Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология
Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии


Общие сведения о системах теплоснабжения



ИСТОЧНИКИ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ

Иваново 2017

УДК 621.

Источники теплоснабжения/ В.В. Смирнов, Н.Н. Пронин, В.И. Субботин, Н.К. Шарафутдинова. Учебно-методическое пособие. ФГБОУ ВО “Ивановский государственный энергетический уни-верситет имени В.И. Ленина”, - Иваново, 2017. - 92 с.

Составители:

В.В. Смирнов

Н.Н. Пронин

В.И. Субботин

Н.К. Шарафутдинова

 

Настоящее учебно-методическое пособие выполнено по дисциплине “Источники и системы теплоснабжения предприятий и ЖКХ” часть I “Источники теплоснабжения”. Оно предусматривает изучение тепломеханического оборудования котельных и ТЭЦ (процессов, конструкций, выбор и расчет установок и тепловых схем).

Учебно-методическое пособие включает в себя рабочую программу и контрольные вопросы по “Источникам теплоснабжения”, а также методические указания и пример расчета тепловой схемы водогрейной котельной с выбором тепломеханического оборудования. В Приложении представлены необходимые справочные материалы.

Предназначена для студентов очной и заочной форм обучения по направлению “Теплоэнергетика и теплотехника” профилей “Промышленная теплоэнергетика” и “Энергообеспечение предприятий”.

 

Табл. 9 Ил. 19 Библиограф.: 17 назв.

 

Печатается по решению редакционно-издательского отдела ФГБОУ ВО “Ивановский государственный энергетический уни-верситет имени В.И. Ленина”

 

Научный редактор кандидат технических наук, профессор В.И. Субботин

 

Рецензент

кафедра промышленной теплоэнергетики ФГБОУ ВО «Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина»

СОДЕРЖАНИЕ

 

Введение……………………………………………………………… 1. Рабочая программа и контрольные вопросы по дисциплине " Источники теплоснабжения………………………. 1.1. Общие сведения о системах теплоснабжения……….. 1.2. Котельные…………………………………………………… 1.2.1. отопительные водогрейные котельные………… 1.2.2. Промышленные паровые котельные…………… 1.2.3. Производственно-отопительные котельные с паровыми и водогрейными котлами……..…… 1.3. Теплоэлектроцентрали……………………………………. 1.3.1. Классификация тепловых электрических станций……………………………………………………… 1.3.2. Отпуск теплоты от ТЭЦ…………………………… 1.3.3. Тепловая схема ТЭЦ…………………………….… 1.3.4. Методика расчета тепловых схем ТЭЦ……..….. 1.3.5. Определение показателей энергетической эффективности ТЭЦ…………………………….… 1.4. Основное оборудование ТЭЦ………………………….… 1.5. Вспомогательное тепломеханическое оборудование котельных и ТЭЦ………………………………………………… 1.6. Техническое переоснащение ТЭЦ газотурбинными и парогазовыми установками…………………………………. 1.7. Контрольное задание……………………………………… 2. Расчет тепловой схемы отопительной котельной и выбор основного и вспомогательного оборудования……………….… 2.1. Выбор и описание тепловой схемы котельной……….. 2.2. Пример расчета водогрейной котельной..................... 2.3. Выбор метода регулирования водяных систем теплоснабжения и построение температурного графика системы теплоснабжения……………………………………... 2.4. Построение графика зависимости расхода теплоты от температуры нарежного воздуха……………………………... 2.5. Построение графика годового потребления теплоты…………………………………………………………… 2.6. Расчет тепловой схемы котельной с определением расхода теплоты на собственные нужды………………………..                        
2.7. Выбор основного и вспомогательного оборудования водогрейной котельной…………………………………………….. 2.7.1. Выбор типа и числа котлов………………….……. 2.7.2. Выбор деаэратора……………………………..….. 2.7.3. Выбор и расчет кожухотрубных теплообменников………………………………………………...… 2.7.4. Выбор насосов…………………………………..…. 2.7.4.1 Сетевые насосы…………………………. 2.7.4.2 Подпиточные насосы…………………… 2.7.4.3 Рециркуляционные насосы водогрейных котлов……………………………………………….... 2.7.4.4. Насосы сырой воды……………………. Библиографический список……………………………………….. Приложения…………………………………………………………..        

 

Введение

 

Рациональное использование топлива, тепловой и электрической энергии в системах централизованного теплоснабжения является одной из важнейших задач, стоящих перед экономикой нашей страны.

В систему централизованного теплоснабжения входят:

– источники – теплоэлектроцентраль (ТЭЦ) и котельная;

– тепловые сети (трубопроводные связи), по которым осуществляется транспорт пара или горячей воды;

– теплоприемники потребителей промышленных предприятий и жилищно-коммунального сектора. Жилищно-коммуналь-ные потребители используют теплоту на отопление, вентиляцию, кондиционирование и хозяйственно-бытовые нужды, а производственные – еще и на технологию.

В структуре источников теплоснабжения котельными отпускается потребителям приблизительно 45 % теплоты, теплоэлектроцентралями (ТЭЦ) – 43 % теплоты, а остальное количество теплоты – местными источниками теплоснабжения.

Для снабжения промышленных предприятий и потребителей жилищно-коммунального сектора теплотой используются водяной пар низкого давления и перегретая вода температурой 130 °С, 150 °С и реже 180 °С. Пар низкого давления (0, 3¸ ¸ 1, 5 МПа) берут из паровых котлов или из отборов паровых турбин, в которых срабатывается пар высокого давления (9 МПа или 13 МПа) до низкого давления и вырабатывается при этом электроэнергия. Горячую воду получают путем подогрева исходной воды до нужной температуры паром низкого давления в пароводяных подогревателях или непосредственно в водогрейных котлах.

Дисциплина “Источники теплоснабжения” охватывает круг вопросов, содержащих назначение, классификацию котельных и ТЭЦ, их параметры, тепловые схемы и их расчет, выбор основного и вспомогательного оборудования, энергетические и экологические характеристики.

В учебно-методическом пособии приведена программа дисциплины и вопросы по ней, позволяющие закреплять пройденный материал, использовать его для более глубокого и самостоятельного изучения. Приведенные здесь же методические указания предназначены для приобретения знаний и навыков по расчету тепловой схемы водогрейной котельной для закрытой системы теплоснабжения и выбору оборудования.

 

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА И КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

по дисциплине “Источники теплоснабжения”

 

Общие сведения о системах теплоснабжения

Классификация систем теплоснабжения. Понятие открытой и за­крытой водяной теплосети. Методы определения тепловых нагрузок на технологию, отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение. Годовой график теплофикационных нагрузок. Температурный гра­фик теплосети.

 

Контрольные вопросы и задания

1. Какие тепловые нагрузки относятся к сезонной нагрузке, а какие к круглогодичной?

2. Напишите уравнение теплового равновесия здания и объясните значения входящих в него величин.

3. Что такое коэффициент инфильтрации? Как он определяется?

4. Напишите формулу определения расчетной тепловой технологической нагрузки предприятия.

5. В чем заключается сложность эксплуатации протяженных паропроводов?

6. Напишите формулы определения тепловых потоков на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение зданий для жилых районов.

7. Как определяется расчетный расход теплоты на отопление и вентиляцию промышленных зданий?

8. Напишите формулы для определения годового расхода теплоты на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение.

9. Дайте понятие коэффициента теплофикации.

10. Как строится годовой график теплофикационных нагрузок (график Россандера)?

11. Нарисуйте температурный график теплосети.

Назовите преимущества и недостатки паровых и водяных систем централизованного теплоснабжения.

12. Сравните закрытые и открытые системы теплоснабжения. Каковы их преимущества и недостатки?

13. С помощью изменения каких параметров возможно осуществить центральное регулирование тепловой нагрузки в водяных сетях систем теплоснабжения?

14. Напишите формулы определения температуры воды перед и после отопительной установки, после смесительного насоса-элеватора при качественном регулировании отпуска теплоты.

15. Нарисуйте и поясните температурные графики качественного регулирования отопительной нагрузки.

16. Как осуществляется регулирование температуры воды в подающей магистрали при температуре наружного воздуха больше температуры, соответствующей точке излома температурного графика?

17. Изобразите и поясните графики изменения температур, расходов теплоты и воды при комбинированном регулировании отопительной нагрузки.

18. Покажите пункты автоматизации в двухтрубной водяной системе централизованного теплоснабжения и объясните их назначение.

