Кафедра промышленной теплоэнергетики

Кафедра промышленной теплоэнергетики

Проектирование производственно – отопительной котельной

Для жилого района г. Смоленска

Пояснительная записка к курсовому проекту

по дисциплине

«Источники и системы теплоснабжения

Промышленных предприятий»

Э – 450.140104.2006.085.02.ПЗ

 

 

Нормоконтролер:

Руководитель:

Кириллов В. В. _________

«___»________2006 г.

Автор работы:

Студент группы Э-450

 Давыдов И. С.__________

«___»_____2006 г.

Проект защищен

с оценкой ____________

«___»________2006 г.

 

 

Челябинск

2006 г.

Аннотация

 

Давыдов Илья Сергеевич. Расчет производственно-отопительной котельной для жилого района г. Смоленска. Челябинск, ЮУрГУ, Энергетический факультет, 2006 г, 38 с, 4 рисунка, 16 таблиц, 1 лист формата А1. Библиография литературы – 7 наименований.

В данном проекте приводится расчет производственно-отопительной котельной для жилого района города Смоленска. В основной части проекта рассчитаны тепловые нагрузки на отопление вентиляцию и горячее водоснабжение, а также расходы воды на отопление и вентиляцию. Выполнен гидравлический и тепловой расчет паропровода по заданной схеме, а также контактный теплообменник с активной насадкой. Приведено обоснование выбора основного оборудования тепловой схемы котельной, а также развернутая тепловая схема производственно-отопительной котельной на листе формата А1.

Содержание

 

1.Расчет тепловых нагрузок отопления, вентиляции и горячего водоснабжения……………………………………………………..……………...5

1.1 Сезонная нагрузка………………………..……………………….…………..6

1.2 Круглогодичная нагрузка…………………………………………………….7

2.Расчет температур сетевой воды……………….…………………..…………10

3.Расчет расходов сетевой воды……………………………………….……….13

4.Гидравлический расчет паропровода……………………………….……….14

5.Тепловой расчет паропровода………………………………………….……..17

6.Принципиальная тепловая схема котельной…………………………..…….19

7.Расчет тепловой схемы котельной………………………………….………..21

7.1 Расчет тепловой схемы паровой части котельной………………………..21

7.2. Расчет тепловой схемы паровой части котельной……………………….25

8.Расчет контактного теплообменника с активной насадкой….……………28

8.1 Тепловой расчет КТАН……………………………………………………..28

8.2 Гидравлический расчет КТАН…………………….……………………….31

9.Выбор оборудования тепловой схемы котельной…………………………..32

Заключение………………………………………………………….……………36

Список литературы…………………………………………………...………….37

Приложение…………………………………………………………….………..38

Расчет тепловых нагрузок отопления, вентиляции и горячего водоснабжения

 

В качестве потребителя коммунально-бытовой нагрузки выбран микрорайон г. Смоленска.  с жилыми домами квартирного типа и этажностью 5 и более этажей.

Исходные данные для определения сезонной и круглогодичной тепловых нагрузок:

1. Расчетная температура воздуха проектирования отопления tно, оС34

2. Средняя температура наиболее холодного месяца tнхм, оС……..-16, 9

3. Расчетная температура воздуха внутри жилых помещений tв, оС+20

4. Расчетная температура горячей воды у абонента tг, оС………..+55

5. Расчетная температура холодной водопроводной воды в летний период tх, оС…………………………………………………………………..+15

6. Расчетная температура холодной водопроводной воды в зимний период tх, оС…………………………………………………………………..+5

7. Количество квадратных метров жилой площади на одного жителя Fуд, м2/чел……………………………………………………………………...18

8. Количество жителей z, чел…………………………………….90000

9. Укрупненный показатель максимального теплового потока на отопление жилых зданий на 1 м2 общей площади qo, Вт/м……………….87

10. Норма среднего недельного расхода горячей воды для жилых помещений, a, л/сут……………………………………..……………………..105

11. Норма среднего недельного расхода горячей воды для общественных и административных зданий, b, л/сут………………………...25

12. Коэффициент, учитывающий расход тепла на общественные здания, k1………………………………………………………………….. 0, 25

13. Коэффициент, учитывающий тип застройки зданий, k2……..…..0, 6

14. Продолжительность работы системы отопления, no, сут..………218

Коэффициент учитывающий изменение средненедельного расхода тепла на ГВС в неотопительный период по отношению к отопительному, в0, 8

 

Сезонная нагрузка

 

Производственно-отопительная котельная рассчитывается для трех режимов работы, поэтому необходимо, чтобы нагрузки отопления и вентиляции были определены для следующих температур наружного воздуха:

· температура начала отопительного периода tн=+8 0С;

· средняя температура наиболее холодного месяца tнхм=-16, 9 0С;

· расчетная температура воздуха проектирования отопления tно=-34 0С

Таблица 1 Расчет сезонных нагрузок

 

