Проект системи теплопостачання житлово-промислового району міста Донецьк

Пояснювальна записка до дипломного проекту на тему:

Проект системи теплопостачання житлово-промислового району міста Донецьк

Вступ

Метою дипломного проекту є розроблення водогрійної котельні для забезпечення потреб опалення, вентиляції та гарячого водопостачання житлового району міста та технологічного навантаження підприємства.

Актуальність роботи полягає в тому, що на сьогодні більша частина будинків житлових районів мають застаріле обладнання, яке не відповідає сучасним вимогам і потребам населення нашої держави. Через те виникає потреба у створенні сучасного обладнання, яке відповідає європейським стандартам і зможе повністю забезпечувати зростаючі потреби населення у тепло — та водопостачанні.

В основу даного проекту покладено створення водогрійної котельні, яка зможе при економії електроенергії та палива, працюючи максимально ефективно, забезпечити житловий район опаленням та гарячим водопостачанням.

Для реалізації вирішенні такі задачі :

— розраховані теплові навантаження в системі теплопостачання житлового району;

— знайдені витрата та температури мережної води в прямій та зворотній магістралях;

— розрахована теплова схема котельні з водогрійними котлами;

— визначена собівартість теплоти, відпущена від котельні;

— описані виробничі шуми, їх негативний вплив на людину, колективний та індивідуальний захист від них;

— обґрунтоване техніко — економічне проектування котельні;

— виконані монтажні креслення котельні;

При дотриманні всіх розрахунків, дана водогрійна система зможе більш повно задовольнити потреби населення даного району у опаленні та гарячому водопостачанні.

Анотація

Даний проект містить розрахунок теплових навантажень в системі теплопостачання житлового району на 48 будинків, знайдені графіки залежності теплових навантажень опалення, вентиляції та гарячого водопостачання району від температури зовнішнього повітря, графік залежності температур і витрати мережної води від температури зовнішнього повітря, графік річної сумарної витрати теплоти.

Обгрунтована та сформульована система технічних рішень зі створення котельні, виконаний розрахунок теплової схеми котельні з техніко — економічним показником ефективності її роботи, здійснений вибір енергетичного обладнання котельні, викреслена розгорнута схема котельні, план та повздовжній розріз.

Розглянуті питання з охорони праці.

Розрахунково — пояснювальна записка містить :

сторінок тексту, таблиць, рисунків.

Графічна частина виконана на 4 листах формату А1

Техніко-економічне обґрунтування проектування котельні

Проектом передбачено будівництво і введення в експлуатацію котельні для забезпечення гарячого водопостачання житлового фонду і громадських приміщень в місті Луганську.

Котельна-є приватною власністю.

Інвестиції передбачено за рахунок власників.

Наша комунальна система менш ефективна ніж в країнах Євросоюзу, більш енергоємна та затратна. Тому слід врахувати досвід країн Європи ефективного безперебійного забезпечення мікрорайону опалення і гарячою водою.

В проекті обґрунтовано розміщення джерела теплоти згідно генерального плану розвитку мікрорайону. Максимальна зимова температура для системи опалення прийнята -25°С.

Середня температура зовнішнього повітря складає -1.6°С.Тривалість опалюваного сезону 180 діб. З урахуванням розвитку, мікрорайону, збільшення чисельності міського населення проектом передбачено потужністю будівництво котельні 347,3 Мвт, з теплоносієм гарячою водою з температурою 95 °C.Тривалість роботи котельні 8400 годин/рік. Котельна працює на газі.

Забезпечення електроенергією, водою здійснюється з міських електричних та водопровідних мереж. Водовиділення здійснюється в міську систему стічних вод. Передбачено встановлення передової системи автоматизації керування теплотехнічними процесами.

Перелік умовних позначень, скорочень, термінів

Умовні позначення

— тепловий потік;

— коефіцієнт теплопередачі;

— площа поверхні;

— температурний перепад;

— температура;

— об'єм;

L — довжина;

В — ширина;

nотривалість опалювального періоду;

— витрата;

mкратністьповітрообміну;

— теплоємність;

Ннапір;

N-потужність;

? -коефіцієнт корисної дії;

Ртиск;

Індекси

Нижні:

в — вентиляція;

0 — опалення;

ГВП — гаряче водопостачання;

max-максимальне теплове навантаження;

в, сер — на вентиляцію середні;

х — холодна вода;

х.з. — холодна зимова вода;

г — гаряча вода;

х.в.о — хімводоочистка;

пер — перепуск;

рец — рециркуляція;

м — мережа;

мн — мережний насос;

в — вода;

Верхні:

річ — річні;

доб — добові;

год-годинні;

в.п — власні потреби;

ном — номінальна;

роб — робоча;

відпвідпущена;

д — дійсна;

м — мережа.

