2.3. Расчет расходов сетевой воды

1. Расчётный расход сетевой воды для отопления:

(16)

2. Расчётный расход сетевой воды для вентиляции:

(17)

3. Расчётный расход сетевой воды на ГВС при средней нагрузке:

(18)

4. Расчётный расход сетевой воды на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение:

(19)

где , — расчетный расход сетевой воды на отопление и вентиляцию поселка и предприятия и расчетный расход на горячее водоснабжение.

2.4. Расчет тепловой схемы котельной

При значительных расходах теплоты на нужды отопления, вентиляции и горячего водоснабжения и относительно малых расходах пара на технологические нужды, обычно проектируются котельные с паровыми и водогрейными котлами. При разработке тепловой схемы котельной с паровыми и водогрейными котлами возможны два варианта: двухступенчатый и одноступенчатый подогрев воды. При двухступенчатом подогреве сетевая вода подогревается сначала в пароводяных подогревателях, а затем в водогрейных котлах. При одноступенчатом подогреве горячая вода вырабатывается водогрейными котлами, а пар паровыми. При одноступенчатой схеме вследствие отсутствия пароводяных подогревателей уменьшаются капитальные затраты, но возникают значительные затруднения в эксплуатации, так как в случае остановки одного из водогрейных котлов приходиться ограничивать потребителей горячей воды даже при наличии излишков пара у работающих или резервных паровых котлов. Поэтому в настоящее время применяют схемы, в которых возможен одно и двухступенчатый подогрев сетевой воды, т.е. при установке водогрейных котлов устанавливают ещё и пароводяные подогреватели.

Таблица 4. Исходные данные для расчета тепловой схемы котельной (рис. 1) с паровыми и водогрейными котлами, работающей на открытую систему теплоснабжения

Физическая величина	Обозна­чение	Обоснование	Максимально- зимний режим работы котельной
1	2	3	4
Расход пара на технологические нужды давлением 1,4 МПа, температурой 250 °С, т/ч		Задан	2,5
Расход пара на технологические нужды давлением 0,6 МПа, температурой 180 °С, т/ч		»	10
Расчетная температура наружного воздуха для г. Казани, °С на отопление на вентиляцию		Табл. 9.1 Табл. 9.1	-32 -19
Коэффициент снижения расхода теплоты на отопление и вентиляцию	Ко.в	Ф-ла (10.1)	1
Расход теплоты на отопление и вентиляцию, МВт	Qо.в	Задан	8,71
Расход теплоты на горячее водоснабжение, МВт	Q гв	»	0,65
Суммарный расход теплоты на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение, МВт	Qт.с	»	9,36
Температура внутри помещений, °С	tвн	Задана	18
Температурный график теплосети: температура воды в подающей линии, °С то же в обратной линии, °С	τ01 τ02	Ф-ла (10.2) Ф-ла (10.3)	150 70
Расчетная температура горячей воды в месте водоразбора, °С	tгв	СНиП II-34-76
Возврат конденсата технологическими потребителями, %	β	Задан	55
Непрерывная продувка котлоагрегатов, %	Рпр	Принята	3
Температура сырой воды, °С	tс.в	»		5
Температура воды перед химводоочисткой, °С	tхво	»

Продолжение таблицы4

1	2		3	4
Температура воды после химводоочистки, °С	t 1хво	Принят		28
Температура питательной воды, °С	tп.в			104
Температура подпиточной воды, °С	tподп	»		70
Температура конденсата, возвращаемого потребителями, °С	tк	Задана		80
Температура воды после расширителя непрерывной продувки, °С	t 11пр	Принята		50
Степень сухости пара	х	»		0,98
Средняя температура воды в теплосети, °С	t сртс	—		110
Суммарный объем теплосети, м3	Vтс	Задан		240
Утечка воды в теплосети, %	Kут	Принята		0,5
Потери пара в цикле котельной установки, %	Кут	Приняты		3
Удельный расход пара на мазутное хозяйство для паровых котлов, кг/т	D'уд	Принят		25
Удельный расход теплоты на мазутное хозяйство для водогрейных котлов, кг/МВт	D"уд			40
Энтальпия пара и воды, кДж/кг: пара давлением 1,4 МПа, температурой 250 °С пара давлением 0,6 МПа, температурой 180 °С пара расширителянепрерывной продувки котловой воды воды расширителя непрерывной продувки питательной воды конденсата пара давлением 0,6 МПа конденсата,	h'роу h"роу h"расш hк.в h"пр hп.в hроук hроу	Таблицы водяных паров То же » » * Таблицы водяных То же »		2934 2815 2691 829 210 437 669 336

Продолжение таблицы4

1	2	3		4
возвращаемого внешними потребителями воды: перед ХВО при температуре 30 ° после ХВО при температуре 28 °С	h'хво h"хво		126 118

Расчет для максимально-зимнего режима

1. Расход воды на горячее водоснабжение:

(20)

где Q_г.в = 0,65 МВт – расход теплоты на нужды горячего водоснабжения;

t_г.в = 60 ºС – расчётная температура воды для системы горячего водоснабжения;

t_с.в = 5 ºС – температура сырой воды.

