Поверочный расчет водогрейного котла КВ-ТС-30-150, компоновка котельной

КВ-ТС 30-150.docx

В данной курсовой работе произведен поверочный расчет водогрейного котла КВ-ТС-30-150 работающего на расчетном топливе: угольСучанскогоместорождения. Также выполнен конструктивный расчет хвостовых поверхностей нагрева проверен тепловой баланс произведен аэродинамичекий расчет газовоздушного тракта и выполнен чертеж котельной.
Количество листов - 54
Количество таблиц -14
Количество используемых
литературных источников- 4
ПОВЕРОЧНЫЙ ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ КОТЛА КВ-ТС-30-150П6
1 Конструкции и характеристики котла6
2 Состав количество и теплосодержание продуктов сгорания10
4 Поверочный тепловой расчёт топочной камеры14
5 Поверочный расчет конвективных поверхностей нагрева16
5.1 Расчет первого конвективного пучка17
5.2 Расчет второго конвективного пучка18
КОНСТРУКТИВНЫЙ РАСЧЕТ ХВОСТОВЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ НАГРЕВА20
ПРОВЕРКА ТЕПЛОВОГО БАЛАНСА21
ТЕПЛОВАЯ СХЕМА ТГУ И ЕЕ РАСЧЕТ22
1 Выбор тепловой схемы ТГУ22
2 Расчет тепловой схемы ТГУ22
3 Определение производительности и числа устанавливаемых котлов.32
4. Подбор основного оборудования.33
4.1. Подбор насосов.33
4.2. Подбор деаэратора ..36
РАСЧЕТ СИСТЕМЫ ХВО И ПОДБОР ОБОРУДОВАНИЯ35
2 Выбор схемы химической обработки35
ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ ПОДБОР ДЫМОСОСА И ДУТЬЕВОГО ВЕНТИЛЯТОРА39
КОМПОНОВКА ГЛАВНОГО КОРПУСА ТГУ40
Аэродинамический расчет газовоздушного тракта41
1.Расчетная аксонометрическая схема газовоздушного тракта41
2. Определение сечений воздуховодов и газоходов.41
3. Аэродинамический расчет котла экономайзера воздуховодов и газоходов .. ..43
4 Расчет выбросов загрязнения веществ и определение высоты диаметров трубы47
5 Окончательный подбор дымососов и дутьевых вентиляторов.50
РАСЧЕТ СЕБЕСТОИМОСТИ ВЫРАБАТЫВАЕМОЙ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ
СПЕЦИФИКАЦИЯ ОБОРУДОВАНИЯ .54
Промышленные предприятия и жилищно-коммунальный сектор потребляют огромное количество теплоты на технические нужды вентиляцию отопление и горячее водоснабжение. Тепловая энергия в виде пара и горячей воды вырабатывается теплоцентралями производственными и районными отопительными котельными.
Пути и перспективы развития энергетики определяется энергетической программой одной из первоочередных задач которой является коренное совершенствование энергохозяйств на базе экономии ресурсов экономия топлива и энергии на собственные нужды.
Производственные и отопительные котельные должны обеспечивать бесперебойное и качественное теплоснабжение предприятий и потребителей жилищно-коммунального сектора. Повышение надёжности и экономичности теплоснабжения в значительной мере зависит от качества работы котлоагрегатов и рационально запроектированной тепловой схемы котельной.
Теплогенерирующей установкой называется совокупность устройств и механизмов для производства тепловой энергии в виде водяного пара горячей воды или подогретого воздуха. Горячую воду и подогретый воздух используют для отопления производственных общественных и жилых зданий а также для коммунально-бытовых нужд населения. Теплогенерирующие установки предназначены для производства тепловой энергии из вторичных источников энергии.
Задачей курсового проекта является рассчитать ТГУ по заданным параметрам а также подобрать оборудование и скомпоновать котельную установку и котельный цех; приобрести навыки расчета параметров котельной системы ХВО и дополнительного оборудования.
ПОВЕРОЧНЫЙ ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ КОТЛАКВ-ТС-30-150П
1 Конструкции и характеристики котла
1.1 Технические характеристики
Технические характеристики приняты по 1 приведены в таблице 1.1.
Таблица 1.1 - Технические характеристики котла
Теплопроизводительность Мвт(Гкалч)
Расчетное давление воды на выходе МПа
Гидравлическое сопротивление котла МПа
Температура воды 0С: (на входена выходе)
Температура уходящих газов
Дорогобужский котельный завод
1.2 Описание конструкции котла
Информация принята по 1 приведена ниже.
Котел КВ-ТС-30-150П (рис. 1.1) предназначен для установки в отопительных и промышленно-отопительных котельных в качестве основного источника теплоснабжения.
Прямоточные котлы рассчитаны на подогрев воды до 150ºС с разностью температур на входе и выходе 80ºС и постоянным расходом воды через котлы на всех нагрузках.
Котлы выпускаются с топками для сжигания каменных углей в соответствии с ГОСТами для слоевого сжигания при содержании летучих не ниже 20% с приведенной зольностью А16% 103 кгккал и бурых углей с теплотворной способностью не ниже 3000 ккалкг влажностью не более 40%. Для каменных и бурых углей содержание мелочи (0-6 мм) в дробленом топливе не более 60 %. Максимальный размер куска не должен превышать 50 мм.
