Теплоснабжение района города от котельной
Тепловая нагрузка жилого района, график подачи теплоты, годовой запас условного топлива. Выбор вида теплоносителей и их параметров, системы теплоснабжения, метода регулирования. Расход сетевой воды по объектам и в сумме. Выбор необходимого оборудования.
Рубрика | Физика и энергетика |
Вид | курсовая работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 12.01.2014 |
Размер файла | 3,2 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Расчётно-пояснительная записка
к курсовому проекту
Теплоснабжение района города от котельной
Введение
Промышленные предприятия и жилищно-коммунальный сектор потребляют большое количество теплоты. Поставщиком этой энергии служат теплоэлектроцентрали, а также производственные и отопительные котельные.
Истощение топливно-энергетических ресурсов планеты и ухудшение экологической обстановки, медленно, но верно приводит к пересмотру отношения к проектированию и эксплуатации крупных энергетических объектов. И основным направлением этого пересмотра является внедрение повсеместного энергосбережения. Реализуется этот подход главным образом в нормах и правилах, а также в ценах на топливно-энергетические ресурсы (ТЭР).
Учитывая вышесказанное, котельным все сложнее обеспечить бесперебойное и качественное теплоснабжение предприятий и потребителей жилищно-коммунального сектора, как оно должно бы быть. Поэтому всё большее внимание обращается на качество работы котлоагрегатов и рациональное проектирование тепловых схем котельных, которое включает в себя экономичность и возможность работать в нестандартных условиях.
Целью данного курсового проекта является ознакомление с методиками расчета теплоснабжения от паровой котельной. Немаловажным также является ознакомление с существующими ГОСТ-ами, Нормами и правилами(СНиП), Сводами Правил и прочей нормативной документацией касающимися теплоснабжения, а также знакомство с типовым оборудованием тепловых сетей и котельных.
В данном проекте будет сделана попытка просчитать снабжение теплом жилого района города и промышленного предприятия. При этом планируется затронуть все технические аспекты такого снабжения, начиная от проектирования нагрузок и гидравлики сети и заканчивая расходом сырой воды на производство одного ГДж тепла.
Проект носит учебный характер поэтому предусматривает расчет тепловой схемы котельной только в максимальном зимнем режиме. Остальные режимы тоже будут затронуты, но косвенно.
1. Расчет зависимостей подачи теплоты от изменения температуры наружного воздуха
теплоснабжение топливо теплоноситель котельная
Для определения величины годового запаса топлива в условных единицах необходимо знать величину расчетного годового потребления теплоты, для обеспечения которого проектируется котельная.
Годовое потребление состоит из расходов на отопление, вентиляцию, горячее водоснабжение (ГВС) и технологию. Они, в свою очередь, складываются из теплопотреблений отдельных объектов теплоснабжения и по характеру протекания во времени подразделяются на сезонные и круглогодичные. Сезонные нагрузки сильно зависят от климатических условий (в нашем случае основным условием будет являться температура наружного воздуха). К сезонным относятся нагрузки отопления и вентиляции. Круглогодичные - фактически не зависят от климатических условий, таковыми являются нагрузки горячего водоснабжения (ГВС) и технологические.
В нашем проекте два объекта теплоснабжения: промышленное предприятие и жилой район. Расход теплоты промышленным предприятием нам задан, а величина теплопотребления в жилых районах нуждается в определении.
Для расчета нам потребуются климатические сведения по городу - местоположению котельной (г. Оренбург) из [Методичка], таблица П5:
Таблица П5. Климатические параметры холодного периода года
Город |
Температура воздуха наиболее холодных суток, °С |
Средняя месячная температура наиболее холодного месяца, °С |
Продолжительность, сут, и средняя температура воздуха, °С, периода со средней суточной температурой воздуха |
||||
<8°C |
<10°C |
||||||
Продолжительность |
Средняя тем -пература |
Продолжите -льность |
Средняя тем -пература |
||||
Оренбург |
-31 |
-14,8 |
202 |
-6,3 |
215 |
-5,4 |
1.1 Тепловая нагрузка жилого района. График подачи теплоты
Ввиду недостаточного количества сведений об этом объекте теплоснабжения, расчет будем вести по нормативным укрупненным формулам, в порядке согласном с [СНиП 41-02-2003]. По окончании расчетов построим график зависимости тепловой нагрузки жилых районов от температуры наружного воздуха.
Нагрузка на отопление
Максимальный тепловой поток на отопление жилых и общественных зданий:
(1.1)
(1.2)
где укрупненный показатель максимального теплового потока на отопление жилых зданий на общей площади, принимаем по таблице П3 из [методичка]. Этажность зданий составляет 5 этажей и более. Здания возведены после 1985 года;
F - жилая площадь, м2;
коэффициент, учитывающий расход теплоты на отопление общественных зданий, .
.
Тогда максимальный тепловой поток на отопление района:
;
Нагрузка на вентиляцию
Максимальный тепловой поток на вентиляцию общественных зданий:
(1.3)
где коэффициент, учитывающий расход теплоты на вентиляцию общественных зданий, принимается равным 0,6 для зданий постройки после 1985 года;
Fж - площадь общественных зданий, м2.
Тогда максимальный тепловой поток на отопление по району:
МВт.
Нагрузка на горячее водоснабжение
Средний тепловой поток на горячее водоснабжение жилых и общественных зданий:
(1.4)
где Nж - число жителей в районе;
а - норма расхода горячей воды на одного жителя, л/сут, в соответствии с [СНиП 2.04.01- 85*] принимается по таблице П4;
nc - длительность подачи теплоты. Организуем круглосуточную подачу, то есть nc=24часа•60мин•60сек=86400с/сут;
в - норма расхода горячей воды, потребляемой в общественных зданиях при температуре 55°С, принимаемой в размере 25 л/сут на одного человека или по укрупненному показателю среднего теплового потока на горячее водоснабжение на одного человека qгв,Вт/чел, принимаемого по [СНиП 2.04.01- 85*];
- температура холодной воды, °С, при отсутствии данных принимаем равной 5°С;
Максимально - часовой тепловой поток на горячее водоснабжение жилых и общественных зданий:
(1.5)
Тогда тепловые нагрузки на ГВС:
;
;
.
Тепловые нагрузки по району при расчетной температуре
Отопление: ;
Вентиляция: МВт;
ГВС средние:
ГВС максимальные: .
1.2 График зависимости тепловой нагрузки жилого района от температуры наружного воздуха
теплоснабжение топливо теплоноситель котельная
На графике существуют две зоны: зимнего (отопительного) и летнего (неотопительного) периода, характер тепловых нагрузок в которых принципиально различен. Граница между зонами находится на отметке в +10°С. Графики будем строить для первого жилого района и промышленного предприятия.
В летний период присутствуют постоянные нагрузки на ГВС:
, МВт (1.6)
где tлx - температура холодной воды, для летнего периода, принимаем по [1], tлx=15°С.
Тогда нагрузка на ГВС: 6,218 МВт
В зимний период присутствуют постоянная нагрузка - на ГВС и переменные (зависящие от температуры наружного воздуха) - на вентиляцию и отопление:
(1.7)
(1.8)
(1.9)
где tпом - средняя температура внутреннего воздуха отапливаемых помещений, принимаемая для жилых и общественных зданий равной 18°С, а для производственных 16°С.
tтек - текущая температура наружного воздуха;
tнрО - расчетная температура наружного воздуха для целей отопления. Ввиду используемых нами укрупнений эта температура совпадает с аналогичной для вентиляции, то есть tнрО = tнрВ = tнр = -31°С, хотя на практике tнрО обычно ниже tнрВ.
