Расчёт принципиальной тепловой схемы котельной с паровыми котлами.

 

В качестве примера рассмотрена принципиальная тепловая схема производственно-отопительной котельной:

Расчет тепловой схемы котельной сводится к определению потоков пара и воды через элементы схемы.

 

Схема 7.1. Принципиальная тепловая схема производственно-отопительной котельной.

 

 

 

Расчёт подогревателей сетевой воды.

 

Схема 7.1. Расчетная схема установки для подогрева сетевой воды.

 

Расчетный расход прямой сетевой воды:

;

где  – энтальпия прямой сетевой воды, кДж/кг, при , определяется по формуле:

h = t*c,

где t – температура воды, ^оС;

 с – теплоёмкость воды, кДж/^оС;

h₁ = t₁*c = 150*4,19 = 628,5 кДж/кг;

 – энтальпия сетевой воды при , кДж/кг, определяется как температура смешения обратной сетевой воды в количестве   и подпиточной воды в количестве , с температурой ; t₃ = 70,68^оС;

h₃ =70*4,19 = 296,15 кДж/^оС;

 

Расход подпиточной воды:

где W_ут – потери воды в теплосетях, принимаем равными 2%;

.

 

Количество обратной сетевой воды W_осв, т/ч:

, т/ч.

 т/ч.

 

Расход пара на подогрев сетевой воды:

, т/ч

где  - энтальпия греющего пара, 2792,216 кДж/кг;

 – энтальпия конденсата сетевых подогревателей, кДж/кг, при двухступенчатой схеме подогрева сетевой воды с температурой, определяемой по формуле:

 = 0,98 – коэффициент, учитывающий потери тепла от наружного охлаждения.

 т/ч.

 

Количество конденсата сетевых подогревателей:

 т/ч.

 

Паровая нагрузка котельной за вычетом расхода пара на деаэратор, подогрев сырой воды, внутрикотельные потери:

 т/ч.

 

Расчет расширителя непрерывной продувки.

Схема 7.2. Расчетная схема расширителя непрерывной продувки.

Количество продувочной воды, поступающей в расширитель:

, т/ч;

где  - процент продувки котлов, 3%;

,1 т/ч;

    

Количество пара вторичного вскипания:

, т/ч;

где – энтальпия котловой (продувочной) воды, равная энтальпии воды на кривой насыщения при давлении в барабане, h_кв = 194,7·4,19 = 815,8 кДж/кг;

η = 0,98 – коэффициент, учитывающий потери тепла от наружного охлаждения;

 = 111·4,19 = 115,2 кДж/кг – энтальпия воды на кривой насыщения при давлении в расширителе;

 – степень сухости пара вторичного вскипания, равная 0,95.

 т/ч.

 

Количество воды, выбрасываемой из расширителя (солевой концентрат):

, т/ч;

.

 

Расчёт деаэратора.

Схема 7.3. Расчетная схема деаэратора.

Расчет воды на выходе из деаэратора:

, т/ч;

где  – внутрикотельные потери, равные D*_пот = 0,02, т/ч;

 т/ч.

 

Выпар из деаэратора:

 т/ч.

 

Количество умягченной воды, поступающей в деаэратор:

;

  т/ч.

Количество умягчённой воды определяет производительность водоподготовительной установки:

Q_ВПУ = D_хов.

 

Для определения суммарного потока воды в деаэратор, необходимо определить расход пара на подогрев сырой воды:

, т/ч;

где  – расход сырой воды, равный химически очищенной воды ;

 и  – соответственно температура сырой воды на входе и выходе из подогревателя, принимается  и ;

 - энтальпия греющего пара, 2792,216 кДж/кг;

 – энтальпия конденсата подогревателя сырой воды, определяется по кривой насыщения;

  т/ч;

Схема 7.4. Расчетная схема деаэратора.

Количество конденсата в подогревателе сырой воды:

.

 

Суммарный поток воды в деаэратор:

где D_ок – расход обратного конденсата, рассчитыватся по формуле:

ч

 

Расход пара на деаэратор:

, т/ч;

где  – суммарный поток воды в деаэраторе т/ч;

 – энтальпия воды на выходе из головки деаэратора (при P=0,12 Па);

 – средняя энтальпия деаэрируемой воды, кДж/кг;

;

;

 т/ч;

 

Полная паровая нагрузка котельной:

 

Расчетный расход питательной воды:

, т/ч;

.

 

На основании приведенных выше расчетов принимаем число устанавливаемых в котельной котлоагрегатов n с последующим округлением:

;

где D_ном = 10 т/ч – номинальная производительность котла ДЕ 10-14 ГМ.

