Система водоподготовки на заводе "Освар"
Устройство и принцип работы рециркуляционного насоса, технологическая схема работы деаэрационно-питательной установки и сепаратора непрерывной продувки. Тепловой расчет котла, гидравлический расчет водовода технической воды, системы умягчения воды.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | дипломная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 22.09.2011 |
| Размер файла | 585,1 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.
При конструкторском расчете поверхностей нагрева по известным значениям температуры дымовых газов перед поверхностью нагрева и после нее определяют величину поверхности нагрева. При поверочном расчете по заданной величине поверхности нагрева и известной температуре дымовых газов перед ней определяют температуру дымовых газов за поверхностью нагрева.
Все поверхности нагрева рассчитывают по двум основным уравнениям, а именно по уравнению теплового баланса рассчитываемой поверхности нагрева и уравнению теплопередачи в ней. В зависимости от того, производится расчет поверочный или конструкторский, неизвестными в уравнениях теплового баланса и теплопередачи оказываются различные величины. Однако в обоих случаях расчета в этих уравнениях известна температура дымовых газов перед поверхностью нагрева, которая становится исходной величиной для расчета
3.2 Баланс энергоносителей котельной
Все данные в энергетическом балансе приведены за 2009 год.
Химически очищенная вода, полученная со станции ХВО и выработанный перегретый пар (по месяцам).
Таблица 3.3 - Баланс энергоносителей
|
Месяц |
Количество выработанного перегретого пара (тонн) |
Количество химически очищенной воды полученной с ХВО (тонн) |
|
|
1 |
2 |
3 |
|
|
Январь |
42 160 |
44 600 |
|
|
Февраль |
41 162 |
42 554 |
|
|
Март |
43 647 |
47 227 |
|
|
Апрель |
42 767 |
48 016 |
|
|
Май |
41 333 |
47 639 |
|
|
Июнь |
34 866 |
39 985 |
|
|
Июль |
41 152 |
44 268 |
|
|
Август |
39 953 |
40 448 |
|
|
Сентябрь |
29 350 |
29 823 |
|
|
Октябрь |
30 837 |
29 170 |
|
|
Ноябрь |
36 045 |
37 392 |
|
|
Декабрь |
51 028 |
52 847 |
|
|
Всего |
474 300 |
503 969 |
Таким образом, участком расходуется на собственные нужды, или теряется в виде утечек и продувок, 29 669 тонн химически очищенной воды в год, что составляет 6,89% от общего потребления химически очищенной воды участком.
Получаемый азот из ККЦ используется полностью.
Кислород и сжатый воздух - используются полностью.
Техническая вода возвращается в оборотную систему комбината в том же количестве, за исключением незначительных утечек.
3.3 Определение производительности ХВО
Определяю максимальную производительность ХВО
, (1)
где
=65 т/ч, номинальная производительность котельной;
k =60 % - процент возврата конденсата
3.4 Анализ исходной воды
Для приготовления питательной воды для паровых котлов используют воду р. Клязьма, которая имеет следующий химический состав:
Жесткость 3,5мг -экв/л
Щелочность 2 мг-экв/л
Сухой остаток 291,85 мг-экв/л
Карбонатная жесткость 2,0 мг-экв/л
Значение рН 10
Катионы
Ca2+ 2,5 мг /л
Mg2+ 1,0 мг /л
Na++K+ 18,7 мг/л
7. Анионы
Cl- 0,45 мг/л
1,8 мг/л
2,0 мг/л
Окисляемость 6,4 мг О2 /л
Взвешенные вещества 24,8 мг/л
3.5 Выбор схемы умягчения воды
Натрий-катионитный метод умягчения воды основан на способности некоторых нерастворимых в воде веществ (сульфоуголь,синтетические смолы),отрегенерированных поваренной солью,обменивать подвижно расположенный катион Na+ на Ca2+ и Mg2+.
Этот метод применяют для умягчения воды с содержанием взвешенных веществ не более 5-8 мг/кг.Возможно применение одноступенчатой и двухступенчатой схемы умягчения.Одноступенчатую схему умягчения применяют при общей жесткости не более 4,7 мг-экв/кг и при остаточной жесткости не более 0,01-0,02 мг-экв/кг, удельный расход соли составляет 100-150г/г-экв. При большей жесткости исходной воды более 4,7 мг-экв/кг или для получения более умягченной воды применяют двухступенчатую схему умягчения при удельном расходе соли на второй ступени катионирования 300-400 г/г-экв.
Т.к. для котлов ДКВР нужна вода более глубоко умягченная, а так же в целях экономии соли и увеличения продолжительности фильтроцикла принимаю двухступенчатое натрий- катионирование.
Кроме указанных выше достоинств двухступенчатого натрий-катионирования,наличие фильтров второй ступени создает своего рода барьер,препятствующий «проскоку» удаляемых катионов при различного рода случайных отклонениях в условиях работы фильтров первой ступени.
3.6 Расчет системы осветления и коагуляции воды
Вода подается из реки Клязьма.отсюда можно сделать вывод что не обходим насос сырой воды.
Процесс осветления воды может осуществлятся по следующим схемам:
1 Отстойник-коагуляция-механический фильтр
2.Отстойник-механический фильтр
3.Только механический фильтр
Выбираю схему осветления воды отстойник-коагуляция-механический фильтр в зависимости от качества исходной воды. При использовании поверхностных вод применяется отстаивание воды в отстойниках.Особенно вода насыщена механическими примесями в период паводка и дождей.При содержании взвешенных веществ более 100 мг/кг следует применять отстаивание,при окисляемости веществ более 15 мг/кг следует применять коагуляцию.
вода котел насос гидравлический
3.6.1 Расчет отстойника
Размер отстойника выбирается исходя из производительности установки
V=Q (2)
где
Q, (м3/ч)- производительность установки по воде
- время пребывания в отстойнике принимаю =5 часов
V=
Выбираю из таблицы 2 отстойника, [2 стр146]
Диаметр отстойника- 4670 мм=4,67 м
Скорость воды в отстойнике не более- 4 м/с
Высота отстойника-8763 мм=8,763 м
3.6.2 Расчет системы коагуляции
Сущность коагуляции в том, что с помощью специальных веществ (коагулянтов) происходит свертывание в хлопья веществ, находящихся в воде и выпадение их в осадок. В качестве коагулянтов применяют сернокислый алюминий (Al2(SO4)3 18H2O) и железный купорос (сернокислое железо закисное) (FeSO4 7H2O) (его применяют совместно с известкованием).
Суточный расход химически чистого коагулянта (без кристаллизационной воды) определяется:
(3)
Qпв- количество обрабатываемой воды, м3/ч
qк=0,7мг-экв/кг,-дозировка коагулянта для средней полосы
Эк=57,02- эквивалентный вес коагулянта Al2(SO4)3 18Н2О без кристаллизационной воды,(Л1,стр.128)
Потребное количество раствора коагулянта
(4)
где
р=5-10%,- крепость раствора коагулянта,
ск=1,105кг/м3,- плотность раствора коагулянта,(Л1,табл.12.6)
Необходимый объем бака для приготовления раствора коагулянта
[м3] (5)
Потребное суточное количество технического коагулянта (с кристаллизационной водой)
, (6)
К1=111,07 эквивалентный вес коагулянта для сернокислого алюминия (Al2 (SO 4)3
0,882- степень чистоты технического продукта в долях единицы
для коагулянта
Емкости каждого из баков дозатора определяются исходя из 8 часовой работы
Vдоз=, (7)
где
Vр- потребное количество раствора коагулянта
Vдоз=
Исходя, из конкретных данных произвожу выбор дозатора.
Выбираю шайбовый дозатор низкого давления для кислых реагентов
Стандартная емкость- 0,2 м3
Диаметр- 490 мм=0,49 м
Высота- 1490 мм=1,49 м
Объем резервуара для «мокрого» хранения коагулянтов
, , (8)
где
Gт- расход технического коагулянта в сутки, кг;
в- необходимый запас на 30 суток;
P- остаток коагулянта на 10 суток,предусматриваемый перед поступлением пректируемого запаса,(Л1,стр.101);
1,5-расчетный объем баков «мокрого» хранения на 1 т реагента,м3;
3.6.3 Расчет системы подщелачивания
Если щелочность коагулируемой воды недостаточна (например, в паводковый период), то принимается искусственное подщелачивание
Расчетная дозировка щелочей, необходимых для обеспечения надлежащего эффекта коагуляции:
Щ=НI-Жк+0,7, , (9)
где
НI- дозировка коагулянта во время паводка
1,05 мг-экв/кг(Л5,стр.160);
Жк=1 мг-экв/кг,- величина карбонатной жесткости воды(Л2,стр.285);
Щ=1,05-1+0,7=0,75
Потребное количество химически чистой щелочи
, , (10)
где
К=53,- эквивалентный вес кальцинированной соды Na2CO3 (Л1,стр.268)
Потребное суточное количество технической щелочи
, , (11)
где
=0,98,- степень чистоты технического продукта для соды (Л5,стр271,табл2)
Необходимое количество раствора щелочи в сутки
, , (12)
Vp=
Потребная емкость бака для приготовления раствора щелочи
(13)
Vб=
Емкость каждого из напорных бачков дозаторов для
раствора щелочи определяю
Vдоз=, (14)
где
3-три смены по 8 часов
Vдоз=
Выбираю шайбовый дозатор низкого давления для щелочных реагентов
Емкость дозатора 0,2 м3
Диметр(Dн)=490 мм=0,49 м
Высота(H)=1425 мм=1,425 м
(Л7,гл.10,стр.165,табл.10-7))
Емкость смесителя (отстойника), куда вводится коагулянт и щелочь можно определить, исходя из времени пребывания там обрабатываемой воды, время пребывания t=10-20 минут, тогда:
Vотст= , (15)
где
Q- количество обрабатываемой воды, м3/ч
Vотст=
3.6.4 Расчет механических фильтров
Определяю общую площадь фильтрования
(16)
где
Q- производительность ХВО, м3/ч;
а=1,1-1,2- коэффициент, учитывающий расход осветленной воды на собственные нужды ХВО;
щн=8-10 м/ч,-нормальная скорость фильтрования, ее можно принять для однопоточных фильтров при предварительном осветлении воды в отстойнике;
Путем подбора определяем площадь фильтрования одного фильтра
f=, (17)
где
F- общая площадь фильтрования
n-2-5,- число установленных фильтров находящихся в работе, его берем из монтажно-эксплуатационных соображений(но не менее 2-1 в отмывке).
f=
Принимаю по таблице стандартную площадь фильтрования fст=5,2 м2, для фильтра d=2600 мм, [Л-1 стр 69]
Нахожу число фильтров в работе
n=, , (18)
К установке принимаем (n+1) фильтр,так как 1 фильтр находится в резерве (на отмывке)
n+1=1+1=2 (шт.) отсюда принимаю 2 фильтра
Нахожу действительную скорость фильтрования при нормальном режиме
(19)
где
Q- производительность ХВО, м3/ч
f- стандартная площадь фильтрования, м2
n- число фильтров принятых к установке, шт
g- среднечасовой расход воды на собственные нужды осветлительных фильтров, м3/ч
, (20)
d=1,5-48м3- расход воды но одну промывку фильтра при взрыхляющей промывке осветленной водой, принимаю18,7м3;
r=1-2 раза в сутки- число промывок одного фильтра в сутки;
n- число фильтров к установке, шт.;
1- число фильтров,находящихся в промывке.
Принимаю d=18,7 м3, r= 1
Определяю необходимый объем бака для промывочной воды
(21)
Следовательно, объем бака для промывочной воды должен быть не менее 2,08 м3.Бак устанавливается на высоте 10-15м.Фильтр промывается через 18-20 ч работы в течении 6-10 мин.
В случае, если давление в водопроводе недостаточно,или промывочный бак установлен низко,необходимо установить насос нужной производительности на давление 0,2-0,3МПа
3.7 Расчет системы умягчения воды
3.7.1 Расчет натрий-катионитных фильтров второй ступени
Общая площадь фильтрования
F=, (22)
где
-количество воды,подлежащее умягчению с учетом расхода на собственные нужды.
, (23)
где
- количество питательной воды для парогенераторов,
- расход воды на собственные нужды(регенерация,приготовление раствора соли,отмывка фильтра)10-20% общей производительности
, (24)
где
4,5 - расход воды на регенерацию,отнесенный к 1м3 катионита,
=0,2 , остаточная жесткость воды после первой ступени Na-катионирования,(Л 1,стр.209-211,табл.10.3);
-полная обменная способность катионита (или емкость поглощения), г-экв/кг,(Л 1,стр.73)
-скорость фильтрования,8-10 м/ч-для фильтров 1 ступени,15-20 м/ч-для фильтров 2 ступени
ввиду незначительного расхода воды по расчетным данным, принимаю равным 5% от общей производительности ХВО.
, (25)
Принимаю стандартный диаметр фильтра 1500 мм и площадь фильтрования f=1,72м2,(Л1,стр.69)
Число работающих фильтров
n= (26)
где
(1)-один фильтр на регенерацию и один в резерве.
В качестве резервного фильтра использую натрий-катионитовый фильтр 2 ступени
n=
действительная скорость фильтрования
, (27)
Количество солей жесткости, удаляемых на натрий-катионитовых фильтрах второй ступени.
А=, (28)
где
- общая жесткость воды,поступающая на фильтры,г-экв/м3
А=
Межрегенерационный период фильтра
, (29)
где
t-время регенерации одного фильтра, принимаю 2 часа
Число регенераций каждого фильтра в сутки
, (30)
где
f-площадь фильтрования одного фильтра,м2
h=2-3 м высота загрузки катионита в фильтрах.
- рабочая обменная способность катионита
, (31)
где
- коэффициент эффективности регенерации,учитывающий полноту регенераций катионита в зависимости от расхода соли на регенерацию.
- коэффициент,учитывающий снижение обменной способности катионита;
- полная обменная способностькатионита;
- общая жесткость воды,поступающей на фильтр 2 ступени;
n- количество работающих фильтров
а=
Полученный ответ означает, что число регенераций натрий-катионитных фильтров второй ступени 1 раз в 20 дней
Определяю количество одновременно регенерируемых натрий-катионитных фильтров.
, (32)
Определяю суточное число регенераций всех фильтров
, (33)
T- межрегенерационный период
Т=
Определяю необходимый объем катионита для умягчения воды.
V= (34)
Определяю расход 100% соли на одну регенерацию
, (35)
где
г/г-экв-удельный расход соли на регенерацию для фильтров 2 ступени,зависит от жесткости обрабатываемой воды
Определяю суточный расход технической соли
, (36)
где
n=2, число одновременно работающих фильтров;
=суточное число регенераций каждого фильтра,
Расход воды на регенерацию натрий-катионитного фильтра второй ступени складывается:
а) расход воды на взрыхление
, (37)
где
=1,72 м2;-площадь поперечного сечения фильтра,(Л1,стр.74),
=4 ,- интенсивность взрыхления, (Л1,стр.32,табл.5.4)
=15мин.-продолжительность взрыхления, (Л1,стр.74)
б) расход воды на приготовление раствора соли для
одного фильтра
, (38)
где
в=8-12% - концентрация регенерационного раствора соли для фильтров 2 ступени,(Л1,стр.32,табл.4),
=1,04-1,07 ,-плотность регенерационного раствора соли (Л1,стр.131,табл. 12.5),
в) расход воды на отмывку катионита от продуктов регенерации для одного фильтра
, (39)
где
=4 ,- удельный расход воды на отмывку для катионита.
Общий расход воды на регенерацию одного фильтра
, (40)
Общий расход воды на регенерацию одного фильтра в сутки
, (42)
Общий расход воды на регенерацию одного фильтра в час
, (43)
3.7.2 Расчет фильтров натрий-катионирования первой ступени
При расчете натрий-катионитных фильтров первой ступени надо подобрать необходимое количество фильтров с теми же параметрами, что и натрий-катионирование второй ступени, т.е. d=1500мм, f=1,72м2, высота загрузки катионита h=1,5м.Это я обосновываю тем, что резервный фильтр один на две ступени. Т.к.на водоподготовительных установках малой производительности в целях унификации оборудования устанавливают один фильтр Na-катионитный резервный, которыйпри регенерации фильтра второй ступени используется на второй ступени, а при ремонте одного из фильтров,как резервный.Эта операция приведет к экономии одного из фильтров.
Определяю необходимую общую площадь фильтрования
, , (44)
Q- количество воды подлежащее умягчению с учетом расхода на собственные нужды,
щ=8-10 м/ч - скорость фильтрования для фильтров 1 ступени.
Q=Qпв+Qсн (45)
где
Qпв- количество питательной воды для парогенераторов, м3/ч
Qсн- расход воды на собственные нужды (регенерация, приготовление раствора щелочи, отмывка фильтра) (10-20% от общей производительности)
, (46)
Жо- общая жесткость исходной воды, мг-экв/кг
Е- полная обменная способность катионита (или емкость поглощения).
Q=26+0,24=26,24
F=
Определяю стандартный диаметр по справочнику который составляет d=1500 мм и площадь фильтрования f=1,72м2.
Определяю число установленных фильтров
n = (47)
n =
В качестве резервного фильтра использую натрий-катионитный фильтр второй ступени
Определяю действительную скорость фильтрования по формуле
, (48)
Определяю количество солей жесткости, удаляемых на натрий-катионитных фильтрах 1 ступени
А=, (49)
где
Жо- общая жесткость воды поступающая на фильтры, г-экв/м3
А=
Межрегенерационный период фильтра
tрег=, (50)
где
t- время регенерации одного фильтра,принимаю 2 часа
tрег=
Число регенераций каждого фильтра в сутки
а=, (51)
где
f- площадь фильтрования одного фильтра,м2;
h - высота загрузки катионита в фильтрах, м;
Ер- рабочая обменная способность катионита,
где
Ер=
- коэффициент эффективности регенерации, учитывающий полноту регенераций катионита в зависимости от расхода соли на регенерацию
вNa- коэффициент, учитывающий снижение обменной способности катионита
Еn-полная обменная способность катионита
Жо- общая жесткость воды поступающей на фильтры 1 ступени
Ер=
n- количество работающих фильтров
Количество одновременно регенерируемых натрий-катионитных фильтров
.= (52)
ао.р.=
Суточное число всех регенераций
, (53)
Необходимый объем катионита для умягчения воды
; (54)
T- межрегенерационный период
Нахожу расход 100% соли на одну регенерацию
(55)
где
- удельный расход соли на регенерацию для фильтров 1 ступени
Суточный расход соли технической
, (56)
где
n- число одновременно работающих фильтров;
а- суточное число регенераций каждого фильтра;
96,5-содержаний NaCl в технической соли, %;
Расход воды на регенерацию натрий-катионитного фильтра (на собственные нужды) складывается
а) расход воды на взрыхление одного фильтра
(57)
где
fNa, м2- площадь поперечного сечения одного фильтра,м2
i,л/м2с - интенсивность взрыхления принимаю равной, 4 л/м2 с
tвзрых=15 мин, продолжительность взрыхления
б) расход воды на приготовление раствор соли для одного фильтра
(58)
где
b=8-12%,- концентрация регенерационного раствора соли
ср.р- плотность регенерационного раствора соли
в) расход воды на отмывку катионита от продуктов регенерации для одного фильтра составит
,
где
Общий расход воды на регенерацию одного фильтра
=37,68+4,4+6,192=48,3
В сутки
,
В час.
,
3.7.3 Подбор солерастворителя
При расходе соли менее 3 т/мес применяют сухое хранение соли, месячный расход соли Gмос= Qс.с 31 [кг/мес.]
Объем соли на одну регенерацию
(59)
где
Qc- расход соли на одну регенерацию, кг.
1000кг/м3- насыпной вес соли
Площадь солерастворителя
, , (60)
где
hc=0,6 м-высота загрузки соли в растворитель
Диаметр солерастворителя
(61)
По данному диаметру подбирают солерастворитель марки СЗГМ dа= 1000 мм,
Определяю объем резервуаров для «мокрого» хранения соли:
(62)
3.8 Расчет вспомогательного оборудования
3.8.1 Определение расхода пара на деаэратор атмосферного типа
Расход пара на термический деаэратор
, (63)
где
Д-количество дегазируемой воды, кг;
h=2683 кДж/кг -энтальпия греющего пара при Рабс=0,12 МПа,
h|g=439,4 кДж/кг-энтальпия воды на выходе из головки дегазатора при Рабс=0,12 МПа,
h IСР- средняя энтальпия дегазируемой воды, равная энтальпии конденсата и исходной воды,кДж/кг;
hIСР=, (64)
где
hкон=376,94 кДж/кг-энтальпия конденсата при температуре конденсата, равной 90 0С,
hп.в =104,77кДж/кг -энтальпия питательной воды по температуре исходной воды 250С
hIСР=
g= 0,98- коэффициент учитывающий потерю тепла в окружающую среду.
Величина выпара в атмосферу, кг
Двып.= , [кг/ч] (65)
где
х=1-2 кг пара/т воды при наличии охладителя
Д=0-55 кг/т- расход пара на барботаж,если деаэратор барботажного типа
Двып.=(26000/1000) 1,5=39
Дтд =
3.8.2 Расчет питательных баков
Питательные баки рассчитываются на часовой запас воды, при производительности котельной менее 40 т/ч можно ограничиться 30 минутным запасом воды.
Рассчитываю объем питательного бака
, (66)
где
Дмах- расход питательной воды при максимальной нагрузке парогенератора, кг/ч
Если функции питательных баков выполняет термический деаэратор, то объем воды в нем составит 2/3 от общего, отсюда объем деаэратора должен быть определен по формуле
, (67)
Соотношение длины к диаметру бака деаэратора L/D=1,5, к баку приваривают головку.
Выбираю стандартный деаэратор типа ДСА-100/50
Производительность-100 т/ч=360000м3/с
Полезная емкость бака-50 м3
Масса-12570 кг
3.8.3 Расчет конденсатных баков
Рассчитываю объем конденсатных баков
, (68)
где
Дмах- расход питательной воды при максимальной нагрузке парогенератора, кг/ч
К- доля возврата конденсата, в долях единицы
Ширина/Высота/Длина бака,- 2250/2510/3000 мм=2,250/2,510/3,0 м
Полезная емкость, м3- 20
3.8.4 Расчет расширителя непрерывной продувки
Количество пара выделяющего из 1 кг продувочной воды
, (69)
где
=814,7 кДж/кг-энтальпия продувочной воды,
=0,98- коэффициент учитывающий потери тепла в окружающую среду,
h\Р=497,85 кДж/кг- энтальпия кипящей воды в расширителе при давлении Р=0,19 МПа,
х- степень сухости пара в расширителе
r- теплота парообразования при принятом давлении в расширителе, т.е. Р=0,19 МПа
Определяю общее количество получаемого пара в расширителе
Др= d Дпр, (70)
где
d-количество пара, выделяющегося из 1 кг продувочной воды, кг/кг
Дпр- величина продувки, равная 3% от производительности, кг/ч
Дпр=Д 0,3
Д- номинальная производительность
Дпр=65000 0,3=1950
Др=0,139 1950=271,03
Определяю объем парового пространства расширителя
, (71)
=0,929 м3/кг- удельный объем пара при принятом давлении в расширителе Р=0,19 МПа,
Др- общее количество получаемого пара в расширителе, кг/ч
R=800-1000 м3/м3ч- допускаемое напряжение парового объема расширителя,
Водяное пространство в расширителе составляет 20-30%, от парового пространства
Нахожу полный объем расширителя
, (72)
Vр=1,43 0,28=0,4
Произвожу подбор стандартного расширителя непрерывной продувки по полному объему
Емкость расширителя-0,4 м3
Рабочее давление-7 105 Па
Высота расширителя-1565 мм=1,565м
Диаметр расширителя-490 мм=0,49
Вес металла-210 кг
3.8.5 Подбор перекачивающих насосов
Насос для подачи исходной воды подбираю одной марки по производительности ХВО=26 т/ч
Устанавливаю два насоса, для подачи исходной воды, параллельно, один из которых будет резервный другой рабочий.
Установленные насосы имеют следующие характеристики:
Марка- К 45/55
Производительность-40 м3/ч
Полный напор-41,5 мм.вод.ст.
Высота всасывания-7,1 м.
Мощность электродвигателя-10 кВт
Для подачи щелочи и коагулянтов необходимо установить насосы-дозаторы типа НД 400/16, которые имеют следующую характеристику
Номинальная подача-400 л/ч
Давление нагнетания-16 ат.
Диаметр плунжера- 40 мм=0,04м
Диапазон регулирования
Минимальный-100 л/ч
Максимальный-400 л/ч
Мощность электродвигателя- 1,1 кВт
Устанавливаю два перекачивающих насоса, для подачи осветленной воды в механические фильтры.
Марка- К 45/55
Производительность-40 м3/ч
Полный напор-41,5 мм.вод.ст.=407,115Па
Высота всасывания-7,1 м.
Мощность электродвигателя-10 кВт
Для подачи из емкости раствора соли в солерастворитель устанавливаю два насоса, один рабочий, другой резервный
Марка- К 20/30
Производительность-24 м3/ч=86400м3/с
Полный напор-28,2 мм.вод.ст.=276,642Па
Высота всасывания-6,5 м.
Мощность электродвигателя-10 кВт
Строю график изменения температур по поверхности нагрева для пароводяного теплообменного аппарата.
где
tб и tм- наименьшая и наибольшая разность температур между первичными и вторичными теплоносителями на концах теплообменника, 0С
Температура греющего пара в пароводяном подогревателе практически остается постоянной на всей поверхности теплообмена и равна температуре насыщения при рабочем давлении пара в подогревателе Рл=6 105 Па, температура насыщения равна 158,1 0C
tб=t1I-t2, [оС] (77)
tб=158,1-5=153,1
tм=t2I-t1, [оС] (78)
tМ=158,1-40=118,1
tср=
- коэффициент теплопередачи, Вт/м20С
(79) где
1- коэффициент теплоотдачи от пара к стенкам трубок, Вт/м20С
(80)
где
tср.к -средняя температура поверхности конденсата на поверхности трубок
, (81)
где:
tн - температура насыщения пара, оС
tст - температура стенки трубок подогревателя,
(82)
где:
tнагр. ср - средняя температура нагреваемой среды, оС
|
40+5 |
|
|
2 |
tнагр. ср= =22,5
|
158,1+22,5 |
|
|
2 |
tст.= =90,1
|
158,1+90,1 |
|
|
2 |
tср. к= =124,1
m - приведенное число трубок в вертикальном ряду принимаем равное 12,6
d- наружный диаметр трубок, мм
2 - коэффициент теплоотдачи от стенок к нагреваемой поверхности, Вт/м2 оС
2=, [Вт/м2оС] (83)
где:
tнагр. ср- средняя температура нагреваемой среды, оС
- скорость воды в трубках, м/с
где
dвн- внутренний диаметр трубок, м;
Gтр- расход воды по трубкам, т/ч;
fтр - площадь живого сечения трубок, м2;
коэффициент учитывающий накипь и загрязнения принимаю для новых чистых трубок равны 1
k=
Выбираю стандартный подогреватель с площадью поверхности нагрева F= 16м2 типа 13ОСТ34-531-68, имеющий следующую характеристику:
Наружный диаметр- 480 мм=0,48м
Внутренний диаметр- 466мм=0,466м
Длина трубок- 2000мм=2м
Число трубок- 176шт
Приведенное число трубок
в вертикальном ряду- 12,6
Площадь живого сечения:
Межтрубного пространства- 0,135 м2
Одного хода трубок 0,0136 м2
3.9 Гидравлический расчет трубопровода
Задачами гидравлических расчётов трубопроводов могут являться:
1) расчёт перепадов давления при обычных режимах, т.е. расходах меньших критических;
2) определение максимально возможного (критического) расхода пара в паропроводе;
3) определение перепадов давления (и соответственно параметров потока) в паропроводе при продувках в атмосферу.
Для выполнения гидравлических расчётов трубопроводов необходимо располагать параметрами воды на выходе, компоновочными и конструктивными данными по всем элементам трассы трубопроводов.
Компоновочные и конструктивные данные трассы трубопроводов должны содержать: схему трубопроводов, включающую в себя все элементы в последовательности, соответствующей движению потока, геометрические размеры каждого элемента, характеристики всех местных сопротивлений, в том числе арматуры.
В данном дипломном проекте проводится расчёт перепадов давления при обычном режиме.
3.9.1 Гидравлический расчет трубопровода
Трубопроводы конструируются из труб, стали 20.
Рекомендуемое значение скорости воды докритических параметров 50-70 м/сек.
Потеря давления в трубопроводе , Па, определяется по формуле:
, (84)
где - линейная потеря давления, Па;
- потеря давления в местных сопротивлениях, Па.
Линейная потеря давления , Па равна:
, (85)
где - удельная линейная потеря давления, Па/м;
- длина трубопровода, м.
Подавляющее большинство трубопроводов работает в области квадратичного закона сопротивлений, для них (для определения удельной линейной потери давления , Па/м) справедлива следующая формула:
, (86)
где - коэффициент, определяется по литературе /9, 98/ с учетом абсолютной эквивалентной шероховатости внутренней стенки труб трубопровода, м0,25;
- расход, кг/сек;
- средняя плотность воды, кг/м3;
- внутренний диаметр участка трубопровода, м.
Внутренний диаметр участка трубопровода , м, определяют по рекомендуемой скорости движения среды, исходя из максимально-возможного в эксплуатации ее расхода:
, (87)
где - скорость движения среды, м/с.
Потеря давления в местных сопротивлениях, Па равна:
, (88)
где - сумма коэффициентов местных сопротивлений. Значения этих коэффициентов выбираются по таблицам, приведенным в
Рисунок 3.3 - Аксонометрическая схема трубопровода от насоса сырой воды до станции ХВО
Расчет падения давления на участке A-B.
Разбиваем участок на 4 части:
Рисунок 3.4 - Участок паропровода А-В
G - расход воды на участке, кг/сек;
L - длина участка, м;
- скорость движения воды, м/сек;
P1 - давление воды в начале участка, МПа;
dвн - внутренний диаметр участка трубопровода, мм;
Rл - удельная линейная потеря давления, Па/м;
- потеря давления на участке, Па;
P2 - давление воды в конце участка, МПа.
Ниже приводится сводная таблица результатов гидравлического расчета выполненного согласно формул (7)-(11)
Таблица 2.6 - Сводная таблица расчета участка А-В
|
№ участка |
G |
L |
P1 |
dвн |
Rл |
P2 |
|||
|
4-3 |
7,04 |
12 |
21,8 |
1,1 |
351 |
38,35 |
460 |
1,0995 |
|
|
3-2 |
14,08 |
24 |
44 |
1,0995 |
351 |
153,4 |
4316 |
1,095 |
|
|
2-1 |
21,12 |
12 |
65,4 |
1,095 |
351 |
345,1 |
6211 |
1,089 |
|
|
1-5 |
21,12 |
6 |
Участок 4-3.
Принимаем скорость движения воды - 50 м/сек. Тогда согласно формуле внутренний диаметр трубопровода будет равен:
м
Согласно сортаменту труб для трубопроводов принимаем к прокладке трубу с внутренним диаметром 351 мм. Тогда скорость движения воды из выражения определится:
м/сек.
Удельная линейная потеря давления на участке составит:
Па/м.
Линейная потеря давления на участке: Па.
Местных сопротивлений на участке нет, следовательно, потеря давления на участке будет равна:
Па.
Давление воды P2, Па, в конце участка 4-3 будет равно:
,
Па.
Участок 3-2.
Принимаем скорость движения воды - 70 м/сек. Тогда согласно формуле внутренний диаметр трубопровода будет равен:
м.
Согласно сортаменту труб для трубопроводов принимаем к прокладке трубу с внутренним диаметром 351 мм. Тогда скорость движения воды из выражения определится:
м/сек.
Удельная линейная потеря давления на участке составит:
Па/м.
Линейная потеря давления на участке: Па.
Из местных сопротивлений на участке есть сальниковый компенсатор (), следовательно, потеря давления в местном сопротивлении согласно формулы составит:
Па.
Полное падение давления на участке по формуле (7) составит:
Па.
Давление воды в конце участка 3-2, согласно формуле (12) будет равно:
Па.
Участки 2-1 и 1-5.
Принимаем скорость движения воды - 70 м/сек. Тогда согласно формуле внутренний диаметр трубопровода будет равен:
м
Согласно сортаменту труб для трубопроводов принимаем к прокладке трубу с внутренним диаметром 351 мм. Тогда скорость движения воды из выражения определится:
м/сек.
Удельная линейная потеря давления на участке составит:
Па/м.
Линейная потеря давления на участке: Па.
Местных сопротивлений на участке нет, следовательно, потеря давления на участке будет равна:
Па.
Давление воды в конце участка 5-1 согласно формуле будет равно:
Па.
Расчет падения давления при переходе с участка A-B на B-C, с B-C на C-D, c C-D на D-E.
При переходе используется колено под углом 90?, гладкое R=2d, коэффициент местного сопротивления , количество колен 3.
Тогда падение давления воды при переходе через местное сопротивление согласно формуле будет равно:
Па.
Расчет падения давления на участке B-C-D-DI.
Согласно формуле удельная линейная потеря давления будет равна:
Па/м.
Линейное падение давления:
, Па.
Расчет падения давления на участке DI-E. Расход воды на тфильтры составляет: 13,9 кг/сек. Принимаем скорость движения пара - 70 м/сек. Тогда согласно формуле внутренний диаметр трубопровода определится:
м.
Согласно сортаменту труб для трубопроводов принимаем к прокладке трубу с внутренним диаметром 299 мм. Тогда скорость движения воды из выражения определится:
м/сек.
Удельная линейная потеря давления:
Па/м.
Линейное падение давления:
Па.
Расчет падения давления при переходе с участка D-E на E-F, с E-F на F-G, c F-G на G-H.
При переходе используется колено под углом 90?, гладкое R=2d, коэффициент местного сопротивления , количество колен 3.
Тогда падение давления воды при переходе через местное сопротивление согласно формуле будет равно:
Па.
Расчет падения давления на участке E-F (см. рисунок 2.4).
Согласно формуле (9) удельная линейная потеря давления будет равна:
Па/м.
Линейное падение давления:
Па.
На данном участке расположены: измерительная диафрагма и нормальная задвижка. Коэффициент местного сопротивления измерительной диафрагмы , задвижки нормальной .
Па.
Полное падение давления на участке:
Па.
Расчет линейного падения давления на участке F-G-H.
Согласно формуле удельная линейная потеря давления будет равна:
Па/м.
Линейное падение давления: Па.
Суммируя линейные и местные потери давления по всем участкам и вычитая их из давления в начальной точке получаем давление в точке H:
Па. (13)
Таким образом, у потребителей - станции ХВО гарантируется давление воды не ниже 1,034 МПа.
3.9.3 Гидравлический расчет водовода технической воды
В данном подразделе приводится гидравлический расчет водопровода технической воды. Техническая вода поступает на охлаждение конденсаторов со станции ХВО.. На охлаждение обоих конденсаторов требуется 1 800 м3/час. В настоящее время насосы работают не на полную мощность (по охлаждаемой воде), и загрузка их еще на 1 800 м3/час позволит использовать мощность на 100%.
Водопровод спроектирован от станции ХВО до котельной. Прокладка водовода воздушная на опорах, общая длина 666 метров. На прямолинейных участках длиной более 50 метров устанавливается двусторонний сальниковый компенсатор. Количество компенсаторов 8. Температурные деформации будут также компенсироваться за счет естественных поворотов трассы.
Скорость движения воды: принимаем 3 м/сек, длина трассы 666 метров, количество воды 500 кг/сек, эквивалентная шероховатость стенок трубопровода 0,5 мм. Сумма коэффициентов местных сопротивлений определена по литературе и составляет . Требуется определить падение давления в трубопроводе.
Решение:
Согласно формуле определяем внутренний диаметр трубопровода:
м.
Согласно сортаменту труб для трубопроводов принимаем к прокладке трубу с внутренним диаметром 466 мм. Тогда скорость движения воды из выражения определится:
м/сек.
Коэффициент гидравлического трения по формуле Б.Л.Шифринсона:
, (14)
Эквивалентная длина , м, местных сопротивлений равна:
, (15)
м.
Приведенная длина , м, трубопровода равна:
, (16)
, м.
Удельное линейное падение , Па, давления:
, (17)
, Па.
Полное падение давления согласно формуле определится:
, Па.
По каталогу выбираем три насоса (два в работе параллельно подключенных и один в резерве) 1Д1250-63а.
Насосы устанавливаются в здании существующей станции, на месте демонтированных в настоящее время агрегатов.
Параметры насоса 1Д1250-63а:
Мощность электропривода - 250 кВт
Создаваемый напор - 52,5 м
Производительность - 1100 м3/час
3.10 Расчет схемы электроснабжения
Электроснабжение оборудования котельной и станции на сегодняшний день осуществляется от подстанции №20 «Т».
3.10.1 Выбор и обоснование схемы электроснабжения участка котельной УСТК
Схемы электрических сетей должны обеспечивать надежное питание потребителей электроэнергии, быть удобными в эксплуатации. Поэтому, для решения электроснабжения участка станции ХВО предлагается радиальная схема, характеризующаяся тем, что от источника питания (трансформаторной подстанции) отходят линии, питающие групповые распределительные пункты, от которых в свою очередь, отходят самостоятельные линии, питающие прочие электроприемники малой мощности. Данная схема, несмотря на высокую стоимость, обладает существенными достоинствами: простота в эксплуатации, высокая надежность (так, выход из строя одного из питающих кабелей, повлечет остановку лишь 1-го из насосов участка, которых на участке 4, что было бы невозможно при использовании ШМА или ШРА).
3.10.2 Расчет электрических нагрузок котельной УСТК
Расчет электрических нагрузок ведем методом упорядоченных диаграмм, с применением коэффициента расчетной нагрузки. Результаты расчет сведены в таблицу в приложение 1.
Порядок заполнения таблицы:
1. В первую графу записываем наименование групп электроприемников;
2. Во вторую графу записываем количество электроприемников и узлов питания;
3. В третью графу заносим минимальную и максимальную мощность электроприемников для групп и узлов питания. Паспортную мощность оборудования с повторно-кратковременным режимом работы, приводим к длительному режиму работы ПВ-100%:
- для кранов ;
- для сварочных трансформаторов ;
4. В четвертую графу заносим суммарную номинальную мощность электроприемника для групп и узла питания;
5. В пятую графу для узла питания заносим значение модуля сборки m, рассчитываемого по формуле:
m = Рн max1/Рн min1, (29)
где Рн max1 - максимальная мощность одного электроприемника, кВт;
Рн min1 - минимальная мощность одного электроприемника, кВт.
Коэффициент использования определяется для группы электроприемников
6. В шестую графу заносим значение коэффициента использования Ки;
7. В седьмую графу для групп электроприемников записываем значения и вычисляем значения ;
8. В графы 8 и 9 записываем значения средней активной и реактивной мощностей для групп электроприемников:
Рассчитываются средние мощности для группы электроприемников, Pсм, кВт:
Рсм = Ки?УРн, (85)
где Ки - коэффициент использования;
УРн - сумма номинальных мощностей для узла питания, кВт.
Реактивная средняя мощность Qсм, квар, для групп электропиемников равна:
Qсм = Рсм?tgц, (86)
где tgц - определяется по /10, с.159/;
В итоговой строке определяем суммы этих величин;
9. Затем определяются средневзвешенные значения коэффициентов использования и tgц:
Ки ср. вз. = УРсм/УРн, (87)
tgцср. вз. = УQсм/Рсм, (88)
10. В графу 10 для узла питания записываем эффективное число электроприемников, nЭ:
, (89)
11. В графу 11 узла питания заносим значение коэффициента расчетной нагрузки KР в зависимости от КИ средневзвешенного и nЭ.
12. В графы 12, 13, 14 заносим для зла питания расчетную нагрузку
Расчетная нагрузка определяется по выражениям:
Расчетная активная нагрузка, Рр, кВт:
Рр = Кр?УРсм, (90)
Расчетная реактивная нагрузка, Qр, квар:
Qр = 1,1?УQсм, (91)
Расчетная полная нагрузка, Sр, кВ?А:
, (92)
13. В графу 15 записываем расчетный ток IР, А:
, (93)
3.10.3 Выбор марки и сечения проводов и кабелей
Условие выбора сечения по нагреву:
IрIдл.доп.?Кп?Кt, (94)
где Кп - поправочный коэффициент на количество прокладываемых кабелей в одной траншее; Кп = 0,95;
Кt - поправочный коэффициент на температуру окружающей среды; при нормальных условиях Кt = 1;
Iдл.доп. - длительно допустимый ток с учетом прокладки, А.
, (95)
Выбранное сечение проверяем по допустимой потере напряжения:
ДUдоп ? ДUp, (96)
где - допустимая потеря напряжения в сети;
, (97)
где r0, x0 - удельное активное и реактивное сопротивление провода;
Iр - расчетный ток, А;
l - длина провода (кабеля) км.
После выбора автоматического выключателя или предохранителя, производим проверку выбранного сечения по току защитного аппарата:
Iдл.доп. Кзащ?Iзащ, (98)
где Кзащ - коэффициент защиты, зависит от среды и конструктивного выполнения токоведущих частей;
Iзащ - ток защитного аппарата, А.
Таблица 3.7
|
Группа электро- приемников |
n |
Pmin-Pmax |
УPн |
m |
Ки |
cosц/tgц |
Pсм |
Qсм |
nэ |
Кр |
Рр |
Qр |
Sр |
Iр |
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
|
|
кран |
1 |
13,3 |
13,3 |
0,3 |
0,82/0,7 |
3,99 |
2,79 |
||||||||
|
насос |
2 |
18,5 |
37 |
0,8 |
0,86/0,59 |
29,6 |
17,46 |
||||||||
|
Итого по РП-1 |
3 |
13,3-18,5 |
50,3 |
<3 |
0,55 |
0,84/0,65 |
33,59 |
20,25 |
9 |
1,46 |
49,04 |
22,28 |
53,86 |
81,83 |
|
|
Рециркуля- ционный насос НКУ |
4 |
45 |
180 |
0,8 |
0,86/0,59 |
144 |
85 |
||||||||
|
Сварочный трансфор-матор |
1 |
24,7 |
24,7 |
0,35 |
0,65/1,17 |
16,05 |
18,78 |
||||||||
|
Итого по РП-2 |
5 |
24,7-45 |
204,7 |
<3 |
0,57 |
0,76/0,88 |
160,05 |
103,78 |
1 |
1,48 |
236,87 |
114,16 |
262,94 |
399,49 |
|
|
НКУ-250 |
2 |
75 |
150 |
0,8 |
0,86/0,59 |
120 |
70,8 |
||||||||
|
Итого по РП-3 |
2 |
150 |
<3 |
0,8 |
0,86/0,59 |
120 |
70,8 |
1 |
1 |
120 |
77,88 |
143,06 |
217,36 |
||
|
Циркуля- ционный насос НКУ |
4 |
45 |
180 |
0,8 |
0,86/0,59 |
144 |
85 |
||||||||
|
Сварочный трансфор-матор |
1 |
24,7 |
24,7 |
0,35 |
0,65/1,17 |
16,05 |
18,78 |
||||||||
|
Итого по РП-4 |
5 |
24,7-45 |
13,3 |
<3 |
0,57 |
0,76/0,88 |
160,05 |
103,78 |
1 |
1,48 |
236,87 |
114,16 |
262,94 |
399,49 |
|
|
Дымосос |
2 |
75 |
150 |
0,8 |
0,86/0,59 |
120 |
70,8 |
||||||||
|
Итого по РП-5 |
2 |
150 |
<3 |
0,8 |
0,86/0,59 |
120 |
70,8 |
1 |
1 |
120 |
77,88 |
143,06 |
217,36 |
||
|
Итого по 0,4 кВ |
17 |
759,7 |
<3 |
0,66 |
0,82/0,72 |
593,69 |
369,41 |
4 |
1,08 |
641,18 |
406,35 |
759,1 |
1153,3 |
3.10.4 Выбор предохранителей
Для выбора плавких вставок предохранителей ответвлений, ведущих к одиночному электродвигателю с легким пуском ток вставки Iпл.вст, А, определится:
Iпл.вст ? Iпуск/2,5 - для насосов и вентиляторов;
Iпл.вст ? 1,2?Iсв? - для сварочного аппарата;
Iпл.вст ? Iпуск/1,6 - для кранов.
3.10.5 Выбор автоматических выключателей
Условия выбора автоматических выключателей следующие:
Iном.автомата.? Iр
Iср.тепл.расц.? Iном.двиг
Iср.эл.маг.расц.? 1,25?Iпуск
3.10.6 Выбор мощности трансформаторов цеховой подстанции
Ориентировочная мощность трансформатора Sор.т., кВА, определяется:
, (99)
где Sр.ц - расчетная мощность цеха, кВА;
N - число трансформаторов на подстанции;
kз - коэффициент загрузки трансформатора.
кВА
Выбираем для установки на цеховой подстанции трансформаторы типа ТСЗ-630, 2 шт.
Определяем минимальное число цеховых трансформаторов, Nmin, одинаковой мощности, предназначенных для питания технологически связанных нагрузок:
, (100)
где Pр.ц - расчетная нагрузка цеха, кВт;
- коэффициент загрузки трансформаторов в нормальном режиме;
- добавка до ближайшего целого числа.
шт.
Определяем экономически оптимальное число Nопт трансформаторов в цехе:
Nопт= Nmin+m=2+0=2 шт. (101)
где m - дополнительное число трансформаторов.
3.10.7 Компенсация реактивной мощности
При выборе числа и мощности цеховых трансформаторов одновременно должен решаться вопрос об экономически целесообразной величине реактивной мощности, передаваемой через трансформаторы в сеть напряжением до 1 кВ.
Согласно норм технологического проектирования систем электроснабжения, мощность компенсирующих устройств выбирается по 2-м этапам:
1 Исходя из возможной передачи реактивной мощности через трансформаторы из сети 6-10 кВ.
2 Выбор дополнительной мощности компенсирующих устройств из условий оптимизации потерь мощности в трансформаторах и сети 6-10 кВ.
Тогда суммарная мощность низковольтных компенсирующих устройств Qнк, квар, составит:
Qнк= Qнк1+Qнк2, (102)
где Qнк1, Qнк2 - суммарные мощности низковольтных компенсирующих устройств, определенные на 2-х указанных этапах расчета.
Определим возможную наибольшую реактивную мощность, Q1р, квар, которая может быть передана через трансформаторы в сеть 0,4 кВ:
, (103)
квар.
Суммарная мощность конденсаторных батарей Qнк1 квар, на стороне 0,4 кВ составит:
Qнк1= Qрн+Q1р=641,18-777,8=-136,62, квар.
Так как в расчетах оказалось, что Qнк1 меньше нуля, то установка низковольтных компенсирующих устройств на первом этапе расчета не требуется.
Дополнительная мощность, Qнк2 квар, НБК для данной группы трансформаторов определяется:
Qнк2= Qрц+Qнк1-?Nопт ?Sнт,
где - коэффициент, зависящий от расчетных параметров Кр1, Кр2 (Кр1=12, Кр2=2, тогда =0,55).
Qнк2= 641,18+0-0,55?2 ?630=-51,82,
Так как Qнк2 меньше нуля, то принимаем Qнк2=0 и, следовательно, установка НБК в цехе не требуется.
3.10.8 Расчет питающей линии 10 кВ
Определяем сечение по экономической плотности тока Fэ, мм2:
Fэ = Ip/jэ, (104)
где Iр - расчетный ток линии в нормальном режиме, А;
, (105)
где Sp - расчетная нагрузка секции подстанции;
n - количество кабельных линий;
jэ - экономическая плотность тока.
А
Fэ= 21,9/1,4 = 15,6 мм2
По справочнику /9, 45/ принимаем кабель ААБ с бумажной изоляцией и алюминиевыми жилами сечением F=16 мм2 (Iдл.ток.=75 А)
Определяем расчетный ток Iрк, А одного кабеля
Iрк =Ip/n, (106)
где n - число запараллеленных кабелей в одной линии;
Iрк =21,9/2 = 10,95 А;
Проверяем выполнение условия по нагреву в нормальном режиме
I'дл.доп. ? Iрк, (107)
Определяем длительно допустимый ток I'дл.доп., А, кабеля
I'дл.доп. = Iдл.ток ?Кл?Кt, (108)
где Кл - поправочный коэффициент на количество прокладываемых кабелей в одной траншее; по /11, 28/ Кп = 0,9;
Кt - поправочный коэффициент на температуру окружающей среды; при нормальных условиях Кt = 1.
I'дл.доп. = 75?0,9?1 = 67,5 А
Отсюда видно, что условие (52) выполняется, следовательно, кабель по нагреву проходит.
Определим ток одного кабеля IАВ, А, в послеаварийном режиме:
IАВ=2? Iрк (109)
IАВ=2?21,9=43,8 А.
Проверим выбранный кабель по условию нагрева в послеаварийном режиме:
- рассчитаем допустимый ток кабеля I'АВ, А в послеаварийном режиме:
I'АВ= I'дл.доп?КАВ, (110)
где КАВ - коэффициент аварийной перегрузки;
I'АВ=67,5?1,25=84,37 А.
- проверим выполнение условий по нагреву в послеаварийном режиме:
I'АВ? IАВ
84,37?43,8
Проверка выбранного сечения по допустимой потере напряжения
ДUдоп ? ДUp, (111)
где ДUp = ,
здесь n - число кабелей в линии;
P, Q - расчетные нагрузки в кабельной линии;
r=1,95, x=0,113 - сопротивления одного кабеля Ом/км;
l=0,012 км
ДUp = %
Проверка кабеля на термическую стойкость производится по условию:
, (112)
где - установившийся ток короткого замыкания линии, А;
С - коэффициент, учитывающий изменение температуры до и после короткого замыкания; по /11, с. 53/ С = 95;
tпр = tз + tв = 1+ 0,075=1,075 с; (113)
Для вычисления токов короткого замыкания, составим расчетную схему и схему замещения. Расчет производится в относительных единицах, точным методом.
Задаемся базисными условиями.
Принимаем базисную мощность Sб = 6 МВА (6000кВА)
Базисные напряжения Uб=10,5 кВ
Окончательно принимаем сечение кабеля 10 кВ, Fк=16 мм2 - ААБ-10-2 (3?16).
3.10.9 Конструктивное выполнение сети 0,4 кВ
От подстанции до РП сеть 0,4 кВ выполнена проводами АПВ и кабелем ВВГ, проложенными открытым способом по стене на скобах, вбитых в стену.
Провода от РП к электроприемникам проложены скрытым способом, в пластмассовых трубах под полом на глубине 100 мм, при котором обеспечивается высокая надежность и хорошая механическая защита проводов.
4. Безопасность и экологичность
4.1 Безопасность при производстве работ
К работе по химической очистке воды допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие медицинское освидетельствование, обученные по профессии аттестованные на знание инструкции по охране труда и имеющие удостоверение на право обслуживания выше указанных объектов, заверенное государственным инспектором Ростехнадзора. Допуск осуществляется после прохождения стажировки по эксплуатации на объектах цеха химической водоочистки распоряжением по цеху.
В процессе работы на оператора установок по водоочистке могут воздействовать опасные производственные факторы, основными из которых являются:
1) воздействие движущихся и вращающихся частей механизмов - при проникновении в опасную зону во время работы механизма (насосы - НКУ-250, ПЭ-100-53 (56), дымососы - ДН-12, мельничные вентиляторы - ВМ-160/850);
2) термические ожоги при прикосновении к неизолированным частям технологических агрегатов, трубопроводов, а также при не использовании средств индивидуальной защиты (СИЗ) или при повреждении тепловой изоляции на поверхности оборудования, трубопроводов (температура неизолированных паропроводов - до 380 °С, трубопроводов питательной воды - до 105 °С);
3) поражение электрическим током при прикосновении с токоведущими частями механизмов, находящихся под напряжением, при отсутствии или неисправности заземления (напряжение: циркуляционные насосы - 0,4 кВ, питательные насосы - 3 кВ, при силе тока до 83 А);
4) разрушение конструкций, трубопроводов и элементов (избыточное давление: паропроводы до 1,6 МПа, трубопроводы питательной воды - до 5,6 МПа, барабан котла - 1,8 МПа). В связи с высокими рабочими параметрами котлов, данное оборудование зарегистрировано в Ростехнадзоре.
5) высота при неисправности перильных ограждений обслуживающих и переходных площадок (максимальная отметка обслуживаемого оборудования 15,5 м);
6) повышенный шум в рабочей зоне при неиспользовании СИЗ (в районе работающих мельничных вентиляторов - 136,5 дБ, насосов - 123 дБ);
7) химические ожоги при проведении щелочения, кислотной либо реагентной промывке оборудования при неиспользовании СИЗ или неосторожном обращении с хим.растворами (NaOH)
8) химические ожоги при химической очистке воды
4.1.1 Требования безопасности перед началом работ
Обойти и осмотреть все работающее оборудование.
Перед приемом смены проверить наличие заграждений на движущихся частях мотора, наличие заземления у мотора и насоса и пусковых приспособлений.
Проверить, чтобы в близи моторов не находились проводящие ток мелкие предметы.
Рабочее место должно содержаться в чистоте.
Проходы не должны загромождаться, так как это ведет к несчастному случаю.
4.1.2 Требования безопасности при работе в химической лаборатории
Осторожно работать с электронагревательными приборами и с тонким химстеклом.
В химической лаборатории не должны находиться посторонние люди.
Не засасывать растворы в пипетки ртом, а пользоваться для этой цели грушей или сифоном.
При разбавлении кислоты следует переливать воду в кислоту, а не наоборот.
При работе с кислотами и щелочами соблюдать осторожность, чтобы не брызнуть в глаза.
В случае попадания кислоты в глаза, немедленно нужно промыть сильной струей воды.
6. Необходимо опасаться разлива реактивов, так как могут быть ожоги.
7. Все реактивы, находящиеся на пользовании в лаборатории, должны иметь этикетки с наименованием и назначением.
4.1.3 Требования безопасности при работе с оборудованием
При осмотре оборудования и арматуры не задерживаться длительное время у фланцев арматуры.
Не включать насос сырыми руками.
При открытии и закрытии вентилей и задвижек лицо держать в стороне.
При ремонте фильтров или баков допускается спуск в них рабочего человека при условии нахождения второго человека снаружи аппарата.
Продувку водоуказательных стекол и манометров, пробных кранов производить в плотных рукавицах.
Не допускать скопление пыли и грязи на оборудовании.
4.1.4 Требования безопасности при окончание работ
Осмотреть работающее оборудование.
Сообщить сменщику о всех замечаниях и недостатках.
Убрать рабочее место.
4.2 Микроклимат рабочего места
Установленные нормы оптимального микроклимата в рабочей зоне в зависимости от сезона года и тяжести работы приведены в таблице 3.1.
Таблица 4.1 - Нормы оптимального микроклимата в рабочей зоне; относительная влажность 60-40%
|
Сезон года, температура наружного воздуха |
Категория работ |
Температура в рабочей зоне, ?С |
Скорость движения воздуха, м/с |
|
|
Холодный и переходной; менее +10 ?С |
Легкая I Средней тяжести II а Средней тяжести II б Тяжелая III |
20 - 23 18 - 20 17 - 19 16 - 18 |
0,2 0,2 0,3 0,3 |
|
|
Теплый; +10 ?С и более |
Легкая I Средней тяжести II а Средней тяжести II б Тяжелая III |
22 - 25 21 - 23 20 - 22 18 - 20 |
0,2 0,3 0,4 0,5 |
На участке химоводоочистки микроклимат в рабочей зоне соответствует требованиям категории работ средней тяжести (II б).
Допустимая область влажности воздуха 40-75%. При влажности более 75% затрудняется испарение пота, менее 40% - наступает пересыхание слизистой оболочки.
Допустимая область подвижности воздуха 0,2-1 м/с. Застойный воздух затрудняет конвекцию; слишком подвижный вызывает сквозняк.
Человеку необходим чистый естественный воздух без примесей пыли, вредных аэрозолей, газов, паров. При наличии в воздухе частиц ядовитых веществ возможно отравление, вредной пыли - заболевание легких (пневмокониоз), при попадание едкого натра (что характерно для участка водоочистки) - ожог легких.
Избыточная теплота.
Нагретые поверхности котлов, паропроводов, турбин излучают тепловую энергию инфракрасного спектра мощностью в несколько тысяч Вт/м2, в то время как допустимое облучение тела человека в этом диапазоне спектра - не более 350 Вт/м2. Применяют следующие способы защиты от избыточной теплоты: теплоизоляцию горячих поверхностей; экранирование источников излучения поглощающими и отражающими теплоту экранами; воздушные души и вентиляцию; защитную одежду; ограничение длительности работы при больших тепловых нагрузках.
Согласно санитарным нормам температура наружных поверхностей оболочек теплоизоляции не должна превышать 45 ?С. Поэтому излучающие поверхности покрывают тепловой изоляцией: шамотом, изделиями из диатомового кирпича, шлаковой ватой, асбестом со слюдой, минеральной ватой, асбестом, стеклополотном, торкретмассой.
Освещенность рабочих мест и производственных помещений.
Для обеспечения нормальных условий работы все производственные, вспомогательные и бытовые помещения, а также проходы, проезды и определенные участки предприятия должны освещаться. Особенно благоприятен естественный свет, вследствие большого рассеяния, оптимального спектра излучения, наличия ультрафиолетового излучения, необходимого для жизни человека (длина волны 297 нм) и обеззараживания воздуха (максимальный эффект обеззараживания при длине волны 254 нм).
В производственных помещениях в данное время применяется естественное освещение, а в вечернее и ночное время - искусственное. Естественное освещение осуществляется тремя способами: боковое через окна; верхнее через световые фонари и комбинированное. Естественная освещенность на рабочем месте в помещении характеризуется коэффициентом естественной освещенности - КЕО. Значения КЕО для производственных зданий расположенных между 45 и 60 ° северной широты, приведены в таблице 30.
Коэффициент естественной освещенности
Искусственное освещение осуществляется комбинацией общего освещения с местным освещением рабочих мест. Выбор системы освещения регламентируется строительными нормами и правилами и зависит от требований технологического процесса, размеров объектов различения и характера зрительных работ.
Таблица 4.2 - Значения КЕО
|
Разряд работы |
Характер работ, выполняемых в помещениях |
Размер объекта различения, мм |
Подобные документы
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 03.11.2009Котельная, основное оборудование, принцип работы. Гидравлический расчет тепловых сетей. Определение расходов тепловой энергии. Построение повышенного графика регулирования отпуска теплоты. Процесс умягчения питательной воды, взрыхления и регенерации.
дипломная работа [1,2 M], добавлен 15.02.2017Понятие и принцип работы пароводяного цикла котельных установок, его устройство и характеристика элементов. Причины образования отложений в теплообменных аппаратах. Процесс умягчения воды по методу катионного обмена. Принципиальные схемы водоподготовки.
контрольная работа [780,7 K], добавлен 18.01.2010Гидравлический расчет трубопровода и построение его характеристики, подбор насоса. Характеристика насоса, его устройство, особенности эксплуатации. Пересчет характеристики с воды на перекачиваемый продукт. Возможные варианты регулирования подачи.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 27.04.2014Методы обеззараживания воды в технологии водоподготовки. Электролизные установки для обеззараживания воды. Преимущества и технология метода озонирования воды. Обеззараживание воды бактерицидными лучами и конструктивная схема бактерицидной установки.
реферат [1,4 M], добавлен 09.03.2011Определение расчетных расходов воды промышленным предприятием. Балансовая схема движения воды и примеси. Разработка режима работы насосной станции второго подъема. Гидравлический расчет сетей водоснабжения. Выбор типа и расчет охлаждающего устройства.
курсовая работа [455,4 K], добавлен 14.05.2015Устройство и назначение водогрейного отопительного котла Buderus Logano S828, принцип его работы. Обоснование требований к системе автоматического управления, разработка ее технической структуры. Выбор датчика температуры воды, пускателя и контроллера.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 20.05.2012Конструкция и принцип работы насоса, описание его технических характеристик. Гидравлический расчет проточной части, деталей центробежного насоса на прочность. Эксплуатация и обслуживание оборудования. Назначение и принцип действия балластной системы.
курсовая работа [172,0 K], добавлен 04.06.2009Составление принципиальной схемы насосной установки. Гидравлический расчет трубопроводной системы. Потери напора в трубопроводах всасывания и нагнетания. Подбор марки насоса. Определение рабочей точки и параметров режима работы насосной установки.
контрольная работа [876,4 K], добавлен 22.10.2013Технологическая схема теплообменной установки. Схема движения теплоносителей. Конструктивные характеристики теплообменника, его тепловой, гидравлический, механический расчет. Оценка тепловой изоляции. Расчет и выбор вспомогательного оборудования.
курсовая работа [591,2 K], добавлен 10.04.2017
