Дипломная работа на тему "Реконструкция теплоснабжения ОАО "САРЭКС" с разработкой собственной котельной"

ГлавнаяПромышленность, производство → Реконструкция теплоснабжения ОАО "САРЭКС" с разработкой собственной котельной




Не нашли то, что вам нужно?
Посмотрите вашу тему в базе готовых дипломных и курсовых работ:

(Результаты откроются в новом окне)

Текст дипломной работы "Реконструкция теплоснабжения ОАО "САРЭКС" с разработкой собственной котельной":


Реферат

Расчетно-пояснительная записка содержит 95 страниц машинописного текста, 13 таблиц, рисунков.

Ключевые слова: деаэратор, тепловые сети, энтальпия, теплообменник, котлоагрегат, отопление, вентиляция.

Цель работы ‑ Реконструкция теплоснабжения ОАО «САРЭКС» с разработкой собственной котельной».

Полученные результаты: В результате работы определены тепловые нагрузки всех потребителей, рассчитана схема тепловой сети, произведен расчет тепловой схемы котельной и выбрано соответствующее оборудование.

Оценка технико-экономических показателей показывает, что затраты на сооружение котельной окупятся за 2,4 года.

Содержание

Введение

1.Краткая характеристика предприятия

1.1. Общие сведения о предприятии

1.2. Анализ теплоснабжения ОАО «САРЭКС»

2.Тепловой расчет

2.1 Расчет тепловой мощности на отопление

2.2 Определение тепловой мощности необходимой для вентиляции

2.3 Определение тепловой мощности необходимой для горячего водоснабжения

2.4 Определение тепловой мощности необходимой для производственно – технологических нужд в виде пара

2.5 График годового расхода теплоты

2.6 Регулирование отпуска теплоты

Заказать написание дипломной - rosdiplomnaya.com

Новый банк готовых оригинальных дипломных работ предлагает вам написать любые работы по требуемой вам теме. Грамотное выполнение дипломных проектов под заказ в Москве и в других городах России.

3. Гидравлический расчет тепловой сети

3.1 Определение расчетных расходов теплоносителя в тепловых сетях

3.2 Расчетная схема тепловой сети

3.3 Предварительный и проверочный расчеты диаметров тепловой сети

3.4 Построение продольного профиля тепловой сети

4. Тепловой расчет изоляционных конструкций трубопроводов

5. Теплоприготовительные установки систем теплоснабжения

5.1 Виды теплоприготовительных установок систем теплоснабжения

5.2 Тепловая схема паровой котельной

5.3 Расчет тепловой схемы паровой котельной

5.3.1 Расчет тепловой схемы котельной для максимально – зимнего периода

5.3.2 Расчет тепловой схемы котельной для наиболее холодного месяца

5.3.3 Расчет тепловой схемы котельной для летнего периода

5.4 Определение и расчет продуктов сгорания газа и расхода воздуха

5.5 Выбор основного и вспомогательного оборудования

5.6 Учет отпускаемой теплоты.

6. Безопасность и экологичность

6.1 Анализ состояния безопасности

6.1.1 Анализ и оценка условий труда

6.1.2 Анализ и оценка показателей производственного травматизма

6.2 Разработка мероприятий по безопасности и экологичности

6.2.1 Анализ организации службы охраны труда

6.2.2 Расчет освещения

6.2.3 Мероприятия по электробезопасности

6.2.4 Противопожарные мероприятия

6.2.5 Расчет рассеивания вредных примесей и выбор высоты трубы

7. Технико-экономические показатели

Заключение

Список использованной литературы

Введение

В настоящее время сохраняется тенденция роста цен на энергоносители и стоимость энергоносителей составляет все большую долю в себестоимости продукции промышленных предприятий, снижая ее конкурентоспособность из-за роста цен.

В этой связи руководством предприятия было принято решение о создании собственной системы теплоснабжения. Источником тепловой энергии должна стать собственная котельная, обеспечивающая нужды предприятия в тепле, горячей воде и паре. При этом сохраняется собственная система тепловых сетей предприятия, но ее питание будет осуществляться от независимой от ТЭЦ котельной.

С этой целью в дипломной работе были произведены расчеты основных нагрузок всех потребителей предприятия, и рассчитано гидродинамическое сопротивление сетей для правильного выбора оборудования котельной и ее мощности.

Проведенная экономическая оценка данной реконструкции показывает значительную выгодность ее сооружения, причем срок окупаемости капиталовложений укладывается в разумные пределы.

1. Краткая характеристика предприятия

1.1. Общие сведения о предприятии

ОАО «САРЭКС» относится к отрасли строительного машиностроения.

В 1943 г. на базе машинотракторной станции был образован мотороремонтный завод. Наряду с ремонтом моторов выпускал зернопульты, конопляники, катки, универсально-балансирующие стенды.

5 мая 1959 г. был преобразован в экскаваторный завод. Первый саранский экскаватор марки Э‑153 был собран в 1959г. Он был оснащен ковшом емкостью 0,15 м3, копал на глубину 2,2 м, рабочий цикл составлял 22 секунды. С тех пор на заводе осуществляется постоянное совершенствование моделей выпускаемых машин.

В1966г. был разработан первый полноповоротный гидравлический экскаватор Э‑2514, который был оснащен комфортабельной кабиной с отоплением, вентиляцией и дистанционным запуском двигателя.

В 1969г. начат серийный выпуск новой модели Э‑2515. Прогрессивные решения в конструкции, вместе с применением новых сталей позволило при незначительном увеличении массы повысить производительность экскаватора более чем в два раза. На основе модернизации появились модели ЭО‑2621, ЭО‑2621А.

В 1984г. создана новая прогрессивная модель ЭО‑2621В. Эта машина имеет широко обзорную каркасную кабину, гидрораспределитель руля и повышенные технические параметры по сравнению с выпускаемой ранее моделью.

В 1991г. спроектирован и внедрен в производство экскаватор ЭО‑2626 и ЭО‑2627. Это универсальные машины с быстросъёмным экскаваторным и погрузочным оборудованием. В 1992г. экскаватор модели ЭО‑2627 был награжден в Мадриде международной золотой звездой Конгресса предпринимателей.

В 1994 г. разработаны и внедрены модели экскаваторов ЭО‑2626А и

ЭО‑2627А, эти модели могут комплектоваться 14 видами сменного оборудования.

В 1995г. выпущен погрузчик ПМ‑1, предназначенный для погрузки сыпучих материалов, штучных и пакетированных грузов, силоса, сенажа, отрывки небольших котлованов, грейдеров и бульдозерных работ.

В1998 г. разработаны и выпущены плуг‑ рыхлитель ПРК‑8‑40, и культиватор КТС‑10‑2.

Продукция ОАО «САРЭКС» хорошо зарекомендовала себя на рынке. Большим спросом пользуются экскаваторы, выпускаемые на безе Минского, Липецкого и Днепропетровского тракторов. Однако рост цен на эти машины, являющихся основой производства, привел к значительному сокращению выпуска экскаваторов.

В этой связи был принят курс на разработку и выпуск машин, производство которых в меньшей степени зависит от сторонних поставщиков.

Первой и наиболее удачной машиной в этой серии сталамашина для замены шпал (МЗШ). Однако выпуск этого продукта потребовал значительно изменить технологический процесс и организовать совершенно новые для данного предприятия службы. Прежде всего, необходимо было организовать бюро по разработке электрооборудования, поскольку ранее изготовление экскаваторов сводилось только к установке на них гидравлического оборудования, а теперь стало необходимым разрабатывать машину в целом. В результате предпринятых усилий была разработана такая удачная конструкция МЗШ, что позволило ей получить ряд престижных премий на международных выставках, а завод получил выгодные заказы от крупнейших отечественных железнодорожных компаний.

Другим направлением деятельности предприятия стало разработка и выпуск экскаватора на собственном шасси, что, возможно, в дальнейшем позволит полностью отказаться от поставок тракторов и сделать полностью замкнутый цикл производства экскаваторов. Экспериментальный образец такого экскаватора‑погрузчика не уступает лучшим зарубежным образцам. Свидетельством этому является предложение от известной фирмы «Массе‑Фергюсон» о совместном выпуске сельскохозяйственных тракторов с подъёмниками на базе их шассе, причем гидро‑ и электрооборудование будут изготавливаться в Саранске.

1.2. Анализ теплоснабжения ОАО «САРЭКС»

Климат зоны, в которой расположено предприятие, умеренный со сравнительно холодной зимой и умеренно жарким летом. Преобладающие ветра, западные и юго‑западные.

Средне суточная амплитуда температуры воздуха 11,6 0С. Расчётная географическая широта –56 0 СШ. Барометрическое давление ‑950 кПа.

Таблица 1.

Климатологические данные.

