Энергообеспечение промышленного района вблизи г. Иркутска

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н.Ельцина»

Уральский энергетический институт

Кафедра промышленной теплоэнергетики

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине: «Энергоснабжение»

на тему: «Энергообеспечение промышленного района вблизи г. Иркутска»

Руководитель: Дубинин А.М.

Студент: Хотченко И.

г. Екатеринбург 2018 г.



Содержание

• 1. Расчет тепловой мощности абонентов
• 1.1 Расчет тепловой мощности на отопление
• 1.2 Расчет тепловой мощности на вентиляцию
• 1.3 Расчет среднесуточной тепловой мощности на горячее водоснабжение
• 1.4 Расчет годового теплопотребления и топлива
• 2. Гидравлический расчет тепловых сетей
• 2.1 Расчет паропровода
• 2.1.1 Предварительный расчет
• 2.1.2 Проверочный расчет
• 2.2 Расчет водяных сетей
• 3. Тепловой расчет сети
• 3.1 Расчет мощности тепловых потерь водяным теплопроводом
• 3.2 Расчет толщины тепловой изоляции
• 4. Расчет котельной с паровыми котлами
• 4.1 Расчет паровой части котельной
• 4.2 Расчет водогрейной части котельной
• 4.3 Температурный график
• 5. Выбор основного и вспомогательного оборудования котельных
• Вывод
• Библиографический список
• Задание на курсовой проект
• котельная оборудования тепловой водоснабжение
• Вариант: №24
• Источник теплоснабжения: Паровая котельная
• Топливо основное (резервное): Природный газ (мазут)
• № чертежа: 4
• Основное оборудование котельной: ДКВР10-13-250
• К абоненту №2 -технологический пар

·

·

·

Абонент №10:Завод металлоконструкций, в составе:

-кузнечный цех объемом V=80 тыс.м³;

- слесарные мастерские объемом V=130 тыс.м³

-ремонтные цеха объемом V=9 тыс.м³

- склад моделей цех объемом V=5тыс.м³

- административно-бытовой корпус объемом V=12 тыс.м³

Казармы, абонент №11

Коэффициент охвата ванными:

Скорость ветра w_в=4 м/с

Сетевая вода при :

·

·

Промышленный район вблизи города:Иркутск

Тепловая сеть- двухтрубная, закрытая

Способ прокладки труб-надземный



1. Расчет тепловой мощности абонентов

1.1 Расчет тепловой мощности на отопление

Производится по максимальным расходам тепловой мощности на отопление, кВт.

Для абонента №10- завода металлоконструкций расчет тепловой мощности на отопление производится исходя из известного назначения и объема помещений.

Мощность тепловых потерь в помещении, кВт, рассчитывается по формуле:

,

где q₀-удельная тепловая потеря здания, Вт/ (м³*К) -берется из таблицы [1,приложение 4] для расчетной температуры наружного воздуха

V- объем помещения, м³, по наружному обмеру ;

t_в=+18С(Т_в=291К) - расчетная температура воздуха в помещении ;

t_н- расчетная температура,С, наружного воздуха ;

_t- поправочный коэффициент, который определяется по формуле:

- коэффициент инфильтрации (доля тепловых потерь за счет проникновения холодного воздуха через неплотности) ;

где в- постоянная инфильтрации, равная для железобетонных зданий в=(35…40)*10^-3 с/м ; для кирпичных зданий в=(8…10)*10^-3 с/м,

h-высота здания, м ;

w_в=4 м/с динамический напор ветра ;

q_в.т.-удельные внутренние тепловыделения.

Согласно СП 131.13330.2012 Строительная климатология. Актуализированная редакция СНиП 23-01-99* (с изм. N 1, 2) для г. Иркутска: (Т_н=240К) ;

_t=0,54+=0,971

Удельные внутренние тепловыделения для кузнечных и термических цехов составляют q_в.т.=0,3…0,5 ; для сталелитейных, чугунолитейных и меднолитейных цехов q_в.т.=0,5…0,75.

Сведем исходные данные и результаты расчета расхода тепла на отопление абонента №2 в таблицу 1.1.

Таблица 1.1

Расчет тепловой мощности на отопление абонента №10

№№ п/п	Потребитель	V*10-3, м3	h*, м	q0, Вт/ (м3*К)	qв.т.,	в*103, с/м		Q0max, кВт
1	Кузнечный цех	80	12	0,23	0,4	40	0,262	946
2	Слесарные мастер-ские	130	12	0,43	0,7	40	0,300	3973
3	Ремонтные цеха	9	12	0,58	-	37	0,242	369
4	Склад моделей цех	5	12	0,7	0,5	40	0,262	244
5	АБК	12	12	0,32	-	10	0,065	221
	Итого:		5974

*задается условно

Для абонента №11 расчет тепловой мощности на отопление производится по той же формуле, с учетом того, что объем жилых зданий на 1 жителя составляет V=55 м³. Итого объем казарм равен V=55*700 =38,5тыс.м³ [1], примечание 3 к Приложению №7.

