НПР Проект котельной для мясокомбината

Министерство Образования Российской Федерации.doc

Министерство Образования Российской Федерации
Саратовский Государственный Технический Университет
Кафедра «Промышленной теплотехники»
НПР на тему:Проект котельной для мясокомбината.

Основная часть 111.doc

1 Назначение и характеристики проектируемой котельной
Категории потребителей тепла по надежности теплоснабжения и отпуску тепла – вторая.
Котельная предназначена для строительства в г. Тамбов с расчетной температурой наружного воздуха минус 27°С.
Для определения характеристик проектируемой котельной необходимо выяснить характеристики потребителей.
Температуры которые необходимо поддерживать в помещениях промышленного предприятия следующие:
Административное здание:
Основной корпус - +18°С;
Колбасный цех - +16°С;
Кулинарный цех - +16°С;
Диспетчерская - +18°С;
Компрессорный цех - +18°С;
Механический цех - +18°С;
Среди потребителей работающих на паре в частности в колбасном цехе:
- пароварочная камера объемом 20м3 ;
- универсальная термическая камера объемом 8м3 4м3 и 25м3;
-пароварочные котлы: 05м3 2м3.
Технологическое оборудование мясожирового корпуса:
- пароварочный котел 15м3 ;
- пароварочный котел 05м3 ;
- чан для ошпарки туш.
Непосредственно само здание котельной в отдельной системе отопления не нуждается так как тепловыделения самой котельной то есть оборудования в ней обеспечат помещение теплотой.
Расчетные расходы теплоты
Расчетные тепловые потоки на нужды отопления и вентиляции Вт:
где α – коэффициент учета района строительства здания
- удельная тепловая характеристика здания кДж(м3·ч·°С) рассчитывается в соответствии с рекомендациями [1];
Vн – объем отапливаемой части здания по внешнему обмеру м3;
tвн – температура воздуха в помещении °С;
tн – внешняя температура то есть расчетная температура наружного воздуха°С;
Тепловая нагрузка рассчитывается отдельно для каждого помещения зданий.
Рассчитаем тепловые потоки на нужды отопления и вентиляции в административном здании зная что
= 18 ккал(м3·ч·°С) α = 104 Vн = 48145м3
Для основного корпуса получаем
Для пристройки получаем
Рассчитаем тепловые потоки на колбасный цех зная что
=167 кДж(м3·ч·°С) α = 106 Vн = 26436м3
= 126 кДж(м3·ч·°С) α = 106 Vн = 11938м3.
Диспетчерская гаража
= 18 кДж(м3·ч·°С); α = 104; Vн = 454 м3.
Тепловой поток на отопление и вентиляцию
= 21 кДж(м3·ч·°С) α = 106 Vн = 2439м3.
= 23 кДж(м3·ч·°С) α = 115 Vн = 13508м3.
Тепловые потоки на отопление и вентиляцию в компрессорном цехе
= 16 кДж(м3·ч·°С) α = 104 Vн = 6890м3
Тепловые потоки на механический цех
=23 кДж(м3·ч·°С) α = 104 Vн = 5952м3
Тепловые потоки на медпункт
= 167 кДж(м3·ч·°С) α = 104 Vн = 3990м3.
Тепловые потоки для тарного цеха
= 171 Кдж(м3·ч·°С) α = 109 Vн = 7749м3.
Суммарные тепловые потоки на нужды отопления и вентиляции кВт (1.3
Расход теплоты на горячее водоснабжение 701кВт
Принимая потери в тепловых сетях 3% получим суммарный отпуск теплоты котельной на горячее водоснабжение
Тепловые нагрузки котельной на нужды отопления и вентиляции:
Потребление пара предприятием составляет 4тч или Qп = 25243 кВт а учитывая теплопотери Qп = 2600 кВт.
На технологические нужды предприятия используется пар насыщенный с давлением 06 МПа и температурой 164°С.
Сетевая вода системы отопления и вентиляции в соответствии с нормами [1] подается по температурному графику 95°70°С. А горячая вода на нужды горячего водоснабжения также согласно [1] имеет температуру 60°С.
Избыточное давление в теплосети и трубопроводе:
в обратном – 03 МПа.
В качестве топлива основного используется природный газ. Теплота сгорания газа составляет:
Годовые расходы теплоты
На основании расчетных тепловых потоков определяем годовые расходы теплоты.
Годовой расход теплоты на отопление жилых зданий ГДжгод:
где Qотмах – расчетная тепловая нагрузка на отопление кВт;
tот - средняя температура наружного воздуха за отопительный период °С;
tо - расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления период °С;
по – продолжительность отопительного периода сут.
Согласно [ 3 ] для г Тамбов:
tот = -42°С tо = -27°С и по = 202суток.
Годовой расход теплоты на горячее водоснабжение ГДжгод:
где QГВС –тепловой поток на горячее водоснабжение кВт;
tс - температура воды в отопительный период tc = 5°С [ 3 ];
- температура воды в неотопительный период = 15°С;
– коэффициент учитывающий изменение среднего расхода воды на горячее водоснабжение в неотопительный период по отношению к отопительному принимаем = 08 [ 1 ];
пн –расчетное число суток в году работы системы ГВС пн = 365 суток;
а - коэффициент учитывающий продолжительность использования горячего водоснабжения в течении суток а = 060.
Расход теплоты на горячее водоснабжение по (1.5):
Годовой расход теплоты на технологию ГДжгод:
где Qтех –тепловой поток на технологию кВт;
пи – число часов использования технологического оборудования в год пи = 8000 часов.
Расход теплоты на технологию
Суммарный годовой расход теплоты с учетом потерь в сетях собственных нужд котельной и резерва определяется по формуле ГДжгод:
Суммарный годовой расход теплоты:
Для наглядности сведем полученные данные в таблицу 1.1.
Таблица 1.1 - Тепловые нагрузки котельной
Наименование потребителя
производственные и административные
Годовой расход топлива на котельную
Годовой расход топлива м3год:
где к – коэффициент полезного действия котельной к = 089.