Скорочення

СНиП — Строительные нормы и правила;

ДБН — Державні будівельні норми;

МЗмаксимально зимовий період;

ТЗ-період точки «зламу»;

Л-літній період;

ВК — водогрійний котел;

Табл. — таблиця;

Рис. — рисунок;

ТОА — теплообмінний апарат;

ХВО — хімводоочистка;

Визначення теплових навантажень в системі теплопостачання житлового району Викреслюю план району, у відповідності із завданням у масштабі 1:30 000 .

Рис Поверховість забудов житлового района

— 2 — поверхова забудова

— 3 — поверхова забудова

— 4 — поверхова забудова

— 5 — поверхова забудова

— 6 — поверхова забудова

— 7 — поверхова забудова

— 8 — поверхова забудова

9 — поверхова забудова

— 12 — поверхова забудова

— 16 — поверхова забудова

— 22 — поверхова забудова Нумерую на плані району квартали району теплопостачання.

Визначаю загальну площу житлових споруд району, за формулою (3.1):

м2

де — густина (щільність) житлового фонду, м2/га, приймається в залежності від поверховості забудови /додаток 8/.

2.4. Визначаю максимальне теплове навантаження системи опалення житлових і громадських будівель, за формулою (3.3):

МВт де — укрупнений показник максимального теплового потоку на опалення 1 м² загальної площі житлових споруд, Вт/м2 /додаток 9/; - коефіцієнт, що враховує тепловий потік на опалення громадських споруд, .

2.5. Визначаю максимальне теплове навантаження системи вентиляції громадських споруд, за формулою (3.4):

МВт декоефіцієнт, що враховує тепловий потік на вентиляцію громадських споруд; - для споруд, збудованих до 1985 року, — для споруд, збудованих після 1985 року.

2.6. Визначаю чисельність /кількість мешканців/ людей, що проживають у районі за формулою (3.2):

де — норма загальної площі на одного мешканця (людину), приймається м2/люд.

2.7. Визначаю середнє теплове навантаження на гаряче водопостачання житлових і громадських споруд, за формулою (3.5):

МВт де — укрупнений показник середнього теплового потоку на гаряче водопостачання на одну людину, Вт/люд., /дод. 10/; - кількість людей.

Звожу результати розрахунку по кожному кварталу в таблицю 1.

Таблиця 1 Розрахункові теплових навантажень

Визначаю максимальне теплове навантаження на гаряче водопостачання житлових і громадських споруд, за формулою (3.6):

МВт Визначаю середнє теплове навантаження на гаряче водопостачання для неопалювального /літнього/ періоду, за формулою (3.7):

МВт де — температура холодної водопровідної води для літнього періоду, оС; - температура холодної водопровідної води для опалювального (зимового) періоду, оС; - коефіцієнт, що враховує зміну витрати мережної води на гаряче водопостачання в неопалювальний період по відношенню до опалювального; для житлово-комунального сектора; для курортних і південних міст; для підприємств .

2.11. Визначаю максимальне теплове навантаження на гаряче водопостачання для неопалювального /літнього/ періоду, за формулою (3.8):

МВт

Визначаю теплові навантаження на опалення та вентиляцію для 5-ти характерних температур зовнішнього повітря, ,, ,, за формулами (3.9) та (3.10):

МВт

МВт де — температура повітрі всередині приміщення, +18 оС; - розрахункова температура зовнішнього повітря на опалення, оС.

Визначаю теплове навантаження системи гарячого водопостачання (середнє і максимальне) на протязі опалювального періоду, як незмінні, незалежно від температури зовнішнього повітря.

Звожу результати розрахунків теплових навантажень в таблицю 2

Таблиця 2 Значення максимальних і середніх теплових навантажень в залежності від температури зовнішнього повітря

Визначаю річну витрату теплоти:

— на опалення, за формулою (3.15):

ГДж/рік

— на вентиляцію, за формулою (3.16):

ГДж/рік

— на гаряче водопостачання, за формулою (3.17):

ГДж/рік де — тривалість опалювального періоду, діб; - тривалість роботи системи гарячого водопостачання (ГВП) протягом року, год; - тривалість роботи вентиляційної системи протягом доби, год/добу; - середня температура зовнішнього повітря протягом опалювального періоду, оС.

Визначаю сумарну річну витрату теплоти на опалення, на вентиляцію та на ГВП, за формулою (3.18):

ГДж/рік

МВт/рік Будую графік зміни теплових навантажень на опалення, ГВП та вентиляцію в залежності від температури зовнішнього повітря та графік зміни теплових навантажень протягом року.