Далее для казарм q₀=0,4 Вт/ (м³*К)- [1], таблица А к Приложению №4.

=0,242(см. расчет по абоненту №2)

Q₀ ^max=0,4*1*38,5*10 ³*[18-(-33)]**10^-3=976 кВт

Таблица 1.2

Тепловая мощность на отопление по абонентам

Абонент №	10	11
Тепловая мощность на отопление, кВт	5974	976	6950

1.2 Расчет тепловой мощности на вентиляцию

Производится по максимальным расходам тепловой мощности на вентиляцию, кВт.

Для абонента №10- завода металлоконструкций расчет тепловой мощности на вентиляцию производится исходя из известного объема и назначения помещений.

Максимальная тепловая мощность на вентиляцию помещений, кВт

Q_{в max} = q_в •V• (t_в-t_н) •10^-3

Сведем исходные данные и результаты расчета расхода тепла на вентиляцию абонента №2 в таблицу 1.3.



Таблица 1.3

Расчет тепловой мощности на вентиляцию абонента №10

№№ п/п	Потребитель	V*10-3, м3	qв, Вт/ (м3*К)	tв,С	tн,С	Q0max, кВт
1	Кузнечный цех	80	0,55	18	-33	2244
2	Слесарные мастерские	130	0,12	18	-33	796
3	Ремонтные цеха	9	0,17	18	-33	78
4	Склад моделей цех	5	0	18	-33	0
5	АБК	12	0,12	18	-33	74
	Итого:	3192

Для абонента №11 расчет тепловой мощности на вентиляцию составляет 10% от мощности на отопление, [1], примечание 3 к Приложению №7.

Таблица 1.4

Тепловая мощность на вентиляцию по абонентам

Абонент №	10	11
Тепловая мощность на вентиляцию, кВт	3192	98	3290

1.3 Расчет среднесуточной тепловой мощности на горячее водоснабжение

Абонент №10.

Среднесуточная тепловая мощность на ГВС производственными цехами, кВт

p - число душевых насадок в цехе, обычно 10-20 [6], п.3.2;

a = 270 кг/(ч•сетку•смен) - max расход воды через одну сетку в смену;

с = 4,19 кДж/ (кг•К ) - удельная теплоемкость воды;

температура воды на г.в.с.;

температура холодной воды.

Сведем исходные данные и результаты расчета расхода тепла на горячее водоснабжение абонента №10 в таблицу 1.5.

Таблица 1.5

Расчет тепловой мощности на ГВС абонента №10

№№ п/п	Потребитель	р	a	tг,С	tх,С	Qсргвс, кВт
1	Кузнечный цех	29,5	270	55	5	29,5
2	Слесарные мастерские	19,6	270	55	5	39,3
3	Ремонтные цеха	35,4	270	55	5	29,5
4	Склад моделей цех	19,6	270	55	5	35,4
5	АБК	9,8	270	55	5	9,8
	Итого:	114

Абонент №11.

Среднесуточная тепловая мощность на г.в.с. бытовых потребителей определяется из выражения:

где:

среднесуточная норма расхода горячей воды на человека;

b=1-коэффициент охвата ванными ;

расчетная длительность подачи воды на г.в.с.

Таблица 1.6

Среднесуточная тепловая мощность на г.в.с. по абонентам

Абонент №	10	11
Тепловая мощность на г.в.с., кВт	114	265	379

1.4 Расчет годового теплопотребления и топлива

Тепловая мощность на отопление и вентиляцию зависит от температуры наружного воздуха(сезонная нагрузка).

Для г. Иркутска: .

средняя температура отопительного периода [9];

Для определения годового теплопотребления абонентами на отопление и вентиляцию строится график сезонной нагрузки (рис.1). Для построения графика найдем следующие величины:

Имея эти значения в правой части графика на оси абсцисс откладываем значения температур, начиная от расчетной наружной и заканчивая температурой конца отопительного сезона . Температура соответствует , а соответствует . В левой части графика по оси абсцисс откладывается число часов стояния тех или иных среднесуточных температур наружного воздуха , которые находятся из [1]. Каждой температуре наружного воздуха соответствует своя мощность, кВт, и продолжительность в часах этой мощности .