Годовой расход топлива
Обоснование разработки проекта
Технические решения связанные с совершенствованием процесса горения реализуются в направлении интенсификации процессов смешения топливовоздушной смеси изменения конструктивных характеристик аппаратов.
В [10] описана горелка для сжигания жидкого и газообразного топлив которая содержит корпус с размещённым в нём каналом для прохода воздуха к нагнетательному патрубку нагнетательный патрубок завихритель форсунка сопло. Завихритель выполнен в виде конуса установленного в сопле с зазором при этом на завихрителе закреплены спиралевидные пластины причём профиль конуса соответствует профилю сопла а форсунка выполнена в виде полого кольца с отверстиями.
Нормальная работа водогрейных и паровых котлов возможна лишь когда питательная вода соответствует требуемым нормам качества.
В [11] описан способ предотвращения коррозии и солевых отложений в системах водоснабжения и отопления путём введения в обрабатываемую воду органофосфаната ингибитора отложений минеральных солей и его комплексоната отличающейся тем что в качестве комплексоната используют цинкосодержащий комплекс при мольном соотношении ингибитор отложения минеральных солей: его цинкосодержащий комплексонат 4:1.
2 Обоснование и описание выбранной тепловой схемы и конструкций основного оборудования котельной
К основному оборудованию относятся:
. Котел Viessman Vitoma
. Теплообменник пароводяной ПП1-17-7-2;
. Теплообменник пароводяной НН №15(14) ТО-161.
Вспомогательное оборудование:
. Деаэратор атмосферный ДА154;
. Конденсатный бак объемом 4м3;
. Водоподготовительная установка АВПУ-80;
. Насосное оборудование:
- питательный насос МVI 808
- конденсатный насос PL 32100;
- циркуляционный насос МНI 1363 3.
- сетевой насос К80-50-200
Теплоносители: сетевая вода на водяное отопление и вентиляцию по температурному графику 9570ºC горячая вода на нужды горячего водоснабжения 60ºC. Тепловая сеть – четырехтрубная.
Регулирование отпуска теплоты в сети центральное качественное.
Нагрев сетевой воды осуществляется в установленном пластинчатом пароводяном подогревателе до 70 – 95 °С в зависимости от температуры наружного воздуха и режимной карты.
Горячее водоснабжение осуществлять по трубопроводам (57х35х4) и циркуляционному (38х2) от двухходового водоподогревателя по ГОСТ 108.271.105-76 ПП1-9-7-II c Dвн = 325 мм и поверхностью нагрева 95 м2.
Контур циркуляции системы теплоснабжения включает:
трубопровод пара на технологию (159х50) ГОСТ 8732-78* к которому подключены подающие трубопроводы от каждого котла. На подающем трубопроводе установлена необходимая запорная и регулирующая арматура;
трубопровод конденсата от технологии (38х20) который подключен к конденсатному баку V=2 м3. На конденсатном трубопроводе установлены грязевик конденсатные насосы (1- рабочий 1- резервный);
трубопровод прямой сетевой воды (108х40) к которому подключены подающие трубопроводы от каждого котла. На подающем трубопроводе установлена необходимая запорная и регулирующая арматура;
трубопровод обратной сетевой воды (108х40) на котором установлены грязевик сетевые насосы (1- рабочий 1- резервный);
трубопровод горячего водоснабжения (57х30) от кожухотрубчатого теплообменника.
трубопровод циркуляции горячей водоснабжения (32х32).
трубопровод исходной водопроводной воды (57х35) для подпитки теплосети и питания сети ГВС.
В котельной устанавливается 2 паровых котла Vitomax 200 HS производительностью 42 тч и 38 тч производства фирмы Viessman. Допустимое избыточное давление 0.8 МПа. Котлы оснащены газовыми модульными горелками G 101-D2 ZMD фирмы «Weishaupt».
Котлы размещаются на отметке 0.00 фронтом по одной линии в котельном зале.
Котлы дополнительно комплектуются автоматикой обеспечивающей работу котельной без присутствующего персонала с обязательным посещением котельной оператором один раз в 24 часа. В котельной предусмотрена диспетчеризация и вывод на пост управления сигнализации.
Котлы вырабатывают насыщенный пар с давлением 06-08 МПа и температурой 164-172°С. Пар с данными параметрами используется для технологических нужд и для обеспечения нагрузки отопления и горячего водоснабжения посредством пароводяных теплообменников.
Пар от котлов поступает в общий паровой коллектор Ду200. На технологические нужды пар от коллектора отпускается потребителям по паропроводу Ду150 с параметрами Р = 06 МПа t = 164°С. Возврат конденсата осуществляется по конденсатопроводу Ду 32. Доля возврата с производства составляет 40%.
Для охлаждения конденсата перед конденсатным баком используется теплообменник где охлаждающей средой является холодная вода от повысительных насосов сырой воды.
Пополнение конденсатного бака осуществляется химически очищенной водой от водоподготовительной установки АВПУ-80. Водоподготовительная установка включает в себя механический фильтр для удаления грубо- и мелкодисперсных примесей дуплексный Nа – катионитовый фильтр 1-ой ступени дуплексный Nа – катионитовый фильтр 2-ой ступени и систему автоматики с электромагнитным клапаном работающим по сигналам от датчиков уровня расположенных в конденсатном баке. Водоподготовительная установка полностью автоматизирована и не требует полного контроля за работой и главное постоянного определения качества очищенной воды. После наладки водоподготовительной установки показатели качества воды можно определять один раз в день для контроля качества умягченной воды при колебаниях качества исходной воды.
Качество сетевой и подпиточной воды должно соответствовать следующим значениям показателей:
прозрачность по шрифту не менее 30 см
карбонатная жесткость при рН не более 85 ≤05 мг-эквкг
содержание растворенного кислорода ≤003 мгкг
содержание соединений железа (в пересчете на Fe) ≤02 мгкг
показатель рН при 25 °С 7-85
содержание нефтепродуктов 50 мгкг.
От конденсатного бака охлажденный конденсат поступает в атмосферный деаэратор установленный на открытой площадке. Из деаэратора питательная вода подается к котлам питательными насосами.