Рис

Розрахунок витрати та температури мережної води в прямій та зворотній магістралях

Розрахунок витрат та температур мережної води на опалення

Визначаю температуру мережної води для 5-ти характерних температур зовнішнього повітря, ,, , :

— в подавальному трубопроводі, за формулою (4.1):

оС

— після вузла змішування, за формулою (4.2):

оС

після системи опалення (опалювальних приладів), за формулою (4.3):

оС

де оС; оС;

; оС;

оС

— розрахункова температура мережної води перед системою опалення (на вході в опалювальні прилади), приймається в межах 95…105 оС.

Визначаю витрату мережної води на опалення у першому діапазоні (), за формулою (4.4):

кг/с

Визначаю витрату мережної води на опалення у другому діапазоні (), витрата є постійною і дорівнює розрахунковій, за формулою (4.5):

кг/с

Звожу результати визначення температур і витрат в таблицю 4.

Таблиця 4 Результати розрахунку температури і витрати мережної води на опалення в залежності від температури зовнішнього повітря

Будую графік зміни температури і витрати мережної води на опалення в залежності від температури зовнішнього повітря.

Розрахунок витрат та температур мережної води на гаряче водопостачання

Визначаю витрату мережної води на гаряче водопостачання, за формулою (4.6):

кг/с

Визначити температуру мережної води після підігрівника 1-го ступеню, за формулою (4.7):

оС

де — температура водопровідної води після підігрівника ГВП 1-го ступеня, оС, .

Визначаю витрату теплоносія і температури мережної води при. Розрахунок виконується в два етапи: попередній і кінцевий.

Попередній розрахунок (оС):

Визначаю температурні напори 1-го і 2-го ступенів підігрівників при розрахунковому режимі (), за формулами (4.13) та (4.14):

оС

оС

Визначаю витрату водопровідної води на ГВП, за формулою (4.15):

кг/с

Визначаю теплопродуктивність підігрівників 1-го і 2-го ступенів, за формулами (4.16) та (4.17):

МВт

МВт

Повинна виконуватись умова .

Визначаю витрати мережної води, що проходить через підігрівників 1-го і 2-го ступенів, за формулами (4.18) та (4.19):

кг/с

кг/с

Визначаю параметр підігрівників 1-го та 2-го ступенів за формулою (4.12)

Визначаю теплопродуктивність 1-го ступеню, нехтуючи витратою мережної води через 1-й ступінь і приймаючи витрату нагрівної води через його рівною, температуру нагрівної води на вході в підігрівник 1-го ступеню, рівною, за формулою (4.20):

МВт

де визначаю за формулою (4.11)

Визначаю температуру водопровідної води після підігрівника 1-го ступеню, за формулою (4.21):

оС

Визначаю теплопродуктивність підігрівника 2-го ступеню, за формулою (4.22):

МВт

Визначити витрату мережної води через підігрівник 2-го ступеню, за формулою (4.23):

кг/с

Для попереднього розрахунку нехтую величиною недогріву підігрівнику 2-го ступеню, тобто приймаю

Визначаю витрату мережної води через підігрівник 1-го ступеню, за формулою (4.24):

кг/с

Визначаю температуру мережної води на вході в підігрівник 1-го ступеню, за формулою (4.25):

оС

На цьому попередній розрахунок закінчую.

Кінцевий розрахунок

Визначаю теплопродуктивність 1-го ступеню за формулою (4.20). В даному випадку витрати нагрівної і водопровідної води приймаються відповідно і .

МВт

Визначаю температуру водопровідної води після підігрівника 1-го ступеню, за формулою (4.21):

оС

Визначаю теплопродуктивність підігрівника 2-го ступеню, за формулою (4.22):

МВт

Визначаю витрату мережної води через підігрівник 2-го ступеню за формулою (4.26):

кг/с

Визначаю температуру мережної води на виході із підігрівника 2-го ступеню, за формулою (4.28):

оС

Визначаю витрату мережної води через підігрівник 1-го ступеню, за формулою (4.24):

кг/с

Визначаю температуру мережної води на вході в підігрівник 1-го ступеню, за формулою (4.25):

оС

Перевіряю теплову продуктивність 1-го і 2-го ступенів підігрівників за формулами (4.20)-(4.22). Якщо знайдені величини близько співпадають з даними попереднього розрахунку, то розрахунок закінчено. В протилежному випадку знову провести уточнюючий розрахунок за вищенаведеною методикою.

— Визначаю теплопродуктивність 1-го ступеню:

МВт

— Визначаю температуру водопровідної води після підігрівника 1-го ступеню:

оС

— Визначаю теплопродуктивність підігрівника 2-го ступеню:

МВт

— Визначаю витрату мережної води через підігрівник 2-го ступеню:

кг/с

(,).

