Техническая характеристика насоса 6НДВ-60:

1. Производительность: 250 м³/ч,

2. Напор: 54 м. вод. ст.,

3. Электродвигатель:- мощность: 41 кВт,

- частота: 1450 об/мин,

4. Габаритные размеры: 1400х525х450мм,

Подпиточный насос. Предназначены для восполнения утечки воды из системы теплоснабжения, количество воды необходимое для покрытия утечек определяется в расчёте тепловой схемы. Производительность подпиточных насосов выбирается равной удвоенной величине полученного количества воды для восполнения возможной аварийной подпитки:

т/ч

Необходимый напор подпиточных насосов определяется давлением воды в обратной магистрали и сопротивлением трубопроводов и арматуры на линии подпитки, число подпиточных насосов должно быть не менее 2-х, один из которых резервный.

В котельной установлено три подпиточных насоса марки К50-32-125, два из которых резервные. Насосы установлены на нулевой отметке и подают подпиточную воду из бака горячей воды в обратную линию тепловой сети.

Техническая характеристика насоса К50-32-125:

1. Производительность: 12,5 м³/ч,

2. Напор: 20 м. вод. ст.,

3. Электродвигатель:- мощность: 2,2 кВт,

- частота: 2900 об/мин,

4. Габаритные размеры: 792х300х315 мм,

5. Масса: 80 кг.

Циркуляционный насос ГВС. Служит для подачи требуемого расхода и обеспечения требуемого напора горячей воды у потребителя. Его выбирают по расходу горячей воды и необходимому напору:

G_г.в.= 11,5 т/ч

В котельной установлено два насоса ГВС марки К50-32-125, один из которых резервный. Насос установлен на отметке 6,000 м (3 этаж) и подаёт сырую воду из бака горячей воды в пароводяные теплообменники.

1. Производительность: 12,5 м³/ч,

2. Напор: 20 м. вод. ст.,

3. Электродвигатель:- мощность: 2,2 кВт,

- частота: 2900 об/мин,

4. Габаритные размеры: 792х300х315 мм,

5. Масса: 80 кг.

Насос сырой воды. Служит для обеспечения требуемого напора сырой воды перед ХВО и подачи хим. очищенной воды в деаэратор, а также подачи сырой воды в бак горячей воды. Производительность насоса определяют из расчёта тепловой схемы: G_c.в.= 23,61 т/ч

Н_с.в.= 50 м. вод. ст.

В котельной установлен один насос сырой воды марки К80-50-200. Данный насос расположен на отметке 0,000 (1 этаж) и установлен на линии сырой воды.

Техническая характеристика насоса К80-50-200:

1. Производительность: 50 м³/ч,

2. Напор: 50 м. вод. ст.,

3. Электродвигатель:- мощность: 15 кВт,

- частота: 2900 об/мин,

4. Габаритные размеры: 1127х458х485 мм,

Масса: 250 кг.

1.6. Подбор и размещение основного и вспомогательного оборудования

На основании результатов полученных при расчете тепловой схемы котельной (таб. 1.5) производим выбор основного и вспомогательного оборудования.

1.6.1 Выбор паровых котлоагрегатов

Выбор типа, количества и единичной производительности котлоагрегатов зависит главным образом от расчетной тепловой производительности котельной, где они будут установлены; от вида теплоносителя, отпускаемого котельной.

На основании вышеизложенного и в связи с тем, что для технологических потребностей нербходим пар, в котельной установлены два паровых котлоагрегата КЕ-25-14 единичной производительностью по пару D =6,94кг/с, что в сумме дает 13,88 кг/с. А из расчета тепловой схемы максимальная суммарная паровая нагрузка котельной D_сум=15,377 кг/с (табл.1.5 п.53), что позволяет использовать котлоагрегаты КЕ-25-14 с небольшой перегрузкой в один из режимов.

1.6.2 Подбор сетевых насосов

Сетевые насосы выбирают по расходу сетевой воды . Расход сетевой воды принимаем из табл. 1.5 позиция .

G^З _СЕТ=93,13 кг/с = 338,87 т/ч

Необходимая производительность сетевых насосов, приведенная к плотности _В=1000кг/м³, м/ч

G_СН=G^З _СЕТ/_В70=338,87/0,978=346,49

Напор сетевых насосов выбирается из условия преодоления гидравлического сопротивления теплотрассы при расчетном максимальном расходе воды, сопротивления котельной и соединительных трубопроводов с 10%-м запасом.

H^C _P=1,1 Н(1.2)

Иэ данных гидравлического расчета тепловой сети

Н = 0,7 МПа

Тогда

H^C _P=1,1*0,7=0,77 МПа

К установае принимаем блок сетевых насосов БСН-1801420, состоящий из 2-х насосов Д400/80, один из которых резервный, электродвигатель А02_82_2, N=100кВт, n=3000^-1, Q=400м³/ч, H=0,650,85 Мпа

1.6.3 Подбор питательных насосов

В котельных с паровыми котлами устанавливаются питательные насосы числом не менее двух с независимым приводом.

Питательные насосы подбирают по производительности и напору.

Производительность всей котельной, кг/с

Q_ПИТ=1,1*D_СУМ(1.3)

где D_СУМ -суммарная паропроизводительность котельной

из табл.1.5 п.53: D_СУМ=15,377 кг/с

Q_ПИТ=1,1*15,377 = 16,91 кг/с=60,89 т/ч

Напор, который должны создавать питательные насосы для паровых котлоагрегатов, МПа

Н_ПИТ=1,15*(Р_б-Р_д)+Н_СЕТ(1.4)

где Р_б - наибольшее возможное избыточное давление в котлоагрегате,

Р_б =1,3 МПа

Р_д - избыточное давление в деаэраторе ,Р_д=0,12МПа

Н_СЕТ- соиротивление всасывающего и нагнетающего трубопроводов.

Принимаегл Н_СЕТ=0,15МПа

Н_НАС= 1,15(1,3-0,12)+0,15 = 1,51 МПа

Из табл. 15.3 [3] принимаем к установке 2 питательных насоса ПЭ-65-40, один из которых резервный: электродвигатель А2-92-2, подача 65 м³/ч напор 4,41 МПа, частота вращения 3000^-1.

1.6.4 Подбор конденсатного насоса

Конденсатные насосы перекачивают конденсат из баков, куда он поступает с производства или из пароводяных подогревателей, в деаэратор.

Производительность конденсатного насоса, м³/ч(кг/с)

Q^К _НАС= _К(табл.1.5. п.18)=13,11 кг/с=47,2 м³/ч

Напор развиваемый конденсатным насосом, МПа

Н_кон=2,3 Мпа

По табл. 15.6. [3] принимаем к установке 2 насоса Кс-50-55-1 один из которых резервный: электродвигатель 4А160М4, подача 50м³/ч,напор 5,5 МПа,частота вращения 1450^-1.

1.6.5 Подбор подпиточных насосов

Для восполнения утечки воды из закрытых систем теплоснабжения устанавливают подпиточные насосы.

Подача подпиточного насоса принимается иэ табл.1.5

G_подп=0,72 кг/с=2,592 м³/ч

Давление, создаваемое подпиточным насосом, должно обеспечить невскипание воды на выходе из котельной

Н_под=0,4 МПа

Пo табл.15.6. [3] принимаем к установке 2 подпиточных насоса Кс-12-50 один иэ которых резервный: электродвигатель 4А100 2, подача 12 м³/ч напор 0,5 МПа, частота вращения 2900 ^-1

1.6.6 Подбор деаэратора

В новых производственных и производственно-отопительных котельных с паровыми котлоагрегатами предусматривается установка атмосферных деаэраторов типа ДА.

