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 qуд
-
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
Kв=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.
tоср- средняя температура наружного воздуха за отопительный период
[4, табл 2.1].
tро- 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 подогревателя
из[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