Котельные

Производственно-отопительные котельные

Теплоэлектроцентрали

Отпуск теплоты от ТЭЦ

Распределение тепловой нагрузки на ТЭЦ. Коэффициент теплофи­кации и его оптимальная величина. Построение годового графи­ка теплофикационных нагрузок (график Россандера) и его выполнение.

 

Тепловая схема ТЭЦ

 

Назначение и состав оборудования. Регенеративный подогрев питательной воды. Теплофикационные установки.

 

Эффективности ТЭЦ

Определение расхода топлива на выработку тепловой и электрической энергии на паротурбинных ТЭЦ. Годовые показатели ТЭЦ. Экологические показатели ТЭЦ

Контрольные вопросы и задания

36. Назначение тепловой схемы ТЭЦ.

37. Поясните методику составления тепловой схемы ТЭЦ.

38. Из каких установок и агрегатов состоит теплоэлектроцентраль?

39. Укажите основные типы турбин, устанавливаемых на ТЭЦ, начальные параметры пара, параметры пара в отборах, номинальную электрическую мощность.

40. Какие основные особенности конденсационных турбин типа П и Т и турбин с противодавлением типа Р? Назовите области применения указанных турбин.

41. Нарисуйте схему включения испарительной установки в систему подогрева сетевой воды теплофикационной турбины. Объясните принцип ее работы.

42. Нарисуйте схему парообразовательной установки. Объясните принцип ее работы.

43. Нарисуйте и поясните схему главных паропроводов неблочной ТЭЦ с переключательной магистралью.

44. Нарисуйте и поясните схему питательных трубопроводов ТЭЦ с поперечными связями.

45. Назначение и принцип действия редукционно-охлади-тельных установок на ТЭЦ.

46. Напишите формулы для определения расхода топлива при комбинированной выработке тепловой и электрической энергии на паротурбинной ТЭЦ.

47. Определите удельный расход условного топлива на выработку теплоты на ТЭЦ. Что означает в этой формуле коэффициент 34, 1 кг/ГДж?

48. Определите удельный расход условного топлива на комбинированную выработку электрической энергии.

49. Напишите формулу для определения годовой выработки электроэнергии на технологическом и отопительном теплопотреблении.

50. Как определяется годовой расход условного топлива на отпуск электроэнергии и теплоты с ТЭЦ?

51. Перечислите основное оборудование ТЭЦ.

52. Какими условиями следует руководствоваться при выборе основного оборудования ТЭЦ?

Основное оборудовании ТЭЦ

Турбины комбинированной выработки тепловой и электрической энергии типа П и Т, противодавленческих турбин типа Р. Выбор ти­па турбины. Энергетические парогенераторы, их характеристики. Определение количества парогенераторов, необходимых ТЭЦ.

 

 

Контрольные вопросы и задания

53. Укажите основные типы паровых котлов, применяемых на ТЭЦ, параметры пара и питательной воды.

54. Перечислите основные характерные особенности паровых котлов высокого и среднего давления, устанавливаемых на ТЭЦ.

55. Назовите основные показатели режима работы котлоагрегатов.

56. Напишите формулы определения КПД брутто котла по прямому и обратному тепловым балансам. Поясните параметры, входящие в формулы.

57. Чем отличается КПД брутто котла от КПД нетто?

58. Поясните, как осуществляется выбор оптимального коэффициента избытка воздуха.

59. С какой целью применяется в котлоагрегатах рециркуляция дымовых газов?

60. Нарисуйте и поясните схему двухступенчатого подогрева воздуха в калориферах сетевой воды и отборным паром.

61. Поясните понятие застоя и опрокидывания циркуляции в котлах с естественной циркуляцией.

62. Перечислите параметры оперативного контроля барабанного котлоагрегата.

63. Назовите входные и выходные параметры котлоагрегата.

64. Какие тепловые защиты предусматриваются на барабанных котлах?

65. Перечислите типы турбин комбинированной выработки тепловой и электрической энергии.

66. Поясните особенности принципиальной схемы ТЭЦ с турбиной типа Р и К.

67. Объясните работу турбины с промежуточным теплофикационным регулируемым отбором пара в схеме ТЭЦ.

68. Поясните назначение и работу встроенного пучка в конденсаторе теплофикационной турбины в схеме многоступенчатого подогрева сетевой воды.

69. Объясните диаграмму режимов работы турбин с регулируемым отбором пара, с производственным и теплофикационным отбором, с двумя отопительными отборами.

70. Как осуществляется поддержание вакуума в конденсаторе турбины?

71. Как изменяется давление в теплофикационном отборе при изменении нагрузки турбогенератора?

И парогазовыми установками

Схема и процесс работы теплофикационной газотурбинной установки (ТГТУ). Оборудование ТГТУ: газовые турбины, воздушные компрессоры, камеры сгорания, теплофикационные подогреватели. Характеристики. Регенеративный подогрев сжатого воздуха. Показатели работы.

ПГУ сбросного типа с котлом-утилизатором (КУ) или низконапорным парогенератором (НПГ).

Схема и процесс работы в Т-S диаграмме. Основное оборудование: газотурбинная установка, котел-утилизатор, теплофикационная паровая турбина, газоводяной теплообменник-экономайзер, теплофикационный пароводяной теплообменник и др. Характеристики.

 

Контрольные вопросы и задания

84. Изобразите принципиальную схему теплофикационной газотурбинной установки.

85. Покажите процесс работы ТГТУ в Т-S диаграмме.

86. Основные параметры и КПД, характеризующие работу ГТУ.

87. Почему схема ПГУ с высоконапорным парогенератора не получила широкого распространения?

88. С какой целью в паротурбинном цикле ПГУ может быть применена камера дожигания?

89. С помощью каких теплообменников отводится теплота из цикла ПГУ?

90. Какие дополнительные вопросы необходимо решать на ТЭЦ при техническом переоснащении энергоисточников на базе ГТУ и ПГУ?

 

1.7. Контрольное задание

Для более глубокого изучения дисциплины студентам предлагается в письменном виде ответить на вопросы по своему варианту (последняя цифра зачетной книжки).

 

Таблица 1.1. Номер вопросов для выполнения контрольного

задания

№ вопроса Вариант

 

КОТЕЛЬНОЙ И ВЫБОР ОСНОВНОГО

Пример расчета водогрейной котельной

 

Перед началом выполнения расчета тепловой схемы водогрейной котельной необходимы исходные данные: месторасположение котельной, максимальные расходы теплоты на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение (ГВС) жилых и общественных знаний. Исходные данные для курсовой работы принимаются по последней цифре зачетной книжки (студенческого билета) из таблицы, представленной в приложении 1.

Используя методику [2], рассмотрим алгоритм расчета тепловой схемы водогрейной котельной с деаэратором атмосферного типа, работающую на закрытую систему теплоснабжения потребителей с двухступенчатой последовательной схемой подогрева воды на горячее водоснабжение у абонентов, изображенной на рисункеРис. 2.2.

Котельная предназначена для теплоснабжения жилых и общественных зданий на нужды отопления, вентиляции и горячего водоснабжения. В качестве примера рассмотрим котельную, которая расположена в г.Ярославль и работает на газе (резервное топливо-малосернистый мазут).

Расход теплоты:

- максимальный на отопление 45 МВт;

- максимальный на вентиляцию 11 МВт;

- средний на горячее водоснабжение 16 МВт.

Расчет в соответствии с [10] ведется для трех режимов:

- максимально-зимнего;

- наиболее холодного месяца;

- летнего.

Тепловые сети работают по температурному графику 150/70оС. Температура сырой водысоставляет: 5оС – зимой и 15 оС – летом. Деаэрация воды осуществляется в деаэраторе при давлении 0, 12 МПа.

Расчет тепловой схемы котельной базируется на решении уравнений материального и теплового баланса, составляемых для каждого элемента схемы. Увязка этих уравнений производится в конце расчета в зависимости от принятой схемы котельной. При расхождении предварительно принятых в расчете величин с полученными в результате расчета более чем на 3%, расчет следует повторить, подставив в качестве исходных данных полученные значения. При расхождении, меньшем 3%, расчет считается оконченным. После расчета тепловой схемы необходимо выбрать число устанавливаемых котлов.

Рис. 2.2. Закрытая система теплоснабжения с двухступенчатой

последовательной схемой подключения подогревателей ГВС

 

Далее производится выбор и расчет остального вспомогательного оборудования (деаэраторов, насосов, теплообменников). Выполняется тепловой и гидравлический расчеты водоподогревательной установки системы теплоснабжения.

