Технические данные отопительного котла «Lollar» 35.1 фирмы Buderus с наддувом на жидком топливе :
количество секций - 13
номинальная мощность, (ккал/ч) - 335.000
длина котла, (мм) - 970
глубина топки, (мм) - 860
количество воды в котле, (л) - 227
к.п.д. котла, (%) - 90
рабочее давление, (м вод.ст.) - 40
допустимая темп-ра подающей
линии, (оС) - 110
расход топлива при 100%
нагрузке, ( кг/ч ) - 72
вес котла :
сухого, ( кг ) : - 1800
с водой, ( кг ) : - 3100
форсунка жидкого топлива - Weishaupt типа L3ZAC двухступенчатая со
встроенным подогревателем топлива
умягчитель котельной воды - AQUA CLEAR FLUSSING 180
Котел оборудован двумя регуляторами температуры воды в котле, одним температурным реле, термометром подводимой воды котла и термометром выхлопных газов.
Технические данные котла-утилизатора :
поверхность нагрева, (м2) - 15,2
тепловая нагрузка поверхности нагрева, (ккал/ м2) - 7.900
мощность при полной нагрузке, (ккал/ч) - 120.000
рабочее давление (бар) - 2,5
Котел-утилизатор выполнен в виде газотрубного котла в сварной конструкции
из ст.41КТ.
В выхлопном трубопроводе к котлам-утилизаторам вставлены пневматические запорные клапаны. В зависимости от темпратуры воды в котле-утилизаторе выхлопные газы проходят через них или направляются в обводный трубопровод. Управление клапанами происходит автоматически при помощи термостата в зависимости от температуры воды.
*** - Т.к. в данном дипломном проекте рассматривается модернизация системы отопления, то далее в расчет будут приниматься только условия непосредственно влияющие на систему производства горячей воды.
В связи с тем, что вот уже вторую навигацию в зимний период т/х «С.Есенин» используется под гостиницу возникла необходимость модернизации существующей системы отопления, т.к. из расчетных условий видно, что данная система не расчитана для работы в зимний период, когда температура наружного воздуха опускается ниже отметки -25 оС , а потому не справляется с обогревом помещений.
II. Расчет системы отопления
На основании санитарных правил, а также расчетных условий эксплуатации теплоходов проекта №301 ( т/х «Николай Карамзин» ) произведем расчет теплоты необходимой для обогрева помещений и удовлетворительной работы системы кондиционирования в режиме отопления, используя новые показания температуры наружного воздуха ( а именно - 20 оС для зимнего периода ).
Перерасчет для системы радиаторного отопления и термовентиляционной установки не требуется поскольку по опыту работы вторую навигацию в зимний период данные системы работают удовлетворительно и имеющегося количества теплоты для этих двух статей вполне достаточно.
Система бойлеров горячей воды остается неизменной.
*** - Для убодства расчетов и выбора автономных и утилизационных котлов, переведем значения теплот в систему «СИ» , т.е. из «ккал/ч» в «кДж/ч» .
| Теплота необх. Потребителям для расчетных условий в “кДж/ч” | ||
| Помещения с кондиционированием | 359.910 ккал/ч | 1.511.622 кДж/ч |
| Помещения с термовентиляцией | 40.020 ккал/ч | 168.084 кДж/ч |
| Помещения с радиаторным отоплением | 37.897 ккал/ч | 159.167 кДж/ч |
| Теплота необходимая для бойлеров горячей воды | 230.000 ккал/ч | 966.000 кДж/ч |
| ИТОГО необходимое кол-во теплоты : | 667.827 ккал/ч | 2.804.873 кДж/ч |
За исходную возьмем формулу расчета теплоты для системы кондиционирования:
Q = k F ( tвнутр - tнар ), где
Q – количество теплоты необходимое для обогрева помещений с кондиционированием воздуха при разнице внутренней и наружной температур ( tвнутр - tнар ) ;
k – коэффициент теплопроводности материала стен и потолков ( усредненный );
F – площадь обрабатываемых помещений ;
tвнутр - температура воздуха, которую необходимо поддерживать в обрабатываемых
помещениях ;
tнар – температура наружного воздуха ;
Имеющийся расчет теплоты необходимой для системы кондиционирования:
Q = k F ( tвнутр - tнар )
1.511.622 = k F ( 21 – ( - 6 ) ), отсюда
k F = 52986
Расчет необходимого количества теплоты для нового значения tнар :
Q1 = k F ( tвнутр - tнар1 )
Q1 = 52986 ( 21 – ( -20 ) ) = 2.172.426 кДж/ч
Как видно из расчета количество теплоты необходимое для помещений с кондиционированием в зимний период увеличилось на 660.804 кДж/ч , а целом необходимое количество теплоты для всех потребителей составляет :
| Теплота необх. потребителям для новых расчетных условий (- 20 оС в зимний период) | |
| Помещения с кондиционированием | 2.172.426 кДж/ч |
| Помещения с термовентиляцией | 168.084 кДж/ч |
| Помещения с радиаторным отоплением | 159.167 кДж/ч |
| Теплота необходимая для бойлеров горячей воды | 966.000 кДж/ч |
| ИТОГО необходимое кол-во теплоты : | 3.465.677 кДж/ч |
Возможные пути решения стоящей перед нами проблемы :
1. Выбрать и установить новый автономный котел с бо’льшей теплопроизводительностью .