--------------------------------------------------

Период года

|

Тёплый

|

Холодный

|
---------------------------------------------------------

Параметр А

|
---------------------------------------------------------

1.Температура воздуха, 0С

| 23,5 | ‑17 |
---------------------------------------------------------
2.Удельная энтальпия воздуха, кДж/кг | 51,1 | 15,5 |
---------------------------------------------------------
3.Скорость ветра, м/с | 1 | 3,4 |
---------------------------------------------------------
Параметр Б |
---------------------------------------------------------

1.Температура воздуха, 0С

| 27,7 | ‑30 |
---------------------------------------------------------
2.Удельная энтальпия воздуха, кДж/кг | 54,4 | 29,6 |
---------------------------------------------------------
3.Скорость ветра, м/с | 1 | 3,8 |
--------------------------------------------------------- --------------------------------------------------

Источником теплоснабжения ОАО «САРЭКС» являются магистральные трубопроводы ОАО «Мордовэнерго». Руководством предприятия было принято решение отказаться от централизованного теплоснабжения и построить собственную котельную. Цель данного решения‑ более экономичное использование тепловой энергии и, следовательно, уменьшение расходов на энергоснабжение. Проектируемая котельная должна соответствовать параметрам существующей системы теплоснабжения.

В качестве теплоносителя используется насыщенный пар с давлением

Р = 0,7 Мпа и температурой Т = 175 оС и перегретая вода по температурному графику 150 ÷ 70 оС.

На предприятии применяется закрытая система теплоснабжения. В такой системе сетевая вода, циркулирующая в тепловой сети, используется только как теплоноситель, но из сети не отбирается. Основными недостатками такой системы являются:

− выпадение накипи в водо-водяных подогревателях и трубопроводах местных установок горячего водоснабжения, при использовании водопроводной воды имеющей карбонатную жесткость более 7 мгэкв/л;

− коррозия местных установок горячего водоснабжения, из-за поступления в них не деаэрированной водопроводной воды;

− сложность оборудования и эксплуатация абонентских вводов горячего водоснабжения из-за установки водо-водяных подогревателей.

Основное преимущество закрытой системы теплоснабжения − гидравлическая изолированность водопроводной воды поступающей в установки горячего водоснабжения, от воды циркулирующей в тепловой сети. Отсюда следует, что в таких системах чрезвычайно прост санитарный контроль системы горячего водоснабжения; прост контроль герметичности теплофикационной системы, который проводится по расходу подпитки.

Для системы отопления бытовых и административных зданий служит вода с температурой 95 ÷ 70 оС, для производственных помещений вода с температурой 150÷70оС.

Система отопления − двухтрубная с верхней разводкой. В качестве нагревательных приборов в производственных помещениях установлены регистры из гладких труб, в административных корпусах радиаторы М−140.

Для создания нормальных санитарных условий во всех корпусах завода действует приточно-вытяжная вентиляция с механическим или естественным побуждением.

От оборудования выделяющего производственные вредности предусмотрено устройство местных отсосов. В качестве вытяжных установок приняты вентиляционные камеры серии ОВ−02−139. Для уменьшения вибрации и шума все вентиляционные агрегаты устанавливаются на виброизолирующие основания и присоединяются к воздуховодам через гибкие ставки из прорезиненного брезента. Приточные и вытяжные установки для отключения от наружного воздуха оборудованы утеплёнными воздушными клапанами с электрическими приводами, которые открываются и закрываются автоматически, одновременно с включением и выключением вентиляторов.

Помещения углекислотной и газовой станции отапливаются с помощью калориферов. Забор наружного приточного воздуха осуществляется через жалюзные решётки, устанавливаемые в оконных проёмах. Приточный воздух подаётся в рабочую зону двухструйными воздухораспределителями или компактными струями через решётки.

На нужды горячего водоснабжения используется вода с Тг = 55оС. Горячая вода используется на бытовые и производственные нужды.

Насыщенный пар используется для подогрева химических растворов в гальванических ваннах, а также в сушильных установках покрасочного комплекса. Все установки, в которых в качестве теплоносителя используется пар оборудованы конденсатоотводчиками, с последующим сбором и перекачкой конденсата в Ц. Т.П. Далее конденсат возвращается на теплоисточник согласно договорных норм.

Прокладка тепловых сетей и теплопроводов по территории предприятия надземная на эстакадах и опорах, а внутри помещений − по строительным конструкциям.

2. ТЕПЛОВОЕ ПОТРЕБЛЕНИЕ

2.1. Расчёт тепловой мощности на отопление

Расход тепла на отопление каждого потребителя определяется по формуле:

Qo = qo·V· (tвн − tно), (2.1)

где qo − удельная отопительная характеристика здания, Дж/с·м3·оС [1. прил. 4];

V − объём здания, м3;

tвн − температура внутри помещения, о С, [1];

tно − температура для проектирования отопления, оС, [1].

Для корпуса №1:

Q = 0,3·148000 · (16 +30) = 2131,2 кВт.

Расход теплоты на отопление остальных зданий рассчитывается аналогично, данные заносятся в таблицу 2.

2.2. Определение тепловой мощности необходимой для вентиляции

Расход теплоты на вентиляцию определяется по формуле:

Q В = qв ·V · (tв − tнв ), (2.2)

где qв − удельная вентиляционная характеристика здания,

Дж/с·м3·оС [1. прил. 4];

V − объём здания, м3;

tвн − температура внутри помещения, о С, [1];

tнв − температура для проектирования вентиляции, оС, [1].

Для корпуса №1: Q = 0,5·148000 · (16 +17) = 2590 кВт.

Расход теплоты на вентиляцию остальных зданий рассчитывается аналогично, данные заносятся в таблицу 2.

2.3. Определение тепловой мощности необходимой для горячего водоснабжения

Таблица 2.

Тепловое потребление

--------------------------------------------------

№ по ген. плану

|

Наименова-ние потреби

теля

|

Объем здания, м3

|

Удельная характерис-тика, Дж/см3оС

|

Расчетный тепловой поток, кВт

|
---------------------------------------------------------

Отоп

ления,

|

Вен-тиля-ции,

|

Отопле-ния

|

Венти-ляция

|

Горячего водоснаб-жения

|

Всего

|
---------------------------------------------------------
1 | Корпус №1 | 148000 | 0,3 | 0,5 | 2131,2 | 2590 | 510,9 | 5232,1 |
---------------------------------------------------------
2 | Корпус№2 | 140000 | 0,43 | 0,12 | 2889,6 | 588 | 390,1 | 3867,7 |
---------------------------------------------------------
3 | Корпус№3 | 35000 | 0,36 | 0,72 | 604,8 | 882 | 54,3 | 1541,1 |
---------------------------------------------------------
4 | Корпус№4 | 31000 | 0,48 | 0,19 | 714,2 | 206,1 | 44,2 | 964,5 |
---------------------------------------------------------
18 | Заводоуправление | 6300 | 0,36 | 108,9 | 69,1 | 178,0 |
---------------------------------------------------------
8 | Эксперементальный участок | 3600 | 0,75 | 129,6 | 47,0 | 176,6 |
---------------------------------------------------------
21 | О Г Т | 4200 | 0,45 | 90,7 | 47,0 | 137,7 |
---------------------------------------------------------
5 | Компрессорная станция | 4300 | 0,45 | 92,9 | 92,9 |
---------------------------------------------------------
10 | Склад масел и химикатов тарного хранения | 2700 | 0,68 | 88,1 | 88,1 |
---------------------------------------------------------
Итого | 6850 | 4266,1 | 1162,6 | 12278,7 |
--------------------------------------------------------- --------------------------------------------------

Расход теплоты на горячее водоснабжение определяется по формуле:

Q В = (1,2 ∙ m ∙ (a + b) ∙ ( tг − tхз) ∙ Св) / 86400 (2.3)

где m − расчетное количество потребителей;

норма расхода воды на горячее водоснабжение, при tг=55 оС на одного человека, кг/сут [1. прил. 5];

норма расхода воды на горячее водоснабжение, потребляемое в общественных зданиях, при tг=55 оС, принимается равным 25 кг/сут на одного человека;

Св − удельная теплоёмкость воды, Дж/кг оС;

tг - температура горячей воды, оС;

tхз - температура холодной воды, оС.

Для корпуса №1:

Qг. в = (1,2 ∙ 240 ∙ (270 + 25) ∙ (55 – 5) ∙ 4190 / 86400 = 212,9 кВт.

Расчётная максимальнаям тепловая нагрузка горячего водоснабжения:

Qгр = Η ∙ Qгв, (2.4)

где H − коэффициент неравномерности, [1].

Qгр = 2,4 ∙ 212,9 = 510,9 кВт.

Расход теплоты на горячее водоснабжение остальных зданий рассчитывается аналогично, данные заносятся в таблицу 2.

2.4 Определение расчетной тепловой мощности необходимой для производственно – технологических нужд в виде пара

Расход тепла на производственно – технологические нужды в виде пара определяется по формуле:

Qп = dп∙ (iп – iк), (2.5)

где dп – количество потребляемого пара, кг/с;

iп – энтальпия насыщенного пара, iп = 2763 кДж/кг;

iк – энтальпия возвращенного конденсата, iк =230,45 КДж/кг.

Qп = 1,1∙ (2763 – 230,45) = 2785 кВт.

2.5 График годового расхода теплоты

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

Рисунок убран из работы и доступен только в оригинальном файле.

