6 Расчет
тепловой схемы котельной
6.1 Расчет
тепловой схемы паровой части котельной
Наиболее
целесообразно установить в котельной как паровые, так и водогрейные котлы. Паровая
часть котельной обеспечивает круглогодичную нагрузку (технологическую и
нагрузку горячего водоснабжения), а водогрейная – нагрузку отопления и
вентиляции.
Рассчитано для tн = tно = -340С. Результаты расчета сведены в таблицу 6.
Таблица 6
Расчетная
величина
|
|
|
Расчетная формула
или метод определения
|
Температура
наружного воздуха
|
tно
|
tнхм
|
tни
|
+8
|
Летний режим
|
Расчетная
температура наружного воздуха
|
tн.в.
|
оС
|
Приложение 1
|
-34
|
-15,1
|
+3,8
|
+8
|
>+8
|
Давление технологического пара
|
Pтех
|
МПа
|
По заданию
|
0,7
|
Технологическая
нагрузка
|
Dтех
|
кг/с
|
То же
|
12,5
|
Доля возвращаемого
конденсата
|
m
|
%
|
-«-«-
|
70
|
Температура возвращаемого
конденсата
|
tтех
|
0С
|
-«-«-
|
80
|
Солесодержание котловой
воды
|
Sкв
|
мг/кг
|
-«-«-
|
5000
|
Солесодержание химически
очищенной воды
|
Sх
|
мг/кг
|
Рекомендации из [5]
|
500
|
Энтальпии пара при
давлениях:
1,4 МПа
0,76 МПа
0,15 МПа
0,12 МПа
|
i”1.4
i”0.76
i”0.15
i”0.12
|
кДж/кг
|
Табл. II [4]
|
2788,4
2766
2693,9
2683,8
|
Энтальпия
исходной воды
|
iив
|
кДж/кг
|
|
20,95
|
62,85
|
Энтальпия
технологического конденсата
|
|
кДж/кг
|
|
251
|
Энтальпия
питательной воды
|
|
кДж/кг
|
|
377,1
|
Энтальпия воды в деаэраторе
|
i’0.12
|
кДж/кг
|
|
419
|
Энтальпия
насыщенной воды при Р=0,15 МПа
|
|
кДж/кг
|
По таблице II
|
467,13
|
Энтальпия котловой
воды при Р=1,4 МПа
|
|
кДж/кг
|
По таблице II
|
830,1
|
Энтальпия
конденсата после паровых подогревателей
|
iк
|
кДж/кг
|
Табл. I [4]
для t42
= 900C
|
376,94
|
Расход
технологического конденсата с производства
|
Gтех
|
кг/с
|
|
8,75
|
Потери
технологического конденсата
|
Gптех
|
кг/с
|
|
3,75
|
Потери пара в схеме
|
|
Кг/c
|
|
0,375
|
Расход пара на
собственные нужды
|
Dсн
|
кг/с
|
зимний
летний
|
1,5
|
1
|
Паропроизводительность
(0,76
МПа)
|
|
кг/с
|
|
14,38
|
13,86
|
Потери пара и
конденсата в схеме
|
|
кг/с
|
|
4,125
|
Доля потерь
теплоносителя
|
Пх
|
---
|
|
0,287
|
0,298
|
Процент продувки
|
Pп
|
%
|
|
2,9
|
3,1
|
Расход питательной
воды на РОУ
|
GРОУ
|
кг/с
|
|
0,134
|
0,129
|
Производительность
по пару
Р = 1,4 МПа
|
Dк1.4
|
кг/с
|
|
14,25
|
13,73
|
Расход продувочной
воды
|
Gпр
|
кг/с
|
|
0,41
|
0,43
|
Расход пара из
сепаратора продувки
|
Dc0.15
|
кг/с
|
|
0,067
|
0,07
|
Расход воды из
сепаратора продувки
|
GСНП
|
кг/с
|
|
0,343
|
0,36
|
Расход воды из
деаэратора питательной воды
|
Gд
|
кг/с
|
|
14,79
|
14,29
|
Расход выпара из
деаэратора питательной воды
|
Dвып
|
кг/с
|
|
0,03
|
0,029
|
Суммарные потери
сетевой воды, пара и конденсата
|
Gпот
|
кг/с
|
|
4,498
|
4,514
|
Расход
химобработанной воды после 2-й тупени
|
|
кг/с
|
|
4,498
|
4,514
|
Расход исходной
воды
|
Gисх
|
кг/с
|
|
18,86
|
18,51
|
20,24
|
16,56
|
10,12
|
Температура воды
после Т№1
|
|
|
|
6.3
|
6.3
|
6,2
|
6,5
|
17,5
|
Температура греющей
воды после охладителя продувочной воды (Т№1)
