Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Проектирование теплогенерирующих установок. часть 1Стр 1 из 6Следующая ⇒
Проектирование теплогенерирующих установок. часть 1
Учебно-методическое пособие для проведения практических работ и выполнения курсового проекта по дисциплинам «Котельные установки и парогенераторы», «Источники и системы теплоснабжения. Источники производства теплоты», «Источники теплоснабжения» для направлений бакалавриата 140100.62 «Теплоэнергетика», «Теплоэнергетика и теплотехника» (образовательная программа «Промышленная теплоэнергетика»), специальности 140104.65 «Промышленная теплоэнергетика»; дисциплины «Теплогенерирующие установки» направления бакалавриата 270800.62 «Строительство» (образовательные программы «Теплогазоснабжение и вентиляция» и «Водо- и теплоснабжение населенных мест»), специальности 270109 «Теплогазоснабжение и вентиляция»; дисциплин «Современные методы проектирования объектов ТГУ», «Водоподготовка и водный режим в теплоэнергетических установках» направления магистратуры 140100.68 «Теплоэнергетика и теплотехника» (образовательная программа «Промышленная теплоэнергетика»)
УДК 621.18
Рецензент Стерхов В.А., канд. техн. наук, доцент кафедры «Теплоэнергетика», ИжГТУ имени М.Т. Калашникова
Рекомендовано к изданию на заседании кафедры «Теплоэнергетика» ИжГТУ имени М.Т. Калашникова (протокол №1 от 30.08.13 г.).
УДК 621.18
Учебно-методическое пособие предназначено для проведения практических работ и выполнения курсового проекта по проектированию тепломеханической части котельных установок. Дисциплина «Котельные установки и парогенераторы» предусмотрена ФГОС 140100.62 «Теплоэнергетика и теплотехника», ГОС 140100.62 «Теплоэнергетика», ГОС 140104.65 «Промышленная теплоэнергетика»; дисциплина «Источники и системы теплоснабжения. Источники производства теплоты» предусмотрена ФГОС 140100.62 «Теплоэнергетика и теплотехника»; дисциплина «Источники теплоснабжения» ГОС 140100.62 «Теплоэнергетика» и 140104.65 «Промышленная теплоэнергетика»; дисциплина «Теплогенерирующие установки» предусмотрена ФГОС и ГОС 270800.62 «Строительство» (образовательные программы «Теплогазоснабжение и вентиляция», «Водо- и теплоснабжение населенных мест»), ГОС «Теплогазоснабжение и вентиляция»; дисциплины «Современные методы проектирования объектов ТГУ» и «Водоподготовка и водный режим в теплоэнергетических установках» предусмотрена ФГОС магистерской подготовки 270800.68 «Теплоэнергетика и теплотехника». Содержание пособия отвечает требованиям указанных образовательных стандартов и соответствует разделам рабочих программ. Содержание
1. Исходные данные для выполнения проекта.......................................4 2. Виды котельных установок..................................................................5 3. Расчетные режимы и тепловые схемы котельных установок..............................................................................................6 4. Порядок расчета тепловой схемы.......................................................8 5. Подбор основного и вспомогательного оборудования котельной......................................................................9 6. Расчет выбросов загрязняющих веществ в атмосферу с дымовыми газами..........................................................28 7. Технико-экономические показатели котельной..............................35 Приложение 1. Построение температурного графика тепловых сетей….................................................................39 Приложение 2. Расчет принципиальной схемы отопительной ТГУ..............................................................................41 Приложение 3. Расчет принципиальной схемы. производственно - отопительной ТГУ.............................................48 Приложение 4. Полезные ссылки.....................................................57 Список литературы.............................................................................59
Исходные данные для выполнения проекта
1. Климатические характеристики района строительства: - температура наиболее холодной пятидневки; - средняя температура наиболее холодного месяца; - средняя температура отопительного периода; - температура точки излома отопительного графика; - среднесуточная температура наружного воздуха конца отопительного периода; - продолжительность отопительного периода; - скорость ветра по румбам для зимнего и летнего периодов. 2. Общая характеристика потребителей и энергоносителей проектируемой котельной: - конструкция тепловых сетей (2-х, 4-х, 5-ти, 6-ти трубные, открытые, закрытые, паровые, водяные и пр.); - рельеф (ровный, с перепадом высот и т.д.) - этажность застройки; - виды основного, резервного (или аварийного) топлива и способы его доставки; 3. Тепловые нагрузки котельной: - расходы теплоты на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение; - расход теплоты на технологические нужды, график изменения потребления и доля возврата конденсата; - потери теплоты в наружных тепловых сетях; 4. Параметры теплоносителя: - для коммунально-бытовых потребителей – температурный график работы тепловых сетей; - для технологических потребителей пара – давление пара насыщенного, либо температура и давление перегретого пара; 5. Потери в сетях и располагаемые напоры: - для закрытых водяных тепловых сетей – суммарные потери давления в основном кольце (в подающей, обратной магистралях и узле присоединения диктующего потребителя к теплосетям) и статическое давление; - для открытых водяных тепловых сетей – потери давления в подающей магистрали, требуемый свободный напор, потери давления в обратной магистрали, гидростатический напор диктующего потребителя; - для паровых сетей – требуемое давление пара у потребителя, потери в наружных паропроводах (либо требуемое давление пара на выходе из котельной) и давление в конденсатопроводе на входе в котельную; - давление в водопроводе на вводе в котельную; 6. Параметры исходной воды: - Водоем или параметры исходной воды; - Требования к качеству подпиточной воды.
Виды котельных установок
Согласно [1] котельные подразделяются: по назначению: - отопительные - для обеспечения теплом систем отопления, вентиляции и горячего водоснабжения; - отопительно-производственные - для обеспечения теплом систем отопления, вентиляции, горячего водоснабжения и для технологического теплоснабжения; - производственные - для технологического теплоснабжения; по размещению: - отдельно стоящие; - пристроенные к зданиям другого назначения; - встроенные в здания другого назначения независимо от этажа размещения; - крышные; по надежности теплоснабжения: - первой категории; - второй категории; по основному установленному оборудованию: - паровые; - водогрейные; - пароводогрейные.
Подбор насосных установок 5.3.1. Общие рекомендации Подбор марки и типоразмера насосного оборудования выполняют в два этапа. На первом этапе, когда выполнен расчет тепловой схемы, подобраны котельные агрегаты, оборудование водоподготовки и определены диаметры трубопроводов пара и воды, выполняют предварительный подбор насосов. Производительность насоса определяют исходя из расхода среды, который определен при расчете тепловой схемы с коэффициентом запаса 1, 1. В связи с тем, что не подобрана арматура, узлы учета, клапаны и не разработаны чертежи котельной, то потери давления в этих элементах и трубопроводах принимаются усредненными значениями. Напор насоса на первом этапе определяется предварительно. Второй этап выполняется после окончательной разработки проекта, когда: 1. подобрана запорная и регулирующая арматура; 2. известны марки и типоразмеры вспомогательного оборудования, такого как узлы учета, теплообменники, грязевики, фильтры и прочее, а так же потери давления на нем; 3. выполнена обвязка оборудования котельной трубопроводами. Т.е. разработан план и разрезы котельной. Целью второго этапа является уточнение предварительно подобранного типоразмеров насосного оборудования в отношении напора. Расчет требуемого напора насоса на втором этапе выполняют в следующей последовательности: 1. разрабатывают расчетную схему, которая выполняется в виде аксонометрической схемы с указанием оборудования, длин и диаметров участков трубопроводов. У каждого оборудования и арматуры указывают либо потери давления, либо коэффициент местного сопротивления (для арматуры коэффициенты местных сопротивлений можно принять по [5]). 2. напор насоса определяют с учетом требуемого, располагаемого давлений и гидравлических потерь в трубопроводах и на местных сопротивлениях с коэффициентом запаса 1, 2; 3. на характеристике насоса строят характеристику сети, исходя из квадратичного закона сопротивления и находят рабочую точку насоса.
5.3.1. Пример подбора насосного оборудования
Рисунок 5.2 - Расчетная схема для предварительного подбора насоса
Для подбора сетевого насоса закрытой системы теплоснабжения: - производительность определяют по расходу сетевой воды, который определен при расчете тепловой схеме по формуле: , где , - соответственно расход сетевой воды и подключенная тепловая нагрузка закрытой системы теплоснабжения. Необходимо учитывать, что тепловая нагрузка включает в себя расход тепла на теплопотери в наружных сетях. - коэффициент запаса по расходу, принимается равным 1, 1. - напор сетевого насоса: где , - гидравлические потери напора в наружных тепловых сетях и внутри котельной, соответственно. Потери напора в наружных тепловых сетях – это перепад между точками «г» и «а» (рисунок 5.2). Эта величина приводится в задании на проектировании и представляет собой потери напора на транспортировку теплоносителя в наружных тепловых сетях и подключенных к ним системах отопления. Внутрикотельные потери напора складываются из потерь в оборудовании (котельный агрегат , теплообменники , фильтры, клапаны, узлы учета , и пр.) и трубопроводах с арматурой . - коэффициент запаса по напору, принимается равным 1, 2.
Теплообменное оборудование Методика расчета количества секций теплообменников и гидравлических потерь давления, а так же выбор схемы их присоединения изучается в курсе «Тепловые сети». По выбору количества теплообменников и их производительности существуют следующие требования: 1. СП 124.13330.2012 Тепловые сети. Актуализированная редакция СНиП 42-01-2003 п. 14.12 и СП 41-01-95 «Проектирование тепловых пунктов» п. 4.8: Минимальное число водо-водяных водоподогревателей следует принимать: - два, параллельно включенных, каждый из которых должен рассчитываться на 100 % тепловой нагрузки - для систем отопления зданий, не допускающих перерывов в подаче теплоты; - два, рассчитанных на 75 % тепловой нагрузки каждый, - для систем отопления зданий, сооружаемых в районах с расчетной температурой наружного воздуха ниже минус 40 °С; - один - для остальных систем отопления; - два, параллельно включенных в каждой ступени подогрева, рассчитанных на 50 % тепловой нагрузки каждый, - для систем горячего водоснабжения. При максимальной тепловой нагрузке на горячее водоснабжение до 2 МВт допускается предусматривать в каждой ступени подогрева один водоподогреватель горячего водоснабжения, кроме зданий, не допускающих перерывов в подаче теплоты на горячее водоснабжение. При установке в системах отопления, вентиляции или горячего водоснабжения пароводяных водоподогревателей число их должно приниматься не менее двух, включаемых параллельно, резервные водоподогреватели можно не предусматривать. Для технологических установок, не допускающих перерывов в подаче теплоты, должны предусматриваться резервные водоподогреватели, рассчитанные на тепловую нагрузку в соответствии с режимом работы технологических установок предприятия. 2. СП 89.13330.2012 Котельные установки. Актуализированная редакция СНиП II-35-76: п. 9.18. Производительность водоподогревательных установок определяется по максимальным часовым расходам теплоты на отопление и вентиляцию и расчетным расходам теплоты на горячее водоснабжение, определяемым в соответствии со строительными нормами и правилами по проектированию горячего водоснабжения. Производительность подогревателей для горячего водоснабжения для автономных котельных определяется по максимальному расходу. п. 9.19. Количество подогревателей для систем отопления и вентиляции должно быть не менее двух. Резервные подогревателя не предусматриваются; при этом в котельных первой категории при выходе из строя одного подогревателя оставшиеся должны обеспечивать отпуск тепла в режиме самого холодного месяца. п. 9.20. Для отпуска воды различных параметров (на отопление и вентиляцию, бытовое и технологическое горячее водоснабжение), а также для работы подогревателей в разных режимах (пиковом или базисном) допускается предусматривать отдельные группы водоподогревательных установок.
Теплоизоляция Теплоизоляционные конструкции следует предусматривать из следующих элементов: -теплоизоляционного слоя; -армирующих и крепежных деталей; -пароизоляционного слоя; -покровного слоя. Защитное покрытие изолируемой поверхности от коррозии не входит в состав теплоизоляционной конструкции. Выбор и расчет тепловой изоляции оборудовании, газоходов, воздуховодов, пылепроводов и трубопроводов следует выполнять исходя из условий: -соблюдения норм тепловых потерь, в соответствии с которыми изолируются поверхности, потери тепла которыми снижают технико-экономические показатели котельных; -соблюдения требований техники безопасности, в соответствии с которыми изолируются поверхности с температурой, превышающей 45 °С; -предотвращения конденсации влаги окружающего воздуха на наружных поверхностях трубопроводов, воздуховодов и емкостей; изоляция предусматривается при температуре среды внутри трубопроводов, воздуховодов и емкостей ниже 10 °С; -предотвращения конденсации влаги на внутренних поверхностях золоуловителей и стальных газоходов. Обмуровку и изоляцию котлов и (хвостовых» поверхностей нагрева) следует принимать в соответствии с указаниями заводов - изготовителей котлов. Окраска покровного слоя тепловой изоляции должна предусматриваться в зависимости от вида транспортируемой среды в цвета, предусмотренные Правилами устройства и безопасной эксплуатации трубопроводов пара и горячей воды.
Клапаны регулирующие При расчете тепловой схемы котельной и подборе запорно-регулирующей арматуры возникает необходимость регулировать расход среды в трубопроводах, в зависимости от определенных параметров. Для этого используют в качестве рабочих органов регулирующие клапаны. Подбор клапанов выполняют по известной методике, которая излагается в каталогах по подбору клапанов. Там же приводится номенклатурный ряд. Расчет диаметра клапана и выбор его типоразмера: Определяют расчетный расход через клапан при принятом перепаде давления: , где Gкл- объемный расход жидкости через полностью открытый клапан, м3/ч; Ркл- падение давления на полностью открытом клапане. По этой величине подбирают конкретный типоразмер.
Приложение 1 Приложение 2 Приложение 3 Приложение 4 Полезные ссылки СП 124.13330.2012 Тепловые сети. Актуализированная редакция СНиП 42‑ 01-2003: " 4.2 Потребители теплоты по надежности теплоснабжения делятся на три категории: Первая категория - потребители, не допускающие перерывов в подаче расчетного количества теплоты и снижения температуры воздуха в помещениях ниже предусмотренных #M12291 1200003003ГОСТ 30494#S. Например, больницы, родильные дома, детские дошкольные учреждения с круглосуточным пребыванием детей, картинные галереи, химические и специальные производства, шахты и т.п. Вторая категория - потребители, допускающие снижение температуры в отапливаемых помещениях на период ликвидации аварии, но не более 54 ч: жилых и общественных зданий до 12 °С; промышленных зданий до 8 °С. Третья категория - остальные потребители". " 5.4 При авариях (отказах) на источнике теплоты на его выходных коллекторах в течение всего ремонтно-восстановительного периода должны обеспечиваться: подача 100% необходимой теплоты потребителям первой категории (если иные режимы не предусмотрены договором); подача теплоты на отопление и вентиляцию жилищно-коммунальным и промышленным потребителям второй и третьей категорий в размерах, указанных в таблице 1; заданный потребителем аварийный режим расхода пара и технологической горячей воды; заданный потребителем аварийный тепловой режим работы неотключаемых вентиляционных систем; среднесуточный расход теплоты за отопительный период на горячее водоснабжение (при невозможности его отключения).
Таблица П4.1 - Расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления
Примечание - Таблица соответствует температуре наружного воздуха наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0, 92.
СП 41-104-2000 «Автономные источники теплоснабжения» " 5.5 Количество и единичную производительность котлов, устанавливаемых в автономной котельной, следует выбирать по расчетной производительности котельной, но не менее двух, проверяя режим работы котлов для ночного летнего периода года; при этом в случае выхода из строя наибольшего по производительности котла оставшиеся должны обеспечить отпуск теплоты на: - технологическое теплоснабжение и системы вентиляции - в количестве, определяемом минимально допустимыми нагрузками (независимо от температуры наружного воздуха); - отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение - в количестве, определяемом режимом наиболее холодного месяца."
Учебное издание
Проектирование теплогенерирующих установок. часть 1
Учебно-методическое пособие для проведения практических работ и выполнения курсового проекта по дисциплинам «Котельные установки и парогенераторы», «Источники и системы теплоснабжения. Источники производства теплоты», «Источники теплоснабжения» для направлений бакалавриата 140100.62 «Теплоэнергетика», «Теплоэнергетика и теплотехника» (образовательная программа «Промышленная теплоэнергетика»), специальности 140104.65 «Промышленная теплоэнергетика»; дисциплины «Теплогенерирующие установки» направления бакалавриата 270800.62 «Строительство» (образовательные программы «Теплогазоснабжение и вентиляция» и «Водо- и теплоснабжение населенных мест»), специальности 270109 «Теплогазоснабжение и вентиляция»; дисциплин «Современные методы проектирования объектов ТГУ», «Водоподготовка и водный режим в теплоэнергетических установках» направления магистратуры 140100.68 «Теплоэнергетика и теплотехника» (образовательная программа «Промышленная теплоэнергетика»)
УДК 621.18
Рецензент Стерхов В.А., канд. техн. наук, доцент кафедры «Теплоэнергетика», ИжГТУ имени М.Т. Калашникова
Рекомендовано к изданию на заседании кафедры «Теплоэнергетика» ИжГТУ имени М.Т. Калашникова (протокол №1 от 30.08.13 г.).
УДК 621.18
Учебно-методическое пособие предназначено для проведения практических работ и выполнения курсового проекта по проектированию тепломеханической части котельных установок. Дисциплина «Котельные установки и парогенераторы» предусмотрена ФГОС 140100.62 «Теплоэнергетика и теплотехника», ГОС 140100.62 «Теплоэнергетика», ГОС 140104.65 «Промышленная теплоэнергетика»; дисциплина «Источники и системы теплоснабжения. Источники производства теплоты» предусмотрена ФГОС 140100.62 «Теплоэнергетика и теплотехника»; дисциплина «Источники теплоснабжения» ГОС 140100.62 «Теплоэнергетика» и 140104.65 «Промышленная теплоэнергетика»; дисциплина «Теплогенерирующие установки» предусмотрена ФГОС и ГОС 270800.62 «Строительство» (образовательные программы «Теплогазоснабжение и вентиляция», «Водо- и теплоснабжение населенных мест»), ГОС «Теплогазоснабжение и вентиляция»; дисциплины «Современные методы проектирования объектов ТГУ» и «Водоподготовка и водный режим в теплоэнергетических установках» предусмотрена ФГОС магистерской подготовки 270800.68 «Теплоэнергетика и теплотехника». Содержание пособия отвечает требованиям указанных образовательных стандартов и соответствует разделам рабочих программ. Содержание
1. Исходные данные для выполнения проекта.......................................4 2. Виды котельных установок..................................................................5 3. Расчетные режимы и тепловые схемы котельных установок..............................................................................................6 4. Порядок расчета тепловой схемы.......................................................8 5. Подбор основного и вспомогательного оборудования котельной......................................................................9 6. Расчет выбросов загрязняющих веществ в атмосферу с дымовыми газами..........................................................28 7. Технико-экономические показатели котельной..............................35 Приложение 1. Построение температурного графика тепловых сетей….................................................................39 Приложение 2. Расчет принципиальной схемы отопительной ТГУ..............................................................................41 Приложение 3. Расчет принципиальной схемы. производственно - отопительной ТГУ.............................................48 Приложение 4. Полезные ссылки.....................................................57 Список литературы.............................................................................59
Исходные данные для выполнения проекта
1. Климатические характеристики района строительства: - температура наиболее холодной пятидневки; - средняя температура наиболее холодного месяца; - средняя температура отопительного периода; - температура точки излома отопительного графика; - среднесуточная температура наружного воздуха конца отопительного периода; - продолжительность отопительного периода; - скорость ветра по румбам для зимнего и летнего периодов. 2. Общая характеристика потребителей и энергоносителей проектируемой котельной: - конструкция тепловых сетей (2-х, 4-х, 5-ти, 6-ти трубные, открытые, закрытые, паровые, водяные и пр.); - рельеф (ровный, с перепадом высот и т.д.) - этажность застройки; - виды основного, резервного (или аварийного) топлива и способы его доставки; 3. Тепловые нагрузки котельной: - расходы теплоты на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение; - расход теплоты на технологические нужды, график изменения потребления и доля возврата конденсата; - потери теплоты в наружных тепловых сетях; 4. Параметры теплоносителя: - для коммунально-бытовых потребителей – температурный график работы тепловых сетей; - для технологических потребителей пара – давление пара насыщенного, либо температура и давление перегретого пара; 5. Потери в сетях и располагаемые напоры: - для закрытых водяных тепловых сетей – суммарные потери давления в основном кольце (в подающей, обратной магистралях и узле присоединения диктующего потребителя к теплосетям) и статическое давление; - для открытых водяных тепловых сетей – потери давления в подающей магистрали, требуемый свободный напор, потери давления в обратной магистрали, гидростатический напор диктующего потребителя; - для паровых сетей – требуемое давление пара у потребителя, потери в наружных паропроводах (либо требуемое давление пара на выходе из котельной) и давление в конденсатопроводе на входе в котельную; - давление в водопроводе на вводе в котельную; 6. Параметры исходной воды: - Водоем или параметры исходной воды; - Требования к качеству подпиточной воды.
Виды котельных установок
Согласно [1] котельные подразделяются: по назначению: - отопительные - для обеспечения теплом систем отопления, вентиляции и горячего водоснабжения; - отопительно-производственные - для обеспечения теплом систем отопления, вентиляции, горячего водоснабжения и для технологического теплоснабжения; - производственные - для технологического теплоснабжения; по размещению: - отдельно стоящие; - пристроенные к зданиям другого назначения; - встроенные в здания другого назначения независимо от этажа размещения; - крышные; по надежности теплоснабжения: - первой категории; - второй категории; по основному установленному оборудованию: - паровые; - водогрейные; - пароводогрейные.
Популярное:
|
Последнее изменение этой страницы: 2017-03-11; Просмотров: 1256; Нарушение авторского права страницы