В теплообменники поступает пар от парового коллектора. Конденсат от теплообменников поступает в деаэратор.
Для исключения кислородной коррозии трубопроводов тепловой сети предусмотрена химическая деаэрация подпиточной воды с помощью водоподготовительной установки дозирования реагента NaHSO4.
Для снижения температуры воды непрерывной продувки и исключения парообразования в продувочном колодце предусмотрен змеевик охлаждения смонтированный в конденсатном баке.
Трубопровод для сброса пара от предохранительных клапанов выведен за стену котельной на высоте 38м.
Воздухоудаление из трубопроводов котельной производится посредством автоматических воздухоотводчиков установленных в верхних точках. В нижних точках контуров котельной предусмотрены спускные устройства для спуска воды. Установка воздушников и спускников производится посредством приварки резьбы Ду32 в трубопровод и установки на резьбу шарового крана. Воздушники на котле устанавливаются в указанных местах.
Удаление дымовых газов из котлов производится через систему металлических газоходов и металлическую дымовую трубы диаметром 800 мм высотой 31375 м (по ТП 907-2-264.86).
Газоходы котлов № 12 изготавливаются из трубы 530х7 ГОСТ 10704-91 и имеют по взрывному клапану ПГВУ 291-80 исп.1 Ду200. Газоходы котлов №12 врезаны в сборный газоход изготовленный из трубы 820х8 ГОСТ 10704-91. Сборный газоход котлов врезан в дымовую трубу сечением 500х700(h).
Горизонтальные участки газоходов прокладываются с уклоном i = 0005 в сторону котлов. От нижней части газоходов проложить трубу 25 для слива конденсата. На сборных газоходах для устранения негативного влияния температурных расширений на дымовую трубу устанавливается двухлинзовый компенсатор 03 ПГВУ 247-90 исп. 1. Внутренняя поверхность газоходов покрыта термостойкой эмалью. Наружная поверхность газоходов покрыта антикоррозионным покрытием (краска БТ-177 в 2 слоя по грунту ГФ-021). Газоходы изолируются штапельным волокном М11 и стеклотканью АСТ-100 .
Расчет расходов теплоносителей и воды
Тепловая нагрузка на отопление и вентиляцию Qот+вент=1710 кВт. Параметры сетевой воды на отопление и вентиляцию по температурному графику 95700С.
Расход сетевой воды на отопление и вентиляцию кгс:
где =096 - учитывает тепловые потери в сетях.
Тепловая нагрузка на горячее водоснабжение Qгвс=730 кВт. Расчетная температура холодной воды в зимнее время 50С. Температура воды на горячее водоснабжение 600С.
Рисунок 2.1 – Теплообменник горячего водоснабжения
Расход пара на теплообменник горячего водоснабжения[2.1] кгс:
Расход пара на теплообменник сетевой воды кгс:
Суммарный расход пара на подогреватели кгс:
Расход пара на технологию кгс:
Расход холодной воды (В1) на горячее водоснабжение кгс:
Расход питательной воды на котлы (максимальный)
= Д1+Д2+Gпр =38 + 42 + (38+42)005=84 тч (233 кгс)
где Gпр- расход непрерывной продувки котлов кгс;
Д1Д2 – номинальная паропроизводительность котлов.
Расход воды на подпитку теплосетей кгс:
Расход свежей воды на ХВО кгс:
= 053 + 233 – 092= 194 кгс
Количество возвращаемого конденсата 40% кгс:
G К = 04 (Д1+Д2) = 0423 = 092 кгс
Теплотехнологические расчеты подтверждающие работоспособность и надежность для системы горячего водоснабжения
расчетный расход тепла 730 кВт;
абсолютное давление насыщенного пара Рн = 06 МПа;
температура воды на входе в теплообменник t’в = 10°С;
температура насыщения греющего пара tнас = 158°С;
температура воды на выходе = 60°С.
Расход нагреваемой воды м3с:
где – расход тепла на нужды горячего водоснабжения = 730 кВт;
св – теплоемкость воды кДжкг°С;
- температура воды на выходе из теплообменника °С;
t’в - температура воды на входе в теплообменник °С;
ρв – плотность воды ρв = 1000 кгм3.
Расход нагреваемой воды
Предварительно принимаем двухходовой водоподогреватель по [8] ПП1-9-7-II c Dвн = 325 мм и поверхностью нагрева 95 м2.
Скорость нагреваемой воды в трубках мс:
где – площадь живого сечения трубок м2.
Площадь живого сечения = 00052 м2.
Средняя температура нагреваемой воды °С:
Средняя температура стенок трубок °С:
где tнас - температура насыщения горячего теплоносителя °С:
Коэффициент теплоотдачи от пара к стенкам трубок кВт(м2·К):
где А2 – температурный множитель;
т – коэффициент равный 126;
dн – наружный диаметр трубок dн = 0018 м.
Температурный множитель А2 зависит от температуры насыщения
где tнас - температура насыщения пара.
Зная все необходимые величины рассчитаем коэффициент теплоотдачи от пара к стенкам трубок
Коэффициент теплоотдачи от трубок к воде кВт(м2·К):
где А1 – температурный коэффициент;
dвн –диаметр трубок внутренний dвн = 0016 м.
Температурный коэффициент А1 находится в зависимости от средней температуры воды и определяется по формуле
где - средняя температура нагреваемой воды (найдена выше).
Коэффициент теплоотдачи от трубок к воде
Коэффициент теплопередачи кВт(м2·К):
где α1 – коэффициент теплоотдачи от пара к стенке трубки кВт(м2 ·К);
α2 – коэффициент теплоотдачи от стенок к воде кВт(м2 ·К);
ст – толщина стенки трубки м;
λст - коэффициент теплопередачи стенки трубки
λст = 0104 кВт(м ·К)
Коэффициент теплопередачи теплообменного аппарата чистого
Коэффициент теплопередачи теплообменного аппарата загрязненного
К = 08 · 1.95 = 156 кВт(м2 ·К)
Уточненное значение температуры стенок трубок °С:
Расхождение с принятой составляет 19 °С:
После пересчета получен К= 15 кВт(м2 ·К).