|
|
|
|
104,75
|
Расход пара на Т№2
|
D2
|
кг/с
|
|
0,619
|
0,607
|
0,667
|
0,537
|
0,133
|
Температура воды на
входе в охладитель деаэрированной воды (Т№4)
|
t41
|
0С
|
|
57,12
|
58,34
|
Расход пара на Т№3
|
D3
|
кг/с
|
|
0,243
|
0,244
|
Температура ХОВ
после охладителя выпара питательного деаэратора
|
t52
|
0С
|
|
94
|
94
|
94
|
94
|
94
|
Расход пара на
деаэратор горячего водоснабжения
|
Dд
|
кг/с
|
|
0,543
|
0,547
|
0,525
|
0,572
|
0,597
|
Расчетный расход
пара на собственные нужды
|
|
кг/с
|
|
2,209
|
2,18
|
2,32
|
2,021
|
1,24
|
Расчетная
паропроизводительность
|
|
кг/с
|
|
14,53
|
14,52
|
14,58
|
14,48
|
14,12
|
Ошибка расчета
|
D
|
%
|
|
1,1
|
1
|
1,4
|
0,7
|
1,8
|
Полученная
погрешность удовлетворяет допустимой (2%)
|
Исходя из
производительности котельной по пару с давлением P = 1,4 МПа, необходимо выбрать котельные агрегаты. Для
обеспечения потребности по пару выбираю следующий тип котлов средней мощности:
Е-50-14
Краткая
характеристика [3]:
1. Изготовитель
з-д «Энергомаш» г. Белгород;
2. Паропроизводительность
50 т/ч;
3. Давление
насыщенного пара 1,4 МПа;
4. Температура
уходящих газов 1400С (для работы на газе).
Необходимое
количество котельных агрегатов:
6.2 Расчет
тепловой схемы водогрейной части котельной
Задача
водогрейной части котельной – подготовить сетевую воду для покрытия нагрузок
отопления и вентиляции. Нагрузку ГВС, восполнение потерь из тепловой сети, а
также химическую обработку и нагрев подпиточной воды до необходимой температуры
обеспечивает паровая часть котельной.
Подпиточная
сетевая вода забирается из баков-аккумуляторов и вводится за водогрейными
котлами. После котлов сетевая вода отпускается потребителю.
В летнем режиме
водогрейные котлы остановлены.
Для расчета
тепловой схемы данной части котельной необходимо выбрать котельные агрегаты.
Максимальное число работающих котлов будет в максимально зимнем режиме
Таблица 7
Расчетная
величина
|
|
|
Расчетная формула
или метод определения
|
Расчетные режимы
|
|
|
|
+8
|
>+8
|
Тепловая нагрузка
на ГВС
|
|
МВт
|
Из пункта 1
|
91,1
|
91,1
|
91,1
|
91,1
|
58,3
|
Тепловая нагрузка
на отопление
|
|
МВт
|
176,175
|
114,51
|
77,65
|
39,15
|
0
|
Тепловая нагрузка
на вентиляцию
|
|
МВт
|
21,141
|
13,74
|
9,32
|
4,7
|
0
|
Производительность
котельной
|
|
МВт
|
|
288,416
|
219,35
|
178,07
|
134,95
|
58,3
|
Расход воды на подпитку и потери в тепловой схеме
|
|
кг/с
|
|
8,65
|
6,58
|
5,34
|
4,05
|
1,75
|
Общая тепловая мощность котельной
|
|
МВт
|
|
297,07
|
225,93
|
183,41
|
139
|
60,05
|
Температура прямой
сетевой воды на выходе из котельной
|
|
0С
|
Из пункта 2
|
150
|
119
|
80
|
80
|
80
|
Температура обратной
сетевой воды на входе в котельную
|
|
0С
|
24
|
29
|
15
|
15
|
15
|
Общий расход сетевой
воды
|
|
кг/с
|
|
566
|
214
|
Расход воды через
котлы
|
|
кг/с
|
|
886
|
597
|
Расход воды на подпитку
и потери в тепловой схеме
|
|
кг/с
|
|
11,3
|
4,3
|
Температура воды на
выходе из котла (при )
|
|
0С
|
|
150
|
131
|
119
|
107
|
94
|
Расход воды на собственные