— Визначаю температуру мережної води на виході із підігрівника 2-го ступеню:

оС

— Визначаю витрату мережної води через підігрівник І ступеню:

кг/с

— Визначаю температуру мережної води на вході в підігрівник 1-го ступеню:

оС

Визначаю теплопродуктивність 1-го ступеню:

МВт

— Визначаю температуру водопровідної води після підігрівника 1-го ступеню:

оС

— Визначаю теплопродуктивність підігрівника 2-го ступеню:

МВт

Визначаю температуру мережної води на виході з підігрівника 1-го ступеню, за формулою (4.29):

оС

Здійснюю перевірку, за формулою (4.30)

оС

Для визначення витрати теплоносія і температури мережної води при інших значеннях пункти 3.2.4−3.2.8 не розраховуються, приймаються з попереднього, оскільки вони визначені при .

Визначити витрату мережної води в літньому режимі:

кг/с.

Звожу результати розрахунків у таблицю 5.

Таблиця 5 Результати розрахунку витрат та температур мережної води на гаряче водопостачання

Будую графіки залежності витрати мережної води на ГВП і температури мережної води після підігрівників ГВП 1-го і 2-го ступеня від температури зовнішнього повітря.

Рис

Розрахунок витрат та температур мережної води на вентиляцію

За наявності «зрізки» температурного графіка виділяю три характерних діапазони.

ІІІ. Діапазон температур зовнішнього повітря, менших ніж .

3.3.1. Визначаю температуру мережної води після калориферів за формулою (4.37):

де — температура мережної води у подавальному трубопроводі при; - температура води після калориферів при, оС.

Методом підбору знаходжу оС.

3.3.2. Визначаю витрату мережної води на вентиляцію, за формулою (4.39):

кг/с

ІІ. Діапазон температур зовнішнього повітря ().

3.3.3. Визначаю температуру води після калориферів, за формулою (4.40):

оС

Визначаю витрату мережної води на вентиляцію, за формулою (4.39):

кг/с

І. Діапазон температур зовнішнього повітря ().

3.3.5. Визначаю температуру води після калориферів, за формулою (4.42):

Методом підбору знаходжу оС.

Визначаю витрату мережної води на вентиляцію, за формулою (4.39):

кг/с

Звожу результати розрахунків у таблицю 6.

Таблиця 6. Результати розрахунку витрат та температур мережної води на вентиляцію

Будую графіки залежності температур мережної води після калориферів і витрати мережної води на вентиляцію від температури зовнішнього повітря.

Рис

Визначення розрахункових витрат теплоносія

Визначаю розрахункову витрату мережної води:

— на опалення, за формулою (6.1)

кг/с

— на вентиляцію, за формулою (6.2)

кг/с

— середня при двоступеневих схемах приєднання підігрівників води в системі ГВП, за формулою (6.5)

кг/с

де — температура водопровідної води після підігрівника ГВП першого (нижнього) ступеня; .

— максимальна при двоступеневих схемах приєднання підігрівників води в системі ГВП, за формулою (6.8)

кг/с

Визначаю сумарні розрахункові витрати мережної води, за формулою (6.9):

кг/с

Коефіцієнт, що враховує частку середньої витрати води на гаряче водопостачання при регулюванні по навантаженню опалення, приймаю з додатку 8.

Визначаю розрахункову витрату води в двотрубних водяних теплових мережах для неопалювального /літнього/ періоду, за формулою (6.11):

кг/с

Заношу результати розрахунків витрат теплоносія для кожного кварталу в таблицю 7.

Таблиця 7 Значення розрахункових витрат теплоносія

Вихідні дані до частини 2 проекта

Визначаю температуру суміші зворотної води після системи ГВП та вентиляції, для максимально зимового режиму:

оС

Визначаю температуру суміші зворотної води після системи ГВП та вентиляції, для режиму точки зламу температурного графіка:

оС

Формую результати розрахунку теплової мережі, що необхідні для теплового розрахунку джерела теплопостачання (водогрійної котельні) у вигляді таблиці 8.

Таблица

Приклад розрахунку теплової схеми котельні з водогрійими котлами

Формування вихідних даних для теплового розрахунку котельні з водогрійними котлами

Перелік вихідних даних для теплового розрахунку котельні з водогрійними котлами формую на базі двох джерел інформації:

— на базі результатів виконаного в Частині 1 проекта теплового розрахунку теплової мережі району;

— на базі даних, сформованих самостійно в рамках виконання Частини 2 проекта.

4.1.1 Вихідні дані для частини 2 проекта, одержані в частині 1 проекта представляю нижче, в таблиці 4.1:

Таблиця 4.1 Загальні вихідні дані для частини 2 проекта, одержані в частині 1 проекта.