 

Таблица 2.1. Исходные данные для расчета тепловой схемы котельной, работающей на закрытую систему теплоснабжения

Наименование Обо-зна- че- ние Обоснование Значение величины при характерных режимах работы котельной
макси- мально-зимнем наиболее холодного месяца лет- нем
Место расположения котельной - Задано г. Ярославль
Максимальные расходы теплоты (с учетом потерь и расхода на мазутное хозяйство), МВт: - на отопление жилых и общественных зданий; - на вентиляцию общественных зданий; - на горячее водоснабжение     Qo     Qв       Задано     Задано   Задано               -     -       -     -  
             

Продолжение табл. 2.1

Наименование Обо-зна- че- ние Обоснование Значение величины при характерных режимах работы котельной
макси- мально-зимнем наиболее холодного месяца лет- нем
Расчетная температура наружного воздуха для отопления, оС   tнор   СП 131. 13330. 2012 -31 -11, 6 -
Расчетная температура наружного воздуха на вентиляцию, оС tв   СП 131. 13330. 2012 -31 -11, 6 -
Температура воздуха внутри помещений, оС tвр   ГОСТ 30494-96 -
Температура сырой воды, оС tсв   Принята
Температура подогретой сырой воды перед химводоочисткой, оС Принята 24, 8 25, 7 28, 5
Температура подпиточной воды после охладителя деаэрированной воды, оС Принята
Коэффициент собственных нужд химводоочистки Кхво Принят 0, 3 0, 3 0, 3
Темп. воды на выходе из водогрейных котлов, оС tвк1 Принята
Температура воды на входе в водогрейный котел, оС tвк2 Принята
Расчетная температура горячей воды после местных т/о ГВС, оС Принята

Выбор типа и числа котлов

 

При выборе типа и мощности котлоагрегата в котельной учитывают следующие факторы: вид и способ сжигания топлива; производительность; вид и параметры теплоносителя.

После расчета принципиальной тепловой схемы необходимо выбрать число устанавливаемых котлов.

Согласно [10], количество и единичную производительность котлоагрегатов, устанавливаемых в котельной, следует выбирать по расчетной производительности котельной, проверяя режим работы котлоагрегатов для теплого периода года, с учетом обеспечения стабильной работы котлов на минимально допустимой нагрузке. При этом в случае выхода из строя наибольшего по производительности котла в котельных первой категории оставшиеся должны обеспечивать отпуск тепла потребителям первой категории:

– на технологическое теплоснабжение и системы вентиляции – в количестве, определяемом минимально допустимыми нагрузками (независимо от температуры наружного воздуха);

– на отопление и горячее водоснабжение – в количестве, определяемом режимом наиболее холодного месяца.

В случае выхода из строя одного котла котельной количество тепла, отпускаемого потребителям второй категории, не нормируется.

Расчетная тепловая мощность котельной определяется суммой расчетных максимальных часовых расходов теплоты на отопление, вентиляцию и кондиционирование, расчетных средних часовых расходов теплоты на горячее водоснабжение и расчетных расходов теплоты на технологические цели. При определении расчетной производительности котельной должны учитываться также расходы теплоты на собственные нужды котельной и потери в котельной и в тепловых сетях с учетом энергетической эффективности системы.

Максимальная экономичность работы котельного агрегата достигается при номинальной нагрузке. Поэтому мощность и количество котлов нужно выбирать так, чтобы в различных режимах отопительного периода они имели нагрузки, близкие к номинальным.

Максимальное количество котлов, устанавливаемых в котельной, определяется на основе технико-экономических расчетов.

В котельных должна предусматриваться установка не менее двух котлов, за исключением производственных котельных второй категории, в которых допускается установка одного котла.

Определим относительную величину допустимого снижения тепловой мощности котельной в режиме наиболее холодного месяца отопительного периода при выходе из строя одного из котельных агрегатов:

,

где – минимально допустимая мощность котельной в режиме наиболее холодного месяца, МВт;

– максимальная (расчетная) тепловая мощность котельной (в максимально-зимнем режиме), МВт.

 

Определим число устанавливаемых котлов:

 

Принимаем к установке 4 котла (см.прил.2): 2 котла КВ-ГМ- -23, 26-150, тепловой производительностью 23, 26 МВт и 2 котла КВ-ГМ-11, 63-150, теплопроизводительностью 11, 63 МВт.