Рисунок 1.1 – Водогрейный котел КВ-ТС-30-150П
Котел состоит из двух блоков: топочный и конвективный. Топка имеющая горизонтальную компоновку экранирована трубами 60х3 мм с шагом S=64 мм. В топке установлена поворотная стенка отделяющая камеру охлаждения от камеры горения. Конвективные блоки котла выполнены в виде шахматных пучков из труб 28х3 мм с шагами S1= 64 мм и S2=40 мм расположены вертикально полностью экранированном газоходе. Задние и передние его экраны выполнены из труб 60х3 мм с шагами S=64 мм боковые из труб 83х35 мм с шагом S=128 мм которые одновременно служат коллекторами для U-образных труб ширм конвективных пакетов.
В данном котле применена механическая топка с пневмомеханическими забрасывателями и цепными решетками обратного хода типа ТЧЗМ 278.
Диапазон регулирования загрузки котла – 25 – 100 % от номинальной теплопроизводительности. У механических топок изготовляемых для таких котлов с целью повышения степени заводской готовности и эксплуатационной надежности рама поставляется заказчику единым транспортабельным блоком изменена обмуровка предтопка и предусмотрена шнековая система удаления провала.
Котлы оборудованы устройствами возврата уноса в топку и острого дутья.
1.3 Описание топочного устройства
Информация о горелочном устройстве принята по 1 приведена ниже и в таблице 1.2.
Топка ТЧЗМ предназначена для сжигания всех видов твердого топлива в водогрейных котлах производительностью до 50 Гкалч и обеспечивает его устойчивую работу в пределах 25 – 100 % номинальной нагрузки при химическом недожоге топлива в пределах 075 – 10 %.
Удаление провала из зон для подачи воздуха установленных с помощью перегородок из листовой стали осуществляется механизмом из цепей со скребками. Цепи приводятся в движение общим приводом размещенным за рамой решетки.
Таблица 1.2 - Характеристики топки ТЧЗМ
Рекомендуемое теплонапряжение зеркала горения МВтм2
Рекомендуемое теплонапряжение топочного объема МВтм2
Коэффициент избытка воздуха в конце топки
Активная площадь решетки м2
Забрасыватель топлива:
Давление воздуха под решеткой Па
1.4 Расчетная схема котла
Расчетная схема представлена на рисунке 1.2. Коэффициенты присосов воздуха приняты по 2 приведены в таблице 1.3.
Таблица 1.3 – Определение коэффициентов избытка воздуха
Коэффициент избытка
Величина коэффициента избытка воздуха
топочные камеры слоевых топок
конвективной поверхности
воздухоподогревателя
Рисунок 1.2 – Расчетная схема котла
1.5 Гидравлическая схема циркуляции теплоносителей
Гидравлическая схема циркуляции теплоносителя взята из 1 представлена на рисунке 1.3.
Рисунок 1.3 – Гидравлическая схема циркуляции теплоносителя
– вода;2 – воздух;3 – верхний коллектор;4 – нижний коллектор;
– воронка для слива;n – число труб;W – скорость воды мс.
2 Состав количество и теплосодержание продуктов сгорания
Согласно задания топливом является уголь Сучанскоеместорождения марки ЖР. Элементарный химический состав топлива принят по 3.
Низшая теплота сгорания Q = 2051МДжкг.
Состав количество продуктов сгорания рассчитаны по методике 2 результаты расчета приведены в таблице 1.4. Расчет теплосодержания продуктов сгорания произведен по методике изложенной в 2 и приведен в таблице 1.5.
Таблица 1.4 – Определение состава и количества продуктов сгорания
Наименование величин
Коэффициент избытка воздуха
Теоретический объём воздуха необходимый для полного сгорания м3кг
V0=00889·(СР+0375·SP)+0265HP-00333OP
Объём избыточного воздуха м3кг
Теоретический объём трехатомных сухих
Теоретический объём двухатомных газов м3кг
объём сухих газов м3кг
Теоретический объём водяных паров м3кг
объём водяных паров м3кг
Объёмная доля сухих трехатомных газов
Общая объёмная доля трехатомных газов
Масса дымовых газов кгкг
Средняя плотность дымовых газов кгм3
Теплоемкости составляющих дымового газа приняты в зависимости от температуры по 4 приведены в таблице 1.5. На основании расчетов таблицы 1.5 построен график зависимости энтальпии от температуры график приведен на рисунке 1. 4.
Таблица 1.5 - Энтальпия продуктов сгорания
Энтальпия продуктов сгорания кДжкг
Рисунок 1.4 – График зависимости энтальпии от температуры
3. Составление теплового баланса котла
Уравнение теплового баланса может быть представлено в виде
q1+q2+q3+q4+q5+q6=100%(1.1)
где q2 - потери тепла с уходящими газами;
q3 - потери тепла от химического недожога топлива;
q4 - потери тепла от механического недожога;
q5 - потери тепла в окружающую среду;
q6 - потери тепла со шлаком.
Коэффициент полезного действия котла определяется из выражения:
к = 100-(q2+q3+q4+q5+q6)(1.2)
Температуру уходящих газов принимаем tух=140ºС по рекомендации 2. Значит энтальпия уходящих газов будет равна Iух=1950 кДжкг. Коэффициент избытка воздуха ух=161. Для данного топлива и данного котла имеем: q3=05% q4=75% q5=12%.
Потери тепла с уходящими газами определяется по формуле:
где Qнр – низшая рабочая теплота сгорания кДжкг.
Энтальпия теоретического объема холодного воздуха:
где Vо - теоретический объём воздуха необходимый для полного
Потери тепла со шлаком определяются по формуле:
I0хв= 398 · 5368 = 2136кДжкг
q2 = (1950-1612136) (100-75) 20510= 72%
q6=32142020510 = 07%
к=100 - (72+05+75+12+07) = 829%
Коэффициент сохранения теплоты:
Расход топлива определяетсяпо формуле:
где Gв– расход воды через котел равный 1028 кгс;
iг.вiх.в – энтальпия горячей воды (150оС) и холодной (70оС) соответственно взяты из таблиц воды и водяного пара.
Вр==1893 кгс=6814 кгч
4 Поверочный тепловой расчёт топочной камеры
4.1 Определение лучевоспринимающей поверхности
Определение площади ограждающих поверхностей топки:
Fбок.ст.=2(3582м7872м)=564 м2;
Fпер.ст.=3582м25м=9 м2;
Fзад.ст.=3582м25м=9 м2;
Fп=2 (25м7872м) =394 м2
Общая площадь ограждающих поверхностей:
Fст=564+9+9+394=1138 м2
Лучевоспринимающая площадь поверхности:
Fбок.ст.=564 м2 Hл.бок.ст..=xFбок.ст.=095564 = 536м2
Fп=394 м2 Hл.пот.=xFп=095394 = 374 м2
Fпер.ст.=9 м2 Hл.пер.ст.=xFпер.ст.=0959 = 86 м2
Fзад.ст.=9 м2 Нл.зад.ст.=xFзад.ст.= 0959 = 86 м2
Общая лучевоспринимающая площадь поверхности:
Hл=536+374+86+86=1082 м2
Степень экранирования топки: =HлFст=10821138=095
4.2 Расчет теплообмена в топочной камере
Полезные тепловыделения в топке согласно 2 определяется по формуле:
где Qв - теплопоступления с воздухом кДжкг;
Qнр - низшая теплота сгорания рабочей массы кДжкг;
q3 - потери тепла от химического недожога топлива.
По графику I-t на рисунке 1.4 определяется температура горения tг=1530ºС
Расчет теплообмена в топочной камере произведен по методике изложенной в 2 и приведен в таблице 1.6.
Таблица 1.6 - Расчет температуры газов на выходе из топки
Температура дымовых газов на
Энтальпия дымовых газов на выходе из топки
Коэффициент тепловой
эффективности экранов
Общая площадь ограждающихповерхностей
Суммарная поглощающая
способность 3-ехатомных газов
Коэффициент ослабления лучей 3-ехатомными газами
Коэффициент ослабления лучей частицами золы
Коэффициент ослабления лучей частицами кокса
Общий коэффициент ослаблениялучей
Суммарная оптическая толщинасреды
Степень черноты факела
Площадь зеркала горения
Степень черноты топки
Тепловыделение в топке на 1м² ограждающих поверхностей
Действительная температурадымовых газов
Полученная температура входит в допустимые значения 500С.
Действительная энтальпия
Удельная нагрузка колосниковойрешетки
Удельная нагрузка топочногообъема
Тепло переданное излучением в топке
5Поверочный расчет конвективных поверхностей нагрева
Конструктивные характеристики газоходов приняты по плану и одинаковы для двух газоходов приведены в таблице 1.7.
Таблица 1.7 - Конструктивные характеристики первого газохода
Условное обозначение
Поверхность нагрева м2
Расчетные шаги труб мм:
Относительный поперечный шаг
Относительный продольный шаг
Площадь живого сечения для похода дымовых газов
Эффективная толщина излучающего слоя м
Расчет газоходов произведен по методике 2 результаты расчета приведены в таблицах 1.8 1.9. На основании расчета построены графики для определения действительных температур графики приведены на рисунках 1.5 1.6
5.1 Расчет первого конвективного пучка
Таблица 1.8 - Расчет первого газохода
Температура дымовых газов перед 1 газоходом 0С
Энтальпия дымовых газов перед 1 газоходом кДжкг
Температура дымовых газов за 1 газоходом 0С
Энтальпия дымовых газов после 1 газохода кДжкг
Тепловосприятие 1 газохода по уравнению теплового баланса кДжкг
Средняя температура дымовых
Средний температурный напор 0С
Средняя скорость дымовых газов мс
Значение коэффициента теплоотдачи конвекцией Втм2К
Суммарная поглощающая способность 3-ех атомных газов мМПа
Коэффициент ослабления золовыми частицами1мМПа
Коэффициент ослабления 3-ех атомными газами1мМПа
Суммарная оптическая толщина
Степень черноты газового потока
Температура загрязненной стенки 0С
Коэффициент теплоотдачи излучением Втм2К
Суммарный коэффициент теплоотдачи Втм2К
Коэффициент теплопередачи Втм2К
Тепловосприятие 1 газохода по уравнению теплопередачи кДжкг
Действительная температура дымовых газов за 1 газоходом ºС
Действительная энтальпия дымовых газов после 1 газохода кДжкг
Фактическое тепловосприятие 1 газохода по уравнению теплового баланса кДжкг
Рисунок 1.5 – График зависимости теплосодержания продуктов сгорания от температуры дымовых газов
5.2 Расчет второго конвективного пучка
Таблица 1.9 - Расчет второго газохода
Наименованиевеличины
Температура дымовых газов перед 2 газоходом 0С
Энтальпия дымовых газов перед 2 газоходом кДжкг
Температура дымовых газов за 2 газоходом 0С
Энтальпия дымовых газов после 2 газохода кДжкг
Тепловосприятие 2 газохода по уравнению теплового баланса кДжкг
Средняя температура дымовых газов 0С
Тепловосприятие 2 газохода по уравнению теплопередачи кДжкг
Действительная температура дымовых газов за 2 газоходом 0С
Рисунок 1.6 – График зависимости теплосодержания продуктов сгорания от температуры дымовых газов
КОНСТРУКТИВНЫЙ РАСЧЕТ ХВОСТОВЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ НАГРЕВА
Расчет произведен по методике изложенной в 2 результаты расчета приведены в таблице 1.10.
