атмосферный деаэратор (ДА), при Gдеа =40,93 т/ч, из стандартного ряда выбираем производительность = 50 т/ч,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список используемой литературы

 

1. Теплотехника: Учебник для вузов / А. П. Баскаков, Б. В. Берг, О. К. Витт и др.; Под. ред. А. П. Баскакова.  – М.: Энергоиздат, 1982. – 264с.: ил.
2. Теплотехника: Учебник для вузов / В.Н. Луканин, М.Г. Шатров, Г.М. Камфер и др.; Под. Ред. В.Н. Луканина  – М.: Высш. школа, 1999. – 671с.: ил.
3. Соколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети: Учебник для вузов. – М.: Издательство МЭИ, 2001. – 472с.: ил.
4. Соловьев В.П. Проектирование теплоснабжающих установок для промпредприятий: Учебник для вузов. – М.: «Энергия», 1968. – 312с.: ил.
5. Сидельковский Л.Н., Юренев В.Н. Котельные установки промышленных предприятий: Учебник для вузов. – М.: Энергоатомиздат, 1988. – 528с.: ил.
6. Теплоснабжение: Учебник для вузов / А.А. Ионин, Б.М. Хлыбов, В.Н. Братенков и др.; Под. Ред. А.А. Ионина  – М.: Стройиздат, 1982. – 336с.: ил.
7. Ривкин С.Л., Александров А.А. - Теплофизические свойства воды и водяного пара 1980

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Приложение 1.

График определения температуры наружного воздуха в точке излома.

 

к определения температуры наружного воздуха в точке излома.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приложение 2.

Зависимость удельного расхода пара на деаэратор от доли возвращаемого конденсата при различных значениях непрерывной продувки котла

 

Принципиальная схема паровой отопительно-производственной котельной.

1 –насосы исходной водопроводной  воды (повысительные); 2 – охладитель продувочной воды (теплообменник); 3 – подогреватель исходной водопроводной воды (теплообменник); 4 – устройства системы химводоочистки (ХВО); 5 – охладитель деаэрированной воды (теплообменник); 6 – деаэратор атмосферного типа (ДА); 7– насосы питательной котловой воды; 8 – котлы паровые; 9 – редукционная установка; 10 – паровой коллектор; 11 – подпиточные насосы; 12 пароводяной сетевой подогреватель (теплообменник); 13 – водоводяной сетевой подогреватель; 14 – сетевые насосы; 15 – отбор пара на деаэратор; 16 – умягчённая вода от системы ХВО в деаэратор; 17 – насос подачи конденсата в деаэратор; 18 – конденсатосборник; 19 – гидрозатвор деаэратора.

 

 

 

Формуляр – бланк для результатов расчета

 