Вычислим среднелогарифмическую разность температур °С:
Поверхность нагрева водоподогревателя м2:
где – расход тепла на нужды горячего водоснабжения кВт;
К - коэффициент теплопередачи кВт(м2 ·К);
tср - среднелогарифмическая разность температур °С.
Все величины входящие в формулу (3.1.12) определены в расчетах выше поэтому получаем:
Принимаем к установке двухходовой подогреватель по [8] ПП 1-9-7-II с поверхностью нагрева 9 м2 и длиной трубок l = 3000 мм.
Гидравлический расчет пароводяного теплообменника
Гидравлический расчет заключается в определении гидравлических потерь воды (напора) в трубках подогревателей.
Потери напора воды в трубках пароводяного теплообменника Па:
где hтр – потери напора на трение Па;
hм – потери напора на местные сопротивления Па.
Потери напора на трение определяются по формуле Па:
где λтр - коэффициент трения;
dвн –диаметр трубок внутренний м;
п – количество ходов подогревателя;
V – скорость теплоносителя мс;
ρ- плотность теплоносителя кгм3.
где Re - число Рейнольдса для теплоносителя.
Число Рейнольдса для теплоносителя
где – коэффициент вязкости теплоносителя м2с.
Число Рейнольдса для воды
Плотность воды ρ = 1000 кгм3.
Длина одного хода теплообменного аппарата равна l = 3 м.
Потери напора на трение по формуле (3.1.14)
Потери напора на местное сопротивление Па:
где - суммарный коэффициент местных сопротивлений.
Для двухходового подогревателя суммарный коэффициент местных сопротивлений
где вх - коэффициент при входе в камеру 15;
кт - коэффициент входа из камеры в трубки 10;
тк - коэффициент выхода из трубок в камеру 10;
пов - коэффициент поворота в камере 25;
вых - коэффициент входа из камеры 15.
Находим суммарный коэффициент местных сопротивлений
Рассчитаем потери на местные сопротивления
Итого потери напора согласно (3.1.13)
Гидравлические потери напора определены с целью подбора циркуляционного насоса.
Мощность потребляемая насосом кВт
где ρ – плотность воды при температуре 260С;
Н = 075 – КПД насоса.
Выбираем насос марки IPL 65175 с мощностью электродвигателя 17 кВт.
2 Расчет и выбор теплообменника для системы отопления и вентиляции
расчетный расход тепла 1710 кВт;
температура воды на входе в теплообменник = 70°С;
температура насыщения греющего пара = 1581°С;
температура воды на выходе = 95°С.
Расчет теплообменника
Предварительно принимаем пластинчатый теплообменник НН №15(14) ТО-16 с пластинами 0285 м2 и c максимально возможной поверхностью теплообмена F = 56 м2.
Теплообменник выпускается в одноходовой компоновке пластин.
Рисунок 3.2 – Симметричная компоновка пластин
Для выбора пароводяного теплообменника необходимо вычислить площадь нагрева. Требуемое количество каналов по воде при рекомендуемой скорости воды 06 мс [5]
где fk - живое сечение одного межпластинчатого канала
Площадь нагрева необходимая м2:
где – расход тепла на нужды горячего водоснабжения
= 1710 кВт или = 147 Гкалч;
К - коэффициент теплопередачи пластинчатого теплообменника кВт(м2·К) ;
tср - расчетный температурный напор между теплоносителем и нагреваемой водой °С.
где – коэффициент учитывающий термическое сопротивление накипи и загрязнений на пластине принимается 07-08.
Коэффициент теплоотдачи от пластины к нагреваемой воде [5] Вт(м2·К)
α2 = 116А(23000+283tср–063) (3.2.3)
где А – коэффициент зависящий от типа пластины изменяется от 03 до 055.
Коэффициент теплопередачи принимаем по рекомендациям К = 5000 Втм2·К·.
Расчетный температурный напор между теплоносителем и нагреваемой водой определяется по формуле:
где tп = tнас – температура насыщения пара °С.
Средний температурный напор
С учетом некоторого переохлаждения конденсата 0С
Рисунок 3.3 – распределение температур в подогревателе
Зная расчетный температурный напор и остальные входящие в формулу (3.2.2) величины вычислим площадь поверхности нагрева:
Полученная площадь теплообмена соответствует диапазону возможных площадей принятого предварительно теплообменника. Поэтому принимаем к установке пластинчатый теплообменник выбранный ранее.
Площадь пластины составляет 0285 м2.
Поэтому количество пластин шт:
где F – поверхность теплообмена необходимая м2;
fпл – площадь пластины м2.
Тогда количество пластин
Окончательно выбираем пластинчатый теплообменник НН №15(14) ТО-16 с площадью пластины 0285 м2 и поверхностью теплообмена F = 52 м2.
Количество пластин с некоторым запасом составит 25что обеспечит запас по площади теплопередачи 15 %.
Задачами контроля и управления работы котла является обеспечение выработки пара при определенных параметрах – давление и температуре.
В котле сжигается природный газ в количестве В = 2912 м3ч. Количество воздуха необходимое на горение подается вентилятором в количестве 93 нм3м3.
Автоматика безопасности предназначена для контроля за основными теплотехническими параметрами котла и его отключения при отклонении этих параметров за пределы допустимых значений. Действие заключается в отсечке газа подаваемого в топку котла что предотвращает возможное развитие аварии.
Оборудование и арматура котла с постоянным надзором обслуживающего персонала. согласно TRD 401
Паровой котел высокого давления серии Vitomax 200 HS как типовое оборудование работающее под давлением должен быть оснащен автономными приборами и устройствами которые будут обеспечивать его нормальное и безопасное функционирование. В зависимости от функций и значения оборудование котла делится натри группы:
основное предохранительное;
вспомогательное предохранительное;
Основные предохранительные устройства
Главной функцией основных предохранительных устройств (кроме предохранительных клапанов) является надежное блокирование горелки (аварийное отключение) в случае превышения допустимых рабочих параметров. Они включены в электрическую цепь питания горелки.
SIV - пружинный предохранительный клапан — является классической защитой котла от превышения допустимого избыточного давления
WB - электродный ограничитель уровня воды — монтируется вместе с электродами для регулирования уровня воды в котле. Предохраняет котел от падения уровня воды ниже минимального. Если уровень воды опустится ниже допустимого значения работа горелки блокируется (аварийное отключение).WB вместе с остальными электродами составляет интегральную группу для регулировки подачи питательной воды и предохранения парового котла от низкого уровня воды или ее отсутствия.
DB - ограничитель максимального давления устанавливается на арматурном штоке приборов безопасности котла. Он предохраняет котел от давления водяного пара (psiv - 02 бар) путем блокировки горелки (аварийное отключение) psiv - избыточное давление при полном открытии предохранительного клапана. Ограничитель максимального давления срабатывает ранее предохранительного клапана не допуская его полного открытия и уменьшая тем самым потерю пара с определенной энтальпией.
Оборудование арматура котла. Вспомогательные предохранительные устройства.
WSA - водоуказательное стекло устанавливают 2Это обязательный элемент оборудования котла предназначенный для наблюдения за уровнем котловой воды контроля за работой ограничителя WB и регулирующих электродов PAPW.
EL - воздухоотводчик. Предназначен для удаления воздуха из парового объема котла. Устанавливается на горизонтальном участке трубопровода возле штуцера для развоздушивания котла. Удаление воздуха производится в атмосферу вне котельной.
ASV— клапан периодической продувки для периодического слива воды под рабочим избыточным давлением вместе со шламом и загрязнениями из нижней зоны котла. Удаление шлама обеспечивает минимально допустимые концентрации загрязнителей в нижней части котла которые могут попасть туда из системы или в результате испарения воды. За продувочным клапаном необходимо устанавливать расширитель (продувочный колодец). Между расширителем и котлом устанавливается дополнительный вентиль и штуцер для спуска котловой воды. Поскольку избыточное давление в котле — слишком высокое продувочный клапан должен быть быстродействующим т. к. шлам удаляется эффективно при резком спуске воды из нижней зоны котла. При этом потери воды - минимальные за счет того что сбрасывается уменьшенный объем умягченной и нагретой котловой воды
ABV - клапан непрерывной продувки служит для постоянного спуска воды под рабочим давлением вместе с солями наивысшая концентрация которых отмечается в зоне испарения. Основной задачей непрерывной продувки является предупреждение превышения предельной концентрации солей в верхней зоне котла и тем самым предохранение котла от накипи коррозии образования пены которая вместе с водой попадает в паропроводы.Пена снижает качество пара а образование водяных пробок в паропроводах угрожает исправности арматуры.
Подбор параметров непрерывной продувки можно выполнить по формуле
где: As - производительность непрерывной продувки (кгчас);
S - концентрация солей в питательной воде с учетом возврата конденсата (мгл);
Q - паропроизводительность (кгчас);
Ks -допустимая концентрация солей в зоне испарения (мгл).
X - охладитель отбора проб. Для контроля состава и концентрации солей в зоне испарения следует периодически делать анализы качества воды на уровне непрерывной продувки и сравнивать их с допустимой концентрацией солей Ks [мгл] установленной производителем.
DR - паровой котел высокого давления должен обеспечивать требуемое избыточное давление пара которое достигается в результате работы горелки. Для управления двухступенчатой горелкой используются два параметрических регулятора давления: DR1 - I ступени и DR2 - II ступени горелки. Регулятор давления первой ступени горелки DR1 должен срабатывать при давлении более низком (на 03 бар) чем величина настройки ограничителя DB соответствующая максимальному значению избыточного давления пара рmax в системе. Для модулированной горелки вместо регулятора DR2 используется преобразователь давления который работает совместно с модулятором.
PZ PW - группа электродов для двухпозиционного регулирования подачи питательной воды к котлу. Их главное назначение - включать насос Р когда уровень воды в котле станет предельно низким NZ. Насос начнет работать - и котел пополнится водой необходимой для производства пара высокого давления. Как только зеркало воды достигнет допустимо высокого уровня NW - насос выключится. Принцип работы электродов PZPW заключается в измерении проводимости относительно электрода ЕО. Электрические усилители работающие с группой измерительных электродов преобразуют проводимость воды в регулирующие сигналы "включить выключить" для питательного насоса. На практике для котлов мощностью до 5 МВт работающих с малой динамикой забора пара достаточно двухпозиционного регулирования уровня воды. Если котел работает с экономайзером – необходимо чтобы через него постоянно протекал поток питательной воды. В такой системе следует использовать плавное регулирование уровня воды
Оборудование и арматура котла. Питательные насосы.
Р - питательный насос для периодического пополнения уровня воды в котле. Управление пуском и остановкой насоса осуществляется при помощи электродов PZ PW ЕО. Температура питательной воды должна быть в пределах 102-105°С.
Наименование и техническая характеристика
Распределительный клапан(трех- ходовой электромагнитный клапан
Быстродействующий клапан для сброса шлама с мембранным приводом
Ограничитель максимального давления
Воздуховыпускной клапан
Ограничитель максимального уровня воды
Кондуктометрический электрод
Предохранительный клапан
Ограничитель уровня воды
Регулятор уровня воды
Указатель уровня воды
Охладитель отбираемых проб
Распределительный шкаф Vitocontrol для эксплуатации без постоянного надзора
Таблица 4.1 - Оборудование КИП и А водогрейных котлов
Технико-экономическое обоснование проекта
Расчет проведен в ценах.2011 г с учетом НДС.
Критерием эффективности является расчетный срок окупаемости капитальных вложений лет:
где К – капиталовложения в строительство котельной (по предварительным расчетам составят 11500 тыс. руб.);
разность издержек в базовом и проектном варианте тыс.руб.год.
Годовые издержки на эксплуатацию котельной тыс.руб.год:
где ИТ – затраты на топливо тыс.рубгод;
ИЭЭ – затраты на электроэнергию тыс.рубгод;
ИАМ – затраты на амортизацию тыс.рубгод;
ИР – затраты на все виды ремонтов тыс.рубгод.
