Рекострукция котельной №25 г. Узловая -тепломеханическая часть

poyasnitelnaya_zapiska.doc

1. Тепломеханическая часть
1. Определение расчётной тепловой нагрузки
Реконструируемая котельная № 102 в г. Узловая работает на покрытие тепловой нагрузки на отопление в виде воды температурой 95-70 0С потребителей жилищно-коммунального хозяйства .
Согласно расчёту потребности в тепле и топливе выполненном МУП Тепловое хозяйство г. Узловая нагрузка на котельную с учётом потерь в сетях и нужд котельной составляет:
Данные по всем потребителям тепла представлены в табл. 1.
Максимальные тепловые нагрузки на отопление
потребителей тепла котельной 102
Наименование объекта
Часовая тепловая нагрузка для максимально-зимнего режима Гкалч
Годовой расход тепла при средней отопительной температуре Гкалгод
ул.Красноармейская5а
ул.Красноармейская9а
ул.Красноармейская10
ул.Красноармейская11
ул.Красноармейская12
ул.Красноармейская13
ул.Красноармейская20
ул.Красноармейская22
ул.Красноармейская22а
ул.Красноармейская24
ул.Красноармейская25
ул.Красноармейская26
ул.Красноармейская29
ул.Красноармейская31
ул.Красноармейская33
ул.Красноармейская35
Потери в теплосетях (5%)
Определим необходимую тепловую мощность котельной для трёх характерных режимов по формуле :
где tв – температура воздуха внутри помещений tв = 18 0С ;
tн – текущая температура наружного воздуха при которой определя-
ется расход теплоты 0С ;
tро – расчётная температура для проектирования отопления 0С ;
Q – расчётная тепловая нагрузка на отопление кВт.
Для максимально-зимнего режима при средней температуре наружного воздуха в наиболее холодную пятидневку (tн=tро=- 27 0С) необходимая тепловая мощность котельной по формуле (1) :
Для режима самого холодного месяца при средней температуре наружного воздуха в наиболее холодный месяц (tн=- 99 0С) :
Для режима переходного периода при средней температуре наружного воздуха tн ≤+8 0С необходимая тепловая мощность котельной по формуле (1):
2 Регулирование тепловой нагрузки
Регулирование тепловой нагрузки осуществляется по температурному графику в зависимости от температуры наружного воздуха. Излом температурного графика центрального регулирования принимается при достижении температуры сетевой воды в подающем трубопроводе на уровне 70 ºС. Излом температурного графика требует разделения отопительного периода на соответствующее число диапазонов. В пределах каждого диапазона центральное регулирование корректируется местным регулирова-нием. Местное регулирование потребления теплоты достигается количес-твенным изменением расхода теплоносителя. Местная коррекция графика центрального регулирования приводит к различным изменениям температуры и расхода теплоносителя возвращающегося к источнику.
Построим график изменения температур расходов теплоты и сетевой воды в отопительный период.
Для этого определим сначала минимальный расход теплоты на отопление по формуле:
где Q0- тепловая нагрузка на отопление зданий кВт ;
tв – расчётная температура воздуха отапливаемых помещений 0 С ;
tн –текущая температура наружного воздуха при которой
определяется расход теплоты 0 С ;
tро –расчётная температура наружнго воздуха для отопления 0 С.
Подставляя tн =8 0 С и tро = -27 0 С в формулу (2) получим
Для характерных температур наружного воздуха приведённых в табл.2 найдём соответствующие значения относительной тепловой нагрузки отопления из соотношения
Например при температуре наружного воздуха tн =+8 0 С относительная тепловая нагрузка отопления будет равна
Температуры сетевой воды в подающем и обратном трубопроводах рассчитываются на основании зависимостей :
где tв - расчётная температура воздуха отапливаемых помещений 0 С ;
Δt- расчётный температурный напор в местной системе
Q0 - относительная тепловая нагрузка отопления ;
- расчётный перепад сетевой воды 0 С ;
- расчётный перепад температуры воды в отопительных
- расчётные температуры сетевой воды соответственно в
подающем и обратном трубопроводе и после элеватора смеше-
Расчётный температурный напор в местной системе отопления определяется по формуле :
Расчётный перепад температур сетевой воды определяется по формуле :
Расчётный перепад температуры воды в отопительных приборах определяется :
Далее по формуле (4) определим значения температур сетевой воды в подающем и обратном трубопроводах для всех величин . Для получим
Для остальных значений расчёт производим аналогично и заносим результаты в табл.2 .
Расчёт температур сетевой воды при центральном регулировании
по отопительной нагрузке
Температура наружного воздуха tн 0С
Относительная отопительная нагрузка
Температура сетевой воды
По данным табл. 3 строим графики на рис. 1 .
Графически найдём температуру наружного воздуха в точке излома tн= 10 0С по пересечению кривой графика с температурой 70 0С. Более точно излом графика определяем расчётом по формуле (4) при значении 0С :
Откуда методом подбора вычисляется значение = 0357 и по формуле (3) находится tн= -1002 0С.
Расчётный расход сетевой воды на отопление составляет :
Определим минимальный расход сетевой воды :
По этим данным на рис. 1 построен график изменения расхода сетевой воды на отопление.
3 Гидравлический расчёт тепловой сети
Расчётный расход сетевой воды на отопление определяем по формуле:
где Go –расчетный расход сетевой водыкгч;
Qo-расчетная тепловая нагрузка на отопление зданий кВт;
c-теплоёмкость воды при начальной температуре греющего
теплоносителя кДж(кг оС); с=423 кДж(кг оС) при 1 =95 оС;
–расчётные температуры сетевой воды соответственно в
подающем и обратном трубопроводе о С.
Подставив в формулу (7) значение расчётной тепловой нагрузки на отопление здания I найдём расчётный расход воды на отопление :
Аналогично рассчитываем расходы сетевой воды на отопление остальных зданий.
Расчётные тепловые нагрузки и расходы сетевой воды на отопление зданий сведены в табл.3.
Расчётные тепловые нагрузки и расходы сетевой воды
Расчётные расходы теплотыQкВт
Расчётные расходы сетевой воды G кгч
Расчётные расходы сетевой водыGтч
Гидравлический расчёт тепловой сети производим вначале по магистральному направлению затем по ответвлениям. Расчёт выполняем в два этапа: предварительно и окончательно.
Предварительный расчёт выполняем с целью определения диаметров трубопровода для транспортировки теплоносителя с допустимой скоростью при экономических удельных потерях давления. Расчёт производим в следующей последовательности.
Принимаем среднее линейное удельное падение давления в сети Rлср по рекомендациям практики эксплуатации [46] не более 80 Пам для магистралей.
По известным расходам теплоносителя и принятому Rлср при помощи номограммы для гидравлического расчёта трубопроводов [1прилож.4] определяем необходимый диаметр трубопровода. При этом независимо от результатов расчёта диаметр принимается не менее 32 мм [6] а скорость воды не более 3-35 мс .
Окончательный ( поверочный ) расчёт.
Предварительно найденный диаметр трубопровода округляем до ближайшего большего стандартного размера принимаемого по литературе [2] .
