Потоки, поступающие в деаэратор

№ п/п	Наименование потоков, поступащих в деаэратор	Обозначение	Расчёт, кг/с	Температура, °С	Энтальпия, кДж/кг
1	Возврат конденсата пара с производства		μ Dпр=0, 65·5, 55=3, 608	88, 0	368, 5
2	Конденсат пара из вентиляционной установки		0, 98 =0, 98·0, 556=0, 545	158, 8	670, 4
3	Конденсат из подогревателя сетевой воды отопления посёлка		0, 98 =0, 98·1, 754 =1, 719	75, 0	314
4	Конденсат из подогревателя горячей воды для производства		0, 98 =0, 98·0, 242=0, 237	158, 8	670, 4
5	Конденсат из пароводяного подогревателя сырой воды ПВП-2		0, 128	104, 8	439, 4
6	Химически очищенная вода с ХВО		2, 66	30, 0	126
7	Добавочный пар для подогрева воды в деаэраторе		Искомая величина	104, 8	2683, 8

 

Таблица 2

Потоки питательной воды

№п/п	Наименование потоков, выходящих из деаэратора	Обозначение	Расчёт, кг/с	Температура, °С	Энтальпия, кДж/кг
1	Питательная вода для котлов		8, 937	104, 8	439, 4
2	Подпиточная вода для тепловых сетей		0, 188	104, 8	439, 4

 

Для определения добавочного расхода пара на деаэрацию питательной воды составим уравнение теплового баланса деаэратора (потери теплоты в деаэраторе учтем КПД =0, 98).

Подогретая в деаэраторе вода с температурой 104, 8°С подается питательным насосом в паровые котлы и подпиточным насосом в тепловые сети для восполнения утечек теплоносителя у потребителей.

После подстановки в уравнение известных численных значений из таблиц 1 и 2, получим:

Решая это уравнение относительно , найдем расход добавочного пара в деаэратор. Расход = 0, 498 кг/с (1, 79 т/ч).

Действительный расход пара на собственные нужды котельной составит

= 0, 128+0, 498 = 0, 626 кг/с (2, 255 т/ч).

Таким образом, максимальная расчётная паропроизводительность котельной с учетом 3% потерь пара и конденсата внутри котельной должна составлять

 = 8, 998 кг/с (32, 39 т/ч)

Расхождение с величиной паропроизводительности котельной, полученной по предварительному расчёту

 = 8, 998 – 8, 937 = 0, 061 кг/с.

Расхождение в процентах равно (0, 061/8, 998)*100 = 0, 68 % (меньше допустимых 2…3 %), поэтому дальнейшего уточнения расчёта тепловой схемы не требуется. В противном случае по формуле следует уточнить и повторить расчет.

3.1.14 В котельных промышленных предприятий небольшой производительности чаще всего применяются котлоагрегаты типа ДЕ и КЕ (ранее ДКВР) выпускаемые Бийским котельным заводом.

Для необходимой при максимальном зимнем режиме паропроизводительности котельной  = 8, 998 кг/с (32, 39 т/ч) выбираем для установки 2 котлоагрегата ДКВр-20-23-370ГМ Бийского котельного завода. Общая номинальная паропроизводительность двух котлоагрегатов составит 20 × 2 = 40 т/ч или 11, 1 кг/с, что позволяет иметь резерв на возможное увеличение теплопотребления предприятия и жилого поселка.

Установка двух котлоагрегатов позволяет в летних условиях удовлетворить производственно-технологические нужды предприятия при работе одного котлоагрегата, проводя ремонты и ревизии на другом.

Максимальная теплопроизводительность (тепловая мощность) котельной составляет

Q_∑ ^расч =  = 8, 988·2799, 8 = 25192, 6 кВт.

Таблица 3

Техничко-экономические характеристики

Тип котла	Вид топлива	КПД, %	Расход топлива, кг у.т/Гкал	Расход топлива, кг у.т/ ГДж
ДКВр-20-23-370ГМ	Природный газ	91	155, 9	37, 23

 

Экономайзер – ЭБ1-808И

Вентилятор – ВДН-12, 5-1500

Топочное устройство ГМП-16

Расчёт расхода топлива

 

Располагаемая теплота топлива, кДж/кг (кДж/м³)

+ + + ,

где  - низшая теплота сгорания рабочей массы топлива; ,  - удельная теплота, вносимая в топку с подогретым воздухом и топливом; - удельная теплота, вносимая через форсунку паром при распылении мазута.

= 31840 кДж/ м³.

Удельная теплота, вносимая в топку с подогретым воздухом, кДж/кг (кДж/м³)

,

где  - коэффициент избытка воздуха в топочной камере;  и  - теплоёмкости и температуры, соответственно, подогретого и холодного воздуха, =30 ^оС до = 200 ^оС, =1, 170 кДж/м³К, =0, 762 кДж/м³К.

 кДж/м³

Удельная теплота подогретого топлива находится по формуле, кДж/кг (кДж/м³)

= 0 кДж/м³

Теплота, вносимая в топку паром для распыления мазута, кДж/кг

 кДж/м³

31840+132, 55=31972, 55 кДж/м³

Расчётный расход топлива в котле, кг/с (м³/с)

,

где n - количество принятых к установке котлов, - КПД котла

РАСЧЁТ МОЩНОСТИ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ ОБОРУДОВАНИЯ КОТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКИ

Питательные насосы

 

Питательные насосы относятся к числу наиболее важного вспомогательного оборудования котельной, поскольку они должны обеспечивать непрерывную подачу воды в котел. Запас воды в современном котле незначителен, и прекращение питания его водой может привести к полному её испарению, интенсивному разогреву и разрушению поверхностей нагрева и котла в целом. В качестве современных питательных устройств применяют центробежные насосы высокого давления, рассчитанные на работу при температуре воды 105… 150^оС. Чтобы избежать кавитации, на входе в насос должен быть обеспечен подпор жидкости, достигаемый установкой деаэратора и насосов на разных отметках (этажах) котельной. Центробежные насосы имеют электрический (переменного тока) привод. Для работы в аварийном режиме может быть предусмотрен и паротурбинный привод.

Расчет производительности питательных насосов производят по максимальной нагрузке котельной  с запасом не менее 10 %. При определении требуемой подачи (производительности) питательных насосов следует учитывать расход воды на собственные нужды котельной. Суммарная подача всех питательных насосов должна быть такой, чтобы при выходе из строя одного из них остальные смогли обеспечить работу котлоагрегатов с номинальной нагрузкой, м³/с:

ρ,

где 1, 1 – коэффициент запаса по паропроизводительности; -максимальная паропроизводительность котельной, кг/с; r - плотность питательной воды при давлении и температуре в деаэраторе, кг/м³; r=954, 198кг/м³

 м³/с.

Напор, который должен обеспечить питательный насос, определяется по формуле, Па

,

где 1, 15 – коэффициент запаса по напору;  – избыточное давление пара в барабане котла и в деаэраторе, =2, 3МПа, =0, 12МПа;  – перепад давления, обусловленный разностью отметок уровней воды в барабане котла и в деаэраторе, =0 Па;       - суммарное сопротивление всасывающего и напорного трактов питательной воды, ;  – длина питательного трубопровода от деаэратора до котла, м.

Барабан котла и деаэратор обычно расположены вверху котельной, поэтому отметки уровней воды в них примерно совпадают. Для трубопроводов горячей воды допускается принимать удельную потерю давления Dh_с = 80 Па/м.

Длина  принимается с учетом мощности котельной несколько десятков метров.

 Па

МПа

Расчётная мощность для привода питательного насоса, кВт

,

где – КПД питательного насоса (для современных типов питательных устройств = 0, 74…0, 80).

 кВт

По рассчитанной мощности подбирается тип электродвигателя и его характеристики.

Выбираем двигатель 5А200М2(N=37, 0кВт, n=3000 об/мин).

Тягодутьевые устройства

 

Стабильная работа котлоагрегата обеспечивается непрерывной подачей воздуха в топку и удалением в атмосферу газообразных продуктов сгорания. В маломощных паровых и водогрейных котельных иногда бывает достаточно естественной тяги, создаваемой дымовой трубой. Современные же котлоагрегаты имеют сложные профили газоходов и воздуховодов и большие аэродинамические сопротивления. Поэтому для преодоления сопротивления воздуховодов и горелочного устройства (или колосниковой решетки со слоем топлива) котлоагрегат оснащают дутьевым вентилятором, а для преодоления сопротивления газового тракта – дымососом.

Производительность вентилятора и дымососа определяется, соответственно, по формулам, м³/с

и

,

где 1, 05 – коэффициент запаса по производительности тягодутьевого устройства;  – расчетный расход топлива в котлоагрегате, кг/с (м³/с); –теоретическое количество воздуха, необходимое для сгорания 1 кг топлива, =9, 48 м³/кг;  – теоретический объём продуктов сгорания на 1 кг топлива, =10, 64 м³/кг;  – коэффициент избытка воздуха в топке;  – утечки воздуха между вентилятором и топкой, =0, 05; – присосы воздуха в =0, 06; - коэффициент избытка воздуха перед дымососом; –температура холодного воздуха перед вентилятором (принимается 30^оС);  – температура газов перед дымососом (уходящих газов), =125 ^оС.