Тогда:
Теперь можно строить график тепловой нагрузки по жилому району:
Таблица 1. Жилой район
tн, °С |
10 |
0 |
-10 |
-20 |
-30 |
-31 |
|
QO МВт |
6,75 |
15,18 |
23,61 |
32,04 |
40,47 |
41,313 |
|
QВ МВт |
1,275 |
2,855 |
4,435 |
6,015 |
7,595 |
7,753 |
|
QУ МВт |
15,798 |
25,808 |
35,818 |
45,828 |
55,838 |
56,839 |
Для удобства дальнейших расчетов приведем уравнение полной тепловой нагрузки котельной:
Летний режим:
Зимний режим:
МВт.
1.3 Расчет годового расхода теплоты. Построение графика расхода теплоты в зависимости от времени стояния температуры наружного воздуха
Для построения графика Россандера (см. ниже) нам потребуются данные о длительности периодов с различными температурами в нашем (расчетном) городе, от них зависит длительность работы системы теплоснабжения с различными нагрузками. Такие сведения предоставит [методичка], таблица П6:
Таблица П6. Число часов за отопительный период со среднесуточной температурой наружного воздуха, равной и ниже данной (для ориентировочных расчетов)
Город |
Температура наружного воздуха, °С |
|||||||||||
Ниже -45 |
-40 |
-35 |
-30 |
-25 |
-20 |
-15 |
-10 |
-5 |
0 |
+8 |
||
Оренбург |
?? |
? |
5 |
35 |
166 |
500 |
1060 |
1810 |
2640 |
3770 |
4820 |
Среднесуточная температура равная и меньшая t «держится» n часов отопительного периода. Как видно из таблицы часы стояния температур даны накопительно. То есть длительность отопительного периода по этим данным составляет 200,83 дней. Расхождение с данными [методички] незначительно. На основе данных таблицы строится график продолжительности тепловой нагрузки (график Россандера). Приведем его на рисунке 1.3.
Годовой расход теплоты определяется по следующей формуле:
(1.10)
Слагаемые в ней представляют собой расходы на определенный вид теплопотребления. Зимние нагрузки будем приводить к среднесуточной температуре tср. Расчет ведем по полученным ранее формулам:
Отопление:
(1.11)
где tср - средняя температура воздуха в отопительный период, tср= -6,3°С.
n0 - продолжительность отопительного периода, n0= 200,83дн.=17352000 сек.
Вентиляция:
1.12)
Технологическая нагрузка:
(1.13)
Нагрузка на ГВС (закрытая система):
(1.14)
По формуле (1.10) определим количество МДж потребляемых в году:
Сводная таблица результатов
Сведем в таблицу результаты расчетов, которые нам понадобятся в следующих главах. К таковым относятся тепловые нагрузки в отопительный период при расчетной температуре:
Таблица 1.1. Сводная таблица тепловых нагрузок
Показатель |
Жилой район |
Промышленное предприятие |
Всего Ж.Р.+П.П. |
|
41,325 |
15 |
56,325 |
||
4,959 |
3,8 |
8,759 |
||
7,773 |
5 |
12,773 |
||
0,000 |
7,5 |
7,5 |
||
Всего |
54,057 |
31,3 |
85,357 |
1.4 Годовой запас условного топлива
Считается по следующей формуле:
где - низшая рабочая теплота сгорания условного топлива, .
з - КПД источника теплоснабжения, з=0,9.
Тогда:
2. Выбор вида теплоносителей и их параметров
Так как выбор вида и параметров теплоносителей должен производиться на основании технико-экономических расчетов, которые в данном курсовом проекте не производятся, то зададимся ими, самостоятельно исходя и придерживаясь требований и рекомендаций соответствующей справочной литературы.
2.1 Выбор видов теплоносителей
В соответствии со СНиП 14.02 - 2007 в системах центрального теплоснабжения для отопления, вентиляции и горячего водоснабжения жилых, общественных и производственных зданий в качестве теплоносителя следует, как правило, применять воду.
Применение для промышленных предприятий в качестве единого теплоносителя пара для технологических процессов, отопления вентиляции и горячего водоснабжения допускается при технико-экономическом обосновании.
Расчеты показывают, что сравнительная экономичность парового и водяного теплоносителя зависят от дальности подачи теплоты. В большинстве случаев при одноступенчатой схеме подогрева воды на ТЭЦ водяная система оказывается экономичнее паровой, если дальность подачи теплоты превышает 2,0-2,5 км.
При центральном теплоснабжении от котельных сравнительная эффективность паровых систем увеличивается, так как в этом случае падение давления пара в трубопроводах не вызывает уменьшения выработки энергии по теплофикационному циклу; при водяных же системах затраты энергии на перекачку теплоносителя существуют независимо от выбора схемы теплоснабжения.
Исходя из перечисленных выше соображений, примем следующие виды теплоносителей:
· для технологических процессов - пар;
· для систем отопления и вентиляции промпредприятия - горячая вода;
· для жилищно-коммунальных услуг - горячая вода.
2.2 Выбор параметров теплоносителей
Серьезное значение имеет правильный выбор параметров теплоносителя. Выбор расчетных температур теплоносителя в водяных системах теплоснабжения является сложным вопросом, в значительной мере определяющим экономичность использования всех основных элементов системы (источников, тепловых сетей и приемников теплоты).
Действительно, повышение расчетной температуры подаваемой воды (ф01) увеличивает расчетную разность температур в прямой и обратной магистрали и сокращает требуемый расход теплоносителя. Так для температурного графика при подведении определенного количества теплоты потребуется транспортировать воды в 3,3 раза меньше, а при в 5,2 раза меньше, чем для графика Это позволяет уменьшить диаметр трубопровода и сократить расходы электроэнергии на перекачку воды, что подчеркивает экономическую целесообразность применения теплоносителя с повышенными параметрами в системах центрального теплоснабжения.
Выбор оптимального значения расчетных температур для сетевой воды в централизованных системах теплоснабжения с источником ТЭЦ является комплексной технико-экономической задачей, при решении которой должны учитываться следующие основные факторы:
· Изменения в расходе топлива, связанные с изменением выработки на ТЭЦ электроэнергии по теплофикационному циклу.
· Изменения максимального расхода теплоты от котельной ТЭЦ.
· Изменения затрат по тепловым сетям и расхода электроэнергии на перекачку воды.
· Изменения затрат по теплоиспользующим аппаратам.
При теплоснабжении от котельных рационально выбирать высокие параметры теплоносителя, допустимые по условиям техники транспорта теплоты по сети и использования ее в абонентских установках [соколов е я]. В качестве расчетного температурного графика примем 130/70.
Параметры пара на источнике принимаем с учетом потерь давления и температуры при транспортировке:
· Давление пара
· Температура перегретого пара .
3. Выбор системы теплоснабжения
Основное значение любой системы теплоснабжения состоит в обеспечении потребителей необходимым количеством теплоты требуемого качества.