Примітка:

Перед початком формування вихідних даних для котельні здійснюю балансову перевірку взаємоузгодженості по тепловій енергії одержаних в частні 1 проекта результатів для трьох режимів за наступним балансовим рівняннями:

(Qоп + QГВП + Qвент) = G1? 4,2? (ф1 — ф2)

МЗ: 302,62= 304,9 (Висновок — результати для режима МЗ — взаємоузгоджені)

ТЗ: 165,38 = 160,4 (Висновок — результати для режима ТЗ — взаємоузгоджені)

Л: 23,36 = 23,42(Висновок — результати для режима Л — взаємоузгоджені)

Вихідні дані для частини 2 проекта, сформовані в частині 2 проекта, представляю в таблиці 4.2:

Таблиця 4.2 Вихідні дані для частини 2 проекта, сформовані в частині 2 проекта

Формування принципової схеми водогрійної котельні

Викреслюю на аркуші (формат А4), згідно Додатка 2, принципову теплотехнологічну схему котельні у відповідності до встановлених технічних рішень, щодо направлення потоків енергоносіїв.

Розрахунок теплової схеми котельні з водогрійними котлами

Визначаю сумарне теплове навантаження житлового района для котельні з урахуванням втрат теплоти в тепломережі - ?QЖР, МВт, за формулою (2.1):

?QЖР = (1,05−1,15) • (Qопал + QГВП + Qвент)

Результати визначення навожу у таблиці 4.3.

Таблиця 4.3

Визначаю режим роботи котельні - з одним «базовим» котлом.

Визначаю експлуатаційну температуру води на вході у встановлені котли — t? ВК, оС, за рекомендацією п. 2.1.3.

Результати визначення навожу у таблиці 4.4.

Таблиця 4.4

Визначаю експлуатаційну температуру води на виході з базового котла — t? ВК. Б, оС, за рекомендацією п. 2.1.4.

Результати визначення навожу у таблиці 4.5.

Таблиця 4.5

Визначаю експлуатаційну температуру грійної води на вході в теплообмінники технологічної, сирої, хімочищеної води та на вході в деаератор — t? ТОА, оС, за рекомендацією п. 2.1.4.

Результати визначення навожу у таблиці 4.6.

Таблиця 4.6.

Визначаю експлуатаційну температуру води на виході з теплообмінників технологічної, сирої та хімочищеної води — t? ТОА, оС, за рекомендацією п. 2.1.15.

Результати визначення навожу у таблиці 4.7.

Таблиця 4.7

Визначаю витрату води з деаератора на компенсацію втрат в тепломережі - GДАпідж, т/год, за формулою (2.2)

GДАпідж = Gубут

Результати визначення навести у таблиці 4.8.

Таблиця 4.8

Визначаю витрату грійної води з базового водогрійного котла на деаератор — GДАгр. в, т/год, та його теплове навантаження — QДА, МВт, за формулою (2.3)

GДАгр.в = (1 + бвип)? Gпідж? (tДА — tхов?) / (t?ТОА — tДА)

та формулою (2.4):

QДА = (GДАгр.в/3,6)? 4,2? (t?ТОА — tДА)? 10-3

Результати визначення навожу у таблиці 4.9.

Таблиця 4.9

Визначаю витрату води з деаератора — G? ДА, т/год, за формулою (2.4).

G?ДА = (1 — бвип)? Gпідж + GДАгр. в

Результати визначення навожу у таблиці 4.10.

Таблиця 4.10

Визначити витрату хімочищеної води, що надходить в деаератор — GХОВ, т/год, за формулою (2.5)

Gхов = (1 + бвип)? Gпідж

Результати визначення навожу у таблиці 4.11.

Таблиця 4.11

Визначаю витрату сирої води для підживлення — Gс.в., т/год, за формулою (2.6).

Gс.в. = Кхво? Gхов

Результати визначення навожу у таблиці 4.12.

Таблиця 4.12

Визначаю теплову потужність підігрівника сирої води (ПСВ) — QПСВ, МВт, та витрату грійної води на ПСВ — GПСВ, т/год, відповідно,

— за формулою (2.7):

QПСВ = (Gс.в. / 3,6)? 4,2? (t?с.в — t? с. в)? 10-3 ,

— за формулою (2.8):

GПСВгр.в = QПСВ? 3,6 ?103 / [4,2?(t?ТОА-t?ТОА)]

Результати визначення навожу у таблиці 4.13.

Таблиця 4.13

Визначаю теплову потужність підігрівника хімочищеної води (ПХВ) — QПХВ, МВт, та витрату грійної води води на ПХВ — Dгр. вПХВ, т/год, відповідно,

— за формулою (2.9):

QПХВ = (Gхов / 3,6)? 4,2? (t?хов — t?хов)? 10-3

— за формулою (2.10):

GПХВгр.в = QПХВ ?3,6? 103/ [4,2? (t?ТОА — t? ТОА)]

Результати визначення навожу у таблиці 4.14.