Рис. 1

2.6 Регулирование отпуска теплоты

В связи с тем, что тепловая нагрузка потребителей, не постоянна, а изменяется в зависимости от температуры наружного воздуха, режимы работы системы вентиляции, расхода воды на горячее водоснабжение и технологические нужды, экономичные режимы выработки тепловой энергии котельной должны обеспечиваться центральным регулированием отпуска теплоты, преобладающему виду тепловой нагрузки.

Вид теплоносителя определяет способ регулирования отпуска теплоты потребителям. В водяных тепловых сетях применяется качественное регулирование подачи теплоты, осуществляемое путём изменения температуры теплоносителя при постоянном расходе, а в паровых сетях –количественное регулирование, достигаемое изменением расхода теплоносителя при постоянной температуре.

Качественное регулирование в водяных тепловых сетях обычно ведут по отопительной нагрузке. Температуру теплоносителя изменяют в соответствии с температурным графиком, который строится в зависимости от расчетных температур наружного воздуха. При построении графика температур воды в тепловой сети исходят из аналитических зависимостей температуры воды в подающем и обратном трубопроводах от наружной температуры, в диапазоне от +8 до –30.

График температур воды в тепловой сети показан на листе 5 графической части дипломного проекта.

3. Гидравлический расчёт тепловой сети

Основной задачей гидравлического расчёта при проектировании тепловых сетей является: определение диаметров трубопроводов участков тепловой сети, потерь давления (напора) по всей сети и на отдельных участках. Гидравлический расчёт начинают с выбора главной магистрали. В качестве главной (расчётной) магистрали принимается наиболее нагруженная и протяжённая, соединяющая источник теплоснабжения с потребителем магистраль. При этом вычерчивают расчётную схему в одну линию с выделением отдельных участков. Расход теплоносителя в пределах каждого участка остаётся постоянным, границами участков являются ответвления (узлы). Нумеруют участки в начале на главной магистрали, а затем на ответвлениях и на других магистралях.

После составления расчётной схемы принимают потери давления по длине Rл: − для расчётной, главной магистрали водяных тепловых сетей − 30 ‑ 80 Па/м;

− ответвлении водяных тепловых сетей − по расчётному давлению, но не более 300 Па/м;

− паропроводов −70 ‑ 150 Па/м;

− конденсатопроводов −20 ‑ 60 Па/м.

При этом скорость движения теплоносителя не должна превышать:

− для горячей воды и конденсата 3,5 м/с;

− для перегретого пара 50 м/с.

Результатами гидравлического расчёта являются:

1) определение основного объёма работ по сооружению тепловых сетей;

2) определение характеристик сетевых и подпиточных насосов;

3) выбор схем присоединения теплопотребляющих установок к тепловой сети;

4) выбор средств авторегулирования;

5) разработка режимов эксплуатации систем теплоснабжения.

3.1 Определение расчётных расходов теплоносителя в тепловых сетях

Суммарные расчётные расходы сетевой воды в двухтрубных тепловых сетях, открытых и закрытых систем теплоснабжения при качественном регулировании отпуска теплоты определяется по формуле:

G = Gо. мах + Gв. мах + Кз·Gгв. мах, (3.1)

где Gо. мах − расчётный расход воды на отопление, кг/с;

Gв. мах − расчётный расход воды на вентиляцию, кг/с;

Gгв. мах − расчётный расход воды на горячее водоснабжение, кг/с;

Кз − коэффициент запаса, учитывающий долю среднего расхода на горячее водоснабжение при регулировании по нагрузке отопления,[2].

Gо. мах = Qо. мах /С · (τ1 − τ2), (3.2)

Gв. мах = Qв. мах /С · (τ1 − τ2), (3.3)

Gгв. мах = Qгв. мах /С · (τ1 − τ2), (3.4)

где Qо. мах − максимальная нагрузка отопления, кВт;

Qв. мах − максимальная нагрузка вентиляции, кВт;

Qгв. мах − максимальная нагрузка горячего водоснабжения, кВт;

С − теплоёмкость воды, кДж/кг;

τ1,τ2 − температура сетевой воды в подающем и обратном трубопроводах, оС.

Gо. мах = 6850 / 4,19 · (150 − 70) = 20,4 кг/с.

Gв. мах = 4266,1 / 4,19 · (150 − 70) = 12,7 кг/с.

Gгв. мах = 0,55·1162,6 / 4,19 · (150 − 70) = 1,9 кг/с.

G = 20,4 + 12,7 + 1,2·1,9 = 35,4 кг/с.

3.2 Расчётная схема тепловой сети

3.3 Предварительный и проверочный расчёты диаметров трубопроводов тепловой сети

Предварительный диаметр трубопровода определяется по формуле:

d = Adв ·G0,38 / Rл0,19, (3.5)

где Adв − постоянный коэффициент зависящий от шероховатости трубопровода и равен 117·10 -3 м 0,62/ кг 0,19;

Rл − удельные потери давления по длине, Па/м;

G − расход сетевой воды, кг/с.

Для шестого участка:

d6' = 117 ·10 –3 · 0,26 0,38 / 80 0,19 = 0,03 м.

Проверочный расчёт трубопровода.

Уточняется диаметр трубопровода до ближайшего по ГОСТ 8731−87, принимается стандартный диаметр d'=32 мм, [1.прил 11].

Производится расчёт действительного удельного падения давления по формуле:

Rл = ARв · G2 / (d')5,25, (3.6)

где ARв − постоянный коэффициент зависящий от шероховатости трубопровода и равен 64·10 -6 м 0,62/ 42 0,19.

Rл = 64·10 -6 · 0,26 2 / (0,032) 5,25 = 64,97 Па/м.

При полученном диаметре d', уточняется величина местных сопротивлений и определяется эквивалентная длина местных сопротивлений по формуле:

lэ = Aе· ∑ξ · (d')1,25, (3.7)

где Aе − постоянный коэффициент, зависящий от шероховатости трубы и равен 60,5 м - 0,25 ,

∑ξ − сумма коэффициентов местных сопротивлений, ξ =0,4[1].

lэ =60,5· 0,4· 0,032 1,25 = 0,37 м.

Падение давления в подающей и обратной магистралях определяется по формуле:

∆Рп = ∆Ро = Rл · (l+lэ), (3.8)

где ∆Рп, ∆Ро ‑ потери давления в подающей и обратной магистралях, Па;

l‑ длинна магистрали, м.

∆Рп = ∆Ро = 64,97 · (60 + 37) =3922,2 Па.

Скорость теплоносителя определяется по формуле:

ω = G · 4 / П ·(d') 2, (3.9)

ω = 0,26 · 4 · 10 –3 / 3,14 ·(0,032) 2 = 0,32 м/с.

Расчёт остальных участков производится аналогично, результаты расчёта заносятся в таблицу 3.

Таблица 3.

Результаты гидравлического расчёта.

--------------------------------------------------

№ участка

|

D’, мм

|

Dн, мм

|

Rл, Па/м

|

Lэ, м

|

∆Рп, ∆Ро, Па

|

Ω, м/с

|
---------------------------------------------------------
1 | 175 | 194 | 38,01 | 51,40 | 5374,6 | 0,72 |
---------------------------------------------------------
2 | 50 | 57 | 101,80 | 0,57 | 1279,6 | 0,54 |
---------------------------------------------------------
3 | 40 | 45 | 83,70 | 5,95 | 2506,8 | 0,42 |
---------------------------------------------------------
4 | 40 | 45 | 80,50 | 0,43 | 1966,6 | 0,41 |
---------------------------------------------------------
5 | 32 | 38 | 70,10 | 0,37 | 1708,3 | 0,34 |
---------------------------------------------------------
6 | 32 | 38 | 64,97 | 0,37 | 3922,2 | 0,32 |
---------------------------------------------------------
7 | 80 | 89 | 61,36 | 6,20 | 2712,0 | 0,56 |
---------------------------------------------------------
8 | 150 | 159 | 70,20 | 19,20 | 5138,6 | 0,88 |
---------------------------------------------------------
9 | 50 | 57 | 81,60 | 9,20 | 9889,9 | 0,48 |
---------------------------------------------------------
10 | 40 | 45 | 83,70 | 2,60 | 4737,4 | 0,42 |
--------------------------------------------------------- --------------------------------------------------

D' – условный проход, мм;

Dн – наружный диаметр, мм.

3.4 Построение продольного профиля

Продольный профиль представлен на 4 листе графической части данного проекта.

Продольный профиль участка тепловой сети строится в масштабе: по вертикали 1:100, 1:50; по горизонтали: 1:500, 1:1000. Его построение начинают с определения минимальной глубины теплового параметра по трассе с учётом габаритных размеров устанавливаемого в них оборудования.

На профилях сетей указывают:

поверхность земли;

уровень грунтовых вод;

пересекаемые автомобильные дороги, железнодорожные и трамвайные пути, кюветы, а также другие подземные и надземные коммуникации и сооружения, влияющие на прокладку проектируемых сетей, с указанием их габаритных размеров, высотных отметок, и при необходимости координат или привязок;

каналы, тоннели, ниши П‑образных компенсаторов, эстакады, отдельно стоящие опоры, вентиляционные шахты, павильоны и другие сооружения и конструкции сетей;

трубопроводы бесканальной прокладки;

неподвижные опоры.