Подбираем деаэратор по его производительности ,т/ч(кг/с)

G_Д=17,157 кг/с=61,76 т/ч (табл.1.5п. 41)

Принимаем к установке деаэратор DА-100( табл. 3 ):

производительность, т/ч - 100

давление ,МПа - 0,12

емкость деаэраторного бака.м³ - 25

поверхность охладителя

выпара, м² - 8

1.7 Тепловой расчет котлоагрегата

Котел KЕ-25-14c предназначен для производства насыщенного пара, идущего на технологические нужды промышленных предприятий, в системы отопления, вентиляции и горячего водоснабжения.

Топочная камера котла шириной 272 мм полностью экранирована (степень экранирования Нл/ ст =0,8) трубами d=51х2,5мм. Трубы всех экранов приварены к верхним и нижним камерам d219x8мм. Топочная камера по глубине разделена на два объемных блока. Каждый из боковых экранов (правый и левый) переднего и заднего топочных блоков образует самостоятельный циркуляционный контур. Верхние камеры боковых экранов в целях увеличения проходного сечения на входе в пучок расположены ассиметрично отпосительно оси котла. Шаг труб боковых и фронтового экранов - 55 мм, шаг труб заднего экрана - 100 мм, трубы заднего экрана выделяют из топочного объма камеру догорания, на наклонном участке труб уложен слой огнеупорного кирпича толщиной 65мм. Объем топочной камеры -61,67 м³.

Для улучшения циркуляционных характеристик фронтового экрана на нем устанавливаются три рециркуляцинные трубы d89х4мм. Площадь лучевоспринимающей поверхности нагрева - 92,10м².

Третьим блоком котла является блок конвективного пучка с двумя барабанами (верхним и нижним) внутренним диаметром 1000мм. Длина верхнего барабана 7000мм, нижнего - 5500мм. Толщина стенки барабана котла - 13мм, материал - сталь 16ГС. Ширина конвективного пучка по осям крайних труб 2320мм. В таком пучке отсутствуют пазухи для размещения пароперегревателя, что существенно улучшает омывание конвективного пучка.

Конвективный пучок выполнен из труб d51x2,5мм. Поперечный шаг в пучке составляет 110 мм, продольный - 90мм. Площадь поверхности нагрева конвективного пучка равна 417,8м². Первые три ряда труб на входе в пучок имеют шахматное расположение с поперечным шагом S =220мм. Удвоение величины шага по сравнению с остальными рядами позволяет увеличить проходное сечение на входе в пучок, частично перекрытое потолком потолочной камеры.

Хвостовые поверхности состоят из одноходового по воздуху воздухоподогревателя с поверхностью нагрева 228 м², обеспечивающего нагрев воздуха до 180 ⁰С и установленного следом за ним по ходу газов чугунного экономайзера с поверхностью нагрева 646 м².

Для сжигания каменных и бурых углей под котлом устанавливается механическая топка ТЧЗ-2,7/5.6. Активная площадь зеркала горения равна 13,4 м². Решетка приводится в движение при. Помощи привода ПТ-1200, обеспечивающего 8 ступеней регулирования скорости движения в приделах 2,8 - 17,6 м/ч. Дутьевой короб под решеткой разделен на четыре воздушные зоны. Подача воздуха регулируется при помощи поворотных заслонок на воздуховодах. Котельная установка оборудована системой возврата уноса и острого дутья. Выпадающий в конвективном пучке унос оседает в четырех зольниках и возвращается в топочную камеру для дожигания при помощи воздушных эжекторов по прямым трубкам d76мм через заднюю стенку, восемь сопл острого дутья d2 мм расположены в задней стенке топки на высоте 1400мм от решетки.

1.7.1 Исходные данные и выбор коэффициента избытка воздуха

Ведем расчет котлоагрегата применительно к условиям проектируемого объекта: уголь марки ГР со следующими характеристиками

С^Р=55,2%, Н^Р=3,8%, О^Р=5,8%, W^Р=1,0%, S^Р=3,2%, А^Р=23%, N^P=8%, Q^P_H=22040КДж/кг, V^Г=40%,

Величины коэффициента избытка воздуха за каждой поверхностью нагрева определяем последовательно

_n=_i+(1.3)

где _i - коэффициент избытка воздуха предыдущего газохода

- нормативный присос воздуха

Таблица 1.6

Коэффициенты избытка воздуха

№ п/п	Газоход	Коэффициент избытка воздуха за топкой.		n
1	Топка	1,35	0,1	1,35
2	Конвективный пучок		0,1	1,45
3	Воздухоподогреватель		0,08	1,53
4	Водяной экономайзер		0,1	1,63

1.7.2 Расчет обьемов и энтальпий воздуха и продуктов сгорания

Расчет теоретического объема воздуха

V₀=0,0889*(С^р+0,375*S^р_огр+к)+0,265*Н^р-0,0333*О^р

V₀=0,0889*(55,2+0,375*3,2)+0,265*3,8-0,0333*5*8=5,83 м³/кг

Расчет теоретических обьемов продуктов сгорания при =1 м³/кг

V^O_RO2=1,866*(C^P+0,375S^р_огр+к)/100=1,866*(55,2+0,375*3,2)/100=1,0524

V^O_NO2=0,79*V+0,08*N^p=0,79*5,83+0,008*1=4,612

V^O_H2O=0,111Н^Р+0,0124W^Р+0,0161V⁰=0,111*3,8+0,0124*8+0,0161*5,83=0,6148

Таблица 1.7

Характеристики продуктов сгорания

№	Величина	Ед. изм.	Газоходы
1		3	4	5	6	7
1	Коэффициент избытка воздуха за топкой	Т	1,35
2	Нормативный присос		0,1	0,1	0,08	0,1
3	Коэффициент избытка воздуха за газоходом	n	1,35	1,45	1,53	1,63
4	Объем трехатомных газов. VRO2=V0RO2	м3/кг	1,0524	1,0524	1,0524	1,0524
5	Объем двухатомных газов. VN2=V0N2+0.0161*V0	-“-	6,943	7,526	8,109	8,285
6	Объем водяных паров VH2O=V0H2O+0,0161(- -1)* V0	-“-	0,652	0,662	0,671	0,674
7	Суммарный объем дымовых газов VГ=VRO2+VN2+VH2O	-“-	8,647	9,24	9,832	10,0114
8	Объемная доля трехатомных газов rRO=VRO2/VГ	-“-	0,122	0,114	0,107	0,105
9	Объемная доля водяных паров rH2O=VH20/VГ	-“-	0,197	0,186	0,176	0,077
10	Концентрация золы в дымовых газах, =Ар*ун/100*Vг	-“-	3,99	3,73	3,51	3,29