Таблица 1.7

Расчет годового сезонного теплопотребления

+8	5780
0	4320
-5	3300
-10	2600
-15	1730
-20	864
-25	458
-30	172
-33	115
-35	58
-40	7

n_i = n_i- n_i+1

Рис. 1 График годового теплопотребления сезонной нагрузки

Годовой отпуск теплоты абонентам на отопление и вентиляцию:

=(10,56+13,27+14,96+17,61+20,66+11,15+8,89+1,98+2,1+1,88+0,26)*10⁹=

=10,37*10¹⁰ кДж/год

Проверка:

где средняя температура отопительного периода;

Относительная погрешность:

Годовой расход природного газа на отопление и вентиляцию:

Где:теплота сгорания природного газа (Уренгой - Сургут-Челябинск) [2]; -КПД котлов [3].

Годовой отпуск теплоты на г.в.с. (круглогодовая нагрузка):

где суммарная тепловая мощность г.в.с. по всем абонентам;

число часов на ремонт и опрессовку тепловых сетей.

Годовой расход природного газа на г.в.с.:

Годовой отпуск теплоты с промышленным паром давлением 9 ата:

Где потребление водяного пара абонентом;

энтальпия пара [4];

доля возврата конденсата с производства;

температура возвращаемого конденсата с производства.

Годовой расход природного газа на отпуск промышленного пара:

Годовой отпуск теплоты источником теплоснабжения:

Годовой расход природного газа:

Где КПД транспорта энергии.

Топливная составляющая в себестоимости теплоты в котельной:

где цена природного газа.

Удельный расход топлива:



2. Гидравлический расчет тепловых сетей

2.1 Расчет паропровода

2.1.1 Предварительный расчет

Параметры пара на выходе из котельной:

где удельная линейная потеря давления;

расстояние от источника теплоснабжения до абонента (по карте местности);

удельная линейная потеря температуры пара;

Плотность пара на выходе из котельной и в конце участка (у абонента):

;

Средняя плотность пара:

Внутренний диаметр паропровода:

Стандартный внутренний диаметр трубы 273*7:



2.1.2 Проверочный расчет

Уточненная удельная линейная потеря давления пара:

Средняя температура и давление пара:

Число компенсаторов на участке:

где предельное расстояние между неподвижными опорами
[5, стр.24].

Длина прямого участка, определенная по сопротивлению эквивалентная всем местным сопротивлениям паропровода с компенсаторами, задвижками и поворотами:

Где местные сопротивления П-образных компенсаторов;

число задвижек на участке паропровода;

местные сопротивления задвижек;

число поворотов паропровода;

местные сопротивления поворотов.

Расчетное тепловое удлинение паропровода между неподвижными опорами:

Длина вылета компенсатора, при условии, что длины спинки вылета равны:

Удлинение магистрали за счет длины вылетов компенсаторов:

Уточненное падение давления в паропроводе на участке:

Уточненное давления пара в начале участка:

Удельная потеря температуры пара вдоль паропровода за счет тепловых потерь в окружающую среду:

где удельная линейная потеря мощности с одного метра длины паропровода [5,стр.25];

удельная теплоемкость пара.

Уточненное значение температуры пара в начале участка:

Уточненная среднее значение плотности водяного пара на участке:

где плотность водяного пара в начале участка определенная по уточненным параметрам и [4, стр.50-51].

Относительная погрешность:

<5%- расчет окончен

Количество неподвижных опор на участке:

Количество скользящих опор на участке:

где расстояние между скользящими опорами [1,стр.461].

Диаметр конденсатопровода:

где скорость возвращаемого конденсата в конденсатопроводе.

Таблица 2.1

Сводные расчетные данные паропровода

Символ	, МПа	,
Величина	1,117	230,96	9,86	0,259	0,087	36	2	37	276



2.2 Расчет водяных сетей

Определим расход воды по всем абонентам, начиная с самого удаленного от источника теплоснабжения.

Магистральный участок 0-1 (к абоненту №11)

Расход воды на отопление и вентиляцию:

Расход воды на г.в.с.:

где если , иначе

Расчетный расход воды:

где КПД транспорта тепловой энергии по водяным теплосетям.

Предварительный расчет

Удельная линейная потеря давления:

Внутренний диаметр трубы на участке:

Стандартный диаметр трубы 133х4:

Уточненная удельная линейная потеря давления:

Проверочный расчет

Число компенсаторов на участке:

где длина участка 0-1;

предельное расстояние между неподвижными опорами
[5, стр.24].

Длина прямого участка определенная по сопротивлению эквивалентная всем местным сопротивлениям паропровода с компенсаторами, задвижками и поворотами:

где

местные сопротивления П-образных компенсаторов;

число секционирующих задвижек;

местные сопротивления задвижек;

число поворотов участка;

местные сопротивления поворотов.