Таблица 1.10 - Расчет воздухоподогревателя
Наименование величины
Отношение количества горячего воздуха к теоретически необходимому
Температура дымовых газов перед воздухоподогревателем 0С
Энтальпия дымовых газов перед воздухоподогревателем кДжкг
Температура уходящих дымовых газов 0С
Энтальпия уходящих дымовых газов кДжкг
Тепловосприятие воздухоподогревателя по уравнению теплового баланса кДжк
Qвп = (гв+вп2)( Iвп - Iвп)
Энтальпия дымовых газов после воздухоподогревателя по тепловому балансу кДжкг
Iвп= Iвп- Qвпφ+вп Iхв0
Невязка (при верном расчете 005)
Iвп = (Iвп - Iвпб) Iвп
Температура воздуха после воздухоподогревателя ºС
tв= tв + Qвп (т-01)V0сB
Средняя температура газов ºС
Средняя температура воздуха ºС
Температурный напор ºС
Скорость продуктов сгорания мс (9-13 мс)
Коэффициент теплоотдачи за счет конвекции Втм2·К
Коэффициента теплопередачи воздухоподогревателя Втм2К
Площадь поверхности нагрева воздухоподогревателя из уравнения теплопередачи м2
Скорость воздуха в воздухоподогревателе мс (45-6 мс)
Принят воздухоподогреватель из труб диаметром 40мм с продольным шагом S1=84мм и поперечным шагом S2=60мм размерами 2600х1400х1260. Трубы в воздухоподогревателе расположены в виде коридорного пучка.
ПРОВЕРКА ТЕПЛОВОГО БАЛАНСА
Тепловой баланс котельного аппарата проверяют по полученному теплу и находят невязку которая не должна превышать 05 % согласно 2.
где Qл QкQвп - количество теплоты воспринятые луче воспринимающими поверхностями газоходами котла воздухоподогревателем кДжкг.
Тепловой баланс выполняется следовательно расчет произведен верно.
ТЕПЛОВАЯ СХЕМА ТГУ И ЕЕ РАСЧЕТ
1Выбор тепловой схемы ТГУ
Выбрана тепловая схема работающая по закрытой схеме. Расчетная схема приведена на рисунке 4.1.
Рисунок 4.1 – Тепловая схема котельной с водогрейными котлами
2 Расчет тепловой схемы ТГУ
Расчет тепловой схемы произведен по методике 2 исходные данные приведены в таблице 4.1 результаты расчета представлены в таблице 4.2.
Таблица 4.1 – Расчет тепловой схемы
Значение величины при характерных режимах работы котельной
Наиболее холодного месяца
Максимальные расходы теплоты (с учетом потерь и расхода на мазутное хозяйство) МВт:
на отопление жилых и общественных
на вентиляцию общественных зданий
на горячее водоснабжение
Расчетная температура наружного воздуха для отопления 0С
Расчетная температура наружного воздуха для вентиляции 0С
Температура воздуха внутри помещений 0С
Температура сырой воды 0С
Температура подогретой сырой воды перед химводоочисткой 0С
Температура подпиточной воды после охладителя деаэрированной воды 0С
Коэффициент собственных нужд ХВО
Температура воды на выходе из котлов 0С
Температура воды на входе в котёл 0С
Расчетная температура горячей воды после местных теплообменников горячего водоснабжения 0С
Предварительно принятый расход химически очищенной воды тч
Предварительно принятый расход воды на подогрев химически очищенной воды тч
Температура греющей воды после подогревателя химически очищенной воды0С
Коэффициент снижения расхода теплоты на отопление и вентиляцию для режима наиболее холодного месяца:
Температура воды на нужды отопления и вентиляции в подающей линии для режима наиболее холодного месяца 0С:
Температура обратной сетевой воды после системы отопления и вентиляции для режима наиболее холодного месяца 0С:
Отпуск теплоты на отопление и вентиляцию с учетом потерь МВт:
для максимально-зимнего режима:
для режима наиболее холодного месяца:
Суммарный расход теплоты на отопление вентиляцию и горячее водоснабжение МВт:
Расход воды в подающей линии системы теплоснабжения для нужд горячего водоснабжения для максимально-зимнего режима тч:
Тепловая нагрузка подогревателей первой ступени (на обратной линии сетевой воды) для режима наиболее холодного месяца МВт:
Тепловая нагрузка подогревателей второй ступени для режима наиболее холодного месяца МВт:
Расход сетевой воды на местный теплообменник второй ступени т.е. на горячее водоснабжение для режима наиболее холодного месяца тч:
Расход сетевой воды на местный теплообменник для летнего режима тч:
Расход сетевой воды на отопление и вентиляцию тч:
для максимально-зимнего режима тч:
для режима наиболее холодного месяца тч:
Расход сетевой воды внешними потребителями на отопление вентиляцию и горячее водоснабжение тч:
для максимально-зимнего режима тч:
для режима наиболее холодного месяца тч:
для летнего режима тч:
Температура обратной сетевой воды после внешних потребителей 0С:
