Методичні вказівки

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

КРИВОРІЗЬКИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА ТЕПЛОЕНЕРГЕТИКИ

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

для виконання курсового проекту

з дисципліни «Експлуатація котельних пристроїв»

«Розрахунки теплової схеми

промислової парової котельні»

для студентів спеціальності

7.090510 та 8.090510 Теплоенергетика

всіх форм навчання

Кривий Ріг – 2008

Укладачі: Квятковська Ю.П., к.т.н., доцент,

Відповідальний за випуск: Замицький О.В., д.т.н., професор

Рецензент: Трегубов В.А., д.т.н., професор

У методичних вказівках наведено основні вимоги до оформлення розрахунково-пояснювальної записки, рекомендації послідовних розрахунків теплової схеми промислової котельні, та розробка схем компоновки основного та допоміжного устаткування. Наведено список рекомендованої літератури.

Розглянуто на засіданні кафедри теплоенергетики

Протокол № 5 від 18.02.2010

Схвалено на вченій раді електротехнічного факультету

Протокол № 4 від 15.03.2010

Исходные данные

Задание №

Технологический потребитель: (пар): Р=

t=

Д=

Отопление ивентиляция производственных зданий: (пар):

Р=

t =

Д=

Возврат конденсата с производства:

t=

Подогрев воды перед BПУ: t=

Отоплениежилых зданий поселка: {вода):

t=

Q=

Горячее водоснабжение поселка: (вода): Q=

t=

Температуранаружного воздуха:

I - максимально зимний период f_н=;

II-средний самого холодного месяца

III - средний отопительный

Продолжительность отопительного периода,

Температура продувочной воды:

Давленые в расширителе

Вид топлива:

Содержание

Стр.

1. Составление сводной таблицы тепловых нагрузок котельной 4

2. Принципиальная тепловая схема промышленной паровой котельной

Результаты расчета тепловой схемы паровой котельной 15

3. Выбор вспомогательного оборудования 18

3.1. Выбор вспомогательного оборудования тепловой схемы?.

котельной

3.2. Выбор вспомогательного оборудования газовоздушного

тракта 35

4. Компоновка паровых промышленных котельных 36
Литература 38

Цели и задачи курсового проекта

Роль промышленно-отопительныхкотельных в системах теплоснабжения наряду с ТЭЦ непрерывно возрастает. В перспективе и будет принадлежать ведущее место вбалансе теплоснабженияпромышленности и жилых массивов.

Подготовка квалифицированных инженеров промтеплоэнергетиков невозможна без овладевания ими методов расчета центральных теплоисточников, рационализации и систематизации техниче­ских решений в этой области.

Расчетная работа преследует учебные цели и отличается от ре­ального проекта глубиной разработки.

Цель выполнения этой работы - овладеть методами проектирова­ния тепломеханической части промышленных паровых котельных, пред­назначенных для теплоснабжения крупных промышленных комплексов с раздельной системой энергоснабжения.

Работа выполняется студентом самостоятельно в соответствии с данными методическими указаниями, при составлении которых ис­пользованы методы и нормы проектирования котельных и вспомога­тельного оборудования.

Задание на выполнение расчетной работы.

Задание выдается каждому студенту индивидуально в письмен­ной форме в соответствии с исходными данными для расчета про­мыш­ленной паровой котельной, которые выбираются по таблице исходных данных.

Указания по выполнению расчетной работы

Основой теплового расчета промышленной паровой котельной является расчет ее принципиальной тепловой схемы, на основе ко­торого составляются паровой и тепловой балансы котельной, позво­ляющие выбирать основное и вспомогательное оборудование для нее.

Тепловая нагрузка промышленных котельных является величиной переменной, зависящей от режима потребления техноло­гического тепла и от изменения температуры наружного воздуха, определяющего нагрузку на отопление и вентиляцию. Поэтому рас­четы теплопотребления выполняются для наиболее характерных ре­жимов.

Выбор основного и вспомогательного оборудования котельной производится для расчетного режима отпуска тепла, т.е. при мини­мальной температуре наружного воздуха.

Выбранное оборудование необходимо располагать в здании ко­тельной в соответствии с требованиями, обеспечивающими надеж­ность и удобство эксплуатации, ремонта, а также минимальную про­тяжен­ность всех коммуникаций. Кроме того, принимаемые решения компо­новки оборудования должны отвечать всем требованиям тех­ники безо­пасности, санитарным и противопожарным нормам.