Для стандартного диаметра трубы уточняется удельное падение давления по формуле :
где Kэ- абсолютная эквивалентная шероховатость трубы м;
G – расход теплоносителя кгс ;
d – внутренний диаметр трубы м ;
ρ- объёмная плотность теплоносителя принимаемая при рас-
чётной температуре теплоносителя на участке кгм3 .
Для труб водопроводов величина АR = 0.0894 Кэ025 в формуле (8) принимается равной [5] :
3×10-3 при Кэ = 00005 м.
Уточняем эквивалентную длину местных сопротивлений.
Для этого из справочной литературы [5] для стандартных диаметров труб принимается расстояние между неподвижными опорами по которому определяется количество компенсаторов на участке и их эквивалентная длина а также эквивалентная длина других местных сопротивлений.
Определяем потери давления на расчётном участке по формуле :
где Rл – удельное падение давления на расчётном участке Пам ;
Приведённая длина трубопровода на участке определяется по формуле :
Определяем потери напора на расчётном участке по формуле :
где g – ускорение свободного падения мс2 ;
ρ – объёмная плотность теплоносителя принимаемая при расчётной температуре теплоносителя на участке кгм3 .
В закрытых системах теплоснабжения потери напора в обратном трубопроводе принимаются равными потерям напора в подающем трубопроводе на соответствующих участках так как влияние несколько большей плотности теплоносителя в обратном трубопроводе незначительно (не более 6 % ).
Ответвления рассчитываем по располагаемому напору в узлах присоединения к магистралям . Порядок расчёта аналогичен расчёту магистральных участков . Только среднее линейное удельное падение давления принимается равным 300 Пам .
Произведём гидравлический расчёт магистрального участка 1 .
Предварительный расчёт участка 1 .
Примем допустимое значение Rлср =80 Пам .
При расходе сетевой воды на участке 13857 тч по прил .4 [ ] находим для Rл ср =80 Пам диаметр трубопровода .На номограмме соответствующий диаметр находится между значениями 194×5 и 219×6 .Нормами проектирования рекомендуется принимать ближайший больший стандартный диаметр которым является диаметр 219×6 или Д у 200 мм .
Окончательный расчёт участка 1 .
Компенсация температурных деформаций трубопроводов решается П-образными компенсаторами .
Для трубопровода Ду 200 мм допустимое расстояние между неподвижными опорами по прил .6 [ коз ] L ≤ 120 м. При длине участка l1=10 м необходимое число компенсаторов на участке
Примем к установке 1 компенсатор . Компенсаторы изготовляются с крутоизогнутыми отводами так как на участке 1 диаметр трубопровода
Общая эквивалентная длина местных сопротивлений на участке ( на каждом трубопроводе- подающем и обратном ) согласно прил . 5 [коз ] :
для задвижки ( Д у 200 мм ) эквивалентная длина определяется по формуле :
где d – внутренний диаметр трубопровода мм .
Подставив в формулу ( ) внутренний диаметр трубопровода на участке 1 d 1 =0207 м получим
Для П–образных компенсаторов с крутоизогнутыми отводами эквивалентная длина определяется по формуле :
Подставив в формулу ( ) d 1=0207 м получим
На участке 1 находится тройник при расходящемся потоке . Формула для расчёта эквивалентной длины тройника имеет вид :
Подставив в формулу ( ) значение d 1= 0207 м получим
Общая эквивалентная длина местных сопротивлений на участке 1 будет равна сумме эквивалентных длин всех местных сопротивлений :
Значения эквивалентных длин местных сопротивлений остальных магистральных участков представлены в табл. 2.
Для стандартного диаметра 219×6 уточняем удельное падение давления по формуле ( ) при плотности сетевой воды в подающем трубопроводе ρ=96185 кгм 3
По формуле ( ) находим потери давления на участке 1. Для этого вначале определим приведённую длину трубопровода на участке по формуле ( ) :
Подставив в формулу ( ) значение P1 определим значение потерь напора на участке :
Аналогично рассчитываются остальные магистральные участки . Данные расчёта сведены в табл. 1 .
Произведём гидравлический расчёт ответвлений .
Предварительный расчёт ответвления 3-II .
Примем допустимое значение удельного падения давления Rлср≤300 Пам .
При расходе сетевой воды на участке 534 тч по прил. 4 [ коз ] находим для Rлср=300 Пам диаметр трубопровода 57×3 (Д у 50 ) .
Окончательный расчёт ответвления 3-II .
Найдём общую эквивалентную длину местных сопротивлений на участке согласно прил . 5 [ коз ] .
По формуле ( ) определим эквивалентную длину для задвижки (Д у 50 мм):
Значения эквивалентных длин местных сопротивлений других ответвлений представлены в табл.2 .
Для стандартного диаметра 57×3 уточняем удельное падение давления по формуле при плотности сетевой воды в подающем трубопроводе ρ=96185 кгм3
Приведённая длина трубопровода на участке 3-II по формуле ( ) будет равна (при длине участка l=10 м ) :
Подставив l пр в формулу ( ) определим потери давления на участке :
Определим значение потерь напора на участке 3-II по формуле ( ) :
Аналогично рассчитываются другие ответвления . Полный расчёт сети приведён в табл. 1.
Предвари-тельный расчёт
Окончательный расчёт
П-образный компенсатор
Отводы крутоизогнутые
Тройник расхождение потока
Тройник разделение потока
Расчётная формула эквивалентной длины местных сопротивлений I м
Пьезометрический график
По данным гидравлического расчёта сети построим пьезометрический график (гидростатический и гидродинамический режимы).
Гидростатическое состояние системы теплоснабжения обеспечивается работой подпиточных насосов предназначенных для нагнетания в подающем и обратном трубопроводах давления достаточного для заполнения отопительных приборов на верхних этажах всех зданий .Для надёжности заполнения отопительных приборов на верхних этажах принимается запас напора не менее 5 м выше наиболее высокого здания . Этот уровень называется статическим на графике обозначен линией S-S. В статическом режиме напоры в подающем и обратном трубопроводах одинаковы на любом расстоянии от источника так как трубопроводы сообщаются между собой через отопительные приборы .Статический режим поддерживается непрерывно в том числе и при аварийной остановке сетей чтобы не происходило опорожнение отопительных приборов .
Гидродинамический режим разрабатывается для установившегося движения сетевой воды под напором сетевого насоса .Включение сетевого насоса вызывает движение воды в системе вследствие чего во всех элементах системы возникают потери напора .
Построение начинаем с выбора произвольного положения точки
( )то есть напора на нагнетательной стороне сетевого насоса .От этой точки откладываем потери напора в водогрейном котле Нвк которые определяются по формуле :
Далее последовательно откладываются потери напора в подающем трубопроводе получаем пьезометрическую линию подающего трубопровода.
В конечной точке пьезометрической линии ( 16) откладываем потери напора в концевой абонентской теплоприёмной установке Наб16 которые определяются по формуле :
Точка 16 соответствует напору в конце обратного трубопровода . Далее опять по направлению движения теплоносителя откладываем потери напора в обратном трубопроводе . Получим график изменения напоров в обратном трубопроводе называемый пьезометрической линией обратного трубопровода . После этого строим пьезометрические линии ответвлений . Перемещая весь пьезометрический параллельно самому себе произведём его корректировку и найдём положение соответствующее избыточному напору не менее 5 м для здания XXXXII (для надёжности заполнения отопительных приборов на верхних этажах ) .
