Студопедия
Случайная страница | ТОМ-1 | ТОМ-2 | ТОМ-3
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатика
ИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханика
ОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторика
СоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансы
ХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника

Расчет тепловой схемы котельной для максимально-зимнего режима

Читайте также:
  1. I. Демократия как тип политического режима.
  2. II. Отнесение опасных отходов к классу опасности для ОКРУЖАЮЩЕЙ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ расчетным методом
  3. II. Порядок расчета платы за коммунальные услуги
  4. II. СПОСОБЫ РАСЧЕТА ТОЧКИ ОТДЕЛЕНИЯ ПАРАШЮТИСТОВ ОТ ВОЗДУШНОГО СУДНА.
  5. III Построить графики амплитудных характеристик усилителя для четырех различных нагрузок и режима холостого хода, и определить динамический диапазон усилителя для каждого случая.
  6. IБ. Схемы строения главной и париетальной клеток
  7. VI. Порядок расчета и внесения платы за коммунальные услуги

1. Расчет отпуска пара от котлоагрегатов внешним потребителям тепла (I этап).

Расход пара на производственного потребителя, т/ч, может быть определен из уравнения, используемого для расчета расхода тепловой энергий, отпускаемой в виде пара производственным потребителям:

 

  ;  
  ,  

 

где - расход тепловой энергии, отпускаемой на производство, ГДж/ч;

- расход пара на производственного потребителя, т/ч;

- энтальпия пара, отпускаемого производственному потребителю, кДж/кг;

- коэффициент возврата конденсата от производственного потребителя;

- температура конденсата, возвращаемого от производственного потребителя, °С;

- температура сырой воды, кДж/кг;

- теплоемкость воды, кДж/(кг·°С), в общем случае значение принимается равным 4,19 кДж/(кг·°С).

Расход пара также может быть с достаточной точностью определен с использованием «обобщенной» формулы, т/ч,

 

  ,  

 

где 640 ­­- среднее теплосодержание 1 кг пара, ккал/кг, 2681,6 - то же, кДж/кг.

Для рассчитываемой схемы расход пара на производственного потребителя, т/ч:

с параметрами 4,0 МПа, 440 °С -

 

  ;  

 

с параметрами 1,4 МПа, 195 °С -

 

  .  

 

Расход пара на сетевые подогреватели (рис. 2), т/ч, определяется исходя из уравнения теплового баланса подогревателей:

 

  ;  
  ,  

 

где - нагрузка сетевых подогревателей, ГДж/ч;

- энтальпия редуцированного греющего пара, кДж/кг, энтальпия пара после редукционной установки равна энтальпии пара на входе в нее и в данном случае равна энтальпии пара с параметрами 1,4 МПа, 195°С - 2788,4 кДж/кг;

- температура охлажденного конденсата после сетевых подогревателей, °С; разница между значением температуры охлажденного конденсата на выходе из сетевого подогревателя и температуры сетевой воды на входе в него должна быть не менее 10 °С, следовательно, значение принимается равным 80 °С [];

- расход сетевой воды в прямой (подающей) линии, т/ч;

, - температура воды в подающей линии тепловой сети и температура воды в обратной линии после отопительной системы (точки смешения сетевой и подпиточной воды) при расчетной температуре наружного воздуха, °С, для максимально-зимнего режима °С, °С.

Добавить расчет для прочих режимов (?)

 

Рис. 2. Сетевые подогреватели:

I - пароводяная ступень; II - водо-водяная ступень

 

Для открытой системы теплоснабжения расход воды в прямой линии тепловой сети, т/ч, определяется из выражения

 

  ;  

 

в обратной линии (на входе в котельную), т/ч, без учета потерь в тепловой сети -

 

  ,  

 

где - расчетный расход сетевой воды на отопление и вентиляцию, т/ч, определяется по формуле ();



и - расчетный расход сетевой воды на ГВС из прямой и обратной линии, т/ч (рис. 3).

 

  ,  

 

где - расчетный расход тепловой энергии на отопление и вентиляцию, кДж/ч.

 

 

Рис. 3. Схема присоединения установок горячего

водоснабжения при открытой системе теплоснабжения

 

Расчетный расход сетевой воды из прямой линии на ГВС, т/ч, определяется по формуле:

 

  ,  

 

из обратной -

 

  ,  

 

где b - доля водоразбора из подающей линии сети, значение находится по формуле ();

- температура воды, поступающей в систему ГВС, и холодной водопроводной воды, °С.

 

  ,  

 

где , - температура воды в подающей линии тепловой сети и в обратной линии отопительной системы, в точке излома графика, °С; по графику, приведенному на рис. 2.10, определяется значение °С, °С.

Для максимально-зимнего режима ( ) значение b принимается равным нулю, т. е. водоразбор на нужды ГВС ведется только из обратной линии после систем отопления.

Загрузка...

Тогда

  ;  
  ;  
  ;  
  ;  
  ;  
  ;  
  .  
         

 

На нужды внешних потребителей отпускается как свежий, так и редуцированный пар, расход которого от котлов определяется с учетом особенностей работы редукционной и редукционно-охладительной установок (рис. 4).

 

 

Рис. 4. Схема отпуска свежего и редуцированного пара

от котельной на внешних потребителей

 

Расход пара на входе в редукционную установку (РУ) (рис. 5, а) равен расходу пара на выходе из нее, т/ч,

 

  .  

 

Давление пара при прохождении через РУ понижается, но при этом энтальпия пара на выходе из РУ равна энтальпии пара на входе в нее.

 

Рис. 5. Установки:

а - редукционная; б - редукционно-охладительная

 

Тогда суммарный расход известных потоков редуцированного пара давлением 0,6 МПа, т/ч, проходящего через РУ-1,4/0,6, равен

 

  ;  
  .  

 

Суммарный расход известных потоков редуцированного пара давлением 1,4 МПа, т/ч, равен

 

  ;  
  .  

 

Суммарный расход известных потоков свежего пара давлением 4,0 МПа, т/ч, определяется с учетом того, что часть пара проходит через редукционно-охладительную установку (РОУ).

Расход «острого» (первичного) пара на входе в РОУ, т/ч, определяется из совместного решения уравнений материального и теплового балансов РОУ (рис. 5, б):

 

  ; (6.1)
  ;  
  ,  

 

где - расход вторичного пара на выходе из РОУ, т/ч;

- расход первичного пара на входе в РОУ, т/ч;

- расход охлаждающей воды на РОУ, т/ч;

, ­- энтальпия первичного и вторичного пара, кДж/кг;

- энтальпия охлаждающей воды, кДж/кг.

Тогда расход свежего пара, с учетом того, что часть пара проходит через РОУ-4,0/1,4, составит:

 

  ,  

 

где - энтальпия первичного пара, кДж/кг, при давлении 4,0 МПа и температуре 440 °С равна 3307,7 кДж/кг;

­- энтальпия вторичного пара, кДж/кг, при давлении 1,4 МПа и температуре 195 °С равна 2927,28 кДж/кг;

- энтальпия охлаждающей воды, кДж/кг, при давлении 0,12 МПа равна 439,36 кДж/кг.

 

.

 

Суммарный расход пара на внешних потребителей, т/ч,

 

  ;  
  .  

 

2. Расчет суммарного отпуска пара на внешних потребителей и на собственные нужды котельной (II этап).

Расход пара на мазутное хозяйство, т/ч, принимается в размере 4 % внешнего потребления пара (2 % - на распыление мазута в паровых форсунках и 2 % - на разогрев мазута):

 

  ;  
  .  

 

Расход пара на собственные нужды котельной, т/ч, принимается в размере 1 % внешнего потребления пара (на обдувку поверхностей нагрева):

 

  ;  
  .  

 

Расход пара на подогрев сырой, химочищенной и деаэрированной воды и на деаэраторы питательной и подпиточной воды, т/ч, предварительно принимается в размере 58 % внешнего потребления пара, эта величина при необходимости уточняется в ходе расчета:

 

  ;  
  .  

 

Расчетная производительность котлов определяется с запасом в 3 %. Следовательно, предварительно определяемое суммарное количество пара, которое должны выработать котельные агрегаты, т/ч, составит:

 

  ; (6.2)
  .  

 

3. Расчет действительной паропроизводительности котельной установки (III этап).

Количество продувочной воды, поступающей от котлов в расширитель непрерывной продувки (РНП), т/ч, определяется по формуле:

 

  ; (6.3)

 

и при заданной величине продувки = 2,5 % составит:

 

  .  

 

Количество пара, т/ч, получаемое из РНП (рис. 6), находится из совместного решения уравнений теплового и материального балансов РНП:

 

Рис. 6. Расширитель непрерывной продувки

 

  ;  
  , (6.4)
  ,  

 

где - энтальпия продувочной воды, равная энтальпии котловой воды при давлении в барабане котла, кДж/кг, при давлении 4,0 МПа равна 1087,5 кДж/кг;

х – степень сухости пара выходящего из расширителя, значение принимается равным 0,98;

- энтальпия отсепарированного пара при давлении в расширителе, кДж/кг, при давлении 0,12 МПа равна 2683,8 кДж/кг;

- расход отсепарированной воды на выходе из расширителя, т/ч;

- энтальпия отсепарированной воды при давлении в расширителе, кДж/кг, при давлении 0,12 МПа равна 439,36 кДж/кг;

 

  .  

 

Из уравнения материального баланса РНП (6.4) находится количество воды на выходе из расширителя, т/ч,

 

  .  

 

Расход охлаждающей воды на РОУ, т/ч, (см. рис. 5, б) определяется из уравнения материального баланса РОУ (6.1):

 

  ;  
  .  

 

Потеря конденсата, т/ч, для данной тепловой схемы определяется частичным невозвратом производственного конденсата и с учетом 3 % потерь внутри котельной и невозврата конденсата после мазутного хозяйства находится по формуле:

 

  ;  
  .  

 

Расход химочищенной воды, т/ч, для данной схемы равен сумме расхода воды на восполнение потерь конденсата и продувочной воды, сбрасываемой в дренаж, и расхода воды на подпитку тепловой сети, складывающегося из расхода воды на ГВС и на восполнение потерь сетевой воды (принимаются равными 2 % расхода воды в сети):

 

  ;  
  ;  
   
  .  

 

Расход воды на собственные нужды химводоочистки может составлять до 25 - 30 % количества химочищенной воды. Принимая расход воды на собственные нужды ВПУ равным 25 % расхода химочищенной, получим расход сырой воды на входе в котельную, т/ч,

 

  ; (6.5)
  .  

 

Температура сырой воды после теплообменника, утилизирующего теплоту продувочной воды после расширителя, определяется из уравнения теплового баланса охладителя продувочной воды (рис. 7, а):

 

  ;  
  ,  

 

где - температура воды, сбрасываемой в дренажный колодец или канализацию, кДж/кг, ее нормируемое значение равно 50°С [].

 

Рис. 7. Теплообменники для подогрева сырой воды:

а - охладитель продувочной воды; б - подогреватель сырой воды

 

При температуре сырой воды на входе в котельную равной 5 °С (в отоптильный период) температура сырой воды на выходе из охладителя составит, °С:

 

  .  

 

Расчет подогревателя сырой воды (рис. 7, б) ведется аналогичным образом. Расход пара на подогреватель, т/ч, находится из уравнения теплового баланса:

 

  ;  
  ,  

 

где - энтальпия редуцированного греющего пара, кДж/кг; энтальпия пара после редукционной установки равна энтальпии пара на входе в нее и в данном случае равна энтальпии пара с параметрами 1,4 МПа, 195 °С - 2788,4 кДж/кг;

- энтальпия конденсата греющего пара, кДж/кг, при давлении 0,6 МПа равная 670,4 кДж/кг;

- температура сырой воды перед химводоочисткой, °С, равная 25 °С (по заданию);

 

  .  

 

Температура воды после ВПУ, °С,

 

  , (6.6)

 

где - снижение температуры воды в процессе ее обработки, обычно равное 2 - 3 °C;

 

  .  

 

После ВПУ часть химочищенной воды направляется на деаэратор подпитки предварительно подогреваясь в охладителе подпиточной воды и подогревателе химочищенной воды до температуры 90 - 95 °С (значение задается из условий оптимальной работы деаэратора []). Схема подготовки подпиточной воды представлен на рис. 8. Для каждого из элементов составляются уравнения теплового (для подогревателей), а также материального (для деаэратора) балансов.

Уравнение теплового баланса охладителя подпиточной воды

 

  .  

 

Уравнение теплового баланса подогревателя химочищенной воды, подаваемой на подпиточный деаэратор

 

  .  

 

Рис. 8. Схема подготовки подпиточной воды:

1 - деаэратор подпиточной воды; 2 - охладитель подпиточной воды;

3 - подогреватель химочищенной воды подпиточного деаэратора

 

Уравнения материального и теплового баланса подпиточного деаэратора (без учета выпара):

 

  ;  
  .  

 

Из выражений () и () может быть найден расход химочищенной воды, отводимой от ВПУ на подпиточной деаэратор, и расход греющего пара на подпиточный деаэратор

 

  ;  
  ;  
  ;  
  .  

 

Далее рассчитывается значение температуры химочищенной воды, °С, после охладителя подпиточной воды

 

  ;  
  .  

 

и расход греющего пара, т/ч, на подогреватель подпиточной воды

 

  ;  
  .  

 

Расход химочищенной воды на питательный деаэратор, т/ч, определяется как

 

  ;  
  .  

 

Из уравнения теплового баланса находится расход греющего пара, т/ч, на подогреватель химочищенной воды, подаваемой на питатльный деаэратор (рис. 9, а).

 

  ;  
  ;  
  .  

 

Расход питательной воды из деаэратора на подогреватель, т/ч, может быть определен через предварительно найденное значение производительности паровых котлов (уточнить значение после расчета питательного деаэратора)

 

  ;  
  .  

 

 

Рис. 9. Подогреватели:

а - химочищенной воды питательного деаэратора; б - питательной воды

 

Расход пара на подогреватель питательной воды, т/ч, находится из уравнения материального баланса подогревателя (рис. 9, б):

 

  ;  
  .  

 

Расчет тепловой схемы котельной с паровыми котлами завершают, составляя материальный и тепловой балансы деаэратора питательной воды (рис. 10):

 

  ; (6.7)
  , (6.8)

 

где - расход греющего пара на деаэратор питательной воды, т/ч;

- суммарное количество воды и пара, поступающее в деаэратор питательной воды, за вычетом греющего пара, т/ч,

 

  ;  

 

- пар, удаляемый из деаэратора вместе с газами - выпар; это количество пара составляет от 2 до 5 кг на каждую 1 т деаэрированной воды; теплота, содержащаяся в выпаре, используется обычно для подогрева химически очищенной воды, направляемой в деаэратор; подогрев химически очищенной воды в охладителе выпара из деаэратора, как правило, незначителен и не учитывается, что практически не сказывается на точности расчета схемы;

Рис. 10. Деаэратор питательной воды

 

- расход воды на выходе из деаэратора, т/ч,

 

  ; (6.9)

 

- средняя энтальпия потоков, поступающих в деаэратор, за исключением греющего пара, кДж/кг, определяемая из выражения:

 

  ;  

 

- энтальпия пара выпара при давлении в атмосферном деаэраторе, кДж/кг.

Значение находится следующим образом.

1. Рассчитывается суммарное количество воды и пара, поступающее в деаэратор питательной воды, за вычетом греющего пара, т/ч,

 

.

 

2. Определяется средняя энтальпия этих потоков, кДж/кг,

 

.

 

В том случае, если значение средней энтальпии потоков, поступающих в деаэратор, , оказывается выше величины 439,36 кДж/кг (т. е. значения энтальпии при давлении в деаэраторе 0,12 МПа), необходимо внести изменения в задаваемые температуры потоков внутри схемы, поступающих в деаэратор (например, понизить температуру химочищенной воды на входе в деаэратор).

3. Рассчитывается расход пара на деаэратор питательной воды, т/ч, на основании уравнений (6.7) и (6.8), при этом потеря тепла с выпаром входит в потери деаэратора в окружающую среду и учитывается коэффициентом :

 

  ;  
  .  

 

Суммарный расход редуцированного пара внутри котельной на подогрев сырой, химочищенной и деаэрированной воды и на деаэраторы питательной и подпиточной воды составит, т/ч,

 

  ;  
  .  

 

Фактическая паропроизводительность котельной с учетом собственных нужд и внутренних потерь составит, т/ч,

 

  ; (6.10)
  .  

 

Расхождение с предварительно определенной величиной паропроизводительности котлов (см. формулу (6.2)) составит, %,

 

  ;  
  .  

 

Расхождение не превышает 3 %. Следовательно, расчет можно считать законченным.

Для проверки правильности составления материальных балансов элементов тепловой схемы котельной после выполнения расчета рекомендуется рассчитать невязку материального баланса парового котла (рис. 11), т. е. сравнить величины - суммарный расход потоков, выходящих из котла, т/ч, рассчитываемых по формулам (6.10) и (6.3), и - расход питательной воды, поступающей из деаэратора, т/ч, определяемый из формулы (6.9).

Рис. 11. Паровой котел

 

  ;  
  ;  
  ;  
  .  

 

Расхождение, %, между значениями расходов на входе и выходе из котла:

 

  ;  
  .  

 

Значительное расхождение (выше 0,5 %) свидетельствует об ошибке в составлении балансов элементов тепловой схемы.

Результаты расчета тепловой схемы котельной для максимально-зимнего, наиболее холодного месяца, среднего отопительного сезона, в точке излома температурного графика и летнего режимов приведены в табл.


Дата добавления: 2015-07-08; просмотров: 107 | Нарушение авторских прав


<== предыдущая страница | следующая страница ==>
Исходные данные| Метод полюса

mybiblioteka.su - 2015-2021 год. (0.064 сек.)