Составление сводной таблицы тепловых нагрузок котельной

Для правильного представления о тепловых нагрузках котель­ной необходимо иметь сведения по всем потокам теплопотребления в те­чение года и суток.

Потребители тепла группируются по признаку однотипности те­плоносителя и его параметров.

Прежде, чем приступить к расчету тепловой схемы котельной, необходимо составить сводную таблицу теплопотребления по приве­денной форме (см. табл. I.I).

В графе I дается перечисление всех потребителей тепла данной котельной, сгруппированных по признаку однотипности теплоноси­теля и по характеру изменения его расхода в течение года.

I группа состоит из технологических потребителей, у которых расход тепла определяется технологическим процессом объекта и не зависит от изменения температуры наружного воздуха в течение года.

П группа состоит из производственных потребителей тепла на нужды отопления и вентиляции, использующих в качестве теплоноси­те­ля пар (отопление может осуществляться и горячей водой).

Ш группа также состоит из потребителей тепла на отопление, но отличающихся от потребителей П группы видом теплоносителя. Теп­лоснабжение их осуществляется горячей водой.

1У группа включает потребителей тепла на нужды горячего во­доснабжения. Этот теплопотребитель не зависит от температуры на­ружного воздуха и постоянный как зимой, так и летом.

В графе 2 таблицы указывается род теплоносителя и его пара­метры, а в графе 3 - единицы измерения, в которых подсчитывается расход пара и тепла.

В графах 4-7 приведены максимальные часовые расходы тепла за сутки.

В сводной таблице указываются расходы тепла по режимам с учетом потерь в наружных сетях, по которым тепло транспортируется от котельной до потребителя. Величина этих потерь обычно составляет 5% для паропроводов и 3% для теплофикационных паропроводов (вода) от тепла, расходуемого потребителем.

В графе 2 сводной таблицы параметры теплоносителя также указываются с учетом внешних потерь, т.е. снижения давления пара в паропроводах.

В графе 4 помещают исходные данные по потребителям тепла на производство, горячее водоснабжение, которые не зависят от температуры наружного воздуха, и по максимально-зимнему режиму.

Расход тепла на отопление и вентиляцию обычно задается в МВт

Изменение температуры наружного воздуха влияет на расход тепла отопительно-вентиляционными потребителями и поэтому теплопотребление объекта может значительно измениться в течение года: тем больше, чем больше его потребление на отопление и вентиляцию.

Для правильного представления об изменении теплопотребления объекта в большинстве случаев достаточно знать расход тепла при четырех характерных режимах работы котельной, а именно: максимально-зимний при наименьшей расчетной температуре наружного воздуха, среднем наиболее холодного месяца, среднем за отопительный период и летнем.

Максимально-зимний режим определяет собой наибольшую выработку пара котлами, для этого режима нагрузка котельной по технологическому пару принимается максимальной часовой за сутки. Ра сход тепла отопительно-вентиляционными системами принимается максимальным расчетным, а нагрузка систем горячего водоснабжения (ГВС) среднесуточной за сутки наибольшего водопотребления.

Второй режим, соответствующий средней температуре наиболее холодного месяца, является расчетно-натуральным, и просчитывается при условии отключения наиболее мощного котла.

Среднеотопительный режим характеризует собой нагрузку котельной при среднем за отопительный сезон расходе тепла на отопление и вентиляцию.

Нагрузка потребителей технологического пара для этого режима может приниматься как максимальной часовой за сутки, так и среднесуточной. Нагрузка горячего водоснабжения - как в пер­вом режиме. Расчет котельной по третьему режиму характеризует ис­пользование установленного оборудования и среднюю величину рас­ходов тепла на собственные нужды котельной.

Летний режим характеризует работу котельной при отсутствии отопительно-вентиляционных нагрузок. Нагрузка по технологическо­му пару принимается по максимально-суточной, но летней, с учетом снижения расходов пара.

Пересчет расхода тепла на отопление и вентиляцию с заданно­го максимально-зимнего режима на другие (графы 5 и 7) с достаточ­ной степенью точности может быть произведен пропорционально раз­ности температур внутреннего и наружного воздуха.

Теплопотери отапливаемого помещения определяются уравнением:

где Q - количество тепла, отдаваемое ограждениями отапливаемо­го помещения окружающему его наружному воздуху, Вт

Н - поверхность ограждений, через которую происходит теплообмен,м²;

-температура внутреннего и наружного воздуха,

К - коэффициент теплопередачи теплоограждающей поверхности, Вт /(м² К).

С достаточной степенью точности можно принять в расчетах, что при изменении температуры наружного воздуха величина коэффициента теплопередачи остается неизменной. Сле­довательно, &1я двух отопительных режимов, различающихся только разными температурами наружного воздуха, теплопотери помещения будут зависеть только от разности температур () и будет изменяться пропорционально этой величине.

Так как при установившемся состоянии отопительной системы потеря тепла помещени­ем равна притоку тепла в помещение от системы отопления, расход пара (горячей воды), обог­ревающего систему отопления (вентиляции), также будет изменяться пропорционально разно­сти ()то есть

Конденсат пара от теплопотребителей не обходимо собирать и возвращать в котлы. Всякая потеря конденсата повышает расходы на приготовления химически очищенной воды, восполняющей потерю конденсата.

Возврат конденсата обычно задается в процентах потребления пара и заносится в графу 8. свободной таблицы.

В графе 9 указывается температура возвращаемого конденсата с учетом охлаждения его в конденатопроводах между потребителями пара и котельной.

В 10 графе свободной таблицы указывается годовой расход тепла. Для производственных потреблений он подсчитывается с учетом суточной и годовой неравномерности потребления и сменности производства по числу рабочих дней в году.

Годовой расход пара определяется по формуле:

где - продолжительность периода потребления в течение года, в днях

-суточная продолжительность потребления пара в часах;

часовой расход пара в среднеотопительном режиме, m/ ч;

- коэффициент неравномерности суточного графика.

Годовой расход тепла на отопление и вентиляцию подсчитывается по данным графы б сводной таблицы (Среднеотопительный режим) по продолжительности отопительного пе­риода.

При подсчете годовых расходов тепла на отопление и вентиляцию производственных по­мещений необходимо учитывать снижение расхода тепла на отопление в нерабочие дни. Расход тепла на отопление в нерабочие дни принимается в размере 50% расхода в рабочие дни.

Расход пара на отопление производственных помещений равен:

(1.3)

где - число рабочих и нерабочих дней за отопительный период;

- часовой расход пара в среднеотопителъном режиме, т/ ч.

Годовой расход пара на вентиляцию

Годовой расход теплоносителя на горячее водоснабжение из условия постоянства водопотребления во всех режимах в течение 24 часов в сутки.

Полученные тепловые нагрузки котельной не определяют полностью ее тепловую мощность. Она находится путем расчета тепловой схемы котельной, в которой кроме внешних тепловых нагрузок, учитываются также расходы тепла на собственные нужды котельной.

Таблица 1.1.

Сводная таблица тепловых нагрузок котельной

Наименование потерь те­пла	Теплоноси­тель и его параметры	Единицы измере­ния	Максимальный часовой расход тепла (пара) по режимам с уче­том потерь в наружных сетях	Возврат конден­сата, %расхода пара	Темпе­ратура конден­сата	Годовое потребле­ние тепла, МВт (ГДж/ год) или пара, т/год
Макси­мально зимний	II Сред­ний са­мого холод­ного месяца	Ш Сред­ний отопи­тель­ный	IVЛет­ний
1.Т ехнологические потреби­тели	Пар	Т/ч	■
2.Oтопление и вентиляция производственных зданий	Пар	Т/ч
3. Отопление жилых зданий	вода	МВт
4.Горячееводоснабжение	вода	МВт

2. Принципиальная тепловая схема промышленной паровой котельной

Все оборудование котельной, участвующее в выработке тепловой энергии, находится в определенной взаимосвязи, отвечающей последовательности протекания тепловых процессов, и соединены трубопроводами, по которым осуществляется транспорт тепла.

Тепловая схема представляет собой чертеж, на котором в условных обозначениях пред­ставлены оборудование котельной и ее тепловые коммуникации (трубопроводы).

Принципиальная тепловая схема котельной не определяет числа и размера того или иного оборудования, а лишь показывает взаимосвязь всех ее элементов. На принципиальной тепловой схеме укапывается лишь главное оборудование (котлы, подогреватели, деаэраторы, насосы) и ос­новные трубопроводы без арматуры, всевозможных вспомогательных устройств и второсте­пенных трубопроводов и без уточнения количества однотипного оборудования. На этой схеме указывается расходы и параметры теплоносителей. Однотипное оборудование, которое рабо­тает в одинаковых условиях, обозначается одним значком, независимо от количества агрегатов.

На рис, 2.1 представлена типичная принципиальная тепловая схема промышленной ко­тельной с паровыми котлами для потребителей пара и горячей воды.

Сырая вода поступает из водопровода с напором в 30-40 м.вод.ст. Если напор сырой воды недостаточен, предусматривают установку насосов сырой воды 5.

