По проектированию производственно–отопительной котельной

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

По проектированию производственно–отопительной котельной

для студентов дневной и заочной формы обучения специальности 270109.65 – Теплогазоснабжение и вентиляция, бакалавров по направлению 270100.62 – Строительство, магистров по направлению 270100.68 - Строительство

Курск – 2010

Cоставители: В. С. Ежов, Н. Е. Семичева

УДК 621.182

Рецензент:

Кандидат технических наук, доцент кафедры «Теплогазоснабжение и вентиляции» Курского государственного технического университета В. А. Битюков.

Методические указания по проектированию производственно–отопительной котельной /Курск. гос. техн. ун–т; сост.: В. С. Ежов, Н. Е. Семичева. Курск, 2010, 60 с./

Излагаются материалы для выполнения курсового и дипломного проектирования специалистов, а также выпускных работ бакалавров и магистров, включающие содержание и порядок выполнения курсового проекта, определение количества котлов, аэродинамический расчет котельной установки, расчеты питательной установки и водоподготовки, подбор оборудования.

Методические указания предназначены для студентов дневной и заочной формы обучения специальности 270109.65 – Теплогазоснабжение и вентиляция, бакалавров по направлению 270100.62 – Строительство, магистров по направлению 270100.68 – Строительство

Табл. 7. Прилож. 5. Библиограф.: 10 назв.

Текст печатается в авторской редакции

ИД № 06430 от 10.12.01

Подписано в печать Форма 60х84 1/16. Печать офсетная.

Усл. Печ. Л. 3, 1. Уч. изд. л. 3, 3. Тираж экз. Заказ Бесплатно.

Курский государственный технический университет

Издательско–полиграфический центр Курского государственного

технического университета, 305040 Курск, ул. 50 лет Октября, 94.

СОДЕРЖАНИЕ

1.ЗАДАНИЕ 4

2.ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА УСТАНАВЛИВАЕМЫХ КОТЛОВ И МАКСИМАЛЬНОГО РАСХОДА ТОПЛИВА КОТЕЛЬНОЙ 4

2.1. Потребление пара на собственные нужды и потери 4

2.2. Общий максимальный отпуск пара из паропроводов котельной 4

2.3. Необходимое число устанавливаемых котлов 5

2.4. Принимаются к установке котельные агрегаты 5

5.5. Максимальный расход питательной воды 5

2.6. Максимальный отпуск тепла из паропровода котельной 5

2.7. Потери тепла с продувкой 6

2.8. Количество воды, возвращаемое с питательной водой 6

2.9. Расчетный расход тепла 6

2.10. Максимальный расчетный расход топлива котельной 6

3. АЭРОДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ КОТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКИ 6

3.1.Основные расчетные уравнения 6

3.2 Последовательность расчета сопротивлений парогенератора 11

4. РАСЧЕТ ПИТАТЕЛЬЬНОЙ УСТАНОВКИ 24

5. РАСЧЕТ ВОДОПОДГОТОВКИ И ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ 27

6. РАСЧЕТ ДИАМЕТРОВ ТРУБОПРОВОДОВ 31

6.1. Паропровод от котла 31

6.2. Магистральный паропровод 31

6.3. Диаметр питательного трубопровода 32

7. ГРАФИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ПРОЕКТА 32

7.1. Общие положения 32

7.2. Общие сведения по рабочим чертежам 35

7.3. Чертежи расположения оборудования 35

7.4. Схема тепловая 37

7.5. Чертежи расположения трубопроводов 38

7.6. Чертежи тепломеханических установок 41

ЛИТЕРАТУРА 44

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 45

ПРИЛОЖЕНИЕ 2 55

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 56

ПРИЛОЖЕНИЕ 4 57

ПРИЛОЖЕНИЕ 5 58
1. ЗАДАНИЕ

Разработать проект, рассчитать и подобрать оборудование производственной котельной установки.

Исходные данные:

Район местонахождения котельной (город) __________________________;

Расчетные максимальные потребности пара:

- на производственные нужды - D_пр= ____________т/ч (кг/с);

- на отопление и вентиляцию - D_от= ____________т/ч (кг/с);

- на собственные нужды и потери - a=___________%..

Количество конденсата, возвращаемого с производства – в=________%.

Тип устанавливаемых котлов и вид топлива принимаются по предыдущему тепловому расчету или по заданию преподавателя.