2. Утечка воды из теплосетей:

(21)

где К_ут = 0,5% – утечка воды, процентного объёма тепловых сетей;

V_т.с - объём тепловых сетей.

(22)

V_уд = 7,2 м³·ч/ГДж. - удельный объем воды в отопительно-вентиляционных системах жилых районов равным.

3. Количество подпиточной воды, необходимое для покрытия нужд горячего водоснабжения и утечек тепловой сети:

(23)

4. Количество теплоты внесённое с подпиточной водой:

(24)

где t_подп = 70 ºС – температура подпиточной воды.

5. Тепловая нагрузка водоподогревательной установки:

(25)

где Q_т.с – суммарный расход теплоты на отопление, вентиляцию и ГВС в максимально-зимнем режиме работы:

6. Расход пара на деаэратор подпиточной воды, направляемой в теплосеть:

(26)

где = 2815 кДж/кг – энтальпия пара под давлением 0,6 МПа и температурой 150 ºС;

= 336 кДж/кг – энтальпия химически очищенной воды после подогревателя;

= 437 кДж/кг – энтальпия питательной воды на выходе из деаэратора при температуре 104 ºС.

7. Расход химически очищенной воды на деаэратор подпиточной воды:

(27)

8. Температура химически очищенной воды после охладителя подпиточной воды:

(28)

где = 294 кДж/кг – энтальпия подпиточной воды после охладителя;

η = 0,98 – КПД охладителя подпиточной воды.

9. Расход пара на подогреватель химически очищенной воды, поступающей в деаэратор подпиточной воды:

(29)

где = 264 кДж/кг – энтальпия химически очищенной воды перед подогревателем;

= 2815 кДж/кг – энтальпия греющего пара;

=669 кДж/кг – энтальпия конденсата греющего пара.

10. Расход сырой воды на химводоочистку для подпитки тепловой сети:

(31)

где 1,25 – увеличение расхода сырой воды в связи с расходом её на собственные

нужды химводоочистки.

11. Расход пара на подогреватель сырой воды, направляемой на химводоочистку для подпитки теплосети:

(32)

где = 126 кДж/кг – энтальпия воды перед ХВО при температуре 30 ºС;

= 21 кДж/кг – энтальпия сырой воды при температуре 5 ºС.

12. Суммарный расход редуцированного пара внешними потребителями:

(33)

13. Суммарный расход свежего пара внешними потребителями:

(34)

где = 2,5 т/ч – расход пара на технологические нужды давлением 1,4 МПа и температурой 250 ºС;

= 2934 кДж/кг – энтальпия пара давлением 1,4 МПа и температурой 250 ºС.

14. Расход пара на собственные нужды котельной:

(35)

где К_с.н = 16% – расход пара на собственные нужды, процент суммарного расхода свежего пара внешними потребителями.

15. Паропроизводительность котельной по предварительной оценке с учётом потерь теплоты в цикле:

(36)

где К_к = 3% – потери пара в цикле котельной установки.

16. Количество котловой воды, поступающей в расширитель с непрерывной про

дувкой:

(37)

где р_пр = 3% – непрерывная продувка.

17. Количество пара, образовавшегося в расширителе:

(38)

где = 829 кДж/кг – энтальпия котловой воды;

= 2691 кДж/кг – энтальпия пара расширителя непрерывной продувки;

х = 0,98 – степень сухости пара.

18. Количество воды на выходе из расширителя непрерывной продувки:

(39)

19. Потери конденсата в цикле котельной установки:

(40)

где β = 55% – возврат конденсата техническими потребителями.

20. Потери конденсата в цикле котельной установки:

(41)

где К_к = 3% – коэффициент потери пара в цикле котельной установки.

21. Расход химически очищенной воды, поступающей в деаэратор питательной воды:

(42)

22. Расход сырой воды, поступающей на химводоочистку паровых котлов:

(43)

23. Температура сырой воды после охладителя непрерывной продувки:

(44)

где = 210 кДж/кг – энтальпия воды расширителя непрерывной продувки.

24. Расход пара на подогреватель сырой воды, поступающей на ХВО паровых котлов:

(45)

где = 126 кДж/кг – энтальпия сырой воды после подогревателя определена при температуре 30 ºС;

= 28,7 кДж/кг – энтальпия сырой воды перед подогревателем, определена при температуре 6,85 ºС.

25. Расход пара на подогреватель химически очищенной воды, установленный перед деаэратором питательной воды:

(46)

где = 118 кДж/кг – энтальпия химически очищенной воды перед подогревателем, определена при температуре 28 ºС (снижение температура химически очищенной воды принято равным 2 ^оС);

= 336 кДж/кг – энтальпия химически очищенной воды после подогревателя, определена при температуре 80^оС.

