Расчет тепловой схемы производственно-отопительной котельной (стр. 1 из 6)
ОГЛАВЛЕНИЕ
1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ О ТЕПЛОВОЙ СХЕМЕ КОТЕЛЬНОЙ.. 4
2 ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ РАСЧЕТА ТЕПЛОВОЙ СХЕМЫ... 8
2.1 Тепловые нагрузки внешних потребителей. 8
2.2 Тепловые нагрузки собственных нужд котельной. 9
3 РАСЧЕТ ТЕПЛОВОЙ СХЕМЫ КОТЕЛЬНОЙ.. 11
3.1. Расчет основного и вспомогательного оборудования. 11
3.2 Расчёт расхода топлива. 19
4. РАСЧЁТ МОЩНОСТИ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ ОБОРУДОВАНИЯ КОТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКИ.. 20
4.1 Тягодутьевые устройства. 21
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 – БАЛАНС ПО ОТДЕЛЬНЫМ УЗЛАМ... 24
ЗАДАНИЕ
Вариант № 28
| Пар на производственно технологические нужды | Возврат конденсата с производства | Горячая вода на производство | Отопительно-вентиляционная нагрузка | Температура воды в тепловой сети | Температура греющей среды | Топливо | |||||||
| Расход | Давление | Температура | Температура | Процент возврата | Температура | Расход | Расход пара на вентиляционную нагрузку | Расход теплоты на отопительную нагрузку | В подающем трубопроводе | В обратном трубопроводе | За охладителем к-та сетевого подогревателя | За подогревателем сырой холодной воды | |
| Dпр т/ч | Pпр МПа | tпр оС | tкпр оС | m % | tпр.в оС | Gпр.в т/ч | Dвен т/ч | Qот МВт | t′тс оС | t′′тс оС | tкот оС | tс.л. оС | |
| 20 | 2,3 | 440 | 86 | 65 | 90 | 5,0 | 2,0 | 4,2 | 150 | 70 | 75 | 45 | Природный газ |
1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ О ТЕПЛОВОЙ СХЕМЕ КОТЕЛЬНОЙ
Современная производственно-отопительная котельная оснащена разнообразным тепломеханическим оборудованием с развитой сетью паропроводов, трубопроводов сырой и питательной воды, конденсатопроводов, дренажей. Кроме котельного агрегата – основного источника теплоснабжения, в котельной устанавливаются пароводяные подогреватели сетевой и горячей воды для отопления, бытового горячего водоснабжения и производственно-технологических нужд. Для подогрева холодной воды и утилизации низкопотенциальных тепловых выбросов устанавливаются водо-водяные теплообменники. Подготовка воды требуемого качества осуществляется в деаэраторе и оборудовании химводоочистки. Перемещение потоков воды, воздуха, требуемого для горения топлива, и продуктов сгорания происходит с помощью питательных и циркуляционных насосов, дутьевых вентиляторов и дымососов. Для надёжной и безаварийной работы котельной насосы и тягодутьевые устройства должны быть снабжены современными схемами электропривода, а её оборудование оснащено системами автоматизации.
Для определения необходимой мощности котельной и выбора основного и вспомогательного оборудования выполняется расчет тепловой схемы.
При расчете тепловой схемы котельной для каждого потребителя определяют требуемый расход воды или пара, расход теплоносителя на восполнение утечек и рассчитывается необходимая производительность химводоочистки. По результатам расчета тепловой схемы выбирается тип и количество котлоагрегатов, другого теплообменного оборудования, производительность и мощность насосов и тягодутьевых устройств. На схеме проставляются установленные расчётом расходы потоков рабочих сред и диаметры трубопроводов.
Исходными данными для расчета тепловой схемы являются значения тепловых нагрузок и графики расхода теплоты. Данные о тепловых нагрузках по цехам и видам потребления группируются в сводную таблицу по параметрам теплоносителей. Потребителей теплоты необходимо группировать по признаку однотипности теплоносителя и его параметров. При этом, проектируя теплоснабжение, следует стремиться, чтобы разнообразие в параметрах и характере теплоносителей было минимальным.
