Тепловая схема и расчет отопительно-производственной котельной

теория и расчёт.doc

Примерная тепловая схема котельной 2
Расчёт уравнений теплового баланса 3
Расчёт тепловой схемы котельной 13
Аэродинамический расчёт 14
Аэродинамическое сопротивление котельной установки 17
Расчёт питательной установки 19
Расчёт водоподготовительной установки 21
Описание компоновки котельной 24
Экспликация оборудования 25
Список использованной литературы 26
РАСЧЁТ УРАВНЕНИЙ ТЕПЛОВОГО БАЛАНСА
Общие положения расчета тепловых схем отопительно-производственных
котельных изложены в первой части методических указаний. Там же приведен
пример составления материального и теплового балансов различных элементов
котельной для закрытой системы теплоснабжения. В настоящем разделе
рассматривается тепловая схема отопительно-производственной котельной для
открытой системы теплоснабжения. Основные принципы построения таких схем
В открытых системах теплоснабжения подготовленная в котельной вода не
только служит теплоносителем но и поступает на нужды горячего
водоснабжения. Разбор воды производятся непосредственно из трубопроводов
тепловой сети без промежуточных подогревателей. Тепловая схема котельной
для открытой системы теплоснабжения отличается от таковой для закрытой в
основном производительностью водоподготовки для подпитки тепловых сетей.
Количество подпиточной воды в этом случае определяется потерями в сетях
котельной и расходов воды на нужды горячего водоснабжения.
Так как расходы воды при открытой системе неравномерны по времени то
для выравнивания суточного графика нагрузок на горячее водоснабжение и
уменьшения расчетной производительности оборудования водоподготовки
предусматривают установку баков-аккумуляторов для деаэрированной сетевой
воды. Из них в часы максимума потребления горячая вода подпиточными
насосами подается к сетевым насосам.
Принципиальная тепловая схема отопительно-производственной котельной
представлена (рис. 1 прим.1). Схемой предусматривается отпуск потребителям
тепла в виде насыщенного пара и горячей воды. Поэтому она являемся наиболее
общей схемой из которой путем исключения отдельных элементов связанных с
теплоносителем насыщенным паром может быть получена схема отопительной
Расчет тепловой схемы как и в случае закрытой системы теплоснабжения
выполняется для максимального зимнего режима. При проведении вычислении
используется методика 2 а результаты расчетов приводятся в международной
системе единиц измерения СИ.
С целью определения удельного расхода пара на деаэрацию питательной
воды для открытой системы теплоснабжения используется график на рис. 2.
График построен в зависимости от доли конденсата в суммарном расходе
потоков поступающих в деаэратор (кроме греющего пара) и от отношения
количества умягченной воды поступающей в деаэратор подпиточной воды к
количеству умягченной воды поступающей в деаэратор питательной воды. Для
учета влияния непрерывной продувки вводятся поправка с помощью графика.
Расчёт уравнений материальных и тепловых балансов выполняется методом
последовательных приближений и сводится к следующему алгоритму.
Суммарный отпуск тепла на отопление вентиляцию и горячее водоснабжение
в максимальном зимнем режиме
Расчётный расход сетевой воды
Объём сетевой воды в системе теплоснабжения
Расход подпиточной воды на восполнение утечек в теплосети
Максимальный расход подпиточной воды (для выбора подпиточных насосов)
Средний расчётный расход подпиточной воды
Расход обратной сетевой воды
Температура обратной сетевой воды перед сетевыми насосами
Расход воды на выходе из подпиточного деаэратора принимается равный
среднему расходу подпиточной воды
Расчётная ёмкость баков-аккумуляторов
Расход пара на подогреватели сетевой воды
Расход конденсата после подогревательной сетевой воды принимается
Расход выпара деаэратора подпиточной воды
Расход пара на деаэрацию подпиточной воды
Расход умягчённой воды поступившей в деаэратор подпиточной воды
Расход сырой воды соответствующий величине
Расход пара для подогрева сырой воды в количестве
Температура умягчённой воды за охладителем деаэрированной воды
Температура умягчённой воды за пароводяным подогревателем к деаэратору
Расход пара на пароводяной подогреватель умягчённой воды к деаэратору
Расход пара на установку горячего водоснабжения
Паровая нагрузка на котельную за вычетом расхода пара на деаэрацию
питательной воды подогрев сырой воды умягчённой для питания котлов а
также без учёта внутренних потерь
Расход конденсата после подогревательной сетевой воды и с производства
Расход подпиточной воды поступающий в сепаратор непрерывной продувки
Расход пара на выходе пара из сепаратора непрерывной продувки
Расход продувочной воды на выходе из сепаратора непрерывной продувки
Внутрикотельные потери пара
Расход воды на выходе из деаэратора питательной воды
Расход выпара деаэратора питательной воды
Расход умягчённой воды поступающий в деаэратор питательной воды
Расход сырой воды соответствующий величине [pic]
Расход пара для подогрева сырой воды в количестве [pic]
Расход конденсата после подогрева сырой и умягчённой воды поступающего
в деаэратор питательной воды соответственно расходом пара [pic]
Суммарный расход потоков поступающий в деаэратор питательной воды
Доля конденсата от подогревателей сетевой воды и от производства в
суммарном расходе потоков поступающих в деаэратор питательной воды
Отношение расхода умягчённой воды поступающий в подпиточный деаэратор
к расходу умягчённой воды поступающей в питательный деаэратор
Удельный расход пара на деаэратор питательной воды [pic] определяется по
графику на рис.2 (прил.)
Поправка на величину непрерывной продувки [pic] определяется по графику
В случае если среднемассовая температура конденсата [pic] отклоняется
от значения [pic] на удельный расход пара вводится дополнительная поправка
Расход пара на деаэратор питательной воды
Паровая нагрузка котельной без учёта внутрикотельных потерь
Суммарная паровая нагрузка котельной
Расход продувочной воды поступающей в сепаратор непрерывной продувки
Количество пара на выходе из сепаратора непрерывной продувки
Количество продувочной воды на выходе из сепаратора непрерывной продувки
Расход воды на питание котлов (на входе из деаэратора питательной воды)
Расход умягчённой воды поступающей в деаэратор питательной воды
Расход одной воды соответствующей величине[pic]
Расход конденсата от подогревателей сырой и умягчённой воды
поступающего в деаэратор питательной воды соответственно расходом пара
Доля конденсата после подогревателей сетевой воды и с производства в
Удельный расход пара на деаэрацию питательной воды с учётом поправки на
величину непрерывной продувки
Паровая нагрузка котельной без учёта внутренних потерь
Процент расхода пара на собственные нужды котельной
Расчётная паропроизводительность котлоагрегатов принимаемых к установке в
котельной (округляется до целого)
Процент загрузки работающих котлоагрегатов
Оптимальное значение величины загрузки должно составлять[pic].
Температура сетевой воды на входе в пароводяные подогревателя (19)
умягчённой воды на выходе из охладителя продувочной воды (12) умягченной
воды поступающей в питательный деаэратор (3) из охладителя выпара (4)
рассчитывается на основе соответствующих уравнений теплового баланса по
общепринятой методике 12.
РАСЧЁТ ТЕПЛОВОЙ СХЕМЫ КОТЕЛЬНОЙ
Исходные данные к составлению теплового баланса описаны в [12]. Там же
изложены методика определения оптимального числа котлов и коэффициент их
загрузки. Расчеты паровой нагрузки котельной можно выполнять как на основе
ручного счета [3] так и с использованием вычислительной техники [4].
Для определения расхода топлива необходимо определить отпуск теплоты из
паропровода котельной потери с продувкой и количество теплоты
возвращаемое с питательной водой.
Максимальный отпуск теплоты из паропровода котельной
где [pic]— энтальпия пара на выходе из котла определяют по
термодинамическим таблицам воды и водяного пара кДжкг.
Потери теплоты с продувкой
[pic] - расход продувочной воды кгс.
Количество теплоты возвращаемой с питательной водой
Расчетный расход теплоты
Максимальный расчетный расход топлива котельной.
В качестве топлива используется природный газ с теплотой сгорания [pic]
КПД котельного агрегата по данным проекта №1 [pic]. Тогда
АЭРОДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ
Расчет дутьевой установки
В соответствии со СНиП П-35-76 тягодутьевые установки как правило
должны предусматриваться индивидуальными к каждому котлоагрегату.
Расчетная производительность дутьевого вентилятора
Здесь 105 - коэффициент запаса учитывающий утечку воздуха через
неплотности воздуховодов;
[pic] - теоретическое количество воздуха необходимое для горения
[pic] - температура подаваемого в топку воздуха tв=30. Отношение
Полное давление создаваемое вентилятором расходуется на преодоление
сопротивления воздуховодов hвв и сопротивления горелки hгор или
колосниковой решетки со слоем топлива
Значения сопротивлений принимают в следующих пределах
для газообразного и жидкого топлива в зависимости от типа горелочного
Центробежные дутьевые вентиляторы (главные характеристики даны при
температуре 30°С и частоте вращения 980 обмин)
По производительности и давлению подбирают центробежный дутьевой
Тип вентилятора ВДН - 10
Производительность номинальная Vдв = 15000 м³ч
Полное давление номинальное Ндв = 1400 Па
Частота вращения n = 980 обмин
КПД вентилятора [pic]= 081.
Мощность на валу вентилятора
По полученной мощности и частоте вращения подбирают электродвигатель к
Тип электродвигателя 4А-160S6
Мощность Nдв = 11 кВт
Частота вращения n = 980 обмин.
Расчет тяговой установки
Принимаем к установке кирпичную дымовую трубу высотой Нтр = 45 м.
Расход дымовых газов на выходе из дымовой трубы
где Vг - полный объем газообразных продуктов сгорания Vг= 13279 м3м3.
Диаметр устья дымовой трубы
где Wвых - скорость движения дымовых газов на выходе из дымовой трубы
при искусственной тяге может достигать 20 мс. Учитывая возможность
дальнейшего расширения котельной рекомендуем принимать значение Wвых
Полученный диаметр округляем до ближайшего рекомендуемого СНиП II-35-76
Принимаем диаметр устья дымовой трубы - 12 м.
В соответствии со СНиП II-35-76 в целях предупреждения проникновения
дымовых газов в конструкцию стен кирпичных труб не допускается
положительное статическое давление на стенки газоотводящего ствола. Для
этого нужно выполнять условие R10 где R - определяющий критерий
dв - диаметр устья дымовой трубы м;
hо - динамическое давление газа в выходном отверстии дымовой трубы
где Wвых - скорость газов в выходном отверстии труб мс;
рг - плотность дымовых газов при расчетном режиме
где [pic]= 134 кгм3.
Если R>10 то следует увеличить диаметр дымовой трубы.
АЭРОДИНАМИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ КОТЕЛЬНОЙ
Полное аэродинамическое сопротивление котельной установки складывается
из сопротивлений отдельных ее элементов.
Разряжение в топочном пространстве [pic] принимают в пределах 30 Па.
Аэродинамическое сопротивление котла [pic] при номинальной нагрузке.