 

Выбор оборудования.

После расчета баланса потоков пара, конденсата и воды в котельной необходимо выбрать следующее оборудование:

· деаэратор;

· питательные насосы:

· сетевые насосы:

· подпиточные насосы.

 

Деаэраторы выбираются по максимальной производительности G_д = 28,96 т/ч. Принимаю к установке деаэратор ДСА-50 [1, табл. 10.1].

 

Техническая характеристика насоса ДСА-50:

· производительность – 50 т/ч ;

· абсолютное давление в деаэраторе – 0,12 МПа ;

· минимальное давление греющего пара – 0,15 МПа ;

· температура воды – 104 ^оС.

Бак аккумулятор:

· внутренний диаметр и толщина стенки – 2200×8 мм ;

· полезная емкость бака – 25 м³ .

Габаритные размеры деаэратора:

· длина – 8550 мм;

· ширина – 24000 мм;

· высота – 3960 мм;

· масса деаэратора в сборке – 7,95 т.

    

 

Напор, который должны создавать питательные насосы, определяются по формуле:

Н = 1,15(Р_б - Р_д) + Н_с, МПа,

где Р_б – наибольшее возможное избыточное давление в барабане котла, МПа;

Р_д – избыточное давление в деаэраторе, МПа;

Н_с – суммарное сопротивление всасывающего напорного тракта питательной воды с учетом геометрической разности уровней воды в барабане котла и деаэратора, МПа (ориентировочно принять Н_с равным 0,3 МПа).

Н = 1,15(1,3 - 0,02) + 0,3 = 1,772 МПа.

 

Суммарная производительность насосов с электрическим приводом должна быть не менее 110 %, а с паровым приводом – не менее 50 % номинальной производительности всех работающих котлов без учета резервного. При установке трех и более питательных насосов с электроприводом суммарная производительность их должна быть такой, чтобы при выходе из строя самого мощного насоса производительность оставшихся составляла не менее 110 % номинальной производительности всех рабочих котлов.

Посему принимаем производительность с запасом 10%:

G = G_пв*1,1 = 26,96*1,1 = 29,656 т/ч.

 

Принимаем к установке два питательных насоса (основной и резервный) центробежно-вихревых многоступенчатых 2,5ЦВМ-1,5 [1, табл. 10.2].

Техническая характеристика насоса 2,5ЦВМ-1,5:

· производительность: 20…30 м³/ч;

· полный напор: 1,9...0,71 МПа;

· частота вращения: 2900 об/мин;

· температура перемешиваемой воды: до 105 ^оС;

· мощность на валу насоса: 40 кВт.

 

Напор, который должен создавать сетевой насос, зависит от сопротивления теплосети и потерь в сетевой установке и может быть принятым 0,6…1 МПа. Суммарная производительность насоса выбирается по расходу сетевой воды . Подбираем сетевой насос с производительностью 86,66 м³/ч и создаваемым напором 0,7 МПа. Выбор пал на центробежный сетевой насос СЭ-500-50-16, характеристики - 0,7 МПа, 500 м³/ч [1, табл. 10.4].

 

Аналогично выбираются и подпиточные насосы. Производительность насоса выбирается по расходу подпиточной воды , а напор – 0,3…0,4 МПа.

Подбираем сетевой насос с производительностью 1,73 м³/ч и создаваемым напором 0,4 МПа. Это центробежный конденсатный насос Кс-12-50, характеристики - 0,5 МПа, 12 м³/ч [1, табл. 10.5].

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ:

 

1.Тепловой расчет парогенератора: Метод. указания к курсовой работе /Сост. В.П.Максименков, И.Е. Паращенко, Н.И. Вальков; Чуваш. ун-т. Чебоксары, 2003. 48с.

 2.Тепловой расчёт котельных агрегатов: Нормативный метод. М.: Энергия, 1973.296 с.

3.Эстеркин Р.И.Котельные установки: Курсовое и диплом­ное проектирование. Л: Энергоатомиздат, 1989. 280 с.

4.Вукалович М.П, Термодинамические свойства воды и во­дяного пара. М.: Машиностроение, 1967. 80 с.

5.СНиП И-35-76. Часть 2. Нормы проектирования. Гл. 35: Котельные установки. М.: Стройиздат, 1977. 49 с.

6.Александров В.Г. Паровые котлы средней и малой мощ­ности. М.: Энергия, 1972. 200 с.

7.Александров А.А., Григорьев Б.А. Таблицы теплофизических свойств воды и водяного пара. М.: Энергия, 1999. 290 с.

⇐ Предыдущая1234567

Поделиться: