Аэродинамический расчет котельного агрегата

Расчет тепловой схемы котельной закрытого типа с водогрейными котлами. Выбор основного и вспомогательного оборудования, определение исходных данных для аэродинамического расчета газового и воздушного трактов. Расчет технико-экономических показателей.

Рубрика Производство и технологии
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 19.11.2013
Размер файла 1002,2 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/

Аэродинамический расчет котельного агрегата

Введение

Основной целью расчета тепловой схемы котельной является выбор основного и вспомогательного оборудования с определением исходных данных для последующих технико-экономических расчетов.

При разработке и расчете тепловой схемы котельной с водогрейными котлами необходимо учитывать особенности их конструкции и эксплуатации. Расчет ведется для котельной с водогрейными котлами КВТС-20, в городе Санкт-Петербурге, основной источник водоснабжения котельной - городской водопровод (вода реки Нева). Исходная водопроводная вода пригодна для восполнения потерь в тепловых сетях после умягчения по схеме одноступенчатого натрий-катионирования и деаэрации (удаления кислорода). Котельная закрытого типа.

1. Исходные данные для расчета тепловой схемы котельной с водогрейными котлами для закрытой системы теплоснабжения

Таблица 1

Наименование

Обозначе-ние

Ед. изм.

Расчетные режимы

Максимальный

Наиболее холодного месяца

В точке излома

Летний

1

2

3

4

5

6

7

8

1

Место расположения котельной

Город Санкт-Петербург

2

Максимальный часовой отпуск тепла на:
отопление и вентиляцию общественных зданий

горячее водоснабжение

Гкал/ч

Гкал/ч

19(42

8(15

3

Расчетная температура наружного воздуха

-26

-11

2,424

34

4

Температура воздуха внутри помещений

18

18

18

18

5

Температура сырой воды на входе в котельную

5

5

5

15

6

Температура сырой воды перед химводоочисткой

25

25

25

25

7

Температура подпиточной воды

70

70

70

70

8

Температура воды на входе в водогрейный котел

70

70

70

70

9

Температура воды на выходе из водогрейного котла

150

150

150

120

10

Расчетная температура горячей воды в местной системе горячего водоснабжения

70

70

70

70

11

Температура греющей воды после подогревателя химочищенной воды

70

70

70

70

12

Температура умягченной воды перед деаэратором

60

60

60

60

13

Коэффициент собственных нужд химводоочистки

1,2

1,2

1,2

1,2

Данные для пункта 3 из СНиПа '' Климатология и геофизика''.

2. Расчет тепловой схемы

Таблица 2

Наименование

Обозначение

Ед. изм

Расчетная формула

Расчетные режимы

Макси-

мальный

Наиб. Холод-

ного месяца

В точке

излома

Летний

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1

Коэфф снижения расхода тепла на отопление и вентиляцию

1,00

0,659

0,464

2

Температура воды в подающем трубопроводе

150,00

108,685

84,216

120,00

3

Температура воды в обратном трубопроводе

70,00

55,965

47,096

70,00

4

Расчетный отпуск тепла на вентиляцию и отопление

19(42,00

12,512(27,678

8,816(19,488

0,00

5

Суммарный отпуск тепла внешним потребителям

27(57,00

20,512(42,678

16,816(34,488

27,00

6

Расход сетевой воды внешним потребителям

337,5(712,50

389,074(809,522

453,017(929,095

540,00

7

Расход подпиточной воды на восполнение утечек в теплосети, внешних потребителей

16,875(64,125

19,454(72,857

22,65(83,619

27(48,60

8

Температура греющей воды, поступающей в деаэратор

150,00

150,00

150,00

150,00

9

Расход тепла на деаэратор

0,173(0,656

0,199(0,745

0,232(0,855

0,276(0,497

10

Расход греющей воды на деаэратор

2,163(8,196

2,488(9,312

2,9(10,687

3,45(9,938

11

Производительность деаэратора

19,038(72,321

21,942(82,169

25,55(94,305

30,45(58,538

12

Выпар из деаэратора

0,038(0,145

0,044(0,164

0,0511(0,189

0,061(0,117

13

Общее кол-во умягченной воды на входе

64,270

73,021

83,807

48,717

14

Соответствующий ему расход воды

77,124

87,626

100,569

58,460

15

Расход тепла на подогрев сырой воды перед водоподготовкой

1,574

1,788

2,052

0,597

16

Расход тепла на подогрев сырой воды

19,674

22,353

25,655

11,931

17

Расход тепла на подогрев умягченной воды

0,023

0,026

0,030

0,017

1

2

3

4

5

6

7

8

9

18

Расход греющей воды на подогрев умягченной

0,287

0,326

0,374

0,348

19

Общий расход тепла в подогревателях, в деаэраторах

2,253

2,559

2,937

1,111

20

Общий расход греющей воды

28,157

31,991

36,716

22,217

21

Суммарный отпуск тепла водогрейными котлами

59,253

45,237

37,425

28,111

22

Кол-во работающих котлов

3,00

3,00

2,00

2,00

23

Тепловая нагрузка на котел

19,751

15,079

18,713

14,055

24

Расход воды через котлы

754,44

754,44

502,96

502,96

25

Доп кол-во сетевой воды на горячее водоснабжение

0,00

97,022

216,595

26

Кол-во воды пропускаемое через нерегулируемый перепуск

0,00

97,022

468,075

27

Расход сетевой воды в обратном трубопроводе на входе в котельную от внешних потребителей

-

648,37

736,665

845,476

491,40

28

Расход воды перед сетевыми насосами

+

740,65

841,513

965,811

562,217

29

Температура воды перед сетевыми насосами

70,00

57,714

49,95

70,00

30

Расход воды на Рециркуляцию

0,0

100,439

100,795

0,00

31

Расход воды на регулируемый перепуск

=

0,00

100,439

100,795

0,00

Расчетная тепловая схема с водогрейными котлами

3. Данные для аэродинамического расчета газового тракта на участке топка - выход из котла

Таблица 3

Участок

Диаметр

Расположение

Число рядов труб по ходу газов

Отношение

Отношение

Длины продольно омываемых труб

Средняя температура газов

Средняя скорость газов

Поправочный коэффициент К

Фестон

0,06

шахм

4

4,266

3

1,63

1008

13,7

1,15

К.П.

0,028

шахм

64

2,29

1,43

603

15,09

1,15

Исходные данные для расчета газового тракта в пределах котлоагрегата берутся из теплового расчета и конструктивных характеристик котлоагрегата, и сводится в таблицу 4.

4. Данные для аэродинамического расчета газоходов на участке от котла до дымовой трубы

Таблица 4

Участок

Скорость газов W м/с

Секундный объем газов

Расчетное сечение

Материал и форма газохода

Конструктивные размеры

К.А. - З.У.

18.8

Сталь

1.25 x 1.5

З.У. - Дымосос

19.39

Сталь

1.25 x 1.5

Дымосос - Сборный газоход

10.34

19.39

1.875

Сталь

1.25 x 1.5

Сборный газоход

19.39

1.2 x 1.45

33.78

1.65 x 2.00

Задаемся скоростью газов 10-12 м/с, рассчитаем , найдем площадь сечения и габаритные размеры (которые округлим кратным 0,05), затем в обратном порядке - уточним площадь сечения, и скорость газов. Все результаты занесем а таблицу №4.

3/c],

где -объем дымовых газов при избытке воздуха за котлоагрегатом [м3/кг];

- присос воздуха в газоходах, т.к. газоходы стальные то ,

L - длина участка;

- расчетный расход топлива на один котел.

Материал газохода - сталь.

Отношение h/a=1.2

5. Аэродинамический расчет газового тракта

Таблица 5

Наименование величины

Размерность

Обозначение

Расчетная формула

Расчет

Топка

Разряжение на выходе из топки

кг/м2

Принимается 1 - 2

2

Фестон

К-т сопротивления пучка

Стр. 19 Н.М. п.1,36 угол 90

1

Средняя скорость газов

м/с

См. табл. № 4

16.25

Динамическое давление

кг/м2

Н.М. VII-2

W=16.25; t=1057.5

3.6

Сопротивление пучка

кг/м2

5.89

Местное сопротивление

кг/м2

3.6

К-т К

К

См. табл. № 3

1.15

Общее сопротивление пучка

кг/м2

10.91

Конвективные ширмы

К-т сопротивления пучка

Стр. 19 Н.М. п.1,36 угол 90

1

Средняя скорость газов

м/с

10.56

Динамическое давление

кг/м2

Н.М. VII-2

W=10.56; t=620.5

2.26

Сопротивление пучка

кг/м2

69.71

Местное сопротивление

кг/м2

1.5

К-т. К

К

См. табл. № 3

1.15

Общее сопротивление пучка

кг/м2

81.89

Газоход (Котел - З.У.)

Средняя скорость газов

м/с

См. табл. № 4

10.02

Динамическое давление

кг/м2

3.59

К-т местного сопротивления

0.0001

Сопротивление уч-ка

кг/м2

0,0001*3,59

0.000359

Местное сопротивление з.у.

кг/м2

70

Общее сопротивление

кг/м2

+

162.8

Выход З.У. - выход из дымососа

Средняя скорость газов

м/с

10.34

Динамическое давление

кг/м2

3.75

К-т местного сопротивления

Карман

Н.М. стр 199

VII-15 (a)-1

a=0.67 b=0.9

C=1.22 B=0.45

=0.16*1.22*0.45

Рис. III-10

П. 2-32 стр.33

0.6

0.18

0,087

0.2

Общее сопротивление

кг/м2

1,067*3,75

4,001

Сборный газоход - выход из дымовой трубы

Средняя скорость газов

м/с

См. табл. № 4

10.34

Динамическое давление

кг/м2

Н.М. VII-2

W=10.34; t=238.32

3.78

К-т местного сопротивления

R=0.5 Н.М. VII-15-б

0,25

0.9

Труба

кг/м2

Н.М. стр.99

Рис. III-49

0.62

Общее сопротивление газохода

кг/м2

(0,25+0,9+0,62)*3,78

6,69

6. Высота дымовой трубы

[м];

При помощи методички принимаем A=120, m=1,

пдк=0.5 [мг/м3], F=2.5.

где Вр - расход топлива [т/ч], n - число котлов в котельной,

- низшая теплота сгорания топлива [кДж/кг],

q4 - потеря тепла от механической неполноты сгорания [%],

аун - доля золы в уносе (в долях), - кпд золоуловителя (в долях),

Где Sp - содержание серы в топливе [%],

- доля SO2, улавливаемая летучей золой в газоходах котла.

Где К - к-т, характеризующий выход NO2 на тонну условного топлива [кг/т.у.т.]

,

где Q - теплопроизводительность котла [Гкал/ч]

Найдем диаметр устья дымовой трубы:

м;

по СНиП II-35-76 часть 2, глава 35, п.7,14 - Ближайший больший диаметр равен 2,4 м.

Найдем нижний внутренний диаметр трубы: [м];

Определим высоту трубы по золе:

м;

Вычислим высоту по газам:

; м,

по СНиП II-35-76 часть 2, глава 35, п.7,14 - Ближайшая большая высота составляет 45 метров

,

где i=0.02, Wвых =12 [м/с];

[кг/м2]

[кг/м2]

Рассчитаем самотягу дымовой трубы:

[см. Н.М. стр. 207 VII-26]

Перепад давлений:

[кг/м2]

7. Подбор дымососа:

3/ч]

[кг/м2]

[кг/м2]

- принял;

Мощность двигателя,

кВт

По каталогу '' Тягодутьевые машины '' часть 1 выбираем дымосос и двигатель к нему.

Дымосос: ДН-19М, частота 740 об/мин,

Двигатель: А4-355S-8-У3, N=132 кВт, частота 750 об/мин, требуемое напряжение 380/660 В.

тепловой аэродинамический водогрейный котельный

8. Данные для аэродинамического расчета воздушного тракта

Таблица 6

Участок

Кол-во параллельных веток

Скорость газов W м/с

Секундный объем газов

Расчетное сечение м2

Конструктивные размеры,

Всасывание

10,05

0,85 x 1.00

Нагнетание

10,05

0,85 x 1,00

для всех участков получилось одинаково.

9. Аэродинамический расчет воздушного тракта

Таблица 7

Наименование величины

Размерность

Обозначение

Расчетная формула

Расчет

Всасывающая линия

Средняя скорость газов

м/с

См. табл. № 6

11,82

Температура воздуха

t

30

Динамическое давление

кг/м2

Н.М. VII-2

W=11,82; t=30

8,6

К-т местного сопротивления

диффузор

Карман

Стр. 173 Н.М. VII-5 п.5

Стр.204 Н.М. а)

Стр. 64 Н.М.

0,3

0,1

0,22

0,1

Потери по длине

кг/м2

0,41

Общие потери

кг/м2

9,73

Нагнетание

Средняя скорость газов

м/с

См. табл. № 6

11,82

Т-ра воздуха

t

30

Динамическое давление

кг/м2

Н.М. VII-2

W=10.34; t=30

8,6

К-т местного сопротивления

R=0.3 b=0,57

3 шт.

R=0.5

0.57

0.55

3*0,9

0.36

Потери давления

19,92

[кг/м2]

Полный перепад по воздуху:

, где

[кг/м2];

[кг/м2]

, где

Следовательно

3/ч]

кВт, где

По каталогу '' Тягодутьевые машины '' подберем вентилятор.

Вентилятор: ВДН-15, частота 740 об/мин

Двигатель: 4А-2001-6-У3, N=90 кВт, U=380 В, частота 750 об/мин.

10. Топливо

м3

Компоновка склада топлива и топливоподачи для котельной с котлами КВТС-20:

1. люкоподъемник

2. виброразгрузчик

3. кран мостовой электрический

4. бульдозер

5. питатель качающийся

6. конвейер ленточный 1

7. сепаратор подвесной электомагнитный

8. дробилка двухвалковая зубчатая

9. конвейер ленточный 2

Для транспортировки топлива используется ленточный конвейер с шириной ленты 500 мм, диаметром приводного барабана 500 мм. Тип 5050-80.

11. Шлакозолоудаление

12. Водоподготовка

Общая жесткость: ;

Щелочность: ;

Исходя из этих параметров следует, что нужно использовать Na - катионирование.

Схема пневматического золошлакоудаления:

1 - затвор дисковый. 2 - насадка регулируемая. 3 - бункер шлаковый.

4 - затвор. 5 - дробилка валковая. 6 - насадка концевая. 7 - бункер золы золоуловителя. 8 - затвор дисковый. 9 - камера осадительная. 10 - циклон. 11 - сборник пыли. 12 - клапан-мигалка. 13 - бункер сбора шлака и золы.

14 - шнек-увлажнитель шлака и золы. 15 - насос вакуумный. 16 - бак-отстойник. 17 - бачок гидрозатвора.

Производительность:

,;

Скорость фильтрации принимаем до 25 м/ч (при жесткости исх. Воды <5 мг.экв/л) принял равным 20 м/с;

Принимаю 2 фильтра: один рабочий, другой резервный.

м2;

;

По справочнику [Кострикин стр.19], подбираем фильтр с ближайшей большей площадью , а соответствующий этой площади диаметр .

Проверим скорость в выбранном фильтре:

Количество регенераций:

; A=24*Ж0*Dхво=24*0,55*73,67*972,44 [г.экв/сутки];

,

где Нсл=2.25 - принял, - [Лифшиц табл. 5-10 стр.38]

Расход соли

[кг].

Суточный расход

[кг/сут]

13. Подбор деаэратора

; n=3, g=0.09;

[кг/ч]

[кг/ч]

Деаэратор ДВ-75, d=1000x8

Схема вакуумной деаэрации

1. деаэратор типа ДВ с охладителем выпара

2. бак деаэрированной воды

3. насос подпиточный

4. эжектор водоструйный

5. насос рабочей воды

6. теплообменник водо-водяной

7. бак газоохладитель

14. Подбор питательных и сетевых насосов

Сетевой насос:

; - принял

По справочнику [Родатис стр.293] подобрал насос СЭ-1250-70 (14CD-9) - производительность 1250 м3/ч; напор 70 м.в.ст.;

Двигатель: АЗ-355М-4, мощность 320 кВт, частота вращения 1475 об/мин, напряжение 380 В.

Подпиточный насос:

, т.к. подпор на входном патрубке сетевого насоса сост. 7,5 м.в.ст.

По справочнику [Роддатис стр.294] подобрал насос АЦНШ-80 - производительность 50-100 м3/ч; напор 38-24 м.в.ст.;

Двигатель: А02-52-2, мощность 13 кВт, частота вращения 2920 об/мин, напряжение 380 В.

15. Подбор диаметров основных трубопроводов

Таблица 8

Теплоносители

Участок

Расход,

Скорость,

Удельный объем,

Диаметр, Расчетный ГОСТ,

Сетевая вода

Прямая,

929,09

1,5

0,001

0,468

500 х 6

Обратная

845,47

965,81

1,5

0,001

0,446

0,477

450 х 6

500 х 6

М-у 1и2 котлом

502,96

1,5

0,001

0,34

377 х 9

М-у 2и3 котлом

251,48

1,5

0,001

0,24

273 х 7

16. Расчет себестоимости МВт

руб/МВт;

, , ,

, где

(47 - стоимость одного мегаватта первого котла, плюс стоимость доп. оборудования; тыс. руб. 23 - стоимость последующих котлов; тыс. руб. за МВт; 23,36 - мощность одного котла МВт)

; ;

;

тыс.руб.

Cт=515 руб. за тонну.

; - потребляемая мощность котельной (двигатели насосов, дымососов, вентиляторов и др.)

=(132+90)*3+320+13=999 кВт.

мощность мелких двигателей (пмз, и др.)

N=999+214.8= 1213,8 кВт

Wохл=0,1*Dхво*4800=35361 [т/год]

Mшт=1,2 [чел/мвт]

n=1.2*70.08=84.096=85 [чел]

17. Технико-экономические показатели котельной

Таблица 9

Наименование величины

Размерность

Обозначение

Способ определения

1

2

3

4

5

1

Установленная теплопроизводительность котельной по теплу

МВт

По заданию 3*23,36=70,08

1

2

3

4

5

2

Годовое число работы котельной

Час/год

По заданию 4800

3

Годовая выработка тепла котельной

МВт

= 4800*70,08=336384

4

Расход тепла на собственные нужды и потери

%

По заданию 9%

5

То же в год

Гкал/год

=

6

Годовой отпуск тепла котельной

МВт

-=336384-30274,56=306109,44

7

Годовой расход топлива

Т/год

=3*4,212*4800=60652,8

8

Установленная мощность эл. двигателей (без резервных)

кВт

999

9

Годовой расход электроэнергии

КВтч/год

*=999*4800=4795200

10

Годовой расход воды

Т/год

= 353616+35361,6=388977,6

11

Штаты котельной

Шт/ед

М

85

12

Сметная стоимость котельной:

строительная часть

оборудование и монтаж

Тыс.руб

1584,1

2851,38

13

Удельный расход топлива на единицу выработанного тепла

Кг/МВт

= 1000= 180,3

14

Себестоимость МВт тепла

Руб/МВт

=

Список используемой литературы:

1. Бузников Е.Ф., Роддатис К.Ф., Берзиныш Э.Я. - '' Производственные и отопительные котельные'', М. 1984 г.

2. Щеголев М.М., Гусев Ю.Л., Иванова М.С. -''Котельные установки'', М. 1972г.

3. Роддатис К.Ф., Соколовский Я.Б. - '' Справочник по котельным установкам малой производительности'', М. 1975 г.

4. Кострикин Ю.М., Мещерский Н.А., Коровина О.В. - ''Водоподготовка и водяной режим энергообъектов низкого и среднего давления. '' М. 1990 г.

5. Лифшиц О.В. - '' Справочник по водоподготовке котельных установок малой мощности. '' М. 1969 г.

6. Гусев Ю.Л. - '' Основы проектирования котельных установок. '' М. 1952 г.

7. СНиП II-35-76 Часть 2 Глава 3 - '' Котельные установки ''. М. 1977 г.

8. '' Аэродинамический расчет котельных установок. Нормативный метод''

9. СНиП ПА.6.72. '' Строительная климатология и геофизика ''. М. 1974 г.

10. Методические указания по курсовому проектированию. Н-ск 1982 г.

11. Сайт ''ОАО НовосибирскЭнерго '' - для потребителей - тарифы.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Расчёт тепловой схемы котельной, выбор вспомогательного оборудования. Максимально-зимний режим работы. Выбор питательных, сетевых и подпиточных насосов. Диаметр основных трубопроводов. Тепловой расчет котла. Аэродинамический расчёт котельной установки.

    курсовая работа [1,7 M], добавлен 08.10.2012

  • Расчет принципиальной тепловой схемы. Расчет расширителя (сепаратора) непрерывной продувки. Расчет расходов химически очищенной и сырой воды. Определение количества котлоагрегатов, устанавливаемых в котельных. Тепловой баланс котельного агрегата.

    курсовая работа [240,5 K], добавлен 03.11.2009

  • Техническая характеристика водогрейного котла. Расчет процессов горения топлива: определение объемов продуктов сгорания и минимального объема водяных паров. Тепловой баланс котельного агрегата. Конструкторский расчет и подбор водяного экономайзера.

    курсовая работа [154,6 K], добавлен 12.12.2013

  • Проект тепловой схемы котельной. Определение падения давления и снижение температуры в паропроводе. Расчет суммарной паропроизводительности и количества котлоагрегатов. Выбор дымососа, его технические характеристики. Расчет Na-катионитовых фильтров.

    контрольная работа [182,8 K], добавлен 20.05.2015

  • Расчет 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 10.07.2017

  • Расчет 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 03.10.2008

  • Определение необходимого количества и производительности камер в условном материале. Тепловой расчет камер и всего цеха. Последовательность аэродинамического расчета и выбор вентилятора. Механизация работ по формированию и транспортированию штабелей.

    курсовая работа [228,7 K], добавлен 18.06.2012

  • Расчет 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 13.10.2017

  • Описание 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 15.04.2010

  • Характеристика блочно-модульной котельной и участка строительства. Определение нагрузок в тепле и топливе. Подбор котлов, горелок, основного и вспомогательного оборудования. Расчет газопроводов, водоподготовка. Автоматизация газового водогрейного котла.

    дипломная работа [3,4 M], добавлен 20.03.2017

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.