Таблиця 4.14

Визначаю витрату технологічної води на ПТВ — Gтехн. в, т/год, теплову потужність ПТВ — QПТВ, МВт та витрату грійної води — GПТВгр. в, т/год, відповідно,

— за формулою (2.11):

Gтехн.в = QПП ?3,6 ?103 / (4,2? t?техн.в)

— за формулою (2.12):

QПТВ = Gтехн. в? 4,2? (t?техн.в — t?техн.в)? 10-3

— за формулою (2.13):

GПТВгр.в = = QПТВ ?3,6? 103/ [4,2? (t?ТОА — t? ТОА)]

Результати визначення навожу у таблиці 4.15.

Таблиця 4.15

Визначаю сумарну витрату грійної з базового котла води на на внутрішнє споживання котельні - УGвнгр. в, т/год, для трьох режимів за формулою (2.14)

УGвн гр. в = GПТВгр. в + GПХВ гр. в + GПСВгр. в+ + GДА гр. в

Результати визначення навожу в таблиці 4.16.

Таблиця 4.16

Визначаю температуру зворотної води на вході мережних насосів (після змішування всіх потоків води) — фзвор, оС, за формулою (2.16):

фзвор = (G2 · ф2+ GПТВ гр. в · t? ТОА + GПХВ гр. в · t? ТОА + GПСВгр. в · t? ТОА +

+ G? ДА· t? ДА) / (G2 +GПТВ гр. в + GПХВ гр. в + GПСВгр. в + G? ДА)

Результати визначення навожу у таблиці 4.17.

Таблиця 4.17

Визначаю загальну теплову потужність котельні (т. зв. потужність з «виробленої» теплоти) — ?QКОТ, т/год, з урахуванням теплоти, що внесена водою підживлення, за формулою (2.16)

?QКОТ = ?QЖР + QПТВ + QПХВ + QПСВ + QДА — (Gпідж/3,6)? 4,2?tс.в?10-3

Результати визначення навожу у таблиці 4.18.

Таблиця 4.18

Встановлюю типорозмір встановлюваних в котельні водогрійних котлів, їх номінальну теплову потужність — QВК. НОМ, МВт, номінальний пропуск води через котли — GВК. НОМ, т/год, ККД котлів — зВК. НОМ, од, температурні параметри — t ВК. НОМ, оС, та tШВК. НОМ,. оС.

Вибір типорозміру водогрійних котлів здійснюю з таких міркувань: На ринку водогрійних котлів існує пропозиція наступних типорозмірів водогрійних котлів:КВ-ГМ -20 (23,2 МВт), КВ-ГМ -30 (34,8 МВт), КВ-ГМ — 50 (58,0 МВт), КВ-ГМ-100 (116,0 МВт). Виходячи з розрахунків усього навантаження приймаю 2 водогрійні котельні по 3 котли КВ-ГМ-50(58,0 МВт) в кожній, і роблю розрахунок одієї з них.

Результати визначення навожу у таблиці 4.19.

Таблиця 4.19

Визначаю число встановлених в котельні водогрійних котлів — NВК. ВСТ, шт., за формулою (2.17).

NВК.ВСТ = ?QКОТ / QВК. НОМ*)

*) Примітка

До встановлення приймаю число котлів, що відповідає результату обчислення за формулою (2.17), округленого до більшого цілого числа.

Результати визначення навожу у таблиці 4.20.

Таблиця 4.20

Визначаю кількість котлів, що будуть в експлуатації протягом року в базовому режимі за рекомендацією п. 2.1.4.

NВК.Б = 1

Результати визначення навожу у таблиці 4.21.

Таблиця 4.21

Визначаю число котлів, що працюють у змінному режимі - NВК. З, шт, за формулою (4.18).

NВК.З = NВК. ВСТ — 1

Результати визначення навожу у таблиці 4.22.

Таблиця 4.22

Визначаю число котлів, що знаходяться в експлуатації в кожному з трьох розрахункових режимів — NВК. Р, шт, за формулою (2.19):

NВК.Р = NВК. Б + NВК. З

Результати визначення навести у таблиці 4.23.

