Дипломная (вкр): Проект котельной установки для теплоснабжения военного городка

2.1.2 Выбор котельного агрегата

На основании расчётов, приведенных выше, выбираем три водогрейных котла марки Vitomax 200 WS компании Viessmann (Германия).

Таблица 8

Технические характеристики котла марки Vitomax 200 WS

Основные преимущества водогрейного котла марки Vitomax 200 WS:

1)      Трехходовой котел с низкой теплонапряженностью камеры сгорания (≤ 1,0 МВт/м³) - высокая экологичность при минимальном выделении окислов азота.

)        Экономичное потребление энергии. К.п.д. котла: 94%.

)        Дополнительный циркуляционный трубопровод в нижней части котла (байпасная труба) служит для внутренней циркуляции котловой воды и, тем самым, для оптимальной теплоаккумуляции в котле.

)        Высокая эксплуатационная надежность и длительный срок службы достигаются за счет широких проходов между жаровыми трубами и большого водонаполнения котлового блока с хорошей естественной циркуляцией, а также эффективного теплосъема.

)        Высокое удобство для сервисного обслуживания благодаря наличию водоохлаждаемых поворотных камер без обмуровки и поворотной крышки больших размеров - это снижает затраты на обслуживание.

)        Проходная площадка по верхней части водогрейного котла входит в комплект поставки - облегчает монтаж и обслуживание котла, а также предохраняет теплоизоляцию от повреждения.

)        Незначительные потери на излучение за счет эффективной охватывающей теплоизоляции толщиной 100 мм и водяного охлаждения передней стенки.

Рис.1. Водогрейный котел марки Vitomax 200 WS

A.      Третий газоход.  Высокоэффективная охватывающая теплоизоляция 100 мм.         Проходная верхняя площадка.       Водонаправляющий щиток.  Второй газоход.         Камера сгорания

2.1.3 Расчёт расхода воды на горячее водоснабжение военного городка

1.       Максимальный отпуск тепла на горячее водоснабжение :

 Гкал/час (29)

.        Отпуск тепла на циркуляцию:

 Гкал/час (30)

.        Максимальный расчётный расход воды на горячее водоснабжение:

 (31)

.        Минимальный расход воды на горячее водоснабжение равен максимальному расходу воды на циркуляцию:

 (32)

.        Минимальный расход воды на циркуляцию равна:

 (33)

.        Максимальный расход воды на горячее водоснабжение:

 (34)

2.1.4 Расчёт и выбор трубопроводов

Диаметр трубопровода определяется по формуле

 (35)

где: G - расчётный расход воды, м³/ч

ω - расчётная скорость воды, м/с

Трубопровод исходной воды:

 = 168 мм

Принимаю трубопровод ø 219х4 мм.

Трубопровод горячего водоснабжения:

 199 мм

Принимаю трубопровод ø 219х4 мм.

Трубопровод обратный горячего водоснабжения:

 113 мм

Принимаю трубопровод ø 127х4 мм.

Трубопровод первого контура котла:

 243 мм

Принимаю трубопровод ø 273х5 мм

Трубопровод второго контура котла:

 384 мм

Принимаю трубопровод ø 426х6 мм

Трубопровод третьего контура котла:

 421 мм

Принимаю трубопровод ø 530х8 мм

Трубопровод сетевой воды:

 311 мм

Принимаю трубопровод ø 377х8 мм

Трубопровод подпиточной воды:

 45 мм

Принимаю трубопровод ø 57х3 мм

2.1.5 Выбор насосов

Выбор насосов на горячее водоснабжение

Производительность насосов на горячее водоснабжение:

 м³/час, (36)

 м³/час, (37)

Определение количество насосов на горячее водоснабжение:

 шт. (38)

Выбираю один рабочий и один резервный насосы марки К 150-125-315

Характеристики:

Макс. производительность, м³/час: 200

Макс. напор, м: 32

Мощность двигателя, кВт: 30

Выбор котловых насосов

 м³/час (39)

Выбираю два рабочих и один резервный насосы марки К 100-80-160

Характеристики:

Подача, м³/час - 100

Выбор рециркуляционных насосов

 м³/час (40)

Выбираю два рециркуляционных насоса , при этом один из них резервный фирмы Ebaraмарки LPS 50/75 M.

Характеристики:

Подача, м³/ч - 24

Напор, м - 14,8

Мощность, Вт - 750

Выбор сетевых насосов

 м³/час (41)

Выбираю два рабочих и один резервный насосы марки 1Д 200-36б

Характеристики:

Макс. производительность, м³/час: 180

Макс. напор, м: 25

Мощность электродвигателя, кВт: 22

Частота вращения, об/мин: 1450

Выбор насосов исходной воды

G_{нас ив} = 9,01 м³/ч (42)

Выбираю один рабочий и один резервный насос марки К 50-32-125

Характеристики:

Подача, м³/ч - 12,5

Напор, м - 20

Мощность, кВт - 2,2

2.2 Выбор и расчет теплообменных аппаратов

В настоящее время в системах теплоснабжения в качестве подогревателей ГВС и отопления устанавливаются пластинчатые теплообменники вместо ранее используемых для этой цели секционных кожухотрубных подогревателей. В данном проекте в качестве теплообменных аппаратов также принимаются теплообменные аппараты пластинчатого типа. Это связано с целым рядом обстоятельств:

-        коэффициент теплопередачи в пластинчатых теплообменниках в 3-4 раза больше, чем в кожухотрубных, благодаря специальному гофрированному профилю проточной части пластины. Соответственно, в 3-4 раза поверхность пластинчатых теплообменников меньше, чем у кожух отрубных;

-        пластинчатые теплообменники имеют малую металлоемкость, очень компактны, их можно установить в небольшом помещении;

         в отличие от кожухотрубных, они легко разбираются и быстро чистятся, при этом не требуется дополнительных подводящих трубопроводов;

         в пластинчатом теплообменнике можно легко и быстро заменить пластину или прокладку, а также увеличить его поверхность, если со временем возросла тепловая нагрузка;

- пластинчатые теплообменники не требуют наличия специального основания и могут непосредственно устанавливаться на ровном полу.

2.2.1 Расчет теплообменников

Расчёт производим в соответствии с СП 41-101-95.

Теплообменники для системы отопления

Исходные данные:=3630070 Вт, t₁' = 105 °С,₁'' = 80 °С, t₂' = 70 °С,₂'' = 95 °С, тип пластин - 0,5пр

Итог расчёта:_действ = 3907253,417 Вт, F_действ = 127,5 м², t''_{1, действ} = 78,091 ⁰С, t''_{2,действ} = 96,909 ⁰С.

Выбираем три теплообменника ТМПО 168х2-1,0-5-УЗ

тепловая мощность, кВт - 1430

Теплообменники для системы горячего водоснабжения

Исходные данные:=4295150 Вт, t₁' = 105 °С,₁'' = 80 °С, t₂' = 5 °С,₂'' = 60 °С, тип пластин - 0,5пр

Итог расчёта:_действ = 5789862.2 Вт, F_действ = 33.5 ⁰С, t''_{1, действ} = 71.3 ⁰С, t''_{2, действ} =

= 79,14 ⁰С.

Выбираю три теплообменника марки VT20

мощность, кВт - 2000

2.3 Описание тепловой схемы котельной с водогрейными котлами, работающими на жидком топливе

Тепловая схема котельной представлена на листе 3 графических приложений.

Котельная при закрытой двухконтурной системе теплоснабжения отпускает тепло на отопление, вентиляцию (нагретая вода по температурному графику), ГВС (подогрев воды в теплообменниках котельной).

Водогрейными котлами вырабатывается нагретая до 105^оС вода идущая к теплообменникам ГВС (3х2000 кВт) и сетевому регулирующему клапану.

Циркуляцию сетевого (первичного) контура обеспечивают три (два рабочих, один резервный) насоса.

В схеме предусмотрено качественное регулирование температуры сетевой воды в прямом трубопроводе по температуре наружного воздуха, путем смешения обратной воды, идущей из тепловой сети и нагретой воды от котлов с помощью трехходовых клапанов «DanFoss».

Качественное регулирование температуры воды системы ГВС достигается путем регулирования количества воды котлового контура, идущей на теплообменники с помощью трехходовых клапанов. Подачу воды в систему ГВС обеспечивают четыре насоса.

Для поддержания необходимого объема воды в контурах котельной при возможных утечках проектом предусмотрена автоматическая подпитка. Вода, идущая на подпитку котлового и сетевого контура, проходит одноступенчатое умягчение в натрий - катионитовой блочной установки SF. Установка обеспечивает карбонатную жесткость не более - 0,8 мг-экв/дм³. Процесс регенерации производится автоматически по счетчику воды, график устанавливается в процессе наладки. Во время регенерации использование сырой воды на подпитку контуров котельной - ЗАПРЕЩАЕТСЯ. Регенерация производится после обработки 400 м³, расход соли на одну регенерацию - 38 кг. Для связывания растворенного кислорода и создания защитного покрытия на металлических поверхностях производится дозированный ввод реагента NaOH и Na₂SO₃, данные реагенты имеют гигиенический сертификат и допускаются для применения в системах ГВС (с учетом несанкционированного водозабора на нужды ГВС). Хранение реагентов - сухое (менее 3000 кг реагентов в месяц), на складах КЭЧ. Система химводоподготовки представляет собой автоматизированный комплект оборудования, подобранный для обеспечения требуемого качества подпиточной воды для водогрейных котлов до 115^оС, работающих на жидком топливе исходя из качества исходной воды. Давления не менее 4 кг с/см² перед установкой ХВО обеспечивается системой водоснабжения военного городка.

Для температурной стабилизации давления установлены расширительные баки мембранного типа марки REFLEX (2х1000), а также используются системы расширения потребителей.

Первоначальная заполнение сети производится до статического давления при обезвоздушенной системе плюс 0,2…0,3 кгс/см². При нагреве сети давление в обратном трубопроводе поднимается до 1,8…1,95 кгс/см².

Подпитка котлового и сетевого контура производится автоматическим открытием клапана по сигналу ЭКМ при падении давления в обратном трубопроводе сетевого контура.

В котельной предусмотрены приборы учета в соответствии со СНиП II - 35 - 76*.

Для учета расходов воды ГВС и на подпитку и регенерацию на вводе водопровода в насосную установлен расходомер с аналоговым сигналом.

Все дренажи и сливы котельной выводятся через трап в наружные сети канализации.

От предохранительных клапанов предусмотрен вывод трубопроводов за пределы котельной.

В настоящем проекте использован ряд прогрессивных технических решений, а именно:

применено современное основное и вспомогательное оборудование котельной ведущих отечественных и импортных фирм,

выполнена полная механизация и автоматизация процессов работы котельной, автоматизированы основные топочные процессы котла, что исключает необходимость неквалифицированного ручного труда, позволяющая сократить необходимое количество присутствия обслуживающего персонала,

предусмотрена коррекция температуры теплоносителя системы отопления потребителя в зависимости от температуры наружного воздуха.

·   обеспечено сжигание жидкого топлива с КПД не менее 90%, котельная обеспечена системой очистки дымовых газов, что минимизирует вредное воздействие на окружающую природную среду.

2.4 Разработка функциональной схемы системы автоматического управления нагрузками на котельную

Проектом предусматривается оснащение котельной современными средствами автоматического регулирования, контроля, сигнализации, защиты и блокировок.

Уровень автоматизации позволит обеспечить надежную и экономичную работу технологического оборудования без постоянного обслуживающего персонала.

Проект разработан в соответствии с требованиями нормативных документов:

- СНиП П-35-76 "Котельные установки" с изм. № 1,

"Правила устройства и безопасной эксплуатации водогрейных котлов с температурой нагрева не выше 115^оС,

ВСН 205-90 "Инструкция по проектированию электроустановок систем автоматизации",

СНиП 3.05.07-85 "Системы автоматизации",

ПУЭ "Правила устройства электроустановок",

Все средства автоматизации, принимаемые в проекте, имеют Российские сертификаты и разрешены к применению на территории РФ.

Объектом автоматизации и оснащения КИП котельной являются:

Ø  насосы циркуляции котлового контура;

Ø  насосы рециркуляции котлового контура;

Ø  насосы циркуляции сетевого контура;

Ø  насосы циркуляции контура ГВС;