Таблица 1.8

Энтальпии теоретического объема воздуха и продуктов сгорания топлива, КДж/кг

, С	I0=(ctв)*V0	I0RO2=(c)RO2* *V0RO2	I0N2=(c)N2*V0N2	I0H2O=(c)H2O* *V0H2O	I0
1	2	3	4	5	6
30	39*5,83=227,2
100	132*5,83=769,3	169*0,054= 187,13	4,62*130= 600,6	151*0,616= 92,87	871,596
200	286*5,83=1550,3	357*1,05= 376,3	260*4,62= 1201,2	304*0,615= 186,96	1764,44
300	403* …=2348,68	559* … 589,10	392*…1811,04	463*…284,75	2674
400	542*…=3158,76	772*…=813,69	527*…=2434,74	626*…=384,99	3633,42
500	664*…=3986,35	996*…=1049,78	664*…=3067,68	794*…=488,31	4605,89
600	830*…=4837,24	1222*…= 1287,99	804*…=3714,48	967*…=594,71	5597,18
700	979*…=5705,61	1461*…= 1539,89	946*…=4370,52	1147*…=705,41	6615,82
800	1130*…=6585,64	1704*…= 1796,02	1093*…= 5049,66	1335*…=821,03	766,71
900	1281*…=7465,67	1951*…= 2056,35	1243*…= 5742,66	1524*…=937,26	8736,27
1000	1436*…=8369,01	2202*…= 2320,91	1394*…= 6440,26	1725*…= 1060,86	9822,05
1200	1754*…=10222,31	2717*…= 2863,72	1695*…= 7890,9	2131*…= 1310,57	12005,19
1400	2076*…=12098,9	3240*…= 3414,96	2009*…= 9281,58	2558*…= 1573,17	14269,71
1600	2403*…=14004,66	3767*…= 3970,42	2323*…= 10792,28	3001*…= 1845,62	16548,3
1800	2729*…=15904,61	4303*…= 4535,36	2648*…= 12206,04	3458*…= 2126,67	18868,07
2000	3064*…=17856,9	4843*…= 5104,52	2964*…= 13963,68	3926*…= 8414,49	21212,69

Таблица 1.9

Энтальпия продуктов сгорания в газоходах

, С	I0в, КДж/кг	I0г, КДж/кг	Газоходы и коэф-ты избытка воздуха
			Т=1,35	kr=1,45	эк=1,53	вп=1,63
			Iг	Iг	Iг	Iг
1	2	3	4	5	6	7
30	227,2
100		871,596			1007,9	1015
200		1764,44			1900,76	1964
300		2674,98			2811,3	2870
400		3633,42		3747,02	3754
500		4605,89		4719,49
600		5597,18		5710,49
700		6615,82		6729,42
800		7666,71		7780,31
900		8736,37		8849,87
1000		9822,05	9912,93	9935,65
1200		12005,19	12096,07
1400		14289,71	14360,59
1600		16548,3	16639,18
1800		18868,07	18958,95
2000		21212,69	21303,57
2200		23557,3	23648

Расчет теплового балнса котлоагрегата выполнен в табл. 1.10, а поверочный расчет поверхностей нагрева котлоагрегата приведен в табл. 1.11.

На основе результатов табл. 1.9 построена I-d- диаграмма продуктов сгорания, которая представлена на рис. 1.2.

Таблица 1.10

Расчет теплового баланса теплового агрегата

Наименование	Обозначения	Расчетная ф-ла, способ опр.	Единицы измерения	Расчет
1	2	3	4	5
Распологаемая теплота	Qpp	Qpp=Qpн	КДж/Кг	22040
Потеря теплоты от мех. неполн. сгорания	q3	по табл. 4.4 [4]	%	0,8
Потеря теплоты от мех. неполноты сгорания	q4	по табл. 4.4 [4]	%	5
Т-ра уходящих газов	ух	исх.данные	oC	135
Энтальпия уходящих газов	Iух	по табл. 1.9	КДж/Кг	1320
Т-ра воздуха в котельной	tхв	по выбору	oC	30
Энтальпия воздуха в котельной	I0хв	по табл. 1.8	КДж/Кг	227,2
Потеря теплоты с уход. газами	q2		%	(1320-1,63x227)* *(100-5)/(22040)= =6,25
Потеря теплоты от нар. охлажден.	q5	по рис 3.1 [4]	%	3,8
Потеря с физ. теплом шлаков	q6	ашл*Iз*Ар/Qрн	%	0,15*1206* *23/22040=0,19
Сумма тепл. Потерь	q		%	6,25+0,8+5+3,8+ +0,19=16,04
КПД катлоагрегата		100-Q	%	100-16,04=83,96
Коэф. Сохранения теплоты		1-q5/(+ q5)		1-3,8/(83,96+3,8)= =0,957
Производительность агрегата по пару	D	по заданию	Кг/с	25/3,6=6,94
Давление раб. тела	P	по заданию	МПа	1,4
Т-ра рабочего тела	tнп	по заданию	oC	195
Т-ра питательн. воды	tпв	по заданию	oC	104
Удельная энтальпия р.т.	iнп	по табл.vi-7[4]	КДж/Кг	2788,4
Удельная энт. питат. воды	iпв	по табл.vi-7[4]	КДж/Кг	439,4
Значение продувки	n	по задан.	%	4,8
Полезно исп. теплота вагрегате	Q1	D*(iнп-iпв)+n* *D(Iкв-Iнп)	кВт	Q=6,94*(2788,4-439,4)+0,048*6,94*(830-439,4)= =16432,3
Полный расход топлива	В	Q1/Qрр	Кг/с	16432,3/0,8396* *22040=0,88
Расчетный расход	Вр	В*(1-q4/100)	Кг/с	0,88*(1-5/100)= =0,836