Трубопроводы в каналах, тоннелях, камерах и нишах не изображают.

На профилях сетей надземной прокладки трубопроводы каждого яруса изображают одной сплошной основной линией.

Отметки сетей проставляют в характерных точках, в местах пересечений с автомобильными и железными дорогами, трамвайными путями, инженерными коммуникациями и сооружениями, влияющими на прокладку проектируемых сетей. Величины отметок и длины участков сетей указывают в метрах с двумя десятичными знаками, а величины уклонов ‑ в процентах. При надземной прокладке тепловых сетей, под профилями сетей помещают таблицу по форме 3, рис.3.

Форма 3.

--------------------------------------------------
Проектная отметка земли |
---------------------------------------------------------
Натуральная отметка земли |
---------------------------------------------------------

Отметка верха несущей

конструкции

|
---------------------------------------------------------
Отметка низа трубы |
---------------------------------------------------------
Уклон, % Длина, м |
---------------------------------------------------------
Номер поперечного разреза |
---------------------------------------------------------
Развернутый план |
--------------------------------------------------------- --------------------------------------------------

Рис.3

4. Тепловой расчёт изоляционных конструкций трубопроводов

В задачу теплового расчёта теплоизоляционных конструкций входит:

выбор конструкций и толщины тепловой изоляции;

определение тепловых потерь теплопровода;

расчёт падения температуры теплоносителя по длине теплопровода.

В качестве изоляционного материала применяются – маты минераловатные шивные марки 100.

Тепловой расчёт проводится для подающего трубопровода первого участка.

Определяется термическое сопротивление слоя изоляции по формуле:

Rи = (1/2·π)·λ· ln(dн /dтр), (4.1)

где λ – коэффициент теплопроводности, Вт/м·К;

dн – наружный диаметр трубы с учётом изоляции, м;

dтр – наружный диаметр трубы, м.

λ = 0,045 + 0,021· tм, (4.2)

где tм – температура воды в трубопроводе, оС.

tм = tпр / 2, (4.3)

tм = 150/2 = 75 оС,

λ = 0,045 + 0,021· 75 = 0,06 Вт/м·К.

Толщина изоляции принимается равной 0,08 м.

Rи = (1/2·3,14· 0,06)· ln(0,354 /0,194) = 1,59 м·К/Вт.

Предварительно задаётся температура на поверхности изоляции

tн = 34,5 оС, и определяется коэффициент теплоотдачи:

α = 9,3 + 0,047· (tн – tо) + 7,0· √W, (4.4)

где tо – температура окружающей среды, оС;

W – скорость движения воздуха, для г. Саранска W =3,8 м/с.

α = 9,3 + 0,047· (34,5 +30) + 7,0· √3,8 = 26,0 Вт/м2 ·К.

Определяется термическое сопротивление трубопровода:

Rн = 1/ Π · αн· dн, (4.5)

Rн = 1/ 3,14· 26,0 · 0,194 = 0,063 м·К/Вт.

Уточняется температура на поверхности изоляции:

tн' = ( tпр / Rи – tо / Rн ) / (1/ Rи +1/ Rн ), (4.6)

tн' = ( 150 / 1,59 +30 / 0,063 ) / (1/ 1,59 +1/ 0,063 ) = 34,5 оС.

Определяются линейные потери теплоты:

Qл = l· ( tн – tо ) / ( Rн + Rн), (4.7)

Qл = 90 · ( 150+30) / ( 1,59+0,063) = 9800,4 Вт.

Аналогичный расчёт проводится для обратного трубопровода.

Определяется термическое сопротивление слоя изоляции по формуле:

Rи = (1/2·π)·λ· ln(dн /dтр), (4.8)

где λ – коэффициент теплопроводности, Вт/м·К;

dн – наружный диаметр трубы с учётом изоляции, м;

dтр – наружный диаметр трубы, м.

λ = 0,045 + 0,021· tм, (4.9)

где tм – температура воды в трубопроводе, оС.

tм = tпр / 2, (4.10)

tм = 70 / 2 = 35 оС,

λ = 0,045 + 0,021· 35 = 0,05 Вт/м·К.

Толщина изоляции принимается равной 0,08 м.

Rи = (1/2·3,14· 0,05)· ln(0,354 /0,194) = 1,9 м·К/Вт.

Предварительно задаётся температура на поверхности изоляции tн = 34 оС, и определяется коэффициент теплоотдачи:

α = 9,3 + 0,047· (tн – tо) + 7,0 · √W, (4.11)

где tо – температура окружающей среды, оС;

W – скорость движения воздуха, для г. Саранска W=3,8 м/с.

α = 9,3 + 0,047· (34 + 30) + 7,0 · √3,8 = 25,95 Вт/м2 ·К.

Определяется термическое сопротивление трубопровода:

Rн = 1/ Π · αн· dн, (4.12)

Rн = 1/ 3,14· 25,95· 0,194 = 0,063 м·К/Вт.

Уточняется температура на поверхности изоляции:

tн' = ( tпр / Rи – tо / Rн ) / (1/ Rи +1/ Rн ), (4.13)

tн' = ( 70 / 1,9 +30 / 0,063 ) / (1/ 1,9 +1/ 0,063 ) = 33,8 оС.

Определяются линейные потери теплоты:

Qл = l · ( tн – tо ) / ( Rн + Rн), (4.14)

Qл = 90 · ( 70+30) / ( 1, 9+0,063) = 4584,8 Вт.

Тепловой расчёт остальных участков тепловой сети производится аналогично, результаты расчёта заносятся в таблицу 4.

Общие тепловые потери сети определяются по формуле:

Q∑ = Qл + Qм = Qл (1+ β), (4.15)

где β = 0,15[1].

Для прямой магистрали:

Q∑ = (9800,4 + 600 + 1006,9 + 1006,9 + 977,3 + 2443,4 + 2391,6 + 5178,5 +5600 + 2265,7) · (1+0,15) = 35961,3 Вт.

Для обратной магистрали:

Q∑ = (4584,8 + 272,7 + 468,7 + 468,7 + 459,7 + 1149,4 + 1137,7 + 2371,5 + 2545,5 + 1054,7) · (1 + 0,15) = 16690,4 Вт.

Таблица 4.

Результаты теплового расчёта

--------------------------------------------------

№ участка

|

Dн, мм

|

Трубопроводы

|
---------------------------------------------------------

Прямой

|

Обратный

|
---------------------------------------------------------

Rи,

м·К/Вт

|

Rн,

м·К/Вт

|

tн,

оС

|

Qл,

Вт

|

Rи,

м·К/Вт

|

Rн,

м·К/Вт

|

tн,

оС

|

Qл,

Вт

|
---------------------------------------------------------
1 | 194 | 1,59 | 0,063 | 34,5 | 9800,4 | 1,9 | 0,063 | 34 | 4584,8 |
---------------------------------------------------------
2 | 57 | 3,50 | 0,100 | 33,0 | 600,0 | 4,3 | 0,100 | 33 | 272,70 |
---------------------------------------------------------
3 | 45 | 4,02 | 0,270 | 37,0 | 1006,9 | 4,85 | 0,270 | 36 | 468,70 |
---------------------------------------------------------
4 | 45 | 4,02 | 0,270 | 37,0 | 1006,9 | 4,85 | 0,270 | 36 | 468,70 |
---------------------------------------------------------
5 | 38 | 4,40 | 0,320 | 38,0 | 977,3 | 4,9 | 0,320 | 37 | 459,70 |
---------------------------------------------------------
6 | 38 | 4,40 | 0,320 | 38,0 | 2443,4 | 4,9 | 0,320 | 37 | 1149,4 |
---------------------------------------------------------
7 | 89 | 2,72 | 0,140 | 35,0 | 2391,6 | 3,2 | 0,140 | 35 | 1137,7 |
---------------------------------------------------------
8 | 159 | 1,80 | 0,077 | 35,0 | 5178,5 | 2,2 | 0,077 | 34 | 2371,5 |
---------------------------------------------------------
9 | 57 | 3,50 | 0,100 | 33,0 | 5600,0 | 4,3 | 0,100 | 33 | 2545,5 |
---------------------------------------------------------
10 | 45 | 4,02 | 0,270 | 37,0 | 2265,7 | 4,85 | 0,270 | 36 | 1054,7 |
--------------------------------------------------------- --------------------------------------------------

5. Теплоприготовительные установки систем теплоснабжения

5.1. Виды теплоприготовительных установок систем теплоснабжения

Теплоприготовительная установка системы теплоснабжения, это комплекс устройств и агрегатов, предназначенных для выработки тепла в виде пара или горячей воды за счёт сжигания топлива, а также подготовки теплоносителя и подачи его в систему теплоснабжения.

В зависимости от назначения теплоприготовительные установки делятся на три основные группы: паровые, пароводогрейные и водогрейные котельные.

