Розрахунок теплової схеми котельної

ВСТУП

Проектуванню будь-якої теплопідготовчої установки передує аналіз вихідних даних по характеру теплових навантажень, вигляду теплоносія і вибір для даних конкретних умов схеми відпуску теплоти в цілому. Розрахунок теплової схеми котельної робиться з метою визначення витрат пари і води при характерних режимах роботи теплопідготовчої установки і складання загального матеріального балансу пари і води. Розрахунком визначається температура різних потоків води (мережевої, підживлювальної, сирої, пом’якшеної) і конденсату. На розрахунковій тепловій схемі вказується напрям основних потоків теплоносіїв, їх витрати і параметри.

Результати розрахунку є початковими для розрахунку і вибору устаткування окремих вузлів теплової схеми і основних трубопроводів котельної. Вибір числа і одиничної потужності котлів також робиться на підставі результатів розрахунку теплової схеми. В разі наявності двох або більшої кількості варіантів установки котлів вибір слід робити на підставі техніко-економічного обґрунтування.

Розрахунок теплової схеми виконується для наступних характерних режимів роботи:

– максимального зимового при розрахунковій температурі зовнішнього повітря для проектування систем опалювання.

– зимового режиму при середній температурі зовнішнього повітря за найбільш холодний місяць. Розрахунок по цьому режиму робиться для вибору одиничної потужності котлоагрегатів.

– режиму, відповідного середній температурі зовнішнього повітря за опалювальний сезон. Розрахунок теплової схеми по цьому режиму робиться з метою визначення основних техніко-економічних показників роботи станції.

– літнього режиму, який характеризує роботу котельної в літній період за відсутності опалювально-вентіляційного навантаження. Технологічне навантаження приймається максимально-добовим; навантаження гарячого водопостачання – по середньодобовій за добу найбільшого водоспоживання. Методика розрахунку теплової схеми джерела для відпуску теплоти промислово-опалювальним споживачам передбачає наступні розрахунки:

1. Розрахунок незалежної потужності котлоагрегатів, що визначається лише зовнішніми паротеплоприймачами. Ця потужність розраховується виходячи із заданих теплових навантажень.

2. Розрахунок потужності котлоагрегатів, необхідної для покриття витрат теплоти на власні потреби котельної: деаератори, пароводяні і водоводяні підігрівачі і тому подібне.

Витрата пари на власні потреби багато в чому визначається схемою теплової мережі (відкрита або закрита) і величиною повернення конденсату на станцію. У свою чергу ці чинники впливають на величину додаткової води, що поступає на станцію для заповнення втрат теплоносія у споживача.

3. Розрахунок дійсної (сумарної) теплопродуктивності котельної установки.

Розрахунок слід виконувати паралельно для всіх чотирьох режимів.

Результати розрахунку зручно представляти в табличній формі.

При визначенні витоків теплоносія у водяних теплових мережах слід приймати їх рівними 0,5 % об'єму води в трубопроводах і місцевих опалювально-вентіляційних системах споживачів.

Величину безперервного продування котлів в розрахунку теплової схеми згідно з нормами для парових котлів з робочим тиском до 1,4 МПа слід приймати не більше 10% номінальної паропродуктивності котла, а для котлів з тиском 4 МПа –5%.

При деаерації живильної і підживлювальної води в деаераторах атмосферного типу з подачею в них гріючої пари, величина додаткової (сирої) води по станції зменшується на величину конденсату гріючої пари. Розрахунок теплової схеми базується на складанні і вирішенні системи рівнянь теплового і матеріального балансу. Слід також мати на увазі, що парове максимально-зимове навантаження котельної, як правило, повинне покриватися всіма встановлюваними паровими котлами без резерву. Одинична потужність парових котлів повинна дозволяти проведення планово-запобіжних ремонтів.

Розрахунок теплової схеми промислово-опалювальної котельної з паровими і водогрійними котлами

1. Розрахунок теплової схеми котельної проводиться з метою визначення витрати пари і води для окремих вузлів при характерних режимах роботи котельної і складання загального матеріального балансу пари і води.