На графике этому положению отвечает напор на всасывающей стороне сетевых насосов НСН=151 м .
Далее определим необходимый напор сетевых насосов исходя из наибольших потерь напора до потребителя XXVI : по результатам построения пьезометрического графика имеем
Окончательная корректировка пьезометрического графика производится после подбора оборудования .
Подпиточные насосы подбираются по расходу подпиточной воды и статическому напору в системе .
Количество подпиточной воды соответствует величине утечки через неплотности системы .
Расчётная величина утечки Vуп составляет 05 075% от объёма воды в трубопроводах сети и в местных системах водопотребления :
Vп = Vуп=00075 (Vс+Vм) ( )
где Vп- расход подпиточной воды м3ч;
Vуп- величина утечки воды из сетей м3ч;
Vс-объём воды заполняющий подающий и обратный трубопроводы тепловой сети м3ч;
Vм-объём воды заполняющий местные системы потребителей тепла м3ч .
Объём воды заполняющий подающий и обратный трубопроводы тепловой сети определим по формуле :
где vс- удельный объём воды заполняющий трубопроводы сетейм3км (принимается из прил. 11 [коз] ) ;
l-длина соответствующих участков сети км .
Vс=(340062+290233+180137+12005+53018+3801+14003)= м3.
Объём воды заполняющий местные системы потребителей тепла :
где V- удельный объём воды заполняющий местные системы потребителей тепла принимается ориентировочно V=003 м3кВт ;
Q- тепловая нагрузка района кВт .
Vм =0034402 =13206 м3 .
Подставляя полученные выражения в формулу ( ) получим расход подпиточной воды
Vп= 00075( +13206 ) = м3ч .
Согласно пьезометрическому графику необходимый уровень статического напора (линия S-S) должен иметь запас не менее 5 м выше наиболее высокого здания (для надёжности заполнения отопительных приборов на верхних этажах ) и быть не меньше Нпн=19 м.
Этому требованию отвечает характеристика насоса с диаметром рабочего колеса мм . При объёмной подаче воды в количестве м3ч насос развивает напор м.В закрытых системах теплоснабжения устанавливается два насоса один из которых- резервный. Гидравлическая характеристика подпиточного насоса представлена на рис. 1.
В связи с этим на пьезоьетрическом графике необходимо произвести корректировку положения предварительно принятой линии статического напора S - Sс напором Нпн=19 м на окончательное S-S при Нпн= м.
Сетевые насосы подбираются по пьезометрическому графику . Подача сетевых насосов выбирается в соответствии с пп.2.5.3.[ 8] для закрытых систем теплоснабжения в отопительный период –по суммарному расчётному расходу воды .
Напор сетевых насосов принимается не менее расчётного гидравлического сопротивления системы НСН= м .
По пьезометрическому графику сетевой насос должен иметь напор не меньше НСН= м . Определим объёмную подачу воды насосом :
где G- расход сетевой воды в районе кгч;
ρ – плотность воды при расчётной температуре 2=700С (на входе
Подставив в формулу ( ) плотность воды ρ=9778 кгм3 получим
Необходимую подачу воды с напором НСН= м обеспечивает насос марки с диаметром рабочего колеса мм.
Для корректировки пьезометрического графика достаточно переместить пьезометрическую линию подающей магистрали параллельно самой себе вверх на величину
Гидравлическая характеристика сетевых насосов представлена на рис. 2.
4 Тепловой расчет котлоагрегата ЗиОСаб-2000
Для выработки тепловой энергии на покрытие расчётной нагрузки на отопление в котельной установлены три котла ЗиОСаб-2000 .
Целью теплового расчёта котла является определение его теплотехнических характеристик :
- потерь тепла с уходящими газами ;
- полезно используемое тепло от сгорания топлива в котлоагрегате ;
-теплопроизводительность котла и др.
Расчёт произведём в соответствии с рекомендациями литературы [тепл.расч.норм.мет] .
1.1.Объём продуктов сгорания топлива
Исходными данными для расчёта являются :
Состав природного газа используемого в котельной :
На основании исходных данных определяется низшая теплота сгорания топлива
Qнр=8000 ккалм3=33488 кДжм3 .
Определяется теоретически необходимый расход воздуха для полного сгорания 1 кг газообразного топлива по формуле:
Подставив в (1) процентные доли каждого компонента имеем :
Полный объём продуктов сгорания складывается из объёмов трёх- и двухатомных газов избыточного объёма воздуха и объёма водяных паров образующихся при сжигании 1 м3 газообразного топлива .
Находим теоретический объём сухих 3-х атомных газов по формуле:
Теоретический объем сухих 2-х атомных газов найдем из формулы :
Определяем теоретический объём водяных паров по формуле:
1.2Средние характеристики продуктов сгорания
Для осуществления нормального горения в топку котлоагрегата подаётся определённый избыток воздуха. Величина избытка воздуха определяется коэффициентом избытка воздуха в топке который зависит от вида сжигаемого топлива конструкции топочного устройства.
Определяется коэффициент избытка воздуха α :
В остальных газоходах котла расположенных за топкой коэффициент избытка воздуха возрастает вследствие присоса воздуха из помещения котельной через неплотности в обмуровке.
Значение присоса воздуха в газоходе котла по [тепл.расч.норм.меттабл. XVI] принимаю = 005 .
Следовательно коэффициент избытка воздуха в газоходе составит :
Находим объём избыточного воздуха пользуясь формулой :
где V0 – теоретический расход воздуха м3м3.
Подставляя в формулу ( ) коэффициенты избытка воздуха для топки и газоходов получим
Полный бъём водяных паров определяется по формуле :
где – теоретический объём водяных паров м3м3.
Подставляя в формулу ( ) значение =2151 м3м3 получим
Объём дымовых газов определяется по формуле :
где VRO 2 – теоретический объём сухих 3х-атомных газов м3м3 ;
V0N2- теоретический объём сухих 2х-атомных газов м3м3 .
Подставляя в формулу ( ) значения VRO2 и V0N2 получим :
Объёмная доля водяных паров находится по формуле :
где V Н 2 О- объём водяных паров м3м3 ;
Vг - объём дымовых газов м3м3.
Найдём объёмную долю водяных паров для топки :
Найдём объёмную долю водяных паров для газоходов :
Объёмная доля сухих 3х-атомных газов определяется по формуле :
Найдём объёмную долю сухих 3х-атомных газов для топки :
Найдём объёмную долю сухих 3х-атомных газов для газоходов :
Суммарная объёмная доля водяных паров и сухих 3х-атомных газов определяется по формуле :
Найдём суммарную объёмную долю водяных паров и сухих 3х-атомных газов :
1.3 Энтальпия газов и воздуха
Этот раздел расчёта оформляется в виде таблицы в которую в качестве исходных данных заносится теплоёмкость каждого продукта сгорания при температурах от 100 до 2000 0С а затем считается энтальпия каждого из продуктов сгорания по формуле ( ) .
Затем считается сумма энтальпий продуктов сгорания при соответствующем им объёме по формуле :
При расчёте пользуемся формулой для определения энтальпии газов :
где с- теплоёмкость продуктов сгорания
t- температура воздуха 0С ;
V- объём продуктов сгорания м3м3 .
Результаты всех расчётов сведём в табл. 4 и табл.5 .
1.4. Энтальпия продуктов сгорания по тракту
Эта часть расчёта оформляется так же в виде таблицы исходными данными для расчёта которой служат результаты полученные в предыдущем разделе .
Расчёт ведётся для топки и газохода по отдельности .
Для определения энтальпии продуктов сгорания пользуемся формулой :
где α – коэффициент избытка воздуха (топки или газохода ) .
Энтальпия продуктов сгорания по тракту
1.5Тепловой баланс и расход топлива
В котельном агрегате часть тепла воспринимается поверхностями нагрева и передаётся рабочему телу (подогрев воды) остальное тепло теряется . Снижение потерь тепла до минимума составляет задачу рационального подбора отдельных элементов котельной установки.
Распределение тепла вносимого в котлоагрегат на полезноиспользо-ванное и на отдельные потери называется тепловым балансом котельного агрегата .
При установившемся тепловом режиме тепловой баланс записывается в виде суммы
где Q1- тепло полезно использованное в котлоагрегате ;
Q2 – потери тепла с уходящими газами ;
Q3 – потери тепла от химического недожога ;
Q5 – потери тепла в окружающую среду .
Выражение ( ) в процентах от располагаемого тепла топлива имеет вид
Находим располагаемое тепло топлива по формуле :
где Qрн – низшая теплота сгорания топлива Qрн =33488 ;
– тепло внесённое воздухом подогретым вне котла за счёт
постороннего источника тепла .
где αт – коэффициент избытка воздуха в топке .
Энтальпия воздуха находится по формуле :
где св = 031 ккалм30С ; tв = 30 0С.
Находим располагаемое тепло топлива по формуле ( ) :
Задаём температуру уходящих газов с последующим уточнением :
Находим потери тепла с уходящими газами по формуле :
где Iух- энтальпия уходящих газов при соответствующем избытке воздуха αух .
Потери тепла от химической неполноты сгорания определяются по [1] .
Потери тепла в окружающую среду определяются по [1].
Суммируя полученные потери находим суммарную потерю тепла
КПД котельного агрегата задаётся техническими характеристиками котла или считается по формуле :
Находим коэффициент сохранения тепла по формуле :
Теплопроизводительность котла Qка Вт задаётся его техническими характеристиками :
Qка = 2000Вт = 72 106 кДжч .
Определяем расход топлива пользуясь формулой :
Целью поверочного теплового расчёта топки является определение температуры газов на выходе из топки Тт К и количества тепла Qл воспринятого поверхностями нагрева.
Тепло от продуктов сгорания передаётся в топке излучением поэтому поверхности нагрева расположенные вдоль стен топки называются радиационными.
Находим объём топочной камеры в зависимости от конструкции топки по формуле :
где R – радиус топки м ;
Подставляя в формулу ( ) значения R = 0525 м и l = 298 м получим :
Полная лучевоспринимающая поверхность определяется по формуле :
где d – диаметр топки м.
Подставляя в формулу ( ) d = 105 м получим :
Определяем поверхность стен свободного объёма :
Степень экранирования топки определяем по формуле :
Находим эффективную толщину излучающего слоя :
Тепловое напряжение топочного объёма найдём по формуле :
Определяем высоту положения максимума температур топочных газов :
где h1 – высота расположения оси горелки мм ;
h2 – общая высота топки мм .
Подставляя в формулу ( ) значения h1=525 мм и h2=1050 мм получим
Находим расчётный коэффициент М для газовых горелок :
Определяем коэффициент ослабления лучей 3х-атомными газами :
где rН2О – объёмная доля водяных паров в топке ;
Тт – задаваемая температура газов на выходе из топки ( в дальнейшем проверяемая расчётом ) К ; Т т =1473 К;
rп – суммарная объёмная доля водяных паров и сухих 3х-атомных
рп – суммарное парциальное давление газов .
Коэффициент ослабления лучей сажистыми частицами находим по формуле :
где - отношение содержаний углерода и водорода в рабочей массе толива ;
для газообразного топлива определяется по формуле :
где m и n – количество атомов углерода и водорода в соединении .
Подставляя известные значения получим
Степень черноты светящейся части факела определим из формулы :
Степень черноты несветящейся части факела найдём по формуле :
Определяем эффективную степень черноты факела :
где m – коэффициент усреднения зависящий от теплового напряжения
топочного объёма m=01 .
Находим степень черноты топки для камерных топок по формуле :
где – коэффициент тепловой эффективности экранов .
Подставляя в формулу ( ) = 095 получим
Полезные тепловыделения в топке определим по формуле :
где q 2 – потери тепла с уходящими газами % .
Подставляя q 2 = 05 % получим
Теоретическая температура горения Т а находится по полезным тепловыделениям в топке с помощью табл. 5 « Энтальпия продуктов сгорания по тракту » .
Т а =17724 0С = 20454 К .
Находим количество тепла воспринятое в топке пользуясь формулой
где h т – энтальпия газов на выходе из топки кДжм3 определяемая по предварительно принятой температуре газов на выходе из топки Тт с помощью табл. 5 « Энтальпия продуктов сгорания по тракту » .
Подставляя в формулу ( ) значение h т =21664 кДжм3 получим
Определяем среднюю суммарную теплоёмкость продуктов сгорания :
Находим число Больцмана пользуясь формулой :
где φ – коэффициент сохранения тепла ;
В – расход топлива м3с ;
Vc ср – средняя суммарная теплоёмкость продуктов сгорания кДж(м3 К) ;
- коэффициент тепловой эффективности экранов ;
Fст – поверхность стен свободного объёма м 2 ;
Та – теоретическая температура горения 0 С.
Подставляя в формулу ( ) все известные величины получим
Температуру газов на выходе из котла определяем по формуле :
где Та – теоретическая температура горения 0 С ;
В0 - число Больцмана ;
М – расчётный коэффициент М = 044 ;
а т – степень черноты топки .
Проверяем условие сходимости температур :
где Тт - задаваемая температура газов на выходе из топки К ;
Тт - получаемая по расчёту температура газов на выходе из топки
Погрешность полученная при расчёте не превышает допустимую поэтому принимаем температуру на выходе из топки в газоход = 1202 0С .
Находим новое количество теплоты воспринятое в топке ориентируясь на рассчитанную температуру газов на выходе из топки по формуле :
где h т – энтальпия газов на выходе из топки определяемая по рассчитанной температуре газов на выходе из топки Тт с помощью табл. 5 « Энтальпия продуктов сгорания по тракту » h т = 217252 кДжм3 .
1.7. Расчёт газохода
Из расчёта топки имеем следующие величины :
-температура газов на выходе из топки = 1202 0С и энтальпия
- температура уходящих газов = 160 0С и энтальпия
По конструктивным характеристикам котла определяем :
- число труб по ходу газа n = 60;
- их диаметр d = 0085 м .
