Расчет и проектирование источника и системы теплоснабжения промышленного предприятия

Содержание

Введение

1 Определение значений тепловых нагрузок

1.1 Определение производственных нагрузок

1.2 Определение теплофикационных нагрузок

1.2.1 Определение нагрузки на отопление

1.2.2 Определение нагрузки на вентиляцию

1.2.3 Определение нагрузки на ГВС

1.3 Выводы

2 Система траспорта тепловой энергии

2.1Выбор и описание системы транспорта теплоты

2.2 Выбор и описание системы транспорта тепловых сетей

2.3 Гидравлический расчет

2.4 Расчет нормативных технологических потерь при передаче тепловой энергии от источника тепла

2.5 Выводы

3 Источник теплоснабжения

3.1 Выбор и описание источника теплоснабжения

3.2 Выбор основного и вспомогательного оборудования

3.3 Расчеты материального и теплового балансов

3.4 Вывод

Заключение

Список литературы

Введение

Теплоснабжение представляет собой снабжение теплом различных зданий и сооружений (жилых, общественных, промышленных) с целью обеспечения технологических и коммунально-бытовых нужд потребителя. Оно может быть местным и централизованным. Местное теплоснабжение организуется для обслуживания одного либо нескольких зданий, централизованное – для жилых и промышленных районов. Система централизованного теплоснабжения – это источник тепла, тепловая сеть и теплопотребляющие установки, которые присоединяются к сети посредством тепловых пунктов. Расчет курсовой позволяет оценивать технико-экономическую эффективность при планировании энергосберегающих мероприятий, внедрении процессов теплопередачи в систему снабжения потребителей энергией и оборудования, а также прогнозировать и планировать схему и нагрузки теплоносителя.

Целью данного курсового проекта является проектирование и расчет источника и системы теплоснабжения в городе Казань для семнадцати объектов, пять из которых являются производственными, остальные двенадцать - общепроизводственные службы и помещения.

По данным расчета выбираются схема теплоносителя, многотрубность системы, способ подачи тепла и вид теплоносителя. Затем по тепловому рас-чету котельной по нагрузкам всех объектов выбираются котлы, а так же основное и вспомогательное оборудование.

В графической части приводятся схемы расположения предприятий с тепловыми сетями, схема источника теплоснабжения и конструктивная схема котла.

Система транспорта тепловой энергии

2.1 Выбор и описание системы транспорта теплоты

Системой теплоснабжения называется комплекс устройств по выработке, транспорту и использованию тепловой энергии.

Основное назначение любой системы теплоснабжения состоит в обеспечении потребителей необходимым количеством теплоты требуемого качества (т.е. теплоносителем требуемых параметров).

В системах централизованного теплоснабжения источник теплоты и теплоприемники потребителей размещены раздельно, на значительном расстоянии, поэтому теплота от источника до потребителя передается по тепловым сетям и теплоснабжение происходит от одного источника теплоты не-скольким группам потребителей.

Процесс централизованного теплоснабжения состоит из трех последовательных операций:

1. подготовки теплоносителя;

2. транспортировки теплоносителя;

3. использование теплоносителя (осуществляется в теплоприемниках потребителей).

Подготовка теплоносителя проводится в котельных. Транспортируется теплоноситель по тепловым сетям. Используется теплоноситель в теплоприемниках потребителях.

Важнейшей функцией СЦТ является доведение произведенной на тепло-источниках теплоты до потребителей наиболее надежным и экономичным об-разом. Для выполнения ее сооружают трубопроводные системы, хорошо изолированные тепловой изоляцией, защищенные от внешнего воздействия и повреждений, оснащенные запорной и регулирующей арматурой, средствами автоматики и учета теплоты и теплоносителей.

Выбор системы теплоснабжения определяется техническими и экономическими сооружениями и зависит главным образом от типа источника теплоты, вида тепловой нагрузки и категории потребителей. Рекомендуется максимально упрощать систему теплоснабжения. Чем система проще, тем она дешевле в сооружении и надежнее в эксплуатации.

2.5 Выводы

В процессе расчета тепловой схемы системы транспорта теплоты были определены на каждом участке тепловой сети:

1. потери давления: для теплопровода в сумме они составляют 0,181МПа, для водопровода – 0,162МПа, для паропровода – 176,48Па.

2. потери напора: для теплопровода составляют 19,05м, для водопровода – 16,98м, для паропровода – 0,02м.

3. нормативные значения часовых тепловых потерь для среднегодовых условий функционирования тепловой сети: для теплопровода составляют 0,10Гкал/ч, для водопровода – 0,13Гкал/ч, для паропровода – 0,009 Гкал/ч.

3. источник теплоснабжения

3.1 Выбор и описание источника теплоснабжения

При значительных расходах теплоты на нужды отопления, вентиляции и горячего водоснабжения и относительно малых расходах пара на технологические нужды обычно проектируется котельные с паровыми и водогрейными котлами.

Выбирается источник теплоснабжения по максимальной тепловой нагрузке, по теплоносителю – вода и пар, по назначению – производственноотопительная, комбинированная котельная первой категории, то есть котельная, являющаяся единственным источником тепла системы теплоснабжения и обеспечивающие потребителей первой категории, не имеющих индивидуальных резервных источников тепла.

При разработке тепловой схемы котельной с паровыми и водогрейными котлами возможны два варианта: двухступенчатый и одноступенчатый подогрев сетевой воды. В данном курсовом проекте применен одноступенчатый подогрев, то есть горячая вода вырабатывается водогрейными котлами, а пар – паровыми. Связью между паровой и водогрейной частью ко-тельной является химическая очистка питательной воды и паропроводы для обоих теплоносителей (пар и горячая вода). В котельной установлен один атмосферный деаэратор.

Потоки рабочих тел движутся в следующих направлениях. Насос сырой воды подает воду в охладитель продувочной воды, где она нагревается за счет теплоты продувочной воды. Затем сырая вода подогревается до 2030 0С в пароводяном подогревателе и направляется в химводоочистку. Химически очищенная вода, пройдя через охладитель подпиточной воды и подогреватель химически очищенной воды, направляется в деаэратор. Из де-аэратора с помощью насосов подпиточной и питательной воды вода направляется соответственно водогрейные и паровые котлы. Сетевой насос подает обратную воду в водогрейные котлы и затем нагретую – в подающую линию теплосети.

Пар от паровых котлов направляется к технологическим потребителям, частично используется на собственные нужды котельной, а также для нагрева воды, поступающей из водоканала, на нужды ГВС. Непрерывная продувка от паровых котлов направляется в расширитель, где котловая во-да вследствие снижения давления частично испаряется. Пар из расширителя поступает в деаэратор. Вода из расширителя поступает в охладитель продувочной воды и сбрасывается в продувочный колодец (барботер).

3.4 Вывод

По максимальной тепловой нагрузке в 6,49 Гкал/ч=10,14 МВт был определен вид источника теплоснабжения, по теплоносителю – вода и пар, по назначению – производственноотопительная, комбинированная котельная.

На основе полученных данных теплового расчета источника тепло-снабжения было подобрано основное и вспомогательное оборудование.

По результатам составления теплового баланса котлов определены значения потерь теплоты с уходящими газами, потери теплоты от химического недожога и за счет наружного охлаждения, а также – величина полез-но использованной тепловой энергии. Составление теплового баланса позволяет проанализировать эффективность использования сжигаемого топлива, в данном случае природного газа Ставрополь-Москва. В котле VITOMAX 200-HS топливо сжигается эффективно.

Заключение

В настоящее время актуальная задача – оптимальный выбор источников тепла по теплофикационным нагрузкам и совершенствование систем транс-порта и распределения теплоты по объектам.

В данном курсовом проекте была вычислена расчетная производительность производственно-отопительной комбинированной котельной первой категории, состоящей из тепловых нагрузок на отопление, вентиляцию и ГВС, а также на технологию. Для удовлетворения существующей тепловой нагрузки выбраны два котла марки Viessmann Vitomax 200 LW M62А, производительностью до 6 МВт каждый, один из которых резервный. Котлы предназначены для эффективного отопления и вентиляции производственных помещений и административно-общественных зданий. Для удовлетворения технологической нагрузки и нужд горячего водоснабжения выбраны два котла марки Viessmann Vitomax 200 HS М 33 А паропроизводительностью 6,4 т/ч, один из которых является резервным. В неотопительный период предусмотрена работа лишь трех паровых котлов.

Для транспорта теплоты применяются два теплоносителя: вода и сухой пар. Для удовлетворения сезонной нагрузки в качестве теплоносителя используется вода, для промышленной технологической нагрузки – пар. Для нагрева воды, поступающей на нужды ГВС из водоканала используется пар.

В данном курсовом проекте схема тепловых сетей для отопления и вентиляции двухтрубная водяная закрытая с зависимым присоединением. Для ГВС схема тепловых сетей двухтрубная водяная закрытая с независимым присоединением через водоводяной теплообменник. Пар не имеет конденсационную линию в связи с тем, что рассчитан на производство и после использования утилизируется в атмосферу.