При выборе системы теплоснабжения учитываются технические и экономические показатели по всем элементам: источники теплоты, сети, абонентским установкам.
В данном курсовом проекте необходимо выбрать систему теплоснабжения для промышленного предприятия и жилого района. Наиболее рациональным является выбор централизованной системы теплоснабжения, т.к. с уменьшением числа источников теплоснабжения, повышается экономичность выработки теплоты и снижаются начальные затраты и расходы по эксплуатации источников теплоснабжения.
В качестве источника централизованного теплоснабжения принимаем производственно отопительную котельную, обеспечивающую теплотой промышленное предприятие и жилой район. Выбор связан с тем, что применение экономически более выгодно источника теплоты - теплоэлектроцентрали невозможно ввиду небольших тепловых и электрических нагрузок. Котельная будет покрывать нужды отопления, вентиляции и горячего водоснабжения жилого района и промышленного предприятия, кроме того, она будет отпускать пар на технологические нужды предприятия.
В зависимости от числа трубопроводов, используемых для теплоснабжения данной группы потребителей, водяные системы делятся на одно-, двух-, трех- и многотрубные. В данном курсовом проекте выбираем двухтрубную водяную систему, в которой тепловая сеть состоит из трубопроводов: подающего и обратного. По подающему трубопроводу горячая вода подводится от станции к абонентам, по обратному трубопроводу охлажденная вода возвращается к котельной. Эти системы по сравнению с многотрубными требуют меньших начальных вложений и дешевле в эксплуатации.
Водяные системы теплоснабжения применяются: закрытые и открытые. Выбираем закрытую систему теплоснабжения, в ней сетевая вода используется только в качестве теплоносителя, но из сети не отбирается. Преимущество закрытой системы - гидравлическая изолированность водопроводной воды, поступающей в установки горячего водоснабжения, от воды, циркулирующей в тепловой сети. Обеспечивается стабильное качество горячей воды, поступающей в установки горячего водоснабжения, такое же как качество водопроводной воды.
В зависимости от характера тепловых нагрузок абонента и режима тепловой сети выбираются схемы присоединения абонентских установок к тепловой сети. Присоединение нагрузки ГВС - независимое. Для отопления принимаем зависимую схему присоединения отопительных установок с элеваторным смещением. Основными преимуществами элеватора как смесительного устройства являются простота и надежность работы. В условиях эксплуатации элеватора не требует постоянного обслуживания. Достоинства закрытой схемы - это простота и дешевизна, и при этом может быть получен несколько больший перепад температур сетевой воды в абонентской установке. Увеличение перепада температур воды уменьшает расход теплоносителя в сети, что может привести к снижению диаметров сети и экономии на начальной стоимости тепловой сети и на эксплуатационных расходах.
Все, два вида нагрузки присоединяем к тепловой сети. То есть расход теплоносителя будет складываться из суммы его расходов на отдельные виды нагрузки. Все необходимое для работы оборудование, по возможности, будем располагать в групповых тепловых пунктах (ГТП). Что благоприятно скажется на уровне шума и упростит обслуживание установок. Принципиальная схема такого ГТП приведена на рис. 3.1.
Рисунок 3.1 Принципиальная схема ГТП: 1 воздухораспределитель; 2 калорифер; 3 регуляторы расхода (по давлению и температуре); 4 воздухозаборник; 5 воздушник; 6 стояки водоразборных кранов; 7 нагревательные приборы; 8 элеватор; 9 моделирующее устройство (импульс температуры наружного воздуха); 10 регулируемый циркуляционный насос; 11 циркуляционный насос; 12 бак-аккумулятор; 13 ЦБ вентилятор; 14 обратный клапан; 15 подогреватель ГВС.
Для теплоснабжения промышленного предприятия принимаем паровую централизованную схему, она должна включать в себя систему сбора и возврата конденсата.
Паровую систему предусматриваем однотрубную с возвратом конденсата. Пар по паровой сети транспортируется к тепловым потребителям. Конденсат возвращается от потребителя в котельную по конденсатопроводу. На случай аварийной ситуации предусматриваем резервную подачу пара в сеть через редукционно - охладительную установку. Сбор конденсатора от теплоприемников и возврата его к источнику теплоты имеют важное значение для надежности работы котельной установки и для экономии теплоты и общей экономичности системы теплоснабжения в целом. Систему сбора и возврата конденсата принимаем закрытую.
Технологические потребители к паровым системам теплоснабжения присоединяются непосредственно; системы горячего водоснабжения и отопления присоединяются либо через пароводяной подогреватель, либо через струйный подогреватель.
4. Выбор метода регулирования. расчет и построение температурного графика
Этот раздел предусматривает определение графика изменения температур в подающем и обратном трубопроводах в зависимости от температур наружного воздуха.
Исходные данные для расчета:
1. температура теплоносителя в подающем трубопроводе, °С. Принято
2. температура теплоносителя в обратном трубопроводе, °С. Принято
3. температура после абонентского ввода по [1], °С. Для зависимых систем
4. температура воздуха внутри помещения по [2],°С. Принимаю расчетную температуру внутри помещения .
5. расчетная температура наружного воздуха в целях отопления по [2],°С. Для города Оренбург .
4.1 Метод регулирования тепловой нагрузки
Как известно, регулирование тепловой нагрузки возможно в различных точках тепловой сети (центральное, групповое, местное, индивидуальное). Для обеспечения высокоэффективного теплоснабжения необходимо регулировать отпуск как минимум на трех уровнях, обязательно включая индивидуальный. Однако таких подробностей в нашем проекте рассматриваться не будут. Примем в качестве метода регулирования центральный качественный метод регулирования.
Центральный качественный метод представляет собой регулирования отпуска теплоты за счет изменения температуры теплоносителя на входе в систему (при неизменном расходе теплоносителя) и может обеспечить более стабильный тепловой режим, нежели количественный метод. Однако при этом возрастает потребление электроэнергии на питание насосов, связанное с постоянным расходом теплоносителя. Качественное регулирование возможно не на всем промежутке температур отопительного периода, это связано с условиями горячего водоснабжения. По [9] для закрытой системы теплоснабжения температура в местах водозабора должна быть не менее 50°С, в связи с этим [3] требует температуру воды в подающем трубопроводе не менее 70°С (резерв, видимо, учитывает падение температуры воды в местных коммуникациях и в теплообменнике ГВС). В проекте примем температуры воды в местах водозабора .
Теперь определимся со схемой присоединения абонентов. Независимое присоединение нагрузки ГВС уже принято, так как выбран закрытый тип системы теплоснабжения. Для отопления принимаем зависимую схему согласно с рекомендациями [3]. Исходим при этом из следующих соображений:
1. Зависимая схема дешевле и проще (в регулировании и расчете);
2. Наш температурный график (130/70) обуславливает максимальное давление воды в сети около 4 атмосфер, тогда как допустимое давление в самых распространённых в РФ отопительных приборах (чугунных радиаторах) 6 атмосфер. То есть жесткая гидравлическая связь сети с приборами, являющаяся основным недостатком зависимой схемы, работе нашей сети не помешает.
4.2 Регулирование отпуска тепла. Построение температурного графика
В основу центрального качественного регулирования положен закон изменения отопительной нагрузки от температуры наружного воздуха [3].
