Материал: Пояснительная записка Источники и системы теплоснабжения Теплоснабжение промышленного района вблизи города Новосибирска проект по модулю

Расчёт котельной с паровыми котлами

Котельная предназначена для отпуска водяного пара промышленным потребителям и для подогрева сетевой воды, необходимой для отопления, вентиляции и горячего водоснабжения промышленных цехов, общественным и административных и жилых зданий.

Исходные данные для расчета и выбора оборудования

1. 
   Расход промышленного пара, .
   
2. 
   Доля возвращаемого конденсата промышленного пара с завода, .
   
3. 
   Давление и температура промышленного пара на выходе из котельной,
   
4. 
   Система теплоснабжения – закрытая двухтрубная.
   
5. 
   Максимальная тепловая мощность всех потребителей на отопление и вентиляцию и среднесуточная на горячее водоснабжение:
   

6. 
   Температура прямой и обратной воды в отопительных системах абонентов при расчетной температуре наружного воздуха для отопления: .
   
7. 
   Расчетный расход сетевой воды на выходе из котельной:
   
8. 
   Мощность тепловых потерь в теплосети в окружающую среду:
   

.

9. 
   Расход подпиточной воды в тепловую сеть:
   

м³

10. 
    Расход воды на горячее водоснабжение:
    
11. 
    Система теплоснабжения-закрытая, двухтрубная.
    
12. 
    Марка котлов: ДКВР-10-13.
    

Цель расчета тепловой схемы - определить паропроизводительность котельной, потоки воды и пара в отдельных точках схемы, а по ним выбрать основное и вспомогательное оборудование.

Методика справедлива как для вновь создаваемых, так и расширяющихся котельных. При расширении котельной тепловая схема просчитывается на полную мощность с учетом расширения.

Расчетная принципиальная тепловая схема котельной с представлена на рисунке.
Р ис. 4. Принципиальная расчетная тепловая схема паровой котельной:

1- паровые котлы; 2 — сетевые подогреватели; 3 — охладители конденсата; 4,5 — деаэраторы питательной и подпиточной воды; 6 — химводоотчистка; 7 – сепаратор непрерывной продувки котлов; 8 — охладитель СНП котлов; 9 - барботер; 10— подогреватель сырой воды; 11 – подогреватель химочищенной воды; 12 — охладитель деаэрированной воды; 13 — РОУ1 – промышленного пара; 14 — перепускная линия; 15 — РОУ2 - пара на собственные нужды; 16 —питательные насосы; 17 — сетевые насосы; 18 — подпиточные насосы; 19 — насосы аварийной подпитки сети; 20 — канализация; 21 — конденсатный бак; 22-насосы сырой воды; 23 — коллектор водопроводной воды; 24 – баки-аккумуляторы; 25 – конденсатные насосы.

Паропроизводительность котельной, кг/с:


где D_п – расход промышленного пара, кг/с; кг/с; D_сн – расход пара на собственные нужды котельной (деаэраторы подпиточной D_д1 и питательной D_д2 воды, подогреватели водопроводной и химически умягченной воды и мазутное хозяйство D_мх=0,03·D_п), кг/с; G_РОУ1 и G_РОУ2 – расход питательной воды, впрыскиваемой в пароохладитель РОУ1 промышленного пара и РОУ2 пара, идущего на собственные нужды и в сетевой подогреватель, кг/с. Определим перечисленные расходы пара.
Определение расхода пара на сетевые подогреватели. Для этого сначала определим температуру обратной сетевой воды на входе в котельную:

= - = 70 - = 63,34

Определим энтальпию конденсата греющего пара после охладителя

= 4,19·( + ) = 4,19·(63,34 + 10) = 307,31 кДж/кг.
Здесь – недоохлаждение конденсата до температуры обратной сетевой воды в охладителе (принимается 10 ); – КПД подогревателя ГВС н ЦТП, принимается 0,98 (98%).

Температура насыщения в сетевом подогревателе = + = 150 + 10 = 160 ,

Где – недогрев сетевой воды в сетевом подогревателе до температуры насыщения, принимается 10 .

Энтальпия и давление в сетевом подогревателе находятся по температуре насыщения (кипения) из таблиц [4].

P_сп = 0,61804 МПа, = 2757,7 кДж/кг
Расход пара на сетевые подогреватели, кг/с, определяется из уравнения теплового баланса

= = 7,65 кг/с

Определим расход продувочной воды из паровых котлов, кг/c

= ·( + + K· ) = ·(3,33 + 7,65 + 0,08·3,33) = 0,562 кг/c

Где

– процент продувки котлов (зависит от количества сырой (исходной) воды и способа химводоподготовки), рассчитывается из [7] или принимается студентом в пределах 3 – 15%.

Примем: , K = 0,08.

Расчет тепловой схемы котельной выполняется методом последовательных приближений, поэтому коэффициент К в первом приближении принимается 0,08 – 0,15 с последующим уточнением. Величина K· выражает расход пара котельной на собственные нужды, а сумма + + K· – паропроизводительность котельной, кг/c.
Найдем расход продувочной воды, кг/с, из СНП, уходящей в канализацию из решения системы уравнений материального и теплового балансов СНП (сепаратора непрерывной продувки)

= · = 0,562 · = 0,464 кг/с

Где и - энтальпии пара и кипящей воды на выходе из СНП, определяются по давлению 0,12 МПа в деаэраторе питательной воды, с которым СНП связан паропроводом, кДж/кг [4]; - энтальпия продувочной воды из барабана котла, определяется по давлению воды P_б = 1,4 МПа в барабане котла, кДж/кг [4].
Расход вторичного пара из СНП, идущего в питательный деаэратор, кг/с,

= - = 0,562 – 0,464 = 0,098 кг/с

Определим расход водопроводной воды, кг/c, на входе в котельную для восполнения потерь

= 1,25·

= 1,25· = 1,59 кг/с

Где – невозврат конденсата с производства; – потеря воды в тепловых сетях; 0,03· – потеря конденсата и воды внутри котельной.
Найдем из уравнения теплового баланса охладителя непрерывной продувки котлов температуру водопроводной воды после охладителя:

= + ·( = 5 + ·(105 – 50) · 0,98 = 20,73

Здесь – температура воды после охладителя, удаляемой в канализацию, принимается 50 ; – температура холодной водопроводной воды, принимается 5 = 0,98 – коэффициент теплопотерь охладителя; – температура воды, уходящей из СНП, равна 105 .
Расход пара на подогреватель водопроводной воды, кг/c, находится из уравнения теплового баланса подогревателя:

= · = 1,59· = 0,029 кг/c

Где – температура водопроводной воды за подогреватель перед ХВО (принимается 30 для нормальной работы химводоочистки); и – энтальпии пара и конденсата за РОУ2 пара, поступающего на сетевые подогреватели и собственные нужды. Определяются из таблиц [4] по давлению пара сетевых подогревателях (использовано ранее).