Таблиця 4.23

Визначаю експлуатаційні параметри роботи «базового» водогрійного котла для всіх режимів, враховуючи рекомендації п.п. 2.1.6 — 2.1.7:

— у разі експлуатації в котельні двох або більше котлоагрегатів:

QВК.Б = QВК. НОМ, МВт

t?ВК.Б = t? ВК. НОМ, оС

tґВК.Б = tґВК, оС

GВК.Б = GВК. НОМ, т/ч

— у разі експлуатації в котельні одного котлоагрегата:

QВК.Б = ?QКОТ, МВт

tґВК.Б = tґВК, оС

t?ВК.Б = t? ВК. НОМ, оС

GВК.Б = ?QКОТ · 3,6 · 103 / [4,2 · (t?ВК.Б — tґВК.Б)], т/ч

Результати визначення навожу у таблиці 4.24

Таблиця 4.24

Визначаю теплове навантаження водогрійних котлів, що несуть змінну складову теплового навантаження котельні - ?QВК.З, МВт, за формулою (4.21):

?QВК.З = ?QКОТ — QВК. Б

Результати визначення навожу у таблиці 4.25

Таблиця 4.25

Визначаю теплове навантаження кожного котла, що несе змінну складову теплового навантаження — QВК. З, МВт, за формулою (4.22):

QВК.З = ?QВК.З / NВК. З

Результати визначення навожу у таблиці 4.26

Таблиця 4.26

Визначаю пропуск води через кожний котел, що експлуатується зі «змінним» тепловим навантаженням та температурним режимом:

— для МЗ режима (зменшений проти номінального, враховуючи номінальний температурний режим і зменшене теплове навантаження, за формлою (2.25):

GВК.З= QВК. З · 103 · 3,6 /[4,2· (/ (t?ВК.НОМ — t? ВК)]

— для ТЗ режима (враховуючи доцільність номінального пропуска води через котли) за рекомендацією п. 2.1.8.

GВК.З = GВК. НОМ

— для Л режима (за відсутності такого котла):

GВК.З = 0,0

Результати визначення навести у таблиці 4.27.

Таблиця 4.27

Визначаю сумарну подачу води на котли, що знаходяться в експлуатації - ?GВК, т/год, за формулою (2.27)

?GВК = GВК. Б + NВК. З · GВК. З

Результати визначення навести у таблиці 4.28.

Таблиця 4.28

Визначаю температуру води на виході з котлів, що несуть змінну складову теплового навантаження котельні - t? ВК. З, oC, за формулою (2.28):

t?ВК.З = tґВК + QВК. З· 103· 3,6 / (4,2 · GВК. З)

Результати визначення навести у таблиці 4.29.

Таблиця 4.29

Визначаю витрату води в рециркуляційному трубопроводі - GРЕЦ, т/год, для трьох режимів за формулою (2.29):

Gрец = У GВК · (tґВК — фзвор) / (t?ВК.Б — фзвор)

Результати визначення навожу в таблиці 4.30.

Таблиця 4.30

Визначаю середньовагову температуру води на виході з усіх водогрійних котлів після змішування її з «базового» та «змінних» котлів — tВК?, оС, для трьох режимів за формулою (2.30):

tВК? = (GВК.Б-УGвн-Gрец)· t? ВК. Б+NВК.З·G ВК. З· t? ВК. З / (УGВК-УGвн-Gрец+NВК.З· G ВК. З)

Результати визначення навожу в таблиці 4.31.

Таблиця 4.31

Визначаю витрату зворотної води через регулюючий клапан в трубопроводі перепуску зворотної води в пряму магістраль (т. зв. перепуск) — Gпер, т/год, для трьох режимів за формулою (2,31).

Gпер = G1? (tВК? — ф1) / (tВК? — фзвор)

Таблиця 4.32

Визначаю похибку балансових розрахунків водогрійної котельні за формулою (2.32).

?G% = (?GВК — G2 — Gвн + Gпер — Gрец)?100 / ?GВК

Результати визначення навожу в таблиці 4.33.

Таблиця 4.32

Висновок: Результати розрахунка теплової схеми котельні з водогрійними котлами виконані з прийнятною точністю.

Визначення енергетичних показників роботи водогрійної котельні

Визначаю годинну витрату природного газу в котельні - ВКОТ, тис. м3/год, для трьох режимів роботи за формулою (2.33).

ВКОТ = (1,01−1,02)? УQКОТ? 103? 3,6 / (зКОТ? Qн роб) Результати визначення навожу у табл. 4.33.

Таблиця 4.33

Таблиця. Характеристика насосів рециркуляції

Характеристика мережних насосів

Таблиця

Вибір внутрішньо-котельних насосів

Вибір насосів сирої, хімочищеної. Технологічної води, насосів підживлення теплової мережі здійснюється аналогічно вибору насосів, розглянутих в попередніх розділах.

Таблиця. Характеристтика насосів сирої води

Таблиця. Характеристика насосів ХОВ

Таблиця. Характеристика насосів технологічної води

Таблиця. Характеристика підживлювальних насосів

Вибір деаераторів водогрійної котельні

Характеристика вакуумного деаератора

Встановлюємо два вакуумних деаератори типу ДСВ-15 з такими паспортними даними:

Продуктивність…15/год, Діаметр корпуса…716мм, Загальна висота колонки…2400мм, Температура…40−80 оС.