Сырая вода подогревается в охладителе непрерывной продувки из паровых котлов 11 и в пароводяном подогревателе сырой воды 12 до температуры 20-30 °С. Далее вода проходит через водоподготовительную установку (ВПУ), и часть ее направляется в подогреватель химически очищенной воды 13 этого потока (часть проходит через охладитель выпара деаэратора 4) и по­ступает в головку деаэратора питательной воды 2. В этот деаэратор направлены также пото­ка конденсата и пар после РОУ (17) с давлением 0,15 МПа для подогрева деаэрируемой воды до 104⁰C. Деаэрированная вода при помощи питательных насосов 6 подается в водяные экономайзе­ры паровых котлов и к охладителю РОУ. Часть выработанного котлами пара редуцируется в РОУ и расходуется для подогрева сырой воды и деаэрации. Вторая часть потока химически очи­щенной «оды подогревается в подогревателе 14, частично в охладителе выпара 4 и направляется в деаэратор подпиточной воды для тепловых сетей 3. Так как температура подпиточной воды обычно ниже 100⁰С вода после этого деаэратора проходит водо-водяной теплообменник 14 и подогревает химически очищенную воду. Подпиточным насосом 7 вода подается в трубопровод перед сетевыми насосами 8, которые прокачивают сетевую воду сначала через охладитель кон­денсата 15 и затем через подогреватель сетевой воды 16, откуда воды идет в тепловые сети. Деаэратор подпиточной воды 3 также использует пар низкого давления.

На приведенной схеме предусматривается использование теплоты непрерывной продувки паровых котлов.

Для этой цели устанавливается сепаратор непрерывной продувки 18, в котором вода частично испаряется за счет снижения ее давления от 14 до 0,15 МПа. Образующийся пар отводится в паровое пространство деаэратора, горячая вода направляется в водо-водяной подогреватель сырой воды 11. охлажденная продувочная вода сбрасывается в продувочный колодец. Иногда предусматривают подачу продувочной воды для подпитки закрытых тепловых сетей. Подпитка те­пловых сетей продувочной водой допускается только в том случае, когда общая жесткость сетевой воды не превышает 0,05мг-экв/кг.

Конденсат от пароводяных подогревателей под давлением греющего пара во всех случаях рекомендуется направить прямо в деаэратор питательной воды паровых котлов 2,минуя конденсатныебаки10 насосы 9. При работе паровой котельной на открытие системы теплоснабжения для деаэрации подпиточной воды устанавливают, как правило, атмосферные деаэраторы. Использование продувочной воды паровых котлов в качестве подпиточной для открытых систем теплоснабжения не разрешается.

Рис.2.I Принципиальная схема котельной с паровыми котлами

I - паровой котел; 2 - деаэратор питательной воды; 3 - деаэратор подпиточной воды; 4 - охладитель выпара; Ь - насос сырой воды; 6 - насос питательный; 7 - насос подпиточный; 8 - насос сетевой; 9 - на­сос конденсатный; 10 - бак конденсатный; II - охладитель продувоч­ной воды; 12 - подогреватель сырой воды; 13 - подогрева­тель хими­чески очищенной воды; 14 - охладитель подпиточной воды; 1Ь - ох­ладитель конденсата; 16 - подогреватель сетевой воды; 17 - РОУ; 18 - сепаратор непрерывной продувки.

2.1. Методика расчета тепловой схемы котельной с паровыми котлами.

Целью расчета тепловой схемы является определение качественных и количественных характеристик работы оборудования с учетом параметров рабочего тела. Расчет тепловой схемы должен определить расход пара, конденсата, воды, а также энтальпию и давление этих сред.

Паропроизводительность котельной определяется внешними потребителями пара (свежего от котлов и редуцированного от РОУ), а также внутренними потребителями: на нагрев сетевой воды, идущей на отопление и горячее водоснабжение, на нагрев сырой и химочищенной воды, на деаэраторы, на собственные нужды котельной.

Расчет следует начинать с предварительного выбора котельных агрегатов по их паропроизводительности и параметрам пара. Затем выполняется уточненный расчет тепловой схемы котельной на основе выбранных котлов. При расхождении полученных в расчете величин больше чем на 3% нужно повторить расчет, подставив в качестве исходных данных полученные значения. Это второе приближение обычно дает необходимую сходимость.