Определяем предварительное живое сечение для прохода газа :
где d – диаметр трубки для прохода газа м ;
Тепло отданное газами в газоходе находим по формуле :
h г- энтальпия газов на входе в газоход кДжм3 ;
h г – энтальпия уходящих газов по предварительно принятой температуре кДжм3 .
Находим среднюю температуру воды в трубках по формуле :
где t1 – температура воды на выходе из котельной 0С ;
t2 – температура воды возвращаемой в котельную 0С .
Разность температур в начале газохода определяют по формуле :
где - температура газов на входе в газоход 0С .
Находим разность температур в конце газохода :
где - температура уходящих газов 0С.
Определяем температурный напор по формуле :
Средняя температура газа в газоходе :
Скорость газов в газоходе определяется по формуле :
где В – расход топлива мс ;
Vг – объём дымовых газов в газоходе м3м3 .
Внутри трубок котла ЗиОСаб-2000 установлены завихрители для интенсификации теплообмена таким образом уменьшается живое сечение для прохода газа и следовательно возрастёт его скорость :
Вычислим число Рейнольдса по формуле :
где d э- эквивалентный диаметр трубок м ;
– коэффициент кинематической вязкости потока определяемый по [ ] = 1054 10 -6 м2с .
Подставляя d э=004 м получим
Находим коэффициент теплоотдачи конвекцией по формуле :
λ – коэффициент теплопроводности потока Вт(м2К) ;
- коэффициент кинематической вязкости потока определяемый по [ ] = 1054 10 -6 м2с .
Подставляя в формулу ( ) значения l = 316 м и λ = 722310-2 Вт(м2К) определённый по [ ] получим
Объём газохода определим по формуле :
где R г – радиус газохода м ;
l г- длина газохода м .
Находим эффективную величину излучающего слоя :
где - объёмная доля водяных паров в газоходе ;
ср – средняя температура газа в газоходе К ;
rп – суммарная объёмная доля водяных паров и сухих 3х-атомных газов ;
Степень черноты потока газов найдём по формуле :
Вычисляем коэффициент теплоотдачи излучением пользуясь формулой :
где а з – степень черноты загрязнённых стенок лучевоспринимающих поверхностей ;
Т- абсолютная температура продуктов сгорания К ;
Тз- абсолютная температура загрязнённой наружной поверхности К .
Находим коэффициент теплоотдачи от газов к стенке по формуле :
Коэффициент теплопередачи при сжигании газа определяется по формуле :
где - коэффициент тепловой эффективности = 085 .
Рассчитывается необходимая поверхность нагрева :
где Qб – тепло отданное газами в газоходе кДжм3 ;
к - коэффициент теплопередачи Вт(м2 0С) ;
tср – средняя температура газа в газоходе 0С .
Рассчитанная поверхность нагрева сравнивается с фактической и выполняется пересчёт следующих величин :
а) Теплота воспринятая фактической поверхностью нагрева определяется из формулы ( ) :
б) Энтальпию газов на выходе из газоходов определяем из уравнения ( ) :
в) Определяем по табл. 5 фактическую температуру газов на выходе из газохода :
г) Находим фактические потери тепла с уходящими газами из уравнения
д) Определяем фактический КПД котельного агрегата по формуле ( ) :
е) Фактический расход топлива найдём из уравнения :
Результаты расчёта котла ЗиОСаб-2000 сведём в табл. 6
Результаты расчёта котла ЗиОСаб-2000
Поверхность стен топки
Толщина излучащего слоя в топке
Теоретически необходимый объём воздуха
Объём 3-х атомных газов в топке
Объём водяных паров в топке
Объём азота в теоретическом количестве воздуха
Избыток воздуха в топке
Объём газов в топке
Объёмная доля 3-х атомных газов
Объёмная доля водяных паров
Суммарная доля 3-х атомных газов
Коэффициент ослабления лучей трёхатомными газами
Коэффициент ослабления лучей сажистыми частицами
Степень черноты газовой части пламени (несветящейся )
Степень черноты светящейся части пламени
Эффективная степень черноты факела
Степень черноты топки
Тепловыделения в топке
Суммарная теплоёмкость продуктов сгорания
Адиабатическая температура горения
Температура газов на выходе из топки
Расчёт конвективных газоходов
Толщина излучаемого слоя в газоходе
Расход дымовых газов в газоходе
Скорость газов в газоходе
Коэффициент теплоотдачи конвекцией
Степень черноты газов в пучке
Коэффициент теплоотдачи излучением
Суммарный коэффициент теплопередачи
Температура газов на выходе газохода
Фактические потери тепла с уходящими газами
Фактический КПД котла
Фактический расход топлива
Аэродинамический расчёт
Исходные данные для расчёта
Исходные данные принимаются из выполненных ранее расчётов и заносятся в табл . 1.
Аэродинамический расчёт проводится по данным теплового расчёта для номинальной нагрузки котельного агрегата .
Исходные данные для расчёта
Производительность котлоагрегата
Низшая теплота продуктов сгорания
Температура продуктов сгорания
Кинематическая вязкость дымовых газов при
Плотность дымовых газов при нормальных условиях (760 мм рт.ст. при 0ºС)
По планам котельной с расстановкой оборудования вычерчиваем аксонометрическую схему расчётного тракта ( рис. 1 ) .
Суммарное сопротивление газового тракта определяется как сумма сопротивлений всех его участков Па по формуле :
где Δhка-аэродинамическое сопротивление котлоагрегата включая
хвостовые поверхности нагрева Па; по паспортным харак-
теристикам котла Δhка =650 Па ;
Δhг -сопротивление газоходов Па ;
Δhд.тр.-сопротивление дымовой трубы Па .
Аэродинамическое сопротивление какого-либо участка тракта склады-вается из сопротивления трения и местных сопротивлений :
Местные сопротивления рассчитываются по формуле :
где -коэффициент местного сопротивления зависящий от его вида ;
определяется по [ норм.метод ] ;
W- скорость движения газов в газоходе мс ;
- плотность продуктов сгорания при температуре уходящих
Расчётная скорость движения газов в газоходе определяется по формуле :
где Vд.г-расход продуктов сгорания м3с ;
F- площадь поперечного сечения участка газохода м2 .
Расход продуктов сгорания у дымососа м3с (от одного котла) опреде-ляется по формуле :
где В – расход топлива м3с ;
Vг- расход дымовых газов в газоходе м3м3 .
Подставляя в формулу ( 5 ) данные для расчёта получим
Плотность продуктов сгорания при температуре уходящих газов кгм3 определяется по формуле :
где -плотность дымовых газов при нормальных условиях (760 мм
рт.ст. при 0ºС) кгм3 .
Подставляя в формулу ( 6 ) данные для расчёта получим
Определим значение местного сопротивления № 1 ( рис. 1 ) - поворот 900 в прямоугольном канале сечением 340×600 мм ( с изменением сечения на 600×600 ).