Аэродинамическое сопротивление водяного экономайзера ВТИ
Здесь Z2 - число горизонтальных рядов труб экономайзера;
Wэк - средняя скорость движения дымовых газов в экономайзере мс;
рг - плотность дымовых газов при средней температуре в
Аэродинамическое сопротивление боровов принимают из расчета [pic] Па.
Аэродинамическое сопротивление шиберов [pic]Па.
Аэродинамическое сопротивление дымовой трубы
dcp- средний диаметр дымовой трубы м;
Wдт - средняя скорость движения газов в дымовой трубе
ориентировочно может быть принята равной скорости на выходе из трубы мс;
рдт - плотность дымовых газов при температуре tух
Таким образом полное аэродинамическое сопротивление котельной
Проверка дымовой трубы на естественную тягу
Тягу необходимую для преодоления полного аэродинамического
сопротивления котельной установки определяют из выражения
Самотяга принятой дымовой трубы
где Нтр- принятая высота дымовой трубы м;
tв - температура наружного воздуха. Учитывая что наиболее
неблагоприятные условия для естественной тяги имеют место в летний период
принимаем значение tв=30 равным летней расчетной температуре для данной
Рбар - барометрическое давление мм рт. ст.
Scдт S необходима установка дымососов.
Расчетная производительность дымососов прямого давления
Здесь Вк - расчетное количество сжигаемого топлива
Vг - объем продуктов сгорания для [pic] Vг=13279 м3м3.
Расчетное давление дымососа
где 200 - температура газов при характеристических испытаниях дымососа
Рекомендуемые типы дымососов приняты из [57]
По производительности Vд и напору Нд подбираем модель индивидуального
на каждый котел дымососа прямого действия:
Производительность номинальная Vд= 17000 м3ч
Полное номинальное давление Нд= 1700 Па
КПД дымососов [pic]= 082
Электродвигатель к дымососу подбирают аналогично дутьевому вентилятору.
Принимаем к установке электродвигатель согласно данным [5]:
Тип электродвигателя 4А-200 М6
Частота вращения n= 980 обмин
РАСЧЁТ ПИТАТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКИ
Выбор питательных насосов
В соответствии со СНиП II-35-76 для питания котлов с давлением пара
более 017 МПа следует как правило предусматривать насосы с паровым
приводом поршневые бессмазочные или турбонасосы с использованием
отработанного пара; при этом нужно устанавливать резервный насос с
В случае невозможности применения отработанного пара от насосов с
паровым приводом необходимо предусматривать:
-насосы только с электроприводом при наличии двух независимых
источников питания электроэнергией;
-насосы с электрическим и паровым приводом при одном источнике питания
При определении производительности насосов учитываю расходы на питание
всех рабочих паровых котлов непрерывную продувку котлов пароохладители
котлов редукционно-охладительные и охладительные установки. Количество
насосов выбираю с таким расчетом чтобы в случае остановки наибольшего по
производительности насоса оставшиеся обеспечили подачу воды в указанном
Производительность питательного насоса
[pic] - расход воды на редукционно-охладительную установку кгс.
Расчетное давление питательных насосов при установке баков деаэраторов
определяю по формуле
[pic] м вод.ст. (86)
Здесь Рк -давление пара в котле МПа;
Рд - давление в деаэраторе МПа для деаэратора атмосферного типа
Нсет - суммарное сопротивление всасывающей и нагнетательной
магистралей плюс геометрическая разность для расчета принимается Нсет =02
Рекомендуемые типы питательных насосов приведены в [57].
По производительности и давлению подбираем:
-центробежный насос с электроприводом:
Тип питательного насоса ПЭ-65-40
Производительность 65 м3ч
Давление 440 м вод. ст.
Мощность электродвигателя 125 кВт
-насос с паровым приводом:
Тип питательного насоса ПТ-35-30
Производительность 30 м3ч
Давление 530 м вод.ст.
Выбор конденсатных насосов
Производительность конденсатного насоса должна быть выше или равна
часовому возврату конденсата
Давление конденсатного насоса должно преодолеть гидравлические
потери всасывающей и напорной линий сопротивление деаэратора и
геодезическую высоту нагнетания считая от уровня конденсатного насоса до
верха головки деаэратора. Ориентировочно
[pic] м вод.ст. (88)
Рекомендуемые типы конденсатных насосов приведены в [57].
По производительности и давлению подбираю центробежный конденсатный
насос с электроприводом:
Тип конденсатного насоса Кс-12-50
Производительность 12 м3ч
Давление 50 м вод. ст.
Мощность электродвигателя 55 кВт
В котельной должно быть установлено два конденсатных насоса с
одинаковой характеристикой один насос - резервный.
Деаэратор подбирают по производительности которая должна быть больше
или равна часовому расходу питательной воды
Рекомендуемые типы деаэраторов приведены в [357].
К установке принимаем
Тип деаэратора ДА-25
Производительность колонки 25 м³ч
Полезная емкость бака-аккумулятора 8 м³
РАСЧЁТ ВОДОПОДГОТОВИТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКИ
Исходной водой для производственно-отопительной котельной является вода
горводопровода. В соответствии с ГОСТ 20995-75 жесткость питательной воды
для экранированных котлов с давлением 14 МПа не должна превышать 20 мкг-
эквл при работе котлов на твердом топливе и 15 мкг-эквл для котлов
работающих на жидком и газообразном топливе. Поэтому в проекте
предусматривается водоподготовительная установка по схеме двухступенчатого
Na - катионирования.
Установка работает круглосуточно.
В качестве катионита используют сульфоуголь с емкостью Е=300 г-эквм3.
Производительность водоподготовительной установки определяют часовым
расходом добавочной воды:
где 12 - коэффициент учитывающий расход воды на собственные нужды
водоподготовительной установки;
[pic] и [pic]- соответственно расход пара производственных
потребителей и максимальный (суммарный) отпуск пара из паропровода
n - процент продувки.
Расчет Na-катионнтовой установки первой ступени
Расчетный объем катионита в одновременно работающих фильтрах:
где Жо - жесткость исходной воды принимают по характеристикам
соответствующих данной местности источников водоснабжения мг-эквл;
q - расход воды на отмывку 1 м3 сульфоугля для первой ступени
берут равным 4 м3м3;
[pic] - межрегенерационный период работы фильтра принимают из
условия проведения регенерации каждого фильтра не чаще одного раза в смену
Расчетное сечение одновременно работающих фильтров исходя из
допустимой скорости фильтрации W1=10 мч
Рекомендуемые типы фильтров приведены в [57].
По каталогу выбирают фильтры с учетом следующих требований:
m-число фильтров первой ступени по техническим соображениям должно быть
не менее двух из которых один находится на регенерации.
Тогда число одновременно работающих фильтров равно m-1;
Fp - суммарное сечение одновременно работающих фильтров должно быть
больше или равно расчетному.
Предварительно принимаем фильтры:
Число одновременно работающих фильтров m-1 = 1 шт
Сечение каждого фильтра Fф = 0384 м²
Высота загрузки катионита hф = 20 м
Тогда фактический объем катионита в одновременно работающих фильтрах
Эта величина должна быть больше или равна расчетному объему катионита
Wp то есть Wф [pic] Wp. Если это условие не соблюдается нужно принимать
фильтры большего диаметра.
Окончательно принимаем к установке фильтры:
Общее число фильтров ступени m= 2 шт
Сечение фильтра Fф= 038 м2
Диаметр фильтра dф= 07 м
Высота загрузки катионита hф= 2 м
Фактический межрегенерационный период
Расход поваренной соли на регенерацию
где ас = 120 гг-экв - удельный расход для 1 ступени.
Расчет Na-катионитовых фильтров второй ступени
Для второй ступени как правило устанавливаются два фильтра из
которых один резервный смонтированный таким образом что он может работать
как во второй так и в первой ступени водоумягчительной установки.
По каталогу выбирают фильтры второй ступени с таким расчетом чтобы
скорость фильтрации W2 находилась в пределах 30 мч то есть
Расход соли на регенерацию фильтра второй ступени рассчитывают
аналогично первой ступени при этом расход соли принимают ас2 = 240 гг-
Принимаем к установке ближайший стандартный фильтр:
Общее число фильтров второй ступени m2 = 2 шт
Высота загрузки катионита h2 =
Описание компоновки котельной
В работе принята закрытая компоновка котельной с тремя паровыми котлами
типа ДЕ-10-14ГМ для открытой системы теплоснабжения. Здание котельной
павильонного типа из сборных железобетонных конструкций с размерами в плане
х18 метров и высотой затяжки ферм 6 метров. Дымовая труба - кирпичная
высотой 45 метров и диаметром на выходе 12 метра. Газоходы от котлов
надземные. Деаэраторы питательной воды находятся вне здания котельной на
отметке 4.600. Котлы и основная часть вспомогательного оборудования
находятся в котельном зале. Котлы установлены с шагом 6 метров.
Расстояние от конца котла до центра экономайзера 3.160 мм.
Дутьевые вентиляторы расположены за котлом на уровне пола котельного
зала воздухозаборы находятся как на крыше котельной так и на уровне
затяжки ферм крыши котельного зала.
Дымососы установлены на газоходах за котлом после водяных экономайзеров
на уровне пола котельного зала.
В котельной предусмотрено 2 выходов из них в котельном зале - 2.
ЭКСПЛИКАЦИЯ ОБОРУДОВАНИЯ КОТЕЛЬНОЙ
Поз. Обозначение Наименование Кол-вПримечания
К1 Котёл паровой ДЕ – 10 – 14 ГМ 3
К2 Экономайзер водяной ЭП I – 236 3
К3 Вентилятор дутьевой ВДН – 10 3
К4 Дымосос ДН – 112 3
К5 Деаэратор питательной воды ДА – 25 1
К6 Деаэратор подпиточной воды ДА – 25 1
К7 Насос с электрическим приводомПЭ – 65 – 40 1
К8 Насос с паровым приводом ПТ – 35 – 30 1
К9 Фильтр Na-катионитовый I ФИПа I – 07 – 06 Na 2
К10 Фильтр Na-катионитовый II ФИПа II – 10 – 06 Na 2
К12 Насос конденсатный КС – 12 – 50 2
К11 Труба дымовая 1
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Иванов В.В. Дунин И.Л. Расчет тепловых схем отопительно производственных
котельных. Часть 1. Закрытая система теплоснабжения. -Ростов нД: Рост.
инж.-строит. ин-т 1987.
Дунин И.Л. Попов А.С. Тужиков А.И. Расчет тепловых схема отопительно-
производственных котельных. Часть 2. Открытая система теплоснабжения. -
Ростов нД: Рост. инж.-строит. ин-т 1987.
Бузников Е.Ф. Роддатис К.Ф. Берзиньш Э.Я. Производственные и отопительные
котельные. - М.: Энергоатомиздат 1984.
Дунин И.Л. Попов А.С. Методические указания по расчету тепловых схем
котельных на ПЭВМ. - Ростов нД: Рост. гос. акад. стр-ва 1994.
Роддатис К.Ф. Полтарецкий А.Н. Справочник по котельным установкам малой
производительности. -М.: Энергоатомиздат 1989.
