где L - длина одного хода подогревателя, L=4м
wмтр - скорость воды в межтрубном пространстве, wмтр=0,126м/с
(из теплового расчета водоводяного подогревателя)
r=1000 - плотность воды в кг/м3
2.4.3. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ПАРОВОДЯНОГО
ПОДОГРЕВАТЕЛЯ
Исходные данные:
- Температура греющего пара при давлении 0,7 МПа
(табл. 1.4 р.15) Т1=165°С
- Температура нагреваемой воды на входе в подогреватель
t2=82,34°С (табл. 1.5 п.59)
- Температуру нагреваемой воды на выходе из подогревателя
t1=150°С (табл. 1.4 п.3)
1. Количество теплоты расходуемое в подогревателе
Q=25,68*4190*(150-82,34)*10-6=7,28 МВт
где G1=25,68 кг/с - расход нагреваемой воды (из теплового расчета водоводяного подогревателя)
2. В сетевой установке БЛСВ-14 в качестве пароводяного подогревателя принят подогреватель 050СT 34-577-69. Из табл. 3 выписываем его техническую характеристику:
а) поверхность нагрева Н =53,9м2
б) наружный диаметр Дн = 630мм
в) длина трубок L =3м
г) внутренний диаметр корпуса D =616мм
д) число трубок Z=392 шт.
е) диаметр латунных трубок 16мм
ж) приведенное количество трубок в вертикальном ряду Zпр=17,8 шт.
з) площадь живого сечения межтрубеого пространства ¦мтр=0,219м2
и) площадь живого сечения одного хода трубок ¦тр=0,0151м2
Скорость воды в трубках:
wтр=25,68/(0,0151*1000)=1,7 м/с
4. Средняя температура нагреваемой воды
tср=(150+82,34)/2=116,2 оС
5. Среднелогарифмическая разность температур между паром и водой:
Dt=(82,66-15)/(82,66/15)=39,64 оС
где Dtб - большая разность температур
Dtб=165-82,34=82,66 оС
Dtм - меньшая разность температур
Dtм=165-150=15 оС
6. Средняя температура стенок трубок
tстср=(Tср+ tср)/2=(165+116,2)/2=140,6 оС
7. Коэффициент теплоотдачи от пара к стенкам трубок
a1=А2*1,163/(Zпр*dн*(T-tстср))=4*8352,6*1,163/(17,8*0,016*(165-140,6))=5983 Вт/м2к
где А2 - температурный множитель, определяемый по формуле
А2=4320+47,54*Т-0,14*Т2=4320+47,54*165-0,14*1652=8352,6
8. Коэффициент теплоотдачи от стенок трубок кводе:
a2=А1*1,163*w0,8тр/d0,2вн=3019*1,163*1,70,8/0,0140,2=12602 Вт/м2к
где A1 - температурный множитель ,определяемый по формуле
A1 = 1400+18*tср-0,035*t2ср=1400+18*116,2-0,035*116,22=3019
9. Коэффициент теплопередачи
К0=1/(1/a1+0,001/l+1/a2)=1/(1/5983+0,001/105+1/12602)=3914 Вт/м2к
Коэффициент теплопередачи с учетом коэффициента загрязнения поверхности нагрева:
К=3914*0,75 = 2935,5 Вт/м2к
где 0,75- поправочный коэффициент на загрязнение и неполное
смывание поверхности нагрева, m = 0,75
10. Поверхность нагрева пароводяного подогревателя
H=7,28*106/(2935,5*39,64)=62,56 м2
11. Количество подогревателей
Z=60,4/53,9=1,16
Принимаем 2 рабочих
2.4.4. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ПАРОВОДЯНОГО
ПОДОГРЕВАТЕЛЯ
Потери напора в трубках пароводяного подогревателя определяются по формуле:
Dh=Dhтр+Dhмс=(l*L/dэ*Z+åò)*wтр*r/2=(0,04*3/0,014*4+13,5)*1,72*1000/2=69050 Па
где Dhтр - потери напора на трение
Dhмс - потери напора на местные сопротивления
l - коэффициент трения, принимаемый при средних значениях чисел Рейнольдса и коэффициенте шероховатости = 0,0002м равным 0,04
r-плотность воды, 1000 кг/м3
L - длина одного хода пароводяного подогревателя, принимаем 3м
Z - количество ходов подогревателя, в данном дипломном проекте расчитывается четырехходовой пароводяной подогреватель
åò - сумма коэффициентов местных сопротивлений.