Величина		Единица измерения	Расчет
Наименование	Расчетная формула или способ определения
Расчетная нагрузка отопления (при tно)		МВт
Расчетная нагрузка вентиляции (при tнв= tно для жилых и общественных зданий)		МВт
Нагрузка отопления при tн= +8 0С		МВт
Нагрузка вентиляции при tн= +8 0С		МВт
Нагрузка отопления при tнхм = -8, 6 0С		МВт
Нагрузка вентиляции при tнхм = -8, 6 0С		МВт

 

Круглогодичная нагрузка

 

Таблица 2 Расчет круглогодичной нагрузки

 

Величина		Единица измерения	Расчет
Наименование	Расчетная формула или способ определения
Средненедельный расход тепла на ГВС для зимнего периода		МВт
Средненедельный расход тепла на ГВС для летнего периода		МВт
Коэффициент недельной неравномерности	kн (справочное)	-	1, 2
Коэффициент суточной неравномерности	kс (справочное)	-	2, 0
Расчетный расход тепла на ГВС для зимнего периода		МВт	1, 2∙ 2, 0∙ 21, 823 = 52, 375
Расчетный расход тепла на ГВС для летнего периода		МВт	1, 2∙ 2, 0∙ 13, 967= 33, 521
Средняя температур воздуха отопительного периода	или по приложению 1 [1]	0С	-2, 7
Годовой расход тепла на отопление		МВт
Годовой расход тепла на вентиляцию		МВт
Годовой расход тепла на ГВС		МВт
Суммарный годовой расход теплоты		МВт

 

Тепловой расчет паропровода

 

Прокладка паропровода надземная, поэтому расчетная температура окружающей среды соответствует температуре наружного воздуха в максимально зимнем режиме tно.

Паропровод полностью изолирован, задвижки изолированы на ѕ от площади поверхности, компенсаторы изолированы полностью.

Результаты теплового расчета сведены в таблицу 7.

Таблица 7 Тепловой расчет паропровода

 

Расчетная величина	Обознач.		Размерн.		Расчетная формула или метод определения		Номер участка
							1		2			3
Расход пара на участке	D		кг/с		По заданию		16, 67		5, 55			5, 55
Длина участка	L		м		--«---»--		650		240			90
Удельная потеря теплоты с 1 м изолированного паропровода	q				Приложение 3 [2]		1, 76		1, 56			1, 56
Эквивалентная длина задвижки	Lзэкв		м		Принимается в диапазоне 4…8		4
Количество нормальных задвижек на участке	nз		---		По заданию		2
Эквивалентная длина опор	Lопэкв		м		(10…15%)L		65			24		9
Суммарная эквивалентная длина местных тепловых потерь	Lэкв		м		Lзэквnз+ Lопэкв		73			32		17
Температура пара в конце участка	t2		0С		Табл. II [4]		165, 21			164, 96		164, 96
Температура пара в начале участка	t1		0С		Принимается		172			165, 21		165, 21
Средняя температура пара на участке	tср		0С				168, 61			165, 09		165, 09
Средняя массовая теплоемкость пара на участке	Ср				Табл. V [4]		2, 505			2, 456		2, 456
Потери тепла на участке		Q		кВт				250, 18			81, 08		31, 91
Температура пара в начале участка		t’1		0С				170, 12			167, 28		165, 87
Погрешность определения температуры		d		%				0, 51			1, 24		0, 34
Полученная погрешность меньше допустимой (2%)
Энтальпия пара в начале участка		i				По табл. III [4]		2822, 3			2819, 6		2819, 4

 

Условные обозначения:

1 - котел паровой;

2 - редукционный клапан;

3 - сепаратор непрерывной продувки;

4 - водоводяной теплообменник №1;

5 - пароводяной теплообменник №2;

6 - пароводяной теплообменник №3;

7 - водоводяной теплообменник №4;

8 - пароводяной теплообменник №5;

 9 - водоводяной теплообменник №6;

10 - водоводяной теплообменник №7;

11 - пароводяной теплообменник №8;

12 - конденсатоотводчик;

13 - КТАН;

14 - водоструйный эжектор;

15 - деаэратор вакуумный;

16 - бак рабочей воды;

17 - регулятор температуры;

18 - котел водогрейный;

19 - редукционно-охладительная установка

20 - блок ХВО;

21 - деаэратор атмосферный.

 

Тепловой расчет КТАНа

 

Таблица 12.Характеристика топлива, сжигаемого в котельных агрегатах

 

CH4	C2H6	C3H8	C4H10	C5H12	N2	CO2	Qнр	rт
%							МДж/м3	кг/м3
85, 8	4, 1	1, 3	1, 1	0, 2	7, 1	0, 4	42, 30	0, 736

 

Таблица 13 Тепловой расчет КТАНа

 

Расчетная величина

Обозн.

Разм.