Таблица 1.11

Тепловой расчет котлоагрегата КЕ-25-14с

№	Наименование	Обозначение	Расчетная формула или способ определения	Ед. изм.	Расчет
1	2	3	4	5	6
	Поверочный теплообмен в топке
1.	Температура холодного воздуха	tв		oC	30
2.	Энтальпия холодного воздуха	Iхв	табл. 1.10	КДж/Кг	227,2
3.	Температура воздуха после воздухоподогревателя	tгв	принимается	oC	120
4.	Энтальпия воздуха после воздухоподогревателя	Iгв	диаграма	КДж/кг	925,5
5.	Количество теплоты вносимое в топку воздухом	Qв	Iг.в.(т-1)+ Iх.в.*т	КДж/кг	925,5*(1,35-1,0)+227,2*0,1=346,6
6.	Полезное тепловыделение в топке	Qт	Qрр(100-q4-q3-q5)/(100-q4)+Qв	КДж/кг	22040*(100-0,8-5,0-3,8)/(100-5)+346,6=22126,4
7.	Адиабатическая температура горения	tа	табл. 1.9	oC	2170
8.	Температура газов на выходе		по предварительному выбору табл. 5-3[4]	oC	1050
9.	Энтальпия газов на выходе	Iт	табл. 1.9	КДж/Кг	10458,7
10.	Площадь зеркала горения	R	по чертежу	м2	13,4
11.	Суммарная поверхность стен	Fст	по чертежу	м2	115,2
12.	Диаметр экранных труб	dнб	по чертежу	мм	51*2,5
13.	Шаг труб экранов: боковых и фронтового заднего	S1 S2	по чертежу по чертежу	мм мм	55 100
14.	Эффективная лучевоспри-нимающая поверхность топки	Нлп	по чертежу	м2	92,1
15.	Объем топочной камеры	Vт	по чертежу	м3	61,67
16.	Степень экранирования топки		Нэкр/Fст	-	0,8
17.	Толщина излучающего слоя	Sт	3,6*Vт/Fст	м	3,6*61,67/115,2=1,93
18.	Относительное положение максимальных температур по высоте топки	X	стр. 28[4]		0,3
19.	Параметр учитывающий распре-деление температуры в топке	М	0,59-0,5*Xт		0,59-0,5*0,3=0,44
20.	Средняя суммарная теплоемкость продуктов сгорания	Vгс*ср		КДж/Кг	(22040-10458,7)/(2170-1050)=11,35
21.	Объемная доля: водяных паров трехатомных газов	гH20 гRO2	табл. 1.7 табл. 1.7		0,075 0,122
22.	Суммарная объемная доля трехатомных газов	гn	ГH20+ ГRO2		0,197
23.	Произведение	P*гn*Sт		м*МПа	0,1*0,197*1,93=0,036
24.	Степень черноты факела	А	рис. 5-4[4]		0,28
25.	Коэффициенты ослабления лучей: 3-х атомных газов золовыми частицами частицами кокса	kг kз kкокс	рис. 5-5 [4] рис. 5-6 [4] стр. 31 [4]	1/(м*Мпа)	7,2 0,048 10
26.	Безразмерные параметры: X1 X2	X1 X2	стр. 31 [4]	- -	0,5 0,03
27.	Коэффициенты ослабления лучей топочной средой	kг*гn		1/(м*Мпа)	7,2*0,197+0,04*3,99+10*0,5*0,03==1,77
28.	Суммарная сила поглощения топочного объема	kps			1,77*0,1*1,93=0,327
29.	Степень черноты топки	ат	рис. 5-3 [4]		0,57
30.	Коэффициент тепловой эффективности	ср	S*Hтл/Fст		0,6*92,1/115,2=0,48
31.	Параметр		R/Fст	-	13,4/115,2=0,12
32.	Тепловая нагрузка стен топки	Qт	Вр*Qт/Fст	кВт/м2	0,836*22040/115,2=159,9
33.	Температура газов на выходе из топки	''т	рис. 5-7 [4]	оС	1050
34.	Энтальпия газов на выходе из топки	I''т	I - диаграмма	кДж/кг	10458,7
35.	Общее тепловосприятие топки	Qт	(Qт- I''т)	кДж/кг	0,96*(22126,4-10458,7)=11202,9
1	2	3	4	5	6
	Расчет конвективного пучка
1.	Температура газа перед газоходом	'кг	из расчета топки	оС	1050
2.	Энтальпия газа перед газаходом	I'кг	из расчета топки	кДж/кг	10458,7
3.	Температура газа за газоходом	''кп	принимается	оС	400
4.	Энтальпия газа за газаходом	I''кп	диаграмма	кДж/кг	3747
5.	Диаметр труб шаг поперечный шаг продольный	dн* S1 S2	из чертежа	мм мм мм	51*2,5 110 95
6.	Число труб поперек движения газа	Z1	из чертежа	шт	22
7.	Число труб вдоль потока газа	Z2	из чертежа	шт	55
8.	Поверхность нагрева	Hкп	из чертежа	м2	417,8
9.	Ширина газохода	B	из чертежа	м	2,32
10.	Высота газохода	h	из чертежа	м	2,4
11.	Живое сечение для прохода газов	F	b*h-Z*dн*е	м2	2,32*2,4-22*2,5*0,051=2,763
12.	Толщина излучающего слоя	Sкп	0,9*dн*(4*S1*S2/(3,14*d2н)-1)	м	0,9*0,051*(4*0,11*0,095/(3,14*0,05)-1)=0,189
13.	Тепловосприятие по уравнению теплового баланса	Qбкп	*(I'-I''+кп*Iхв)	кДж/кг	0,96*(10458,7-3747+0,1*227,2=7063,1
14.	Температурный напор в начале газохода	tб	'кп-tнп	оС	1050-195=855
15.	Температурный напор в конце газохода	tм	''-tнп	оС	400-195=205
16.	Средний температурный напор	t	(tб-tм)/Ln(tб/tм)	оС	(855-195)/Ln(855/195)=459,2
17.	Средняя температура газов в газоходе	ср	0,5*('+'')	оС	0,5*(1050+400)=725
18.	Средняя скорость газов в газоходе		Вр*Vг*(ср+273)/(Fг*273)	м/с	0,836*9,24*(725+273)/(2763*273)= =9,74
19.	Коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов к стенке	к	рис. 6-6 [4]	Вт м2*оС	63*1*0,925*0,95=58,45
20.	Объемная доля водяных паров	ГH2O	табл. 1.8	-	0,072
1	2	3	4	5	6
21.	Суммарная объемная доля 3-х атомных газов	ГRO2	табл. 1.8	-	0,186
22.	Суммарная поглощающая способность 3-х атомных газов		p*Гn*Sкп	м/МПа	0,1*0,186*0,189=0,0033
23.	Коэффициент ослабления лучей 3-х атомными газами	kг	рис. 5-5 [4]	1/(м*МПа)	29,0
24.	Суммарная оптическая толщина запыленного газового потока		kг*Гп*P*Sт		29*0,186*0,1*0,189=0,1
25.	Степень черноты газов	а	рис. 5-4 [4]		0,095
26.	Температура загрязненной стенки	tз		оС	195+60=255
27.	Коэффициент теплоотдачи излучением	1	рис. 6-12 [4]	Вт/ (м2*оС)	9,36
28.	Коэффициент использования		0,90,95		0,93
29.	Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке	1	(к-л)	Вт/ (м2*оС)	0,93*(58,95+9,36)=63,53
30.	Коэффициент тепловой эффективности		табл. 6-2		0,6
31.	Коэффициент теплопередачи	К	*1	Вт/ (м2*оС)	0,6*63,53=38,5
32.	Тепловосприятие пучка	Qткп	К*Н*t/Вр*103	КДж/кг	38,5*417,8*459,15/(0,836*103)=7907
33.	Расхождение величин	Н	(Qткп-Qбкп)/Qткп*100%	%	(7907-7663,1)/7907*100=3,1
	Расчет воздухоподогревателя
1.	Температура газов на входе в воздухонагреватель	'вп	из расчета конвективного пучка	оС	400
2.	Энтальпия газов на входе в воздухонагреватель	I'вп	из расчета конвективного пучка	КДж/кг	3747
3.	Температура газов на выходе из воздухонагревателя	''вп	по предварительному выбору	оС	270
4.	Энтальпия газов на выходе из воздухонагревателя	I''вп	I - диаграмма	КДж/кг	2538
5.	Температура холодного воздуха	tх*в		оС	30
6.	Тепловосприятие по балансу	Qбвп	(I'-I''+*I*L)	КДж/кг	0,95*(3747-2538+0,08*227,2)=828,7
1	2	3	4	5	6
7.	Температура воздуха на выходе из воздухоподогревателя	tгв	по предварительному выбору	оС	120
8.	Энтальпия воздуха на выходе из воздухоподогревателя	Iгв	диаграмма	КДж/кг	925,5
9.	Тип воздухоподогревателя		Прил. 1 [1]		Тип Ш, площадь поверхности нагрева 166
10.	Диаметр труб	dн	Прил. 1 [1]	мм	40*1,5
11.	Относительный шаг поперечный продольный	S1 S2	Прил. IV		1,5 2,1
12.	Отношение	'	вп-вп		1,35-0,1=1,25
13.	Энтальпия воздуха на выходе из воздухоподогревателя	I''вп	Qбвп/('+/2)+I0вх	КДж/кг	828,7/(1,25+0,08/2)+227,3=869,7
14.	Температура воздуха на выходе из воздухоподогревателя Полученная температура горячего воздуха t=115оС, отличается от выбранной t=120оС на 5оС, что находится в норме	t''вп	по I - таблице	оС	115
15.	Средняя температура газов	ср	0,5*('+'')	оС	0,5*(400+270)=335
16.	Средняя температура воздуха	tср	0,5*(t'+t'')	оС	0,5*(115+30)=72,5
17.	Средняя скорость воздуха	в	68	м/с	8
18.	Средняя скорость газов	г	1216	м/с	12
19.	Большая разность температур	tб	'-t''	оС	400-115=285
20.	Меньшая разность температур	tм	''-t'	оС	270-30=240
21.	Средний температурный напор	t	(tб-tм)/Ln(tб/tм)	оС	(285-240)/Ln(285/240)=262
22.	Секундный расход газа	V'г	Вр*Vг*(ср+273)/273	м3/с	0,836*9,832*(335-273)/273=18,3
23.	Секундный расход воздуха	V'в	Вр*Vв*('ср+273)/273	м3/с	0,836*8,162*(725-273)/273=8,63
24.	Коэффициент теплоотдачи с воздушной стороны	к	рис. 6-5 [4]	Вт/ (м2*оС)	72*0,9*0,88*1,02=62,7
25.	Коэффициент теплоотдачи от газов с стенке	л	рис. 6-7 [4]	Вт/ (м2*оС)	35*1,03*1,02=36,8
26.	Коэффициент использования воздухоподогревателя		табл. 6-3		0,7
27.	Коэффициент теплопередачи	К	*(к*л)/ (к-л)	Вт/ (м2*оС)	0,7*(62,7*36,8)/(62,7-36,8)=16,2
28.	Тепловосприятие по уравнению теплообмена	Qтвп	К*Н*t/(Вр*103)	КДж/кг	16,2*262*166/(0,836*103)=842,7
29.	Расхождение	Q		%	100*(842,7-828,7)/842=1,6% 2%
	Расчет водяного экономайзера
1.	Температура газов перед экономайзером	'эк	из расчета воздухоподогревателя	оС	270
2.	Энтальпия газов перед экономайзером	I'эк	из расчета воздухоподогревателя	КДж/кг	2538
3.	Температура газов за экономайзером	''эк	принимаем	оС	135
4.	Энтальпия газов за экономайзером	I''эк	диаграмма	КДж/кг	1320
5.	Тепловосприятие экономайзера	Qбэк	(I'-I''+*I*L)	КДж/кг	0,96*(2538-1320+0,1*277,4)=1241
6.	Температура питательной воды	tпв	по заданию	оС	104
7.	Энтальпия питательной воды	Iпв	по заданию	КДж/кг	439,2
8.	Энтальпия воды за экономайзером	Iэк	Iпв+Qбэк*Вр/D	КДж/кг	439,2+1241*0,876/6,94=568,5
9.	Тип экономайзера		прил. V1 [4]		ЭП-646
10.	Температура воды за экономайзером	t''в	табл. V1-6 [4]	оС	136
11.	Большая разность температур	tб	'-t''в	оС	270-135=134
12.	Меньшая разность температур	tм	''-tпв	оС	135-100=35
13.	Средний температурный напор	t	(tб-tм)/Ln(tб/tм)	оС	(134-35)/Ln(134/35)=62,8
14.	Средняя температура газов	ср	0,5*('+'')	оС	0,5*(270+135)=202,5
15.	Длина труы	L	табл. 1V-2 [4]	м	2
16.	Средняя скорость газов		принимается 612	м/с	11
17.	Секундный расход газов	Vсек	Вр*Vг*(ср+273)/273	м3/с	0,836*10,011*(202+273)/273=14,24
1	2	3	4	5	6
18.	Живое сечение всего экономайзера		Vсек/эк	м2	14,24/8=1,78
19.	Коэффициент теплопередачи	k	рис. 6-4 [4]	Вт/ (м2*оС)	25,8
20.	Типовая поверхность нагрева экономайзера	Нэк	табл.1У-2 [4]	М2	646
21.	Расчетная поверхность нагрева экономайзера	Нэк	Q*Вр*103/(К*t)	м2	1241*0,816*103/(62,8*25,8)=640
22.	Тепловосприятие ступени по уравнению теплообмена	Qт	К*Н*t/(Вр*10-3)	КДж/кг	25,8*646*62,8/(0,836*103)=1252
23.	Расхождение			%	(1252-1241)/1252*100=0,0882%
			Расчет окончен

