Расчет тепловых нагрузок паровой котельной на отопление и вентиляцию

1. Расчет тепловых нагрузок паровой котельной на отопление и вентиляцию

1.1 Принципиальная схема пароснабжения предприятий от котельной

1.2 Обьект “Б”- объект, требующий наибольшего давления пара.

1.3 Выбран котельный агрегат , удовлетворяющий потребителя, требующего пар наибольшего давления – ГМ-50-1. С параметрами пара: .

1.3 Внутренний диаметр паропровода от котельной до объекта.

где D- максимальный расход пара ;

- удельный объем пара при средних параметрах в паропроводе м³/кг

[1, прил. VI];

  - скорость пара ,принята  =40 .

Определяем средний объем и температуру.

        

Следует отметить, что в данном разделе расчет будет производится для 3-х случаев, а именно для 3-х участков 1,2 и 3 соответственно.

D₁=65000 кг/ч

D₂=73000 кг/ч

D₃= D₁+D₂ =138000 кг/ч

Участок

Участок

Участок

1.3 Принимаем ближайший диаметр паропровода по ГОСТ 8791-87 и 8733-87

Для участка  принята труба Ø 325×8. В таком случае  309 мм.

Для участка  принята труба Ø 325×8. В таком случае  309 мм.

Для участка  принята труба Ø 426х9. В таком случае  408 мм.

1.4 Действительная скорость

Участок

Участок

Участок

1.5 Коэффициент сопротивления трения

где эквивалентная шероховатость внутренней поверхности трубы для паропровода.

Коэффициент сопротивления трения по участкам:

1.6 Удельные потери давления на трение по участкам

1.7 Эквивалентная длина, характеризующая местные сопротивления

Местные сопротивления определяем с помощью таблицы местных сопротивлений опираясь на схему;

1.8 Приведенная длина паропровода.

1.9 Потери давления в паропроводе от трения и местных сопротивлений

Проверяется давление у обьекта “А”:

где давление в котле,, потери давления пара в котельной, задана .

Проверяется давление у обьекта “Б”

1.10 Потери теплоты от наружного охлаждения паропровода:

Где q_уд - полная удельная потеря теплоты изолированным трубопроводом [2, табл. 9.3],  средняя температура в паропроводе, температура окружающей среды ,принимаемая как 0

1.11 Падение температуры при транспорте перегретого пара:

Где истинная удельная изобарная теплоемкость перегретого пара [3, прил IV].

Проверяется температура у обьекта “А”

Проверяется температура у обьекта “Б”

2.Расчет тепловых нагрузок котельной по горячей воде.

2.1 Максимальный расход теплоты на нужды отопления  при расчетной температуры наружного воздуха:

На отопление жилых зданий:

где F-площадь здания м²

q- укрупненный показатель максимального расхода теплоты на отопление жилых зданий

Значение q берется в зависимости от t наружного воздуха по табл. 1.

Таблица 1.

Значения укрупненного показателя максимального расхода теплоты на отопление жилых зданий

Расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления	0	-10	-20	-30	-40
Значение q Вт/м2	93	128	151	174	186

,

На отопления общественных зданий:

К- коэффициент при отсутствии данных, равен 0.25.

 ,

2.2 Максимальный расход теплоты на отопление жилых, общественных и производственных зданий:

2.3 Максимальный расход теплоты на вентиляцию общественных зданий

K_в=коэффициент при отсутствии данных равен 0.4.

2.4 Средний расход теплоты за отопительный период на горячее водоснабжение жилых и общественных зданий:

 m-число человек.

 - усредненный показатель расхода теплоты на горячее водоснабжение на одного человека, с учетом общественных зданий, определяется по табл. 2.

Таблица 2.

Средние за отопительный период нормы расхода воды и теплоты на горячее водоснабжение

Значение gвср  л/сут.чел	80	90	100	110	120	130
Значение qгв Вт/чел	290	319	348	377	406	435

2.5 Средний расход теплоты за отопительный период на нужды отопления.

t_о^ср- средняя температура наружного воздуха за отопительный период

[4, табл 2.1].

t_ро- расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления [4, табл 2.1].

2.6 Средний расход теплоты на вентиляцию.

Где -расчетная температура наружного воздуха [4, табл 2.1].

2.7 Максимальный расход теплоты на горячее водоснабжение жилых и общественных зданий.

2.8 Средний расход теплоты на граче водоснабжение в летний период.

где -температура холодной водопроводной воды в летний период- принимается ,-температура холодной воды в отопительный период ,принимается ,С,-коэффициент, учитывающий снижение расхода воды на горячее водоснабжение в летний период по отношению к отопительному, принимается .

3. Расчет тепловой схемы котельной с паровыми котлами.

Расчет выполняется для 3-х режимов:

1) Максимально зимнего;

2) Наиболее холодного месяца;

3) Летнего.

1.Составляем таблицу исходных данных для расчета на основании данных о расходах пара технологическими потребителями и теплоты на нужды отопления, вентиляции и ГВС.

Физическая величина	Обозначение	Обоснование	Значение величины при характерных режимах работы котла
Максимально зимний	Наиболее холодный месяц	Летний
1	Расход свежего пара на технические нужды		Задан	138
2	Параметры свежего пара		Раздел 1 Раздел 1 [1,прил. V]	4 440 3307,9
3	Расход редуцированного пара на технические нужды		Задан	0
4	Параметры редуцированного пара		Задано Задана [1,прил. IV]	0,15 115 2693,1
5	Расход тепла на нужды отопления и вентиляции		Раздел 2	62,1	-	-
6	Расход тепла на горячее водоснабжение		Раздел 2
7	Расчетная температура наружного воздуха		4,табл. 2,1 4,табл. 2,1	-26 -13	-26 -	-
8	Возврат конденсата потребителями		Задан	63
9	Температура питательной воды		Задана	145
10	Энтальпия питательной воды		[1,прил. V]	613
11	Непрерывная продувка котлов		Принята	3
12	Энтальпия котловой воды		[1,прил. IV]	1087,4
13	Степень сухости пара		Принята	0,98
14	Энтальпия пара на выходе из расширителя непрерывной продувки		[1,прил. IV]	2682,18
15	Температура подпиточной воды для тепловых сетей		Принята	70
16	Температура конденсата возвр. потребителями		Задана	73
17	Энтальпия конденсата возр. потребителями		[1,прил. V]	306
18	Температура воды после охладителя непрерывной продувки		Принята	50
19	Энтальпия конденсата редуцированного пара		[1,прил. IV]	476,1
20	Температура сырой воды		Принята	5	5	15
21	Температура химически очищенной воды перед охладителем деаэрированной воды		Принята	20

3.2. Коэффициент снижения расхода теплоты на отопление и вентиляцию для режима наиболее холодного месяца.

3.3 Расход воды на подогрев сетевой воды. Дальнейшие расчеты производят для 3-х режимов:

Для максимально зимнего режима:

Где -температуры сетевой воды после сетевых подогревателей и перед ним;

Q- расчетная тепловая нагрузка потребителей системы теплоснабжения (отопления, вентиляции, ГВС, МВт)

Для режима максимально холодного месяца:

Для летнего режима:

3.4 Расход пара на подогреватели сетевой воды:

где -коэффициент потери тепла, принимается .

Для максимально зимнего режима:

Для режима наиболее холодного месяца:

Для летнего режима:

3.5 Расход редуцированного пара внешними потребителями:

Где - расход редуцированного пара внешними технологическими потребителями,

Для максимально зимнего режима:

Для режима наиболее холодного месяца:

Для летнего режима:

3.6 Расход пара перед РОУ:

Для максимально зимнего режима:

Для режима наиболее холодного месяца:

Для летнего режима:

3.7Суммарный расход свежего пара внешними потребителями:

Для максимально зимнего режима:

Для режима наиболее холодного месяца:

Для летнего режима:

3.8 Количество воды, впрыскиваемой в редуционно-охладительную установку:

Для максимально зимнего режима:

Для режима наиболее холодного месяца:

Для летнего режима:

3.9 Расход пара на собственные нужды котельной:

где-расход пара на собственные нужды котельной в процентах расхода внешними потребителями, принимается

Для максимально зимнего режима:

Для режима наиболее холодного месяца:

Для летнего режима:

3.10 Расход пара на мазутное хозяйство:

Где - расход пара на мазутное хозяйство в процентах расхода внешними потребителями, принимается .

Для максимально зимнего режима:

Для режима наиболее холодного месяца:

Для летнего режима:

3.11 Расход пара на покрытие потерь потерь в котельной.

Где - расход пара на покрытие потерь в процентах расхода пара внутри котельной и внешними потребителями, принимается .

Для максимально зимнего режима:

Для режима наиболее холодного месяца:

Для летнего режима:

3.12 Суммарный расход пара на собственные нужды, мазутное хозяйство и покрытие потерь в котельной:

Для максимально зимнего режима:

Для режима наиболее холодного месяца:

Для летнего режима:

3.13Суммарная паропроизводительность котельной:

Для максимально зимнего режима:

Для режима наиболее холодного месяца:

Для летнего режима:

3.14 Потери конденсата в оборудовании внешних потребителей и внутри котельной:

где - потери конденсата в цикле котельной установки в процентах суммарной паропроизводительности котельной, принимается .

Для максимально зимнего режима:

Для режима наиболее холодного месяца:

Для летнего режима:

3.15 Расход химически очищенной воды:

где - потери воды в теплосети в процентах количества воды системы теплоснабжения, принимается .

Для максимально зимнего режима:

Для режима наиболее холодного месяца:

Для летнего режима:

3.16 Расход сырой воды:

где  – коэффициент, учитывающий расход сырой воды на собственные нужды химической водоподготовки, принимается

Для максимально зимнего режима:

Для режима наиболее холодного месяца:

Для летнего режима:

3.17 Количество воды, поступающей в расширитель непрерывной продувки:

где- процент продувки, принят .

Для максимально зимнего режима:

Для режима наиболее холодного месяца:

Для летнего режима:

3.18 Количество пара, поступающего в расширитель непрерывной продувки за счет снижения в нем давления продувочной воды:

Где  –энтальпия котловой воды  , -степень сухости пара, выходящего из расширителя непрерывной продувки, принят X= 0,98.

Для максимально зимнего режима:

Для режима наиболее холодного месяца:

Для летнего режима:

3.19 Количество воды на выходе из расширителя непрерывной продувки.

Для максимально зимнего режима:

Для режима наиболее холодного месяца:

Для летнего режима:

3.20 температура сырой воды после охладителя непрерывной продувки:

где -температура сырой воды,- коэффициент, учитывающий потери тела теплообменников в окружающую среду, принят .

i’’_пр- энтальпия воды после охладителя непрерывной продувки (равная C*t=4,19*50=209,5  )

Для максимально зимнего режима:

Для режима наиболее холодного месяца:

Для летнего режима:

3.21 Расход пара на подогреватель сырой воды:

где - энтальпия сырой воды после подогревателя [3. прил. III];

 , - энтальпия сырой воды после охладителя непрерывной продувки по   из [3. Прил.I].

Для максимально зимнего режима:

Для режима наиболее холодного месяца:

Для летнего режима:

3.22Температура химически очищенной воды после охладителя деаэрированной воды:

где -температура химически очищенной воды на входе в охладитель деаэрированной воды, -температура деаэрированной воды после охладителя:

Для максимально зимнего режима:

Для режима наиболее холодного месяца:

Для летнего режима:

3.23 Расход пара на подогрев химически очищенной воды в подогревателе перед деаэратором:

где - энтальпия химически очищенной воды после подогревателяиз[1. Прил.V], I"’_хов- энтальпия ХОВ перед подогревателем []  (определяется по температуре ХОВ после охладителя деаэрированной воды).

Для максимально зимнего режима:

Для режима наиболее холодного месяца:

Для летнего режима:

3.24 Суммарное количество воды и пара, поступающие в деаэратор за вычетом горячего пара деаэратора:

Для максимально зимнего режима:

Для режима наиболее холодного месяца:

Для летнего режима:

3.25 Средняя температура воды в деаэраторе:

Для максимально зимнего режима:

Для режима наиболее холодного месяца:

Для летнего режима:

3.26 Расход горячего пара на деаэратор:

Для максимально зимнего режима:

Для режима наиболее холодного месяца:

Для летнего режима:

3.27 Расход редуцированного пара на собственные нужды котельной:

Для максимально зимнего режима:

Для режима наиболее холодного месяца:

Для летнего режима:

3.28 Расход свежего пара на собственные нужды котельной.

Для максимально зимнего режима:

Для режима наиболее холодного месяца:

Для летнего режима:

3.29 Действительная паропроизводительность котельной с учетом расхода пара на собственные нужды и потери в котельной:

Для максимально зимнего режима:

Для режима наиболее холодного месяца:

Для летнего режима:

3.30 Невязка с предварительно принятой паропроизводительностью котельной:

Для максимально зимнего режима:

Для режима наиболее холодного месяца:

Для летнего режима:

Исходя из максимальной суммарной паропроизводительносьти котельной, выбирается число котлов марки ГМ-50-1, N=6