для максимально-зимнего режима 0С:
для режима наиболее холодного месяца 0С:
проверяется для летнего режима 0С:
Расход подпиточной воды для восполнения утечек в теплосети внешних потребителей тч:
для режима наиболее холодного режима тч:
Расход сырой воды поступающей на химводоочистку тч:
Температура химически очищенной воды после охладителя деаэрированной воды 0С:
для летнего режима 0С:
Температура химически очищенной воды поступающей в деаэратор 0С:
для максимально зимнего режима 0С:
Проверяется температура сырой воды перед химводоочисткой 0С:
Расход греющей воды на деаэратор тч:
Расход хим. очищенной воды на подпитку сети тч:
Расход теплоты на подогрев сырой воды МВт:
для максимально-зимнего режима МВт:
для режима наиболее холодного месяца МВт:
для летнего режима МВт:
Расход теплоты на подогрев химически очищенной воды МВт:
для максимально-холодного режима МВт:
Расход теплоты на деаэратор МВт:
Расход теплоты на подогрев химически очищенной воды в охладителе
деаэрированной воды МВт:
Для максимально-зимнего режима МВт:
Суммарный расход теплоты необходимый в водогрейных котлах МВт:
Расход воды через водогрейные котлы тч:
Расход воды на циркуляцию тч:
Расход воды по перепускной линии тч:
для максимально-зимнего периода тч:
Расход сетевой воды от внешних потребителей через обратную линию тч:
Расчетный расход воды через котлы тч:
Расход воды поступающей к внешним потребителям по прямой линии тч:
Разница между найденным ранее и уточненным расходом воды внешними потребителями %:
для максимально-зимнего периода %:
для режима наиболее холодного месяца %:
для летнего режима %:
Таблица 4.2 – Результаты расчета тепловой схемы
Коэффициент снижения расхода теплоты на отопление и вентиляцию
Температура воды в подающей линии на нужды отопления и вентиляции Со
Температура обратной сетевой воды после систем отопления и вентиляции Со
Отпуск теплоты на отопление и
Суммарный расход теплоты на отопление вентиляцию и горячее водоснабжение МВт
Расход воды в подающей линии на отопление вентиляцию и горячее водоснабжение тч
Температура обратной воды после внешних потребителей Со
Расход подпиточной воды для восполнения утечек в теплосети внешних потребителей тч
Количество сырой воды поступающее на ХВО тч
Температура химически очищенной воды после охладителя деаэратора Со
Температура химически очищенной воды поступающей в деаэратор Со
Проверка температуры сырой воды перед химводоочисткой
Расход греющей воды на деаэратор тч
Суммарный расход теплоты который необходимо получить в котлах МВт
Расход воды через водогрейные котлы тч
Расход воды на рециркуляцию тч
Расход воды по перепускной линии тч
Расход сетевой воды через обратную линию тч
Расчетный расход воды через котлы тч
Расход воды поступающей к внешним потребителям по прямой линии тч
3 Определение производительности и числа устанавливаемых котлов.
В соответствии с расчетом тепловой схемы к установке принимаем 3 котла КВ-ТС-30-150. По данным завода-изготовителя мощность одного котла составляет 30 МВт при расходе воды 370 тч. При летнем режиме теплоснабжение потребителей будет обеспечено одним котлом. При режиме наиболее холодного месяца в работе будут находиться три котла.
Таблица 4.3 – Пересчет тепловой схемы на количество котлов
Рисунок 4.2 – Тепловая схема
4. Подбор основного оборудования.
4.1. Подбор насосов.
Подбор сетевого насоса:
Расчетный напор для сетевого насоса
Расчетный расход через насос
=91547*12=109856 тч для зимнего периода.
К установке принимаем 1 насос СЭ-1250-140-11и резервный параллелно основному.
Подбор насоса сырой воды:
Расчетный напор для насоса сырой воды:
Нс=1025 м высота расположения деаэрационной колонки принимается равной высшей отметки котла.
м - сопротивление линии ХВО.
Расчетный расход через насос:
тч для зимнего режима.
К установке принимаем 1 насос 3К6-30-62 и резервный параллельно
Подбор питательного насоса:
Расчетный напор для питательного насоса
К установке принимаем 1 насосЭПН-125160Б и резервный параллельно основному.
Подбор рециркуляционного насоса:
Расчетный напор для рециркуляционного насоса
Расчетный расход воды через насос
К установке принимаем 1 насос СЭ-800-55-11 и резервный параллельно основному.
4.2. Подбор деаэратора
Подбор бака аккумулятора:
Вместимость бака аккумулятора:
Принимаем атмосферный деаэратор марки ДСА-25. Номинальная производительность 25 тч. Полезная вместимость 15 м3.
РАСЧЕТ СИСТЕМЫ ХВО И ПОДБОР ОБОРУДОВАНИЯ
Производительность одного котла 370 тч при давлении 25 МПа
Исходная вода (5%) поступает из водопровода в количестве равном количеству питательной воды имеет следующую характеристику:
Карбонатная жесткость
Параметры воды обратной лини (95%):
Жкон = 05;Sкон=50 мгкгЩкон = 02
2 Выбор схемы химической обработки
Общая жесткость питательной воды определяется по формуле:
Жп.в = 095 Жкон+ 005 Жи.в (5.1)
Жп.в = 05 · 095 + 3· 005 = 0625мг эквкг
Сухой остаток питательной воды определяется по формуле:
Sп.в= 095 Sкон+ 005 Sи.в(5.2)
Sп.в= 095 · 50 + 005· 550 = 75мгэквкг
Щелочность питательной воды определяется по формуле:
Щ п.в = 095 Щ кон+ 005 Щ и.в(5.3)
Щ п.в = 095 · 02 + 005· 27 = 0325 мг эквкг
По определенным характеристикам отдельных компонентов определяем величину относительной щелочности котловой воды.
где Щх - щелочность химически очищенной воды;
Sх – сухой остаток химически обработанной воды (Sx=11Sив).
Що.к = Що.х 20% значит относительная щелочность лежит в пределах допустимых применение натрий-катионирования возможно.
К установке принято два фильтра первой ступени и фильтр второй ступени с внутренним диаметром корпуса 1500 мм марка фильтров ФИПа I-15-06-Na а так же один резервный для обеих ступеней. Высота загрузки фильтра 2 м. Общая высота 3310мм. Площадь поперечного сечения 178 м2. Скорость фильтрации в первой ступени принимается 5-10 мч во второй ступени (в барьерных фильтрах) 30 мч. В качестве катиона используется сульфоуголь с обменной способностью Е=300 мг эквкг.
Производительность химической водоподготовки ориентировочно определяется по формуле:
Dвод = 12 D005 (5.5)
где D – производительность одного котла тч.
Dвод = 12 · 370· 005 = 222 м3ч
Скорость фильтрации определяется по формуле:
где n– количество фильтров шт.
После прохождения через фильтры I ступени вода практически снижает свою жесткость до 02 - 01 мг эквкг поэтому общее количество солей жесткости поглощаемое в фильтрах I ступени составит:
Объем сульфоугля в каждом фильтре определяется по формуле:
V = 178 · 2 = 356 м3
Число регенераций фильтров определяется по формуле:
RI= 1492 356 · 300 = 14регсут
каждого фильтра в отдельностиRф = RI 2 = 14 2 = 07 регсут
Межрегенерационный период равен:
ТI = 2 · 2414 = 343 ч
Жесткость воды поступающей в фильтр II ступени а ее содержание на выходе из фильтра считают равным нулю следовательно количество солей жесткости поглощаемое в фильтре II ступени:
АII = 02 · 222 · 24 = 1066 мг эквкг
Число регенераций фильтра второй ступени
RII= 1066076·300=047регсут
Межрегенерационый период фильтра ТI = 1 · 24 047 = 51 ч
Регенерация фильтра II ступени должна производиться раз в 10 дней.
Расход соли необходимый на одну регенерацию:
где - удельный расход соли принимаемый равным 200 гг экв.
Gc ==200·300·0761000= 456 кгрег
Объем 26%-ного раствора соли на одну регенерацию:
где - плотность раствора соли при =20°С =12;
- содержание соли в растворе - 26%.
Vс = 456·1001000·12·26=015 м3
Расход технической соли в сутки:
=456 ·(14+047)=8527 кгсут
Расход технической соли на регенерацию фильтров в месяц:
Резервуар мокрого хранения соли принимаем из расчета месячного расхода с запасом в 50% согласно указаниям СНиП
Устанавливаем железобетонный резервуар емкостью =3375 м3 размерами 15x15x15 м.
Емкость мерника раствора соли принимаем по расходу соли на регенерацию фильтров с запасом в 30%:
Принимаем мерник высотой 15 м. и диаметром 029 м.
ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ ПОДБОР ДЫМОСОСАИ ДУТЬЕВОГО ВЕНТИЛЯТОРА
Количество воздуха на которое рассчитывается дутьевое устройство определяют по уравнению:
где 11- значение коэффициента учитывающего утечку воздуха через неплотности воздуховодов;
-значение коэффициент избытка воздуха в топке;
- максимальный расход топлива в м3ч
- количество воздуха необходимое для сжигания1 м3 топлива при 00 и 760 мм.рт.ст. в м3ч
b - барометрическое давление в мм.рт.ст. в районе расположения котельной;
- температура подаваемого воздуха в градусах
Значение мало поэтому поправка в большинстве случаев несущественная.
Исходя из найденной производительности к установке принимаем дутьевой вентилятор маркиВДН - 13 производительностью 60 103 м3ч.
Подбор дымососа осуществляется точно по таким же формулам что и дутьевой вентилятор.
Исходя из найденной производительности к установке принимаем центробежный дымосос ВДН – 10 с производительностью м3ч.
КОМПОНОВКА ГЛАВНОГО КОРПУСА ТГУ
Была запроектирована котельная закрытого типа выбор такого типа определяется расчетной температурой которая для г. Владивостока равная -24оС.
Один торец здания является постоянным а второй свободным т.е. при необходимости увеличения мощностей здание можно расширить. Со стороны постоянного торца здания расположены административно-бытовые помещения. За ними в сторону свободного торца находится общий зал в котором расположены: система ХВО деаэратор и группа сетевых подпиточных и рециркуляционных насосов.
