(2.2)

– по воді:

               (1.23)

де  – втрати конденсату в мережі теплопостачання,

ΔМпр – втрати конденсату при продувці котла, ΔМпр =(2÷6%) , кг/с,

 – втрати конденсату в котельні, =(5÷9%) , кг/с,

ΔМтех – втрати конденсату на технологічному виробництві, ΔМтех=(4÷6) ДТ, кг/с,

ΔМмаз – втрати конденсату у мазутному господарстві, ΔМмаз=(0,5÷2%) , кг/с.

2.3 Розрахунок елементів теплової схеми

2.3.1 Розрахунок редукційно-охолоджуючої установки

Редукційно-охолоджуюча установка застосовується для зниження тиску та температури пари після котла до величин, які відповідають параметрам установок, що забезпечують надійну роботу котельної установки. Зниження параметрів пари відбувається дроселюванням та охолодженням її водою.

По паропроводу з котла пара підводиться до регулюючого клапана, в якому знижується тиск за рахунок зниження прохідного перерізу клапана.

Охолодження пари відбувається вприскуванням чистої води у найменший переріз змішувальної труби. Вприскувана вода крізь форсунку розпилюється і, випаровуючись, охолоджує пару. Холодна вода в РОУ подається з трубопроводу живильної води після деаератора.

Технологічний споживач та підігрівач мереженої води потребує пару з периметрами котла Р=1,4 МПа і ступеню сухості х=0,5. На підігрівач сирої води in па деаератор необхідно пар з параметрами Рроу=0,12 МПа, tроу=104°С.

Рроу=0,012 МПа

tроу=104°С

Рисунок 2.2 Тепловий баланс РОУ

де  – ентальпія сухої насиченої пари при Р=1,4 МПа, =2788 кДж/кг;

 – ентальпія пари після дроселювання при Рроу=0,12 МПа і температури насичення tpoy=l04°С, =2684 кДж/кг;

- витрата дросельованої пари яка визначається з матеріального балансу,

=(10 – 20%)                                         (2.4)

Мохл – витрата охолодженої води

З (2.3)

2.3.2 Розрахунок сепаратора безперервної продувки

СБП призначений для відділення шламу (солей), які накопичуються в барабані (верхньому) котла. Речовини, які кристалізуються на поверхнях нагріву у вигляді міцних відкладень, називається накипом. Шлам відкладається у вигляді дрібних завислих у воді частинок.

Через відкладення накипу і прикупання шламу на поверхнях нагріву знижується надійність і економічність роботи котлів, бо шлам і накип мають низький коефіцієнт теплопровідності.

Запобігти утворенню накипу в барабані котла можна підтриманням постійної концентрації води нижче критичної за допомогою безперервного продування. Це досягається випуском з верхнього барабана такого об'єму води, в якому міститься і шиї ж кількість солей, що надходить у котел із живильною водою за одиницю мигу. Продування барабанів котла може бути безперервним і періодичним.

У барабанних котлах безперервне продування здійснюється з водного простору верхнього барабана і забезпечує рівномірне видалення розчинених солей у котловій воді. Для утилізації теплоти безперервного продування використовують розширювачі-сепаратори.

Продувальна вода з температурою насичення при тиску в котлі подається у розширювач безперервного продування, в якому тиск води падає до 0,12–0,17 МПа. Внаслідок цього частина продувальної води випаровується і надходить у деаератор у вигляді вторинної пари.

Вода, яка залишилась у розширювачі, надходить у теплообмінник, де охолоджується до температури, близької 50°С, а потім спрямовується у продувальний колодязь.

Величина безперервної продувки Рпр залежить від продуктивності котла і виражається в процентах.

Кількість вторинної пари, яка виділяється з продувальної води, визначається з рівняння теплового балансу розширювача.

Рисунок 2.3 Схема безперервного продування

                                 (2.5)

Звідки

де Двп – кількість вторинної пари, яка виділяється з продувальної води, кг/с;

Мпр – кількість продувальної води, яка виділяється з котлів при продуванні, кг/с;

                        (2.6)

 – ентальпія продувальної води, яка дорівнює ентальпії киплячої води при тиску в котлі, =830 кДж/кг;

 – ентальпія киплячої води при тиску 0,12 МПа, =483 кДж/кг;

 – ентальпія сухої насиченої пари при тиску 0,12 МПа, =2700 кДж/кг;

2.3.3 Розрахунок теплообмінних апаратів

У теплових схемах котельних ТЕЦ широко використовують теплообмінне обладнання (підігрівники) поверхневого типу для підігрівання живильної, мереженої та охолодження продувальної води.

Кількість тепла що віддається парою

                                                (2.7)

Кількість тепла що сприймається мережевою водою

                                      (2.8)

Рисунок 2.4 Схема підігрівача мережевої води

де ∑QM – кількість тепла що споживається споживачами, кВт;

(2.9)

Дмп – кількість пари яка надходить до МП з котла при тиску в котлі, кг/с;

 – ентальпія сухої насиченої пари при тиску в котлі, =2788 кДж/кг;

 – ентальпія води що відводиться з МП при тиску Р= 1,4 МПа, =830 кДж/кг;

tгв – температура гарячої води в мережі, tгв =150 °С;

txв – температура води що повертається з мережі, txв =70 °С;

ММВ – витрата мережевої води через МП, кг/с;

Cводи – теплоємність мережевої води, Своди =4,19 кДж/кг · °С.

З (2.7)

З (2.8)

Підігрівач сирої води, поверхневого типу, пароводяний для підігріву сирої води перед хімводоочисткою (ХВО).

Рисунок 2.5 Схема підігрівача сирої води

Тепловий баланс підігрівача сирої води

,                                     (2.10)

де Мсв – кількість сирої води що проходить через підігрівач, кг/с;

Дпсв – кількість пари яка подається на підігрівач сирої води з деаератора, кг/с;

 – температура сирої води після підігрівача, =30°С;

 – температура сирої води що подається на підігрівач, =10°С;

 – ентальпія пари що подається до ПСВ з деаератора, =2684 кДж/кг;

 – ентальпія води що відводиться з ПСВ при тиску Р=0,12 МПа, =293,3 кДж/кг;

Своди – теплоємність сирої води, Своди=4,19 кДж/кг · °С

З (2.10)

ОПВ поверхневого типу, водо-водяний, призначений для утилізації теплоти продувальної води після сепаратора безперервного продування.

Рисунок 2.6 Схема охолоджувача продувальної води

Тепловий баланс охолоджувача продувальної води

                                    (2.11)

де ΔМпр – кількість води зі шламом що надходить в ОПВ з сепаратора, кг/с;

Двп – кількість вторинної пари, яка виділяється з продувальної води, кг/с;

Мсв – кількість сирої води що проходить через ОПВ, кг/с;

 – температура хімічно-очищеної води після ОПВ, °С;

 – температура сирої води після підігрівача, =30 °С;

tk – температура води зі шламом що скидається в дренаж, tk =40°С;

 – ентальпія води що відводиться з ПСВ при тиску Р=0,12 МПа, кДж/кг;

Своди – теплоємність води, Своди – 4,19кДж/кг·°С.

З (2.11)

2.3.4 Розрахунок охолоджувача випару деаератора

Суміш корозійно-активних газів і пари – це випар, який безперервно відводиться з верхньої частини (головки) деаератора.

Для утилізації теплоти випару використовують пароводяні теплообмінники – охолоджувачі. Випар надходить з деаератора при тиску 0,12 МПа до охолоджувача, де і конденсується, а гази виходять в атмосферу. Конденсат випару у великих котельнях повертається в цикл, а у дрібних скидається в дренаж.

Рисунок 2.7 Схема охолоджувача випару деаератора

Розрахунок охолоджувача випару деаератора підживлюючої води Тепловий баланс охолоджувача випару деаератора підживлюючої води

                                   (2.12)

де Мпв – кількість хімічно-очищеної води що надходить до деаератора підживлюючої води, кг/с.

                                               (2.13)

 – втрати води в мережі, =0,675 (кг/с);

 – кількість випару деаератора підживлюючої води, кг/с;

 – температура підживлюючої води після охолоджувача випару, °С;

 – температура хімічно-очищеної води після ОПВ, °С;

 – ентальпія води, що скидається в дренаж з ОВДпв при тиску Р=0,12 МПа, =438,1кДж/кг;

 – ентальпія випару при тиску Р=0,12 МПа, =2684 кДж/кг;

Своди – теплоємність води, Своди =4,19кДж/кг·°С;

                                        (2.14)

Мпв = 0,675 + 0,003 = 0,678 (кг/с);

3 (2.12)

Розрахунок охолоджувача випару деаератора живильної води

Тепловий баланс охолоджувача випару деаератора підживлюючої води

                                  (2.15)

де Мхов – кількість хімічно очищеної води що надходить до деаератора живильної води, кг/с,

                                (2.16)

 – кількість випару деаератора живильної води, кг/с,

Своди – теплоємність води, Своди =4,19кДж/кг·°С;

 – ентальпія води, що скидається в дренаж з ОВДжв при тиску Р=0,12 МПа, =438,1кДж/кг;

 – ентальпія випару при тиску Р=0,12 МПа, =2684 кДж/кг;

 – температура хімічно-очищеної води після ОПВ, °С;

 – температура хімічно-очищеної води після ОВДжв, °С;

2.3.5 Розрахунок конденсатного бака

Конденсатні баки потрібні для збирання конденсату, який повертається від технологічних споживачів, з пароводяних підігрівників сирої води.

f

Рисунок 2.8 Схема конденсатного бака

Кількість конденсату МКБ визначається, як сума відповідних кількостей конденсату, що повертається з виробництва.