Задание получил студент гр.____________ _________________________

(фамилия, имя отчество)

__________________

(подпись)

Консультант __________________ __________________________

(подпись) (фамилия, имя отчество)

2. Определение количества устанавливаемых котлов и максимального расхода топлива котельной

2.1. Потребление пара из собственных нужд и потери:

. (2.1)

2.2. Общий максимальный отпуск пара из паропроводов котельной:

. (2.2)

2.3. Необходимое число устанавливаемых котлов:

, (2.3)

где D_к – расчетная паропроизводительность котла, т/ч (кг/с).

Примечания:

а) при работе на газообразном топливе расчетная производительность котлов повышается до 40% сверх номинальной;

б) количество котлов должно быть таково, чтобы при выходе из строя наибольшего по производительности котла оставшиеся должны обеспечивать отпуск тепла потребителям первой категории;

в) при проектировании новых котельных следует принимать число котлов равным трем

. (2.4)

2.4. Принимаются к установке котельные агрегаты:

Тип ___________________________________________________

Паропроизводительность (D_к ) ____________________ т/ч (кг/с).

Количество ______________________ шт.

2.5. Максимальный расход питательной воды:

, (2.5)

где П – продувка котлов ориентировочно принимается 3¸ 5% (конечное значение продувки принимают после расчета водоподготовки).

Примечание. Если расчетные максимальные потребности пара заданы в т/ч, то результаты расчетов в пунктах 5, 6 и 7 умножаются на коэффициент – 0, 28 .

2.6. Максимальный отпуск тепла из паропровода котельной:

, (2.6)

где i_n – теплосодержание пара на выходе из котла, определяется по термодинамическим таблицам воды и водяного пара или по данным теплового расчета котла, кДж/кг.

2.7. Потери тепла с продувкой:

, (2.7)

где - теплосодержание котловой воды, кДж/кг;

- теплосодержание питательной воды (из проекта №1), кДж/кг.

2.8. Количество воды, возвращаемое с питательной водой:

. (2.8)

2.9. Расчетный расход тепла:

. (2.9)

Таблица 3.3

Доля SO₂, содержащаяся в летучей золе

Топливо	Канско-Ачинские угли	Экибастузский уголь	Сланцы	Торф	Остальн. твердое топливо	Мазут	Газ
	0, 2	0, 02	0, 5	0, 15	0, 1	0, 02

– доля оксидов серы, улавливаемой в золоуловителях (в сухих золоуловителях =0, в мокрых зависит от расхода воды, ее щелочности и приведенной сернистости топлива и определяется графически [9, с.461]).

Для оксидов азота

, (3.31)

где

– поправочный коэффициент, учитывающий влияние на выход оксидов азотакачества сжигаемого топлива [9, c.464];

– коэффициент, характеризующий выход оксидов азота на 1 МДж тепдоты топлива. Для паровых котлов производительностью больше 19, 44 кг/с

, для котлов производительностью D< 19, 44 кг/с , для водогрейных котлов .

– коэффициент, учитывающий эффект рециркуляции дымовых газов [9, с. 465];

– рециркуляция дымовых газов (задается в исходных данных преподавателем);

– коэффициент, учитывающий конструкцию горелок (для вихревых горелок =1, для прямоточных горелок =0, 85).

Для оксида углерода

, (3.32)

где

– коэффициент, характеризующий выход оксида углерода, г/кг [9, с. 464];

– коэффициент, учитывающий режим горения (при нормальной эксплуатации котла, =1).

В качестве вредных выбросов котлов принимают: при сжигании твердого и жидкого топлива оксиды серы (3.30) и оксид углерода (3.32), при сжигании газа оксид углерода (3.32) и оксиды азота. (3.31). Соответственно, расчет высоты трубы по формулу (3.30) проводят также для двух вариантов, из которых выбирают вариант с максимальной высотой Н.

Высоту дымовых труб для работы на твердом топливе и мазуте и оборудуемых установками для очистки дымовых газов от золы со степенью улавливания 85-90% следует принимать по данным табл. 3.4.

Таблица 3.4

Таблица 4.1

Паропровод от котла

а) скорость пара принимается равной W_п=20 м/с;

б) производительность парогенератора по пару D_к, кг/с;

в) диаметр трубопровода

. (6.1)

Плотность пара выбирается по таблицам Вуколовича для водяного пара по давлению пара в барабане. Для парогенераторов типа ДКВР, ДЕ и КЕ можно принять r ^п=6, 49 кг/м³ (Р_к£ 1, 4 МПа).

Магистральный паропровод

Скорость пара в магистральном трубопроводе принимается равной W_п=30 м/с, а производительность равна D_max, кг/с.

Расчет производится по формуле типа (6.1) при D_max и W_п=30 м/с.

ГРАФИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ПРОЕКТА

Объем графической части проекта устанавливается решением кафедры в зависимости от формы обучения.

Общие положения

7.1.1. Рабочую документацию тепломеханических решений котельных выполняют в соответствии с требованиями ГОСТ 21606-95 и других стандартов Системы проектной документации для строительства (СПДС).

7.1.2. В состав рабочей документации тепломеханических решений котельных включают:

- рабочие чертежи, предназначенные для производства строительно-монтажных работ (основной комплект рабочих чертежей марки ТМ);

- эскизные чертежи общих видов нетиповых изделий, конструкций, устройств, монтажных блоков (далее - эскизные чертежи общих видов нетиповых изделий) по ГОСТ 21.114;

- спецификацию оборудования, изделий и материалов по ГОСТ 21.110;

- опросные листы и габаритные чертежи[1]

7.1.3. В состав основного комплекта рабочих чертежей марки ТМ включают:

- общие данные по рабочим чертежам;

- чертежи (планы и разрезы) расположения оборудования;

- схему тепловую;

- чертежи (планы и разрезы) расположения трубопроводов;

- чертежи (планы, разрезы и схемы) тепломеханических установок.

7.1.4. Для трубопроводов принимают буквенно-цифровые обозначения по ГОСТ 21.205, а также приведенные в табл. 4.

Таблица 7.1

Наименование

Буквенно-цифровое обозначение

1. Трубопровод питательной воды 2. Трубопровод непрерывной продувки 3. Трубопровод периодической продувки 4. Трубопровод подпиточной воды 5. Трубопровод дренажный напорный 6. Трубопровод дренажный безнапорный 7. Трубопровод атмосферный 8. Трубопровод паро-воздушной смеси

Т91 Т92 Т93 Т94 Т95 Т96 Т97 Т98

Примечание – При наличии в чертежах нескольких одноименных (одного вида) трубопроводов, каждый из которых требуется выделить, им присваивают обозначения, состоящие из буквенно-цифрового обозначения, приведенного в таблице, с добавлением порядкового номера трубопровода, отделяя их точкой.

Пример – Т91.1; Т91.2

7.1.5. Обозначение диаметра трубопровода наносят на полке линии – выноски в соответствии с рис. 1а.

В том случае, когда на полке линии – выноски наносят буквенно-цифровое обозначение трубопровода, диаметр трубопровода указывают под полкой линии – выноски в соответствии с рис. 1б.

Обозначение диаметра трубопровода на схемах допускается указывать непосредственно над изображением трубопровода в соответствии с рис. 1в.

7.1.6. Тепломеханическое оборудование, установки (блоки), воздуховоды и газоходы обозначают маркой «К» с добавлением порядкового номера в пределах марки.

Пример – К1; К2; К2.1; К2.2; К2.3

7.1.7. Рекомендуемые масштабы изображений на чертежах приведены в табл. 5.

Таблица 7.2

Наименование изображения	Масштаб
1. Планы и разрезы чертежей расположения оборудования и трубопроводов	1: 50; 1: 100; 1: 200
2. Планы и разрезы чертежей установок	1: 20; 1: 50; 1: 100
3. Схемы в аксонометрической проекции	1: 50; 1: 100; 1: 200
4. Фрагменты планов и разрезов чертежей расположения оборудования и трубопроводов	1: 20; 1: 50; 1: 100
5. Узлы	1: 10; 1: 20; 1: 50
6. Узлы при детальном изображении	1: 2; 1: 5
7. Эскизные чертежи общих видов нетиповых изделий	1: 5; 1: 10; 1: 20; 1: 50

Схема тепловая

7.4.1. тепловую схему (далее – схема) выполняют без соблюдения масштаба, действительное пространственное расположение оборудования и трубопроводов учитывают приближенно.

7.4.2. Оборудование, трубопроводы, арматуру и другие устройства на схеме указывают условными графическими обозначениями. При необходимости, оборудование на схеме изображают упрощенными внешними очертаниями.

7.4.3. Проектируемые трубопроводы, арматура и другие устройства на схеме изображают сплошной толстой основной линией.

7.4.4. На схеме наносят и указывают:

- оборудование, трубопроводы, арматуру и другие устройства;

- буквенно-цифровые обозначения трубопроводов, как правило, в разрывах линий трубопроводов;

- диаметры трубопроводов;

- позиционные обозначения (марки) оборудования;

- диаметры и тип специальной арматуры, при необходимости (стальной, с электроприводом и др.);

- направление потока транспортируемой среды.