Для расчета температур в отопительных системах с зависимым присоединением следует использовать следующие выражения:
а) температура сетевой воды перед отопительной системой
о1 = tвр + t/o Qo0,8+ ( /o - /о /2)Qo, (4.1)
где /o расчетный перепад температур в тепловой сети;
/o = /o -/o2; (4.2)
б) температура воды на выходе из отопительной системы
о2 = tвр + t/o Qo0,8- /о /2Qo. (4.3)
в) температура воды после смесительного устройства (элеватора)
о3 = tвр + t/o Qo0,8 +/0 /2Qo, (4.4)
где t/o расчетная разность температур в отопительных приборах, оС;
t/o = 0,5 (/о3 - /о2) - tвр; (4.5)
/0 расчетный перепад температур теплоносителя в отопительных приборах; /0 = /о3 + /о2;
Qo относительная тепловая нагрузка; Qo = Qo /Q/o.
По уравнениям (4.1), (4.3), (4.4) для текущих температур наружного воздуха в диапазоне 8 (или10) tн tнр (пять, шесть значений) определяются температуры воды о1, о2, о3 и строится температурный график = f (tн) (рис. 4.1).
График температур (рис. 4.1) в подающем трубопроводе тепловой сети имеет вид ломаной линии (температура наружного воздуха в точке излома tн = tнти).
Таблица 4.1 Данные для построения графика температур.
tн, 0С |
8 |
0 |
-10 |
-20 |
-30 |
-31 |
|
Q0отн, МВт |
0.1633 |
0.3673 |
0.5714 |
0.7755 |
0.9796 |
1 |
|
ф01, 0C |
70 |
70 |
86.365 |
107.47 |
127.98 |
130 |
|
ф02, 0C |
45 |
45 |
52.079 |
60.936 |
69.2 |
70 |
|
ф03, 0C |
55 |
55 |
66.365 |
80.323 |
93.69 |
95 |
Рис.4.1. Температурный график регулирования отпуска теплоты
4.3 Подрегулирование системы горячего водоснабжения
Для того чтобы выполнить подрегулирование системы горячего водоснабжения необходимо определить следующие параметры (методика расчета взята в соответствии с [3]).
Расчет водяного эквивалента воды на горячее водоснабжение , кВт/К:
,
где - средняя нагрузка на горячее водоснабжение,
- температура воды в подающем трубопроводе в точке излома (по рис. )
- температура воды в обратном трубопроводе в точке излома (по рис. )
Расчет водяного эквивалента водопроводной воды, кВт/К:
,
где - максимальная нагрузка на горячее водоснабжение,
- температура горячей воды,
- температура холодной воды,
Расчетный средний температурный напор для подогревателя системы горячего водоснабжения:
Параметр секционного водоводяного подогревателя:
Задаемся произвольным значением температуры греющей воды на выходе из подогревателя системы горячего водоснабжения .
Расчет следующих величин ведем при , тогда
Значение водяного эквивалента сетевой воды для полученных температур , МДж/с·:
Из совокупности водяных эквивалентов выбираем меньший и больший водяные эквиваленты. Сравниваем и . , следовательно
Рассчитываем безразмерную удельную тепловую нагрузку секционного подогревателя:
Рассчитываем фактическую тепловую нагрузку горячего водоснабжения:
Определяем фактическую температуру сетевой воды на выходе из подогревателя горячего водоснабжения:
Определяем расход сетевой воды на подогреватель горячего водоснабжения:
Табл.4.2. Результаты определения фактической температуры горячей воды
Параметры |
Температура наружного воздуха |
|||||||||
-31 |
-30 |
-25 |
-20 |
-15 |
-10 |
-5 |
0 |
8 |
||
33.17 |
33.35 |
33.46 |
33.49 |
33.43 |
33.28 |
33.05 |
32.73 |
32.31 |
||
0.806 |
0.79 |
0.77 |
0.75 |
0.72 |
0.69 |
0.65 |
0.59 |
0.43 |
||
11410 |
11410 |
11420 |
11440 |
11480 |
11550 |
11680 |
11910 |
12890 |
||
23.31 |
25.7 |
28.68 |
32.47 |
37.49 |
44.45 |
54.76 |
71.72 |
147.12 |
Рис.4.2. График фактической температуры горячей воды.
4.4 Расчет расхода воды из тепловой сети на вентиляцию и температуры воды после систем вентиляции
Расчет водяного эквивалента воздуха на вентиляцию :
Расчет водяного эквивалента воды , :
Выбираем из полученных значений и меньшее. .
Средний температурный напор:
Основной режимный коэффициент калорифера :
Безразмерный коэффициент б (расчет произведем при ):
Коэффициент калорифера в:
Решаем уравнение относительно отношения :
,следовательно
Находим расход сетевой воды через калорифер:
Рассчитываем текущую тепловую нагрузку на вентиляцию (расчет произведем при ):
Температура сетевой воды после калорифера:
Таблица 4.3. Результат определения фактической температуры воды
Расчетный параметр |
Температуры наружного воздуха, |
|||||||||
-31 |
-30 |
-25 |
-20 |
-15 |
-10 |
-5 |
0 |
8 |
||
103,57 |
95,89 |
88,2 |
80,51 |
72,81 |
65,12 |
57,41 |
49,71 |
37,42 |
Рис. 4.3. Температура воды на выходе из системы вентиляции
5. Построение графиков расходов сетевой воды по объектам и в сумме
Для построения графиков расходов сетевой воды в сетях по объектам находим численные значения расходов сетевой воды, идущей в систему отопления, вентиляции и ГВС для каждого объекта. Определение этих расходов будем осуществлять по известной тепловой нагрузке и температурам сетевой воды.
Определяем расходы сетевой воды для жилого района
Расчет всех параметров ведем при .
Расход сетевой воды, поступающей в систему отопления:
Расход сетевой воды, поступающей в систему вентиляции:
Расход сетевой воды, поступающей в систему ГВС:
Аналогично расчет ведется при других температурах.
Для промышленного предприятия расчет ведется аналогично. Результаты расчета для всех районов сведены в таблицы.
Табл. 5.1. Расходы сетевой воды на жилой район
Расчетные параметры |
Температуры наружного воздуха, |
|||||||||
-31 |
-30 |
-25 |
-20 |
-15 |
-10 |
-5 |
0 |
8 |
||
25,01 |
22,74 |
20,46 |
18,19 |
15,92 |
13,64 |
11,37 |
9,1 |
5,46 |
||
74,62 |
74,62 |
74,62 |
74,62 |
74,62 |
74,62 |
74,62 |
65,92 |
60,14 |
||
3 |
2,73 |
2,46 |
2,18 |
1,91 |
1,64 |
1,36 |
1,04 |
0,66 |
||
8,36 |
8,08 |
7,88 |
7,56 |
7,3 |
7,11 |
6,90 |
6,44 |
6,05 |
||
4,73 |
4,73 |
4,73 |
4,73 |
4,73 |
4,73 |
4,73 |
4,73 |
4,73 |
||
9,96 |
10,75 |
11,69 |
12,83 |
14,22 |
15,99 |
18,23 |
21,43 |
29,94 |
Рис. 5.1. График зависимости сетевой воды для жилого района.