Таблица 1.12

Сводная таблица теплового расчета котлоагрегата КЕ-25-14с

№	Наименование	Обозначение	Ед. изм.	Расчетное значение
1	2	3	4	5
	Тепловой баланс
1.	Распологаемая теплота топлива	Qрр	КДж/Кг	22040
2.	Температура уходящих газов	ух	oC	135
3.	Потеря теплоты с уходящими газами	q2	%	6,25
4.	К.П.Д.		%	83,96
5.	Расход топлива	Bр	Кг/с	0,836
	Топка
1.	Температура воздуха	tв	oC	120
2.	Теплота, вносимая воздухом	Qв	КДж/Кг	346,6
3.	Полезное тепловыделение	Qт	КДж/Кг	22126,4
4.	Температура газов на выходе	т	oC	1050
5.	Энтальпия газов на выходе	Iт	КДж/Кг	10458,7
6.	Тепловосприятие	Qт	КДж/Кг	11202,9
	Конвективный пучок
1.	Температура газов: на входе на выходе	' ''	oC oC	1050 400
2.	Энтальпия газов: на входе на выходе	I' I''	КДж/Кг КДж/Кг	104587 3747
3.	Тепловосприятие поверхности нагрева	Qбкп	КДж/Кг	7663,1
	Воздухоподогреватель
1.	Температура газов: на входе на выходе	' ''	oC oC	400 270
2.	Энтальпия газов: на входе на выходе	I' I''	КДж/Кг КДж/Кг	3747 2538
3.	Температура воздуха: на входе на выходе	t'в t''в	oC oC	30 115
4.	Энтальпия воздуха: на входе на выходе		КДж/Кг КДж/Кг	227,2 869,7
5.	Тепловосприятие поверхности нагрева	Qбвп	КДж/Кг	828,7
	Экономайзер
1.	Температура газов: на входе на выходе	' ''	oC oC	270 135
2.	Энтальпия газов: на входе на выходе	I' I''	КДж/Кг КДж/Кг	2538 1320
3.	Тепловосприятие поверхности нагрева	Qбэк	КДж/Кг	1241

Расчетная невязка теплового баланса парогенератора, КДЖ/кг

Q=Q^р_р*-(Q^т_л+Q_кп+Q_эк)*(1-Q₄/100)

Q = 22040*0,8396-(11202,9+7663,1+1241)*(1-5/100)=59,7

Q/Q^р_р = 59,7/22040*100 = 0,27% 0,5%

1.8 Аэродинамичёский расчет тягодутьевого тракта

В условиях проектируемого объекта каждый котлоагрегат должен иметь свой дутьевой вентилятор и дымосос. Основными параметрами тягодутьевых машин являются их производительность и создаваемый напор. Дымососы и вентиляторы поставляются комплектно к котлоагрегату. Нам необходимо произвести аэродинамический расчет тягодутьевого тракта и определиться: достаточно ли будет рабочих давлений вентилятора и дымососа для преодаления аэродинамических сопротивлении тракта.