Строительные нормы и правила СНиП П-35-76. Котельные установки. Нормы
проектирования. - М.: Стройиздат 1977.
Роддатис К.Ф. Соколовский Я.Б. Справочник по котельным установкам малой
производительности — М.: Энергия 1978.

теория и расчёт499.doc

Примерная тепловая схема котельной 2
Расчёт уравнений теплового баланса 3
Расчёт тепловой схемы котельной 13
Аэродинамический расчёт 14
Аэродинамическое сопротивление котельной установки 17
Расчёт питательной установки 19
Расчёт водоподготовительной установки 21
Описание компоновки котельной 24
Экспликация оборудования 25
Список использованной литературы 26
РАСЧЁТ УРАВНЕНИЙ ТЕПЛОВОГО БАЛАНСА
Общие положения расчета тепловых схем отопительно-производственных
котельных изложены в первой части методических указаний. Там же приведен
пример составления материального и теплового балансов различных элементов
котельной для закрытой системы теплоснабжения. В настоящем разделе
рассматривается тепловая схема отопительно-производственной котельной для
открытой системы теплоснабжения. Основные принципы построения таких схем
В открытых системах теплоснабжения подготовленная в котельной вода не
только служит теплоносителем но и поступает на нужды горячего
водоснабжения. Разбор воды производятся непосредственно из трубопроводов
тепловой сети без промежуточных подогревателей. Тепловая схема котельной
для открытой системы теплоснабжения отличается от таковой для закрытой в
основном производительностью водоподготовки для подпитки тепловых сетей.
Количество подпиточной воды в этом случае определяется потерями в сетях
котельной и расходов воды на нужды горячего водоснабжения.
Так как расходы воды при открытой системе неравномерны по времени то
для выравнивания суточного графика нагрузок на горячее водоснабжение и
уменьшения расчетной производительности оборудования водоподготовки
предусматривают установку баков-аккумуляторов для деаэрированной сетевой
воды. Из них в часы максимума потребления горячая вода подпиточными
насосами подается к сетевым насосам.
Принципиальная тепловая схема отопительно-производственной котельной
представлена (рис. 1 прим.1). Схемой предусматривается отпуск потребителям
тепла в виде насыщенного пара и горячей воды. Поэтому она являемся наиболее
общей схемой из которой путем исключения отдельных элементов связанных с
теплоносителем насыщенным паром может быть получена схема отопительной
Расчет тепловой схемы как и в случае закрытой системы теплоснабжения
выполняется для максимального зимнего режима. При проведении вычислении
используется методика 2 а результаты расчетов приводятся в международной
системе единиц измерения СИ.
С целью определения удельного расхода пара на деаэрацию питательной
воды для открытой системы теплоснабжения используется график на рис. 2.
График построен в зависимости от доли конденсата в суммарном расходе
потоков поступающих в деаэратор (кроме греющего пара) и от отношения
количества умягченной воды поступающей в деаэратор подпиточной воды к
количеству умягченной воды поступающей в деаэратор питательной воды. Для
учета влияния непрерывной продувки вводятся поправка с помощью графика.
Расчёт уравнений материальных и тепловых балансов выполняется методом
последовательных приближений и сводится к следующему алгоритму.
Суммарный отпуск тепла на отопление вентиляцию и горячее водоснабжение
в максимальном зимнем режиме
Расчётный расход сетевой воды
Объём сетевой воды в системе теплоснабжения
Расход подпиточной воды на восполнение утечек в теплосети
Максимальный расход подпиточной воды (для выбора подпиточных насосов)
Средний расчётный расход подпиточной воды
Расход обратной сетевой воды
Температура обратной сетевой воды перед сетевыми насосами
Расход воды на выходе из подпиточного деаэратора принимается равный
среднему расходу подпиточной воды
Расчётная ёмкость баков-аккумуляторов
Расход пара на подогреватели сетевой воды
Расход конденсата после подогревательной сетевой воды принимается
Расход выпара деаэратора подпиточной воды
Расход пара на деаэрацию подпиточной воды
Расход умягчённой воды поступившей в деаэратор подпиточной воды
Расход сырой воды соответствующий величине
Расход пара для подогрева сырой воды в количестве
Температура умягчённой воды за охладителем деаэрированной воды
Температура умягчённой воды за пароводяным подогревателем к деаэратору
Расход пара на пароводяной подогреватель умягчённой воды к деаэратору
Расход пара на установку горячего водоснабжения
Паровая нагрузка на котельную за вычетом расхода пара на деаэрацию
питательной воды подогрев сырой воды умягчённой для питания котлов а
также без учёта внутренних потерь
Расход конденсата после подогревательной сетевой воды и с производства
Расход подпиточной воды поступающий в сепаратор непрерывной продувки
Расход пара на выходе пара из сепаратора непрерывной продувки
Расход продувочной воды на выходе из сепаратора непрерывной продувки
Внутрикотельные потери пара
Расход воды на выходе из деаэратора питательной воды
Расход выпара деаэратора питательной воды
Расход умягчённой воды поступающий в деаэратор питательной воды
Расход сырой воды соответствующий величине [pic]
Расход пара для подогрева сырой воды в количестве [pic]
Расход конденсата после подогрева сырой и умягчённой воды поступающего
в деаэратор питательной воды соответственно расходом пара [pic]
Суммарный расход потоков поступающий в деаэратор питательной воды
Доля конденсата от подогревателей сетевой воды и от производства в
суммарном расходе потоков поступающих в деаэратор питательной воды
Отношение расхода умягчённой воды поступающий в подпиточный деаэратор
к расходу умягчённой воды поступающей в питательный деаэратор
Удельный расход пара на деаэратор питательной воды [pic] определяется по
графику на рис.2 (прил.)
Поправка на величину непрерывной продувки [pic] определяется по графику
В случае если среднемассовая температура конденсата [pic] отклоняется
от значения [pic] на удельный расход пара вводится дополнительная поправка
Расход пара на деаэратор питательной воды
Паровая нагрузка котельной без учёта внутрикотельных потерь
Суммарная паровая нагрузка котельной
Расход продувочной воды поступающей в сепаратор непрерывной продувки
Количество пара на выходе из сепаратора непрерывной продувки
Количество продувочной воды на выходе из сепаратора непрерывной продувки
Расход воды на питание котлов (на входе из деаэратора питательной воды)
Расход умягчённой воды поступающей в деаэратор питательной воды
Расход одной воды соответствующей величине[pic]
Расход конденсата от подогревателей сырой и умягчённой воды
поступающего в деаэратор питательной воды соответственно расходом пара
Доля конденсата после подогревателей сетевой воды и с производства в
Удельный расход пара на деаэрацию питательной воды с учётом поправки на
величину непрерывной продувки
Паровая нагрузка котельной без учёта внутренних потерь
Процент расхода пара на собственные нужды котельной
Расчётная паропроизводительность котлоагрегатов принимаемых к установке в
котельной (округляется до целого)
Процент загрузки работающих котлоагрегатов
Оптимальное значение величины загрузки должно составлять[pic].
Температура сетевой воды на входе в пароводяные подогревателя (19)
умягчённой воды на выходе из охладителя продувочной воды (12) умягченной
воды поступающей в питательный деаэратор (3) из охладителя выпара (4)
рассчитывается на основе соответствующих уравнений теплового баланса по
общепринятой методике 12.
РАСЧЁТ ТЕПЛОВОЙ СХЕМЫ КОТЕЛЬНОЙ
Исходные данные к составлению теплового баланса описаны в [12]. Там же
изложены методика определения оптимального числа котлов и коэффициент их
загрузки. Расчеты паровой нагрузки котельной можно выполнять как на основе
ручного счета [3] так и с использованием вычислительной техники [4].
Для определения расхода топлива необходимо определить отпуск теплоты из
паропровода котельной потери с продувкой и количество теплоты
возвращаемое с питательной водой.
Максимальный отпуск теплоты из паропровода котельной
где [pic]— энтальпия пара на выходе из котла определяют по
термодинамическим таблицам воды и водяного пара кДжкг.
Потери теплоты с продувкой
[pic] - расход продувочной воды кгс.
Количество теплоты возвращаемой с питательной водой
Расчетный расход теплоты
Максимальный расчетный расход топлива котельной.
В качестве топлива используется природный газ с теплотой сгорания [pic]
КПД котельного агрегата по данным проекта №1 [pic]. Тогда
АЭРОДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ
Расчет дутьевой установки
В соответствии со СНиП П-35-76 тягодутьевые установки как правило
должны предусматриваться индивидуальными к каждому котлоагрегату.
Расчетная производительность дутьевого вентилятора
Здесь 105 - коэффициент запаса учитывающий утечку воздуха через
неплотности воздуховодов;
[pic] - теоретическое количество воздуха необходимое для горения
[pic] - температура подаваемого в топку воздуха tв=30. Отношение
Полное давление создаваемое вентилятором расходуется на преодоление
сопротивления воздуховодов hвв и сопротивления горелки hгор или
колосниковой решетки со слоем топлива
Значения сопротивлений принимают в следующих пределах
для газообразного и жидкого топлива в зависимости от типа горелочного
Центробежные дутьевые вентиляторы (главные характеристики даны при
температуре 30°С и частоте вращения 980 обмин)
По производительности и давлению подбирают центробежный дутьевой
Тип вентилятора ВДН - 10
Производительность номинальная Vдв = 5000 м³ч
Полное давление номинальное Ндв = 1900 Па
Частота вращения n = 980 обмин
КПД вентилятора [pic]= 071.
Мощность на валу вентилятора
По полученной мощности и частоте вращения подбирают электродвигатель к
Тип электродвигателя
Частота вращения n = 980 обмин.
Расчет тяговой установки
Принимаем к установке кирпичную дымовую трубу высотой Нтр = 30 м.
Расход дымовых газов на выходе из дымовой трубы
где Vг - полный объем газообразных продуктов сгорания Vг= 13381 м3м3.
Диаметр устья дымовой трубы
где Wвых - скорость движения дымовых газов на выходе из дымовой трубы
при искусственной тяге может достигать 20 мс. Учитывая возможность
дальнейшего расширения котельной рекомендуем принимать значение Wвых
Полученный диаметр округляем до ближайшего рекомендуемого СНиП II-35-76
Принимаем диаметр устья дымовой трубы - 12 м.
В соответствии со СНиП II-35-76 в целях предупреждения проникновения
дымовых газов в конструкцию стен кирпичных труб не допускается
положительное статическое давление на стенки газоотводящего ствола. Для
этого нужно выполнять условие R10 где R - определяющий критерий
dв - диаметр устья дымовой трубы м;
hо - динамическое давление газа в выходном отверстии дымовой трубы
где Wвых - скорость газов в выходном отверстии труб мс;
рг - плотность дымовых газов при расчетном режиме
где [pic]= 134 кгм3.
Если R>10 то следует увеличить диаметр дымовой трубы.
АЭРОДИНАМИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ КОТЕЛЬНОЙ
Полное аэродинамическое сопротивление котельной установки складывается
из сопротивлений отдельных ее элементов.
Разряжение в топочном пространстве [pic] принимают в пределах 30 Па.
Аэродинамическое сопротивление котла [pic] при номинальной нагрузке.