Количество и единичную производительность котлов, устанавливаемых в котельной, следует выбирать по расчетной производительности котельной (т.е. для максимального зимнего режима), проверяя режим работы для летнего периода гола. При этом случае выхода из строя небольшого по производительности котла в котельной оставшиеся должны обеспечивать отпуск теплоты потребителям на технологическое теплоснабжение и на системы вентиляции в количестве, определенном минимально допустимыми для данных потребителей нагрузки, на отопление горячее водоснабжение – в количестве, определяемом режимом наиболее холодного месяца.

В котельных должна предусматриваться установка не менее двух котлов, причем пред­почтение отдается однотипным. Оптимальное число котлов в новых котельных следует счи­тать равным 3 - 4. Единичную производительность однотипных котлов определяют так, чтобы соблюсти условие

(2.1)

где D_ед - номинальная производительность котла, т/ч.

При этом должно быть выдержано положение

(2.2)

Расход пара на подогрев сетевой воды находится по формуле

т/ч (2.3)

где - расход сетевой воды, т/ч;

- температура воды на выходе из подогревателя и на входе в него (в соответствии с температурным графиком), °С

- теплоемкость воды, кДж (кгК);

- энтальпия редуцированного пара, кДж/(кгК)

- энтальпия конденсата, кДж/(кгК)

- коэффициент, учитывающий потерю теплоты теплообменником в окружающую среду.

Количество сетевой воды, циркулирующей в системе отопления жилого поселка (закры­тая система) при заданной максимальной тепловой нагрузке

т/ч (2.4)

где - отпуск теплоты на отопление жилых зданий поселка, МВт;

- отпуск тепла на горячее водоснабжение, МВт.

При отпуске тепла на отопление зданий жилого поселка от котельной применяется центральное качественное регулирование, при этом расход воды в системах отопления остается постоянным, а температура ее в подающей и обратной магистралях меняется в зависимости от температуры наружного воздуха. График температур теплоносителя строится на основании уравнения теплового баланса.

Подставляя формулу (2.4) в (2.3) получим выражение

(2.5)

в которое не входят температуры сетевой воды.

Суммарный расход редуцированного пара для внешних потребите

т/ч (2.6)

где - отпуск на производство редуцированного пара, т/ч.

Суммарный расход свежего пара на внешнее потребление

(2.7)

где - расход свежего пара на технологические нужды предприятия, т/ч;

- расход свежего пара на РОУ, т/ч.

Расход свежего пара на РОУ определяется по формуле

т/ч (2.8)

где - энтальпия свежего пара, поступающего в РОУ, кДж/кг;

- энтальпия питательной воды, кДж/кг.

Снижение температуры свежего пара при его редуцировании осуществляется путем впрыска в пароохладитель РОУ деаэрированной воды. Количество воды, впрыскиваемой в РОУ, определяется по формуле

т/ч (2.9)

Расход пара на другие нужды котельной, с последующим уточнением принимают 5% от суммарного расхода свежего пара внешним потребителям, то есть

Суммарная паропроизводительность котельной с учетом потерь (3%) и расхода пара на другие нужды котельной

(2.10)

По формуле (2.10) находится предварительная паропроизводительность котельной, по которой выбираются котлоагрегаты, их тип, количество с учетом заданных параметров пара. Для выбора котлов следует пользоваться таблицами.

В записку помещается полная техническая характеристика котлов. Далее выполняется уточненный расчет паропроизводительности котельной.

Пар, отправляемый на производство, конденсируется там, отдавая при этом тепло. В котельную возвращается не весь конденсат, а только часть его . Потеря конденсата с учетом 3% его потерь внутри котельной находится по формуле

(2.11.)

Расход химически очищенной воды при величине потерь в тепловых сетях 2% от общего расхода сетевой воды равен сумме потерь конденсата и количества воды для подпитки тепловых сетей:

(2.12)

Кроме перечисленных расходов теплоты и потерь в тепловых сетях, в самой котельной имеются безвозвратные потери воды на уплотнение и охлаждение подшипников насосов и дымососов, па охлаждение приборов на котлах и др. Эти расходы воды вместе с расходом воды на •собственные нужды химводоочистки могут составлять 25+30% количества подпиточной воды тепловых сетей.

Принимая расход воды на собственные нужды водоподготовительной установки равным 25% расхода химочищенной воды, получим, расход сырой воды

(2.13)

Расход пара на пароводяной подогреватель сырой воды может быть определен после уточнения температуры сырой воды за охладителем продувочной воды паровых котлов.

Принимаем величину непрерывной продувки котлов равной 3% номинальной их производи­тельности.

Количество воды, поступающей от непрерывной продувки

Где Рпр=3% - принятый процент продувки котлов, зависящий от качества исходной воды и спо­соба химводоподготовки.

Продувочная вода после котлов поступает в расширители, где снижается ее давление и, вследствие, этого, происходит частичное испарение. Количество пара на выходе из расширителя непрерывной продувки равно:

(2.14)

где х - степень сухости пара, выходящего из расширителя, принимается равной 0,98

- энтальпия воды при давлении в котле, кДж/кг;

- энтальпия воды при давлении в расширителе, кДж/кг

- энтальпия пара при давлении в расширителе, кДж/кг.

Количество воды на выходе из расширителя

(2.15)

Температура сырой воды после охладителя продувочной воды находится из уравнения те­плового баланса сырой воды и продувочной:

(2.16)

- температура сырой воды, принимаемая зимой 5 ⁰С, летом 15 °С; - энтальпия продувочной воды после охладителя, кДж/кг.

Расход пара на пароводяной подогреватель сырой воды находится из уравнения теплового баланса этого подогревателя

(2.17)

(2.18)

Где - энтальпия воды перед водоподогревательной установкой, кДж/кг; - энтальпия уходящего конденсата, кДж/кг.

Подогрев химочищенной воды производится:

- в водо-водяном теплообменнике до деаэратора подпиточной воды за счет охлаждения воды...

- в пароводяном подогревателе до деаэратора питательной воды за счет теплоты редуцированного пара.

Подогрев химочищенной воды в охладителе выпора из деаэратора незначителен и не учитывается, так как практически не сказывается на точности расчета схемы. Температура воды, поступающей в деаэратор из теплообменника для охлаждения подпиточной воды, определяется из уравнения теплового баланса этого теплообменника

(2.19)

- расход подпиточной воды, т/ч;

- предварительно принятый расход химочищенной воды, поступающей в деаэратор для подпитки тепловых сетей;

- температура воды после ВПУ, °С

- энтальпия воды, поступающей в теплообменник, кДж/кг;

- энтальпия воды на выходе из водо-водяного теплообменника, кДж/кг.

Температура воды после водоподготовительной установки

- снижение температуры воды в процессе ее обработки, обычно равное 2+3%°С.

Расход пара на деаэратор подпиточной воды

(2.20)

С учетом количества пара, идущего на подогрев воды, фактический расход химически очищенной воды, поступающей в деаэратор подпиточной воды, будет равен

(2.21)

Полученное расчетное значение необходимо сравнить с предварительно принятым ее значением. При значительном несовпадении следует либо увеличить, либо уменьшить расход пара на деаэратор подпиточной воды.

Количество воды и пара, поступающих в деаэратор для подпитки воды за вычетом зреющего пира

(2.22)

Средняя температура воды у пара, поступающих в деаэратор подпиточной воды, находится из уравнения теплового баланса деаэратора

(2.23)

Расход пара на деаэратор питательной воды находится из уравнения теплового баланса энного деаэратора

(2.24)

Суммарный расход редуцированного пара внутри котельной для собственных нужд

(2.25)

или свежего пара

(2.26)

Паропроизводительность котельной с учетом внутренних потерь

После определения уточненного значения паропроизводительности котельной ее следует 'сравнить с предварительной. При расхождении этих значений в пределах 3% расчет считается "законченным. При большем расхождении следует уточнить расчет, принимая увеличенный расход пара на собственные нужды котельной.

Уточненный расход пара

Тогда

И снова определяется суммарная производительность котельной

Расчеты выполняются по всем режимам отпуска пара и тепла с использованием выше приведенных формул

При работе на мазуте к общей паропроизводительности котельной следует добавить расход тара на разогрев мазута. Количество теплоты для подогрева мазута можно найти по формуле

(2.27)

Вр - расход мазута при соответствующем режиме;

См - теплоемкость мазута, кДж/(кгК);

температуры мазута за и перед подогревателем, °С.

Расход пара на подогрев мазута

(2.28)

Формулы (2.27) и (2.28) следует внести в таблицу.

Примечание:

1. Тепловая нагрузка задана для максимально зимнего режима.

2. Деаэрация питательной и подпиточной воды осуществляется в атмосферных деаэраторах при температуре 104 °С, питательная вода имеет температуру 104 °С, подпиточная - 70°С.

3. Предусматривается непрерывная продувка котлов с использованием отсепарированного пара в деаэраторе питательной воды.

4. Способ сжигания твердого топлива камерный, с жидким шлакоудалением

Таблица 2.1.

