Производственно-отопительная котельная с котлами ДКВР-6,5-13

Содержание

Содержание

Введение

1 Описание и расчет тепловой схемы котельной

1.1 Краткое описание котельного агрегата ДКВР-6,5-

1.2 Описание тепловой схемы котельной

1.3 Расчет тепловой схемы котельной

1.4 Выбор числа устанавливаемых котлов

2 Выбор водоподготовительного оборудования

2.1 Состав природной воды

2.2 Показатели качества воды

2.3 Обработка воды для паровых котлов

2.4 Выбор схемы обработки исходной воды

2.5 Подбор натрий-катионитных фильтров

2.6 Подбор натрий-хлор-ионитных фильтров

2.7 Выбор солерастворителя

2.8 Выбор деаэратора

3 Расчет и выбор вспомогательного оборудования котельной

3.1 Выбор насосов

3.2 Выбор теплообменников

3.3 Выбор сепаратора непрерывной продувки

4 Расчет и подбор тягодутьевого оборудования

4.1 Описание схемы подачи воздуха и дымоудаления

4.2 Расчет объемов продуктов сгорания и КПД-брутто котлоагрегата

4.3 Выбор тягодутьевого оборудования

5 Топливоснабжение котельной

5.1 Описание газорегуляторной установки

5.2 Состав и функции оборудования ГРУ

6 Автоматика котельной

6.1 Общие требования к автоматизации

6.2 Параметры, подлежащие контролю

6.3 Автоматика безопасности котла

6.4 Сигнализация

6.5 Автоматическое регулирование

7 Описание архитектурно-строительной части котельной установки

8 Отопление и вентиляция помещения котельной

9 Список использованных источников

Введение

В данной курсовой работе выполнен проект производственно-отопительной котельной, расположенной в г.Владимир на реке Клязьме. В качестве топлива используется природный газ второй нитки газопровода Ставрополь-Москва.

Котельная используется для снабжения паром промышленного предприятия и для отопления жилого района. Тепловые нагрузки на технологические нужды – 9 тонн пара в час; на отопление и вентиляцию – 16 ГДж/час; на ГВС – 8 ГДж/час.

С производства конденсат возвращается с температурой tконд.техн.=75°С в количестве 65%

В котельной применяются котлы марки ДКВР6,513 производства Бийского котельного за-вода.

Теплоснабжение района осуществляется по двухтрубной закрытой схеме. Расчетные параметры теплоносителя: подающий трубопровод – 130°С; обратный трубопровод – 70°С.

2 Выбор водоподготовительного оборудования

Надежная и экономичная работа котельной установки в значительной степени зависит от качества воды, применяемой для питания котлов.

Источниками водоснабжения для питания котлов могут служить пруды, реки, озера (поверхностный водозабор), а также грунтовые или артезианские воды, городской или поселковый водопровод. Природные воды, обычно содержат примеси в виде растворенных солей, коллоидные и механические примеси, поэтому непригодны для питания котлов без предварительной очистки.

2.1 Состав природной воды

Твердые вещества, содержащиеся в воде, разделяют на механически взвешенные примеси, состоящие из минеральных и иногда органических частиц, коллоиднорастворенные ве-щества и истинно растворенные вещества. Количество вещества, растворенного в единице раствора (воде), определяет концентрацию раствора и обычно выражается в миллиграммах на килограмм раствора (мг/кг).

Вода, как и всякая жидкость, может растворять только определенное количество того или иного вещества, образуя при этом насыщенный раствор, а избыточное количество вещества остается в нерастворенном состоянии и выпадает в осадок.

Различают вещества, хорошо и плохо растворимые в воде. К веществам, хорошо растворимым в воде, относят хлориды (соли хлористоводородной кислоты) СаС12, МgС12, КаС1, к плохо растворимым — сульфиды (соли серной кислоты) СаSО4, МgSО4, N3SO4 и силикаты (соли кремниевой кислоты) СаSiO3, МgSiO3. Присутствие сульфидов и силикатов в воде приводит к образованию твердой накипи на поверхности нагрева котлов.

Растворимость веществ зависит от температуры жидкости, в которой они растворяются. Различают вещества, у которых растворимость увеличивается с ростом температуры, например СаС12, МgС12, Мg(NO3)2, Са(NO3)2, и у которых уменьшается, например СаSО4, СаSiO3, МgSiO3.

Обработка воды для паровых котлов

Исходными данными для выбора оборудования предварительной водоочистки является:

величина продувки котла;

содержание углекислоты в паре;

относительная щелочность котловой воды.

Обработка воды для водогрейных котлов включает в себя следующие основные этапы:

удаление взвешенных частиц;

удаление железа;

умягчение, предотвращение накипеобразования;

предотвращение коррозии (удаление кислорода и углекислого газа из питающей воды с помощью деаэраторов различных конструкций. Применение деаэратора позволяет существенно снизить содержание свободного кислорода (до 0,02 мг/кг), остальное же количество должно связываться химическим способом).

2.3.1 Удаление механических примесей с помощью фильтров

Для удаления осаждаемых (песок, окислы железа, соли CaCO3 и другие тяжелые частицы) и взвешенных частиц (мелкая глина, грязь и органические вещества) используются механические фильтры различных конструкций.

При незначительных механических загрязнениях (до 5,0 мг/кг), можно устанавливать компактные фильтры картриджного типа (сменные или промывные), основные достоинства которых - малые габариты, высокие скорость и глубина фильтрации.

При содержании в воде взвешенных частиц более 15 мг/л, целесообразно осуществлять фильтрацию на напорных фильтрах с комбинированным слоем (песок + антрацит).

Отфильтрованные частицы, по мере необходимости, удаляются из слоя противоточной промывкой.

Для проектируемой котельной применяем напорные фильтры с комбинированным слоем, т.к. применение картриджных фильтров нецелесообразно (содержание взвешенных веществ в осветляемой воде 8,0мг/кг).

2.3.2 Умягчение воды методом ионного обмена

Наиболее распространенным способом очистки воды для ее последующего использования в качестве теплоносителя являются методы ионного обмена. Сущность этих методов заключается в том, что вода фильтруется через специальный материал, называемый ионитом. Этот материал имеет способность изменять ионный состав воды в нужном направлении. С электрохимической точки зрения молекулы ионита представляют собой твердый электролит. В зависимости от того какой заряд несет диффузионный слой, иониты разделяются на катиониты и аниониты.

Наиболее распространенными катионитами являются: сульфоуголь и ионообменные смолы КУ 1, КУ 2. Наиболее распространенные аниониты: АН31, АВ-17, АВ18. В зависимости от качества исходной воды и требований к качеству обработанной воды в практике применяют следующие методы ионного обмена: натрийкатионирование, водород-катионирование, хлорионирование, аммоний-катионирование.

Na-катионирование - наиболее распространенный метод обработки воды. Заключается в фильтровании ее через слой катионита, содержащего обменный ион натрия.

При этом протекают следующие реакции:

Са(НСО)3 + 2NaR СаR2 + 2NaНСО3

Mg(НСО)3 + 2NaR MgR2 + 2NaНСО3

CaCl2 + 2NaR СаR2 + 2NaCl

MgSO4 + 2NaR MgR2 + Na2SO4

Как видно из приведенных реакций, кальциевые и магниевые соли, содержащиеся в воде, вступают в обменные реакции с катионитом, замещая в нем натрий и, тем самым, умягчая воду. Вместо кальциевых и магниевых солей в обрабатываемой воде образуется эквивалентное количество легко растворимых натриевых солей. Следовательно, солесодержание при обработке воды не снижается, а несколько увеличивается. Щелочность воды и анионный состав при Naкатионировании не изменяются.

Эксплуатация катионитного фильтра сводится к последовательному проведению следующих операций: умягчение, взрыхление, регенерация, отмывка.

Основная операция процесса – умягчение. При умягчении происходит реакция обмена катионов Ca2+ и Mg2+ на катионы Na+. По мере прохождения ионного обмена катионит истощается и уплотняется, обменные реакции замедляются вплоть до проскока катионов Ca2+ и Mg2+ в обработанную воду. Для восстановления обменной способности катионита его взрыхляют и регенерируют. Взрыхление осуществляется обратным потоком воды, подаваемой из бака, расположенного выше фильтра, или с помощью насоса. Регенерация осуществляется раствором поваренной соли NaCl. Последней операцией является отмывка (промывка) катионита от остаточных продуктов регенерации.

В практике применяются две схемы умягчения воды по методу Naкатионирования: одноступенчатая и двухступенчатая.

Одноступенчатым Naкатионированием можно получить воду с остаточной жесткостью до 0,1 мгэкв/кг. При необходимости более глубокого умягченния воды (до 0,01 – 0,02 мгэкв/кг) следует применять двухступенчатое (последовательное) Naкатионирование.