Вибір підігрівників

Вибір типорозміру підігрівників сирої води (ПСВ), хімочищеної води (ПХВ), технологічної води (ПТВ) здійснюється за визначеною в проекті їх тепловою потужністю та переліком стандартних типорозмірів вказаних підігрівників за методикою, сформованою в курсі «Теплотехнологічні процеси та установки», або в [3], або в інших інформаційних джерелах.

Ш Вибір підігрівників сирої води (ПСВ):

Q=k* F*Дt;

Q=G*c (t1-t2);

Площа поверхні нагріву відповідно: ,

k=1721Вт/мК — для пластинчастих теплообмінників.

Рис

;

Обираю до встановлення водо-водяний підігрівник Ш Вибір підігрівників технічної води (ПТВ):

Q=k* F*Дt;

Q=G*c (t1-t2);

Площа поверхні нагріву відповідно: ,

k=1721Вт/мК — для пластинчастих теплообмінників.

Рис

;

Обираю до встановлення водо-водяний підігрівник Ш Вибір підігрівників хімочищеноїводи (ПХВ):

Ш

Q=k* F*Дt;

Q=G*c (t1-t2);

Площа поверхні нагріву відповідно: ,

k=1721Вт/мК — для пластинчастих теплообмінників.

Рис

;

Обираю до встановлення водо-водяний підігрівник Визначену інформацію по підігрівникам внести до «Переліку обладнання котельні» графічної частини дипломного проекта.

Вибір вентиляторв та димососів для водогрійних котлів

водогрійний котельня насос тепловий

На котлах КВ-ГМ-50 пальники встановлюються на повітряному коробі котла, який кріпиться на фронтовому екрані до горизонтальних колекторів. Кожен пальник типу РГМГ має вентилятор первинного повітря. Для пальника типу РГМГ-20 встановлюється вентилятор 19ЦС63, для пальника РГМГ-30 вентилятор 30ЦС85. На фронтовій стіні котла встановлюються чотири пальники з шиберами індивидуальным підведенням повітря. Рекомендований вентилятор відцентровий дутєвий правого обертання ВДН-20 з продуктивністю Q=162 500 м3/год. і електродвигуном ДА 304−400У-6МУ1 n=1000 об/хв — один на всі пальники. Рекомендований димосос ДН-22×0,62 ГМ з двигуном ДА304 450УК-8МУ1 n=750 об/хв.

Визначити сумарну «встановлену» електричну потужність, що споживає електричне обладнання власних потреб котельні - УWКОТвл. п, кВт, за формулою:

УWКОТвл.п = Wнас. рец + Wнас. тм + Wнас. підж + Wнас. св + Wнас. хв + УWВД +

+УWД + Wосвітл =160+320+1,6+21+20,16+1,6+164+293+10=991,36 кВт (2.29)

де:

Wнас.рец — встановлена потужність робочих насосів рециркуляції, кВт. Визначається в п. 2.6.2.

Wнас.т/м — встановлена потужність робочих мережних насосів, кВт. Визначається в п. 2.6.3.

Wнас.підж — встановлена потужність робочих насосів підживлення тепломережі, кВт. Визначається в п. 2.6.4.

Wнас. св — встановлена потужність робочих насосів сирої води, кВт. Визначається в п. 2.6.4

Wнас.хв — встановлена потужність робочих насосів хімочищеної води, кВт. Визначається в п. 2.6.4

УWВД — встановлена потужність робочих дутьових вентиляторів водогрійних котлів, кВт. Визначається в п. 2.6.6.

УWД — встановлена потужність робочих димососів водогрійних котлів, кВт. Визначається в п. 2.6.2

Wосвітл — встановлена електрична потужність приладів освітлення, кВт. Визначається за методикою, визначеною в курсі «Охорона праці».

Визначити годинну, добову та річну потребу електричної енергії для власних потреб котельні, відповідно, Wвл. пгод, кВт? год/год, Wвл. пдоб, кВт? год/добу, Wвл. прік, кВт? год/рік, за формулами:

Wвл.пгод = УWКОТвл. п ?1? Kфгод = 991,36 ?0,8= 793,09 кВт

Wвл.пдоб = УWКОТвл. п ?24? Kфдоб =991,36 991,36 ?24?0,8=19 030 кВт

Wвл.прік = УWКОТвл. п? 8760? Kфрік = 991,36 ?8760 ?0,7= 6079МВт де:

Kфгод — середньогодинний експлуатаційний коефіцієнт завантаження споживачів електроенергії котельні, од. Визначаються орієнтовно в межах 0,8−0,9;

Kфдоб — середньодобовий експлуатаційний коефіцієнт завантаження споживачів електроенергії котельні, од. Визначаються орієнтовно в межах 0,7−0,8;