Дальше расположены три водогрейных котлов КВ–ТС–30150 с экономайзерами вентиляторами и дымососами. В общем зале также расположен деаэратор установленный на высоте 1025 м; теплообменники для подогрева холодной воды поступающей на ХВО.
Согласно СНиП 11-35-76 “Котельные установки” между котлами технологическим оборудованием и стенами здания устроены проходы необходимой ширины.
Аэродинамический расчет газовоздушного тракта
1.Расчетная аксонометрическая схема газовоздушного тракта
Рисунок 8.1 - Схема газовоздушного тракта
2. Определение сечений воздуховодов и газоходов.
Определение сечений воздуховодов:
Определение объемного расчетного расхода:
V=68143600·5368·13·(273+30)273=147 м3с
- температура наружного воздуха принимается равной 30°С
Для данного расхода допустимая скорость равна =11 мс. Площадь сечения равна =14711=1336 м2 x=115×115 м.
Определение сечений газоходов:
Участок котел - экономайзер:
=68143600·952·(273+390)273=4376 м3с
С целью предотвращения загрязнения внутренних стенок газоходов допустимая скорость равна =12 мс. Площадь сечения равна =437612=365 м2
Участок экономайзер - дымосос:
=68143600·9848·(273+140)273=282 м3с
С целью предотвращения загрязнения внутренних стенок газоходов допустимая скорость равна =12 мс. Площадь сечения равна =28212=235 м2
Участок дымосос - сборный коллектор:
Участок сборный коллектор - дымовая труба:
=3·68143600·9848·(273+140)273=846 м3с
С целью предотвращения загрязнения внутренних стенок газоходов допустимая скорость равна =12 мс. Площадь сечения равна =84612=705 м2
3. Аэродинамический расчет котла экономайзера воздуховодов и газоходов.
Таблица 8.1 - Аэродинамический расчет
Сопротивление первого газохода
Относительный продольный шаг труб мм
По конструктивным и расчетным данным
Относительный поперечный шаг труб мм
Средняя скорость газов в газоходе мсек
По тепловому расчету
Средняя температура газов °С
Число рядов труб в глубину пучка по ходу газов
Значение коэффициента сопротивления одного ряда коридорного пучка
Значение коэффициента сопротивления всего пучка
Плотность газа при средней температуре кгм³
Динамическое давление при средней скорости и средней плотности мм вод. ст.
Сопротивление пучка труб первого газохода мм вод. ст.
Значение коэффициента сопротивления поворота под 90° в первом газоходе
Сопротивление двух поворотов первого газохода мм вод. ст.
Сопротивление первого газохода мм вод. ст.
Сопротивление второго газохода
Сопротивление пучка труб второго газохода мм вод. ст.
Значение коэффициента сопротивления поворота под 90° во втором газоходе
Сопротивление двух поворотов второго газохода мм вод. ст.
Сопротивление второго газохода мм вод. ст.
Общее сопротивление котла
Суммарное сопротивление двух газоходов в мм.вод.ст.
Значение поправочного коэффициента учитывающего камеру догорания
Общее сопротивление котла мм.вод.ст.(Па)
Аэродинамический расчет воздухоподогревателя
Средняя скорость газов в экономайзере мс
По теплотехническим характеристикам экономайзера
По конструктивным характеристикам экономайзера
Средняя температура газов 0С
Плотность газов при средней температуре кгм3
воздухоподогревателя Па
Определение сопротивлений газовоздушного тракта.
Сопротивление газового тракта рассчитывается по формуле:
=40 Па Сопротивление топки
=152 Па Сопротивление котла
=455 Па Сопротивление воздухоподогревателя
Сопротивление дымовой трубы рассчитывается по формуле
где - потери давления в дымовой трубе
- потери давления на выходе из трубы
=005 – коэффициент шероховатости для кирпичных и бетонных труб
i=002 – уклон трубы во внутр. образующей
Суммарное сопротивление дымовой трубы: =244+455=699 Па
Участок экономайзер-дымосос.
Требуемая площадь живого сечения газохода: F=235 м2
Секундный расход дымовых газов: V=282 м3с
Скорость дымовых газов =12 мс
Длина газохода: L=23 м
- коэффициент шероховатости для кирпичных труб
=4·235612=1536 где F-площадь живого сечения U-полный периметр сечения омываемой протекающей средой.
Участок дымосос - сборный коллектор
Секундный расход дымовых газов:V=282 м3с
Скорость дымовых газов =12 мс.
Длина газохода: L=4 м
- коэффициент шероховатости для металлических труб
Участок общий коллектор - дымовая труба
Требуемая площадь живого сечения газоходаF=705 м2;
Секундный расход дымовых газов: V=846 м3с
Длина газохода: L=5 м
hг =hк +hт +hвоз +hтр + hуч=152+40+455+244+286+15264+497+
264+359+11448=110258 Па
4 Расчет выбросов загрязнения веществ и определение высоты диаметров трубы
Определение минимальной высоты дымовой трубы производится в следующей последовательности:
Определение выброса золы (гс)
где ВР - расчетный часовой расход топлива всеми котлами работащими на дымовую трубу тчас;
зу- КПД золоуловителя %;
q4- потеря теплоты от механической неполноты горения%.