Табл. 5.2. Расходы сетевой воды на промышленное предприятие
Расчетные параметры |
Температуры наружного воздуха, |
|||||||||
-31 |
-30 |
-25 |
-20 |
-15 |
-10 |
-5 |
0 |
8 |
||
23 |
20,91 |
18,82 |
16,73 |
14,64 |
12,54 |
10,46 |
8,36 |
5,02 |
||
68,62 |
68,62 |
68,62 |
68,62 |
68,62 |
68,62 |
68,62 |
65,3 |
59,14 |
||
5,8 |
5,27 |
4,75 |
4,22 |
3,69 |
3,16 |
2,64 |
2,11 |
1,27 |
||
16,44 |
15,98 |
15,2 |
14,56 |
13,77 |
13 |
12,27 |
11,65 |
10,7 |
||
6,5 |
6,5 |
6,5 |
6,5 |
6,5 |
6,5 |
6,5 |
6,5 |
6,5 |
||
13,68 |
14,77 |
16,07 |
17,63 |
19,55 |
21,97 |
25,13 |
29,45 |
41,14 |
Табл.5.3. Суммарный расход сетевой воды
Расчетные параметры |
Температуры наружного воздуха, |
|||||||||
-31 |
-30 |
-25 |
-20 |
-15 |
-10 |
-5 |
0 |
8 |
||
143,24 |
143,24 |
143,24 |
143,24 |
143,24 |
143,24 |
143,24 |
131,22 |
119,28 |
||
24,8 |
24,06 |
23,08 |
22,12 |
21,07 |
20,11 |
19,17 |
18,09 |
16,75 |
||
23,64 |
25,52 |
27,76 |
30,46 |
33,77 |
37,96 |
43,36 |
50,88 |
71,08 |
6. Гидравлический расчёт тепловой сети. построение пьезометрического графика
6.1 Гидравлический расчет водяной тепловой сети
Расчет всех параметров ведем при .
Расчётный расход воды на жилой район:
где - коэффициент запаса учитывает долю среднего расхода воды на горячее водоснабжение при регулировании по нагрузке отопления, принимаем по [1] .
Расчётный расход воды на промышленное предприятие:
Суммарный расчётный расход теплосети:
6.2 Гидравлический расчет разветвленных тепловых сетей
Исходными данными для расчета являются: схема тепловой сети, параметры теплоносителя на источнике и у абонентов, расчетные расходы воды по отдельным участкам, длины участков тепловой сети.
Расстояние от источника теплоснабжения до жилого района согласно заданию составляет 4800 м. Предварительно выбираем главную магистраль как наиболее удаленную. В нашем случае это будет направление до наиболее удаленного потребителя, т.е. Источник (А) - (В) - жилой район (С).
Расчет участка главной магистрали А - В
а) Задаемся величиной удельных потерь давления Па/м [1].
б) Определяем ориентировочный внутренний диаметр трубопровода, мм:
где - коэффициент равный 0,117 [1]
в) По 10704-91 определяем стандартный ближайший диаметр для стальных электросварных труб:
- внутренний диаметр: ;
- наружный диаметр: ;
- толщина стенки: .
г) Рассчитываем среднюю скорость движение воды на участке, м/с:
д) Определяем критерий Рейнольдса и сравниваем его с предельным значением:
где - кинематическая вязкость воды, = 0,296 • 10-6 м2/с
Т.к. значение Re > Reпр, то при определении коэффициента гидравлического трения величиной пренебрегаем.
е) Рассчитываем коэффициент гидравлического трения л. Для водяных сетей по [1]:
ж) Уточняем величину линейной потери давления, Па/м:
з) Определяем эквивалентную длину участка трубопровода, м:
По [3] находим в зависимости от диаметра участка
- для задвижки (установленной вначале и в конце участка):
- для сальникового компенсатора (установленного через каждые 100 м - 32 шт.):
и) Определяем потери давления на участке, Па:
Расчет участка В - С производим аналогично.
Расчет ответвления В - ПП
а) Определяем для ответвления величину удельного линейного падения давления:
где - коэффициент линейных потерь напора в ответвлениях,
б) Определяем ориентировочный внутренний диаметр трубопровода, мм:
в) По 10704-91 определяем стандартный ближайший диаметр для стальных электросварных труб:
- внутренний диаметр: ;
- наружный диаметр: ;
- толщина стенки: .
г) Рассчитываем среднюю скорость движение воды на участке, м/с:
д) Определяем критерий Рейнольдса и сравниваем его с предельным значением:
где - кинематическая вязкость воды, = 0,296 • 10-6 м2/с
Т.к. значение Re < Reпр, то при определении коэффициента гидравлического трения величиной непренебрегаем.
е) Рассчитываем коэффициент гидравлического трения л. Для водяных сетей по [1]:
ж) Уточняем величину линейной потери давления, Па/м:
з) Определяем эквивалентную длину участка трубопровода, м:
По [3] находим в зависимости от диаметра участка
- для задвижки (установленной вначале и в конце участка):
- для сальникового компенсатора (установленного через каждые 100 м - 18 шт.):
и) Определяем потери давления на участке, Па:
Табл. 6.1. Результаты гидравлического расчета водяной тепловой сети
Величины |
Единицы |
А-В |
В-С |
В-ПП |
|
кг/с |
|||||
м |
3400 |
1300 |
2000 |
||
мм |
466 |
359 |
359 |
||
м/с |
1,87 |
1,58 |
1,57 |
||
- |
0,02 |
0,022 |
0,022 |
||
Па/м |
71,37 |
72,74 |
|||
м |
163,12 |
45,66 |
|||
Па |
62680 |
Расчет дроссельных шайб на ответвлениях тепловой сети
В начале участка В-ПП устанавливаем диафрагму, которая понижает давление напор в сети:
где - небаланс перепада напора в ответвлении, м.вод.ст.
- плотность воды,
- ускорение свободного падения, .
Диаметр отверстия диафрагмы определяется по следующей формуле, мм:
6.3 Построение пьезометрического графика
Основные требования к пьезометрическому режиму сети по условиям надёжной работы можно свести к следующим:
1. Давление в сети не должно превышать допустимых давлений в элементах оборудования сети. Приведём величины допустимых давлений для элементов, которые нам потребуются:
– чугунные радиаторы - 60 м. вод. ст.;
– пароводяные теплообменники - 1,4 МПа = 145,6 м. вод. ст.;
– арматура и трубопроводы - 1,6 МПа = 166,4 м. вод. ст.;
2. Необходимо обеспечивать избыточное давление во всех элементах системы теплоснабжения для защиты от подсосов воздуха и кавитации насосов. Примем запас давления 5 м. вод. ст.
3. Необходимо обеспечивать невскипание сетевой воды при гидродинамическом режиме наличием избыточного давления. Значит в подающем трубопроводе давление должно быть следующим:
Рпод > Рнас(tнас) = 476 101 Па = 49,5227 м. вод. ст. Примем 50 м. вод. ст.
Гидростатический режим
Построение начинаем с гидростатического режима, когда циркуляции нет и система заполнена водой с температурой не выше 100єС.
Самая высокая точка системы - это отопительные установки жилого района, имеющие высоту: Нc = Zc + hзд = 1,5 + 15 = 16,5 м. Возьмём запас 7,5 м. вод. ст. во избежание подсосов воздуха в систему и кавитации насосов. Тогда полный статический напор сети РS = 25 м. вод. ст.