Площадь сечения канала
Расчётная скорость движения газов в газоходе (определяется по меньшему сечению) по формуле ( 4 )
Определим динамический напор Па по формуле
Коэффициент местного сопротивления для поворотов в канале с переменным сечением определяется по формуле :
где - исходный коэффициент сопротивления поворота зависящий от
его формы и относительной кривизны ;
- коэффициент учитывающий влияние шероховатости стенок ;
В – коэффициент зависящий от угла поворота ( для 900 В=1 ) ;
С - коэффициент определяемый для отводов с закруглением
кромок в зависимости от отношения размеров поперечного
сечения по рис. 11.7 [эстеркин] .
По рис. VII-20 [норм.мет] произведение =061 (F2F1= 0.57)В=1 С=1.
Определим потери давления по формуле ( 3)
Значения остальных местных сопротивлений рассчитываются аналогично.
Результат расчёта значений местных сопротивлений по всему тракту сведём в табл. 2.
Аэродинамическое сопротивление газового тракта
Для расчёта полного сопротивления какого-либо участка тракта по формуле (2) необходимо рассчитать сопротивление трения на этом участке .
В случае изотермического потока то есть при постоянных плотности и вязкости текущей среды сопротивление трения рассчитывается по формуле :
где - коэффициент сопротивления трения ;
W – скорость протекающей среды мс ;
dэ – эквивалентный (гидравлический) диаметр канала ;
ρ – плотность протекающей среды кгм3 .
Коэффициент сопротивления трения зависит от относительной шероховатости стенок канала и числа Рейнольдса .
Число Рейнольдса определяется по формуле :
где - коэффициент кинематической вязкости текущей среды м2с ;
При полученных значениях числа Рейнольдса Re = 4103 ÷ 100103 для вычисления коэффициента сопротивления трения может применяться формула [аэр.расч 1-8а] :
При полученных значениях числа Рейнольдса Re > 100103 для вычис-ления коэффициента сопротивления трения может применяться формула [аэр.расч 1-9] :
где k – абсолютная шероховатость стенки м .
Значение абсолютной шероховатости стенки принимаем по табл.VII-1 [аэр.расч.норм.мет] : k = 0410-3 м.
Эквивалентный диаметр канала определяется по формуле :
где а b - геометрические размеры сечения канала м .
Проведём расчёт сопротивления трения на участке от котла до дымососа .
Этот участок подразделяется на четыре с различными сечениями и расходом газа .
Первый участок : l = 485 м 400×600 Vг=1226 м3с.
Эквивалентный диаметр этого участка по формуле (13) равен
Скорость на участке по формуле ( 4) :
Определим число Рейнольдса по формуле (10) :
Так как Re 100103 то для вычисления коэффициента сопротивления трения применим формулу (11) :
По формуле (9) определим сопротивление трения при длине участка
Аналогично рассчитаем сопротивление трения на других участках.
Сечение канала 400×600 мм длина l = 385 м Vг=2452 м3с.
Эквивалентный диаметр по формуле (13) равен :
Скорость на участке по формуле (4) :
Так как Re > 100103 то для вычисления коэффициента сопротивления трения применим формулу (12) :
По формуле (9) определим сопротивление трения :
В результате аналогичных расчётов дла остальных участков получили :
сечение канала 400×600 мм Vг = 3678 м3с.
Скорость равна W = 1533 мс ;
сечение канала 400×600 мм ; Vг= 1839 м3с.
Скорость равна W = 766 мс ;
Суммарные потери трения на участке от котла до дымососа :
Аналогично проводится расчёт на участке от дымососа до дымовой трубы( этот участок подразделяется на два) :
Длина участка сечение канала 340×650 мм ; Vг= 1839 м3с.
Эквивалентный диаметр ;
Длина участка сечение канала 340×650 мм ; Vг= 3678 м3с.
Скорость равна W = 1664 мс ;
Суммарные потери трения на участке от дымососа до дымовой трубы :
Результаты всех расчётов отражены в табл. 2 .
№ сопротив-ления по схеме
Характеристика потока газа
Коэффи-циент местного сопротив-ления
Потеря давления ΔhПа
Динами-ческий напор hд Па
Участок от котла до дымососа (всас)
Поворот 90º в прямоугольном канале (с изменением сечения)
1 (F2F1=057; КΔ =061; В=1;С=1 рис.VII-19)
Заслонка на выходе дымовых газов из котла (шибер)
Поворот 30º в прямоугольном канале
(F2F1=085; КΔ =12; В=1;С=1 рис.VII-19)
Собирающий тройник (α=90º)
(FбFс=085 рис.VII-21)
(w0wc=056; F0Fc=1 рис.VII-24)
Поворот 90º в прямоугольном канале
6 ( КΔ =06; В=1;С=11 рис.VII-19)
Раздающий тройник (α=90º)
(w0wc=1; F0Fc=1 рис.VII-22)
Поворот 90º в прямоугольном канале
(КΔ =14; В=1;С=1 рис.VII-15)
Сопротивление трению на участке от котла до дымососа
Суммарное сопротивление на участке от котла до дымососа (Δhвсас)
Участок от дымососа до дымовой трубы (нагнетание)
(FбFс=1 С=11 В=1 рис.VII-21)
3 (КΔ =03; В=1;С=11 рис.VII-15)
Вход в дымовую трубу
Сопротивление трению на участке от дымососа до дымовой трубы
Суммарное сопротивление на участке от дымососа до дымовой трубы (Δhнагн)
Суммарное сопротивление газового тракта (Δhг)
Полное сопротивление газового тракта по результатам табл. 2 :
Далее определим сопротивление дымовой трубы .
Сопротивление дымовой трубы (Па) складывается из сопротивления трения и потери от движения потока с выходной скоростью:
Температура газов в дымовой трубе принимается равной температуре газов у дымососа. Охлаждение газов в трубе не учитывается.
При постоянном уклоне в трубе сопротивление трения (Па) определяется по формуле :
где - коэффициент сопротивления трения ; среднее опытное его
значение для металлических труб равно 002 ;
W0 – скорость в выходном сечении трубы мс ;
ρ – плотность продуктов сгорания кгм3 .
Скорость в выходном сечении трубы определяется по формуле (4). Площадь сечения трубы (м2) определяется для выходного отверстия диаметр которого равен d = 05 м :
Подставляя все найденные значения в формулу (15) определим сопротивление трения дымовой трубы :
Местные потери при выходе газов из трубы определяются по формуле (3). Коэффициент местного сопротивления выхода =10.
По формуле (14) найдём полное сопротивление дымовой трубы :
Величина самотяги дымовой трубы определяется по формуле :
где Н – расстояние по вертикали между серединами конечного и
начального сечений участка (высота трубы) м ;
р – абсолютное среднее давление газов на участке Па ; при
избыточном давлении меньше 5000 Па р = 1 Па ;
1 – плотность наружного воздуха при 760 мм рт. ст.
и температуре 20 0С ;
ρ0 – плотность дымовых газов при 760 мм рт. ст. и 00С ;
Подставляя в формулу (16) высоту трубы Н = 30 м получим
При направлении потока вверх самотяга положительна и она уменьшает перепад полных давлений тракта.