Расчетное тепловое удлинение трубопровода между неподвижными опорами:

Длина вылета компенсатора, при условии, что длины спинки вылета равны:

Удлинение участка за счет длины вылетов компенсаторов:

Падение давления воды на в прямом и обратном трубопроводах сети вместе:

или

Располагаемое давление в начале рассматриваемого магистрального участка (в точке ответвления к другому абоненту):

Количество неподвижных опор на участке:

Количество скользящих опор на участке:

где расстояние между скользящими опорами [1,стр.461].

Участок 0-2 (ответвление) к абоненту №10

Расход воды на отопление и вентиляцию:

Расход воды на г.в.с.:

Расчетный расход воды:

Предварительный расчет

Удельная линейная потеря давления:

Внутренний диаметр трубы на участке:

Стандартный диаметр трубы 273х7:

Уточненная удельная линейная потеря давления:

Проверочный расчет

Число компенсаторов на участке:

где длина участка 0-2;

предельное расстояние между неподвижными опорами
[5, стр.24].

Длина прямого участка определенная по сопротивлению эквивалентная всем местным сопротивлениям паропровода с компенсаторами, задвижками и поворотами:

где

местные сопротивления П-образных компенсаторов;

число секционирующих задвижек;

местные сопротивления задвижек;

число поворотов участка;

местные сопротивления поворотов.

Расчетное тепловое удлинение трубопровода между неподвижными опорами:

Длина вылета компенсатора, при условии, что длины спинки вылета равны:

Удлинение участка за счет длины вылетов компенсаторов:

Падение давления воды на в прямом и обратном трубопроводах сети вместе:

Или

Действительное располагаемое напор в конце ответвления (у абонента №2):

Так как , незначительно, то дроссельная шайба на данном участке не требуется.

Количество неподвижных опор на участке:

Количество скользящих опор на участке:

где расстояние между скользящими опорами [1,стр.461].

Магистральный участок 0-3 (от котельной до ответвления)

Расчетный расход воды:

Предварительный расчет

Удельная линейная потеря давления:

Внутренний диаметр трубы на участке:

Стандартный диаметр трубы 325*8:

Уточненная удельная линейная потеря давления:

Проверочный расчет

Число компенсаторов на участке:

где длина участка 0-1;

предельное расстояние между неподвижными опорами
[5, стр.24].

Длина прямого участка определенная по сопротивлению эквивалентная всем местным сопротивлениям паропровода с компенсаторами, задвижками и поворотами:

где

местные сопротивления П-образных компенсаторов;

число секционирующих задвижек;

местные сопротивления задвижек;

число поворотов участка;

местные сопротивления поворотов.

Расчетное тепловое удлинение трубопровода между неподвижными опорами:

Длина вылета компенсатора, при условии, что длины спинки вылета равны:

Удлинение участка за счет длины вылетов компенсаторов:

Падение давления воды в прямом и обратном трубопроводах сети вместе:

*

или

Располагаемое давление у источника теплоснабжения:

Располагаемое давление сетевых насосов:

где потеря давления в сетевых подогревателях [1, Приложение 19].

Количество неподвижных опор на участке:

Количество скользящих опор на участке:

где расстояние между скользящими опорами [1,стр.461].

Для построения пьезометрического графика необходимо поддерживать статический подпор, обеспечить невскипание воды при ;- это соответствует H_s-s=20 м.в.ст. [6,таблица 5.4].

Рис. 3 Пьезометрический график водяных тепловых сетей

3. Тепловой расчет сети

3.1 Расчет мощности тепловых потерь водяным теплопроводом

Потеря мощности всем теплопроводом в окружающую среду как для прямого, так и обратного трубопроводов:

гдекоэффициент местных потерь опорами и арматурой;

длины магистральных участков, ответвлений и вылетов компенсаторов:

удельная мощность тепловых потерь на участке прямого и обратного трубопроводов, выбирается из табл.П2 [5,стр25]:

- участок 0-1 Ду125мм

- участок 0-2 Ду259мм

- участок 0-3 Ду309 мм

3.2 Расчет толщины тепловой изоляции

Участок 0-1

Термическое сопротивление основного слоя изоляции на участке прямого или обратного трубопровода:

Толщина основного слоя изоляции для всех участков сети, которая обеспечит расчетную мощность тепловых потерь:

где коэффициент теплопроводности основного слоя изоляции (маты из стеклянного штапельного волокна на синтетическом связующем марок МТ-35 и МТ-50).