Коэффициент избытка воздуха перед дымососом определяют по формуле

где - присосы воздуха в газовом тракте парогенератора, =0, 48

 м³/с

и

 м³/с.

Напор, который должен развивать вентилятор ( ) и дымосос ( ) зависит от вида и способа сжигания топлива, типа сожигательного устройства, протяжённости и конфигурации воздуховодов и газоходов. Эти характеристики определяются при аэродинамическом расчете котельного агрегата. Для их приближенных расчетов можно взять сумму следующих значений.

Вентилятор должен обеспечить напор воздуха для преодоления сопротивления воздуховодов, трубного пучка воздухоподогревателя 2, 5…3, 5 кПа, газомазутной горелки 2, 0…3, 0 кПа или колосниковой решетки – 0, 5…1, 0 кПа.

Дымосос должен преодолевать газовое сопротивление котла 0, 2…0, 4 кПа, водяного экономайзера – до 3 кПа, воздухоподогревателя – до 2 кПа, золоуловителя – 0, 2 … 0, 8 кПа и газоходов 0, 5 кПа.

=5 кПа, =5, 4 кПа.

Расчётные мощности приводов вентилятора и дымососа составят, кВт

;

,

где 1, 21=1, 1_*1, 1-коэффициенты запаса по напору и мощности электродвигателя;  и  – напоры, развиваемые вентилятором и дымососом;    – КПД вентилятора и дымососа, , .

 кВТ;

 кВТ.

По рассчитанным мощностям тягодутьевых устройств подбираем марки электродвигателей и их характеристики.

Двигатель вентилятора: 5А225М2 (N=55 кВт, n=3000 об/мин)

Двигатель дымососа: АИР315М6 (N=132 кВт, n=1000 об/мин).

 

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 – БАЛАНС ПО ОТДЕЛЬНЫМ УЗЛАМ

 

Баланс коллектора 1

D_ПРОД=0, 0577 кг/с

D_СН=0, 567 кг/с

D_ПВП-2=0, 128 кг/с

D_Д=0, 498 кг/с

D_ПРОД+D_СН=D_ПВП-2+D_Д

0, 0577+0, 567=0, 128+0, 498

0, 6247=0, 626

=((0, 626-0, 6247)/0, 626)·100%=0, 2%

 

Баланс коллектора 2

=8, 988 кг/с

D_СН=0, 567 кг/с

D_ПР=5, 55 кг/с

D_0.6=2, 552 кг/с

=D_СН+D_ПР+D_{0, 6}

8, 998 =0, 567+5, 55+2, 552

8, 998=8, 669

=((8, 998-8, 669)/8, 998)·100%=3, 66%

 

Баланс в коллекторе 3

D_0.6=2, 552 кг/с

D_ПР.В=0, 242 кг/с

D_ВЕН=0, 556 кг/с

D_ОТ=1, 754 кг/с

D_0.6=D_ПР.В+D_ВЕН+D_ОТ

2, 552=0, 242+0, 556+1, 754

2, 552=2, 552 кг/с

=((2, 552-2, 552)/2, 552)·100%=0

 

Баланс в деаэраторе

D_Д=0, 498кг/с

G_ХВО=2, 66 кг/с

G_ПВП-2=0, 125 кг/с

G_ПР.В=0, 237 кг/с

G_ВЕН=0, 545 кг/с

G_ОТ=1, 719 кг/с

G_ПР=3, 608 кг/с

=0, 268 кг/с

=8, 998 кг/с

=0, 188 кг/с

D_Д+G_ХВО+G_ПВП-2+G_ПР.В+G_ВЕН+G_ОТ+G_ПР=G_Д+

G_Д= +

0, 498+2, 66+0, 125+0, 237+0, 545+1, 719+3, 608=8, 998+0, 268+0, 188

9, 392=9, 454 кг/с

=((9, 454-9, 392)/9, 454)·100%=0, 656%

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

 

1. Орехов, А.Н. Расчет тепловой схемы производственно-отопительной котельной: метод. указания к выполнению курсовой работы. – Архангельск: АГТУ, 2005. – 40 с.

2. Каталог двигателей серии АИР http: www.evromash.ru/engine/air/airtech/

3. Тепловой расчёт котлов (Нормативный метод). Издание 3-е, переработанное и дополненное. Изд-во НПО ЦКТИ, СПб, 2001. –256 с.

4. Экономия энергоресурсов в промышленных технологиях. Справочно-методическое пособие / под ред. С.К.Сергеева; НГТУ, НИЦЭ – Н. Новгород, 2001. –296 с.

⇐ Предыдущая123

Поделиться: