Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Температура наружного воздухаСтр 1 из 13Следующая ⇒
Исходные данные для проектирования (дополнительные) Температура наружного воздуха -Температура наружного воздуха наиболее холодной пятидневки –
-Средняя температура воздуха наиболее холодного месяца – tнхм= -10, 3°С ([1], стр. 57, табл.5.1)
- Средняя температура наиболее тёплого месяца – tлет= 25, 9°C ([1], стр. 38, табл.4.1) Направление и скорость ветра Направление и скорость ветра сведены в табл.1 ([2], стр.113, приложение 4) Таблица 1- Направление и скорость ветра Источник водоснабжения Согласно заданию, для города Липецк принимаем источник водоснабжения технический хозяйственно-питьевой водопровод с водозабором из р.Воронеж ([11], стр.40, приложение А) Таблица 2 – технические характеристики р. Воронеж
Технические характеристики топлива Согласно заданию, в качестве органического топлива используется природный газ газопровода Щебелинка-Харьков Состав сухого газа по объему выписываем из( [12], стр.37, табл.2.9): Теплота сгорания сухого газа: Qir = 36090 кДж/м3
2. Тепловая мощность котельной установки (предварительная) Согласно [4], стр.5, п.1.13 тепловая мощность котельной установки определяется для трёх режимов работы: - максимально зимнего - наиболее холодного месяца - летнего Теплопроизводительность максимально зимнего периода (1) где: kx – коэффициент, учитывающий потери и расход теплоты на собственные нужды, kx=1, 11 – 1, 13 (при закрытых системах), принимаем kx=1, 11; Qо+в – максимальный расход теплоты на отопление и вентиляцию Qо+в = 6, 1 МВт – по заданию Qгвс – среднечасовой поток теплоты на горячее водоснабжение Qгвс= 3, 1 МВт – по заданию Qтехн – расход теплоты на технологию: (2)
где: hx– энтальпия насыщенного влажного пара при Pабс=1, 4 Мпа
где: h´ - энтальпия кипящей воды, из которой образуется пар r– скрытая теплота парообразования x – степень сухости водяного пара
где:
где: tk – температура возвращаемого конденсата, tk = 90°С – по заданию tхол.воды– температура холодной добавочной воды, tхол.воды= 5°С-зимой; tхол.воды= 15°С-летом (п.2.3 [5]) gk– доля конденсата возвращаемого от потребителя, gk = 0, 5 – по заданию
=7, 21 МВт- зима Результаты расчёта расхода пара в МВт на технологические нужды сведены в таблицу 3. Таблица 3 – Расход пара на технологические нужды
Количество котельных агрегатов (КА) и типоразмеры котла Предварительное количество устанавливаемых КА определяется по формуле (п. 5.2 [5] ):
В соответствии с табл.9 ([5], стр. 34) для заданного типа котла выбираем ближайший типоразмер ДЕ-6, 5-14. В соответствии с табл.6 ([6], стр.25) максимальная производительность котла ДЕ-6, 5-14 равна 6, 5 т/ч = 5, 24 МВт Проверяем возможность работы предварительно принятого Zка=3 шт. - в режиме наиболее холодного месяца:
Значит требуется 4 котла, проверяем: ( МВт ≥ 14, 22МВт – условие выполняется - в летнем режиме Принимаем
Окончательно принимаем к установке 4 котла марки ДЕ-6, 5-14, которые будут работать в следующих режимах:
Температура уходящих газов В соответствии с условием и с рекомендациями ([5], стр.34, табл.9) предварительно принимаем температуру уходящих газов 6. Тепловой баланс котельного агрегата При работе котла, вся поступившая в него теплота расходуется на выработку полезной теплоты, содержащейся в паре, и на покрытие различных потерь теплоты. Суммарное количество теплоты, поступившее в котельный агрегат, называют располагаемой теплотой и обозначают QРР. Потеря теплоты с уходящими газами обусловлено тем, что температура продуктов сгорания, покидающих котлоагрегат, значительно выше температуры окружающего воздуха. Потеря теплоты с уходящими газами зависит от вида сжигаемого топлива, коэффициента избытка воздуха в уходящих газах, температуры уходящих газов, чистоты внутренних и наружных поверхностей нагрева (q2). Потеря теплоты от химической неполноты сгорания (q3) обусловлена появлением в уходящих газах горячих газов. Потеря теплоты зависит от вида топлива и содержания в нем летучих соединений, способа сжигания в топке, от уровня и распределения температур в топочной камере. Потеря теплоты от механической неполноты горения (q4) наблюдается только при сжигании твердого топлива и обусловлено наличием в остатках продуктов горения твердых горючих частиц. Остатки в основном состоят из золы, содержащейся в топливе и твердых горючих частиц, не вступивших в процесс газификации и горения. Потеря теплоты от механической неполноты горения зависит от вида сжигаемого топлива и его фракционного состава, форсировки колосниковой решетки и топочного объема, способа сжигания топлива и конструкции топки, коэффициента избытка воздуха, а также от зольности топлива.Потеря теплоты от наружного охлаждения (q5) обусловлено передачей теплоты от обмуровки агрегата наружному воздуху, имеющему более низкую температуру. Потери в окружающую среду зависят от теплопроводности обмуровки, ее толщины, поверхности стен, приходящихся на единицу паропроизводительности парового котла. Коэффициентом полезного действия парового котла называется отношение полезной теплоты к располагаемой теплоте. Не вся полезная теплота, выработанная агрегатом, направляется к потребителю. Часть выработанной теплоты в виде пара и электрической энергии расходуется на собственные нужды. Под расходом на собственные нужды понимают расход всех видов энергии, затраченной на производство пара или горячей воды. Поэтому различают КПД агрегата брутто и нетто. КПД брутто определяется по выработанной теплоте, КПД нетто – по отпущенной. Тепловой расчёт ведём по экспресс методике М.Б. Равича.
Обработка воды Выбор метода обработки воды Котельная питается из городского водопровода, где вода подвергается механической очистке и осветлению, следовательно предварительной очистки выполнять не будем. Na -катионирование Наиболее распространённый метод обработки воды. Заключается в фильтровании ее через слой катионита, содержащего обменный ион натрия. При этом протекают следующие реакции: Ca(HCO3)2+2HR = CaR2+2H2O+CO2 Mg(HCO3)2+2NaR = MgR2+2NaHCO3 CaCl2+2NaR = CaR2+2NaCl MgSO4+2NaR = MgR2+Na2SO4 Как видно из приведенных реакций, кальциевые и магниевые cоли содержащиеся в воде, вступают в обменные реакции с катионитом, замещая в нем натрий и, тем самым, умягчая воду. Вместо кальциевых и магниевых солей в обрабатываемой воде образуется эквивалентное количество легко растворимых натриевых солей. Следовательно, солесодержание при обработке воды не снижается, а несколько увеличивается. Щелочность воды и анионный состав при натрий-катионировании не изменяются. Эксплуатация катионитного фильтра сводится к последовательному проведению следующих операций: умягчение, взрыхление, регенерация, отмывка. Основная операция процесса — умягченье. При умягчении происходит реакция обмена катионов Са2+ и на катионы Na+. По мере прохождения ионного обмена катионит истощается и уплотняется, обменные реакции замедляются вплоть до проскока катионов Са2+ и MgZ+ в обработанную воду. Для восстановления обменной способности катионита его взрыхляют и регенерируют. Взрыхление осуществляется обратным потоком воды, подаваемой из бака, расположенного выше фильтра, или с помощью насоса. Регенерации осуществляется раствором поваренной соли NаС1. Последней операцией является отмывка (промывка) катионита от остаточных продуктов регенерации. В практике применяются две схемы умягчения воды по методу Na-катнонирования: одноступенчатая и двухступенчатая. Одноступенчатым Na -катионированием можно получить воду с остаточной жёсткостью до 0, 1 мг-экв/кг. При необходимости более глубокого умягчения воды (до 0, 01 - 0, 02 мг-экв1кг) следует применять двухступенчатое (последовательное) натрий-катионирование. Расчет Na -катионирования Результаты расчета Na-катионирования сведён в таблицу 13. Таблица 13 - Расчёт Na-катионирования
1 0 Оборудование водоподготовки Результаты подбора оборудования представлены в таблице 14. Таблица 14-Подбор фильтров водоподготовки
Водоводяной теплообменник [см. лист 1, К6] Водоводяной теплообменник подбираем по [12], стр 394, табл.12.47 по расчётной теплопроизводительности, после чего по расчетному расходу Gхво=9, 1 т/ч (из расчёта принципиальной тепловой схемы) подбираем водоводяной теплообменник. Таблица 15-Техническая характеристики водоводяного теплообменника
Пароводяной теплообменник . [см. лист 1, К7] Пароводяной теплообменник подбираем по [12], стр 394, табл.12.47 по расчётной теплопроизводительности, после чего по расчетному расходу Gхво=9, 1 т/ч (из расчёта принципиальной тепловой схемы) подбираем пароводяной теплообменник. Таблица 16-Техническая характеристики пароводяного теплообменника
Питательные насосы [ см.лист 1, К12 ] Насосы подбираем по напору и производительности. Gпн= 1, 1∙ (Gпит+Gпр), т/ч, ([4], cтр.20) Нпн= 1, 1∙ [ , м.в.ст, ([3], стр.232) где: 1, 1- коэффициент запаса; избыточное давление в барабане котла, кгс/см2 клапанов, принимается равным 5% от номинального давления в барабане котла, м.в.ст [3], стр.232 -сопротивление водяного экономайзера, при учебных расчетах принимается равным 15 м.в.ст( [3], стр.232) -сопротивление питательных трубопроводов от насоса до котла с учётом сопротивления автоматических регуляторов питания котла, при учебных расчётах принимается равным 20 м.в.ст( [3], стр.232) -сопротивление всасывающих трубопроводов, при учебных расчётах принимается равным 1 м.в.ст( [3], стр.232) -давление, создаваемое столбом воды, равным по высоте расстоянию между осью барабана котла и осью деаэратора, м.в.ст -давление в деаэраторе, принимаем равным 2 м.в.ст, [см пункт 12.10] т/ч Нпн=1, 1∙ [ 195, 25 м.в.ст
Принимаем к установке насос центробежный: ЦНСг-38-198 [13], табл.2.1. Таблица 17-Техническая характеристика насоса ЦНСг-38-198
А также принимаем к установке насос с паровым приводом ПНП-1 [13], табл.6.1 т/ч 0, 5 – коэффициент запаса, применяемый к насосам с паровым приводом ([4], cтр.20)
Конденсатные насосы
, м3/ч , м.вод.ст. где: – коэффициенты запаса, 1, 1; 1, 2; – количество конденсата, возвращающегося от технологических потребителей, т/ч, = 5, 1 т/ч [см. табл.11]; – гидравлическое сопротивление трубопроводов от конденсатных баков до деаэратора, м.вод.ст., 6 м.вод.ст.; – пьезометрическая разность отметок между отметкой входа конденсата в деаэрационную головку и низшим уровнем воды в баках, м.вод.ст., = 9 м.вод.ст. 1, 1·5, 1 = 5, 61т/ч 1, 2·(6+9) = 18 м.вод.ст. Конденсатные насосы [ см.лист 1, К23 ] Конденсатный насос, перекачивающий конденсат из конденсационных баков в деаэратор, подбирают по производительности и по напору. , м3/ч , м.вод.ст. где: – коэффициент запаса, 1, 1; – количество конденсата, возвращающегося от технологических потребителей, т/ч, = 5, 1 т/ч [см. табл.11]; – гидравлическое сопротивление трубопроводов от конденсатных баков до деаэратора, м.вод.ст., 6 м.вод.ст.; – пьезометрическая разность отметок между отметкой входа конденсата в деаэрационную головку и низшим уровнем воды в баках, м.вод.ст., = 9 м.вод.ст. 1, 1·5, 1 = 5, 61 т/ч 1, 1·(6+9+2) = 17, 7 м.вод.ст. Принимаю к установке два конденсатных насоса (рабочий и резервный) согласно ([12], стр.422) КС-8/18. Таблица 19-Техническая характеристика насоса КС-8-18
Конденсатные баки [ см.лист1, К24] Конденсат от производства подается самотеком в конденсатные баки, также в баки поступает конденсат от охладителя выпара и конденсатосборников от РОУ.
, м3 где: – количество конденсата, возвращающегося от технологических потребителей. 0, 5·5, 1 = 2, 55м3 Принимаю к установке конденсатный бак БК 38.00.000-03 Таблица 20- Техническая характеристика бака БК 38.00.000-03
Для обеспечения принципа резервирования в принятом конденсатном баке делаем дополнительную перегородку, т.е. разделяем бак на два равных по объему. Объем каждого бака равен 2, 5 м3. Циркуляционные насосы [ см.лист1, К8, К9 ] Циркуляционные насосы подбирают для зимнего и летнего режимов (по 2 для каждого режима) по производительности и напору для тепловой сети. Производительность насосов для зимнего режима определяется по формуле:
где: β 1- коэффициент запаса, равный 1, 1 t1 и t2-температура воды в подающей и обратной линиях соответственно, º С Напор насоса, преодаливающий сопротивление теплообменника и тепловой сети можно оценить в Hнасз=400кПа (40 м.вод.ст) ([3], стр.243) Производительность насосов для летнего режима определяется по формуле:
А напор меньший, а именно Hнасл=300 кПа(30 м.вод.ст) ([3], стр.243)
Принимаю для зимнего периода два насоса по ([12], стр.321, табл15.5)марки НКУ-140. Таблица 21- Техническая характеристика насоса НКУ-140
Принимаю для летнего периода к установке 2 насоса по ([12], стр.321, табл15.5) марки НКУ-90. Таблица 22- Техническая характеристика насоса НКУ-90
Подпиточные насосы [ см.лист1, К10 ]
Q подп = [см.табл.11, п.11], Q подп =1, 5 т.ч, Hподп=60 =52м.вод.ст. Принимаю к установке два подпиточных насоса по ([12], стр.422) марки К 65-50-160 Таблица 25 – Техническая характеристика насоса К 65-50-160
Насос сырой воды [ см.лист1, К13 ]
где: 1, 1-коэффициент запаса; H сыр.вод = 9+0, 12+0, 3=9, 42 м.вод.ст. Принимаем к установке два центробежных консольных насоса марки К20-18([12], стр.367) Таблица 24-Техническая характеристика насоса К20-18
Деаэратор [ см.лист1, К4 ] Для дегазации питательной воды котлов и подпиточной воды тепловых сетей производственно-отопительных котельных с паровыми котлами применяют преимущественно атмосферные двухступенчатые деаэраторы. Они обеспечивают снижение содержания кислорода до 0, 03 мг/кг т почти полное удаление углекислоты. В деаэратор подаются: редуцированный пар в барботажное устройство с абсолютным давлением 0, 15-0, 17 Мпа и пар от сепаратора непрерывной продувки с абсолютным давлением 0, 12-0, 13 Мпа в верхнюю часть деаэратора. Деаэраторы подбираются по двум показателям: производительности деаэрационной колонки и полезной емкости бака. Производительность деаэратора =29, 7 т/ч (определена в расчете принципиальной тепловой схемы). Полезная емкость бака должна быть не менее 1/3 от =26, 4 т/ч. = · = 8, 3 м3 Принимаю к установке согласно [12, стр.387] деаэратор ДА-50/15. Таблица 25-Техническая характеристика деаэратора ДА-50/15
Охладитель выпара [ см.лист1, К20 ] Охладитель выпара предназначен для конденсации максимального количества пара из отводимой от деаэратора паро-газовой смеси и утилизации тепла этого пара. При охлаждении выпара происходит резкое сокращение объема паро-газовой смеси, что особенно важно для обеспечения нормальной работы воздухоотсасывающих устройств деаэраторов. Устанавливаются охладители выпара индивидуально на каждый деаэратор. Принимаю к установке охладитель выпара ОВА-2 производства ОАО «Бийский котельный завод».[12, стр.392] Таблица 26- Техническая характеристика ОВА-2
Высота дымовой трубы При искусственной тяге Минимальная высота трубы при искусственной тяге определяется по санитарным нормам. При сжигании газового топлива высоту дымовой трубы определяют из условия: (38) где - предельно допустимая концентрация соответствующего вещества; см – максимальная приземная концентрация токсичного вещества; сф – фоновая концентрация токсичного вещества. Минимальная высота дымовой трубы определяется по формуле: , м (39) где - объем уходящих дымовых газов, м3; , м/с (40) м3 м3 - перепад температур уходящих дымовых газов и наружного воздуха; (41) 0С; 0С; - максимальный секундный выброс NO2 (42) - удельный выброс NO2 , г/с (43) г/с; г/с; г/с; - коэффициент, зависящий от температурной слоистости атмосферы; А = 160; - коэффициент учитывающий скорость оседания токсичных веществ в атмосфере; F = 1; - коэффициенты, учитывающие условия выхода продуктов сгорания из устья дымовой трубы; m=1, n=1; - коэффициент, учитывающий рельеф местности; =1. Принимаем =0, 2 мг/м3, = 0, 12мг/м3. м м
Принимаем высоту трубы по Нтр=30 м.
