Розширення центральної опалювальної котельні середньої потужності (стр. 9 из 13)

η_ка – коефіцієнт корисної дії котельного агрегату, η_ка= 0,97.

Приведення густини газу, повітря до фактичних фізичних умов. Густини газу і повітря визначаємо із співвідношення:

(5.3)

де Р_Г, Т_Гі ρ_Г – відповідно тиск, температура і густина газу за норм. умов.

Параметри повітря:

Температура повітря, t_n = 25 °С;

Тиск повітря, Р_п=1кПа = 0,01 бар;

Відносна вологість, φ = 70%;

Із співвідношення (5.3) визначаємо фактичну густину газу:

(5.4)

де ρ_гн – густина газу за нормальних умов, ρ_гн= 0,712 кг/м.

Густина сухого повітря:

(5.5)

де ρ_гн – густина повітря за нормальних умов, ρ_гн = 1,293 кг/м.

Густина вологого повітря:

(5.6)

Випарна здатність палива.

Випарну здатність палива визначаємо із співвідношення:

(5.7)

де D М – паропродуктивність котла, т/год;

V_Г – витрата газу, м /год.

Витрата повітря:

(5.8)

де а_т – коефіцієнт надлишку повітря у топці;

V⁰ – теоретичний об'єм димових газів,

Дійсна кількість повітря при дійсних фізичних умовах визначається за формулою:

(5.9)

де Р,Т – тиск і температура повітря при дійсних умовах:

Р = 770 мм-Hg; 7=295 °К. Теплова напруга:

(5.10)

де V_г – витрата газу,

;

V_T – об'єм топкової камери, V_T = 9,2 м³(див. п. 4);

Витрата суміші:

(5.11)

Для попередження «проскоку» і «відриву» факелу допустима швидкість витікання суміші з амбразури W_c = 30–35 м/с. Площа перерізу:

– амбразури:

(5.12)

де

d_AMB – діаметр амбразури, м;

– проходу суміші у пальнику:

(5.13)

де d_K – діаметр колектора, м;

d_H – внутрішній діаметр труби, м.

Швидкість суміші на виході:

(5.14)

– з пальнику

(5.15)

– швидкість повітря у змішувачі

(5.17)

5.3 Розрахунок мережевого підігрівана

На рисунку 5.2 зображено схему горизонтального мереженого підігрівача.

Рисунок 5.2 Схема горизонтального мережевого підігрівача

5.3.1 Характеристика мережевого підігрівача

Горизонтальний мережевий підігрівай являється рекуперативним (поверхневим теплообмінним апаратом.

Мережевий підігрівач – двоходовий. Поверхня І/\ обертається з 20% запасом.

Продуктивність 56 кг/с;

Поверхня нагріву 30 м;

Кількість труб 312;

К-ть труб в одному ході 156;

Довжина труб 2000 мм;

Площа для переходу води в одному ході 0,024 м;

Латунні трубки діаметром 16X14 мм.

5.3.2 Розрахунок необхідної поверхні трубок мережевого підігрівача

З теплового розрахунку теплової схеми:

Витрати мережевої води М₂=М_в=30 кг/с;

температура води на вході в підігрівач

Температура води на виході з підігрівача

Тиск пари на вході в підігрівач Р=1,4 МПа;

Ентальпія пари на вході в підігрівач

Ентальпія конденсату

Визначаємо ентальпії води на вході і на виході підігрівача:

Ентальпія води на вхС

(5.18)

ентальпія води на виході визначається за формулою

(5.19)

Рівняння теплового балансу:

(5.20)

Де Q₁ – кількість тепла, яке віддає гарячий теплоносій, кВт;

Q₂ – кількість тепла, що сприймає холодний теплоносій, кВт.

η_та– коефіцієнт корисної дії теплообмінного апарату, η_та = 0,98;

Кількість тепла, яке віддає гарячий теплоносій визначаємо за формулою:

(5.21)

де М₁ – витрата пари, кг/с.

Кількість тепла, що сприймає холодний теплоносій визначаємо за формулою:

(5.22)

Кількість тепла відданого гарячим теплоносієм можна визначити з формули:

(5.23)

Витрату пари визначаємо по формулі:

(5.24)

Рівняння теплопередачі:

Q = F·K·Δt, кВт (5.25)

Температурний напір:

(5.26)

де

– температурний напір протитокового теплообмінного апарату;

ψ – поправочний коефіцієнт, визначається по діаграмі.

Температурний напір протитокового та визначається за формулою:

(5.27)

Де

– більша різниця температур, °С;

– менша різниця температур, °С;

Більша різниця температур визначається за формулою:

(5.28)

Визначається за формулою:

(5.29)

Визначаємо відношення температур:

(5.30)

(5.31)

При R=0, ψ = 0.

Перевіряємо режим руху теплоносіїв (рух води в трубах). Площа проходу для води

(5.32)

Швидкість води в трубах:

(5.33)

де М_в – витрата води, М_в = 30 кг/с;

ρ_в – густина води, ρ_в= 951 кг/м.

Критерій Рейнольдса:

(5.34)

де d_вн - внутрішній діаметр трубок, м;

v_в– в'язкість води, м /с.

Режим руху води турбулентний і коефіцієнт тепловіддачі від стінки до води визначається по формулі:

(5.35)

де В₂ – числовий коефіцієнт;

Коефіцієнт тепловіддачі від сухої насиченої пари до стінки труб для горизонтального ТА:

(5.36)

де А₁ – числовий коефіцієнт;

r – питома теплота пароутворення;

Виходячи з того, що:

то приймаємо розрахунок, як для тонкої стінки. Коефіцієнт теплопередачі

(5.37)

Товщина стінки

(5.38)

Коефіцієнт теплопровідності латуні:

(5.39)

За формулою (5.37) визначаємо коефіцієнт теплопередачі:

Потрібна площа поверхні труб:

(5.40)

Запас становить 3,5%.

6. Генеральний план

6.1 Генеральний план котельної

Генеральний план виконується з метою розміщення і взаємної ув'язки головних споруд, які входять до комплексу котельної, інженерних комунікацій, автомобільних та залізничних шляхів. Головними спорудами і будівлями комплексу котельної є головний корпус, паливне господарство, водопідготовка, димова труба, та інші споруди.