Число ступеней катионирования определяется требованиями к обработанной воде; так для паровых экранированных котлов, где требуется глубокое умягчение воды, целесообразно применение схемы двухступенчатого Naкатионирования; для горячего водоснабжения, требуется частичное умягчение воды, достаточно одной ступени катионирования.

Н-катионирование. Обработка воды методом Н-катионирования состоит в фильтровании ее через слой катионита, содержащего в качестве обменных ионов катионы водорода. Протекающие в водородном фильтре реакции сводятся к замене катионов Ca2+ и Mg2+ и Na+ на катион водорода. При этом протекают следующие химические реакции:

Ca(HCO3)2 + 2НR СаR2 + 2Н2O + СО2

Mg(HCO3)2 + 2НR MgR2 + 2Н2O + СО2

CaCl2 + 2НR CaR2 + 2HCl

MgSO4+2НR MgR2 + H2SO4

NaCl + НR NaR + HCl

Na2SO4 +2НR 2NaR + H2SO4

2HR + Na2SiO3 2NaR + H2SiO3

Следовательно, присутствующие в воде соли (сульфаты, хлориды и др.) превращаются в процессе ионного обмена в кислоты (серную, соляную и др.), т.е. обработанная вода имеет кислую реакцию (рН7), что недопустимо. Поэтому Н-катионирование всегда совмещается с Naкатионированием, которое обуславливает щелочную реакцию обработанной воды.

Принцип работы Нкатионитного фильтра аналогичен работе Naкатионитного фильтра. Регенерация фильтра производится раствором серной кислоты.

Различают следующие схемы НNaкатионирования:

НNaкатионирование с «голодной» регенерацией фильтров;

параллельное НNaкатионирование;

последовательное НNaкатионирование;

совместное НNaкатионирование.

Н-Na-катионирование с «голодной» регенерацией фильтров применяется для обработки вод с повышенной карбонатной жесткостью при сравнительно малом содержании солей натрия.

Параллельное НNaкатионирование применяется в тех случаях, когда вода, поступающая на фильтры, имеет Жк 0,5 Жо;

c_(SO_4^(2-))^ 〖+c〗_(Cl_^)^ 〖+c〗_(NO_3^)^ <7мг-экв/кг

и когда необходимо получить умягченную воду с заданной остаточной щелочностью не выше 0,35 мгэкв/кг.

Последовательное НNaкатионирование применяется для обработки сильно минерализованных вод с солесодержанием выше 1000 мг/кг при Жк < 0,5 Жо и при

c_(SO_4^(2-))^ 〖+c〗_(Cl_^)^ 〖+c〗_(NO_3^)^ <7мг-экв/кг

Совместное НNaкатионирование применяется в тех случаях, когда сумма анионов сильных кислот в воде, поступающей на фильтры, не превышает 3,5 мгэкв/кг и когда получаемая по этой схеме щелочность (Щост= 1 – 1,3 мгэкв/кг) не вызовет заметного увеличения продувки котлов сверх установленных норм.

Na-Cl-ионирование. NaClионитный метод основан на умягчении воды с одновременным снижением щелочности и осуществляется путем последовательного фильтрования обрабатываемой воды через Naкатионитный фильтр первой ступени, Clанионитный фильтр и затем Na катионитный фильтр второй ступени.

Вторую ступень Naкатионирования, как правило, совмещают в одном фильтре с Clионированием, при этом внизу загружается катионит, а сверху сильноосновный анионит типа АВ – 17.

В этом методе катионит и анионит регенируются поваренной солью NaCl (Na+ регенерирует катионит, Cl - анионит). В фильтрах первой ступени происходит умягчение воды по реакциям. Во второй ступени (в совмещенном NaClионитном фильтре) в слое анионита происходит обмен анионов SO42, NO3-, NO2, HCO3-, содержащихся в воде, на хлор, а в слое катионита «проскочившие» катионы жесткости обмениваются на Na+.

При этом в анионите протекают следующие реакции:

Na2SO4 + 2АнCl АнSO4 + 2NaCl

NaNO3 + АнCl АнNO3 + NaCl

NaНСO3 + АнCl АнНСO3 + NaCl

Методом NaClионирования воды можно снизить жесткость воды до 0,01 мгэкв/кг и щелочность до 0,2 мгэкв/кг.

Компоновка котельной.dwg

Тепловая схема котельной.dwg