В этом расчете определяются также сечения воздуховодов и газоходов.

1.8.1 Аэродинамический расчёт дутьевого тракта

1. Действительное количество воздуха, необходимое для полного сгорания топлива, м³/с.

V_в =V^o*В_р*_т*(t_в+273)/273=5,83*0,836*1,35*(115+273)/273=9,35

где В_р - расчетный расход топлива. В_р=0,836 кг/с - из теплового расчета

V^o - теоретический расход воздуха для сгорания 1кг топлива

V^o=5,83 м³/кг - из теплового расчета

_т - коэффициент избытка воздуха в топке, _т=1,35

2. Скорость воздуха по тракту, м/с

=10 (принимаем)

3. Сечение главного тракта, м²

F=V_в/_в=9,35/10 = 0,935 ахв=0,95*0,95

4. Сечение рукавов к дутьевым зонам, м²

f `=f /4 =0,935/4=0,234 ахв=0,4*0,6

5. Плотность воздуха при данной температуре, кг/м³

_в=^о_в*273/(273+115)=1,293*273/(273+115)=0,91

6. Сумма коэффициент местных сопротивлений по тракту воздуха:

патрубок забора воздуха =0,2; плавный поворот на 90°(5 шт.) =0,25*5=1,25; резкий поворот на 90° =l,l; поворот через короб f =2, направляющий аппарат =0,1; диффузор =0,1; тройник на проход - 3 шт. =0,35*3=1,05

=5,8

7. Потеря давления на местные сопротивления, Па

h_ме=*/2* = 5,8*10²/2*0,91=263,9

8. Сопротивление воздухоподогревателя, Па

h_вп=400

9. Аэродинамическое сопротивление топочного оборудования, Па

h_то=500

10. Полное аэродинамическое сопротивление воздушного тракта, Па

h_в=h_ме+h_вп+h_то=263,9+400+500=1163,9

11. Производительность вентилятора, м³/с (м³/ч)

Q_в=1,1*V_в=1,1*9,35=10,285 (37026) кг/с (м³/ч)

12. Полный напор вентилятора, Па

Н_в=1,2*h_в=1,2*1163,9=1396,68

Тип и маркировка вентилятора выбирается из табл. 1.4.1 [3]. Принимаем дутьевой вентилятор ВДН-12,5 с характеристиками: производительность 39,10 тыс. м³/ч; полное давление 5,32 кПа, максимальный К.П.Д. 83%, мощность электродвигателя А02-92-4

N=100 кВт.

1.8.2 Аэродинамическое сопротивление тракта продуктов сгорания

1. Действительное количесгво продуктов сгорания, м³/с

Vr=V_п*В_р=l0,0ll*0,836=8,37

где V_п - суммарный объем продуктов сгорания 1кг топлива = 10,011м³/кг(табл.1.7)

2. Температура продуктов сгорания за экономайзером, ^oC

_ух=135 ^oC (табл.1.10)

3. Объем продуктов сгорания перед дымососом, м³/с

V^д_г= V_г *(273+_ух)/273=8,37*(273+135)/273=12,51

4. Плотность пропуктов сгорания при соответствующих температурах, кг/м³

=273/(273+_i)

- перед дымососом _д=1,34*273/(273+132)=0,897

- перед дымовой трубой _дт=1,34*273/(273+132)=0,903

5. Средняя скорость продуктов сгорания по тракту, м/с

= 10 (принимается)

6. Сечение газоходов, м²

F=12,51/10=1,25ахв=1,1*1,1

7. Сумма коэффициентов местных сопротивлений:

- плавный поворот на 90°(2 шт.) =7*0,25=1,75; поворот на 90° через короб =2; направляющий аппарат =0,1; диффузор =0,1; поворот на 135°(3шт.) =3*1,5=4,5; тройник на проход =0,35; выход в дымовую трубу =1,1

=9.9

8. Потери напора в местных сопротивлениях, Па

h_ме=*/2*=9,9*10²/2*0.9 =445,5

9. Высота дымовой трубы, м

H=8О

10. Скорость газов в дымовой трубе, м/с

_д=16

11. Внутренний диаметр устья трубы, м

d_у=SQRT(12,51*2*4/(3,14*16))=2

12. Диаметр основания трубы, м

d_осн=d_у+0,02*H_тр=2+0,02*80=3,6

13. Средний диаметр трубы, м

d_ср=d_у+d_осн=(2+3,6)/2=2,8

14. Потеря напора на трение в дымовой трубе, Пa

h_тр=*H/d_ср*²/2*=0,02*80/2,80*16²/2*0,903=92,47

15. Сопротивление котлоагрегата, Па

h_к=1227

16. Самотяга в дымовой трубе, Па

h_сам=H*(_в-_г)*g=80(l,16-0,903)*9,8l=20l,7

Полное аэродинэмическое сопротивление тракта продуктов сгорания, Па

h=h_мс+h_тр+h_к-h_сам=445,5+92, 47+1227-201,7=1563,27

18. Расчетная производительность дымососа, м³/с (М³/2)

Q_д=1,1*V^г_д=1,1*12,51=13,81 (49702)

19. Расчетный напор дымососа, Па

H_д=l,2*h=1,2*1563,27=1876

Тип и маркировка дымососа выбирается по табл. 14.4 [3]. Принимаем к установке дымосос ДН-15 с характеристиками: производительность 50 тыс. м³/ч; полное давление 2,26 кПа; максимальный К.П.Д. 82%; мощность электродвигателя А02-92-6 N= 75 кВт.

2. СПЕЦЧАСТЬ. РАЗРАБОТКА БЛОЧНОЙ СИСТЕМЫ ПОДОГРЕВАТЕЛЕЙ

В связи с реконструкцией котельной, которая заключается в переводе паровых котлоагрегатов КЕ-25 с производственного назначения на отопительно-производственное назначение, водогрейные котлы ТВГ-3 консервируются, а для получения тепловой энергии на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение административно-бытовых зданий шахтоуправлеия и жилых домов завода РКК «Энергия» в специальной части дипломного проекта разрабатывается блочная система подогревателей сетевой воды на отопление и подогревателей горячего водоснабжения, состаящая из пароводяных и водоводяных теплообменников.

Надежность работы поверхностей нагрева котельных агрегатов и систем теплоснабжения зависит от качества питательной и подпиточной воды.

Основной задачей подготовки воды в котельных является борьба с коррозией и накипью. Коррозия поверхностей нагрева котлов подогревателей и трубопроводов тепловых сетей вызывается кислородом и углекислотой, которые проникают в систему вместе с питательной и подпиточной водой.

Качество питательной воды для паровых водотрубных котлов с рабочим давлением 1,4МПа в соответствии с нормативными документами должно быть следующим:

- общая жесткость 0,02мг.экв/л,

- растворенный кислород 0,03мг/л,

- свободная углекислота - отсутствие.