Самой низкой точкой системы являются отопительные установки промышленного предприятия (оно подключено через общий коллектор), их геометрическая высота составляет 1,5 м. На них будет действовать напор в 23,5 м. вод. ст., но это безопасно для отопительных установок ПП, поскольку допустимая по условиям прочности величина составляет 60 м. вод. ст. (чугунные радиаторы).
Гидродинамический режим
1. Построение пьезометрического графика начинаем с определения напора в коллекторе обратного трубопровода на источнике системы теплоснабжения.
Эта точка определяется из условия обеспечения избыточного напора и минимального напора во всасывающем патрубке сетевого насоса. Величина напора находится в пределах 5…25 м.вод.ст. Принимаем: = 5 м. вод. ст. [1]. Полный статический напор сети принимаем равным 60 м.вод.ст., что не нарушает статический режим работы тепловой сети.
2. Давление в точке
В: м. вод. ст.
3. Давление в обратном трубопроводе на абонентских вводах в жилой район:
м. вод. ст.
4. Давление в прямом трубопроводе на абонентских вводах в жилые районы с учётом потерь давления в абонентской установке, 25 м. вод. ст.:
м. вод. ст.
5. В прямом трубопроводе в точке В:
м.вод.ст.
6. Коллектор прямого трубопровода в точке
А: м.вод.ст.
7. Нагнетательный патрубок сетевого насоса:
м.вод.ст.
Здесь - потери в сетевых подогревателях.
8. Прямой трубопровод на вводе в ПП:
м.вод.ст.
9. Обратного трубопровода на вводе в ПП:
м.вод.ст.
Рис. 6.1. Пьезометрический график.
6.4 Выбор насосов
Для выбора насосов необходимо знать напор Нн, который должен создавать насос, и его подачу Vн при данном напоре.
Выбранная нами схема подключения абонентов и подогрева воды предусматривает выбор насосов следующего назначения:
1. Сетевые - обеспечивают движение воды в сетевых трубопроводах. Источник [1] требует наличия не менее двух сетевых насосов, один из которых является резервным;
2. Подпиточные - компенсируют утечки воды в сети. Для закрытой сети их число также должно быть не менее двух, при одном резервном;
3. Циркуляционные - создают циркуляцию воды в локальных водяных системах. Требования к их количеству аналогичны предыдущим.
Выбор сетевого насоса
Напор сетевых насосов следует принимать равным разности напоров на нагнетательном и всасывающем патрубках сетевого насоса при суммарных расчетных расходах воды. По пьезометрическому графику напор сетевого насоса будет равен:
где - потери напора в теплоприготовительной установке,
- потери напора в подающем трубопроводе,
- потери напора в обратном трубопроводе,
- потери напора у определяющего абонента,
Подача сетевого насоса равна расчётному расходу сетевой воды:
Согласно [1] количество сетевых насосов должно быть не менее двух, один из которых резервный. По [3] выбираем два насоса типа СЭ-1250-140-11 включенных параллельно, (один резервный, один рабочих).
Таблица 6.2. Основные технические характеристики сетевого насоса СЭ-1250-140-11
Тип насоса |
V, м3/ч |
H, м. вод. ст. |
Кавитационный запас, м |
Частот вращения, 1/мин |
, м вод. ст. |
, |
|
СЭ-1250-140-11 |
1250 |
140 |
7,5 |
1500 |
169,8 |
246 |
Строим характеристику сети:
где - сопротивление сети,
Задаваясь различными величинами подачи V, строим характеристику сети:
Табл.6.3. Построение характеристики сети
V, т/ч |
0 |
100 |
200 |
300 |
400 |
500 |
600 |
700 |
800 |
900 |
1000 |
1100 |
1200 |
1300 |
|
с, м.в.ст. |
0 |
0,83 |
3,36 |
7,56 |
13,44 |
21 |
30,24 |
41,16 |
53,76 |
68,04 |
84 |
101,64 |
120,96 |
141,96 |
Строим характеристику насоса:
Задаваясь различными величинами подачи V, строим характеристику насоса:
Таблица 6.4. Построение характеристики насоса
V, т/ч |
0 |
100 |
200 |
300 |
400 |
500 |
600 |
700 |
800 |
900 |
1000 |
1100 |
1200 |
1300 |
|
н, м.в.ст. |
169 |
169,610 |
169,04 |
168,09 |
166,76 |
165,05 |
162,96 |
160,49 |
157,64 |
154,42 |
150,81 |
146,82 |
142,46 |
169 |
Рис. 6.2. Совмещенная характеристика сети и насоса
Параметры точки пересечения: Условие выполняется, значит насос выбран правильно.
Выбор подпиточного насоса
Напор подпиточных насосов должен определяться из условий поддержания в водяных тепловых сетях статического давления, т.е. быть равен полному статистическому напору сети: Нc=
Подача подпиточного насоса должна обеспечивать восполнение потерь в тепловой сети. Согласно [1], расчетный расход воды для подпитки закрытых систем теплоснабжения следует принимать равным 0,75% фактического объема воды в трубопроводах тепловых сетей и присоединенных к ним системах отопления и вентиляции зданий. Кроме того должна предусматриваться дополнительная аварийная подпитка химически необработанной недеаэрированной водой, расход которой принимается равным 2% от объема воды в трубопроводах тепловых сетей и присоединенных к ним системах отопления и вентиляции зданий.
Подачу подпиточных насосов V3под, м3/ч, определяем по формуле:
где - мощность системы теплоснабжения,
- объем сети, отнесенной к одному МВт нагрузки.
Выбираем 3 насоса КМ 90/85, один из которых является резервным.
Табл.6.5. Основные технические характеристики подпиточного насоса КМ 90/85
Насос |
Подача, м3/ч |
Напор, м. вод. ст. |
Кавитационный запас, м. вод. ст. |
КПД не менее,% |
Частота, |
|
КМ 90/85 |
90 |
85 |
5,5 |
65 |
2900 |
Строим характеристику сети:
Откуда:
Задаваясь различными величинами подачи V, строим характеристику сети:
Таблица 6.6. Построение характеристики сети
V, т/ч |
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
90 |
100 |
110 |
120 |
130 |
|
с, м.в.ст. |
0 |
0,77 |
3,08 |
6,93 |
12,32 |
19,59 |
27,72 |
37,73 |
49,28 |
62,37 |
77 |
93,17 |
110,88 |
130,13 |
Строим характеристику насоса:
Задаваясь различными величинами подачи V, строим характеристику насоса:
Табл.6.7. Построение характеристики насоса
V, т/ч |
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
90 |
100 |
110 |
120 |
130 |
|
с, м.в.ст. |
88 |
87,7 |
86,15 |
85,34 |
84,67 |
83,22 |
82,48 |
81,8 |
80,99 |
79,87 |
78,6 |
77,43 |
76,66 |
75,5 |
Рис. 6.3. Совмещенная характеристика сети и насоса.
Параметры точки пересечения: Условие выполняется, значит насос выбран правильно.
7. Гидравлический расчет паропровода
Задачей данного раздела является гидравлический и тепловой расчеты паропровода. Как уже отмечалось, технологические тепловые нагрузки промышленного предприятия полностью покрываются паром. Гидравлический расчёт паропровода и его тепловой расчёт составляют единое целое.
Исходными данными при гидравлическом расчете паровых сетей являются параметры пара у потребителя и на источнике системы теплоснабжения.