Аэродинамическое сопротивление водяного экономайзера ВТИ
Аэродинамическое сопротивление боровов принимают из расчета [pic] Па.
Аэродинамическое сопротивление шиберов [pic]Па.
Аэродинамическое сопротивление дымовой трубы
dcp- средний диаметр дымовой трубы м;
Wдт - средняя скорость движения газов в дымовой трубе
ориентировочно может быть принята равной скорости на выходе из трубы мс;
рдт - плотность дымовых газов при температуре tух
Таким образом полное аэродинамическое сопротивление котельной
Проверка дымовой трубы на естественную тягу
Тягу необходимую для преодоления полного аэродинамического
сопротивления котельной установки определяют из выражения
Самотяга принятой дымовой трубы
где Нтр- принятая высота дымовой трубы м;
tв - температура наружного воздуха. Учитывая что наиболее
неблагоприятные условия для естественной тяги имеют место в летний период
принимаем значение tв=30 равным летней расчетной температуре для данной
Рбар - барометрическое давление мм рт. ст.
Scдт S необходима установка дымососов.
Расчетная производительность дымососов прямого давления
Здесь Вк - расчетное количество сжигаемого топлива
Vг - объем продуктов сгорания для [pic] Vг=13381 м3м3.
Расчетное давление дымососа
где 200 - температура газов при характеристических испытаниях дымососа
Рекомендуемые типы дымососов приняты из [57]
По производительности Vд и напору Нд подбираем модель индивидуального
на каждый котел дымососа прямого действия:
Производительность номинальная Vд= м3ч
Полное номинальное давление Нд= Па
Частота вращения n = обмин
КПД дымососов [pic]=
Электродвигатель к дымососу подбирают аналогично дутьевому вентилятору.
Принимаем к установке электродвигатель согласно данным [5]:
Частота вращения n= обмин
РАСЧЁТ ПИТАТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКИ
Выбор питательных насосов
В соответствии со СНиП II-35-76 для питания котлов с давлением пара
более 017 МПа следует как правило предусматривать насосы с паровым
приводом поршневые бессмазочные или турбонасосы с использованием
отработанного пара; при этом нужно устанавливать резервный насос с
В случае невозможности применения отработанного пара от насосов с
паровым приводом необходимо предусматривать:
-насосы только с электроприводом при наличии двух независимых
источников питания электроэнергией;
-насосы с электрическим и паровым приводом при одном источнике питания
При определении производительности насосов учитываю расходы на питание
всех рабочих паровых котлов непрерывную продувку котлов пароохладители
котлов редукционно-охладительные и охладительные установки. Количество
насосов выбираю с таким расчетом чтобы в случае остановки наибольшего по
производительности насоса оставшиеся обеспечили подачу воды в указанном
Производительность питательного насоса
[pic] - расход воды на редукционно-охладительную установку кгс.
Расчетное давление питательных насосов при установке баков деаэраторов
определяю по формуле
[pic] м вод.ст. (86)
Здесь Рк -давление пара в котле МПа;
Рд - давление в деаэраторе МПа для деаэратора атмосферного типа
Нсет - суммарное сопротивление всасывающей и нагнетательной
магистралей плюс геометрическая разность для расчета принимается Нсет =02
Рекомендуемые типы питательных насосов приведены в [57].
По производительности и давлению подбираем:
-центробежный насос с электроприводом:
Тип питательного насоса ПЭ – 65-40
Производительность 65 м3ч
Давление 440 м вод. ст.
Мощность электродвигателя 125 кВт
-насос с паровым приводом:
Тип питательного насоса ПНП – 6020
Производительность 20 - 63 м3ч
Давление 200 м вод.ст.
Выбор конденсатных насосов
Производительность конденсатного насоса должна быть выше или равна
часовому возврату конденсата
Давление конденсатного насоса должно преодолеть гидравлические
потери всасывающей и напорной линий сопротивление деаэратора и
геодезическую высоту нагнетания считая от уровня конденсатного насоса до
верха головки деаэратора. Ориентировочно
[pic] м вод.ст. (88)
Рекомендуемые типы конденсатных насосов приведены в [57].
По производительности и давлению подбираю центробежный конденсатный
насос с электроприводом:
Тип конденсатного насоса Кс-12-110
Производительность 12 м3ч
Давление 110 м вод. ст.
Мощность электродвигателя 11 кВт 4А132М2
В котельной должно быть установлено два конденсатных насоса с
одинаковой характеристикой один насос - резервный.
Деаэратор подбирают по производительности которая должна быть больше
или равна часовому расходу питательной воды
Рекомендуемые типы деаэраторов приведены в [357].
К установке принимаем
Тип деаэратора ДА-15
Производительность колонки 15 м³ч
Полезная емкость бака-аккумулятора 4 м³
РАСЧЁТ ВОДОПОДГОТОВИТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКИ
Исходной водой для производственно-отопительной котельной является вода
горводопровода. В соответствии с ГОСТ 20995-75 жесткость питательной воды
для экранированных котлов с давлением 14 МПа не должна превышать 20 мкг-
эквл при работе котлов на твердом топливе и 15 мкг-эквл для котлов
работающих на жидком и газообразном топливе. Поэтому в проекте
предусматривается водоподготовительная установка по схеме двухступенчатого
Na - катионирования.
Установка работает круглосуточно.
В качестве катионита используют сульфоуголь с емкостью Е=300 г-эквм3.
Производительность водоподготовительной установки определяют часовым
расходом добавочной воды:
где 12 - коэффициент учитывающий расход воды на собственные нужды
водоподготовительной установки;
[pic] и [pic]- соответственно расход пара производственных
потребителей и максимальный (суммарный) отпуск пара из паропровода
n - процент продувки.
Расчет Na-катионнтовой установки первой ступени
Расчетный объем катионита в одновременно работающих фильтрах:
где Жо - жесткость исходной воды принимают по характеристикам
соответствующих данной местности источников водоснабжения мг-эквл;
q - расход воды на отмывку 1 м3 сульфоугля для первой ступени
берут равным 4 м3м3;
[pic] - межрегенерационный период работы фильтра принимают из
условия проведения регенерации каждого фильтра не чаще одного раза в смену
Расчетное сечение одновременно работающих фильтров исходя из
допустимой скорости фильтрации W1=10 мч
Рекомендуемые типы фильтров приведены в [57].
По каталогу выбирают фильтры с учетом следующих требований:
m-число фильтров первой ступени по техническим соображениям должно быть
не менее двух из которых один находится на регенерации.
Тогда число одновременно работающих фильтров равно m-1;
Fp - суммарное сечение одновременно работающих фильтров должно быть
больше или равно расчетному.
Предварительно принимаем фильтры:
Число одновременно работающих фильтров m-1 = 2 шт
Сечение каждого фильтра Fф = 038 м²
Высота загрузки катионита hф = 20 м
Тогда фактический объем катионита в одновременно работающих фильтрах
Эта величина должна быть больше или равна расчетному объему катионита
Wp то есть Wф [pic] Wp. Если это условие не соблюдается нужно принимать
фильтры большего диаметра.
Окончательно принимаем к установке фильтры ФИП I-07-06-Na
Общее число фильтров ступени m= 3 шт
Сечение фильтра Fф= 038 м2
Диаметр фильтра dф= 07 м
Высота загрузки катионита hф= 2 м
Фактический межрегенерационный период
Расход поваренной соли на регенерацию
где ас = 120 гг-экв - удельный расход для 1 ступени.
Расчет Na-катионитовых фильтров второй ступени
Для второй ступени как правило устанавливаются два фильтра из
которых один резервный смонтированный таким образом что он может работать
как во второй так и в первой ступени водоумягчительной установки.
По каталогу выбирают фильтры второй ступени с таким расчетом чтобы
скорость фильтрации W2 находилась в пределах 30 мч то есть
Расход соли на регенерацию фильтра второй ступени рассчитывают
аналогично первой ступени при этом расход соли принимают ас2 = 240 гг-
Принимаем к установке ближайший стандартный фильтр:
Общее число фильтров второй ступени m2 = 2 шт
Высота загрузки катионита h2 =
Описание компоновки котельной
В работе принята компоновка котельной с тремя
паровыми котлами типа ДЕ-4-14ГМ для открытой системы теплоснабжения. Здание
котельной павильонного типа из облегченных материалов с размерами в плане
__х__ метров и высотой затяжки ферм 6 метров. Дымовая труба - кирпичная
высотой 30 метров и диаметром на выходе 12 метра. Газоходы от котлов
надземные. Деаэраторы питательной воды находятся вне здания котельной на
находятся в котельном зале. Котлы установлены с шагом 6 метров.
Дутьевые вентиляторы расположены за котлом на уровне пола котельного
зала воздухозаборы находятся как на крыше котельной так и на уровне
затяжки ферм крыши котельного зала.
Дымососы установлены на газоходах за котлом после водяных экономайзеров
на уровне пола котельного зала.
В котельной предусмотрено 2 выходов из них в котельном зале - 2.
ЭКСПЛИКАЦИЯ ОБОРУДОВАНИЯ КОТЕЛЬНОЙ
Поз. Обозначение Наименование Кол-вПримечания
К1 Котёл паровой ДЕ – 4 – 14 ГМ 4
К2 Экономайзер водяной ЭП I – 236
К3 Вентилятор дутьевой ВДН – 10
К5 Деаэратор питательной воды ДА – 15 1
К6 Деаэратор подпиточной воды ДА – 15 1
К7 Насос с электрическим приводомПЭ – 65 – 40 1
К8 Насос с паровым приводом ПНП – 6020 1
К9 Фильтр Na-катионтовый I ФИПа I – 07 – 06 Na 3
К10 Фильтр Na-катионтовый II ФИПа II – 2
К12 Насос конденсатный КС – 12 – 110 2
К11 Труба дымовая 1
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Иванов В.В. Дунин И.Л. Расчет тепловых схем отопительно производственных
котельных. Часть 1. Закрытая система теплоснабжения. -Ростов нД: Рост.
инж.-строит. ин-т 1987.
Дунин И.Л. Попов А.С. Тужиков А.И. Расчет тепловых схема отопительно-
производственных котельных. Часть 2. Открытая система теплоснабжения. -
Ростов нД: Рост. инж.-строит. ин-т 1987.
Бузников Е.Ф. Роддатис К.Ф. Берзиньш Э.Я. Производственные и отопительные
котельные. - М.: Энергоатомиздат 1984.
Дунин И.Л. Попов А.С. Методические указания по расчету тепловых схем
котельных на ПЭВМ. - Ростов нД: Рост. гос. акад. стр-ва 1994.
Роддатис К.Ф. Полтарецкий А.Н. Справочник по котельным установкам малой
производительности. -М.: Энергоатомиздат 1989.
Строительные нормы и правила СНиП П-35-76. Котельные установки. Нормы
проектирования. - М.: Стройиздат 1977.
Роддатис К.Ф. Соколовский Я.Б. Справочник по котельным установкам малой
производительности — М.: Энергия 1978.

Принципиальная тепловая схема котельной (1).dwg

Принципиальная тепловая схема котельной
– блок котельных агрегатов; 2 – сепаратор непрерывной продувки; 3 – деаэратор питательной воды; 4 – охладитель выпара; 5 – редукци-
онная установка; 6 – главный паровой коллектор; 7 – питательный насос; 8 – вторая ступень системы химводоочистки; 9 – первая ступень
системы химводоочистки;10 – пароводяной подогреватель сырой воды; 11 – водоводяной подогреватель сырой воды; 12 – охладитель про-
дувочной воды; 13 – насос сырой воды; 14 – охладитель деаэрированной воды; 15 – пароводяной подогреватель химочищенной воды;
– охладитель выпара; 17 – деаэратор подпиточной воды; 18 – водяной подогреватель сетевой воды;19 – пароводяной подогреватель
сетевой воды; 20 – сетевой насос; 21 – подпиточный насос; 22 – бак-аккумулятор системы горячего водоснабжения; 23 – перекачивающий
насос; 24 – конденсатоотводчик.

10.doc

Описание паровых котлов.
Паровой котёл – устройство имеющее топку обогреваемая продуктами
сгорания сжигаемого в ней топлива и предназначенное для выработки пара с
давлением выше атмосферного для использования его в не этого устройства.
Для стационарных паровых котлов низкого (14 – 24 МПа) и среднего (3-
МПа) предусматривается обозначение котлов по ГОСТ 36.19-82 «Котлы паровые
На средние параметры пара выпускают в основном котлы П – образной
На низкие параметры выпускают вертикальные водотрубные котлы имеющие
по мимо топочных экранов развитый конвективный пучок. В настоящее время
Бийский котельный завод выпускает серию паровых котлов для твердого
топлива типа КЕ для сжигания газа и мазута типа ДЕ.
Газомазутные паровые котлы типа ДЕ предназначены для выработки
насыщенного или перегретого до температуры 225°С пара выпускаются на
номинальную паропроизводительность 4;65;10;16 и 25 тон в час при давлении
и 24МПа (14кгСсм2 и 24кгС см2)
Маркировка котлов согласно ГОС 3619-82 Е-10-14 ГМ
Е- паровой котел с естественной циркуляцией.
- паропроизводительность тон в час
-давление пара у главной паровой задвижки.
Заводская маркировка включает первую букву Д.
В данном курсовом проекте пар - насыщенный котел паровой вертикально-
водотрубный газо-мазутный с производительностью 10 тч
Конструктивные особенности.
Размещение топочной камеры с боку конвективного пучка который
образуется вертикальными трубами развальцованными в верхнем и нижнем
барабанов и отделена от него газоплотной перегородкой из труб диаметром
Длина цилиндрической части барабанов в котлах ДЕ одинакова.
Диаметр верхнего и нижнего барабанов так же одинаков и составляет
00мм. Расстояние между барабанами 2750мм. Для экранов и конвективного
пучка приняты трубы диаметром 51х25мм.
Котлы 4;65 и 10 тон в час имеют в конвективных пучках продольные
перегородки что обеспечивает разворот газов в пучке и выход газов через
заднюю стенку котла.
Котлы производительностью 16 и 25 тон в час таких перегородок не
Котлы 4;65 и 10 тон в час - не имеют ступенчатого испарения.
Котлы производительностью 16 и 25 тон в час – имеют двух ступенчатую
схему испарения внутри барабана с солевым отсеком . Тепловой расчет котла
может быть конструктивным или поверочным. При поверочном тепловом расчете
по принятой конструкции определяют температуры теплоносителя и дымовых
газов а также КПД и расход топлива.
Последовательность поверочного расчета:
Изучение конструкции и устройства котла.
Определение объемов и энтальпии воздуха и продуктов сгорания.
Составление теплового баланса котла.
Расчет остальных поверхностей нагрева.
Состав топлива и теплота сгорания
Газообразное топливо – это смесь горючих и негорючих газов и некоторых
примесей (водяных паров смол пыли). Расчетные характеристики
газообразного топлива газопроводов: Оренбург - Совхозное.
Состав сухого газа в % по объему:
Низшая теплота сгорания сухого газа– Q[pic] = 3802 МДжм³
Плотность при нормальных условиях - ρ = 0883 кгм³
Теоретический объём воздуха – Vно = 1005 м³м³
Теоретический объём азота – Vно N2 = 794 м³м³
Объём сухих 3[pic]атомных газов Vн RO2 = 108 м³м³
Теоретический объём водяных паров VноН2О = 228 м³м³
Объем продуктов сгорания Voг = 1125 м³м³
Топливо объёмы и энтальпии воздуха и продуктов сгорания.
Состав топлива и теплота сгорания.
Газообразное топливо – смесь горючих и негорючих газов в котором
содержит некоторое количество примесей( водяные пары смолы пыль).
Количество газообразного топлива выражается в м³ при нормальных
условиях (р=1013 кПА t= 0 °С). Состав газа даётся в процентах объёма. Все
расчёты относят к 1м³ сухого газа при нормальных условиях. Содержание
примесей даётся в гм³.
Природный газ состоит из смеси углеводородов метанового ряда основой
которого является метан CH4=75-98%
Состав газообразного топлива характеризуется формулой:
CH4 + CmHn + CO + H2 + H2S + CO2 + O2 + N2 = 100%
Горением – называется быстрый процесс окисления горючих веществ с
выделением большого количества тепловой энергии. Основа процесса
горения–это химическая реакция между горючим веществом и окислителем.
Горючее вещество – органическое топливо.
Окислителем может быть чистый кислород или воздух 21% -O2 и 79%- N2
Образовавшиеся в результате горения новые вещества называются- продуктами
сгорания или дымовыми газами.
Характеристика любого топлива является его теплота сгорания т. е.
количество теплота которое выделяется при сжигании единицы объема топлива .
теплота сгорания сухого газа выражается [pic] [pic].И обозначается Qid
Qsd НИЗШАЯ И ВЫСШАЯ ТЕПЛОТА СГОРАНИЯнизшая и высшая теплота сгорания.
Количество теплоты выделившейся при полном сгорании единицы массы или
единицы объема топлива за вычетом теплоты затраченной на парообразование
воды образующейся при горении топлива называют- Низшей теплотой сгорания-
Если образующаяся в результате полного сгорания топлива водяные пары
конденсируются то выделившееся количество теплоты называют -Высшей
теплотой сгорания – Qsd
Объёмы воздуха и продуктов сгорания.
При проектировании котельных установок печей ДВС газотурбинных
установок производят технические расчеты горения они включают четыре
Определение теоретического количества воздуха необходимого для
Определение действительного количества воздуха необходимого для
Определение состава продуктов сгорания.
Определение энтальпии продуктов сгорания
Все расчёты объемов воздуха и продуктов сгорания ведутся в метрах на 1м³
сухого газообразного топлива при нормальных условиях .
При сжигании газообразного топлива теоретическое необходимого
количество воздуха находят из стехиометрических уравнений топлива.
CO + 05O2 ( CO2 ( 1м³CO + 05м³O2 = 1м³CO2
H2 + 05O2 ( H2O ( 1м³H2 + 05м³O2 = 1м³H2O
H2S + 15O2( H2O + SO2 ( 1м³H2S + 15м³O2 = 1м³H2O + 1м³SO2
СmHn + (m + n4)O2 = mCO2 + n2H2O ( 1м³CmHn + (m + n4)м³O2 = =
Теоретическое кол-во кислорода Он2
Он2 =001[05CO + 05H2 + 15H2S + (m + n4)CmHn – O2] [pic]
из % переводим в доли единице тогда получаем
тогда количество воздуха (разделив на 021) составит
V[pic] = 00476[05CO + 05H2 + 15H2S + (m + n4)CmHn – O2]
Количество воздуха при сгорании различных топлив
- каменный уголь V[pic] = 3-7 м³кг
- газ V[pic] = 9-17 м³м³
- нефти V[pic] = 105 м³кг
Действительное количество воздуха которое подаётся в котел как
правило больше теоретического т.к. обеспечить идеальное смешение воздуха
не удаётся часть воздуха проходит транзитом не участвует в горении.
Для полного выгорания топлива воздух в топку котла подается в
количестве большем чем теоретическое коэффициент избытка воздуха α
т.е отношению действительного количества воздуха к теоретическому.
В общем случае α топки изменяется от 101 ÷ 17 . Величина α зависит от
рода топлива конструкции топки.
Для газа α = 105 а при сжигании угля в слое α = 17.
В котлах работающих под разряжением α обычно возрастает из-за присоса
холодного воздуха через не плотности в ограждении а также через лючки и
смотровые окна. И αух > αт или αух = αт +Δα
где Δα –присосы холодного воздуха
Δα изменяться 0 ÷ 02 и определяется по нормативному методу
Если котел работает под наддувом то присосы равны 0.
Наличие водяных паров в продуктах сгорания связано с:
испарением влаги из топлива.
испарением влаги из воздуха.
Состав и объем продуктов сгорания.
В общем случае в топке котла могут быть газообразные продукты
CO2 SO2 H2O – продукты полного сгорания
CO H2 CmHn – продукты неполного сгорания
O2 N2 – азот из воздуха и топлива и избыточный кислород.
В этом случае объем газа равен
Vнг = VнCO2 + VнSO2 + VнH2O + VнCO + VнH2 + VнCmHn + VнO2 + VнN2
принято объединять CO2 и SO2 и называть VнRO2 – сухие трехатомные газы.
При полном сгорании топлива и α > 1 дымовые газы содержат лишь
CO2 SO2 H2O N2 и O2 –основные продукты сгорания.
Тогда объем газа при нормальных условиях:
Vнг = VнRO2+ VнH2O+ VнO2 + VнN2
При полном сгорании топлива и α = 1 продукты сгорания содержат только
Vнг = VнRO2 + V н N2 + Vн H2O
При горении газообразного топлива мы должны знать:
теоретическое количество воздуха V
теоретический объём продуктов сгорания (при α = 1) Vнг
Vно V[pic] = VRO2 + V[pic] + V[pic]
Теоретический объём воздуха трехатомных газов равен
VнRO2 = 0.01 (CO2 + CO + H2S + mCmHn) [pic]
Теоретический объём азота складывается из объема азота подавшего в
воздухе и объема азота из топлива
Vо[pic] = V[pic] + V[pic]
V[pic] = 079 Vон [pic]-теоретическое количество воздуха
V[pic] = [pic] = 001 N2 –из топлива
V[pic] = 079 Vно + 001 N2
Теоретический объём водяных паров. Складывается из количества:
VонH2O.Три источника образования.
) горении водорода и углеводорода
) испарение влаги из топлива
) испарение влаги из воздуха.
Vо[pic] = 001(H2S + H2 + [pic]CmHn + 0124 dг.тл.) + 00161 Vон [pic]
-испарение влаги из топлива
-испарение влаги из воздуха
где dг.тл. – влагосодержание газообразного топлива [pic]
Влагосодержание воздуха принято равным d 0 = 10 [pic]
Количество влаги содержащейся в воздухе при α = 1
V[pic] = [pic] = [pic] = 00161Vон [pic]
ρвозд = 1293 [p ρ[pic] = 0804 [pic]
При α > 1 количества воздуха подаваемого в топку приводит к возрастанию
объёмов продуктов сгорания относительно теоретически расчетного.. При этом
избыточный воздух в горении не участвует объём продуктов сгорания
увеличивается за счёт двухатомных газов (N2 O2).А теоретический объем
остается неизменным при α > 1. Следовательно действительный объем сухих
Vнсг. = VнRO2 + Vно[pic] + (α - 1) Vон [pic]
Действительный объём водяных паров:
VнH2O = Vо[pic] + 00161(α - 1) Vон [pic]
Суммарный объём продуктов сгорания:
Vнг = VнRO2 + Vо[pic] + (α - 1) Vон + Vо[pic] + 00161(α - 1) Vон
Объёмные доли сухих трехатомных газов и водяных паров определяются по
r RO2 = [pic] и r H2O = [pic]
Объем воздуха газов водяных паров а так же скорости газов потока
рассчитываются при среднем коэффициенте избытка воздуха α.
Теоретические объёмы воздуха и дымовых газов
Наименование величин обозначРасчётная формула РазмерРезуль
Теоретическое для газообразного [pic]
количество воздуха Vно 00476[05CO + 05H2 + 15 H2S 1005
необходимое для полного + (m + n4)CmHn - O2]
Теоретический объём Vно.N2 079V[pic] + [pic] [pic] 794
Объём сухих Vно.RO2001[CO2 + CO + H2S + [pic] 108
[pic]атомных газов + mCmHn]
Теоретический объём Vно.H2O001[H2S + H2 + n2CmHn + [pic]
водяных паров 0124dг.тл] + 00161V[pic] 228
где dr – влагосодержание
газообразного топлива гм³
(учитывается если оно задано)
Объемы газов объемные доли
ОбозначРасчётная РазVно=1005 Vно.N2=794
Величина ение формула мер
носVнRO2=108 Vно.H2O=228
Топка иКотельнЭконома
Коэффициент избытка
воздуха за газоходом α Табл. V - 11 12 13
Коэффициент избытка [pic]
воздуха средний α - 11 115 125
Объём избыточного [pi
воздуха - (α - 1)V[pic]c] 100 15 25
Объём водяных паров VнH2O Vно.H2O +
161(α-1)* [pi2257 1128 5643
Объём продуктов сгоранияVнг VнRO2+
Vно.N2+ VнH2O[pi1225 11752 13762
Объёмная доля сухих r[pic] VнH2O Vнг
[pic]атомных газов - 0088 0091 0078
Объёмная доля водяных r[pic] VнRO2 Vнг
паров - 0181 0189 0162
Суммарная объёмная доляrn r[pic]+r[pic]
трехатомных газов - 026 028 024
Энтальпия воздуха и продуктов сгорания.
Количество тепла содержащего в воздухе или продуктах сгорания
называются теплосодержанием (энтальпией).
Расчет энтальпии воздуха и продуктов сгорания ведется в кДж на 1м3 при
нормальных условиях полностью сгоревшего топлива.
Расчет энтальпии ведется при действительных избытках воздуха за каждой
поверхностью и выполняется на весь возможный за данной поверхностью
диапазон температур.
Энтальпия теоретического количества воздуха равна
Iо.в = Vно (с[pic])в [pic] где
св – удельная теплоёмкость влажного воздуха
[pic] – температура воздуха °C
Энтальпия теоретического объёмов воздуха и продуктов сгорания при
Iог = VнRO2(c[pic])RO2 + Vно.N2 (c[pic])N2 + Vно.H2O (c[pic])H2O [pic]
VнRO2 Vно.N2 Vно.H2O -теоретические объемы.
(с[pic])в (c[pic])RO2 (c[pic]) N2 (c[pic]) H2O – соответственно
энтальпии одного м³ влажного воздуха углекислого газа азота и водяных
[pic] - температура продуктов сгорания .
Энтальпия дымовых газов при α > 1
Iог = I + (α - 1) I о.в + Iзолы [pic]
Iзолы -Энтальпия золы добавляется к энтальпии газов при сжигании твердого
Энтальпия продуктов сгорания ( I – – таблица)
Поверхность Температура заЭнтальпия кДжкг
нагрева поверхностью
Топочная камера и 1900 35340 284515 2845 38185
фестон [pic] 1700 31260 252858 2529 33788
Котельный пучок 900 15361 125725 2514 15612
[pic] 700 11635 95676 1913 11826
Экономайзер[pic] 300 4752 39798 1193 4871
На основании теплового баланса котла определяется КПД и расход
топлива. Тепловой баланс составляется при установившемся тепловом
режимекотла на 1 м³ газообразного топлива при нормальных условиях. (р=1013
Тепловой баланс - это и равенство между поступившем в котел
количеством тепла (располагаемым теплом) Qp и суммой теплоты полезно
использованного топлива и тепловых потерь.
Qp = Q[pic] + [pic]Qi
Располагаемое тепло Qp будет равняться Qid+iт.л. [кДжм3]
В данном курсовом проекте Qp= Qid [кДжм3]
Потери теплоты в котельном агрегате представляют в виде
При расчете котлов ДЕ уравнение теплового баланса имеет вид:
Qid= Q[pic]+ Q2+ Q3+ Q5
0=q1+q2+q3+q5 – в относительных потерях
Полное количество тепла полезно использованного в котле будет
Qк = Дн.п.*(is - iп.в.) + Дп.р.* (is - iп.в.) кВт
Дн.п- кол-во насыщенного пара [pic]
is – энтальпия насыщенного пара [pic]
is – энтальпия кипящей воды в барабане котла [pic]
iп.в. – энтальпия питательной воды [pic]
Дп.р -кол-во перегретого пара[pic]
В – расход топлива подаваемого в топку котла
Коэффициент сохранения тепла вводится для расчета тепла отданного
газами рабочему телу учитывает потери тепла от наружного охлаждения и
вычисляется по формуле
Тепловой баланс котельного агрегата
Наименование величин обознаРасчётная ф-ла РазмерРасчёт результ
ч. или обоснование н. ат
Располагаемое тепло [pic]
топлива Qp Qdi 38018
от недожога q[pic]Табл. v % 05
Потеря тепла от q[pic]Табл. 4.1[2] % 12
наружного охлаждения
Температура уходящих [pic]
газов Принято °С 160
Энтальпия уходящих I[pic]По I-[pic] диагр.[pic] 2571
Энтальпия теоретически 392
необходимого кол-ва I[pic]По I-[pic] диагр.[pic]
Потери тепла с [pic] [pic]
уходящими газами q[pic] % 542
Расчётная D[pic]D[pic].10003600 [pic] 25*10003600 694
паропроизводительность
Давление насыщенного P[pic] 14
пара в котле табл. 1.2[2] МПа
Энтальпия насыщенного is [pic]
пара Прил. табл. [2] 2790
Энтальпия кипящей воды is Прил. табл. [2] [pic]
Температура питательнойt[pic]
воды Задание табл. °С 100
Энтальпия питательной i[pic] 4187· t[pic] [pic] 4187·100
Расход воды на продувкуD[pic]005* D[pic] [pic] 005*694 0347
Тепло полезно Qк D[pic]* (is 694*(2790-419)
используемое в котле -i[pic]) + кВт +0347*(830-419) 164547
Коэффициент полезного
действия котельного к 100-(q2+q3+q5) % 100-(542+05+129288
Полный расход топлива [pic] м3с [pic]
Коэффициент сохранения φ [pic] [pic]
Тепловой расчет топки.
Топка-устройство для сжигания топлива и получения продуктов сгорания с
высокой температурой. Служит для организации теплообмена между
высокотемпературной газовой средой и поверхностями нагрева.
Целью расчета является определение температуры продуктов сгорания
на выходе из топки при заданных конструкциях топки. Определение
конструктивных характеристик топки ведут по ее эскизу с указанием
необходимых размеров.
Радиационные свойства продуктов сгорания
Основной радиационной характеристикой поглощательной способности продуктов
сгорания является Критерий Бугера.
K- коэффициент поглощения топочной среды определяется по
температуре и составу газа при выходе из топки [pic]
Р- давление в топочной камере МПа
S-эффективная толщина излучающего слоя м
Где Vт - объем топки м3
Fст- площадь стен топки м2
При расчете критерия Бугера принимается что при сжигании мазута и газа
основными излучающими компонентами будут газообразные продукты сгорания.
(RO2 H2O) и взвешенные в их потоке саженные частицы.
При сжигании мазута или газа коэффициент поглощения К рассчитывается с
учетом относительного заполнения топочной камеры святящимся пламенем
К[pic]-Коэффициент поглощения газовой средой. (RO2 H2O) [pic]
Кс- Коэффициент поглощения частицами сажи. [pic]
m- относительное заполнение топочной камеры святящимся газом.
При сжигании природного газа m=01
Расчет суммарного теплообмена.
Методика основана на приложении теории подобия к топочному процессу и
основными критериями которые определяют безразмерная температура газов на
выходе из топки. Основными критериями являются критерий Бугера и критерий
радиального теплообмена Больцмана.
Q”т=Тт”Та =Во о6М*Вu+Во
Во – критерий Больцмана
Тт” – действительная абсолютная температура газа на выходе из топки (К)
Та – адиабатическая абсолютная температура горения топлива.
Это та максимальная температура которая была бы в топке при отсутствии
теплообмена с окружающей средой.
М – параметр учитывающий влияние на интенсивность теплообмена относительно
уровня расположения горелок.
Критерий Больцмана – отношение количества теплоты выделившейся при сгорании
топлива к количеству тепла которое излучается при теоретической температуре
по закону Стефана Больцмана и передается поверхности нагрева.
Вu=φВр(Vc)ср0срFстТа3
– коэффициент сохранения тепла
Вр – расчетный расход топлива (кгс м3с)
(Vc)ср - средняя суммарная теплоемкость продуктов сгорания кДж кг)
Fст – поверхность стен топки
ср – среднее значение тепловой эффективности
Коэффициент тепловой эффективности экрана равен произведению углового
коэффициента экрана на коэффициент учитывающий тепловое сопротивление
загрязнения или закрытие изоляцией.
= 567*10-11 кВтМ3К4 – коэффициент излучение абсолютного черного тела
Вu – эффективное значение критерия Бугера
Вu=16ln*(14Bu2+ Bu+2)(14 Bu2 –Bu+2))
Для камерных топок параметр М = М0(1– 04 · [pic])3√rv
где [pic]- относительный уровень расположения горелок
Мо – принимается по пункту 6.18 лит1 в частности для газомазутных топок с
настенных расположением горелок Мо=04
rv – параметр забаластированности топочных газов.
rv = VHГ(1+r) VHO.N2+VHRO2
где r – коэффициент рециркуляции.
Средняя суммарная теплоемкость продуктов сгорания одного кг (м3) топлива.
(Vc)ср=(Q[pic] -I”T) ([pic]-[pic]) [кДж кгК] [кДж м3К]
Q[pic] - полезное тепловыделение в топке[кДж кг] [кДж м3]
I”T – энтальпия продуктов сгорания топлива при температуре[pic] и αт
(коэффициент избытка воздуха) на выходе из топки.