Розрахунком визначається температура різних потоків води (мережевої, підживлюючої, зм'якшеної, сирої) і конденсату.

2. На розрахунковій тепловій схемі котельної указуються напрями основних потоків теплоносіїв, їх витрати і параметри.

3. Результати розрахунку є початковими даними для розрахунку і вибору устаткування окремих вузлів теплової схеми і основних трубопроводів котельної.

4. Розрахунок теплової схеми виконується паралельно для всіх режимів в рекомендованій послідовності

Початкові дані слід заносити в таблицю, складену по певній формі

5. Розрахунок теплової схеми комбінованої котельної - з водогрійними і паровими котлами розділяється на дві частини: розрахунок водогрійної частини і розрахунок парової частини котельної.

6. Розрахунок теплової схеми водогрійної частини котельної ведеться для наступних режимів:

- максимального зимового при розрахунковій температурі зовнішнього повітря для проектування опалювання і вентиляції;

- зимового режиму при температурі зовнішнього повітря в точці зламу температурного графіка мережевої води;

- зимових, режимів при поточних температурах зовнішнього повітря з інтервалом 5°С (починаючи від розрахункової температури зовнішнього повітря, значення поточних температур кратні п'яти);

- літнього режиму.

На відміну від розрахунку теплової схеми котельної з паровими котлами де рекомендувався розрахунок для чотирьох характерних режимів, теплова схема парової частини комбінованої котельної розраховується тільки для двох режимів: зимового і літнього.

7. Розрахунок теплової схеми парової частини котельної виконується в наступній послідовності:

- розраховується пароводяний баланс котельної без урахування продування котлів, результати якого використовуються при розрахунку хімводоочищення для визначення величини продування, а також для уточнення кількості води на власні потреби хімводоочистки;

- проводиться повний розрахунок парової частини, зокрема, уточнюється пароводяний баланс, сумарне парове навантаження котельної і намічаються варіанти для вибору типорозміра і кількості котлів.

Остаточний вибір котлів проводиться при складанні техніко- економічного обгрунтування.

8. В процесі розрахунку теплової схеми парової частини котельної методом послідовних наближень уточнюється витрата пари на деаерацію живильної води (після одного наближення, як правило, погрішність не перевищує 5%).

Як видно з розрахунку теплової схеми парової частини котельної, перерахунок багатьох попередніх значень можна не проводити, оскільки уточнення їх практично не впливає на вибір устаткування, зроблений за наслідками розрахунку теплової схеми.

9. Для швидкого визначення деяких розрахункових величин рекомендується використовувати графіки.

5.4.2 Приклад розрахунку теплової схеми котельної з паровими і водогрійними котлами для закритої системи теплопостачання

1. Початкові дані до прикладу розрахунку теплової схеми комбінованої котельної для закритої системи теплопостачання приведені в табл..

2. У приведеному прикладі розрахунку гаряче водопостачання в літній період передбачається від спеціальної пароводяної установки оскільки навантаження гарячого водопостачання невелике.

У кожному конкретному випадку необхідність застосування водопідогрійної установки в літній період слід визначати, виходячи з конкретних умов.

Якщо навантаження гарячого водопостачання в літній період близьке або вище мінімальної допустимої теплопродуктивності водогрійного котла, то застосування водопідігрійної установки для літнього режиму не передбачається, а навантаження гарячого водопостачання в цьому випадку покривається водогрійним котлом.

3. Розрахунок витрати пари на деаерацію живильної води за наявності

окремого деаератора підживлювальної води рекомендується проводити тільки по формулах.

4. Розрахункова схема котельної з паровими і водогрійними котлами для закритої системи теплопостачання приведена на рисунку

 

РЕФЕРАТ

Курсовий проект складається з розрахунково-пояснювальної записки, яка складається з 54 сторінок, 2 рисунків, та 4 таблиць.

Метою курсового проекту є розрахунок теплової схеми джерел теплопостачання, вибір основного і допоміжного устаткування котельної та розрахунок її техніко-економічних показників.