Исходные данные:
- Тепловая нагрузка на технологию
- Коэффициент возврата конденсата ;
- Температура возвращаемого конденсата ;
- Давление и температура пара у потребителя, соответственно , .
- Давление и температура пара на источнике, соответственно , .
Расход пара Dп, кг/с, находят по выражению:
где . - энтальпия греющего пара, =2815 кДж/кг;
- коэффициент возврата конденсата, =0,8;
- температура возвращаемого конденсата;
- температура холодной воды, оС;
- тепловая нагрузка по пару промышленного предприятия, =13 МВт.
Перепад давления:
Рассчитываем линейное падение давления на участке по формуле:
где - длина участка, 3300 м
- коэффициент, учитывающий местные сопротивления,
Определяем предварительно средние значения абсолютного давления и температуры:
где - падение температуры на участке, 0С, принимается 20С на 100 м длины паропровода,
По полученным и определяем .
Определяем произведение
Определяем диаметр трубы, мм:
По полученному значению диаметра определяем эквивалентную длину местных сопротивлений:
- для задвижки (установленной вначале и в конце участка):;
- для сальникового компенсатора (установленного через каждые 100м): 10.
Рассчитываем приведенную длину участка:
Уточняем падение давления и среднее давление паропровода:
Рассчитываем потери теплоты на участке:
где - удельная нормируемая потеря теплоты паропровода, Вт/м, по [7] q=101,2 Вт/м.
Уточняем значения падения температуры и средней температуры по формулам:
где - теплоемкость пара, =1,94кДж/кг·К.
По и уточняем значение средней плотности пара
Рассчитываем действительное удельное падение давления:
8. Расчёт тепловой схемы источника теплоснабжения. Выбор основного и вспомогательного оборудования
Основной целью расчёта тепловой схемы источника теплоснабжения является выбор основного и вспомогательного оборудования. Принципиальная тепловая схема представлена на рисунке 8.1.
Расчет тепловой схемы котельной с паровыми котлами выполняется для трех режимов: максимально зимнего, наиболее холодного зимнего и летнего. В данной курсовой работе будет произведён расчёт для максимально-зимнего режима работы.
Рис. 8.1. Принципиальная тепловая схема паровой производственно-отопительной котельной.
1 -- паровой котел; 2 -- расширитель непрерывкой продувки; 3 -- насос сырой воды; 4 -- барботер; 5 -- охладитель непрерывной продувки; 6 -- подогреватель сырой воды; 7 -- химводоочистка; 8 -- питательный насос; 9 -- подпиточный насос; 10 -- охладитель подпиточной воды; 11 -- сетевой насос; 12 -- охладитель конденсата; 13 -- сетевой подогреватель; 14 -- подогреватель химически очищенной воды; 15 -- охладитель выпара; 16 -- атмосферный деаэратор; 17 -- редукционно-охладительная установка (РОУ)
Табл.8.1. Таблица исходных данных
Физическая величина |
Обозначение |
Значения величин при максимально-зимнем режиме |
|
Расход пара на технологические нужды, т/ч , |
11 |
||
Расход теплоты на нужды отопления, МВт |
15 |
||
Расход теплоты на вентиляцию, МВт |
3,8 |
||
Расход теплоты на ГВС, МВт |
5 |
||
Расчетная температура наружного воздуха, 0С |
-31 |
||
Возврат конденсата технологическими потребителями |
0,8 |
||
Энтальпия пара с параметрами на выходе из котла, кДж/кг , |
2815 |
||
Энтальпия с параметрами после РОУ, кДж/кг |
2715 |
||
Температура питательной воды, С |
104 |
||
Энтальпия питательной воды, кДж/кг |
437 |
||
Непрерывная продувка котлоагрегатов |
,% |
3 |
|
Энтальпия котловой воды, кДж/кг |
830 |
||
Степень сухости пара |
Х |
0,98 |
|
Энтальпия пара на выходе из расширителя непрерывной продувки, кДж/кг |
2691 |
||
Температура подпиточной воды, С |
70 |
||
Энтальпия подпиточной воды, кДж/кг |
294 |
||
Температура возвращаемого конденсата, С |
80 |
||
Энтальпия возвращаемого конденсата, кДж/кг |
335 |
||
Температура воды после охладителя непрерывной продувки, С |
50 |
||
Температура сырой воды, С |
5 |
||
Температура химически очищенной воды перед охладителем деаэрированной воды, С |
20 |
Расчёт принципиальной тепловой схемы источника теплоснабжения
При расчете тепловой схемы в нижеуказанной последовательности определяются:
1. Коэффициент снижения расхода теплоты на отопление и вентиляцию для режима наиболее холодного месяца:
2. Расход воды на подогреватели сетевой воды:
3. Расход пара на подогреватели сетевой воды:
4. Расход редуцированного пара внешними потребителями:
5. Суммарный расход свежего пара внешними потребителями:
где
6. Количество впрыскиваемой воды:
7. Расход пара на собственные нужды котельной:
где - коэффициент, учитывающий долю расхода пара на собственные нужды котельной (подогрев сырой и химически очищенной воды, расход на деаэратор), принимаем .
8. Расход пара на покрытие потерь в котельной:
где - коэффициент, учитывающий долю расхода пара на покрытие потерь в котельной, рекомендуется принимать равным 2 3%.
9. Суммарный расход пара на собственные нужды:
10. Суммарная паропроизводительность котельной:
11. Потери конденсата в оборудовании внешних потребителей и внутри котельной:
12. Расход химически очищенной воды:
где - коэффициент, учитывающий потери воды в теплосети, рекомендуется принимать равным 2%.
13. Расход сырой воды:
где - коэффициент, учитывающий расход сырой воды на собственные нужды химводоочистки, рекомендуется принимать равным 1,25%.
14. Количество воды, поступающей в расширитель с непрерывной продувкой:
15. Количество пара, получаемого в расширителе непрерывной продувки:
16. Количество воды на выходе из расширителя непрерывной продувки:
17. Температура сырой воды после охладителя непрерывной продувки:
18. Расход пара на подогреватель сырой воды:
где - энтальпия конденсата редуцированного пара, определяется по температуре конденсата, принимаемой равной 70 85о С.
19. Температура химически очищенной воды после охладителя деаэрированной воды:
где - температура химически очищенной воды на входе в охладитель деаэрированной воды (в процессе химической очистки воды ее температура снижается примерно на 2 оС); снижением температуры воды в оборудовании химводоочистки и последующим ее подогревом в охладителе можно пренебречь
- температура деаэрированной воды после охладителя, принимается равной 70 оС.
20. Расход пара на подогрев химически очищенной воды в подогревателе перед деаэратором:
21. Суммарное количество воды и пара, поступающее в деаэратор, за вычетом греющего пара деаэратора:
22. Средняя температура воды в деаэраторе:
23. Расход греющего пара на деаэратор:
24. Расход редуцированного пара на собственные нужды котельной:
25. Расход свежего пара на собственные нужды котельной:
26. Действительная паропроизводительность котельной с учетом расхода на собственные нужды и потери пара в котельной:
27. Невязка с предварительно принятой паропроизводительностью котельной:
Расчет тепловой схемы следует уточнить, так как невязка превышает допустимые 3%. Для этого определяются:
- уточненный расход редуцированного пара с учетом действительного расхода на собственные нужды:
- уточненный расход свежего пара с учетом действительного расхода на собственные нужды:
- уточненное количество воды, впрыскиваемой в редуционно-охладительную установку:
- уточненная суммарная паропроизводительность котельной:
Табл. 8.2 Результаты расчета принципиальной тепловой схемы котельной.