26. Количество конденсата, возвращаемого внешними производственными потребителями:

(47)

27. Суммарное количество воды и пара, поступающего в деаэратор питательной воды, за вычетом пара, поступающего в деаэратор:

(48)

28. Средняя температура воды в деаэраторе:

(49)

29. Расход пара на деаэратор питательной воды:

(50)

где = 2815 кДж/кг – энтальпия греющего пара, подаваемого на подогреватель сетевой воды; = 437 кДж/кг – энтальпия питательной воды;

30. Расход редуцированного пара на собственные нужды:

(51)

31. Расход свежего пара на мазутное хозяйство:

32. Расход свежего пара на собственные нужды:

(53)

33. Действительная паропроизводительность котельной с учётом расхода на собственные нужды и потери пара в котельной:

(54)

34. Невязка с предварительно принятой паропроизводительностью котельной:

(55)

35. Суммарный расход редуцированного пара (внешними потребителями и на собственные нужды котельной):

(56)

36. Количество воды, впрыскиваемое в редуцированно-охладительную установку:

(57)

где = 2934 кДж/кг – энтальпия пара давлением 1,4 МПа и температурой 250ºС;

= 2815 кДж/кг – энтальпия греющего пара, подаваемого на подогреватель сетевой воды;

= 437 кДж/кг – энтальпия питательной воды.

Расчёт тепловой схемы закончен, так как невязка с предварительно принятой паропроизводительностью котельной меньше 3%.

Таблица 5. Расчёт тепловой схемы котельной с паровыми и водогрейными котлами, работающими на открытую систему теплоснабжения

Физическая величина	Обозначение	Номер формулы	Максимально Зимний режим работы котельной
1	2	3	4
Расход воды на горячее водоснабжение, т/ч Утечка воды из теплосети, т/ч Количество подпиточной воды, т/ч Количество теплоты внесённое с подпиточной водой, МВт Тепловая нагрузка водоподогреваемой установки, МВт Расход пара на деаэратор подпиточной воды, т/ч Расход химически очищенной воды на деаэратор подпиточной воды, т/ч Температура химически очищенной воды после охладителя подпиточной воды, С Расход пара на подогреватель химически очищенной воды, поступающей в деаэратор подпиточной воды, т/ч Расход пара на подогреватели сетевой воды, т/ч Расход сырой воды на подпитку теплосети, т/ч Расход пара на подогреватель сырой воды для подпитки теплосети, т/ч Суммарный расход редуцированного пара внешними потребителями,т/ч Суммарный расход свежего пара внешними потребителями, т/ч Расход пара на собственные нужды по предварительной оценке,т/ч Паропроизводительность котельной по предварительной оценке, т/ч Количество котловой воды, поступающей в расширитель с непрерывной продувкой, т/ч Количество пара, образовавшегося в расширителе, т/ч Количество воды на выходе из расширителя,т/ч Потери конденсата внешними потребителями, т/ч Потери конденсата в цикле котельной установки, т/ч Расход химически очищенной воды, поступающей в деаэратор питательной воды, т/ч Расход сырой воды, поступающей на ХВО паровых котлов, т/ч Температура сырой воды после охладителя непрерывной продувки, С Расход пара на подогреватель сырой воды, поступающей на ХВО паровых котлов, т/ч Расход пара на подогреватель химически очищенной воды, установленный перед деаэратором питательной воды, т/ч Количество конденсата, возвращаемого внешними потребителями, т/ч Суммарное количество воды и пара на деаэратор питательной воды, за вычетом пара, поступающего в деаэратор, т/ч Средняя температура воды в деаэраторе, С Расход пара на деаэратор питательной воды, т/ч Расход редуцированного пара на собственные нужды, т/ч Расход свежего пара на мазутное хозяйство, т/ч Расход свежего пара на собственные нужды, т/ч Действительная паропроизводительность котельной, т/ч Невязка, % Количество воды, впрыскиваемое в редукционно-охладительную установку, т/ч	Gг.в. Gут Gподп Qподп Qв.п.у. Dд.с.в. Gд.с.в.х.о.в. t”охл Dподх.о.в. Dп.с.в. Gс.в.тс Dс.в.под D”роу Dвн Dс.н. D Gпр Dрасш Gрасш. Gкпот Gккот Gх.о.в. Gс.в. t’св Dс.в.под Dх.о.в Gквн Gдп.в. t’д Dдп.в. Dс.н.роу Dм D’с.н. Dк D Gроу	21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 57	10,16 1,2 11,28 0,916 8,59 0,491 10,83 34,75 0,371 0 13,53 0,675 11,537 13,75 2,20 16,44 0,493 0,087 0,406 5,625 0,493 6,609 8,26 6,85 0,382 0,684 6,875 14,637 89,1 0,394 1,46 0,754 2,144 16,385 0,33 0,725