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

Рециркуляционный насос
Насос технической воды
Бак технической воды
Рециркуляционная перемычка
Теплообменник сырой воды
Охладитель деаэрированной воды
Теплообменник химически очищенной воды
Эжектор водоструйный
Бак деаэрированной воды
Насос питательной воды
Подогреватель сырой воды (теплообменник паро-водяной)
План котельной. Разрез 1-1. Разрез 2-2 М 1:100
Производственно-отопительная котельная с котлами ДКВР-6
Проект производственно-отопительной котельной
Бак мокрого хранения соли
План котельной на отметке +0
План бытовых помещений на отметке +3

Тепловая схема котельной.dwg

Рециркуляционный насос
Насос технической воды
Бак технической воды
Рециркуляционная перемычка
Теплообменник сырой воды
Охладитель деаэрированной воды
Теплообменник химически очищенной воды
Эжектор водоструйный
Бак деаэрированной воды
Насос питательной воды
Подогреватель сырой воды (теплообменник паро-водяной)
Развернутая тепловая схема
Производственно-отопительная котельная с котлами ДКВР-6
с газовой горелкой ДКВР-6
Деаэратор атмосферного типа ДА-2515
Насос исходной воды GRUNDFOS CR 15-4
Насос питательный GRUNDFOS CRE 32-2 A-F-A-E HQQE
Насос сетевой GRUNDFOS TPE 125-3204-S A-F-A BAQE
Насос подпиточный GRUNDFOS CR 5-4 A-FGJ-A-V HQQV
Охладитель непрерывной продувки HH №14 ОС-16
Насос конденсатный GRUNDFOS CR 5-4 A-FGJ-A-V HQQV
Охладитель выпара ОВА-2
Сепаратор непрерывной продувки СП 0
Солерастворитель С-0
Фильтр Na-катионитный ФИПа I-0
Фильтр Na-Cl-ионитный ФИСДВр-1
Бак конденсатный V=10м³
Обозначения трубопроводов В1 - трубопровод исходной воды В11 - трубопровод подогретой воды после охладителя непрерывной продувки В12 - трубопровод подогретой воды после подогревателя сетевой воды В13 - трубопровод воды после I ступени ХВО В14 - трубопровод воды после II ступени ХВО Т1 - подающий трубопровод системы отопления и
вентиляции Т2 - обратный трубопровод системы отопления и
вентиляции Т71 - паропровод с давлением пара 1
МПа Т72 - паропровод с давлением пара 0
МПа Т73 - паропровод с давлением пара 0
МПа Т74 - паропровод с давлением пара 0
МПа Т81 - трубопровод конденсата после паро-водяных теплообменников Т82 - трубопровод конденсата от технологических потребителей Т91 - трубопровод питательной воды Т92 - трубопровод непрерывной продувки Т93 - трубопровод периодической продувки Т94 - трубопровод подпиточной воды
Пар на технологические нужды
Возврат конденсата от технологических потребителей
Из системы водоснабжения жилого района
Проект производственно-отопительной котельной
Бак отмывочной воды V=2м³
Подогреватель сырой воды HH №04 ОС-16
Сетевой подогреватель HH №21 ОС-16
Охладитель конденсата HH №04 ОС-16
Экономайзер БВЭС-III-2
Вентилятор дутьевой ВДН-8-1500
Дымосос ВДН 10-10000
G=10460м³ч P=2330 Па
G=13620м³ч P=1550 Па