Физическая величина |
Обозначение |
Значение величин при расчетном |
|
максимально-зимнем режиме |
|||
Коэффициент снижения расхода теплоты на отопление и вентиляцию |
0,92 |
||
Расход воды на подогреватели сетевой воды, т/ч |
|||
Расход пара на подогреватели сетевой воды, т/ч |
84,32 |
||
Расход редуцированного пара внешними потребителями, т/ч |
84,32 |
||
Количество впрыскиваемой воды, т/ч |
3,55 |
||
Расход пара на собственные нужды, т/ч |
9,12 |
||
Расход пара на покрытие потерь в котельной, т/ч |
2,48 |
||
Суммарный расход пара на собственные нужды, т/ч |
11,6 |
||
Суммарная паропроизводительность котельной, т/ч |
103,37 |
||
Потери конденсата у внешних потребителей и внутри котельной, т/ч |
5,3 |
||
Расход химически-очищенной воды, т/ч |
14,04 |
||
Расход сырой воды, т/ч |
17,55 |
||
Количество воды поступающей в расширитель с непрерывной продувкой, т/ч |
3,1 |
||
Количество пара, получаемого в расширителе непрерывной продувки, т/ч |
0,55 |
||
Количество воды на выходе из расширителя непрерывной продувки, т/ч |
2,55 |
||
Температура сырой воды после охладителя непрерывной продувки, 0С |
12,6 |
||
Расход пара на подогрев сырой воды, т/ч |
0,13 |
||
Температура химически очищенной воды после охладителя деаэрированной воды, 0С |
47,87 |
||
Расход пара на подогрев химически очищенной воды в подогревателе перед деаэратором, т/ч |
1,39 |
||
Суммарное количество воды и пара поступающее в деаэратор, за вычетом греющего пара деаэратора, т/ч |
109,23 |
||
Средняя температура воды в деаэраторе, 0С |
87,07 |
||
Расход греющего пара на деаэратор, т/ч |
3,53 |
||
Расход редуцированного пара на собственные нужды, т/ч |
5,05 |
||
Расход свежего пара на собственные нужды, т/ч |
4,84 |
||
Действительная паропроизводительность котельной с учетом расхода на собственные нужды и потери тепла в котельной, т/ч |
91,83 |
||
Невязка с предварительно принятой паропроизводительностью,% |
12,57 |
||
Уточненный расход воды на РОУ, т/ч |
3,22 |
||
Уточненная суммарная паропроизводительность котельной, т/ч |
99,5 |
9. Выбор основного оборудования
9.1 Выбор паровых котлов
Паровые котлы выбираются по рассчитанной ранее суммарной паропроизводительности котельной. Принимается шесть паровых котла Е-25-14ГМ. Выбранные котлы покрывают расчетную тепловую нагрузку потребителей, в летний период в работе остается два котла. Характеристики котлов приведены в таблице 9.1.
Табл.9.1. Технические характеристики парового котла Е-25-14ГМ
Абсолютное давление пара, МПа |
Температура пара, С |
Энтальпия пара, кДж/кг |
Температура питательной воды, С |
Номинальная паропроизводительность, т/ч (кг/с) |
|
2,4 |
225 |
2820,43 |
104 |
25 (6,94) |
9.2 Выбор деаэраторов
Выбор деаэраторов в схемах котельных производится по их производительности:
Принимается два деаэратора ДА-100/25. Технические характеристики деаэраторов приведены в таблице 9.2.
Табл.9.2. Технические характеристики деаэратора ДА-100/25
Номинальная производительность, т/ч |
100 |
|
Рабочее давление, МПа |
0,12 |
|
Температура деаэрированной воды, С |
104,25 |
|
Средний нагрев воды в деаэраторе, С |
10-50 |
|
Пробное гидравлическое давление, МПа |
0,3 |
|
Максимальное давление при работе предохранительного устройства, МПа |
0,17 |
|
Площадь поверхности охладителя выпара, м2 |
Подобные документы
Расчёт технологической и отопительной нагрузок энергоисточника. Тепловая нагрузка вентиляции общественных и производственных зданий, годовые расходы теплоты. Технико-экономическое сравнение при выборе источников теплоснабжения, расход сетевой воды.
курсовая работа [215,1 K], добавлен 16.02.2011Теплоснабжение как одно из основных подсистем энергетики. Общая характеристика системы теплоснабжения жилого района. Анализ этапов построения годового графика расхода теплоты. Рассмотрение проблем выбора основного и вспомогательного оборудования.
дипломная работа [855,1 K], добавлен 29.04.2015Параметры наружного воздуха. Расчет нагрузок потребителей теплоты. Выбор системы теплоснабжения. Определение расходов сетевой воды. Построение пьезометрического графика. Температурный график регулирования закрытой независимой системы теплоснабжения.
курсовая работа [321,4 K], добавлен 23.05.2014Оценка расчетных тепловых нагрузок, построение графиков расхода теплоты. Центральное регулирование отпуска теплоты, тепловой нагрузки на отопление. Разработка генерального плана тепловой сети. Выбор насосного оборудования системы теплоснабжения.
курсовая работа [2,5 M], добавлен 13.10.2012Расчетные тепловые нагрузки района. Выбор системы регулирования отпуска теплоты. Построение графика для отпуска теплоты. Определение расчетных расходов сетевой воды. Подбор компенсаторов и расчет тепловой изоляции. Подбор сетевых и подпиточных насосов.
курсовая работа [227,7 K], добавлен 10.12.2010Расчет тепловых нагрузок отопления, вентиляции и горячего водоснабжения, температур сетевой воды, расходов сетевой воды. Гидравлический расчет паропровода. Принципиальная тепловая схема котельной. Расчет контактного теплообменника с активной насадкой.
курсовая работа [198,2 K], добавлен 11.10.2008Проектирование системы теплоснабжения поселка. Подбор оборудования участков тепловой сети и компоновка монтажных схем. Выбор котельного агрегата и топлива. Внедрение автоматического регулирования отпуска тепла для повышения энергоэффективности здания.
дипломная работа [380,8 K], добавлен 15.05.2012Определение расчётных тепловых нагрузок района города. Построение графиков расхода теплоты. Регулирование отпуска теплоты. Расчётные расходы теплоносителя в тепловых сетях. Гидравлический и механический расчёт водяных тепловых сетей, подбор насосов.
курсовая работа [187,6 K], добавлен 22.05.2012Расчет нагрузок отопления, вентиляции и горячего водоснабжения зданий жилого микрорайона. Гидравлический и тепловой расчет сети, блочно-модульной котельной для теплоснабжения, газоснабжения. Выбор источника теплоснабжения и оборудования ГРУ и ГРПШ.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 12.03.2013Определение тепловых нагрузок для каждого потребителя теплоты. Вычисление годового расхода теплоты для всех потребителей (графическим и расчетным способом). Гидравлический расчет водяной тепловой сети. Выбор оборудования и принципиальной схемы котельной.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 23.08.2014