Издержки на воду заработную плату социальные нужды на охрану окружающей среды и прочие издержки в данном разделе не рассчитываем так как принимаем условно постоянными.
Издержки на топливо тыс.руб.год:
где В– расход топлива (природного газа) на котельные агрегаты по расчету В=6180 тыс.м3год
СТ – цена топлива СТ = 28988 руб.тыс.м3;
Издержки на потребляемую электроэнергию тыс.руб.год:
где N – мощность электроприемников N = 612 кВт (по данным предприятия);
Сээ- плата за электроэнергию руб.кВт*ч
- число часов использования установленной мощности ч
где а = 26502 руб кВт - основная ставка за каждый кВт максимальной нагрузки в год
b = 1233 руб.кВт * ч - плата за потребленную энергию
hMAX = 8000 ч год - число часов использования заявленного максимума активной нагрузки.
Амортизационные отчисления тыс.руб.год:
где К – капиталовложения в строительство тыс.руб.;
αАМ – коэффициент амортизационных отчислений αАМ = 005
Затраты на все виды ремонтов тыс.руб.год:
где αР – норма отчислений на ремонт αР = 002
Годовые издержки на эксплуатацию котельной в проектном варианте(без зарплаты и налогов)
Годовые затраты на покупку тепловой энергии в базовом варианте находим по формуле тыс.руб.год:
где СQ – тариф на тепловую энергию СQ = 22444рубГДж (по данным на апрель 2009 года);
QГ - количество тепловой энергии покупаемой у тепловых сетей на нужды предприятия QГ = 182056 ГДжгод (по данным предприятия).
И=40860-19626=21234 тыс.рубгод
Срок окупаемости согласно формуле (2.3.1)
Учитывая что экономия издержек составляет и срок окупаемости капитальных затрат 06 года дальнейшее проектирование считаем целесообразным.
Эксплуатация котельной
Для транспортировки используются крепления грузового такелажа сверху к котлу приварены проушины. Котлы можно перекатывать на роликах по продольным широкоподошвенным рельсам.
Паровые котлы запрещается устанавливать:
в жилых помещениях а также под над и рядом с жилыми помещениями;
в бытовых и рабочих помещениях а также под и над этими помещениями; к таким помещениям не относятся помещения без постоянного рабочего места в которые редко заходят люди а также диспетчерские и помещения для соответствующего оборудования обслуживаемого персоналом ответственным за обслуживание котла или диспетчерами.
В отличие от этого паровые котлы могут быть установлены:
рабочих помещениях а также под и над ними
под над и рядом с жилыми помещениями и под и над бытовыми помещениями.
В случае если произведение водонаполнения котла в литрах и допустимого рабочего давления в бар не превышает 10000. Это относится также и к тем случаям когда указанное произведение не превышает 20000 и допустимое рабочее давление составляет не более 32 бар водонаполнение котла не превышает 10000 л допустимое производство пара не превышает 2 тч.
В помещении для установки должны быть предусмотрены защита от замерзания и хорошая вентиляция. Котлы стоят на продольных широкоподошвенных рельсах. Учитывать монтажную высоту горелки. Для облегчения уборки помещений всё же рекомендуется устанавливать котел на цоколь.
Звукопоглощающие подкладки котла можно свободно расположить под широкоподошвенными рельсами. Для исправной работы установки необходимо обеспечить достаточное снабжение топки воздухом для сжигания топлива.
Согласно "Образцовому положению об отоплении"[13] подача воздуха для сжигания топлива считается обеспеченной при условии если помещение установки имеет отверстие выходящее наружу размером не менее 150 см2 причем на каждый кВт свыше общей номинальной мощности 50 кВт должны иметься дополнительные 2 см2. Если предусмотрено или предписано наличие вытяжного отверстия то как правило исходят из скорости потока вытяжного воздуха 05 мс.
Парогенераторы Vitomax 200 HS для удобства монтажа поставляются со смонтированной проходной площадкой по верхней части котла. По желанию могут быть поставлены площадки котла и лестницы.
Подключения котла. Исполнение присоединительных патрубков котла для пара питательной воды предохранительного клапана и воздухоудалителя Патрубки не используемые в каждом случае применения снабжены глухими фланцами. Трубопроводы следует подключать к котлу без нагрузки и перекручивания. Дополнительные сведения см. в техническом паспорте и инструкции по монтажу. [12]
2 Отвод отходящих газов
Требования к газовыпускным системам приводятся в "Образцовом положении об отоплении" [13] которое является основой для строительных правил и положений об отоплении отдельных федеральных земель.
Эти правила сводятся к следующему:
Условный проход и высота газовыпускных систем а также в случае необходимости их термическое сопротивление и внутренняя поверхность должны быть рассчитаны таким образом чтобы отходящие газы при всех нормальных режимах эксплуатации выводились в атмосферу и в помещениях не создавалось опасное избыточное давление.
Отходящие газы отопительных установок работающих на жидком и газообразном топливе могут направляться в дымовые трубы или газоходы.
Газоходы на зданиях должны находиться на расстоянии не менее 20 см. от окон.
Выходные отверстия дымовых труб и газоходов должны
не менее чем на 40 см. выступать над коньком крыши или находиться в удалении от поверхностей крыши как минимум на 1 м.;
не менее чем на 1 м. выступать над надстройками крыши или проемами в помещения если они находятся от дымовых труб и газоходов на расстоянии менее 15 м.;
не менее чем на 1 м. выступать над незащищенными конструктивными элементами из горючих строительных материалов за исключением крыш или находиться от них на расстоянии не ближе 15 м.;
также могут предъявляться дополнительные требования отличающиеся от вышеназванных если предполагается возникновение опасных ситуаций или чрезмерных нагрузок.
В кромкой конька крыши и минимум 10 м. выше уровня земли.
В случае установок с тепловой мощностью топки > 20 МВт требуется определение содержания вредных примесей в воздухе производственных помещений согласно Технического руководства по охране атмосферного воздуха а также проведение экспертизы по выбросу вредных веществ. Экспертиза по выбросу вредных веществ составляется технадзором или другими сертифицированными учреждениями.
Теплотехнические и аэрогидродинамические расчеты параметров дымовых труб по EN 13384-1 и -2. [14]
Жидкотопливная горелка с поддувом. Горелка должна быть испытана и маркирована согласно EN 267 [15] и должна отвечать требованиям EN 12953-7 [17].
Газовая горелка с поддувом. Горелка должна быть испытана иметь маркировку СЕ согласно Директиве 90396EWG и отвечать требованиям [16] .
Комбинированная горелка для жидкого и газообразного топлива. Могут также использоваться комбинированные горелки для жидкого и газообразного топлива.
Водогрейные котлы эксплуатируются с избыточным давлением в камере сгорания. Следует установить горелку которая подходит для соответствующего сопротивления на стороне топочных газов (см. технические данные изготовителя горелки).
При использовании теплообменников отходящих газовводы (экономайзеров) необходимо учитывать дополнительное сопротивление этих устройств. Материал головки горелки должен выдерживать рабочие температуры не менее 500 ºC.
Используется следующие жидкие топлива: котельное топливо EL 18]. Газ: природный и сжиженный газ согласно рабочему листку G 260I и II Немецкого общества специалистов по газу и воде (DVGW) или местным предписаниям.
Паропроизводительность тч
Макс. диаметр отверстия ввода трубы горелки мм.
Минимальная длина трубы горелки мм.
Таблица 6.1 – Монтаж горелки
Настроить максимальный расход жидкого или соответственно газообразного топлива можно таким образом чтобы не превышалась номинальная тепловая мощность котла.
Могут быть использованы многоступенчатые горелки или горелки с плавной регулировкой (модулируемые). Для трехступенчатых горелок необходимы три регулятора давления. Ограничение по минимальной тепловой мощности не требуется.
4 Требования к качеству воды
Являясь ответственным компонентом парогенераторной установки тщательно спроектированная изготовленная и контролируемая система подготовки питательной воды котла обеспечивает бесперебойное и экономичное производство пара. Уменьшая потери при продувке по шламу предотвращая коррозию паро- и конденсато- проводов и препятствуя накипеобразованию в парогенераторе она способствует продлению срока службы парогенератора паро- и конденсато- проводов и соответствующей арматуры. Эксплуатация паровых котлов разрешается только на подходящей для них воде.
Расходы на водоподготовку в любом случае ниже стоимости устранения повреждений парокотельной установки. В большинстве случаев сырая вода из трубопровода не годится для питательной воды котла. Вид подготовки питательной воды зависит от качества сырой воды. Поскольку эти свойства могут изменяться необходимо время от времени проводить проверки - как минимум измерять общую жесткость воды.
Подвод воды позади системы подготовки питательной воды котла должен быть оснащен подходящим водомером для учета воды для подпитки добавляемой к возвратному конденсату.
В любом случае целесообразно обеспечить отвод максимального количества конденсата в бак питательной воды. При необходимости конденсат должен подготавливаться таким образом чтобы он соответствовал требованиям к питательной воде котла (согласно следующей таблице). Из этих требований включая требования к котловой воде безусловно следует что в зависимости от качества сырой воды и расхода воды для подпитки должна быть предусмотрена подходящая установка для водоподготовки - как минимум установка для снижения жесткости воды а в баке питательной воды или в подающей к нему линии возможность добавления кислородных связок (возможно подщелачивающих средств и фосфатов). Контроль выполнения требований осуществляется измерением с помощью подходящих по возможности несложных приборов (в зависимости от режима работы - ежедневно или еженедельно).
Эти результаты измерений получающийся расход воды для подпитки расход химикатов и проводимые работы по техобслуживанию заносятся в эксплуатационный журнал чтобы на основе этих данных можно было всегда обеспечить оптимальный режим эксплуатации.
Таблица 6.2 - Требования к питательной воде котла
Допустимое рабочее давление
бесцветная прозрачная и не содержащая нерастворенных веществ
Значение pH при 25 ºC
Проводимость при 25 ºC
важны только нормативные показатели для котловой воды
Сумма щелочных земель (Ca2+ + Mg2+)
Углекислота (CO2) связанная
Окисляемость (Mn VII Mn II) как KMnO4
Таблица 6.3 - Требования к котловой воде
Дозировка фосфата рекомендуется но не всегда требуется. Данные для перерасчета: 1 мольм3 = 56 нем. град. жесткости; 1 нем. град. жесткости = 0179 мольм3; 1 мг-эквкг =28 нем. град. Жесткости. Дополнительные сведения приведены в инструкции по проектированию [19]и в EN 12953-10.Для допустимого рабочего давления > 22 бар
При долгих простоях котла необходимо тщательно очистить поверхности котла подвергающиеся воздействию топочных газов. В заключение следует выполнить консервацию консервирующим маслом с примесью графита. Для защиты водяного контура рекомендуется промыть котел дегазированной без кислородной и подготовленной водой с малым содержанием солей в которую добавлена кислородная связка (например сульфит натрия). Затем закрыть паро-запорный клапан. Концентрацию кислородной связки проверять не менее одного раза в месяц и при необходимости добавлять
5 Эксплуатация и техническое обслуживание
Паровую установку категории IV согласно Директиве[20] разрешается вводить в эксплуатацию только после проверки установки сертифицированным контролирующим органом (например TUV - ведомством технического надзора) и выдачи разрешения ответственной инстанцией. Первичный ввод в эксплуатацию должен быть осуществлен изготовителем установки или уполномоченным им специализированным предприятием вместе с сертифицированным контролирующим органом. Параметры настройки должны быть занесены в протокол измерений и заверены изготовителем и пользователем установки.
Исполнение котла обеспечивает возможность его эксплуатации без постоянного надзора. Поэтому рекомендуется эксплуатировать котел без перерывов с необходимым рабочим давлением. Даже если в течение длительного периода времени не происходит отбор тепла котел может продолжать работать под давлением. В многокотловых установках в которых один из котлов предусмотрен постоянно лишь в качестве резервного котла следует выполнять переключение режима только по истечении длительных периодов времени например при ежегодном обязательном освидетельствовании всей установки. Резервный котел следует законсервировать аналогично котлу выводимому из эксплуатации на длительный период времени.
