4 Расчётная часть

4.1. Постановка задачи

Для отопления жилого района используется промышленная котельная, с паровыми котлами, производящими насыщенный пар давления 1,4 МПа. Часть пара используется круглогодично на промышленные нужды, остальной пар для теплоснабжения и горячего водоснабжения (ГВС) жилого района. Система отопления закрытая. Вода для ГВС приготавливается в котельной, баки-аккумуляторы ГВС отсутствуют. Температурный график системы теплоснабжения 95-70 °С.

В котельной предлагается установить турбогенераторы для дополнительной выработки электрической энергии. Использование дополнительного количества охлаждающей воды в конденсаторах турбин не предполагается.

Считается, что турбогенераторы устанавливать экономически выгодно, если они работают непрерывно как минимум весь отопительный период. Нужно выбрать оптимальное количество и типы турбогенераторов (например изготавливаемых Калужским турбинным заводом (htt://www.ktz.kaluga.ru) и рассчитать срок окупаемости проекта. Изменение эксплуатационных затрат не учитывать.

В графической части работы представить схемы потоков пара в котельной после перевода её в режим работы мини-ТЭЦ для каждого из вариантов в отопительный и неотопительный период. На схемах указать значения расхода и давления паровых потоков.

4.2 Расчет количества и параметров пара, требуемого для покрытия всех видов нагрузок

Так как использование дополнительного количества охлаждающей воды в конденсаторах турбин не предполагается, то турбогенераторы нужно выбирать таким образом, чтобы количество используемого в них пара не превышало количества пара, необходимого для обеспечения промышленного потребления, отопления и ГВС в расчетный период. Поскольку, по условию, минимальный период эксплуатации турбогенераторов составляет отопительный период, то необходимо рассчитать количество и параметры пара, для покрытия всех видов нагрузок в конце отопительного периода и в неотапливаемый период.

4.2.1 Расчет количества и параметров пара, требуемого для покрытия всех видов нагрузок в конце отопительного периода

Количество и параметры технологического пара берутся из исходных данных. Пусть расход и давление технологического пара составляют D_p = 8 т/ч, Рп = 0,6 МПа.

Часовую нагрузку отопления рассчитываем по формуле

(4.1)

Если расчетная нагрузка отопления Q_{o max} = 43 Гкал/час; температура внутри помещений t_i = 18°С; температура наружного воздуха в конце отопительного периода t_к = 8°С; расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления t₀ = -27°С, то = 12,22 Гкал/час.

Средняя часовая нагрузка по ГВС в отопительный период рассчитывается по формуле

(4.2)

Если суточное нормативное потребление тепла на ГВС Q_hn = 68,4 Гкал, то Q_hm = 3,42 Гкал/час.

Максимальную часовую нагрузку по ГВС можно рассчитать по формуле:

= 8,2 Гкал/час (4.3)

Если учесть потери тепла в сетях в количестве 10%, то часовые нагрузки на отопление и ГВС станут

=13,4 Гкал/час (4.4)

=9,02 Гкал/час (4.5)

Далее требуется рассчитать количество пара, обеспечивающего тепловые нагрузки в конце отопительного сезона.

Энтальпия насыщенного пара при 0,1 Мпа кДж/кг, энтальпия конденсата при 0,1 Мпа - кДж/кг.

Тогда одна тонна пара обеспечит тепловую нагрузку на отопление и ГВС k=0,539 Гкал/т.

Для обеспечения тепловой нагрузки на отопление в конце отопительного периода потребуется

=24,9 т/час пара (4.6)

Для обеспечения тепловой нагрузки на ГВС в отопительный период потребуется

=16,7 т/час пара (4.7)

Потребление тепла на собственные нужды возьмем как 2,4% от тепловой нагрузки

=1,19 т/час пара (4.8)

Таким образом, для обеспечения тепловой нагрузки в конце отопительного периода потребуется:

Пара давлением 0,6 Мпа		8	т/час
Пара давлением 0,1 Мпа		42,9	т/час
В том числе для ГВС		16,7	т/час
Общее производство пара		50,9	т/час