Результаты расчета тепловой схемы паровой котельной

Наименование расчетной величины	Обозначение	Единицы измерения	Расчетная формула	Расчетные режимы
1 Максимально-зимний	2 Средний наиболее холодного месяца	3 Среднеотопительный	4 Летний
Температура наружного воздуха			Задается
Отпуск пара на отопление и вентиляцию производственных здании			Задается				-
Отпуск теплоты на отопление жилых зданий поселка			Задается				-
Отпуск теплоты на горячее водоснабжение поселка			Задается
Количество сетевой воды, циркулирующей в системе отопления жилого поселка (закрытая система)
Расход пара на подогреватель сетевой воды
Суммарный расход редуцированного пара для внешних потребителей
Расход свежего пара на РОУ
Суммарный расход свежего пара на внешнее потребление-

Количество воды, впрыскиваемой в пароохладитель РОУ
Расход пара на другие нужды котельной
Суммарная паропроизводительность котельной с учетом потерь (3%)
Потеря конденсата с учетом 3% его потерь внутри котельной
Расход химочищенной воды при величине потерь в тепловых сетях 2% от общего расхода сетевой воды
Расход сырой воды
Количество воды, поступающей от не­прерывной продувки
Количество пара на выходе из расширителя непрерывной продувки
Количество воды на выходе из расширителя
Температура сырой воды после охладителя
Расход пара на пароводяной подогреватель сырой воды
Температура воды, поступающей в деаэратор из теплообменника для охлаждения подпиточной воды

Расход пара на деаэратор подпиточной воды			^,
Фактический расход химочищенной воды, поступающей в деаэратор подпиточной воды
Расход пара на пароводяной подогреватель химочищенной воды, поступающей в деаэратор питательной воды
Количество воды и пара, поступающих в деаэратор для подпитки воды
Средняя температура воды и пара, поступающих в деаэратор подпиточной воды
Расход пара на деаэратор подпиточной воды
Суммарный расход редуцированного пара внутри котельной для собственных нужд
Расход свежего пара для собственных нужд
Паропроизводительность котельной с учетам внутренних потерь (расчетная)
Невязка расчета паропроизводительности котельной		%

Так как погрешность расчетов не превышает 3%, то расчет считаем закопченным.

3. Выбор вспомогательного оборудования

3.1. Выбор вспомогательного оборудования тепловой схемы котельной

Характеристика вспомогательного оборудования должна удовлетворять условиям рабо­ты котельной при всех возможных эксплуатационных режимах. Выбор числа однотипных единиц того или другого оборудования производится исходя из требуемой расчетной производительно­сти данного узла тепловой схемы, единичной производительности выпускаемого оборудования, требований взаимного резервирования и наиболее экономичной загрузки его.

Вся принимаемая к установке теплообменная аппаратура, работающая под давлением, - деаэраторы, пароводяные подогреватели и водо-водяные теплообменники, расширители и т.п. - должны выбираться соответственно действительным условиям ее работу и расчетным давле­ниям.

Но вспомогательному оборудованию, требующему периодического ремонта - смены от­дельных элементов, чистки и т.п. должны предусматриваться резервные агрегаты или аппара­ты. Все ответственные насосы, без которых продолжительно не может работать установка, должны иметь резерв с автоматизированным запуском при выходе из строя рабочего агрегата.

Емкости для хранения и приема воды, работающие в цикле установки, должны выбирать­ся с запасами, достаточными для сглаживания неравномерностей в режимах работы установки.

Деаэраторы

Деаэраторы питательной воды. Деаэрация питательной воды котлов является обяза­тельной dm всех промышленных котельных. Присутствие в питательной воде кислорода и угле­кислого газа приводит к коррозии питательных трубопроводов, кипятильных труб и. барабанов котлов.

В зависимости от давления, поддерживаемого в деаэраторе различают деаэраторы атмосферные (ДСА - 0,12 МПа), повышенного давления (ДСП ~ 0, б МПа) и вакуумные (ДСВ ~ 0,0075 МПа). В промышленных котельных нашли широкое применение атмосферные деаэраторы, со­стоящие из цилиндрической деаэрационной колонки и бака питательной воды. Выделившиеся ки­слород и углекислота с небольшим количеством пара (выпар) удаляются через вестовую трубу. В атмосферных деаэраторах давление автоматически поддерживается на уровне 0,12 МПа, температура воды в деаэраторном баке равна, примерно 104°С, что соответствует темпера­туре насыщения при 0,12 МПа. Количество и производительность деаэраторов питательной воды выбираются из расчета полного покрытия расхода питательной воды котлами с учетом их продувки и расхода питательной воды на впрыск в РОУ при максимально-зимнем режиме. Должно быть установлено не меньше двух деаэраторов. Резервные деаэраторы не устанав­ливаются. Выбираются деаэраторы питательной воды по таблице 3.1. методички.