Участок 0-2

Термическое сопротивление основного слоя изоляции на участке прямого или обратного трубопровода:

Толщина основного слоя изоляции для всех участков сети, которая обеспечит расчетную мощность тепловых потерь:

Участок 0-3

Термическое сопротивление основного слоя изоляции на участке прямого или обратного трубопровода:

Толщина основного слоя изоляции для всех участков сети, которая обеспечит расчетную мощность тепловых потерь:



4. Расчет котельной с паровыми котлами

Исходные данные для расчета и выбора оборудования

1. Расход промышленного пара:

2. Давление и температура пара на выходе котельной:

3. Доля возврата конденсата:

4. Максимальные тепловые мощности на отопление и вентиляцию и среднесуточная на г.в.с.:

Мощность тепловых потерь в водяных сетях:

5. Расчетный расход сетевой воды на выходе из источника:

Подпитка теплосети (СП124.13330.2012,п.6.16)

Температуры сетевой воды в отопительных системах абонентов при расчетной наружной температуре:

7. Система теплоснабжения закрытая, двухтрубная.

Марка паровых котлов: ДКВР10-13-250

8. Расход воды на г.в.с.:

Расчетная принципиальная схема котельной с паровыми котлами представлена на рис.4.

Рис. 4 Принципиальная расчетная тепловая схема котельной с паровыми котлами

1-паровые котлы; 2- сетевые подогреватели (СП) ; 3- охладители конденсата; 4- деаэратор питательной воды; 5- деаэратор подпиточной воды; 6-ХВО ; 7- сепаратор непрерывной продувки котлов ;8- охладитель СНП котлов; 9-барботер; 10- подогреватель сырой воды; 11-подогреватель химочищенной воды; 12- охладитель деаэрированной воды; 13-РОУ1- промышленного пара; 14-перепускной клапан ; 15-РОУ2-пар на собственные нужды и сетевые подогреватели ;16-питательные насосы; 17- сетевые насосы; 18- подпиточные насосы ; 19- насосы аварийной подпитки сети ; 20-канализация; 21-конденсатный бак ; 22- насосы сырой воды; 23- коллектор водопроводной воды; 24- баки-аккумуляторы; 25-конденсатные насосы.



4.1 Расчет паровой части котельной

Паропроизводительность котельной определяется по формуле:

D_к= D_п+ D_сп+D_сн-(G_роу1+G_роу2),

где D_п=4,17 кг/с- расход промышленного пара ;

D_сп- расход пара на сетевые подогреватели, кг/с ;

D_сн- расход пара на собственные нужды котельной , кг/с ;

D_сн включает в себя следующие расходы пара, кг/с:

D_д1 и D_д2-к деаэраторам подпиточной и питательной воды;

D_п1 и D_п2-к подогревателям водопроводной и химочищенной воды;

D_мх =0,03* D_п =0,03*4,17=0,125 кг/с - расход пара на мазутное хозяйство;

G_РОУ1 и G_РОУ2- расход питательной воды, впрыскиваемой в пароохладитель РОУ1 промышленного пара и РОУ2 пара, идущего на собственные нужды и в сетевые подогреватели.

Определим D_сп- расход пара на сетевые подогреватели.

Расход пара на сетевые подогреватели D_сп, кг/с, определяется из уравнения теплового баланса:

=0,98- КПД сетевого подогревателя ;

- энтальпия в сетевом подогревателе, определяется по t_нас.-температуре насыщения в сетевом подогревателе, которая составляет

t_нас.=₁+t=130+10=140C, где t=10С-недогрев сетевой воды в сетевом подогревателе до температуры насыщения.

Отсюда

- энтальпия конденсата греющего пара после охладителя конденсата.

Для ее расчета вначале определим температуру обратной сетевой воды на входе в котельную:

₂*=₂-=70-=68,31С

=0,98- КПД сетевого подогревателя.

Определим энтальпию конденсата

+t)=4,19*(68,31+10)=328,12 кДж/кг

t=10С-недоохлаждение конденсата до температуры обратной сетевой воды в охладителе.

В результате

=4,03 кг/с

Температура сетевой воды, С, после охладителя конденсата находится из уравнения теплового баланса охладителя:

₂**=*₂+=68,31+=73,92С

Определим расход продувочной воды из паровых котлов:

где

- коэффициент, принимаемый в первом приближении,

Расход продувочной воды из СНП, уходящей в канализацию:

где = 830,13 кДж/кг - энтальпия продувочной воды из барабана котла (давление 1,4 МПа)

i_пр = 2683,06 кДж/кг; i_пр = 439,29 кДж/кг - энтальпии пара и кипящей воды на выходе из СНП по давлению 0,12 МПа в деаэраторе питательной воды, с которым СНП связан паропроводом

Расход вторичного пара из СНП, идущего в питательный деаэратор:

Расход водопроводной воды на входе в котельную для восполнения потерь:

Температура водопроводной воды после охладителя:

Где температура воды после охладителя, удаляемой в канализацию;

температура холодной водопроводной воды;

коэффициент теплопотерь охладителя;

температура воды, уходящей из СНП [4].

Расход пара на подогреватель водопроводной воды:

Где температура сырой воды за подогревателем перед ХВО;

энтальпии пара и конденсата за РОУ2 пара, поступающего на собственные нужды, при t=140C[4].