[pic]- адиабатическая температура горения.
Адиабатическая температура горения [pic](0С)
Определяется по полезному выделению в топке Q[pic] при αт. Полезное
тепловыделение в топке Q[pic] складывается из располагаемого тепла за
вычетом топочных потерь тепла вносимого в топку подаваемым дутьем и
воздухом а так же тепла рециркулирующих газов.
Поверочный расчёт топки включает:
) Определение теоретической температуры сгорания
) Определение действительной температуры газов на выходе из топки.
) Определение количества тепла переданное излучением экраном топки.
Конструктивные характеристики топки.
Границами активного объёма топки являются осевые плоскости экранных труб; в
местах незащищенных экранами-стены топочной камеры. В выходном сечении
топочной камеры ее объем ограничивается плоскостью проходящей через оси
первого ряда фестона или котельного пучка. Нижней границей объема топки
служит под (при наличии холодной воронки –горизонтальная плоскость
отделяющая ее нижнюю половину.)
Величина Обозн. Формула Разм. Расчёт Результ
стен топки Fст Табл. 1.2 м² 642
Эффективная толщина 36[pic] [pic]
излучающего слоя S м 163
уровень расположения[pic] Принимается по - 03
горелок рекомендациям
нимающая поверхностьHл Табл. 1. 2 м² 605
Параметр М0(1– 04 ·
М [pic])3√rv - 04(1-04*03) 039
Коэффициент М0 П.6.18 [1] 04
Параметр rv VHГ(1+r) м³ м³[pic] 135
забалластирова VHO.N2+VHRO2
Коэффициент тепловой
эффективности * - 095*065 0612
Угловой коэффициент Ном. 1прил. 0942
Теплонапряжение q[pic] [pic] [pic] [pic]
топочного объёма 60304
Тепло вносимое в Q[pic] αТ · I[pic] [pic] 11 · 392
топку воздухом 4312
Полезное Q[pic] [pic] [pic] [pic]
тепловыделение в 382591
Адиабатическая [pic] По I-Q таблице
температура горения при αТ и I= °С 19033
Температура газов на[pic] Принята
выходе из топки предварительно °С 1200
Энтальпия газов на [pic] По I-Q таблице [pic]
выходе из топки при[pic]=[pic] 22930
Объёмная доля [pic] Табл.3.4.
Суммарная объёмная [pic] Табл.3.4.
доля трехатомных 0269
Давление в топочной p Принимаем
Коэффициент К К[pic]+ m* Кс [pic] 18+01*151 195
поглощения топочной
Коэффициент m П.6.12[1] 01
Коэффициент К[pic] К0*[pic] [pic] 67*0269 18
Коэффициент К0 Ном.2 [pic] 67
Произведение [pic] P *[pic] * S МПа*м
Коэффициент 03(1+α2[pic])*([pic] 03(1+11)*
поглощения частицамиКс [pic])04 (302)04* 151
сажи *(16*10-3 Т”т (16*10-3*1473-0
Соотношение углерода[pic] 012*(14*914+
и водорода 012 mn CrmHrn- +13*41+38*19+302
Критерий Бугера Bu K*p*s 195*01*163 0317
Эффективное значение~ 047
Средняя суммарная (Vc )ср(Q[pic] -I”T) [pic] (382591-22930) 21795
теплоемкость ([pic]-[pic]) (19033-1200)
Температура газов на[pic] * °С ** 1158
Энтальпия газа на [pic] По I- таблице [pic] 21375
выходе из топки или диаграмме
Количество тепла QЛ [pic] [pic] 098*(382591-213165464
воспринятого в топке 75)
Расчёт конвективных поверхностей нагрева
Для расчёта конвективных поверхностей нагрева используются два
уравнения: уравнение теплового баланса и уравнение теплообмена.
Уравнение теплового баланса:
где φ – коэффициент сохранения тепла;
I и I - энтальпии газов на входе в поверхность и выходе из неё
[p Δα I[pic] - количество тепла вносимое присасываемым воздухом при
его температуре [pic]
Уравнение теплообмена:
Q – тепло воспринятое поверхностью (конвекцией или межтрубным излучением)
k – коэффициент теплоотдачи [p
Δt – температурный напор К;
H – расчётная поверхность нагрева м²
Поверочный расчёт конвективных поверхностей.
Наименование Обозн.Формула Разм. Расчёт Результ
Температура газов на[pic]
входе в поверхность [pic]=[pic] °С 1158
Энтальпия [pic] [pic]=[pic] [pic] 22035
Площадь сечения для 0851
прохода газов F [3] м²
Расчетная H[pic]Табл. 1.2 [2] м² 212
поверхность нагрева
Поперечный шаг труб S[pic]По чертежу м 011
Продольный шаг труб S[pic]По чертежу м 009
Наружный диаметр d м 0051
Эффективная толщина [pic] [pic]
излучающего слоя S м 0177
Температура газов на Принята
выходе [pic] предварительно °С 250 350
Энтальпия газов на [pic] По [pic]
выходе I-[pic]диаграмме 4253 5687
Тепло отданное по Q[pic][pic] [pic]
балансу 0987*(22035-
53+01*392) 1746416059
Температура кипящей t
Разность темп. [pic] [pic]
средняя большая °С 1158– 195 963 963
малая [pic] [pic] 250 – 195
°С 350 – 195 55 155
Температурный напор [p [pic]
Средняя температура [pic] tсред+[pic] 31718+ 195 512163735
газов - 44223+ 195 8
Средняя скорость [pic] [pic] [pic][pic]
газов w[pic] 1819211
Коэффициент [pic] Номограмма 7 [pic] 10541101
Поправка на число [pic] Номограмма 7
Поправка на [pic] 09850985
Относительный 1 S[pic] d 0110051 216 216
Относительный 2 S2 d 0090051 176 176
Влияние физических Сф 105 104
Температура наружнойt[pic][pic]t + Δt 195+25 220 220
загрязнённой стенки Δt = 25
Коэффициент [pic] Номограмма 13 [pic]
теплоотдачи прил. [1] 525*015*09678 102
излучением для не [pic] а СГ
запыленного потока 76*014*094
Степень черноты а Номограмма1 2 01420135
газового потока прил. [1] -
Произведение К[pic][pic] 35*0261*01*
Произведение [pic] [pic] 01*028*0177000400049
Номограмма 2[1] [pic] 34 31
Коэффициент К[pic]по -[pic]
Коэффициент [pic] [pic] 095(1034+7810561143
теплоотдачи от газов - );
к стенке 095(1101+10
Коэффициент 095 095
поверхностей нагрева
Коэффициент тепловой Лит [1] 085 085
Коэффициент К *α1 [pic] 085*1056 851 935
теплопередачи 085*1143
Тепловосприятие Q[pic][pic] [pic] 898*212*3171
пучка по уравнению 2(046*103) 1312419815
Действительная [pic] По графику 300
температура газов за °С
Энтальпия газов за [pic] [pic] 4813
Тепло по балансу Q[pic][pic] [pic] 098*(22035-4816898
В экономайзере питательная вода подогревается а иногда частично
Экономайзера позволяет снизить температуру уходящих газов до
экономически определенного предела. Экономайзера воспринимает 18-20%
теплоты от Qri в современных котлах.
В зависимости от температуры нагрева воды экономайзеры делят:
В кипящих происходит не только подогрев воды но и частичное ее
испарение.(скальные экономайзеры).
В некипящих экономайзерах подогрев воды производится до температуры
на 20 – 40 °С меньше температуры кипящей воды..
В зависимости от металла экономайзеры различают:
Чугунные предназначены для работы до 24 кгссм² (24 МПа).
Стальные экономайзеры могут применяться для любых давлений.
Плюсы чугунного экономайзера:
Как плюсом так минусом является то что чугунный экономайзер- не
В чугунном экономайзере недопустимо кипение воды так как это приводит
к гидродинамическим ударам поэтому они работают как не кипящие.
Чугунный экономайзер состоит из ребристых стандартных чугунных труб системы
В системе ВТИ диаметр 76 х 8 мм.
Трубы соединяются между собой калачами (коленами).Длина труб различна.
Питательная вода последовательно проходит по всем трубам снизу-вверх
что обеспечивает удаление воздуха из экономайзера.
Продукты сгорания проходят через зазоры между ребрами труб со
скоростью от 6 – 9 мс.При номинальной производительности.
На основании этого выбирается число труб в ряду. А число
горизонтальных рядов из условия необходимой поверхности нагрева.
Компоновка экономайзера может быть в одну или в две колонки.
Через каждые 8 рядов устанавливается зазор в 600мм для обдувки и
Обдувка –это очистка то сажи и золовых отложений.
- количество колонок
Поверочный расчёт экономайзера
Величина Обозн. Формула Разм.Расчёт Резуль
Температура газа на [pic] [pic]
Энтальпия на входе [pic] [pic] [pic]
Температура газов на[pic] Предвар.
Энтальпия на выходе [pic] [pic]
Тепловосприятие по Q[pic] [pic] [pic]098 (4813-
балансу 2554+01·392) 2269
Число труб в ряду Z[pic] Табл. 1.5[2] Шт. 9
Живое сечение для F Fтр* Z[pic] м² 0184*9 1656
Площадь поверхности H[pic] Номограмма 5[2] м²
нагрева 1-ой трубы 449
труб n Табл. 1.5 [2] Шт. 16
Площадь поверхности H n * Z[pic]* м² 16*9*4349 646
Расход воды в [pic]
экономайзере Д[pic] Д + Д[pic] 729
Температура воды на [pic] [pic] = [pic]
Энтальпия воды на [pic] Табл. [pic]
Энтальпия воды на [pic] (Q[pic]*Вр) (2269*046)729+41956217
Температура воды на [pic] [pic]4187 562174187 1343
Δtпроти[pic] [pic] 1066
температурный напор
Разность Δtб `-t`` °С 300-1343 1657
Δtм ``-t` °С 160-100 60
Средняя температура [pic]ср[pic] [pic] 230
Средняя скорость w[pic] [pic] [pic] 8.1
Коэффициент к Номограмма 5 [pic]
теплопередачи [pic] 22 · 111 2442
Тепловосприятие по Q[pic] [pic] [pic][pic]
уровня теплообмена 3655
Отношение [pic] [pic]·100% [pic]
Температура газов `` 130
Энтальпия газов на I`` 207875
Температурный напор
Тепловосприятие по Qт 27356
Тепловосприятие по QБ 2723
Расчетная невязка теплового баланса.
Тепловой расчёт котельных агрегатов (нормативный метод). [1]
Тепловой расчёт котельных агрегатов (учебное пособие) [2]
А.С. Попов И.Л. Дунин. Ростов – на – Дону 1991
Отопительные и производственные котлы [3] Бузников.

пояснилка власенко Тв-418.doc

1 Исходные данные для проектирования
Район строительства – г .Смоленск
tht = -27°С - средняя температура отопительного периода;
Z = 210 сут. -продолжительность отопительного периода;
Зона влажности - нормальная;
Стена состоит из четырех слоев:
) штукатурка (цементно-песчаный раствор) = 0015м ρ = 1800кгм3;
) керамический пустотный кирпич = 025 м ρ = 1600кгм3;
) плиты минераловатные полужесткие ρ = 200кгм3;
) керамический пустотный кирпич толщиной = 012 м ρ = 1600кгм3.