Паровые котельные в основном предназначены для обеспечения паром технических потребителей промышленных предприятий. Отпуск тепла системам отопления, вентиляции и горячего водоснабжения производится в небольшом количестве, только для нужд предприятия.

Вторая группа котельных, при мощности более 60 МВт на основании технико-экономических расчётов оборудуется паровыми и водогрейными котлами и предназначается для отпуска тепла как в виде пара промышленным предприятиям, так и в виде воды для отопления, вентиляции и горячего водоснабжения предприятий и жилищно‑коммунального сектора. Мощность паровых и водогрейных котлов определяется соотношением тепловых нагрузок по пару и горячей воде.

Водогрейные котельные предназначены для отпуска тепла системам отопления и горячего водоснабжения потребителям жилищно-коммунального сектора или промышленных предприятий, где пар не используется на технологические нужды.

Так как на данном предприятии тепловая мощность не превышает 60 МВт, а на технологические нужды используется насыщенный пар с давлением 0,7 МПа, то в дальнейшем будем рассматривать паровую котельную.

5.2. Тепловая схема паровой котельной

Рекомендуемый вариант тепловой схемы котельной представлен на листе 4 графической части.

Котельная оборудуется паровыми котлами с параметрами пара обусловленными необходимостью технологических процессов.

Вырабатываемый пар отпускается потребителям, как с параметрами свежего пара, так и через редукционно-охладительную установку РОУ. На собственные нужды котельной, используется редуцированный пар с давлением – 0,6 Мпа. Водо-питательная установка котельной состоит из атмосферного деаэратора, пароводяных подогревателей химически очищенной воды и питательных насосов. Установка атмосферных деаэраторов обеспечивает получением деаэрированной питательной воды с температурой 104 оС, отвечающей требованиям, предъявляемым устанавливаемыми котлами.

В целях поддержания расчётного водо‑химического режима котлов предусмотрена их непрерывная и периодическая продувка. Тепло непрерывной продувки котлов используется в рабочем цикле котельной с помощью сепаратора непрерывной продувки(СНП) и охладителя непрерывной продувки (ОНП). Отсепарированный пар из сепаратора отводится в деаэраторы питательной воды, а от сепарированная продувочная вода охлаждается сырой водой в охладителе непрерывной продувки до 40 оС, после чего сбрасывается в канализацию.

После подогрева в теплообменнике (ОНП) сырая вода подогревается до 25‑30 оС в пароводяном подогревателе исходной воды, после чего после чего поступает на химводоочистку. Пройдя химводоочистку, вода с температурой

23‑ 28 оС (принимается, что в аппарате ХВО вода остывает на 2 оС) поступает на водоподогреватель химически очищенной воды, где в паровом теплообменнике нагревается до температуры 70 ‑ 80 оС. После чего направляется в деаэратор.

Все использованные в котельной пароводяные подогреватели обогреваются редуцируемым паром 0,6 Мпа, и конденсат после них через регуляторы уровня (конденсатоотводники) выдавливается непосредственно в деаэратор питательной воды. Конденсат, возвращающийся с производства, поступает в промежуточные баки и после контрольной проверки его качества насосами перекачивается в деаэраторы.

Отпуск тепла системам отопления вентиляции и горячего водоснабжения производится с горячей сетевой водой, которая нагревается в сетевых подогревателях.

Вода для подпитки тепловых сетей берётся из бака запаса подпиточной воды, пройдя охладитель подпитки, подпиточными насосами подаётся в обратный трубопровод перед сетевыми насосами.

5.3. Расчёт тепловой схемы паровой котельной

5.3.1. Расчёт тепловой схемы паровой котельной для максимально-зимнего периода

Расход технологического конденсата с производства определяется по формуле:

Gтех = μ · Dтех / 100, (5.1)

где Dтех – расход пара на технологические нужды, кг/с;

μ - доля возврата конденсата, %;

Gтех = 60 · 1,1 / 100 = 0,66 кг/с.

Потери технологического конденсата:

Gтехпот =Dтех–Gтех, (5.2)

Gтехпот = 1,1 – 0,66 = 0,44 кг/с.

Нагрузка отопления, вентиляции, горячего водоснабжения:

Qов = Qовр · ( tвнр – tнв ) / (tвнр – tор), (5.3)

где Qовр – расчётная нагрузка отопления и вентиляции, кВт;

tвнр – расчётная температура внутри помещений, оС;

tор – расчётная температура для проектирования отопления, оС;

tнв – температура наружного воздуха, оС.

Qов = 11116,1 · (18 + 30) / (18 + 30) = 11116,1 кВт.

Расход пара на сетевые подогреватели определяется по формуле:

Dсп = (Qов + Qгв ) / (i0,7 "– iк), (5.4)

где i 0,7 "– энтальпия сухого насыщенного пара при давлении 0,7МПа, кДж/кг [2];

iк – энтальпия конденсата возвращённого от потребителя, кДж/кг;

Dсп = (1111,6 + 1162,6) / ((2763 – (55 · 4,19)) = 4,84 кг/с.

Общий расход пара потребителями:

Dвн = Dтех + Dсп, (5.5)

Dвн = 1,1 + 4,84 = 5,94 кг/с.

Потери пара в тепловой схеме:

Dпот = 0,03 · Dвн, (5.6)

Dпот = 0,03 · 5,94 = 0,2 кг/с.

Расход пара на собственные нужды ТГУ:

Dсн = 0,08 · Dвн, (5.7)

Dсн = 0,08 · 5,94 = 0,5 кг/с.

Расход сетевой воды:

Gс= (Qов + Qгв) / (iс' − iс''), (5.8)

где iс', iс'' − энтальпия воды в прямой и обратной магистрали, кДж/кг;

Gс= (11116,1 + 1162,6) / [(150 · 4,19) − (70 · 4,19)] = 36,6 кг/с.

Расход воды на подпитку тепловой сети:

Gпод = 0,015 · Gс, (5.9)

Gпод = 0,015 · 36,6 = 0,55 кг/с.

Паропроизводительность котельной определяется по формуле:

Dкот = Dтех + Dсп + Dсн + Dпот, (5.10)

Dкот = 1,1 + 4,84 + 0,5 + 0,2 = 6,64 кг/с.

Сумма потерь пара, конденсата, сетевой воды:

Gпот= Gпоттех + Dпот + Gпод, (5.11)

Gпот= 0,44 + 0,2 + 0,55 =1,19 кг/с.

Доля потерь теплоносителя:

Пх = Gпот / Dкот, (5.12)

Пх = 1,19 / 6,64 = 0,2.

Процент продувки:

Pп= Sх· Пх·100 / (Sкв−Sх· Пх), (5.13)

где Sх−солесодержание исходной воды, мг/кг;

Sкв−солесодержание котловой воды, мг/кг, [2];

Pп= 350 · 0,2 · 100 / (3000 −350 · 0,2) =2,38.

Расход питательной воды на РОУ:

Gроу = Dкот · (i"1,4 − i"0,7) / (i"1,4 − i"пв), (5.14)

где i"пв − энтальпия питательной воды, КДж/кг, [2];

i"1,4 − энтальпия сухого насыщенного пара при давлении Р = 1,4 МПа, кДж/кг, [2].

Gроу = 6,64 · (2790 − 2763) / (2790 − 419) = 0,1 кг/с.

Паропроизводительность ТГУ при рабочих параметрах:

D1,4 = Dкот − Gроу, (5.15)

D1,4 = 6,64 − 0,1= 6,54 кг/с.

Расход продувочной воды:

Gпр = Pп · D1,4 / 100, (5.16)

Gпр = 2,38 · 6,54 / 100 = 0,16 кг/с.

Расход пара из сепаратора непрерывной продувки:

Dс0,15 = Gпр · (iкв − i0',15) / (i"0,15 − i0',15), (5.17)

где iкв − энтальпия котловой воды, КДж/кг, [2];

i"0,15 , i0',15 − энтальпия насыщенного пара и воды, (при давлении Р = 0,15 Мпа), кДж/кг, [2].

Dс0,15 = 0,16 · (830 − 467) / (2693 − 467) = 0,03 кг/с.

Расход воды из сепаратора непрерывной продувки:

Gснп = Gпр − Dс0,15, (5.18)

Gснп = 0,16 − 0,03 = 0,13.

Расход воды из деаэратора:

Gд = Dкот + Gпр + Gподп, (5.19)

Gд = 6,64 + 0,16 + 0,55 = 7,35 кг/с.

Расход выпара деаэратора:

Dвып = d · Gд, (5.20)

где d − удельный расход выпара из деаэратора, кг/кг, [2].

Dвып = 0,005 · 7,35 = 0,04 кг/с.

Суммарные потери пара и конденсата (уточнённые):

Gпот = Gтехпот + Dпот + Gпод + Gснп+ Dвып, (5.21)

Gпот = 0,44 + 0,2 + 0,55 + 0,13+ 0,042 = 1,36 кг/с.