Цель: увеличить количество теплоты необходимой потребителям.
2. Установить дополнительные котлы-утилизаторы на ДГ.
Цель : использовать теплоту отработанных газов ДГ .
3. Установить дополнительные теплообменники во внутренний контур охлаждения ДГ.
Цель : использовать теплоту внутреннего контура системы охлаждения ДГ .
4. Установить в климатцентры электрические ТЭНы.
Цель : получить дополнительную теплоту для обогрева помещений.
5. Полностью перекрыть подачу наружного воздуха.
Цель : производить постоянный дополнительный нагрев рециркуляционного воздуха.
6. Установить на фотоэлементные двери дополнительные тепло-воздушные завесы.
Цель : исключить попадание холодного наружного воздуха в коридоры и помещения.
7. Установить в обрабатываемых помещениях дополнительные электронагревательные приборы.
Цель : обеспечить дополнительный обогрев в помещениях.
В данном дипломном проекте будем рассматривать пункты 1 и 2 как самые наиболее эффективные для решения проблемы.
III. Выбор автономного котла ( по имеющемуся значению необходимого количества теплоты для всех потребителей )
По имеющимся данным о производительности, габаритах и массе водогрейных котлов отечественного производства единственным целесообразным решением будет установка на теплоходе данного проекта парового котла. Произведем расчет паропроизводительности по данному значению теплопроизводительности :
Dк = Qобщ / ( iп – iпв ) = 3.465.677 / ( 2749 – 640 ) = 1530 кг/ч
где : Dк – полная паропроизводительность ;
Qобщ – полная теплопроизводительность ;
iп – энтальпия влажного насыщенного пара ;
iпв – энтальпия питательной воды ;
По полученному значению подбираем паровой котел КВ 1,6 / 5
1. Описание и параметры
Паропроизводительность - 1600 кг/ч ;
Давление пара - 0,5 Мпа ;
Температура питательной воды - 40 оС ;
Температура уходящих газов - 300 оС ;
К.П.Д. - 81 % ;
Объемная плотность теплового потока - 1150 кВт / м3 ;
Объем топки - 1, 17 м3 ;
Площадь парообразующей поверхности нагрева - 70,7 м3 ;
Количество форсунок - 1 шт ;
Давление топлива перед форсункой - 0,9 Мпа ;
Тип форсунки - паромеханическая ;
Расход топлива при 100% нагрузке - 90 кг/ч ;
Газовоздушное сопротивление котла - 2000 Па ;
Масса котла :
сухого - 6,4 т ;
с водой - 7,5 т ;
Габариты котла : - 1920 х 1530 х 1740 ;
2. Тепловой расчет автономного котла
2.1. Расчетные характеристики рабочей массы дизельного топлива ( исходные данные
для составления материального баланса ).
Состав рабочей массы :
Ср = 86,3 % ; Нр = 13,3 % ; Np + Op = 0,1 % ; Ар = 0,01 % ; Wp = 0 ; Q = 42.700 кДж/кг ;
Объем трехатомных газов : VRO2 = 1,866 × Ср / 100 = 1,61 м3 / кг ;
Теоретически необходимый объем воздуха : VО=VO2О / 0,21 = 2, 35 / 0,21 = 11,19 м3/кг ;
VO2О = 1,866 × Ср / 100 + 5,6 × Нр / 100 - Ор / 100 ×rО2 = 2, 35 м3 / кг ;
rО2 = 1,44 кг/ м3 – плотность кислорода ;
Теоретический объем азота : VN2О = 0,79 × VО + Nр / 100 ×rN2 = 8, 84 м3 / кг ;
Теоретический объем водяных паров :
VH2OО = 0,0124 ( 9 × Hр + WP + 0,0161 × VO + 1,24 Gпр ) = 1,66 м3 / кг ;
Суммарный теоретический объем газов : VгО = VRO2 + VN2О + VH2OО = 12,11 м3 / кг ;
Низшая теплота сгорания : QнР = 42.700 кДж / кг ;
2.2. Материальный баланс процесса горения 1 кг топлива.
Марка топлива : ДТ марки “Л” по ГОСТ 305-82
Коэффициент избытка воздуха : a = 1,2 ;
Объем водяных паров ( избыточный при a > 1 ) : VH2Oa = 0,0161 ( a - 1 ) × VO = 0,036 м3 /кг ;