Допускается указывать на схеме границу проектирования (поставки).

Пример выполнения схемы приведен в приложении 2.

7.4.5. На листе, где изображена схема, приводят, при необходимости, узлы схемы и текстовые пояснения.

7.4.6. Схему допускается выполнить в аксонометрической фронтальной изометрической проекции.

При большой протяженности и/или сложном расположении трубопроводов допускается изображать их с разрывом в виде пунктирной линии. Места разрывов трубопроводов обозначают строчными буквами.

На схеме, выполненной в аксонометрической проекции, в дополнение к сведениям, предусмотренным в п. 7.4.4, указывают:

- отметки уровня осей трубопроводов;

- уклоны трубопроводов;

- размеры горизонтальных участков трубопроводов (при наличии разрывов).

7.4.7. В основной надписи наименование схемы указывают полностью.

Пример – Схема тепловая

ЛИТЕРАТУРА

1. Тепловой расчет котельных агрегатов (нормативный метод) / Под ред. Н.В. Кузнецова и др. – М: Энергия, 1973. – 296 с.

2. В.С. Ежов. Алгоритмизация теплового расчета котельных агрегатов – Курск, КГТУ, 2006. – 130 с.

3. В.И. Частухин. Тепловой расчет промышленных парогенераторов. – Киев: Вища школа, 1980 – 184 с.

4. А.Г Курносов, В.С. Турбин. Теплогенерирующие установки. Методические указания по курсовому проектированию. – Воронеж: ВНСИ, 1986. – 30 с.

5. Аэродинамический расчет котельных установок (нормативный метод) / Под ред. С.И. Мочана. – Изд. 3-е. Л.: Энергия, 1997. – 256 с.

6. Ю.П. Гусев. Основы проектирования котельных установок. – М.: Стройиздат, 1973. – 248 с.

7. СНиП II-35-76 Котельные установки. – М.: Стройиздат, 1977.

8. К.Ф. Роддатис. Справочник по котельным установкам малой производительности. – М.: 1975. – 368 с.

9. Г.Д. Делягин и др. Теплогенерирующие установки. – М.: Стройиздат, 1986. – 580 с.

10. ГОСТ 21.606-95. Правила выполнения рабочей документации тепломеханических решений котельных. – М.: МНТКС, 1995. – 22 с.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Рис. П1. Зависимость коэффициента гидравлического трения от числа и коэффициента абсолютной шероховатости k ( – предельные значения чисел , характеризующие начало области квадратичного закона сопротивления).

Рис. П2. Потери давления в трубах (щелях) трубчатых и пластинчатых воздухоподогревателей

– диаметр труб или эквивалентный диаметр щелей, мм;

; формула пересчета: .

Рис. П3. Динамическое давление (кг/м²) при 760 мм рт. ст.

Формула пересчета .

Рис. 4а. Коэффициент сопротивления коридорных гладкотрубных пучков при поперечном омывании

При , , ;

При , , , ;

При , , .

Рис. 4б. Поправочные коэффициенты к рис. 4а

Рис. 5а. Сопротивление шахматных гладкотрубных пучков при поперечном омывании

При , а также ,

, ;

При , .

Рис. 5б. Поправочные коэффициенты к рис. 5а

Рис. 6. Сопротивление коридорных гладкотрубных пучков труб с поперечными ребрами при поперечном омывании

формула пересчета .

Рис. 7. Сопротивление шахматных гладкотрубных пучков труб с поперечными ребрами при поперечном омывании

формула пересчета .

Рис. П8. Коэффициент сопротивления при внезапном изменении

сечения каналов (F_м F_б – меньшее и большее сечение каналов)

; .

Рис. П9. Коэффициент сопротивления диффузоров в прямом канале

, где – коэффициент полноты удара;

1 – конические и плоские диффузоры; 2 – пирамидальные диффузоры.

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ ТЕПЛОПОЙ СХЕМЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

ПРИМЕРЫ ВЫПОЛНЕНИЯ ЧЕРТЕЖЕЙ ПЛАНА И РАЗРЕЗА РАСПОЛОЖЕНИЯ ОБОРУДОВАНИЯ

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

ПРИМЕРЫ ВЫПОЛНЕНИЯ ЧЕРТЕЖЕЙ ПЛАНА И РАЗРЕЗА РАСПОЛОЖЕНИЯ ТРУБОПРОВОДОВ

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

ПРИМЕРЫ ВЫПОЛНЕНИЯ ЧЕРТЕЖЕЙ ПЛАНА, РАЗРЕЗА И СХЕМЫ УСТАНОВКИ

[1] Выполняют при необходимости

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

по проектированию производственно–отопительной котельной

Курск – 2010

Cоставители: В. С. Ежов, Н. Е. Семичева

УДК 621.182

Рецензент:

Табл. 7. Прилож. 5. Библиограф.: 10 назв.