При искусственной тяги скорость газов на выходе из трубы следует принимать 12-20 м/с. Принимаю W0 = 15м/с.
По выбранной скорости можно определить внутренний диаметр дымовой трубы на выходе: , м (44) Где – расход газов через трубу при номинальной нагрузке всех котлов котельной, м3/ч. = 0, 0188· = 0, 8 м Принимаем стандартный диаметр трубы 1, 0м
Тягодутьевое оборудовани е Дутьевые вентиляторы Количество воздуха (производительность), на которое рассчитывается дутьевое устройство, определяют по уравнению: , м3/ч (45) где 1, 05- значение коэффициента учитывающего утечку воздуха через неплотности воздуховодов; -значение коэффициент избытка воздуха в топке; - расчетный расход топлива в кг/ч; - количество воздуха, теоретически-необходимое для сжигания 1 м3 топлива - температура подаваемого воздуха в градусах. Vв= = 1567, 79 м3/ч Необходимый напор вентилятора определяется по уравнению: , Па (46) Где - напор, который должен быть создан вентилятором при входе в горелку, тип горелки ГМ-4, 5, = 800 Па; - сопротивление воздушных каналов от вентилятора до топки, Па, = 200Па; -сопротивление горелки; -сопротивление топки; 1, 1·(800 + 200+100+40) = 1254 Па Принимаю к установке вентилятор для горячего дутья типа ВДН-9 [12, табл.14.1, стр.406], техническая характеристика которого представлена в таблице 28. Таблица 28 Техническая характеристика ВДН-9
Дымососы Расчет и подбор дымососа производят по производительности и напору.
где: - расчетный расход топлива, м3/ч, (см. табл.9); - объем дымовых газов на входе в дымосос, м3; (см. табл.8); – коэффициент запаса, = 1, 1; - температура дымовых газов на входе в дымосос, 0С = , (42) – коэффициент избытка воздуха в уходящих газах, =1, 36 – температура уходящих газов, , =120 ; - коэффициент избытка воздуха при входе в дымосос, =1, 365 = = 119, 67 м3/ч
где: – коэффициент запаса, = 1, 1; – аэродинамическое сопротивление ГВ тракта, 1417, 75 Па; – естественная тяга, Па, определяемая по формуле: = Hд.тр· , Па (44) = 30· 995 = 22, 1 Па Ндым = 1, 1·(1417, 75 – 22, 1) · = 1616, 17 Па Учитывая заводские параметры оборудования, принимаю к установке дымосос ДН – 9 [3, табл.14.4, стр.411], технические характеристики которого представлены в таблице 28.
Таблица 28- Техническая характеристика ДН – 9
Топливное хозяйство Топливное хозяйство котельной включает все сооружения, устройства, механизмы, необходимые для приема, разгрузки, хранения, перемещения и додачи топлива в котельную и топки котлов, а также для его обработки и подготовки к сжиганию. Принципиальную схему топливного хозяйства, условия и особенности его работы в каждом конкретном случае определяют многие факторы: а) вид, свойства и способ сжигания топлива; б) производительность котельной и ее расположение; в) способ доставки топлива. Вид топлива, сжигаемого в котельной, и схема топливного хозяйства оказывают существенное влияние на общую компоновку генплана тепловой станции. Проектирование топливного хозяйства ведется на основании нормативных документов: при максимальном расходе топлива В < 42 кг/с — поСНиПП-35-76 " Котельные установки". При проектировании необходимо предусматривать механизацию и автоматизацию всех процессов, связанных с транспортированием, разгрузкой, хранением, подготовкой к сжиганию и подачей топлива в бункера котлов и в топки; предусматривать мероприятия по обеспечению минимальных непроизводительных потерь топлива, снижению капиталовложений (начальных затрат) и эксплуатационных расходов на топливное хозяйство котельной.
Исходные данные для проектирования (дополнительные) Температура наружного воздуха -Температура наружного воздуха наиболее холодной пятидневки –
-Средняя температура воздуха наиболее холодного месяца – tнхм= -10, 3°С ([1], стр. 57, табл.5.1)
- Средняя температура наиболее тёплого месяца – tлет= 25, 9°C ([1], стр. 38, табл.4.1) |
Последнее изменение этой страницы: 2019-03-29; Просмотров: 387; Нарушение авторского права страницы