нужды
|
|
кг/с
|
|
25,8
|
25,8
|
25,8
|
25,8
|
25,8
|
Расход воды на линии
рециркуляции
|
|
кг/с
|
|
323
|
356
|
469
|
530
|
416
|
Расход воды по перемычке
|
|
кг/с
|
|
0
|
68
|
245
|
146
|
20
|
Расход хво после
первой ступени
|
|
кг/с
|
|
11,3
|
4,3
|
Расход пара на теплообменник
№ 6
|
|
кг/с
|
|
0,804
|
0,783
|
0,885
|
0,669
|
0,29
|
Расход выпара из
деаэратора
|
|
кг/с
|
|
0,024
|
0,023
|
0,026
|
0,02
|
0,009
|
Температ. воды после
охладителя выпара
|
|
оС
|
|
64,6
|
64,6
|
64,6
|
64,6
|
64,6
|
Расход греющей воды
на деаэрацию
|
|
кг/с
|
|
2,15
|
2,3
|
3,54
|
3,7
|
4,1
|
Расход воды на собственные
нужды
|
|
кг/с
|
|
2,15
|
2,3
|
3,54
|
3,7
|
4,1
|
Расход воды через
котельный агрегат
|
|
кг/с
|
|
875
|
877
|
878
|
880
|
586
|
Относительная
погрешность
|
|
%
|
|
1,3
|
1,02
|
0,91
|
0,68
|
1,8
|
По тепловой
нагрузке производим выбор водогрейных котлов:-ставим 3 котла КВГМ-100-150 (, расчетная температура на
выходе из котла 150єС).
7 Выбор теплообменного оборудования
7.1 Выбор деаэраторов
Для дегазации
питательной воды в паровой части котельной установлен деаэратор атмосферного
типа. Производительность питательного деаэратора равна 14,79 кг/с (61,97 т/ч).
Деаэраторы типа
ДА обеспечивают устойчивую деаэрацию воды при работе с нагрузками в пределах от
30 до 120% номинальной производительности. Деаэраторы типа ДА
укомплектовываются индивидуальными охладителями выпара и могут быть поставлены
без деаэраторного бака [3].
Для деаэрации
питательной воды паровых котлов необходим один атмосферный деаэратор типа ДА-75-15
Краткая
характеристика [3]:
1 Номинальная
производительность 75 т/ч;
2 Номинальное
рабочее давление 0,12 МПа;
3 Полезная
емкость деаэраторного бака 15 м3.
Для деаэрации
подпиточной воды (расход 519 кг/с=1868,1 т/ч) тепловых сетей необходимо четыре
вакуумных деаэратора типа ДСВ-2000
Краткая
характеристика [3]:
1 Номинальная
производительность 2000 т/ч;
2 Номинальное
рабочее давление 0,0075 МПа;
7.2 Выбор
подогревателей
Выбор
теплообменников следует производить, исходя из их расчетной площади теплообмена.
При этом коэффициент теплопередачи ориентировочно можно принимать в пределах от
2500 до 3000 ккал/(м2ч0С) для подогревателей с латунными
трубками при достаточной чистоте поверхностей нагрева.
С учетом
загрязнения трубок слоем накипи коэффициент теплопередачи равен 1700 - 1800
ккал/(м2ч0С) [3].
Для
ориентировочных расчетов поверхности нагрева всех теплообменных аппаратов
принимаю коэффициент теплопередачи равным 2500 Вт/(0С м2).
Охладители выпара
Тепловые нагрузки
на охладители выпара:
Среднелогарифмический
температурный напор:
Поверхность теплообмена:
В качестве
охладителей выпара для теплообменников №5 и №7 предлагаю установить следующие
теплообменники: ОВА-2/0,22, ОВВ-2/0,22
Краткая
характеристика охладителей выпара:
1 ОВА-2/0,22. Рабочее
давление в корпусе/трубной системе 0,12/0,5 МПа, пробное давление 0,7 МПа, рабочая
температура в корпусе/ в трубной системе 40-104/10-80єС, поверхность охладителя
2 м2, масса 220 г.