Расчетная формула или способ определения

Резуль-тат расчета

Расход воды через КТАН

GКТАН

кг/с

Gисх

8, 796

Теоретический объем воздуха для сжигания газа

м3/м3

2, 78

Теоретический объем соединений RO2 в продуктах сгорания топлива

м3/м3

1, 017

Теоретический объем соединений R2 в продуктах сгорания топлива

м3/м3

7, 631

Теоретический объем водяных паров в продуктах сгорания топлива

м3/м3

2, 154

Коэффициент избытка воздуха

a

---

Принимается

1, 15

Объем азота в продуктах сгорания

м3/м3

8, 630

Объем водяных паров в продуктах сгорания

м3/м3

2, 210

Объем кислорода в продуктах сгорания

м3/м3

0, 33

Массовый расход сухих газов

Gсг

кг/м3

11, 315

Расход топлива на котел

В

кг/с

1, 056

Температура дымовых газов на входе в КТАН

t’г

0С

Характеристика котла

130

Температура дымовых газов на выходе из КТАНа

t”г

0С

Принимается [3]

64

Падение энтальпии дымовых газов в КТАНе

DI

кДж/кг

Приложение10 [2]

65

Температура воды на входе в КТАН

t’в

0С

Из расчета паровой части котельной

8, 33

Температура воды на выходе из КТАНа

t”в

0С

14, 76

Скорость газов

wг

м/с

Принимается [2]

7

Скорость воды в трубках

wв

м/с

Принимается [2]

1, 5

Коэффициент

А1

Пункт 4.3 [2], так как б< 1, 3

100

Коэффициент теплоотдачи со стороны дымовых газов

a1

546, 65

Толщина стенки трубок насадки

d

м

Пункт 4.3 [2]

0, 002

Внутренний диаметр трубок насадки

dвн

м

--«---»--

0, 018

Средняя температура воды в насадке

tcp

0С

11, 55

Коэффициент

А2

1187, 43

Коэффициент теплоотдачи со стороны воды

a2

5069, 16

Коэффициент теплопроводности материала трубок насадки

l

Справочник

55

Коэффициент теплопередачи

k

455, 90

Среднелогарифмический температурный напор

Dtср

0С

82, 52

Площадь насадки

F

м2

5, 6

Количество трубок

n

шт.

18

Общая длина трубок

lобщ

м

81, 07

Длина одной трубки

l

м

4, 5

Количество секций в змеевике

z

шт.

Принимается

4

Длина одной секции

l’

м

0, 99

Высота насадки

h

м

0, 396

Средняя температура газов

tсрг

°С

97

Проходное сечение для газов

Fк

м2

2, 31

Расстояние между трубками

y

м

0, 354

Шаг труб

a

м

0, 376

Ширина насадки

b

м

7, 144

Расход орошающей воды

Gор

м3/ч

30, 54

Гидравлический расчет КТАНа

 

Таблица 14 Гидравлический расчет КТАНа

 

Расчетная величина	Обозн.	Разм.	Расчетная формула или способ определения	Резуль-тат расчета
Местные потери давления на входе из подводящей трубы в коллектор		кПа		0, 254
Местные потери давления на входе из коллектора в трубки пакета		кПа		0, 135
Местные потери давления при повороте потока на 180° в трубках		кПа		0, 451
Местные потери давления на выходе из трубок пакета в коллектор		кПа		1, 015
Местные потери давления на выходе из коллектора в отводящую трубу		кПа		0, 154
Линейные потери давления на трение в трубках пакета		кПа		68, 24
Общее гидравлическое сопротивление КТАН	H	кПа		70, 249

 

Заключение

 

В результате расчета данного проекта мы рассчитали сезонную и круглогодичную тепловую нагрузку котельной, а также рассчитали расходы воды на отопление и вентиляцию (см. рис 1, 2).

Выполнили гидравлический и тепловой расчет паропровода и получили следующие данные:

· требуемое давление пара у источника (Pк = 0, 729 МПа) для обеспечения потребителям заданного давления Раб = 0, 70 МПа.

· потери тепла через изоляцию на трех участках (см. табл. 7)

Разработали принципиальную тепловую схему котельной (см. рис. 4).

Прозводственно-отопительная котельная была разбита на две части производственную и отопительную.

По результатам расчета паровой части котельной для обеспечения требуемой технологической нагрузки были выбраны два паровых котельных агрегата Е-35-14

Водогрейная часть котельной была рассчитана на четыре режима работы в зависимости от температуры наружного воздуха.

Для обеспечения отопительной нагрузки были выбраны три водогрейных котла марки КВГМ-50.

Проведен тепловой и гидравлический расчет КТАНа.

Выбрано теплообменное оборудование для котельной.

Приведена развернутая тепловая схема производственно-отопительной котельной на листе формата А1.

Кафедра промышленной теплоэнергетики

1234Следующая ⇒

Поделиться: