Производственно-отопительная котельная установка с паровым котлом и водяным экономайзером (стр. 2 из 11)

кДж/кг = 2,769 МДж/кг

МВт

МВт

Согласно [2, п. 1.13] тепловая мощность котельной установки определяется для трёх режимов работы:

1) максимально-зимний:

k·(Q_ОV+ + ) =0,7·(2,8 + 1,38 + 10,1) = 9,9 МВт

где k – коэффициент, учитывающий расход теплоты на собственные нужды котельной, а также потери теплоты в пароводяном цикле котельной установки и в тепловых сетях.

Тепловая мощность, потребляемая КУ на собственные нужды, зависит от её типа и вида топлива, а также от типа системы теплоснабжения. Она расходуется на подогрев воды перед установкой химической очистки, деаэрацию воды, подогрев мазута, обдувку и очистку поверхностей нагрева и др. Расход теплоты на собственные нужды котельной установки принимается в пределах 9-15 % от внешнего суммарного расхода теплоты на отопление, вентиляцию, ГВС и технологические нужды. Потери в цикле котельной установки и в тепловых сетях (принимаем в размере 3% от суммарной тепловой мощности КУ.

2) наиболее холодный месяц:

, МВт

(4)

где t_в.р.– усредненная расчётная температура внутреннего воздуха отапливаемых зданий, принимаемая согласно [3, п.7.4] для производственных зданий 16°С;

= -36°С – расчётная температура для проектирования отопления и вентиляции равная температуре наиболее холодной пятидневки (К_об = 0,92) [1,табл.1, графа 5]; = -15,6°С – расчётная температура наиболее холодного месяца [1, табл.3].

МВт

3) для летнего режима:

0,7·(10,07+1,104) = 7,82 МВт

Количество котлоагрегатов должно выбираться по максимальному расходу теплоты с тем, чтобы согласно [3, п.5.4] при авариях (отказах) на источнике теплоты на его выходных коллекторах в течение всего ремонтно-восстановительного периода должны обеспечиваться: подача 100% необходимой теплоты потребителям 1 категории (если иные режимы не предусмотрены договором); подача теплоты на отопление и вентиляцию жилищно-коммунальным и промышленным потребителям 2 и 3 категорий в размерах, указанных в таблице [3, п.6.33, табл.2]; заданный потребителем аварийный режим расхода пара и технологической горячей воды; заданный потребителем аварийный тепловой режим работы неотключаемых вентиляционных систем; среднесуточный расход теплоты за отопительный период на горячее водоснабжение (при невозможности его отключения).

Согласно [2, п. 1.16] независимо от типа и режима работы котельной к установке принимается не менее двух КА; оптимальное количество – для паровых котельных 3-5 шт. Резервные котлоагрегаты устанавливаются только при особых требованиях к надёжности теплоснабжения.

Предварительно принимаем к установке 5 котельных агрегатов марки ДКВр – 6,5-13 .

Теплопроизводительность котельного агрегата определяем по формуле:

, МВт

(5)

где D_КА = 6,5 т/ч= 1,8 кг/с – номинальная выработка пара котельным агрегатом (по марке); h_н.п. = 2769 кДж/кг – энтальпия насыщенного пара, вырабатываемого котлом; h_к.в. = 826 кДж/кг – энтальпия котловой (кипящей) воды при абсолютном давлении в котлоагрегате 1,4 МПа [11, табл. 3.1, С.47]; h_п.в. = с ∙ t_п.в. = 4,1868 ∙ 100 = 418,7 кДж/кг – энтальпия питательной воды (перед экономайзером); р = 10% – величина непрерывной продувки согласно [2, п. 10.21] для котлов с давлением пара до 1,4 МПа.

кВт = 4,2 МВт

Установленная мощность КУ – это суммарная мощность котельной при номинальной нагрузке всех установленных котлоагрегатов.

, Вт

(6)

МВт > = 9,9 МВт

В случае аварии или текущего ремонта 1-го котлоагрегата в зимний период оставшиеся 4 КА должны обеспечить нагрузку

:

, МВт

(7)

МВт > =9,2 МВт. Условие выполняется.

Примечание: по [11, табл.1.5, С.22] котёл марки ДКВр может обеспечить повышение нагрузки до 50% при работе на мазуте.

Минимальная производительность котлоагрегата ДКВр (наименьшая паропроизводительность, при которой КА может длительно работать без нарушения режимов циркуляции воды в трубах и горения топлива) при избыточном давлении 1,3 МПа допускается при работе на мазуте не ниже 30 % от номинальной.

Увеличение нагрузки котельного агрегата неблагоприятно с экологической позиции, т.к. при этом наблюдается недостаточное время пребывания продуктов сгорания в высокотемпературной части топочной камеры и, следовательно, увеличение концентрации продуктов неполного сгорания (СО, сажи, бенз(а)пирена). С другой стороны, увеличение выбросов продуктов неполного сгорания также может наблюдаться и при снижении нагрузки за счёт снижения среднетопочной температуры.

Поэтому подбор числа котельных агрегатов необходимо вести в зоне оптимальной работы котла (80 – 90 % от номинальной нагрузки).

Количество котлоагрегатов, работающих в тёплый период года определяем следующим образом:

Итак, по результатам предварительного расчёта к установке принимаем 5 котельных агрегатов марки ДКВр-6,5-13 . В зимний период работает 3 котельных агрегатов, в летний – 2 При выходе из строя одного из котлов оставшиеся 2 котла обеспечат нагрузку наиболее холодного месяца.

Резервная мощность котельной складывается из явного и скрытого резерва. Она используется при аварийном выходе из строя одного из котлоагрегатов путём догрузки остальных работающих. Скрытый резерв – разность между установленной и рабочей мощностью. Явный резерв составляет суммарная номинальная мощность котлоагрегатов, не работающих в данный период времени и находящихся в холодном состоянии.

Рабочая мощность КУ – суммарная мощность работающих котлоагрегатов при фактической нагрузке в данный период времени. Рабочая мощность определяется исходя из суммы тепловой нагрузки потребителей и тепловой энергии, используемой на собственные нужды котельной.

Согласно [2, п. 4.1] необходимость резервного или аварийного вида топлива для котельных устанавливается с учётом категории котельной, исходя из местных условий эксплуатации, по согласованию с топливоснабжающими организациями.

В данной курсовой работе считаем, что рассматриваемая котельная установка по надёжности отпуска теплоты относится к 1 категории (см. [2, п. 1.12]). Таким образом, для КУ производительностью более 20 Гкал/ч, для которой газовое топливо установлено в качестве основного, необходимо предусматривать резервное топливо - топочный мазут. Для КУ производительностью до 20 Гкал/ч резервное топливо к природному газу не предусматривается, однако может предусматриваться аварийное жидкое топливо (топочный мазут, лёгкое нефтяное топливо) по согласованию с заказчиком.

3 Описание конструкции и принимаемой компоновки котельного агрегата.
Технические характеристики выбранного котла

Основной элемент производственно-отопительной КУ – паровой котельный агрегат. Приводим технические характеристики устанавливаемых в КУ котлоагрегатов: ДКВр-6,5-13 двухбарабанный котёл водотрубный, реконструированный

Номинальная производительность котельного агрегата составляет 6,5 т пара в час – это количество вырабатываемого пара в единицу времени, которое обеспечивается при длительной эксплуатации при сжигании основного топлива при номинальных параметрах пара и питательной воды.

Номинальные параметры вырабатываемого теплоносителя - насыщенный влажный водяной пар низкого давления (р_абс = 1,4 МПа), температура пара на линии насыщения – 194,1°С (см. [11, табл. 3.1, С.47]).