Количество и производительность деаэраторов подпиточной воды определяются из усло­вия обеспечения подпитки теплосети для восполнения потерь и расхода воды на горячее водоснабжение (при открытом водоразборе).

Резервные деаэраторы не устанавливаются.

При использовании десорбционных установок должна быть обеспечена непрерывность их работы.

При небольших расходах воды па подпитку теплосети (до 3-4 м³ /ч) возможно использование для подпитки теплосети воды из деаэраторов питательной воды котлов.

Таблица 3.1.

Технические характеристики атмосферных деаэрато ров

Марка деаэратора	Номинальные параметры	Полезная емкость рабочего бака, м^3	Область применения
Производительность т/ч	Рабочее давление МПа
ДА-5/2		0,12		В котельной низкого, среднего и высокого давления.
ДА-15/4
ДА-25/8
ДА-50/15
ДА-100/25
ДА-200/50
ДА-300-75

Деаэраторы устанавливаются на площадках с отметкой, превышающей отметку установки питательных насосов.

Деаэраторы должны иметь защитные устройства от повышения давления в них и от переполнения баков-аккумуляторов водой.

В целях использования тепла выпара деаэраторы снабжаются специальными поверхностными теплообменниками - охладителями вы­пара, в которых производится конденсация выпара химочищенной во­дой, подаваемой в деаэратор.

В таблице 3.2 приведена их техническая характеристика.

Таблица 3.2

Охладители выпара к атмосферным деаэраторам

Тип деаэраторной колонки, комплектуемой охладителем	Поверхность охладителя, м^2	Наружный диаметр корпуса, мм	Полная длина охладителя, мм
ДСА-25
ДСА-75
ДСА-100
ДСА-150
ДСА-200
ДСА-300

Редукционно-охладительные установки (РОУ)

В промышленных котельных необходимость в установке РОУ предопределяется различием параметров пара, отпускаемого потребителям и вырабатываемого котлами. Как правило, устанавливаются две РОУ - рабочая и резервная. Требование резервирования определяется продол­жительностью работы РОУ и требованиями потребителя в отношении бесперебойности пароснабжения

Выбор РОУ производится по расходу редуцированного пара и перепадам давления до РОУ т после нее, в соответствии с таблицей 3.3. методички.

Редуцирование пара производится редукционным клапаном золотникового типа, а охлаж­дение до нужной температуры в смесительном патрубке.

Таблица 3.3

Характеристика РОУ

Производительность, т/ч	Параметры редуцированного пара	Трубопровод редуцированного пара Ду, мм
Давление, МПа	Температура,^0С
2,5	0,12 0,3 0,6
	0,12 0,3 0,6
	0,12 0,3 0,6 1,1
	0,12 0,3 0,6 1,1 1,5 2,3
	0,12 0,3 0,6 1,1 1,5 2,3
	0,12 0,3 0,6 1,1 1,5 2,3
	0,12 0,3 0,6 1,1 1,5 2,3

Теплообменники

Во всех, схемах промышленных котельных применяются подогреватели воды и другие теп­лообменники различного назначения. Например, как правило, нужно подогревать сырую воду пе­ред химводоочисткой, химочищенную воду перед деаэраторами, продувочная вода котлов требует обязательного охлаждения и т.д.

Подогрев воды в паровых котельных производится в пароводяных подогревателях, а охла­ждение продувочной, подпиточной воды и конденсата в водоводяных теплообменниках. Необхо­димость установке того или иного теплообменника определяется тепловой схемой установки и ее расчетом, а выбор поверхности нагрева производится по наиболее напряженным условиям их ртюты. При непрерывной работе теплообменника и возможности загрязнения его устанавлива­ется один резервный теплообменник, если без него установка длительно работать не может.

Паровые подогреватели сетевой воды (ПСВ), устанавливаемые в промышленных котель­ных, на полную отопительно-вентиляционную нагрузку. Резервных ПСВ не устанавливают. Паровые ПСВ должны обогреваться паром с давлением, достаточным для получения максимально расчетной температуры сетевой воды.

Охладители конденсата сетевых подогревателей устанавливаются на линии конденсата за основными подогревателями сетевой воды в тех случаях, когда по условиям теплового баланса котельной нельзя возвращать конденсат сетевых подогревателей с высокой температурой в деаэр

---

Дата добавления: 2015-07-26