Коэффициент местных сопротивлений для четырехходового пароводяного подогревателя
вход в камеру - 1,5
вход из камеры в трубки 1х4 - 4
выход из трубок в камеру 1х4 - 4
поворот на 180o в камере - 2,5
выход из камеры - 1,5
Сумма коэффициентов местных сопротивлений для четырехходового пароводяного подогревателя марки 050СТ 34-577-68 будет составлять åò =13,5
3. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
В технико-экономическом разделе дипломного проекта производится сравнение использованных двух видов топлива на реконструируемой котельной: Основного - угля ГР и перспективного - газа от дегазации газовых выбросов шахт, а также определяется сметная стоимость строительных и монтажных работ. Технико-экономические расчеты производятся в гривнах с использованием переводных индексов стоимости строительно-монтажных работ в цены 1993г., коэффициентов рыночных отношений, а также индекса удорожения цен 1997г. к ценам 1995г.
Тогда общий переводный индекс для строительно-монтажных работ: 80,6*1013*1,8562*10-5=1,516 и для оборудования 48,2*3452*1,8562*10-5=3,03
3.1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
1. Годовая выработка тепловой энергии, ГДж
åQвырг=åQгтп+åQсн (3.1)
где Qгтп - годовая отпущенная тепловая энергия,
Qсн - годовой расход тепловой энергии на обственные нужды котельной, Qсн = 15*Qот
åQгтп=Qопов*nоп*3,6+Qзгв*nоп*3,6+Qлгв*(8400-nоп)*3,6+Qлтех*(8400-nоп)*3,6+Qзтех*nоп*3,6 (3.2)
где nоп - число часов отопительного периода, nоп=4320( табл. 1.1)
Qзгв - расчетный расход тепловой энергии в зимний период, Qзгв = 1,36 МВт (табл. 1.2)
Qлгв - то же в летний период, Qлгв = 0,963 МВт (табл. 1.3)
Qтех - расход тепловой энергии на технологию в зимний и летний периоды
Qзтех = 11,69 МВт, Qлтех = 1,24 МВт (табл.1.3)
Qопов - расход тепловой энергии за отопительный период на отопление и вентиляцию, МВт
Qопов= Qров*(tвп-tсроп)/(tвп-tро)=15,86*(18+1,6)/(18+24)=7,4
åQгопт - годовая отпущенная тепловая энергия
åQсн - годовой расход тепловой энергии на собственные нужды котельной åQсн=0,15*Qот
Тогда:
Qготп=7,4*4320*3,6+1,36*4320*3,6+0,963(8400-4320)*3,6+1,24(8400-4320)*3,6+11,69*4320*3,6 =350396 ГДж/г
Qгвыр=350396+0,15*350396=402955,4 ГДж/г
2.Годовой расход топлива, т/год
уголь
Вг=Кптх * Qгвыр / hку * Qрн
где Кпт – коэффициент, учитывающий потери топлива для угля - Кпт =1,07; для газа дегазации Кпт =1,05
hку - к.п.д. брутто котельной, для угля hку =83,96%, для газа hку =0,93
-при сгорании каменного угля Вкт=1,07*402955,4/0,8396*22040=25298 т/г
-при сгорании газа от дегазации Вгт=1,05*402955,4*106/0,93*39750=11,44*106 м3/год
3.Стоимость угля по фабрике 101,6 грн за 1т
Стоимость газа дегазации 84,4 грн. за 103 м3
4.Цена за воду 0,560 грн. за 1м3 для шахтных котельных
5.Цена за 1 кВт/ч потребляемой электроэнергии
Сд=0,06 грн., а за 1 кВт установленной мощности Сд=0,07 грн.
6.Штатное расписание котельной при работе:
на угле – 22 человека, в том числе ИТР – 3 чел., рабочих – 17 чел., механизаторы – 2 чел.
на газе дегазации – 18 чел., в т.ч. ИТР – 3 чел., рабочих – 15 чел., механизатор – 1 чел.
7.Годовые амортизационные отчисления:
-по зданиям и сооружениям – 5,5%
-по оборудованию – 12,5%
8.Месячный фонд зароботной платы с премиями и начислениями на одного работающего по котельной. Аср=170 грн.
9.Установленная мощность котлоагрегатов. Qуст=28,91 МВт (табл. 1.3)
10.Годовой расход воды, м3
Свг=Сзсв*nоп+Слсв(8400-nhоп)
где Свг ,Сзсв – расход воды в зимний и летний периоды (табл. 1.5. п.44), м3/ч
Свг=11,66*4320+4,03(8400-4320)=66813,6 м3/ч
11.Установленная мощность токоприемников, кВа
Nу=Эуд*Qуст
где Эуд - удельная установленная мощность электродвигателей, кВт/МВт.
При Qуст = 28,91 МВт по табл. 10.6
для каменного угля Эуд = 12,4 кВт/МВт и
для газа дегазации Эуд = 13,05 кВт/МВт
Тогда установленная мощность токоприемников, кВа
при сгорании каменного угля
Nуу = 12,4 * 28,91 = 358,5
и при сгорании газа (метана) от дегазации
Nгу = 13,05 * 28,91 = 377,28
12. Расход электроэнергии, кВт/год
Эг=Nу*Ки*Т
Эуг=358,5*0,7*3872=971,678*103 кВт*ч
13. Число часов использования электрической мощности при средней нагрузке
Т=Qгвых/(Qуст*3,6)=402955,4/(28,91*3,6)=3872
3.2. РАСЧЕТ ДОГОВОРНОЙ СТОИМОСТИ
СТРОИТЕЛЬНО-МОНТАЖНЫХ РАБОТ
В табл. 3.1 приведены капитальные затраты производственно-отопительной котельной с двумя паровыми котлоагрегатами КЕ-25 для закрытой системы теплоснабжения. Здание котельной из железобетонных панелей. В табл. 3.1 приведены цены 1984г.
Таблица 3.1
Сводка затрат на строительство котельной
| Затраты, тыс. руб. | |||||
| № | Наименование работ и затрат | Строитель-ные работы | Монтажные работы | Оборудова-ние | Всего |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 1. | Общестроительные работы по зданию котельной | 34,64 | - | - | 34,64 |
| 2. | Работы по котлоагрегатам КЕ-25 (общестроительные, обмуровка, изоляция) | 2,734 | - | - | 2,734 |
| 3. | Теплоизоляция оборудованияи трубопроводов | 1,116 | - | - | 1,116 |
| 4. | Работы по газоходам, воздуховодам, фундаментам | 2,468 | - | - | 2,468 |
| 5. | Приобретение и монтаж оборудования котельного цеха | - | 14,68 | 398,48 | 413,16 |
| 6. | Автоматизация котельной | - | 1,14 | 44,56 | 45,70 |
| 7. | Работы по водоподготовительному отделению, в т.ч. склады реагентов | 2,46 | - | - | 2,46 |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 8. | Приобретение и монтаж электрооборудования | - | 2,86 | 48,68 | 51,54 |
| 9. | Монтаж водоподготовительного отделения | - | 3,14 | 67,44 | 70,58 |
| 10. | Работы по топливоподаче | 3,122 | - | 31,14 | 34,26 |
| 11. | Монтаж топливоподачи | - | 2,03 | 67,44 | 70,58 |
| 12. | Работы по дымовой трубе | 6,48 | - | - | 6,48 |
| 13. | Внутриплощадочные санитарно- технические сети | 1,6 | 1,12 | 22,48 | 25,20 |
| 14. | ИТОГО | 54,64 | 24,97 | 612,78 | 692,19 |
| 15. | Итого, тыс.грн. с учетом перевод-ного коэффициента, учитываю-щего удорожания и инфляцию: для строительно-монтажных работ 1,516; для оборудования 3,03 | 82,834 | 37,809 | 1856,72 | 1977,36 |
На основании денных таблицы 3.1 производим расчет договорной цены. В целях большей наглядности базисная стоимость строительномонтажных работ в составе договорной цены определена отдельно по каждой составляющей строительной части и монтажной. Расчет договорной цены приведен в таблице 3.2.