2 ОВВ-2/0,22. Рабочее
давление в корпусе/трубной системе 0,01-0,12/0,4 МПа, пробное давление 0,7 МПа,
рабочая температура в корпусе/ в трубной системе 104/50-80єС, поверхность
охладителя 2 м2, масса 220 кг
Подогреватели
исходной и химочищенной воды
Необходимо рассчитать площади теплообмена для
следующих теплообменных аппаратов:
- охладитель
продувочной воды (Т№1);
- подогреватель
исходной воды (Т№2);
- подогреватель
исходной воды (Т№4);
- подогреватель
химочищенной воды после II ступени ХВО (Т№3);
- подогреватель
химочищенной воды после I ступени ХВО (Т№6).
Таблица 8
Расчетная
величина
|
|
|
Расчетная формула
или метод определения
|
Номер
теплообменного аппарата
|
1
|
2
|
3
|
4
|
6
|
Тепловая нагрузка
|
Q
|
кВт
|
|
764
|
3083
|
3083
|
237,1
|
3083
|
Наибольшая разность температур теплоносителей
|
DtБ
|
0С
|
|
107
|
162,7
|
144
|
10
|
144
|
Наименьшая разность температур теплоносителей
|
DtМ
|
0С
|
|
33,7
|
65
|
32,9
|
2,9
|
30
|
Среднелогарифмический температурный напор
|
Dt
|
0С
|
|
63,5
|
106,6
|
75,3
|
5,7
|
72,8
|
Коэффициент теплопередачи
|
k
|
|
Рекомендации [3]
|
2500
|
Поверхность теплообмена
|
F
|
м2
|
|
4,9
|
11,8
|
16,7
|
17
|
17,3
|
Для
теплообменника Т№1 выбираю водяной подогреватель под номером 10 (таблица 2,144.[8]).
Краткая
характеристика:
1 Площадь
поверхности нагрева секции 6,9 м2.
2 Давление 1,6
МПа.
3 Число латунных трубок
37, Dн = 168 мм.
Для теплообменника
Т№2 и Т№3 выбираю пароводяной подогреватель под номером 2 (таблица 2.143.[8]).
Краткая
характеристика:
1 Площадь
поверхности нагрева секции 17,2 м2.
2 Длина корпуса
3,63 мм.
3 Число латунных
трубок 124, Dвч = 412 мм.
Для
теплообменников Т№4 выбираю водо-водяной подогреватель под номером 14 (таблица
2.144.[8]).
Краткая
характеристика:
1 Площадь
поверхности нагрева секции 20,3 м2.
2 Давление 1,6
МПа.
3 Число латунных
трубок 109, Dн = 273 мм.
Для теплообменника
Т№6 выбираю пароводяной подогреватель под номером 3 (таблица 2.143.[8]).
Краткая
характеристика:
1 Площадь
поверхности нагрева секции 24,4 м2.
2 Длина корпуса
3,75 мм.
3 Число латунных
трубок 176, Dвч = 466 мм.
Используемая
литература
1.
Соколов
Е.А. Теплофикация и тепловые сети. – М.: Энергоиздат, 1982.
2.
Есина
И.В., Грибанов А.И. Источники и системы теплоснабжения промышленных
предприятий. – Челябинск: ЧГТУ, 1990.
3.
Бузников
Е.Ф., Роддатис К.Ф., Берзиньш Э.Я. Производственные и отопительные котельные. –
М.: Энергоатомиздат, 1984.
4.
Ривкин
С.Л., Александров А.А. Термодинамические свойства воды и водяного пара.
Справочник. – М.: Энергоатомиздат, 1984.
5.
Кириллов
В.В. Лекции по курсу «Источники и системы теплоснабжения».
6.
Тепловой
расчет котельных агрегатов (нормативный метод). – М.: Энергия, 1973.
7.
Григорьев
В.А., Зорин В.М. Тепловые и атомные электрические станции. Справочник. – М.:
Энергоатомиздат, 1989.
8.
Смирнов
А.Д., Антипов К.М. Справочная книжка энергетика. – М.: Энергоатомиздат, 1984.
Страницы: 1, 2, 3
|