Для розрахунків задана принципова теплова схема пароводогрійної промислово-опалювальної котельної з відпуском теплоти при закритій схемі теплопостачання, паливо – природний газ. Задана чотирьохтрубна закрита система теплових мереж, повернення конденсату 100 % при температурі 95⁰С та розрахунковий температурний графік 140/70.

У відповідності до вихідних даних у курсовому проекті необхідно виконати:

1) Аналіз вихідних даних і розробку загальних технічних рішень по визначенню типу джерела теплопостачання та розробка його теплової схеми.

2) Розрахунок теплової схеми джерела теплопостачання

3) Розрахунок основного та допоміжного устаткування джерела теплопостачання.

4) Розрахунок техніко-економічних показників системи теплопостачання.

На рисунках зображені теплова схема пароводогрійної промислово-опалювальної котельної з паровими і водогрійними котлами та схема натрій-катіонітової установки.

ТЕПЛОПОСТАЧАННЯ, ТЕПЛОВА СХЕМА, ДЖЕРЕЛО ТЕПЛОПОСТАЧАННЯ, ОСНОВНЕ ТА ДОПОМІЖНЕ УСТАТКУВАННЯ, ТЕХНІКО-ЕКОНОМІЧНІ ПОКАЗНИКИ, КОТЛОАГРЕГАТ, НАСОС, ТЕПЛООБМІННИЙ АПАРАТ, ТЕПЛОПРОДУКТИВНІСТЬ, ПАРОПРОДУКТИВНІСТЬ, ВІДПУСК ТЕПЛА, ОПАЛЕННЯ, ВЕНТИЛЯЦІЯ, ПІДЖИВЛЮЮЧА ВОДА, ДЕАЕРАТОР, ДИМОСОС.

ЗМІСТ

ВСТУП…………………………………………………………………………….1

РЕФЕРАТ…………………………………………………………………………6

ЗМІСТ……………………………………………………………………………..7

1 РОЗРАХУНОК ТЕПЛОВОЇ СХЕМИ КОТЕЛЬНОЇ………………….…8

1.1 Теплова схема пароводогрійної промислово-опа-

лювальної котельної з паровими і водогрійними

котлами………………………………………………………………8

1.2 Приклад розрахунку теплової схеми котельної

для максимального зимового режиму (-21⁰С)…………............20

2 РОЗРАХУНОК І ВИБІР ОБЛАДНАННЯ ВОДОПІДГОТОВЧОЇ УСТАНОВКИ………………………………………………………………..29

2.1 Вихідні дані………………………………………………………….29

2.2 Вибір схеми приготування води………………………………………….31

2.3 Визначення продуктивності водопідготовчої установки……….33

2.4 Вибір обладнання водопідготовчої установки…………………….33

2.4.1 Натрій-катіонітні фільтри II–ї ступені…………………..35

2.4.2. Натрій-катионітні фільтри I-ї ступені…………………37

2.4.3 Мірник розчину солі……………………………………...40

2.4.4 Резервуар «мокрого» зберігання солі…………………..41

2.4.5 Бак промивочної води……………………………………41

3 ВИБІР ОСНОВНОГО І ДОПОМІЖНОГО УСТАТКУВАННЯ

КОТЕЛЬНОЇ………………………………………………………………….42

3.1 Вибір котлоагрегатів ………………………………………………..42

3.2 Вибір насосів………………………………………………………...43

4 РОЗРАХУНОК І ВИБІР ТЕПЛООБМІННИХ АПАРАТІВ……………...45

4.1 Теоретичні основи розрахунку теплообмінників………………….45

4.2 Розрахунок теплообмінних апаратів……………………………….48

4.3 Вибір теплообмінних апаратів……………………………………...

5 РОЗРАХУНОК ТЕХНІКО-ЕКОНОМІЧНИХ ПОКАЗНИКІВ…………...49

ВИСНОВОК……………………………………………………………………….53

ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ…………………………………………………………...54

 

РОЗРАХУНОК ТЕПЛОВОЇ СХЕМИ КОТЕЛЬНОЇ