Расход пара на деаэратор подпиточной воды:

Где температура химочищенной воды на входе в головку деаэратора ;

энтальпии пара и конденсата в деаэраторе.

Расходы химочищенной воды на входе в головки подпиточного и питательного деаэраторов:

Расход водяного пара на подогреватель химочищенной воды, поступающей в деаэратор питательной воды:

где температура воды за ХВО.

Расход пара на питательный деаэратор:

где температура конденсата, возвращаемого с производства.

=

=0,248 кг/с

Производительность питательного деаэратора:

Уточненный расход на собственные нужды:

Расход воды, впрыскиваемой в пароохладитель РОУ1 при получении редуцированного промышленного пара:

Где энтальпия перегретого пара за котлом

при P=14 ата, t=250C;

энтальпия пара, отпускаемого на промышленные нужды при Р=1,117МПа; t=230,96C-выход из котельной

энтальпия питательной воды перед котлом.

Расход питательной воды, впрыскиваемой в пароохладитель РОУ2 при получении пара, отпускаемого на собственные нужды котельной:

где

энтальпия пара, отпускаемого на собственные нужды котельной.

Уточненная паропроизводительность котельной:

Паропроизводительность котельной, принятая предварительно:

Расхождение:

Материальный баланс котельной (паровой части):

Небаланс составляет 1,37%, что меньше 2% - расчет завершен.

4.2 Расчет водогрейной части котельной

Известно:

Определим соотношение =379/10420=0,036<0,6

Принимаем последоват. схему включения подогревателей воды на г.в.с.

Температура обратной сетевой воды после ЦТП на входе в котельную при температуре наружного воздуха :

₂*=₂-=70 -=68,31С

Минимальный расход воды через насосы рециркуляции [5,стр.95]:

Общий расход сетевой воды:

Тепловая мощность водогрейной части котельной:

4.3 Температурный график

Рассматриваем центрально-качественное регулирование (

Для построения графика зададим ряд значений температур наружного воздуха от до и вычислим температуры теплоносителя для каждого значения температуры наружного воздуха:

Температура в прямой сети за второй ступенью подогрева воды для г.в.с. на ЦТП:

Температура за отопительными приборами:

Температура в прямой сети на выходе из котельной:

где температура воды на г.в.с. после I ступени.

Температура воды в обратном трубопроводе тепловой сети на входе в источник теплоснабжения:

Температура смешанной воды, поступающей в отопительные установки абонентов:

Расчет для других значений температур наружного воздуха делается аналогично. Результаты расчета представлены в таблице 4.1.

Таблица 4.1

Среднесуточная тепловая мощность на г.в.с. по абонентам

8	44,70	32,93	22,93	45,68	32,38	37,83
0	62,58	41,41	31,41	63,30	40,60	50,23
-5	73,27	46,21	36,21	73,85	45,25	57,48
-10	83,69	50,75	40,75	84,13	49,65	64,48
-15	93,91	55,09	45,09	94,21	53,86	71,56
-20	103,97	59,26	49,26	104,15	57,90	77,89
-25	113,88	63,29	53,29	113,93	61,81	84,37
-30	123,68	67,21	57,21	123,61	65,61	90,74
-33	129,5	69,5	59,5	129,36	67,83	94,5

По рассчитанным температурам теплоносителя строим температурный график (рис.4). Срезка температуры в прямой сети на уровне 70С необходима для подогрева водопроводной воды для ГВС на ЦТП.

Рис. 4 Температурный график центрально-качественного регулирования

5. Выбор основного и вспомогательного оборудования котельных

Категория котельной - II (резервные котлы не предусматриваем).

1. Число паровых котлов:

где паропроизводительность котельной;

номинальная паропроизводительность котла DКВР-10-13,

2. Выбор питательного деаэратора:

Выбираем деаэратор атмосферного типа с охладителем выпара и устанавливаем его на высотную отметку равную 6 метрам.

3. Выбор подпиточного деаэратора:

Выбираем деаэратор атмосферного типа с охладителем выпара .

4. Охладитель непрерывной продувки:

Тепловая мощность ОНП:

Температурный напор в ОНП:

где:

Коэффициент теплопередачи в ОНП:

где:

Поверхность теплообмена ОНП:

Исходя из поверхности теплообмена выбираем из стандартного ряда водо-водяных теплообменников ОНП: (односекционный, поверхность нагрева одной секции 0,66 ).

5. Подогреватель сырой воды:

Тепловая мощность ППВ:

Температурный напор в ППВ:

где:

Коэффициент теплопередачи в ПВВ:

где:

Поверхность теплообмена ППВ:

В качестве ПХОВ принимаем пластинчатый теплообменник " Alfa Laval " серии TS-M с поверхностью теплообмена 0,7 .

