Котельная установка (стр. 4 из 5)

Основной задачей подготовки воды в котельных является борьба с коррозией и накипью. Коррозия поверхностей нагрева котлов подогревателей и трубопроводов тепловых сетей вызывается кислородом и углекислотой, которые проникают в систему вместе с питательной и подпиточной водой.

Качество питательной воды для паровых водотрубных котлов с рабочим давлением 1,4МПа в соответствии с нормативными документами должно быть следующим:

- общая жесткость 0,02мг.экв/л,

- растворенный кислород 0,03мг/л,

- свободная углекислота - отсутствие.

При выборе схем обработки воды и при эксплуатации паровых котлов качество котловой (продувочной) воды нормируют по общему солесодержанию (сухому остатку): величина его обуславливается конструкцией сепарационных устройств, которыми оборудован котел, и устанавливается заводом изготовителем.

Наименование	Обозн.	ед. изм.
Река	Днестр
Сухой остаток	S_ив	мг/л	505
Жесткость карбонатная	Ж_к	мг.экв/л	5,92
Жесткость некарбонатная	Ж_нк	мг.экв/л	1,21

2.1. ВЫБОР СХЕМЫ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ВОДЫ

Выбор схемы обработки воды для паровых котлов проводится по трем основным показателям:

Величине продувки котлов

Жесткость исходной воды

Ж_ив = Ж_к + Ж_нк = 5,92 + 1,21 = 7,13 мг.экв/л

DS определяется по графику рис 6. [2]. DS = 60 мг/кг.

Сухой остаток обработанной воды.

S_ов = S_ив + DS = 505 + 60 = 565 мг/л

Доля химически очищенной води в питательной

a₀ = G_хво / Д_к = 4,2 / 8,95 = 0,47

Продувка котлов по сухому остатку:

Р_п=( S_ов • a₀ • 100%)/(S_к.в - S_ов • a₀)=565 • 0,47 • 100 / (3000-565 • 0,47) = 9,7%

S_к.в- сухой остаток котловой воды, принимается по данным завода изготовителя котлов

9,7% < 10% - принимаем схему обработки воды путем натрий-катионирования.

Относительной щелочности котловой воды

Относительная щелочность котловой:

Щ = (40 • Щ_i • 100 %) / S_ов =40 • 5,92 •100 / 565 = 41,9 %

где 40 - эквивалент Щ мг/л

Щ_i- щелочность химически обработанной воды, мг.экв/л, принимается для метода
Na-катионирования, равной щелочности исходной воды (карбонатной жесткости).

20% < 41,9% < 50% - возможно применение Na-катионирования с нитратированием, дополнительное снижение щелочности не требуется.

По содержанию углекислоты в паре

Количество углекислоты в паре:

С_уг=22 • Ж_к • a₀ • (a'+a")=22 • 5,92 • 0,47• (0,4+0,7)=67,39 мг/л

где a' - доля разложения НСO₃ в котле, при давлении 1,4МПа принимается равной 0,7

a'' - доля разложения НСO₃ в котле, принимается равной 0,4

67,39мг/л > 20мг/л - необходимо дополнительное снижение концентрации углекислоты.

К установке принимается обработка воды по схеме двухступенчатого Na-катионирования.

2.2. РАСЧЕТ ОБОРУДОВАНИЯ ВОДОПОДГОТОВИТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКИ

Для сокращения количества устанавливаемого оборудования и его унификации принимают однотипные конструкции фильтров для первой и второй ступени. Для второй ступени устанавливаем два фильтра: второй фильтр используется для второй ступени в период регенерации и одновременно является резервным для фильтров первой ступени катионирования.

Скорость фильтрования принята в зависимости от жесткости исходной воды

Ж_ив = 7,13 мг.экв/л => w_ф = 15 м/ч [2].

Коэффициент собственных нужд химводоочистки

К^с.н._хво = 1,1

Количество сырой воды, поступающей на химводоочистку

G_с.в = К^с.н._хво • G_хво = 1,1 • 3,44 = 3,78 кг/с

Площадь фильтров

F'_ф = G_с.в / w_ф =3,78 • 3,6 / 15 = 0,9 м²

К установке принимается 2 фильтра

F_ф = F'_ф / 2 = 0,9 / 2 = 0,45 м²

Диаметр фильтра

d'_ф =

= 0,76 м

К установке принимаем катионовые фильтры № 7

Диаметр фильтра d_ф = 816 мм; высота сульфоугля l = 2 м.

Производительность фильтров I ступени G_I = 5 т/ч

Производительность фильтров II ступени G_II = 20 т/ч

Скорость фильтрования I ступени w_I = 9 м/ч

Скорость фильтрования II ступени w_II = 30 м/ч

Полная площадь фильтрования

F_ф^д = (p • d_ф² / 4 ) • 2 = (3,14 • 0,816² / 4) • 2 = 1,05 м²

Полная емкость фильтров

Е = 2 • p • d_ф² • h_кат • l / 4 = 2• 3,14 • 0,816² • 300 • 2/ 4 = 627 мг.экв

Период регенерации фильтров

Т = Е / G_с.в • Ж_ив = 627 / 5,75 • 3,6 • 7,13 = 4,25 ч

Число регенераций в сутки n = 6 раз.

Расход соли на 1 регенерацию:

М_соли = p • d_ф² • h_кат • l • b / 4 • 1000 = 3,14 • 0,816² • 300 • 2• 200 / 4 • 1000 = 62,72 кг

Суточный расход соли

G_соли = М_соли • n = 62,72 • 6 = 376,32 кг

3. Расчет и выбор насосов

Подбор питательных насосов

В котельных с паровыми котлами устанавливаются питательные насосы числом не менее двух с независимым приводом. Питательные насосы подбирают по производительности и напору.

Напор создаваемый питательным насосом:

Н_пн=10 • Р₁ + Н_эк +Н_с = 10 • 12 + 7 + 15 = 142 м.в.ст.

где Р₁ - избыточное давление в котле, Р₁ =1,4 МПа = 12 атм.

Н_эк- гидравлическое сопротивление экономайзера, принимаем Н_эк = 7 м.в.ст.

Н_с – сопротивление нагнетающего трубопровода, принимаем Н_с=15 м.в.ст.

Производительность всей котельной, Д' = 9,0 кг/с = 32,4 т/ч

Принимаем 3 электрических насоса 2,5 ЦВМ 0,8 производительностью 14 м³/ч, полный напор 190 м.в.ст. и 2 насоса с паровым приводом типа 2ПМ-3,2/20 производительностью 3,2 м³/ч, напор 200 м.в.ст.

Подбор сетевых насосов

Напор сетевых насосов

H_сн=Н_п + Н_с = 15 + 30 = 45 м.в.ст.

где Н_п- сопротивление бойлера теплофикации, принимаем Н_эк = 15 м.в.ст.

Н_с – сопротивление сети и абонента, принимаем Н_с = 30 м.в.ст.

Расход сетевой воды G_сет=117,7 кг/с = 423,72 т/ч

К установке принимаем 2 сетевых насоса типа 10CD-6 производительностью 486 м³/ч, напор 74 м.в.ст.

Подбор конденсатного насоса

Напор развиваемый конденсатным насосом

Н_кн = 10 • Р_д + Н_ск +Н_д = 10 • 1,2 + 15 + 7 = 34 м.в.ст.

где Р_д - давление в деаэраторе, Р_д =0,14 МПа = 1,2 атм.

Н_ск – сопротивление нагнетающего трубопровода, принимаем Н_ск=15 м.в.ст.

Н_д – высота установки деаэратора, принимаем Н_д = 7 м.

Количество конденсата G_к = 6,71 кг/с = 24,16 т/ч

К установке принимаем 2 конденсатных насоса типа КС10-55/2а, напор 47,5 м.в.ст.

Подбор подпиточного насоса

Напор развиваемый насосом

Н_пс = Р_д + Н_ск +Н_д = 1,2 + 15 = 16,2 м.в.ст.

где Р_д - давление в деаэраторе, Р_д =0,14 МПа = 1,2 атм.

Н_ск – сопротивление нагнетающего трубопровода, принимаем Н_ск=15 м.в.ст.

Количество подпиточной воды G_к = 1,76 кг/с = 6,34 т/ч

К установке принимаем 2 насоса типа К8/18, производительность 8 м³/ч, напор 18 м.в.ст.

Подбор насоса сырой воды

Напор развиваемый насосом

Н_св = Н_ск +Н_то +Н_хво = 20 + 20 + 5 = 45 м.в.ст.

где Н_то- сопротивление теплообменников, принимаем Н_эк = 20 м.в.ст.

Н_ск – сопротивление нагнетающего трубопровода, принимаем Н_ск=20 м.в.ст.

Н_хво – сопротивление фильтров ХВО, принимаем Н_ск=5 м.в.ст.

Количество сырой воды G_хво_” = 11,18 кг/с = 40.25 т/ч

К установке принимаем 2 насоса типа К-80-50-200, производительность 50 м³/ч, напор 50 м.в.ст.

4. АЭРОДИНАМИЧЁСКИЙ РАСЧЕТ

Наименование величин	Обозн.	Ед. изм.	Знач.	Примечание
температура уходящих газов	t_ух	^оС	200	из расчета котла
температура холодного воздуха	t_хв	^оС	-30
коэфф. избытка воздуха в топке	a_т	1,4
коэфф. избытка воздуха в ВЭК	a_ух	1,6
коэфф. избытка воздуха в трубе	a_тр	1,7
средняя скорость уходящих газов	w_ух	м/с	8
действительный объем уходящих газов	V_г	м³/кг	11,214
низшая теплота сгорания топлива	Q_н^р	ккал/кг	6240
расход топлива 1 котлом	b	кг/с	0,325

4.1. Расчет газового тракта (расчет тяги)

Температура газов в начале трубы:

t_тр = t_ух • a_ух + (a_тр - a_ух) • t_в= 200 • 1,6 + (1,7-1,6)•30 = 190 ^оС

a_тр 1,7

где t_в – температура воздуха в котельной t_в = 25 ^оС

Сопротивление трения уходящих газов:

Dh_тр = l • (l /d_экв) • (w_ух² / 2 • 9,8) • r_г = 0,03 • (18 / 1) • (8² / 2 • 9,8) • 0,78= 1,38 мм в.ст.

где r_г - плотность газов при температуре 190 ^оС r_г = 0,78 кг/м³

l – длина газохода по чертежу, l = 18 м.

d_экв – эквивалентный диаметр газохода 1000 х 1000 мм, d_экв = 1 м.

l - коэффициент трения для стальных футерованных газоходов, l = 0,03