При режиме наиболее холодного месяца в работе будут задействованы три котла: 2 котла КВ-ГМ-23, 26-150 и 1 котел КВ-ГМ-11, 63-150, которые будут загружены на 87, 2 %. При выходе из строя максимального по тепловой производительности котла КВ-ГМ-23, 26-150 остальные будут обеспечивать теплом в количестве 58, 15 МВт, что соответствует требованиям [10].

При летнем режиме теплоснабжение потребителей будет обеспечено одним котлом КВ-ГМ-11, 63-150, который будет загружен на 90, 02 %.

Схема выбранного котла находится на рисунках 2.8, 2.9.


 

 

Рис. 2.8. Водогрейный котел КВ-ГМ-23, 26-150 (разрез А-А, Б-Б)


 

 

Рисунок 2.9. Водогрейный котел КВ-ГМ-23, 26-150 (разрез В-В, вид Г)

 

Выбор деаэратора

 

Присутствие газов в воде может привести к эксплуатационным затруднениям. Неконденсирующиеся газы (азот, кислород, углекислый газ) затрудняют теплообмен. Кислород и углекислый газ способствуют коррозии металлов. Для подогрева воды и удаления из нее газов предназначена термическая деаэрация. При постоянном давлении и при повышении температуры до состояния насыщения, растворимость газов в воде становится близкой к нулю.

В соответствии с законом Генри, содержание газа в воде пропорционально его парциальному давлению в парогазовой смеси над водой. Парциальное давление водяных паров увеличивается с ростом температуры воды и максимально при температуре ее насыщения tнас. Именно поэтому растворимость газов в воде минимальна при температуре насыщения воды. При увеличении давления воды температура насыщения растет. Рост давления воды способствует увеличению растворимости газов при любой температуре воды, в том числе и при температуре насыщения. Растворимость многих газов в воде минимальна при температуре около 100°С.

В соответствии с [10] в проекте следует предусматривать деаэрацию подпиточной воды.

Применяемые в котельных деаэраторы должны соответствовать [11]. В зависимости от рабочего давления термические деаэраторы изготавливаются следующих типов:

– вакуумные (ДВ), дегазация в которых происходит при давлении 0, 015-0, 08 МПа;

– атмосферные (ДА), работающие при давлении 0, 11- - 0, 13 МПа.

В последнее время в котельных кроме деаэраторов струйного и барботажного типов находят применение щелевые деаэраторы. Технические характеристики деаэраторов приведены в приложении 3.

По заданию в котельной установлен деаэратор атмосферного типа ДА.

Суммарная производительность деаэратора должна обеспечить деаэрацию подпиточной воды при закрытой и открытой системе теплоснабжения.

Система теплоснабжения закрытая, поэтому из расчета тепловой схемы расход подпиточной воды равен расходу воды для восполнения утечек из тепловой сети и систем теплопотребления. Для максимально-зимнего режима Gут=76, 1 т/ч. Выбираем деаэратор ДА-100/25.

 

 

Рисунок 2.10. Деаэратор атмосферный ДА-100/25

 

 

ГОСТ 27590-88

Наружный диаметр D, мм Коэффициент В при длине секции
2 м 4 м

 

 

Для сравнения выполним тепловой поверочный расчет пластинчатого теплообменного аппарата, подключенного по схеме противотока (подогреватель исходной воды).

Найдем соотношение числа ходов для греющей X1 и нагреваемой X2 воды:

,

где Gгр=13, 89 кг/с; Gнагр=27, 5 кг/с; = =14, 9 оС; = =90 оС по выполненному ранее расчету.

Для пластинчатого теплообменника в большинстве случаев принимается Δ Pгр=40 кПа и Δ Pнагр=100 кПа [16]. Подставив числовые данные, получаем:

Полученное соотношение ходов не превышает 2, значит для повышения скорости воды и, следовательно, для эффективного теплообмена целесообразна симметричная компоновка (см.рис. 2.13.)

Рис. 2.13. Симметричная компоновка пластинчатого

водоподогревателя

 

При расчете пластинчатого водоподогревателя оптимальная скорость воды в каналах принимается равной ω опт=0, 4 м/с.