Высоту помещения от пола до пола следующего этажа принимаем 3 м.
Источником теплоснабжения жилого здания служит тепловая сеть.
Теплоносителем является перегретая вода с параметрами Т = 130 - 70°С.
Параметры теплоносителя в системе отопления t = 95-75°С.
Имеется неотапливаемый подвал и чердак.
Теплотехнический расчет ограждающих конструкций
Сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции R0
(м2°С)Вт определено в соответствии с требованиями [3] и найдена
необходимая толщина слоя утеплителя.
Приведенное сопротивление теплопередаче [pic] (м2°С)Вт
принято не менее требуемых значений Rreq в зависимости от градусо-суток
района строительства Dd °С·сут.
Значения Rreq (м2°С)Вт для величин Dd отличающихся от табличных
определено по формуле
где Dd - градусо-сутки отопительного периода °С·сут для конкретного
a b - коэффициенты значения которых следует принимать по данным
Градусо-сутки отопительного периода Dd °С·сут определяют по
где tint - расчетная температура внутреннего воздуха °С принимаем по
tht - средняя температура отопительного периода °С - периода
средней суточной температурой воздуха 8°С принимаем по
zht- продолжительность периода со средней суточной температурой
воздуха 8°С сут принимаем по [2].
Dd = (20 + 27) · 210 = 4767
Rreq=000035 · 4767+14=307
Приведенное сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции
Ro (м2°С)Вт определено по формуле
Термическое сопротивление каждого слоя ограждения определяется в
зависимости от его толщины и коэффициента теплопроводности материала. от
влажности материала которая в свою очередь связана с условиями
эксплуатации. Поэтому предварительно определили зону влажности к которой
относится данный город затем определили условия эксплуатации А или Б
после чего определяем коэффициент теплопроводности материала.
Рассмотрим четырехслойную конструкцию. Тогда формула (2.3) имеет вид
Ro=1αint+1λ1+2λ2+3λ3+ 4λ4+1αint
где αext - коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей
конструкции Вт (м2°С);
αint - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей
конструкции Вт (м2°С) для наружных стен полов и гладких
потолков принимаем по [1];
Из формулы (2.4) получили
= λ2 · [ Rreqтреб-(1 αint+ 1λ1+ 3λ3+ 4λ4+1 αext)]
Присвоив Ro в формуле (2.4) значение Rreq находим толщину второго слоя
[30684(187+012064+025064+0015093+123)]=0017002
После округления вычисленной толщины утеплителя находим фактическое
сопротивление теплопередаче ограждения по формуле (2.4)
Rф=187+012064+020076+025064+0015093+123=33843
Для расчета трансмиссионных потерь теплоты будем пользоваться величиной
обратной Rф называемой коэффициентом теплопередачи К Вт(м2оС)
К=1338=0296 - для наружной стены
2 Перекрытия чердачные над неотапливаемыми подпольями
Термическое сопротивление теплопередачи чердачное и перекрытия над
неотапливаемым подпольем принято равным Rreq (м2°С)Вт по формуле (2.1)
Rreq=000045 · 4767+19=405
Определяем коэффициент теплопередачи К Вт(м2оС) по формуле (2.6)
3 Окна балконные двери
Термическое сопротивление теплопередачи остекления Rreq (м2°С)Вт
определено по формуле (2.1)
Rreq=0000075 · 4767+015=051
Принимаем двухкамерный стеклопакет в одинарном переплете из обычного
Термическое сопротивление теплопередачи наружной двери Rreq
(м2°С)Вт должно быть не меньше чем 06 от Rregтреб определенного по
Rregтреб=n(tint-text)(tnαint)
где п - поправочный коэффициент к расчетной разности температур
text - расчетная температура наружного воздуха для
отопления °С принмаем по [2];
tn – нормируемый температурный перепад между температурой
внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности
ограждающей конструкции °С принимаем по [1].
Rregтреб=(20+26)874=132
Результаты теплотехнического расчета приведены в таблице 2.1
N Наименование ограждающей R K
Наружная стена 338 029
Пол потолок 405 025
Окна балконные двери 051 196
Наружная дверь 079 127
Расчет потерь теплоты через наружные ограждения
1 Трансмиссионные потери теплоты
Трансмиссионные потери теплоты т.е. потери тепла за счет
теплопередачи через отдельные ограждающие конструкции Qо Вт определяем
Q0=AК(tint –text)(l + )n
где А - расчетная площадь ограждающих конструкций м2;
К - коэффициент теплопередачи Вт(м2оС);
- добавочные потери теплоты в долях от основных
2 Расход теплоты на инфильтрацию
Расход теплоты на инфильтрацию Qi Вт определяем по формуле
Qi1=028· Ln · c · p · (tint - text) · K
где Ln - расход удаляемого воздуха м3ч не компенсируемый подогретым
приточным воздухом; для жилых зданий удельный нормативный расход
равен 3 м3ч на1 м2 площади жилых помещений;
р - плотность воздуха в помещении принимаем равной 12 кгм3;
с - удельная теплоемкость воздуха равная 1 кДжкг °С;
K - коэффициент учета влияния встречного теплового потока в
Qi2 Вт определено по формуле
Qi2 = 028Gi c (tint - text)K
Gi – расход инфильтрующегося воздуха кгч через ограждающие
конструкции помещения определили по формуле
Gi = 0216 А1 ((pi067Rinf) + A2 Gн ((pi(p1)067 + 3456 A3 (pi05
где А1 – площадь световых проёмов (окон балконных дверей фонарей) м2;
(p1 – расчетная разность давлений на наружной и внутренней
поверхности ограждения на уровне пола первого этажа Па;
Rinf – сопротивление воздухопроницанию наружных ограждающих
конструкций м2чПакг определено по формуле
Rinf = 1Gн · ((p(p0)23
где Gн – нормативная воздухороницаемость наружных ограждающих
конструкций кгм2ч Gн = 6;
(p – разность давлений воздуха на наружной и внутренней поверхностях
ограждающих конструкций Па определено по формуле
(p = 055Н(γext – γint) + 003γext v2
где γext γint – удельный вес соответственно наружного и внутреннего
Нм определяем по формуле
t – температура воздуха оС: внутреннего ( для определения γint
наружного ( для определения γe
А2 – площадь стен (без площади световых проемов) м2;
– площадь щелей и неплотностей в наружных ограждающих
Расчетная разность давлений (pi Па определено по формуле
(pi = (H - hi) (γext – γint) + 05pext V2 (Cе.п. – Се.р.)
где H – высота здания м от уровня земли до верха карниза H = 253;
hi – расчетная высота от уровня земли до верха окон или до середины
V – скорость ветра мс определяемая для холодного
периода по параметрам Б V = 68;
Cе.п. Се.р. – аэродинамические коэффициенты
соответственно для наветренной и подветренной
поверхностей ограждения
Cе.п. = 08 и Се.р. = - 06;
k1 – коэффициент учета изменения скоростного давления
ветра в зависимости от высоты здания;
рint – условно постоянное давление воздуха в здании
рint = g (H - hi) (pн5 – pint)
pн5 - плотность наружного воздуха при температуре +5 оС pн5 =
3 Суммарное поступление теплоты
Суммарные поступления теплоты Вт за счет внутренних источников
определяются по формуле:
где Fпола - площадь пола жилой комнаты или кухни м2.
4 Потери теплоты каждого отапливаемого помещения
Потери теплоты каждого отапливаемого помещения рассчитываются с
округлением до 10 Вт
где Q0 - трансмиссионные потери теплоты Вт;
- суммарные поступления теплоты за счет
внутренних источников (электробытовые и осветительные приборы
кухонные плиты и пр.)
Расчет потерь теплоты приведены в таблице 3.1 и 3.2
помещениОграждение Добавки 1 + Q0 Qi Qбыт Qп
№ hi м pint Па(pi Па Rinf Gi кгч Qi Вт
Гидравлический расчет трубопроводов системы отопления
Цель гидравлического расчета - определение экономичных диаметров
трубопроводов при заданных тепловых нагрузках и располагаемом перепаде
давлений теплоносителя.
Гидравлический расчет выполняем по методу удельных потерь давления.
Расчет выполнен для основного циркуляционного кольца через дальний стояк и
циркуляционного кольца через ближний стояк.
Результаты расчета сводим в таблицу 4.1
1 Последовательность гидравлического расчета
На аксонометрической схеме системы отопления определены контуры
дальнего и ближнего циркуляционных колец - узел ввода подающая магистраль
стояк отопительные приборы всех этажей обратная магистраль.
Циркуляционные кольца разбиваем на участки характеризующиеся постоянным
расходом теплоносителя и неизменным диаметром. Каждый расчетный участок
обозначаем порядковым номером.
Необходимый расход теплоносителя на каждом участке Gуч кгч
определен по формуле
где Qуч – расчетный тепловой поток Вт;
(t – разность температур оС теплоносителя на входе и на выходе из
системы ветви или стояка;
с – удельная теплоемкость воды равная 419 КДж(кг оС)
Определили Rср – средние удельные потери давления на трение по длине
расчетного циркуляционного кольца Пам
Rср = (065 · 09 · (Рр) lуч
где 065 – доля потерь давления на трение;
– коэффициент запаса;
(Рр – располагаемый перепад давлений на вводе;
lуч – общая длина расчетного циркуляционного кольца м
Rср = (065 · 09 · 12000)
Складываем потери давления по длине участка R1 и потери в
местных сопротивлениях Z и находятся полные потери давления
на каждом участке (R1+Z) и всего циркуляционного кольца (Rl +
Определяем невязку между располагаемым давлением в системе и
потерями давления в основном циркуляционном кольце.
Гидравлический расчет трубопроводов системы отопления для
циркуляционного кольца приведен в таблице 4.1

ДЕ - 10 - 14 - ГМ.dwg

Курсовая работа: теплогенерирующие
Котел ДЕ - 10 - 14 ГМ

Принципиальная тепловая схема котельной.dwg

Принципиальная тепловая схема котельной
– блок котельных агрегатов; 2 – сепаратор непрерывной продувки; 3 – деаэратор питательной воды; 4 – охладитель выпара; 5 – редукци-
онная установка; 6 – главный паровой коллектор; 7 – питательный насос; 8 – вторая ступень системы химводоочистки; 9 – первая ступень
системы химводоочистки;10 – пароводяной подогреватель сырой воды; 11 – водоводяной подогреватель сырой воды; 12 – охладитель про-
дувочной воды; 13 – насос сырой воды; 14 – охладитель деаэрированной воды; 15 – пароводяной подогреватель химочищенной воды;
– охладитель выпара; 17 – деаэратор подпиточнойводы; 18 – водяной подогреватель сетевой воды;19 – пароводяной подогреватель
сетевой воды; 20 – сетевой насос; 21 – подпиточный насос; 22 – бак-аккумулятор системы горячего водоснабжения; 23 – перекачивающий
насос; 24 – конденсатоотводчик.