Расход воды: химически обработанной:

Gхво = Gпот, (5.22)

Gпот = 1,36 кг/с;

исходной:

Gисх = 1,15 · Gхво, (5.23)

Gисх = 1,15 · 1,36 = 1,56 кг/с.

Температура исходной воды после охладителя непрерывной продувки:

t = (iисх + (Gснп / Gисх ) · (i0,15 − iк ) ) / 4,19, (5.24)

где iис х− энтальпия исходной воды, (при t = 5 оС зимой), кДж/кг;

iк − энтальпия конденсата, (при t =40оС), кДж/кг.

t = (20,95+ (0,13/ 1,56) · (467 − 167,6)) / 4,19 = 11оС.

Расход пара на подогреватель исходной воды:

Dисх = Gисх · (i"исх − i'исх) / (i"0,7 − iк ), (5.25)

где i"исх, i'исх − энтальпия воды на выходе и входе в подогреватель исход ой воды, кДж/кг, [2];

iк− энтальпия конденсата (при давлении в деаэраторе и t=105 оС), кДж/кг, [2];

Dисх = 1,56 · (125,7 − 46,9) / (2763 − 439,9 ) = 0,05 кг/с.

Расход пара на подогреватель химически очищенной воды:

Dхво = Gхво · (i"хво − i'хво) / (i"0,7 − iк), (5.26)

где i"хво − энтальпия химически очищенной воды на выходе из охладителя выпора и на входе в деаэратор, кДж/кг, [2];

i'хво − энтальпия химически очищенной воды на входе в охладитель выпора, кДж/кг, [2].

Dхво = 1,36 · (335,3 − 113,3) / (2763 − 439,9) = 0,13 кг/с.

Расход пара на деаэрацию:

Dд = ((Gд · i'д + Dвып · i''д) / i"0,7) − ((Gхво· i"хво + Dс· i"0,15 +Gтех· i'тех ) + (Gисх+ Gхво) · iк) / i"0,7, (5.27)

где i"д − энтальпия выпара насыщенного пара (при давлении в деаэраторе), кДж/кг, [2].

Dд = ((7,35 · 419 + 0,04 · 2683) / 2763) − ((1,36· 335,2 + 0,03· 2693 +0,66· 230,45) + (1,36+1,56) · 439,9)/ 2763 = 0,44 кг/с.

Расчетный расход пара на собственные нужды:

Dснр = Dд + Dхво + Dисх, (5.28)

Dснр = 0,44 + 0,13 + 0,05 = 0,62 кг/с.

Расчетная паропроизводительность ТГУ:

Dкотр = Dтех + Dснр +Dпот +Dсп, (5.29)

Dкотр = 1,1 + 0,62 + 0,2 + 4,84 = 6,76 кг/с.

Ошибка расчёта:

Δ = ((Dкотр − Dкот) / Dкотр) ·100 %, (5.30)

Δ = ((6,76 − 6,64) / 6,76) ·100 % = 1,7 %.

Ошибка расчёта не превышает 3%, значит расчет проведён верно.

5.3.2 Расчёт тепловой схемы паровой котельной для наиболее холодного месяца

Расход технологического конденсата с производства определяется по формуле:

Gтех = μ · Dтех / 100,

где Dтех – расход пара на технологические нужды, кг/с;

μ - доля возврата конденсата, %;

Gтех = 60 · 1,1 / 100 = 0,66 кг/с.

Потери технологического конденсата:

Gтехпот = Dтех – Gтех;

Gтехпот = 1,1 – 0,66 = 0,44 кг/с.

Нагрузка отопления, вентиляции, горячего водоснабжения:

Qов = Qовр · (tвнр – tнв) / (tвнр – tор),

где Qовр – расчётная нагрузка отопления и вентиляции, кВт;

tвнр – расчётная температура внутри помещений, оС;

tор – расчётная температура для проектирования отопления, оС;

tнв – температура наружного воздуха, оС.

Qов = 11116,1 · (18 + 17) / (18 + 30) = 8105,5 кВт.

Расход пара на сетевые подогреватели определяется по формуле:

Dсп = (Qов + Qгв) / (i0,7 "– iк),

где i0,7 "– энтальпия сухого насыщенного пара при давлении 0,7МПа, кДж/кг [2];

iк –энтальпия конденсата возвращённого от потребителя, кДж/кг;

Dсп = (8105,5 + 1162,6) / (( 2763 – ( 55 · 4,19 )) = 3,66 кг/с.

Общий расход пара потребителями:

Dвн = Dтех + Dсп,

Dвн = 1,1 + 3,66 = 4,76 кг/с.

Потери пара в тепловой схеме:

Dпот = 0,03 · Dвн,

Dпот = 0,03 · 4,76 = 0,14 кг/с.

Расход пара на собственные нужды ТГУ:

Dсн = 0,08 · Dвн,

Dсн = 0,08 · 4,76 = 0,38 кг/с.

Расход сетевой воды:

Gс = (Qов + Qгв) / (iс' − iс''),

где iс', iс'' − энтальпия воды в прямой и обратной магистрали, кДж/кг;

Gс = ( 8105,5 + 1162,6 ) / ( 114 · 4,19 ) − ( 56 · 4,19 ) = 38,1 кг/с.

Расход воды на подпитку тепловой сети:

Gпод = 0,015 · Gс,

Gпод = 0,015 · 38,1 = 0,57 кг/с.

Паропроизводительность котельной определяется по формуле:

Dкот = Dтех + Dсп + Dсн + Dпот,

Dкот = 1,1 + 3,66 + 0,38 + 0,14 = 5,28 кг/с.

Сумма потерь пара, конденсата, сетевой воды:

Gпот= Gпоттех + Dпот + Gпод,

Gпот= 0,44 + 0,14 + 0,57 = 1,15 кг/с.

Доля потерь теплоносителя:

Пх = Gпот / Dкот,

Пх = 1,15 / 5,28 = 0,19.

Процент продувки:

Pп= Sх· Пх·100 / (Sкв− Sх· Пх),

где Sх− солесодержание исходной воды, мг/кг;

Sкв− солесодержание котловой воды, мг/кг, [2];

Pп= 350 · 0,19 · 100 / (3000 − 350 · 0,19) = 2,3.

Расход питательной воды на РОУ:

Gроу = Dкот · (i"1,4 − i"0,7) / ( i"1,4 − i"пв),

где i"пв − энтальпия питательной воды, КДж/кг, [2];

i"1,4 − энтальпия сухого насыщенного пара при давлении Р= 1,4 МПа,

кДж/кг, [2].

Gроу = 5,28 · ( 2790 − 2763 ) / ( 2790 − 419 ) = 0,1 кг/с.

Паропроизводительность ТГУ при рабочих параметрах:

D1,4 = Dкот − Gроу,

D1,4 = 5,28 − 0,1 = 5,18 кг/с.

Расход продувочной воды:

Gпр = Pп · D1,4 / 100,

Gпр = 2,3 · 5,28 / 100 = 0,12 кг/с.

Расход пара из сепаратора непрерывной продувки:

Dс0,15 = Gпр · (iкв − i0',15) / (i"0,15 − i0',15),

где iкв − энтальпия котловой воды, КДж/кг, [2];

i"0,15 , i0',15 − энтальпия насыщенного пара и воды, кДж/кг, [2].

Dс0,15 = 0,12 · (830 − 467) / (2693 − 467) = 0,02 кг/с.

Расход воды из сепаратора непрерывной продувки:

Gснп = Gпр − Dс0,15,

Gснп = 0,12 − 0,02 = 0,1.

Расход воды из деаэратора:

Gд = Dкот + Gпр + Gподп,

Gд = 5,28 + 0,12 + 0,57 = 5,97 кг/с.

Расход выпара деаэратора:

Dвып = d · Gд,

где d − удельный расход выпара из деаэратора, кг/кг, [2].

Dвып = 0,005 · 5,97 = 0,03 кг/с.

Суммарные потери пара и конденсата (уточнённые):

Gпот = Gтехпот + Dпот + Gпод + Gснп+ Dвып,

Gпот = 0,44 + 0,14 + 0,57 + 0,1+ 0,03 = 1,28 кг/с.

Расход воды:

химически обработанной:

Gхво = Gпот,

Gпот = 1,28 кг/с;

исходной:

Gисх = 1,15 · Gхво,

Gисх = 1,15 · 1,28 = 1,47 кг/с.

Температура исходной воды после охладителя непрерывной продувки:

t = (iисх + (Gснп / Gисх) · (i0,15 − iк)) / 4,19,

где iис х− энтальпия исходной воды, (при t = 5 оС зимой), кДж/кг;

iк − энтальпия конденсата, (при t =40оС), кДж/кг.

t = (20,95+ (0,1/ 1,47) · (467 − 167,6)) / 4,19 = 9,9 оС.

Расход пара на подогреватель исходной воды:

Dисх = Gисх · (i"исх − i'исх) / (i"0,7 − iк),

где i"исх, i'исх − энтальпия воды на выходе и входе в подогреватель исход ной воды, кДж/кг, [2];

iк− энтальпия конденсата (при давлении в деаэраторе и t = 105 оС ),

кДж/кг, [2];

Dисх = 1,47 · (125,7 − 41,8) / (2763 − 439,9 ) = 0,053 кг/с.

