Расчет отопительно-производственной котельной
Расчет принципиальной тепловой схемы отопительно-производственной котельной с закрытой (без водоразбора) системой горячего водоснабжения для г. Семипалатинск. Основное оборудование и оценка экономичности котельной. Определение высоты дымовой трубы.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 24.06.2012 |
| Размер файла | 554,2 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
5
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра ТЭС
Расчетно-графическая работа
Расчет отопительно-производственной котельной
Студент: Шаюк С.М.
Преподаватель: Шаров Ю.И.
Новосибирск
2012
Содержание
- Задание
- 1. Построение температурного графика
- 2. Расчет принципиальной тепловой схемы котельной
- 2.1 Исходные данные
- 2.2 Выбор основного оборудования (котла)
- 2.3 Сетевая установка (пароводяной подогреватель)
- 2.4 Собственные нужды котельной
- 2.5 Расширитель непрерывной продувки котлов
- 2.6 Деаэратор питательной воды
- 2.7 Относительная погрешность расчета
- 2.8 Выбор котельных агрегатов
- 2.9 Оценка экономичности котельной
- 3. Оценка экологических проблем
- 3.1 Расчет вредных выбросов котельной
- 4. Расчет высоты дымовой трубы
Задание
- Рассчитать принципиальную тепловую схему отопительно-производственной котельной с закрытой (без водоразбора) системой горячего водоснабжения для г. Семипалатинск Рисунок 1.1.
- Выбрать основное оборудование и оценить экономичность котельной.
- Определить вредные выбросы котельной в окружающую среду и высоту дымовой трубы.
- Исходные данные выбрать из табл.3.1.
1. Построение температурного графика
Температурный график - это зависимость температур прямой сетевой воды tпс (отпускаемой котельной потребителю) и обратной tос (возвращаемой от потребителя) от температуры наружного воздуха tвз.
Начало графика - точка С соответствует условию tпс = tос=tвз =18°С. При графике теплоснабжения tпс/tос=150/70°С максимальная температура прямой сетевой воды 150°С соответствует расчетной температуре наружного воздуха (средней температуре наиболее холодной пятидневки года) - точка D на температурном графике. Из табл. П.4 для Семипалатинска расчетная температура наружного воздуха равна - 38°С. При этой же температуре наносится на график максимальная температура обратной сетевой воды tос = 70°С (точка Е).
После соединения прямыми линиями точки С с точками D и Е получаются зависимости прямой и обратной сетевой воды от температуры наружного воздуха (температурный график). Считается экономически нецелесообразным отпускать потребителю горячую воду с температурой не ниже 70°С, поэтому из рис.1 при температурах наружного воздуха tвз > - 3,7°С (для Семипалатинска) температура отпускаемой потребителю горячей воды остается постоянной (см. точку А на температурном графике) tпс = 70°С, а регулирование тепловой нагрузки системы теплоснабжения осуществляется расходом горячей воды (количественное регулирование). Аналогично остается постоянной и температура обратной сетевой воды toc =38°С (см. точку В на температурном графике). При температурах же tвз < - 3,7°С - регулирование качественное, т.е. изменением температуры отпускаемой потребителю горячей воды (при ее постоянном расходе).
Необходимая поверхность нагрева отопительных приборов, обеспечивающая компенсацию потерь теплоты через ограждения здания в окружающую среду, определяется обычно при средней температуре наиболее холодного месяца (января). Из табл. П.4 таковая для Семипалатинска равна tвз = - 16,2°С, при ней и находятся из температурного графика (рис.1) расчетные температуры прямой и обратной сетевой воды tпс =99°С и toc = 50°С.
котельная тепловая схема водоснабжение
2. Расчет принципиальной тепловой схемы котельной
2.1 Исходные данные
Тепловая нагрузка сетевой установки: QТ = 85 МВт.
Расчетные температуры прямой и обратной сетевой воды при расчетной средней температуре наиболее холодного месяца для С tвз = - 16,2°С из температурного графика (рис.1): tnc/toc = 99/50°С.
Расход производственного пара на технологические нужды: Dn = 10 т/ч (2,778 кг/с) при давлении рп = 10 бар.
Коэффициент возврата конденсата от производственного потребителя: = 0,62.
Относительная величина непрерывной продувки котла: бпр=0,06.
Расчетное топливо: Оренбургский газ.
2.2 Выбор основного оборудования (котла)
Для заданного давления производственного пара рп = 26 бар при заданном топливе (бухарский газ) выбирается из табл. П.1 котел Е-25-14-ГМ на ближайшее давление р0= 14 бар с паропроизводительностью D0 =25 т/ч (6,944 кг / с), КПД брутто котлоагрегата = 89 %, температурой свежего пара t0 = 225°С и его энтальпией h0 = 2867кДж/кг.
2.3 Сетевая установка (пароводяной подогреватель)
Расчетная схема подогревателя представлена на рис.1.2.
Температура конденсата греющего пара (температура насыщения):
, (1)
где tпс = 99°С - температура прямой сетевой воды (отпускаемой потребителю) была определена по температурному графику (рис.1) при расчетной температуре (средней температуре наиболее холодного месяца) для Семипалатинска t*вз = - 16,2°С (см. табл. П.4); = 7.10°С - недогрев сетевой воды до температуры конденсации греющего пара;
Расход греющего пара на сетевую установку находится из ее уравнения теплового баланса по пару, кг/с:
(2)
Здесь =85 МВт - тепловая нагрузка сетевой установки (задана); = 0,98 - КПД подогревателя; = 2867 кДж/кг - энтальпия греющего пара; = 448,5 кДж/кг - энтальпия конденсата греющего пара, взятая из табл. П.2 при температуре насыщения.
Расход сетевой воды находится из уравнения теплового баланса пароводяного подогревателя по воде, кг/с:
(3)
где =4,19 кДж/ (кгК) - теплоемкость воды; tпс; tос - температуры прямой и обратной сетевой воды, найденные по температурному графику (рис.1) на расчетном режиме (см. исходные данные),°С.
2.4 Собственные нужды котельной
По известным расходам производственного пара (задан) и теплофикационного [определен по формуле (2)], находится отпуск пара внешним потребителям, кг/с:
(4)
Оценивается расход пара на деаэратор (собственные нужды котельной) в размере 10 % от внешнего потребления, кг/с:
(5)
Паропроизводительность котельной с учетом потерь (коэффициент запаса 1,03), кг/с:
(6)
2.5 Расширитель непрерывной продувки котлов
Расчетная схема расширителя продувки дана на рис.1.3 Количество отсепарированного вторичного пара (сухого, насыщенного) находится из уравнения теплового баланса расширителя продувки кг/с:
(7)
где расход продувочной воды кг/с; =h'=790 кДж/кг - энтальпия продувочной воды по табл. П.2 при давлении насыщения в барабане котла рб =1,15р0 = 1,15*10 = 11,5 бар; = h' = 504 кДж /кг - энтальпия отсепарированной воды по табл. П.2 при давлении насыщения в расширителе продувки Pрп = 2 бара; = h" = 2707 кДж/кг - энтальпия отсепарированного пара по табл. П.2 при давлении насыщения 2 бара.
Тогда расход отсепарированной воды, кг/с:
(8)
Потери воды, конденсата и пара, кг/с:
продувочной отсепарированной воды, которая имеет повышенное солесодержание и непригодна для дальнейшего использования, поэтому после охлаждения в водо-водяном подогревателе подпиточной сырой воды она выбрасывается П1 = = 2,286;
конденсата у производственных потребителей
кг/с
воды в тепловой сети
,
где коэффициент утечки для закрытых (без водоразбора) тепловых сетей =0,015.0,02;
пара в котельной порядка 3 % П4 = 0,03Dк = 0,03*43.78 = 1,3134.
Тогда расход химически очищенной подпиточной воды, кг/с:
(9)
2.6 Деаэратор питательной воды
Суммарный материальный поток на входе в деаэратор (кроме греющего пара), кг/с:
(10)
где кг/с - возврат конденсата от производственных потребителей; кг/с - возврат конденсата греющего пара от сетевой установки.
Суммарный тепловой поток на входе в деаэратор (кроме греющего пара), кВт:
(11)
где взятые по табл. П.2 при соответствующих температурах: = h' = 105 кДж/кг - энтальпия химически очищенной подпиточной воды, подогретой предварительно в водо-водяном подогревателе отсепарированной продувочной водой до температуры txo =25°С; =h''= 293 кДж/кг - энтальпия конденсата, возвращаемого от производственных потребителей с температурой = 70°С; = h'=335 кДж/кг - энтальпия конденсата греющего пара, возвращаемого из пароводяного подогревателя с температурой = 80°С; =h"= 2707 кДж/кг - энтальпия отсепарированного вторичного пара при температуре = 120°C, соответствующей давлению насыщения 2 бара в сепараторе непрерывной продувки котла.
С учетом (10) и (11) расход греющего пара на деаэратор из его уравнения теплового баланса, кг/с:
(12)
Здесь = 2867 кДж/кг - энтальпия перегретого пара на входе в деаэратор по табл. П.1 для выбранного котла; = h' = 448,5 кДж/кг - энтальпия питательной воды на выходе из деаэратора по табл. П.2 при температуре tпв=107°С, соответствующей давлению насыщения в деаэраторе 1,3 бар.
2.7 Относительная погрешность расчета
Уточненная паропроизводительность котельной с учетом потерь на уровне 3 %, кг / с:
(13)
где = 38,641 кг/с - расход пара внешними потребителями по формуле (4).
Относительное расхождение между уточненной паропроизводительностью котельной (13) и принятой предварительно [см. формулу (6)], %:
(14)
Относительное расхождение по абсолютной величине не превышает 3 %, поэтому расчет производительности котельной считается законченным.
2.8 Выбор котельных агрегатов
Количество котлов (парогенераторов) выбранного выше типа Е-25-14-ГМ:
(15)
где -паропроизводительность котельной (13), кг/с;
= 6,944 кг/с (25 т/ч) - единичная производительность котла.
Кроме того, необходимо установить в котельной еще один резервный котел, который будет включаться в работу при аварии или плановом ремонте действующего.
Принимаем число котлов равным 8.
2.9 Оценка экономичности котельной
Расход натурального топлива (бухарский газ) парогенераторами котельной, кг /с:
(16)
Здесь = 2867 кДж /кг - энтальпия перегретого пара на входе в деаэратор по табл. П.1 для выбранного котла;
=h'=448,5кДж / кг - энтальпия питательной воды на выходе из деаэратора по табл. П.2 при температуре tпв =107°С, соответствующей давлению насыщения в деаэраторе 1,3 бара;
Gпp =2,6268 кг / с - расход продувочной воды [см. пояснения к формуле (7)];
=790 кДж/кг - энтальпия продувочной воды (см. там же);
=38 МДж /кг - теплота сгорания оренбургского газа по табл.П. З;
= 0,89 - КПД брутто котлоагрегата по табл. П.1 для выбранного котла Е-25-14-ГМ, работающего на газе.
Расход условного топлива, кг/с:
(17)
где -29,3 МДж /кг - теплота сгорания условного топлива, не существующего в природе, понятие которого введено для возможности сравнения экономических показателей энергетических предприятий, использующих различные виды топлив.
Отпуск тепловой энергии котельной с производственным паром, МВт:
(18)
где =2,788 кг / с (10 т/ч) - заданный расход производственного пара;
= = 2867 кДж/кг - энтальпия производственного пара, равная энтальпии свежего пара из-за его условно изоэнтальпийного дросселирования в редукционном устройстве;
= 0,62 - заданный коэффициент возврата производственного конденсата;
= 293 кДж/кг - энтальпия конденсата, возвращаемого технологическим потребителем с температурой t* = 70°С [ (см. пояснения к формуле (11)].
Отпуск тепловой энергии внешним потребителям (производственным и теплофикационным), МВт:
(19)
где = 85 МВт - заданная тепловая нагрузка сетевой установки.
Удельный расход условного топлива
Показателями экономичности котельной являются удельный расход условного топлива на единицу отпущенной теплоты и КПД нетто котельной.
Удельный расход условного топлива:
кг/Мдж (20)
или кг/Гкал.
Здесь 4187 МДж/Гкал - переводной коэффициент.
КПД нетто котельной (с учетом ее собственных нужд), %:
(21)
3. Оценка экологических проблем
3.1 Расчет вредных выбросов котельной
Выбросы окислов азота, г/с:
(3.1)
где в соответствии с пояснениями к формуле: = 0,85 - поправочный коэффициент, учитывающий влияние качества сжигаемого топлива; = 3,5D0/70 = 3.5*25/70 = 1,25 - коэффициент выхода окислов азота на 1 т топлива для котлов с производительностью D0< 70 т/ч; =38 МДж/кг - низшая рабочая теплота сгорания бухарского газа.
Объем дымовых газов, выбрасываемых котельной в окружающую среду по, ():
(3.2)
Здесь: 1,05 - коэффициент запаса по производительности; =11,25; =10,05 (см. П3); =1,4; =105.
4. Расчет высоты дымовой трубы
По выбросам окислов азота
(4.1)
Высота дымовой трубы, м
(4.2)
где в соответствии с пояснениями к формулам: А = 200 - для Казахстана (Семипалатинск): коэффициент, зависящий от места расположения котельной; F = 1 - для окислов серы и азота; m = 0,9; n = 1 - коэффициенты при скорости выхода газов из устья трубы w = 25 м/с; Z = 1 - число стволов дымовой трубы для котельных с паровыми котлами; °С - разность между температурой уходящих газов и средней температурой наиболее холодного месяца года (tвз = - 16,2°С - из табл. П.4 для Семипалатинска); = 105°С - температура уходящих газов для газа; , - фоновые концентрации окислов серы и азота в приземном слое, мг/м, которые принимаются при строительстве котельной в городе или вблизи от других энергетических предприятий на уровне 30 % от соответствующей ПДК (Сф = 0,3 ПДК).
Принимается ближайшее более высокое стандартное значение Н = 30 м.
Диаметр устья ствола трубы при скорости уходящих газов w = 25 м/с:
м. (4.3)
Принимается ближайший типовой размер d0 =1,8 м.
Оценивается расстояние от дымовой трубы, на котором наблюдается максимальная концентрация вредностей у поверхности земли в метрах:
м. (4.4)
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Применение отопительно-производственной котельной сельскохозяйственного типа для создания потока теплоты, удовлетворяющего нужды птицефабрики. Расчет тепловой мощности котельной и водоподготовки, выбор теплоносителя, питательных и сетевых насосов.
курсовая работа [119,6 K], добавлен 13.11.2010Расчет тепловой схемы котельной. Подбор газового котла, теплообменника сетевой воды, вентиляционного оборудования, воздушно-отопительного прибора, расширительного бака. Расчет газопроводов, дымовой трубы. Расчет производственного освещения котельной.
дипломная работа [2,2 M], добавлен 10.07.2017Определение потребного количества теплоты на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение и необходимую теплопроизводительность котельной для технических нужд. Расчет водяных и пароводяных теплообменников, дымовой трубы. Обоснование выбора дымососа.
курсовая работа [516,3 K], добавлен 18.05.2011Расчет тепловых нагрузок отопления вентиляции и ГВС. Сезонная тепловая нагрузка. Расчет круглогодичной нагрузки. Расчет температур сетевой воды. Расчет расходов сетевой воды. Расчет тепловой схемы котельной. Построение тепловой схемы котельной.
дипломная работа [364,5 K], добавлен 03.10.2008Описание котельной и ее тепловой схемы, расчет тепловых процессов и тепловой схемы котла. Определение присосов воздуха и коэффициентов избытка воздуха по газоходам, расчет объемов воздуха и продуктов сгорания, потерь теплоты, КПД топки и расхода топлива.
дипломная работа [562,6 K], добавлен 15.04.2010Составление принципиальной тепловой схемы котельной и расчет ее для трех характерных режимов. Выбор единичной мощности и числа устанавливаемых котлов. Определение часового и годового расхода топлива. Выбор тягодутьевых устройств. Охрана окружающей среды.
дипломная работа [253,2 K], добавлен 16.11.2012Краткая характеристика ОАО "САРЭКС". Реконструкция теплоснабжения. Определение тепловых нагрузок всех потребителей. Расчет схемы тепловой сети и тепловой схемы котельной. Выбор соответствующего оборудования. Окупаемость затрат на сооружение котельной.
дипломная работа [1,7 M], добавлен 01.01.2009Расчет теплового пункта, выбор водоподогревателей горячего водоснабжения, расчет для данного населенного пункта источника теплоснабжения на базе котельной и выбор для нее соответствующего оборудования. Расчёт тепловой схемы для максимально-зимнего режима.
курсовая работа [713,9 K], добавлен 26.12.2015Расчет тепловой нагрузки и выбор технологического оборудования котельной. Тепловой расчет котла ПК-39-II M (1050 т/ч) при сжигании смеси углей. Расчет тяги и дутья. Обоснование и выбор аппаратуры учета, контроля, регулирования и диспетчеризации котельной.
дипломная работа [1011,5 K], добавлен 13.10.2017Тепловая схема производственной котельной ЗАО "Металлургический холдинг" завода РММЗ, расчет ее газоснабжения и водоподготовки, влияние на экологию района, назначение основных регуляторов и сигнализаций, а также мероприятия по безопасной работе персонала.
дипломная работа [326,9 K], добавлен 03.11.2009
