Разработка системы теплоснабжения мясоперерабатывающего завода в городе Оренбург

 

В практике проектирования котельных установок отдельные  типоразмеры экономайзеров сопрягаются  с соответствующими типоразмерами  котлоагрегатов.

 

 Дутьевые вентиляторы

 

Дутьевые вентиляторы  предназначены для подачи в топку  холодного воздуха, забираемого  из верхней зоны помещения котельной. Их подбор производится по требуемой  производительности и напору.

 

Производительность вентилятора  , м /ч

где - коэффициент запаса производительности (примем равным 1,05);

- коэффициент избытка воздуха  в топке (для камерных топок  при сжигании газа и мазута  составляет 1,1...1,2, а для слоевых при сжигании твердого топлива 1,3... 1,5);

- теоретический расход воздуха  для сжигания выбранного вида  топлива при нормальных условиях, рассчитывается в соответствии  с составом топлива.

- расчетный расход топлива, кг/ч;

- температура холодного воздуха,  °С (принимаем равной 30...35 °С).

°С, ,

 кДж/кг, кДж/кг, кДж/кг, МДж/м , %

 

 кг/ч

 

 м /ч

Требуемый расчетный напор дутьевого вентилятора определяем по формуле, кПа

где - коэффициент запаса напора;

- полное сопротивление воздушного  тракта при номинальных режимах эксплуатации котлоагрегата.

, кПа

 кПа

Выбираем дутьевой вентилятор маркой ВДН-8 с м /ч , кПа.

 

Подбор дымососов

 

Дымососы служат для  создания разрежения в топке и  перемещения продуктов сгорания топлива по газовому тракту. Их подбирают  аналогично  дутьевым вентиляторам.

Производительность дымососа , м /ч

где - объем продуктов сгорания топлива при нормальных условиях, м /кг :

здесь - объем продуктов сгорания топлива при нормальных условиях и при коэффициенте избытка воздуха, равном 1, м /кг, рассчитывается в соответствии с составом топлива.

-  коэффициент избытка воздуха  в дымовых газах перед дымовой  трубой (при сжигании твердого  топлива можно принять равным 1,5...1,6, а природного газа и мазута 1,35...1,45);

- температура уходящих газов,  равная температуре дымовых газов  после экономайзера, °С.

Коэффициент запаса производительности можно принять равным 1,05.

 

°С, , г/м³

 м /м

 м /м

 м /м

 м /кг

 м /ч

Необходимый напор дымососа , кПа

где - общее сопротивление газового тракта, кПа.

Коэффициент запаса напора можно принять равным 1,1.

кПа

 кПа

Выбираем дымосос типа ДН-9 с м /ч и кПа.

 

Система химводоподготовки

 

Для химической обработки  воды целесообразно применять двухступенчатое  умягчение, обеспечивающее остаточную жесткость воды для котлов типа ДЕ и КЕ, не превышающую 0,02 мг-экв/кг.

Устанавливается не менее  двух натрий-катионитовых фильтров для  каждой ступени (один - резервный).

В целях взаимозаменяемости установленного оборудования целесообразно  для обеих ступеней умягчения  применять фильтры одинаковой конструкции и одного типоразмера.

Компоновочная схема  системы химводоподготовки должна предусматривать возможность отключения любого фильтра для регенерации  и ремонта, а также переключения с первой ступени на вторую.

 

Максимальный часовой  расход химически очищенной воды для подпитки котлов , т/ч

 

где   - коэффициент запаса производительности (примем равным 1,1...1,2);

      - расход продувочной воды,  т/ч,

 

, т/ч, т/ч

 

 т/ч

здесь - доля продувки, %;

          - масса возвращаемого конденсата, т/ч.

 

 т/ч

 

Диаметр фильтров, м

 

где - скорость фильтрации воды, м/с (примем равной 0,007 м/с)

       - количество работающих фильтров каждой ступени.

       , кг/м

м

 

Выбираем два фильтра  с диаметром  м и площадью м

 

Деаэраторы

 

Деаэраторы предназначены  для удаления из питательное воды растворенных газов с целью предохранения тепловых сетей и поверхности нагрева котлоагрегата от коррозии.

Для водотрубных котлов с чугунными экономайзерами содержание кислорода в воде не должно превышать 0,1 мг/кг. Наиболее надежен термический  способ удаления газов из воды. В этом случае используются деаэраторы атмосферного или вакуумного типа. Количество деаэраторов в котельной не должно превышать 2...3 единиц, причем они могут быть установлены вне помещения котельной. При установке их на открытом воздухе должна предусматриваться гидро- и теплоизоляция.

В схеме компоновки оборудования котельной необходимо предусматривать  возможность отключения любого деаэратора для ремонта и ревизии.

 

Максимальный расход питательной воды , т/ч

 т/ч,  т/ч

 

т/ч

 

Из условия необходимости 1 деаэратор  т/ч

Выбираем два деаэратора типа ДА-15 с  т/ч.

 

Расход пара на деаэрацию воды, т/ч:

 

где - энтальпия воды, поступающей в деаэратор, кДж/кг; принимается при, температуре °С:

здесь - температура холодной воды, °С,

          - температура конденсата, °С (принимаем равной 50... 70 °С),

 

 т/ч,  °С, °С

°С

 

кДж/кг

- энтальпия воды после деаэратора, кДж/кг (примем при температуре  , соответствующей температуре кипения воды при рабочем давлении в деаэраторе);

°С

 кДж/кг

 - потери пара с выпаром,  т/ч (принимаем равными 0,01 ).