Расход пара на подогреватель химически очищенной воды:

Dхво = Gхво · (i"хво − i'хво) / (i"0,7 − iк),

где i"хво − энтальпия химически очищенной воды на выходе из охладите ля выпора и на входе в деаэратор, кДж/кг, [2];

i'хво − энтальпия химически очищенной воды на входе в охладитель выпора, кДж/кг, [2].

Dхво = 1,28 · (335,3 − 113,3) / (2763 − 439,9) = 0,12 кг/с.

Расход пара на деаэрацию:

Dд = ((Gд · i'д + Dвып · i''д) / i"0,7) − ((Gхво· i"хво + Dс· i"0,15 +Gтех· i'тех ) +

+(Gисх+ Gхво) ·iк) / i"0,7,

где i"д − энтальпия выпара насыщенного пара (при давлении в деаэраторе), кДж/кг, [2].

Dд = ((5,97 · 419 + 0,03 · 2683) / 2763) − ((1,28· 335,2 + 0,02· 2693 +0,66· 230,45) + (1,47+1,28) · 439,9)/ 2763 = 0,27 кг/с.

Расчетный расход пара на собственные нужды:

Dснр = Dд +Dхво +Dисх,

Dснр = 0,27+0,053 +0,19 = 0,44 кг/с.

Расчетная паропроизводительность ТГУ:

Dкотр = Dтех + Dснр +Dпот +Dсп,

Dкотр = 1,1 + 0,44+ 0,14 + 3,66 = 5,34 кг/с.

Ошибка расчёта:

Δ = ((Dкотр − Dкот) / Dкотр) ·100 %,

Δ = ((5,34 − 5,28) / 5,34) ·100 % = 1,1 %.

Ошибка расчёта не превышает 3%, значит расчет проведён верно.

5.3.3 Расчёт тепловой схемы паровой котельной для летнего режима

Расход технологического конденсата с производства определяется по формуле:

Gтех = μ · Dтех / 100,

где Dтех – расход пара на технологические нужды, кг/с;

μ - доля возврата конденсата, %;

Gтех = 60 · 1,1 / 100 = 0,66 кг/с.

Потери технологического конденсата:

Gтехпот = Dтех – Gтех;

Gтехпот = 1,1 – 0,66 = 0,44 кг/с.

Нагрузка отопления, вентиляции:

Qов = Qовр · (tвнр – tнв) / (tвнр – tор),

где Qовр – расчётная нагрузка отопления и вентиляции, кВт;

tвнр – расчётная температура внутри помещений, оС;

tор – расчётная температура для проектирования отопления, оС;

tнв – температура наружного воздуха, оС.

Qов = 0

Расход пара на сетевые подогреватели определяется по формуле:

Dсп = (Qов + Qгв) / (i0,7 "– iк),

где i0,7 "– энтальпия сухого насыщенного пара при давлении 0,7МПа, кДж/кг [2];

iк –энтальпия конденсата возвращённого от потребителя, кДж/кг;

Qгв = 0,82 · Qгвр,

Qгв = 0,82 · 1162,6 = 953,3 кВт,

Dсп = 953,3 /(( 2763 – (55 · 4,19 )) = 0,38 кг/с.

Общий расход пара потребителями:

Dвн = Dтех + Dсп,

Dвн = 1,1 + 0,38 = 1,48 кг/с.

Потери пара в тепловой схеме:

Dпот = 0,03 · Dвн,

Dпот = 0,03 · 1,48 = 0,04 кг/с.

Расход пара на собственные нужды ТГУ:

Dсн = 0,125 · Dвн,

Dсн = 0,125 · 1,48 = 0,19 кг/с.

Расход сетевой воды:

Gс=(Qов + Qгв) / (iс' − iс''),

где iс', iс'' − энтальпия воды в прямой и обратной магистрали, кДж/кг;

Gс= 953,3 / (70 · 4,19) − (39 · 4,19) = 7,2 кг/с.

Расход воды на подпитку тепловой сети:

Gпод =0,015 · Gс,

Gпод =0,015 · 7,2 = 0,11 кг/с.

Паропроизводительность котельной определяется по формуле:

Dкот = Dтех + Dсп + Dсн + Dпот,

Dкот = 1,1 + 0,38 + 0,19 + 0,04 = 1,71 кг/с.

Сумма потерь пара, конденсата, сетевой воды:

Gпот= Gпоттех + Dпот + Gпод,

Gпот= 0,44 + 0,04 + 0,11 =0,59 кг/с.

Доля потерь теплоносителя:

Пх = Gпот / Dкот,

Пх = 0,59 / 1,71 = 0,35.

Процент продувки:

Pп= Sх· Пх·100 / (Sкв−Sх· Пх),

где Sх−солесодержание исходной воды, мг/кг;

Sкв−солесодержание котловой воды, мг/кг, [2];

Pп= 350 · 0,35 · 100 / (3000 −350 · 0,35) = 4,38

Расход питательной воды на РОУ:

Gроу = Dкот · (i"1,4 − i"0,7) / ( i"1,4 − i"пв),

где i"пв − энтальпия питательной воды, кДж/кг, [2];

i"1,4 − энтальпия сухого насыщенного пара при давлении Р = 1,4 МПа,

кДж/кг, [2].

Gроу = 1,71· (2790 − 2763 ) / ( 2790 − 419 ) = 0,02 кг/с.

Паропроизводительность ТГУ при рабочих параметрах:

D1,4 = Dкот − Gроу,

D1,4 =1,71 − 0,02 = 1,69 кг/с.

Расход продувочной воды:

Gпр = Pп · D1,4 / 100,

Gпр = 4,3 · 1,69 / 100 = 0,07кг/с.

Расход пара из сепаратора непрерывной продувки:

Dс0,15 = Gпр · (iкв − i0',15) / (i"0,15 − i0',15 ),

где iкв − энтальпия котловой воды, кДж/кг, [2];

i"0,15 , i0',15 −энтальпия насыщенного пара и воды, кДж/кг, [2].

Dс0,15 = 0,07 · (830 − 467) / (2693 − 467) = 0,01 кг/с.

Расход воды из сепаратора непрерывной продувки:

Gснп = Gпр − Dс0,15,

Gснп = 0,07 − 0,01 = 0,06.

Расход воды из деаэратора:

Gд = Dкот + Gпр + Gподп,

Gд = 1,71 + 0,07+ 0,11 = 1,89 кг/с.

Расход выпара деаэратора:

Dвып = d · Gд,

где d − удельный расход выпара из деаэратора, кг/кг, [2].

Dвып = 0,005 · 1,89 = 0,01 кг/с.

Суммарные потери пара и конденсата (уточнённые):

Gпот = Gтехпот + Dпот + Gпод + Gснп+ Dвып,

Gпот = 0,44 + 0,04 + 0,11 + 0,01+ 0,06 = 0,7 кг/с.

Расход воды:

химически обработанной:

Gхво = Gпот,

Gпот = 0,7 кг/с.

исходной:

Gисх = 1,15 · Gхво,

Gисх = 1,15 · 0,7 = 0,81 кг/с.

Температура исходной воды после охладителя непрерывной продувки:

t = (iисх + (Gснп / Gисх) · (i0,15 − iк ) ) / 4,19,

где iис х− энтальпия исходной воды, (при t = 15оС летом), кДж/кг;

iк − энтальпия конденсата, (при t =40оС), кДж/кг.

t = (62,85+ (0,06/ 0,81) · (467 − 167,6)) / 4,19 = 20,3 оС.

Расход пара на подогреватель исходной воды:

Dисх = Gисх · (i"исх − i'исх) / (i"0,7 − iк),

где i"исх, i'исх − энтальпия воды на выходе и входе в подогреватель исход ной воды, кДж/кг, [2];

iк− энтальпия конденсата (при давлении в деаэраторе и t = 105 оС ),

кДж/кг, [2];

Dисх = 0,81 · (125,7 − 85,1 ) / (2763 − 439,9 ) = 0,014кг/с.

Расход пара на подогреватель химически очищенной воды:

Dхво = Gхво · (i"хво − i'хво) / (i"0,7 − iк),

где i"хво − энтальпия химически очищенной воды на выходе из охладителя выпора и на входе в деаэратор, кДж/кг, [2];

i'хво − энтальпия химически очищенной воды на входе в охладитель выпора, кДж/кг, [2].

Dхво = 0,7 · (335,3 − 113,3) / (2763 − 439,9 ) = 0,1 кг/с.

Расход пара на деаэрацию:

Dд = ((Gд · i'д + Dвып · i''д) / i"0,7) − ((Gхво· i"хво + Dс· i"0,15 +Gтех· i'тех ) + (Gисх+ Gхво) · iк)/ i"0,7,

где i"д − энтальпия выпара насыщенного пара (при давлении в деаэраторе), кДж/кг, [2].

Dд = ((1,89 · 419 + 0,01 · 2683) / 2763) − ((0,7· 335,2 + 0,01· 2693 +0,66· 230,45) + (0,014+0,1) · 439,9)/ 2763 = 0,1 кг/с.