Перед расчетом в соответствии с заданием и исходными данными составляется принципиальная тепловая схема в виде чертежа. На ней условными обозначениями изображается всё основное и вспомогательное оборудование котельной, линии потоков пара и воды, записываются параметры и величины потоков (расходы) пара, воды и теплоты. Элементы оборудования располагают на схеме по определенной системе: котлоагрегаты и главный паропровод помещают в верхней части схемы, ниже группируют всё остальное, причём теплообменники и трубопроводы с большими давлениями и температурами изображают выше.
Пример принципиальной тепловой схемы производственно-отопительной котельной показан на рисунке 1.
Теплопотребление предприятия и жилого массива значительно изменяется в течение года. Чтобы иметь правильное представление о загрузке котельной и грамотно планировать её работу, реальное проектирование рекомендуется выполнять для четырех характерных режимов:
1. – максимального зимнего, при минимальной расчётной температуре наружного воздуха; этот режим определяет максимальную паропроизводительность и тепловую мощность котельной, по которой выбирается число и тип котлоагрегатов и теплофикационных теплообменников.
2. – расчетно-контрольного, соответствующего средней за наиболее холодный месяц температуре наружного воздуха и возможному аварийному останову одного из котлов.
3. – среднеотопительного, рассчитываемого по средней за отопительный сезон температуре наружного воздуха. По среднеотопительному режиму можно подсчитать годовой расход теплоты.
4. – летнего, характеризующего работу котельной при отсутствии отопительных нагрузок. Расход пара на производственно-технологические цели принимается максимальным в течение суток, а по горячему водоснабжению средним за неделю.
Рисунок 1 – Принципиальная схема производственно-отопительной котельной: 1 – котлоагрегат; 2 – экономайзер; 3 – коллектор острого пара; 4 – редукционный клапан; 5 – коллектор редуцированного пара давлением 0,6 МПа; 6 – коллектор редуцированного пара давлением 0,12 МПа; 7 – сепаратор непрерывной продувки; 8 – подогреватель воды для производства; 9 – подогреватель воздуха вентиляционной установки; 10 – пароводяной подогреватель сетевой воды; 11 – охладитель конденсата сетевого подогревателя; 12 – потребитель нагрузок отопительной и горячего водоснабжения; 13 – бак конденсатный; 14 – деаэраторная установка; 15 – подогреватель сырой холодной воды; 16 – пароводяной подогреватель сырой воды; 17 – химводоочистка; 18 – охладитель выпара; 19 – питательный электронасос; 20 – питательный паровой насос; 21 – подпиточный насос; 22 – сетевой насос; 23 – конденсатный насос
При реальном проектировании производственно-отопительной котельной расчет обычно выполняют параллельно для всех четырех режимов в табличной форме записи.
В случае выполнения учебного задания допускается выполнить расчет для максимального зимнего режима с целью определения максимальной мощности котельной, числа устанавливаемых котлоагрегатов и теплообменников.
Для удобства расчета тепловой схемы и анализа полученных результатов, выделяют внешнее теплопотребление и собственных нужд котельной. Расчет проводят в следующей последовательности. Сначала определяются расходы воды, пара и теплоты внешними потребителями, к которым относятся производственно-технологические нужды, отопление и вентиляция производственных помещений, отопление и горячее водоснабжение жилого поселка. Далее подсчитываются расходы пара и воды на собственные нужды котельной: деаэрацию питательной воды, пароводяные подогреватели и др.
Расчет общей паропроизводительности (мощности) котельной выполняется методом последовательных приближений. В первом приближении с учетом опыта эксплуатации и практики проектирования промышленных котельных малой и средней производительности, расход пара на собственные нужды принимают в пределах 5…7 % от расхода пара внешними потребителями. С уменьшением доли возврата конденсата расход пара на собственные нужды возрастает.
Трудно поддающиеся расчету расходы пара на обдувку поверхностей нагрева котла и утечки для промышленных котельных малой и средней мощности можно принять равной 2…3 % от расхода пара на внешние потребители и собственные нужды.
При расчете тепловой схемы котельной используются уравнения теплового и материального (весового) баланса для всех её элементов, при расчете диаметров трубопроводов – уравнение неразрывности (сплошности) потока.