 т/ч

 

 т/ч

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.1. Определение внутреннего диаметра теплопроводов (паропровод на технологические нужды, конденсатопровод, трубопровод горячей воды).

   

    Внутренний диаметр трубопровода определяем по формуле, м

где - расход теплоносителя, протекающего по трубопроводу, м /с;

        - допускаемые скорости теплоносителей, м/с (для влажного насыщенного пара

              30...40, воды 2...2,5, конденсата 1...1.5).

Для пара   

  Секундный объемный расход влажного насыщенного пара определим по формуле,

м /с

где - удельный объем влажного насыщенного пара, м /кг;

      - максимальный секундный расход пара, кг/с.

 м /кг, , м/с

 м /кг

 м /с

Тогда

м

    По расчетному значению подбираем ближайший больший диаметр

теплопроводов.

Нам подходит теплопровод со следующими параметрами:

м,  м

м,    м

Для горячей воды

м/с

м

    По расчетному значению подбираем ближайший больший диаметр

теплопроводов.

Нам подходит теплопровод со следующими параметрами:

м,  м

м,    м

Для конденсата

м/с

кг/с

м

    По расчетному значению подбираем ближайший больший диаметр

теплопроводов.

Нам подходит теплопровод со следующими параметрами:

м,  м

м,    м

6.2. Расчет и подбор толщины слоя тепловой изоляции теплопровода

 

    Толщина теплоизоляционного слоя наружных теплосетей определяем из

уравнения:

где - наружный диаметр трубопровода, м;

      - коэффициент теплопроводности тепловой изоляции, Вт/(м К);

- соответственно температуры теплоносителя, поверхности изоляционного слоя

               и окружающего воздуха, °С;

       - коэффициент теплоотдачи от изолированного теплопровода к окружающему

               воздуху, Вт/(м К).

    Температура поверхности изолированных теплопроводов не должна превышать

35... 45 °С.

    Расчет толщины теплоизоляционного слоя производится по температуре наружного воздуха в самую холодную пятидневку года.

    Коэффициент теплоотдачи от поверхности изолированного теплопровода к

окружающему воздуху рассчитывается по эмпирической формуле, Вт/(м К):

°С, °С, тогда

 Вт/(м К)

Для пара

Т. к. °С, то нам подойдут как теплоизоляционные материалы полуцилиндры из минеральной ваты. Они имеют следующие характеристики:

 Вт/(м К),

 

То есть  , а отсюда

м

    По расчетному значению принимается ближайшая в большую сторону, кратная 0,005 м толщина слоя тепловой изоляции.

Примем толщину изоляции м

Для горячей воды

Т. к. °С, то нам подойдет как теплоизоляционный материал войлок отопительный. Он имеет следующие характеристики:

 Вт/(м К),

 

То есть  , а отсюда

м

    Примем толщину изоляции  м

Для конденсата

Т. к. °С, то нам подойдет как теплоизоляционный материал войлок отопительный. Он имеет следующие характеристики:

 Вт/(м К)

 

То есть  , а отсюда

м

    Примем толщину изоляции  м

 

6.3. Расчет потерь теплоты и снижения энтальпии теплоносителя при транспортировке по наружным тепловым сетям

 

    Удельные потери теплоты наружными теплопроводами определяются по формуле, Вт/м:

 

где - коэффициент теплоотдачи от теплоносителя к стенке трубы, Вт/(м К)

            (определяется по известным методам теории теплопередачи);

     - коэффициент теплопроводности трубопровода, Вт/(м К).

 Вт/(м К)

Для пара

 Вт/(м К)

Для горячей воды

 Вт/(м К)

Для конденсата

 Вт/(м К)

 

    Снижение энтальпии для  каждого из теплоносителей при  их транспортировке

по наружным теплосетям определяем по формуле, кДж/кг:

где - протяженность теплосети между котельной и производственным корпусом,

            м (в расчетах примем равной 100…200м);

    - максимальный расход теплоносителя, кг/с.

м

Для пара

кДж/кг

    Степень увлажнения пара, обусловленная потерями теплоты в окружающую среду,

определяем по формуле, %:

 

где - теплота парообразования при давлении , кДж/кг.

 кДж/кг

%

Для горячей воды

кДж/кг

°С

  

Для конденсата

кДж/кг

°С

 

7. Расчет и подбор оборудования теплоподготовительной установки

 

    В качестве подогревателей  воды для систем отопления  и горячего водоснабжения

при автономном теплоснабжении предприятия от собственной котельной применяются

многоходовые кожухотрубные теплообменники, а при централизованном

теплоснабжении от ТЭЦ - секционные противоточные водо-водяные теплообменники

типа "труба в трубе". Цель расчета состоит в определении требуемой суммарной

поверхности нагрева теплообменников .

   

Расчет водоподогревателей

    Исходными данными для расчета водоподогревателей являются; максимальный

часовой расход горячей воды в сезон массовой переработки сырья ,

максимальный расход теплоты на отопительные нужды в период самой холодной пятидневки года , температуры холодной и горячей воды в системе

горячего водоснабжения и прямой и обратной воды в системе отопления,

давление и энтальпия пара и температура конденсата при автономном

теплоснабжении от собственной котельной.

 

7.1. Схема включения, расчет и подбор водоподогревателей системы отопления