Расчетный расход пара на собственные нужды:

Dснр = Dд +Dхво +Dисх,

Dснр = 0,1 +0,014 +0,1 = 0,21кг/с.

Расчетная паропроизводительность ТГУ:

Dкотр = Dтех + Dснр +Dпот +Dсп,

Dкотр = 1,1 + 0,24 + 0,04+ 0,38 = 1,73 кг/с.

Ошибка расчёта:

Δ = ((Dкотр − Dкот)/ Dкотр) ·100 %,

Δ = ((1,73 − 1,71)/ 1,73) ·100 % = 1,2 %.

Ошибка расчёта не превышает 3%, значит расчет проведён верно.

Результаты расчёта тепловой схемы котельной сводятся в таблицу 5.

Таблица 5.

Результаты расчёта тепловой схемы котельной

--------------------------------------------------

Показатели

|

Режимы работы

|
---------------------------------------------------------

Максимальнозимний

|

Наиболее холодного месяца

|

Летний

|
---------------------------------------------------------

1

|

2

|

3

|

4

|
---------------------------------------------------------
1.Расход технологического конденсата с производства, кг/с | 0,66 | 0,66 | 0,66 |
---------------------------------------------------------
2.Потери технологического конденсата, кг/с | 0,44 | 0,44 | 0,44 |
---------------------------------------------------------
3.Нагрузка отопления, вентиляции, кВт | 11116,1 | 8105,5 | 0 |
---------------------------------------------------------
4.Нагрузка горячего водоснабжения, кВт | 1116,2 | 1116,2 | 953,3 |
---------------------------------------------------------
5.Расход пара на сетевые подогреватели, кг/с | 4,84 | 3,66 | 0,38 |
---------------------------------------------------------
6.Общий расход пара потребителями, кг/с | 5,94 | 4,76 | 1,48 |
---------------------------------------------------------
7.Потери пара в тепловой схеме, кг/с | 0,2 | 0,14 | 0,04 |
---------------------------------------------------------
8.Расход пара на собственные нужды ТГУ, кг/с | 0,5 | 0,38 | 0,19 |
---------------------------------------------------------
9.Расод сетевой воды, кг/с | 36,6 | 38,1 | 7,2 |
---------------------------------------------------------
10.Расход воды на подпитку тепловой сети, кг/с | 0,55 | 0,57 | 0,11 |
---------------------------------------------------------
11.Паропроизводительность котельной, кг/с | 6,64 | 5,28 | 1,71 |
---------------------------------------------------------
12.Сумма потерь пара, конденсата, сетевой воды, кг/с | 1,19 | 1,15 | 0,59 |
---------------------------------------------------------
13.Доля потерь теплоносителя | 0,2 | 0,19 | 0,35 |
---------------------------------------------------------
14.Процент продувки, % | 2,38 | 2,3 | 4,3 |
---------------------------------------------------------
15.Расход питательной воды на РОУ, кг/с | 0,1 | 0,1 | 0,02 |
---------------------------------------------------------
16.Паропоизводительность ТГУ при рабочих параметрах, кг/с | 6,54 | 5,18 | 1,69 |
---------------------------------------------------------
17.Расход продувочной воды, кг/с | 0,16 | 0,12 | 0,07 |
---------------------------------------------------------
18.Расход пара из сепаратора непрерывной продувки, кг/с | 0,03 | 0,02 | 0,01 |
---------------------------------------------------------
19.Расход воды из сепаратора непрерывной продувки, кг/с | 0,13 | 0,1 | 0,06 |
---------------------------------------------------------
20.Расход воды из деаэратора, кг/с | 7,35 | 5,97 | 1,89 |
---------------------------------------------------------
21.Расход выпора из деаэратора, кг/с | 0,04 | 0,03 | 0,01 |
---------------------------------------------------------
22.Суммарные потери пара, конденсата (уточнённые),кг/с | 1,36 | 1,28 | 0,7 |
---------------------------------------------------------

23.Расход воды

а) химически обработанной, кг/с

б) исходной, кг/с

|

1,36

1,56

|

1,28

1,47

|

0,7

0,81

|
---------------------------------------------------------
24.Температура исходной воды после охладителя непрерывной продувки, кг/с | 11 | 9,9 | 20,3 |
---------------------------------------------------------
25.Расход пара на подогреватель исходной воды, кг/с | 0,05 | 0,053 | 0,014 |
---------------------------------------------------------
26.Расход пара на подогреватель химически очищенной воды, кг/с | 0,13 | 0,12 | 0,1 |
---------------------------------------------------------
27.Расход пара на деаэрацию, кг/с | 0,44 | 0,66 | 0,1 |
---------------------------------------------------------
28.Расчётный расход пара на собственные нужды, кг/с | 0,62 | 0,44 | 0,21 |
---------------------------------------------------------
29.Расчётная паропроизводительность, кг/с | 6,76 | 5,34 | 1,73 |
---------------------------------------------------------
30.Ошибка расчёта, % | 1,7 | 1,1 | 1,2 |
--------------------------------------------------------- --------------------------------------------------

5.4 Определение и расчёт продуктов сгорания газа и расхода воздуха

В качестве основного топлива в котельной используется природный газ, состав которого приведен в таблице 6.

Таблица 6.

Состав природного газа

--------------------------------------------------

С Н4, %

|

С2 Н6, %

|

С3 Н8, %

|

С4 Н10, %

|

С5 Н12, %

|

N2, %

|

СО2, %

|
---------------------------------------------------------
78,2 | 4,4 | 2,2 | 0,7 | 0,2 | 14,2 | 0,1 |
--------------------------------------------------------- --------------------------------------------------

Удельная теплота сгорания топлива равна:

q = 34,16 МДж/м3 = 9,49 Вт · ч/м3.

Плотность газа равна: ρ = 0,879 кг/с.

Расход газа определяется по формуле:

B = (Qу · n) / (q · ηк. а ), (5.31)

где ηк. а – коэффициент полезного действия котлоагрегата, %;

Qу – установленная мощность котлоагрегата, Вт;

n – количество котлов, шт.

B = (4370 · 4) / (9,49 · 0,92) = 2002 м3/ч.

Теоретически необходимый объём воздуха для сжигания газа определяется по формуле:

V0 = 0,0476· ∑(m + ( n/4))· Cm· Hn – O2, (5.32)

V0 = 0,0476· (2 · 78,2 + 3,5· 4,4 + 5 · 2,2 + 6,5 · 0,7 + 8 · 0,2) = 10,2 м3/ м3.

Фактический расход воздуха определяется по формуле:

Vв = V0· В· α · ((t + 273,15) / 273,15), (5.33)

где α – коэффициент избытка воздуха, α =1,05 [4].

Vв = 10,2· 2002 · 1,05 · ((28 + 273,15) / 273,15) = 23639,3 м3/ч.

Объём азота в продуктах сгорания определяется по формуле:

VN2 = В· (0,79· V0· α + (N2 /100)), (5.34)

VN2 = 2002 · (0,79·10,2· 1,05 + (14,2 /100)) = 16416,4 м3/ч.

Объём трехатомных газов в продуктах сгорания определяется по формуле:

VRO2 = 0,01· В· (СО2 + СО + Н2S +∑mСmHn (5.35)

VRO2 = 0,01· 2002 · (0,1· 78,2 + 2 · 4,4 + 3 · 2,2 + 4 · 0,7 + 5 · 0,2) = 1951,9 м3/ч.

Объём водяных паров в продуктах сгорания определяется по формуле:

VН2О = В · (Н2S + Н2 + ∑(n/2)СmHn +0,0161d) · 0,01+0,124·V0 · α, (5.36)

где d – влагосодержание газа, d = 10,4 [4].

VН2О = 2002 · (2· 78,2 + 3 · 4,4 + 5 · 2,2 + 6 · 0,2 + 0,0161 · 10,4) · 0,01+ + 0,124 · 10,2 · 1,05 = 6301,7 м3/ч.

Объём сухих продуктов сгорания определяется по формуле:

VС2 = VRO2 + VN2 + (α – 1) · V0 · В, (5.37)

Здесь опубликована для ознакомления часть дипломной работы "Реконструкция теплоснабжения ОАО "САРЭКС" с разработкой собственной котельной". Эта работа найдена в открытых источниках Интернет. А это значит, что если попытаться её защитить, то она 100% не пройдёт проверку российских ВУЗов на плагиат и её не примет ваш руководитель дипломной работы!
Если у вас нет возможности самостоятельно написать дипломную - закажите её написание опытному автору»


Просмотров: 515

Другие дипломные работы по специальности "Промышленность, производство":

Технология и организация производства молока

Смотреть работу >>

Изготовление фужера 150 мл методом литья под давлением

Смотреть работу >>

Расчет и конструирование лифтов и комплектующего их оборудования

Смотреть работу >>

Выбор электродвигателя установки и его назначение

Смотреть работу >>

Техническое обслуживание и ремонт холодильного шкафа ШХ-0,8 м

Смотреть работу >>