№	Наименование и размерность показателя	Условное обозначение	Максимальный зимний период	Период наиболее холодного месяца	Период точки излома
Температура воды, °С:
1	максимальная в подающий теплосети	τ1 макс	130	130	130
2	максимальная в обратной теплосети	τ2 макс	70	70	70
3	в подающий теплосети	τ1	130	78	70
4	в обратный теплосети	τ2	70	46,4	45
Температура наружного воздуха, °С
5	для максимально зимнего периода	tн р	-34
6	средняя для наиболее холодного месяца	tн ср		-8,4
7	в точке излома температурного графика	tн изл			-2,5
8	Температура воздуха внутри отапливаемого помещения	tв	20	20	20
Параметры пара, вырабатываемого котлами (до редукционной установки):
9 10 11	давление, бар температура, °С энтальпия, кДж/кг	Pк Tк hк	14 195,04 2788,4	14 195,04 2788,4	14 195,04 2788,4
Параметры пара после редукционной установки:
12 13 14	давление, бар температура, °С энтальпия, кДж/кг	Pред Tред hред	7 164,96 2788,4	7 164,96 2788,4	7 164,96 2788,4
Параметры пара, образующегося в сепараторе непрерывной продувки:
15 16 17	давление, бар температура, °С энтальпия, кДж/кг	Pсеп Tсеп hсеп	1,7 115,17 2699,5	1,7 115,17 2699,5	1,7 115,17 2699,5
Параметры пара, поступающего в охладитель выпара из деаэратора:
18 19 20	давление, бар температура, °С энтальпия, кДж/кг	Pдеа Tдеа hдеа	1,17 104 2682,6	1,17 104 2682,6	1,17 104 2682,6
21	Часовой расход воды на отопление и вентиляцию, т/ч	Gов	200,5	200,2	200,4
22	Часовой расход воды на горячее водоснабжение, т/ч	Gгв.ср	12,2	23,1	29,2
23	Расход подпиточной воды на восполнение утечек в теплой сети, т/ч	Gсет.подп	6,4	6,7	6,9
24	Расчетный часовой расход сетевой воды, т/ч	Gсет	212,7	223,3	229,6
25	Количество обратной сетевой воды, т/ч	Gсет.обр	206,3	216,6	222,7
26	Температура обратной сетевой воды перед сетевыми насосами, °С	tсет.нас	71	48	46,7
27	температура конденсата от блока подогревателей сетевой воды , °С	tк.сет.под	80	56,4	52,7
28	Расход пара на подогреватели сетевой воды, т/ч	Dсет.под	21,8	11,2	8,9
29	Количество конденсата от подогревателей сетевой воды, т/ч	Gк.сет.под	21,8	11,2	8,9
30	Расход пара на мазутное хозяйство, т/ч	Dпод.маз	1,58	1,05	0,93
31	Паровая нагрузка на котельную за вычетом расхода пара на деаэрацию и на подогрев сырой воды, умягчаемой для питания котлов, а также без учета внутрикотельных потерь, т/ч	Dвнешн	33,2	22,05	19,63
32	Количество конденсата от подогревателей сетевой воды и с производства, т/ч	Gк.внешн	26,7	16,1	13,8
33	Количество продувочной воды, поступающей в сепаратор непрерывной продувки, т/ч	Gпрод.вх	1,33	0,9	0,78
34	Количество пара на выходе из сепаратора непрерывной продувки, т/ч	Dпрод	0,2	0,13	0,11
35	Количество продувочной воды на выходе из сепаратора непрерывной продувки, т/ч	Gпрод.вых	1,13	0,77	0,67
36	Внутрикотельные потери пара, т/ч	Dвн.пот	0,1	0,66	0,6
37	Количество воды на выходе из деаэратора, т/ч	Gдеа	40,93	29,65	27,31
38	Выпар из деаэратора, т/ч	Dвып.деа	0,082	0,06	0,054
39	Количество умягченной воды, поступающей в деаэратор, т/ч	Gхво	14,2	14,27	14,05
40	Количество сырой воды поступающей на химводоочистку, т/ч	Gсыр.вод	17,04	17,12	16,86
41	Расход пара для подогрева сырой воды, т/ч	Dсыр.вод	0,75	0,75	0,73
42	Количество конденсата от подогревателей сырой воды, поступающее в деаэратор, т/ч	Gк.сыр.вод	0,75	0,75	0,73
43	Суммарный расход потоков, поступающих в деаэратор (кроме греющего пара), т/ч	Gсум.деа	41,9	31,31	28,6
44	Доля конденсата от сетевых подогревателей и с произ-ства в суммарном весе потоков поступающих в деаэратор, т/ч	Xкон.деа	0,63	0,51	0,48
45	Удельный расход пара на деаэратор	dуд.деа	0,0695	0,0797	0,082
46	Абсолютный расход пара на деаэратор, т/ч	Dдеа	2,9	2,5	2,34
47	Расход пара на деаэратор питательной воды и для подогрева сырой воды, т/ч	Dдеа+под	3,65	3,25	3,07
48	Суммарная паровая нагрузка на котельную, т/ч	Dсум	38,73	26,6	23,8
49	Процент расхода пара на собственные нужды котельной (деаэрация, подогрев сырой воды, разогрев мазута), %	Kсоб.нужд	13,5	16,17	16,8
50	Количество воды, пропускаемое помимо подогревателей сетевой воды (через перемычку между трубопроводами прямой и обратной сетевой воды), т/ч	Gсет.подм	0	141,6	165,3
51	Количество воды, пропускаемое через подогреватели сетевой воды, т/ч	Gсет.под	212,7	81,7	64,3
52	Температура сетевой воды на входе в пароводяные подогреватели, °С	tвх.под	79,5	53,3	50,9
53	Температура умягченной воды на выходе из охладителя продувочной воды, °С	tум.вых.охл	32,3	30	29,3
54	Температура умягченной воды, поступающей в деаэратор из охладителя выпара, °С	tум.вх.деа	35,3	32,2	31,3