Текст печатается в авторской редакции

ИД № 06430 от 10.12.01

Подписано в печать Форма 60х84 1/16. Печать офсетная.

Усл. Печ. Л. 3, 1. Уч. изд. л. 3, 3. Тираж экз. Заказ Бесплатно.

Курский государственный технический университет

Издательско–полиграфический центр Курского государственного

технического университета, 305040 Курск, ул. 50 лет Октября, 94.

СОДЕРЖАНИЕ

1.ЗАДАНИЕ 4

2.ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА УСТАНАВЛИВАЕМЫХ КОТЛОВ И МАКСИМАЛЬНОГО РАСХОДА ТОПЛИВА КОТЕЛЬНОЙ 4

2.1. Потребление пара на собственные нужды и потери 4

2.2. Общий максимальный отпуск пара из паропроводов котельной 4

2.3. Необходимое число устанавливаемых котлов 5

2.4. Принимаются к установке котельные агрегаты 5

5.5. Максимальный расход питательной воды 5

2.6. Максимальный отпуск тепла из паропровода котельной 5

2.7. Потери тепла с продувкой 6

2.8. Количество воды, возвращаемое с питательной водой 6

2.9. Расчетный расход тепла 6

2.10. Максимальный расчетный расход топлива котельной 6

3. АЭРОДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ КОТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКИ 6

3.1.Основные расчетные уравнения 6

3.2 Последовательность расчета сопротивлений парогенератора 11

4. РАСЧЕТ ПИТАТЕЛЬЬНОЙ УСТАНОВКИ 24

5. РАСЧЕТ ВОДОПОДГОТОВКИ И ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ 27

6. РАСЧЕТ ДИАМЕТРОВ ТРУБОПРОВОДОВ 31

6.1. Паропровод от котла 31

6.2. Магистральный паропровод 31

6.3. Диаметр питательного трубопровода 32

7. ГРАФИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ПРОЕКТА 32

7.1. Общие положения 32

7.2. Общие сведения по рабочим чертежам 35

7.3. Чертежи расположения оборудования 35

7.4. Схема тепловая 37

7.5. Чертежи расположения трубопроводов 38

7.6. Чертежи тепломеханических установок 41

ЛИТЕРАТУРА 44

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 45

ПРИЛОЖЕНИЕ 2 55

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 56

ПРИЛОЖЕНИЕ 4 57

ПРИЛОЖЕНИЕ 5 58
1. ЗАДАНИЕ

Разработать проект, рассчитать и подобрать оборудование производственной котельной установки.

Исходные данные:

Район местонахождения котельной (город) __________________________;

Расчетные максимальные потребности пара:

- на производственные нужды - D_пр= ____________т/ч (кг/с);

- на отопление и вентиляцию - D_от= ____________т/ч (кг/с);

- на собственные нужды и потери - a=___________%..

Количество конденсата, возвращаемого с производства – в=________%.

Задание получил студент гр.____________ _________________________

(фамилия, имя отчество)

__________________

(подпись)

Консультант __________________ __________________________

(подпись) (фамилия, имя отчество)

2. Определение количества устанавливаемых котлов и максимального расхода топлива котельной

2.1. Потребление пара из собственных нужд и потери:

. (2.1)

2.2. Общий максимальный отпуск пара из паропроводов котельной:

. (2.2)

2.3. Необходимое число устанавливаемых котлов:

, (2.3)

где D_к – расчетная паропроизводительность котла, т/ч (кг/с).

Примечания:

в) при проектировании новых котельных следует принимать число котлов равным трем

. (2.4)

2.4. Принимаются к установке котельные агрегаты:

Тип ___________________________________________________

Паропроизводительность (D_к ) ____________________ т/ч (кг/с).

Количество ______________________ шт.

2.5. Максимальный расход питательной воды:

, (2.5)

2.6. Максимальный отпуск тепла из паропровода котельной:

, (2.6)

2.7. Потери тепла с продувкой:

, (2.7)

где - теплосодержание котловой воды, кДж/кг;

- теплосодержание питательной воды (из проекта №1), кДж/кг.

2.8. Количество воды, возвращаемое с питательной водой:

. (2.8)

2.9. Расчетный расход тепла:

. (2.9)

12 3 4 5 6 7 Следующая ⇒