Теперь по оптимальной скорости находим требуемое количество каналов по нагреваемой воде mнагр:

где fк - живое сечение одного межпластинчатого канала. Для выбранного теплообменника fк =0, 00245 м2;

ρ нагр - плотность нагреваемой воды при , кг/м3:

Компоновка водоподогревателя симметричная, т.е. mгр= mнагр.

Общее живое сечение каналов в пакете по ходу греющей и нагреваемой воды:

 

 

fгр= fнагр= mнагр∙ fгр=0, 00245∙ 29=0, 07105 м2

 

Находим фактические скорости греющей и нагреваемой воды, м/с:

Коэффициент теплоотдачи α 1 от греющей воды к стенке пластины определяется по формуле:

 

 

где А - коэффициент, зависящий от типа пластин, для типа выбранных пластин. Принимаем А=0, 492.

 

Коэффициент тепловосприятия α 2 от стенки пластины к нагреваемой воде принимается по формуле:

 

 

Коэффициент теплопередачи k определяется по формуле:

где β - коэффициент, учитывающий уменьшение коэффициента теплопередачи из-за термического сопротивления накипи и загрязнений на пластине, в зависимости от качества воды принимается равным 0, 7-0, 85. Толщина пластины и коэффициент теплопроводности пластины для пластинчатых теплообменников равны соответственно;

λ ст – коэффициент теплопроводности для нержавеющей стали (справочные данные), λ ст=19 Вт/мК.

 

 

Теперь определим необходимую поверхность нагрева Fтр по формуле:

 

где Δ t - среднелогарифмический температурный напор, определяемый по формуле:

 

где Δ tб и Δ tм - находятся согласно графику изменения температур теплоносителей.

Рис. 2.14. График изменения температур теплоносителей

 

Исходя из графика:

 

 

Подставив числовые значения, определяем:

 

Поверхность нагрева:

 

Количество ходов в теплообменнике X:

 

 

Действительная поверхность нагрева всего водоподогревателя определяется по формуле:

 

 

Потери давления ∆ P кПа в водоподогревателях следует определять по формулам:

- для нагреваемой воды:

 

 

- для греющей воды:

где ϕ - коэффициент, учитывающий накипеобразование, который для греющей сетевой воды равен единице, а для нагреваемой воды должен приниматься по опытным данным, при отсутствии таких данных можно принимать 3;

Б - коэффициент, зависящий от типа пластины. Для выбранного типа пластин Б =1, 5.

Выбор насосов

 

Для перекачки воды в теплоэнергетике применяются лопастные насосы (центробежные, осевые и реже вихревые) и объемные (поршневые).

На заданной схеме теплоснабжения располагаются четыре насоса: насос сырой воды, подпиточный насос, сетевой насос, рециркуляционный насос. Для выбора насосов должны быть известны такие параметры, как производительность насоса и его полный напор.

Выбор насосов производится по напору и подаче. Число насосов определяется с учетом их совместной работы на тепловую сеть.

Выбор насосов осуществляется следующим образом:

– определяется требуемый напор и подача;

– по данным Н (напор) и V (подача) (при расчетном режиме) из каталогов выбирают подходящий насос;

– уточняют возможность применения данного насоса и их число путем построения характеристик насоса и сети.

В приложении 5 даны характеристики импортных и отечественных насосов.

Сетевые насосы

 

Сетевые насосы устанавливаются для обеспечения циркуляции воды в тепловых сетях. Их выбирают по максимальному расходу сетевой воды Gсв (для двухтрубных тепловых сетей в точке излома температурного графика).

Напор сетевых насосов следует определять для отопительного и неотопительного периодов и принимать равным сумме потерь напора в установках на источнике теплоты, в подающем и обратном трубопроводах от источника теплоты до наиболее удаленного потребителя и в системе потребителя (включая потери в тепловых пунктах и насосных) при суммарных расчетных расходах воды.

 

где Δ НТПУ – потери напора в теплоприготовительной установке;

Δ Нпод – потери напора в подающей линии главной магистрали;

Δ Нобр – потери напора в обратной линии главной магистрали;

Δ Наб – требующийся располагаемый напор на абонентском вводе или на групповой подстанции (ГТП).


Поделиться:



Популярное:

Последнее изменение этой страницы: 2017-03-08; Просмотров: 1894; Нарушение авторского права страницы


lektsia.com 2007 - 2024 год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! (0.185 с.)
Главная | Случайная страница | Обратная связь