При выборе схем обработки воды и при эксплуатации паровых котлов качество котловой (продувочной) воды нормируют по общему солесодержанию (сухому остатку): величина его обуславливается конструкцией сепарационных устройств, которыми оборудован котел, и устанавливается заводом изготовителем. Солесодержание котловой воды для котлов КЕ-25-14с не должно превышать 3000 мг/л.

2.1 Исходные данные водоснабжения

Источником водоснабжения котельной служит канал Северский Донец-Донбасс. Вода поступает в котельную с t=5°С в зимний период.

Исходная вода имеет следующий состав, который представлен в таблице 2.1.

Таблица 2.1.

Анализ исходной воды

		Обозна	Единица измерения
№	Наименование	чение	мг.экв/л	мг/л
1.	Сухой остаток	Cв	-	1017
2.	Жесткость общая	Жо	8,6	-
3.	Жесткость карбонатная	Жк	4,0	-
4. 5. 6.	Катионы: кальций магний натрий	Ca2+ Mg2+ Na+	4,8 3,8 1,16	96,2 46,2 32,6
7.	Сумма катионов	Кат	9,76	175
8. 9. 10.	Анионы: хлориды сульфаты бикарбонаты	Cl SO42- HCO3-	- - -	124 390 -
11.	Сумма анионов	АН	-	-
12.	Pн=7,5

2.2 Выбор схемы приготовления воды

Выбор схемы обработки воды для паровых котлов проводится по трем основным показателям:

- величине продувки котлов;

- относительной щелочности котловой воды;

- по содержанию углекислоты в паре.

Сначала проверяется, допустима ли наиболее простая схема обработки воды натрий катионирования по этим показателям.

Продувка котлов по сухому остатку, % определяется по формуле

Р_п=(С_х*П_к*100)/(С_к.в*x*П_к)=1072*0,123/(3000-1072*0,123)*100=4,6%

где С_x - сухой остаток химически очищенной воды, мг/л,

C_x=С_в+2,96Н-10,84Н=1017+2,96*4,8+10,84*3,8=1072 мг/л

Пк - суммарные потери пара; в долях паропроизводительности котельной

С_к.в - сухой остаток котловой воды, принимается по данным завода изготовителя котлов

Относительная щелочность котловой воды равна относительной щелочности химически обработанной воды, %, определяется по формуле

Щ'=40*Ж_к*100=40*4*100/1072=14,9% < 20%

где 40 - эквивалент Щ мг/л

Щ_i- щелочность химически обработанной воды, мг.экв/л, принимается для метода Na -катионирования, равной щелочности исходной воды (карбонатной жесткости).

Количество углекислоты в паре определяется по формуле:

С_уг=22*Ж_к*₀*('-")=22*4,0*0,19(0,4+0,7)=18,39 мг/л

18,39мг/л < 20мг/л

где ₀ - доля химически очищенной води в питательной;

' - доля разложения НСO₃ в котле, при давлении 14кгс/см²(1,4МПа) принимается равной 0,7

'' - доля разложения НСO₃ в котле, принимается равной 0,4

Производительность цеха водоподготовки принимаем из табл. 1.5 п.44 - количество сырой воды, поступающей на химводоочистку.

Следовательно принимаем схему обработки воды путем

натрий-катионирование.

G^ц_р=G_с.в.=3,24кг/с=11,66 м³/ч

2.3 Расчет оборудования водоподготовительной установки

Расчет оборудования необходимо начинать с хвостовой части т.е. с натрий-катионитных фильтров второй ступени, т.к. оборудование должно обеспечить дополнительное количество воды, идущей на собственные нужды водоподготовки.

2.3.1 Натрий-катионитные фильтры второй ступени

Для сокращения количества устанавливаемого оборудования и его унификации принимают однотипные конструкции фильтров для первой и второй ступени. Для второй ступени устанавливаем дла фильтра: второй фильтр используется для второй ступени в период регенерации и одновременно является резервным для фильтров первой ступени катионирования.

Принимаем к установке фильтр ФИПА 1-1, 0-6

Ду = 1000мм, Н=2м.

Количество солей жесткости полдлежащих удалению определяется по формуле:

А_п=24*0,1*G^ц_р=24*0,1*11,66=27,98 г.экв/сутки,

где 0,1 - жесткость фильтрата после фильтров первой ступени катионирования, мг.экв/л

G^ц_р - производительность натрий-катионитового фильтра, м³/ч

Число регенерации фильтра в сутки:

n=A/*h*E*n_ф=27,98/0,76*2*424*1=0,04 рег/сут.

Где h - высота слоя катионита, м

- площадь фильтрования натрий-катионитного фильтра,

=0,76м², табл.5 [3]

n - число работающий фильтров

E - рабочая обменная способность катионита,г.экв/м^

E=**E_п-0,5*g*0,1=0,94*0,82*550-0,5*7*0,1=424 г.экв/м³

где - коэффициент эффективности регенерации принимается по табл. 5-5 [5] =0,94

- коэффициент, учитывающий снижении обменной способности катионита по Са⁺ и Mg⁺ за счет частичного задержания катионов, принимается по табл. 5-6 [5] =0,82

E_п - полная обменная способность катионкта, г.экв/м³, принимается по заводским данным

g - удельный расход воды на отмывку катионита м³/м³, принимается по табл. 5-4 [5] g=7

0,5 - доля умягчения отмывочной воды

Межрегенерационный период работы фильтра

t =1*24/0,04-2 = 598ч

2 - время регенерации фильтра, принимаем по табл. 5-4 [5]

Скорость фильтрования

_ф=11,66/(0,76*1)=15,34м/ч

Расход 100%-ной соли на одну регенерацию натрий-катионитного фильтра П ступени:

Q_NaCl=424*0,76*2*350/1000=225,57 кг/рег

где g - удельный расход соли на регенерацию фильтров, 350г.экв/м³ по табл. 5-4 [5]

Объем 26%-ного насыщенного раствора соли на одну регенерацию составит:

Q_н.р=Q_NaCl*100/(1000*1,2*26)=225*57*100/(1000*1,2*26)=0,72м³

где 1,2 - удельный вес насыщенного раствора соли при t =20°С

26 - 26%-ное содержание соли NaCl в насыщенном растворе при t =20°С

Расход технической соли в сутки

Q_техн= Q_NaCl*100/93=225*57*0,04*100*1/93=9,7 кг/сут

где 93 - содержание NaCl в технической соли, %

Расход технической соли на регенерацию фильтров в месяц

Q^м=Q_т*30=9,7*30=291 кг

Расход воды на регенерацию натрий-катионитного фильтра слагается из:

а) расхода воды на взрыхляющую промывку фильтра

В_в=b*z/100=30*76*60*15/1000=2,05м³

где b - интенсивность взрыхляющей промывки фильтров л/м²

принимается по табл. 5-4 [5], b=30 л/м²

z - продолжительность взрыхляющей промывки, мин.

принимается по табл. 5-4 [5], z=15

б) расхода воды на приготовление регенерационного раствора соли

В_рег=Q_NaCl*100/(1000*g*)=225,57*100/(1000*7*1,04)=3,1м³

где 100 - концентрация регенерационного раствора, принимается по табл. 5-4 [5]

- плотность регенерационного раствора, принимается по табл. 15.6 [5], =1,04 кг/м³

в) расхода воды на отмывку катионита от продуктов регенерации:

В_отм=q**t_рег=7*0,76*2=10,64 м³

где q - удельный расход воды на отмывку катионита, принимается 7 м³/м³ по табл. 5-4 [5]

Расход воды на одну регенерацию натрий-катионитного фильтра П-ой ступени с учетом использования отмывочных вод для взрыхления:

В_рег=2,05+3,1+(10,64-2,05)=13,74м³/рег

Расход воды в сутки в среднем составит:

В_сут=13,74*0,04 = 0,55м³/сут

Натрий-катионитные фильтры 1 ступени

Принимаются к установки как и для второй ступени два фильтра = 1000мм, Н=2м.

Количество солей жесткости подлежащих удалению определяется по формуле:

A₁=24*(К₀-0,l)=24х(8,6-0,1)х11,66=2378,64 г.экв/л

где Ж- общая весткость воды, поступающая в натрий-катионитные фильтры

0,1 - остаточная жесткость после первой ступени катионирования.

Рабочая обменная способность сульфоугля при натрий-катионировани.

Е=0,74*0,82*550-0,5*7*8,6=304 г.экв/м³

Число регенерации натрий-катионитных фильтров первой ступени:

n=2378,64/(0,76*2*304*2)=2,57 рег/сут

Межрегенерационный период работы каждого фильтра

Т₁=24*2/2,57-2=16,67

Нормальная скорость фильтрации при работе всех фильтров:

_ф=11,66/(0,76*2)=7,67

Максимальная скорость фильтрации (при регенерации одного из фильтров)

_ф=11,66/(0,76*(2-1))=15,34 м/ч

Расход 100%-ной соли на одну регенерацию натрий-катионитного фильтра первой ступени

Q_NaCl=304*0,76*2*150/1000=69,31 кг/рег

Объем 26%-ного насыщенного раствора соли на одну регенерацию

Q=69,31*100/(1000*1,2*26)=0,22 м³

Расход технической соли в сутки

Q_с=69,31*257*100*2/93=383,07 кг/сут

Расход технической соли на регенерацию натрий-катионитных фильтров первой ступени в месяц

Q_м=30*383,07=11492 кг/мес.

Расход воды на взрыхляющую промывку фильтра

В_пр=3*0,76*60*12/1000=2,05 м³

Расход воды на приготовление регенерационного раствора соли

В_рег=69,21*100/(1000*7*1,04)=0,95 м³

Расход воды на отмывку катионита

В_отм=7*0,76*2=10,64 м³

Расход воды на одну регенерацию натрий-катионитного фильтра 1 ступени с учетом использования отмывочных вод для взрыхления

В=2,05+0,95+(10,64-2,05)=11,59 м³/рег

Расход воды на регенерацию натрий-катионитных фильтров 1 ступени в сутки

В_сут=11,59*2,57*2=59,57 м³/сут

Среднечасовой расход воды на собственные нужды натрий-катионитных фильтров первой и второй ступени:

в=59,57*0,55/24=2,51 м³/ч

2.4 Расчет сетевой установки

2.4.1 Тепловой расчет водоводяного подогревателя

Исходные данные:

1. Температура греющей воды (конденсата) на входе

в подогреватель (табл. 1.4. п.34) Т₁=165^оС

2. Температура греющей воды (конденсата) на выходе

из подогревателя (табл. 1.4 п.3З) Т₂=80^оС

3. Температура нагреваемой воды на входе

в подогреватель (табл. 1.4 п.5) t₂=70^оС

4. Температура нагреваемой вода на выходе из подо-

гревателя (табли.5 п.59) t₁=82,34^оС

5. Расчетный расход сетевой воды( табл. 1.5п .6) G=51,37кг/с

РАСЧЕТ

Принимаем к установке два водоводяных подогревателя.

Так как в работе будут находиться две установки, то расход нагреваемой воды через одну установку составит:

G₁=G/2=51,37/2=25,68 кг/с

Расход греющей воды определяем из уравнения теплового баланса подогревателя:

G₁*(t₁-t₂)*C=G₂*(T₁-T₂)*C*

где - коэффициент,учитывающий снижение тепловой мощности за счет потерь в окружающую среду, принимаем =0,96

G₂=(25,68*(82,34-70))/((165-80)*0,96)=3,88 кг/с

Средняя температура греющей воды

Т_ср=(165+80)/2=122,5^оС

7. Эквивалентный диаметр межтрубного пространства

d_э=(D²-z*d²_н)/(D-z*d_н)=(0,259²-109*0,016²)/(0,259-109*0,016)=0,019559м

6. Скорость воды в трубках

_тр=G₁/(_тр*)=25,68/(0,01679*1000)=1,53 м/с

9. Скорость воды в межтрубном пространстве

_мтр=G₂/(_мтр*1000)=3,88/(0,03077*1000)=0,126 м/с

10. Коэффициент теплоотдачи от греющей воды к стенкам трубок

₁=1,163*А₁*^0,8_мтр/d^0,2_э=1,163*2567,99*1,53^0,8/0,019559^0,2=1495,7 Вт/м²к

где А₁ - Температурный множитель, определяемыйп по формуле

A₁=1400+18*Т_ср-0,035*Т²_ср=1400+10*122,5-0,035*122,5²=3079,8

11. Коэффициент теплоотдачи от стенок трубок к нагреваемой воде

₂=1,163*А₂*^0,8_тр/d^0,2_э=1,163*2567,99*1,53^0,8/0,014^0,2=9815,03 Вт/м²к

где A₂=1400+18*t_ср-0,035t²_ср=1400+l8*76,17-0,035*76,17²=2567,99

12. Коэффициент теплопередачи

К₀=1/(1/₁+б/+1/₂)=1/(1/1495,7+0,001/105+1/9815,03)=1283 Вт/м²к

где б - толщина стенок латунных трубок

- коэффициент теплопроводности латуни

=105 Вт/мк при t =122^оС

Коэффициент теплопередачи с учетом коэффициента загрязнения поверхности нагрева:

К=К₀*m=1283*0,75=962,25 Вт/м²к

где m - поправочный коэффициент на загрязнение и неполное омывание поверхности нагрева =0,75

13. Поверхность нагрева подогревателя

Н=G₁*C*(t₁-t₂)/(K*t)=25,68*4190*(82,34-70)*0,85/(962,25*34,44)=34,06 м²

14. Количество секций подогревателя

Z=H/F_i=34,06/20,3=1,7

где F_i - поверхность нагрева одной секции водоподогревателя

Принимаем 2 секции

ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ВОДОВОДЯНОГО ПОДОГРЕВАТЕЛЯ

Потери напора воды в трубах

1. Внутренний диаметр трубок d_вн=0,014м

2. Длина одного хода подогревателя: L=4м

3. Коэффициент трения / при средних значениях чисел Рейнольдса и коэффициенте шероховатости а=0,0002м принимаем равным 0,04

4. Коэффициенты местных сопротивлений для одной секции:

вход в трубки - 1

выход из трубок - 1

поворот в колене - 1,7

Сумма коэффициентов местных сопротивлений

=3,7

5. Потери напора воды в трубках для двух секций водоводяного подогревателя при длине хода 4м

h=(*Z/d_вн+)*²_тр*/2=(0,04*4/0,014+3,7)*1,53²*1000/2*2=354 МПа

где - плотность воды, принимаем равной 1000м/м³

- количество секций подогревателя, соединенных последовательно