По формуле (1) найдём суммарное сопротивление газового тракта :
Перепад полных давлений по газовому тракту рассчитывается по формуле:
где hт - разрежение на выходе из топки необходимое для предотвра-
щения выбивания газов ; обычно принимается hт=20 Па .
Перепад полных давлений по газовому тракту равен
На основании данных аэродинамического расчёта произведём подбор дымососа.
Производительность дымососа (м3ч) определяется по формуле :
где 1 – коэффициент запаса по производительности обеспечивающий
надёжную работу при колебаниях барометрического давления
изменениях качества топлива и т.д.; принимается равным
=11 [аэр.расч.табл. 4-1] ;
hбар – барометрическое давление в районе проектирования равное
hбар=74034 мм рт.ст;
Vг – расход дымовых газов м3с .
Расчётное полное давление (Па) которое должен развивать дымосос :
где 2 – коэффициент запаса по давлению равный 2= 12
[аэр.норм.мет.табл. 4-1] ;
к0 – коэффициент приведения к условиям для которых составле-
на характеристика дымососа .
где ρ0 – плотность дымовых газов при 760 мм рт. ст. и 00С ;
tхар – температура дымовых газов для которой составлена харак-
теристика 0С ; tхар = 200 0С .
Расчётное полное давление (Па) которое должен развивать дымосос по формуле (19)
Подбираем центробежный дымосос одностороннего всасывания ДН-10 с частотой вращения n = 980 обмин (max = 0.83 ). КПД в рабочей точке
= 076 > 09083 > 074 .
Мощность потребляемая дымососом (кВт) определяется по формуле :
Характеристика и расчёт водоподготовки
Водоснабжение котельной предусматривается от существующего хоз-питьевого водопровода и местной артскважины .
Ввиду нестабильности поступления воды от хоз-питьевого водопровода по существующей схеме перекачивающими насосами установленными на артскважине вода подаётся в бак запаса воды откуда распределяется на нужды котельной .
Ниже представлен анализ исходной воды :
- жёсткость общая Ж0 =173 мг-эквкг ;
-жёсткость кальциевая ЖСа = 13 мг-эквкг ;
- содержание железа Fe =3мгкг ;
- щёлочность общая Щ о =45 мг-эквкг.
Согласно представленному анализу воды проектом принята следующая схема обработки подпиточной воды с целью приведения её качества к требуемым нормам :
- подогрев исходной воды ;
-обезжелезивание потока воды;
- умягчение воды методом ионного обмена по схеме двухступенчатого натрий –катионирования .
Расчёт натрий-катионирования
Общая потребность в химически-очищенной воде определяется по формуле :
где Gут – расход подпиточной воды для восполнения утечек в тепловых сетях м3 ч который определяется по формуле
где Ктс –потери воды в закрытой системе теплоснабжения и в системе потребителей принимаются 15-2 % часового расхода воды на отопление ;
G 0- расход воды на отопление зданий м3 ч .
Подставляя ранее найденный расход воды G0 =13857 тч =14411 м3ч в формулу ( )
В качестве катионита проектом принимается сульфоуголь .
Требуемый объём катионитового материала определим по формуле :
где Z- межрегенерационный период ч ; принимается от 8 до 24 ч ;
Ж0 –общая жёсткость исходной воды мг-эквкг ;
Е – удельная поглотительная способность катионита ; для сульфоугля принимается 280-300 17мг-эквкг .
Определим расчётный расход сырой воды с учётом собственных нужд химводоочистки :
Расчётная площадь всех фильтров определяется по формуле :
где h- высота слоя катионита м ; принимаем h=2 м ;
nф I-количество фильтров I ступени . Принимаем nф I=2.
Расчётный диаметр фильтра определим по формуле :
По найденному диаметру принимаем к установке стандартный фильтр [ ] ФИПа I-10-06-Na с диаметром D=1000 мм .
Определяем фактическую скорость фильтрации воды мч
где DФI- фактический диаметр принятого к установке стандартного фильтра м.
Допустимая скорость фильтрования не должна превышать 12 мч .
Фактический межрегенерационный период ч определим по формуле :
Для обеспечения возможности периодической регенерации фильтров в котельной устанавливается ( nфI + I ) фильтр первой ступени .
Для достижения эффекта более глубокого умягчения и исключения "проскоков" жёсткости в питательную воду последовательно за фильтрами I ступени ставят фильтры II ступени ( барьерные ) . Скорость фильтрования в фильтрах II ступени допускается вдвое больше чем в фильтрах I ступени .
Устанавливаются одинаковые по конструкции и размерам фильтры I и II ступени . Поэтому количество фильтров II ступени вдвое меньше количества фильтров I ступени . Целесообразно проектировать такую схему подключения барьерных фильтров которая позволила бы использовать их в случае необходимости как фильтры I ступени .
Таким образом всего к установке в котельной принимается количество фильтров :
где nфII – количество фильтров II ступени nфII = 1 шт.
Суточное число регенераций фильтров определяется по формуле :
где 15- длительность регенерации одного фильтра ч.
Суточный расход поваренной соли NaCl для регенерации одного фильтра кг
где а – удельный расход соли гг-экв ; а = 200 гг-экв .
Суточный расход поваренной соли NaCl кгсут
Расход воды для растворения соли на одну регенерацию м 3
где ρс – плотность раствора соли тм 3 ; ρс =104 тм 3 .
с – концентрация раствора соли % ; с = 7 % .
Объём соли на одну регенерацию м 3 определим по формуле :
где 1000 – насыпная масса соли кгм 3 .
Для приготовления раствора соли предусматривается установка солерастворителя .
Площадь сечения солерастворителя м 2 найдём по формуле :
где h с – высота загрузки соли м ; h с = 06 м.
Диаметр солерастворителя м определяется по формуле :
Подбираем стандартный фильтр-солерастворитель С-02-045 с диаметром d= 480 мм с загрузкой фильтрующего слоя- антрацитом .
Подача раствора соли 7 % -ной концентрации на регенерации фильтров осуществляется эжектором . Насыщенным раствором соли водоподготови-тельная установка обеспечивается от бункера " мокрого " хранения соли с помощью химического насоса типа Х-1520 . По ситуации отметок всас насоса является " плавающим" и подбора не требует .
Для обезжелезивания воды предусмотрена установка одного фильтра обезжелезивания типа BF-35R-15 работающего в автоматическом режиме (промывка 1 раз в сутки в ночное время в течение 30 минут ) .
Подача воды на водоподготовительную установку предусматривается двумя насосами типа КМ 65-50-1602-5М Q=25 м3ч Н=32 м n=2900 обмин ( один резервный ) забирающими воду из существующего бака запаса воды .
Производительность насоса исходной воды определена из расчёта :
- подача подпиточной воды на ВПУ – 36 м 3 ч ;
- подача максимального расхода воды на взрыхление фильтров – 11м 3 ч ;
- подача воды на подпитку внутреннего контура – 194 м 3 ч
Итого Q= 1654 м 3 ч .
Газоснабжение котельной
Газоснабжение котельной предусматривается от существующего ввода газопровода среднего давления .
- на вводе в котельную Рср = 220 кПа ;
- перед котлами Р с = 50 кПа ;
- перед горелками Р с= 125 кПа .
Для снижения давления газа до требуемого используется оборудование существующей ГРУ за исключением сбросного предохранительного клапана .
Проектом предусматривается переобвязка нитки редуцирования с целью установки на вводе ГРУ клапана отсечного и термозапорного .
В качестве редуцирующего органа к установке принимается существующий редукционный клапан РДУК2Н-5035 . В качестве сбросного предохранительного клапана принимается к установке ПСК-50В с пружиной 1315-09 с настройкой давления в диапазоне 005-0125 МПа . Остальное оборудование ГРУ :
- измерительный комплекс учёта газа СГ-ЭК-Т-40016 Ду 100 Qma
- клапан предохранительно-запорный электромагнитный газовый ( Ду 50 Ру12 МПа ) КПЭГ-50П ;
- клапан термозапорный КТЗ 001-80-02 (Ду 80 Ру 06 МПа ) .
На вводе газопровода внутри котельной в доступном для обслуживания месте устанавливается устройство для отключения всей котельной в случае ремонта или аварии а также при остановке её на длительное время . Также установлены отключающие устройства на ответвлениях газового коллектора к каждому котлу что позволит осуществлять ремонтные работы каждого котла без остановки всей котельной .
К наиболее удалённому от ввода участку газового коллектора присоединён продувочный газопровод диаметром 20×28 . Его используют для освобождения газопроводов от воздуха перед пуском котельной и для вытеснения газа воздухом при остановке котельной на длительное время .
Проведём поверочный гидравлический расчёт газопроводов среднего давления котельного зала ( рис. 1 ) .
Порядок выполнения гидравлического расчёта :
Определяем величину α ср МПа2км по главному направлению:
где -суммарная длина участков в рассчитываемом направлении км ;
Рн- абсолютное давление газа в начале участка МПа ;
Рк- абсолютное давление газа в конце участка МПа
Согласно значению α ср и расходу газа на участках Vр по табл. 36 [ марк] подбираем диаметры значение αт .
По формуле ( ) рассчитываем величину α ф МПа2км :
где ρ –плотность заданного газа кгм3 ;
ρт- плотность газа для которого составлены таблицы кгм3 .
Плотность заданного газа ρ= 0859 кгм3 плотность газа для которого составлены таблицы ρт = 073 кгм3 .
Определяем абсолютное давление газа в конце участка МПа по формуле :
где Lр-расчётная длина газопровода км.
Для учёта потерь давления в местных сопротивлениях в размере 10 % фактическую длину газопровода L увеличивают на 11 :
Конечное давление на предыдущем участке является начальным для последующего .
Произведём расчёт участка 0-1 .
Определяем величину αср по главному направлению : Рн=005МПа Рк=00125 МПа
Расход газа на участке согласно тепловому расчёту котла Vр=3·(0064·3600 )=6912 м3ч .
По табл. 36 подбираем диаметр 108×4 αт = 001 МПа2км .
По формуле ( ) рассчитываем величину α ф :
Определяем абсолютное давление газа в конце участка :
Аналогично рассчитываются остальные участки .
Результаты гидравлического расчёта газопроводов среднего давления котельного зала сведём в табл. 1 .
Гидравлический расчёт газопроводов
среднего давления котельного зала
Давление газа на участкеМПа
Расчёт можно считать оконченным так как расчётное давление Рк (4-5 ) близко к заданному .

чертежи.dwg

Газопровод безопасности
Газопровод среднего давления
Газопровод продувочный
Аксонометрическая схема газопроводов
Существующий выход сбросного
продувочного газопровода
Котёл водогрейный ЗИОСАБ 2000
Существующий ввод газопровода
Измерительный комплекс учёта газа
Аксонометрическая схема;
План на отм. 0.000; Разрез 1-1;
Газоснабжение котельной
Реконструкция котельной №25 г. Узловая
вывести на фронт котла
N=15кВт; n=1500 обмин.
Компенсатор однолинзовый
Взрывной предохранительный
Труба дымовая металлическая
0; Н=31800 (существующая)
Водогрейный котел ЗИОСАБ 2000
Рекострукция котельной №25 г. Узловая
Тепломеханическая часть
План на отм. 3.000;
Разрез 1-1; Разрез 2-2
трубы с шагом 136 мм
труб с шагом 136 мм
Для предохранительного клапана
Натурные отметки земли
Пьезометрический график
Расчетная схема тепловой сети
Управление приводом клапана
Управление сетевыми насосами
Всхему упраления насосами
В схему сигнализации
Управление регулятором
Общекотельная схема автоматики
Подготовительные работы
Нарезка грунта бульдозером
Разработка грунта вручную
Засыпка грунта вручную
Демонтаж трубопроводов
Разработка кирпичной кладки
Разработка существующих деревянных перегородок
Разработка существующих стен
Разработка существующих бетонных фундаментов
Снятие керамической плитки
Разборка бетонных полов
Снятие старого линолеума
(открытие монтажного проёма)
Снятие старых оконных блоков
Разборка кладки промышленных печей
Демонтаж металлоконструкций
Календарный план производства работ
График движения рабочих
График работы основных машин и механизмов
Разборка полов из ДВП
Пробивка оконного проёма
в наружной стене по оси Е
Устройство линолеумных полов
Устройство керамических полов
Устройство бетонных полов
Устройство дверных проёмов
Устройство оконных проёмов
Устройство кирпичных перегородок
Демонтаж стальной трубы с растяжками
Разработка рулонной кровли
Демонтаж старых оконных блоков
Разборка существующих боровов в котельном зале
Засыпка подвала песком
обмазочная цементная и оклеечная
График поступления на объект строительных конструкций
материалов и оборудования
План организации строительства
поступления материалов
Компоновка оборудования котельной
(план на отм. 0.000)
Котел водогрейный Q=2 МВт
Дымосос Q=14650 мч;
Насос сетевой Q=140мч;
Н=45 м. с эл. дв. N=23 кВт
Насос исходной воды Q=15мч
Н=20 м. с эл. дв. N=2
Насос подпиточной воды
Q=2.8 мч; Н=15 м; с эл. дв.
N=0.5 кВт; n=2900 обмин
Подогреватель исходной воды
-х секционный F=0.74 м; L=2м
Охладитель рабочей воды
Блок водоподготовки:
Фильтр Na-катионитный 1000
Солерастворитель 1000 мм.
Фильтр обезжелезивания
Q=10 мч; Н=30 м; с эл. дв.
Подогреватель химочищенной
воды 4-х секционный
Деаэратор вакуумный Д=5тч;
Эжектор водоструйный
Бак рабочей воды Vр=2м
Бак подпиточной воды Vр=2м
Подающая сетевая вода t=95 C
Обратная сетевая вода t=75 C
ХОВ после охладителя выпара
Подпиточная вода деаэрированая
Дренажный трубопровод
Трубопровод рабочей воды
Тепловая схема котельной
Спецификация оборудования
Схема водоподготовительной установки
Рис. 1. Графики регулирования температур
расходов теплоты и сетевой воды
Рис. 3. Аксонометрическая схема газоснабжения котельной.
Рис. 2. Аксонометрическая схема газового тракта