6. Подогреватель ХОВ:

Тепловая мощность ПХОВ:

Температурный напор в ПХОВ:

где:

Коэффициент теплопередачи в ПХОВ:

где:

Поверхность теплообмена ПХОВ:

В качестве ПХОВ принимаем пластинчатый теплообменник " Alfa Laval " серии TS-M с поверхностью теплообмена 0,7 .

7. Сетевые подогреватели:

Тепловая мощность сетевого подогревателя:

Температурный напор в СП:

где:

Коэффициент теплопередачи в СП:

где:

Общая поверхность теплообмена СП:

При количестве сетевых подогревателей z_cп=4 поверхность теплообмена одного подогревателя составляет F_сп=237,5/4=59,4 м²

Принимаем сетевые подогреватели ПП1-76-7-II в количестве 4 х - без резерва ОСТ 108.271.105-76 Поверхность теплообмена одного подогревателя F=76,8 м²; общая F=307,2 м².

8. Охладитель конденсата:

Тепловая мощность охладителя конденсата:

Температурный напор в охладителе конденсата:

где:

Коэффициент теплопередачи в охладителе конденсата:

где:

Поверхность теплообмена охладителя конденсата:

Исходя из поверхности теплообмена выбираем из стандартного ряда
водо-водяных теплообменников для охлаждения конденсата:

( двухсекционный, поверхность нагрева одной секции 3,58 ).

9. Охладитель деаэрированной воды

Тепловая мощность ОДВ:

Температурный напор в ОДВ:

Найдем температуру деаэрированной воды после ОДВ, составив уравнение теплового баланса:

Откуда

Коэффициент теплопередачи в ОДВ:

где:

Поверхность теплообмена ОДВ:

Исходя из поверхности теплообмена выбираем из стандартного ряда
водо-водяных теплообменников ОДВ: ( трехсекционный, поверхность нагрева одной секции 1,88 ).

10. Конденсатные баки:

Устанавливаем 2 конденсатных бака. Емкость каждого равняется получасовому расходу возвращаемого конденсата:

Принимаем 2 конденсатных бака V=16 м³ ; Р_р0,02 МПа ТПР 903-3-04С.91

11. Баки-аккумуляторы:

Устанавливаем 2 бака-аккумулятора для создания резерва подпиточной воды тепловых сетей. Емкость каждого равняется 20-минутной производительности подпиточного деаэратора:

Принимаем 2 вертикальных бака-аккумулятора V=1,6 м³

12. Сетевые насосы:

Из гидравлического расчета теплосети напор сетевых насосов:

http://www.esbk.ru/catalogs/ED_00_ESBK/Katalog_ESBK_nasos.pdf

Выбираем сетевые насосы (3 шт.): (2 рабочих+1 резервный)

Рабочая зона: подача 65…140 м³/ч; напор 68…84 м.

13. Подпиточные насосы:

Из пьезометрического графика (рис.2) напор подпиточных насосов:

Подача (расход) подпиточной воды:

В качестве подпиточных насосов выбираем насосы марки (3 шт.):

(2 рабочих+1 резервный)

Рабочая зона: подача 1…3 м³/ч; напор 70…89 м.

14. Питательные насосы:

Напор питательных насосов:

Производительность одного питательного насоса:

Количество рабочих насосов примем с целью предотвращения перегрева электродвигателя в период снижения теплопотребления и уменьшения нагрузки на паровой котел (тогда лучше дополнительные насосы иметь в резерве, чем работать одному насосу с пониженной подачей).

В качестве питательных насосов выбираем центробежные секционные насосы (4 шт.):

Рабочая зона: подача 11…15 м³/ч; напор 137…141 м.

15. Насосы аварийной подпитки тепловых сетей:

По аналогии с подпиточными насосами выбираем насосы марки (3 шт.):

16. Конденсатные насосы:

Напор конденсатных насосов:

Производительность конденсатных насосов:

В качестве конденсатных насосов выбираем насосы типа "КС" (2 шт.):

(1 рабочий+1 резервный)

Рабочая зона: подача 22…65 м³/ч; напор 10…22 м.

17. Насосы сырой воды:

Напор насосов сырой воды:

Производительность:

В качестве насосов сырой воды выбираем насосы типа "ВК" (2 шт.):

(1 рабочий+1 резервный)

Рабочая зона: подача 6…8 м³/ч; напор 19…35 м.

18. Сепаратор непрерывной продувки:

где допустимое напряжение парового объема.

Выбираем сепаратор непрерывной продувки (1 шт.):

19. Дымовая труба:

Высота дымовой трубы, обеспечивающая рассеяние и доведение концентрации вредных выбросов в приземном слое атмосферы до предельно допустимой рассчитывается по формуле:

где

[8], п.5.3, Приложение 2, табл.1,п.4 (104,28 восточной долготы Иркутска западней 108)

[8], Приложение 2, табл.2-отсутствие очистки выбросов

число труб;

количество оксидов азота, выбрасываемого в атмосферу;

объемный расход продуктов сгорания из дымовой трубы от всех котлов;

концентрация оксидов азота в продуктах сгорания;

предельно допустимая концентрация оксидов азота в атмосферном воздухе.

· Работа на газе:

Расход топлива на все котлы:

Где энтальпия перегретого пара за котлом

при P=14 ата, t=250C; t_s=195,04C- температура пароводяной смеси в барабане котла при P=14 ата.

Объемный расход дымовых газов:

Для природного газа (Уренгой - Сургут-Челябинск)

количество продуктов сгорания, образующихся при сжигании 1 природного газа.[2],таб.XIII, стр.162;

=1,3- коэффициент избытка воздуха

Количество оксидов азота выбрасываемого в атмосферу:

Где t_мах=24,7С-средняя максимальная температура воздуха наиболее теплого месяца г. Иркутска [9, табл.4.1, столбец 5, стр.33]

· Работа на мазуте М-100 (:

Расход топлива на все котлы:

Объемный расход дымовых газов:

где количество продуктов сгорания, образующихся при сгорании 1 мазута;9,8-объем воздуха, необходимый для сжигания 1 кг мазута.

Количество оксидов азота выбрасываемого в атмосферу:

Количество оксида серы выбрасываемого в атмосферу:

( см. расчет при работе на газе)

Принимаем высоту трубы по большей высоте в большую сторону округления до стандартного ряда труб:

(СП 43.13330.2012, таблица 15, п.9.4.7.)



Вывод

В ходе проделанной работы по исходным данным:

a) местонахождение источника тепловых сетей и абонентов (район г. Иркутска);

b) по характеристике потребителей тепла (промышленный пар, г.в.с., отопление и вентиляция);

c) по типу источника тепловых сетей (основного оборудования);

d) по виду натурального топлива.

Был произведен:

a) расчет тепловой мощности потребления абонентов (сезонная и круглогодичная нагрузка);

b) гидравлический расчет тепловых сетей;

c) расчет тепловой схемы источника тепловых сетей;

d) составлен температурный график регулирования тепловой мощности в зависимости от ;

e) выбрано количество основного оборудования, количество и тип вспомогательного.

С учетом тепловых потерь при транспортировке теплоносителя и расходом пара на собственные нужды для обеспечения данных абонентов в районе города Иркутска требуется установленная мощность паровой котельной I категории (3 котла )

6950	3290	379			149,27	85,613



Библиографический список

1. Соколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети: Учебник для вузов. 7 изд. стереот. М.: Издательство МЭИ, 2001. 472 с.

2. Тепловой расчет котлов (Нормативный метод). Издание 3-е, переработанное и дополненное. М.: Издательство НПО ЦКТИ, СПб, 1998. 260 с.

3. Роддатис К.Ф., Полтарецкий А.Н. Справочник по котельным установкам малой производительности / Под ред. К.Ф. Роддатиса. М.: Энергоатомиздат, 1989. 488 с.

4. Александров А.А, Григорьев Б.А. Таблицы теплофизических свойств воды и водяного пара: Справочник. Рек. Гос. службой стандартных справочных данных. М.: Издательство МЭИ, 1999. 168 с.

5. Дубинин А.М. Промышленные теплоэлектроцентрали (ТЭЦ): Методические указания к курсовому проекту по дисциплине "Источники и системы теплоснабжения промпредприятий". Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 1994. 19 с.

6. Дубинин А.М. Теплоснабжение промышленных предприятий: Методические указания к курсовому проекту по дисциплине "Источники и системы теплоснабжения промпредприятий" / сост. А.М. Дубинин. 2-е изд. стереотип. Екатеринбург: 2009. 28 с.

7. Дубинин А.М. Производственные и отопительные котельные: Методические указания к курсовому проекту по дисциплине "Источники и системы теплоснабжения промпредприятий / сост. А.М. Дубинин. 2-е изд. стереотип. Екатеринбург: 2009. 19 с.

8. Методы расчета рассеивания выбросов вредных(загрязняющих) веществ в атмосферном воздухе.Утверждены приказом Минприроды России от 06.06.2017 №273 ( взамен ОНД-86).

9. СП131.13330.2012 Строительная климатология. Актуализированная редакция СНиП 23-01-99* (с изм. N 1, 2).

10. СП61.13330.2012 Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов Актуализированная редакция СНиП 41-03-2003 (с изм. N 1).

Размещено на Allbest.ru