Определяется выброс SO2 (гc)
где ВР – расчетный часовой расход топлива всеми котлами работающими на дымовую трубу тчас SP –содержание серы в рабочей массе топлива% молекулярная масса SO2 и S.
Определяется выброс оксидов азота рассчитываемый по NO2 (гс)
где - поправочный коэффициент учитывающий влияние качества сжигаемого топлива на выход оксидов азота;
поправочный коэффициент характеризующий эффективность воздействия рециркулирующих продуктов сгорания;
r - степень рециркуляции продуктов сгорания;
k – коэффициент характеризующий выход оксидов азота на 1 т. сожженного топлива определяется по формуле:
где QH Q – номинальная и действительная теплопроизводительность котла Гкалч.
Определяется диаметр устья дымовой трубы (м)
где VТР – объемный расход продуктов сгорания через трубу м3с;
wвых – скорость продуктов сгорания на выходе из дымовой трубы.
Определяется предварительная минимальная высота дымовой трбы
где А – коэффициент зависящий от метеорологических условий местности;
z – число дымовых труб;
- разность температуры выбрасываемых газов и средней температуры воздуха
Определяется коэффициенты f и
Определяется коэффициент m в зависимости от параметра f
Определяется безразмерный коэффициент n в зависимости от параметра v: n=1
Определяется минимальная высота дымовой трубы (м) во втором приближении
т.к. разница между Н1 и Н превышает 5 % то необходимости делать уточняющий расчет.
Второй уточняющий расчет :
В соответствии со СНиП II-35-76 высота трубы принимается равной Н=60 м
При высоте трубы Н определяем максимальную приземную концентрацию каждого из вредных веществ
Пересчитываем поправочные коэффициенты при Н
Определяем максимальную приземную концентрацию
Проверяется условие при котором безразмерная суммарная концентрация недолжна превышать 1:
5 Окончательный подбор дымососов и дутьевых вентиляторов.
Расчетное давление дымососа определяем по формуле
- Разряжение создаваемое дымовой трубой
Принимаем дымосос принятый по предварительному подбору ВДН – 10 с производительностью 136 103м3ч.
Принимаем дутьевой вентилятор принятый по предварительному подбору ВДН - 13 производительностью 60 103 м3ч.
Установленная мощность котельной
Годовой отпуск теплоты на отопление
Годовой отпуск теплоты на вентиляцию:
Отпуск теплоты на горячее водоснабжение:
Годовой отпуск теплоты от котельной:
Годовая выработка теплоты котельной:
Число часов использования установленной мощности котельной в году:
Удельный расход топлива на 1 отпущенный ГДж теплоты:
Годовой расход топлива в котельной:
Установленная мощность токоприемников:
Годовой расход электроэнергии на собственные нужды котельной:
Годовой расход сырой воды в котельной:
Удельный расход сырой воды:
При расчете себестоимости отпускаемой от котельной теплоты определяются:
Годовые затраты на топливо
Годовые затраты на электроэнергию:
Годовые затраты на использованную воду:
Годовые затраты на амортизационные отчисления:
Годовые затраты на текущий ремонт:
Годовые затраты на заработную плату эксплуатационного персонала котельной:
Прочие суммарные расходы:
Годовые эксплуатационные расходы по котельной:
Себестоимость отпущенной теплоты:
в том числе топливная составляющая:
Рентабельность капиталовложений:
Приведенные затраты на 1 ГДж отпущенной теплоты:
СПЕЦИФИКАЦИЯ ОБОРУДОВАНИЯ
Воздухоподогреватель
Рециркуляционный насос
Деаэратор атмосферного Давления ДСА-25
Дутьевой вентилятор:
Каталог котлов малой производительности. Ведущий редактор Н.В. Бутина - М.; ВНИИТЭМР 1987г.
Эстеркин Р.И. Котельные установки. Курсовое и дипломное проектирование – Л.; «Стройиздат» 1989-280с.
Роддатис К.Ф. Полтарецкий А. Н. Справочник по котельным установкам малой производительности. Под ред. К.Ф. Роддатиса. М.: Энергоатомиздат 1989. – 488 с.
Гусев Ю.Л. Основы проектирования котельных установок. 2-е изд. – М.; «Стройиздат» 1973-248с.
Справочник по насосам Галустов В.С.

Компоновка.dwg

Компоновка котельной котлами
Компоновка котельной
План котельной на отметке 0.000 М 1:150
План второго этажа М 1:150
Кабинет для совещаний
Химическая лаборатория
Компановка котельной
Тепловая схема котельной с водогрейными котлами
Схема двухступенчатой натрий-катионитовой установки
Экспликация схемы Na-катионитовой установки
Водоструйный эжектор
Фильтр первой ступени
Фильтр второй ступени
Аксонометрическая схема газовоздушного тракта
газовоздушнного тракта. Схема ХВО.
котлами. Аксонометрическая схема
Теп. схема котельной с водогрейными
Рециркуляционный насос
Бак деаэрированной воды
Подогреватель деаэрированной воды
Охладитель деаэрированной воды
Подогреватель сырой воды
Экспликация тепловой схемы котельной
Пневмомех. забрасыватель
Воздухоподогреватель
Механическая решетка
Коэффициент полезного действия
Теплопроизводительность
Техническая характеристика
котлоагрегата КВ-ТС-30-150
Температура на выходе из топки
Температура уходящих газов
Тип воздухоподогревателя