МКБ=ДПСВ+ΔДТ                                           (2.17)

Якщо у конденсатний бак надходить конденсат з охолоджувача випару Дов, тоді сумарна кількість конденсату визначається за формулою:

МКБ=Дпсв+ΔДт+Дов                                              (2.18)

Тепловий баланс конденсатного бака:

                              (2.19)

де МКБ – кількість конденсату що надходить в конденсатний бак, кг/с;

Дмп – кількість конденсату що повертається з підігрівача мереженої води, кг/с;

Дпсв – кількість конденсату що повертається з підігрівача сирої води, кг/с;

ΔДТ – кількість конденсату що повертається з виробництва, кг/с,

ΔДт = Дт – ΔМТ = 1,11 – 0,056 = 1,054 (кг/с)             (2.20)

ісум – ентальпія суміші конденсатів, кДж/кг;

 – ентальпія конденсату від технологічних потреб,  =209 кДж/кг;

 – ентальпія конденсату при тиску Р=0,12 МПа, =293, ЗкДж/кг;

МкБ =0,023 + 1,054 + 0,047 = 1,124 (кг/с);

2.3.6 Розрахунок деаератора

Деаератори потрібні для видалення розчинених у живильній воді корозійно-активного кисню та вуглекислого газу. Крім корозії поверхні нагріву котла, трубопроводів, арматури, присутність цих газів значно погіршує процес теплопередачі, що призводить до збільшення витрати палива. Тому деаерація живильної та додаткової води є обов'язковим процесом водопідготовки.

Одним з поширених способів деаерації живильної води є термічний. З підвищенням температури розчинність газів у воді різко зменшується, а при температурі кипіння практично дорівнює нулю і вони повністю видаляються з води. У теплових схемах котелень, які розглядаються, застосовуються деаератори, що працюють при тиску, близькому до атмосферного (Р=0,12 МПа) і температури 104 °С, для чого в деаератор подається пара після редукційно-охолоджуючої установки з таким же тиском і температурою.

Термічний деаератор являє собою змішувальний підігрівник атмосферного тиску, що складається з вертикальної циліндричної колони, яка встановлюється на горизонтальному барабані для збирання деаерованої води.

Суміш газів і пари (випар) безперервно відводяться від головки деаератора в охолоджувач випару, де пара конденсується, а гази виходять в атмосферу. Теплота випару утилізується і використовується для підігрівання хімічно очищеної води, конденсат випару скидається в дренаж.

Деаерована вода живильним насосом спрямовується у водяний економайзер парового котла, (економайзер водогрійного котла) і охолоджувач РОУ.

Розрахунок деаератора підживлюючої води (Дпв)

Деаератор підживлюючої води призначений для деаерації води п підживлює систему теплопостачання.

Рисунок 2.9. Схема деаератора

Тепловий баланс деаератора підживлюючої води

                     (2.21)

де Мпв – кількість хімічно очищеної води що надходить до деаератора, кг/с;

ДДпв – кількість пари що надходить до деаератора, кг/с;

 – кількість випару деаератора підживлюючої води, кг/с;

 – втрати води в мережі,  =0,675 (кг/с);

Своди – теплоємність води, Своди =4,19 кДж/кг·°С;

 – температура підживлюючої води після охолоджувача випару, °С

tпв – температура деаерованої води, гш=104 °С;

 – ентальпія випару при тиску Р=0,12 МПа, =2684 кДж/кг;

3 (2.21)

Розрахунок деаератора живильної води

Деаератор живильної води призначений для деаерації води що живі систему котлоагрегатів.

Тепловий баланс деаератора живильної води

  (2.22)

де Джв – кількість живильної води що подається до системи живлення котлів, кг/с;

 – кількість випару деаератора живильної води, кг/с;

МКБ - кількість конденсату що надходить в конденсатний бак, кг/с;

Мхов – кількість хімічно очищеної води що надходить до деаератора живильної води, кг/с;

Двп – кількість вторинної пари, яка виділяється з продувальної води, кг/с;

Дджв – кількість пари що надходить до деаератора, кг/с;

                                          (2.23)

З (2.23)  Дджв

tЖВ – температура деаерованої води, °С;

txoв – температура хімічно-очищеної води після ОВДжв, °С;

 – ентальпія випару (пари) при тиску Р=0,12 МПа, =2684 кДж/кг;

ісум – ентальпія суміші конденсатів, кДж/кг;

Своди – теплоємність води, Своди=4,19 кДж/кг·°С;

З (2.22) , (кг/с)

, (кґ/с).

З розрахунку теплової схеми можна зробити висновок, що кількість води, яка підводиться з деаератора живильної води до котлів більша загальної кількості пари отриманої з котлів, отже резерв забезпечений.

3. Технологічні рішення

3.1 Тепломеханічні рішення

Проект розроблений виходячи з принципу комплексної поставки на будівельний майданчик обладнання серійного заводського виготовлення у вигляді блоків, які підлягають зборці на заводах монтажних організацій.

Установка блоків виконується на підсилену підлогу без фундаментів, з кріпленням опорних конструкцій блоків до підлоги самоанкерующимося болтами. Основні показники по теплопродуктивності котельної приведені в таблиці 1.

Таблиця 3.1. Теплопродуктивність котельні у різних режимах

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7