Эксплуатационный контроль
Процедуры контроля должны выполняться согласно TRD 601 лист 1[21].
Контрольпарокотельных установок
Паровые котлы категории III если произведение максимально допустимого давления PS на определяющий объем V составляет более 1000 бар л или категории IV в соответствии с Предписанием по технике безопасности на производстве подлежат ежегодно внешнему контролю и не реже одного раза в три года внутреннему контролю. Не реже одного раза в девять лет должно выполняться гидравлическое испытание.
Согласно EN 12953-6 [22]все регулирующие и предохранительные устройства должны контролироваться раз в полгода.
Назначение и характеристики проектируемой котельной7
Обоснование разработки проекта19
2 Обоснование и описание выбранной тепловой схемы и конструкций основного оборудования котельной20
Теплотехнологические расчеты подтверждающие работоспособность и надежность для системы горячего водоснабжения26
КИП и автоматизация35
Технико-экономическое обоснование проекта40
Эксплуатация котельной43
2 Отвод отходящих газов44
4 Требования к качеству воды47
5 Эксплуатация и техническое обслуживание49
Список использованных источников51

Список источников литературы111.doc

Список источников литературы
Внутренние санитарно-технические устройства. Отопление Под ред. И.Г.Староверова и Ю.И.Шиллера.-М.: Стройиздат1990.
Наладка и эксплуатация водяных тепловых сетей: Справочник В.И.Манюк Я.И.Каплинский Э.Б.Хиж и др.-3-е изд. переработанное и дополненное.- М.: Стройиздат 1988.
Справочник по теплоснабжению и вентиляции: в 2 кн. Р.В.Щекин С.М. Козеневский Г.Е. Бем и др.- Киев: Будивельник 1976.
СНиП 2.04.07-86. Тепловые сети Минстрой России.- М.: ГП ЦПП1996
СП 41-101-95.Проектирование тепловых пунктов. Свод правил по проектированию и строительству.- М.: ГУП ЦПП 1997.
СНиП 2.04.01-85. Внутренний водопровод и канализация зданий.- М.: ЦИТП 1996.
СНиП 41-01-2003. Отопление вентиляция и кондиционирование.- М.: ЦИТП2004.
СК-8. Инженерное оборудование зданий и сооружений. Раздел 82. Оборудование и приборы для систем ГВС. Водоподогреватели. – М.: Госстрой России 2001.
Основы инженерного проектирования и САПР теплоэнергетических установокМетод. указ. к курсовому проектированию. Сост. Лункин В. Н. – Саратов: СГТУ 2006.
Product_Showgrosskessel200-hs_m237.Par.76468.File.File.TmpDB_ vitomax_m235.pdf
TRD 601 лист 1 и 2: Эксплуатация парокотельных установок часть I и II (Общие инструкции для эксплуатационниковтехническое обслуживание паровых котлов).

Заключение.doc

Проект паровой котельной промышленно-отопительного назначения разработан с целью обеспечить покрытие конкретных тепловых нагрузок: технологических отопительных а также горячего водоснабжения.
В результате проектирования получены следующие данные о расходах тепла:
- Технология- 4 тч (26 МВт);
- Отопление и вентиляция- 26 тч (171 МВт);
- Горячее водоснабжение- 11 тч (073 МВт).
Таким образом паропроизводительность котельной составила 8тч. Это позволяет покрыть все имеющиеся на данном предприятии тепловые нагрузки.
Для систем отопления и горячего водоснабжения рассчитано и подобрано теплообменное оборудование:
- Отопление и вентиляция - пароводяной пластинчатый теплообменник НН 15(14) ТО-161;
- Горячее водоснабжение - пароводяной двухходовой теплообменник ПП1-9-7-2.

Реферат!.doc

Пояснительная записка содержит 21стр 1таб 3рис.
КОТЕЛ ТЕПЛООБМЕННИК ОТОПЛЕНИЕ ВЕНТИЛЯЦИЯ ОТХОДЫ АВТОМАТИЗАЦИЯ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ ВЫБРОСЫ ЭФФЕКТ
В проекте в частности рассчитаны тепловые нагрузки систем отопления и горячего водоснабжения:
-на отопление отпуск тепла составит 171 МВт;
-на горячее водоснабжение отпуск тепла равен 073 МВт.
Также проектируемая котельная должна отпускать тепловую энергию (пар) на технологические нужды предприятия в количестве 4 тч (26 МВт).
Для систем отопления и горячего водоснабжения рассчитаны и выбраны теплообменные аппараты: пароводяной пластинчатый теплообменник с поверхностью нагрева 56 м2 и пароводяной двухходовой теплообменник с поверхностью нагрева 9 м2 соответственно.

КИП и А Viessmann .cdw

Введение.doc

В энергетическом балансе России немалую часть занимают котельные на органическом топливе – природном газе. В центральной европейской части России и на Урале в зоне крупных промышленных предприятий широкое применение находят паро-водогрейные котельные.
Одно из направлений развития энергетики связано со строительством паро-водогрейных котельных различных предприятий. Эти котельные применяются для покрытия всех видов тепловых нагрузок: технологических (пар горячая вода) и коммунальных (горячая вода на отопление и горячее водоснабжение).
В настоящее время значительное внимание уделяется прогрессивным технологиям сжигания топлива в топках котлов применяются блочные автоматизированные горелки. При создании котлов используются новые материалы применяются энергосберегающие мероприятия улучшаются системы автоматизации. Постоянно совершенствуются тепловые схемы котельных осуществляется переход к двухконтурным системам теплоснабжения (при малой удаленности потребителя тепла от котельной).
Паровая промышленно-отопительная котельная паропроизводитель-ностью 8 тч с паровыми котлами предназначена для покрытия технологической паровой нагрузки водяных систем отопления вентиляции и горячего водоснабжения промышленного предприятия где требуется паровая технологическая нагрузка.