3. Выбор количества котельных агрегатов (ка), и типоразмеров котла, описание его конструкции и принимаемой компоновки ка. Расчет принципиальной схемы ку.

Выбор количества КА.

Предварительно количество КА можно определить по формуле:

Находим через , поделив ее на предварительное количество котлов:

, ближайший КА ДЕ-6,5-14ГМ(5,24МВт), которых хватает 2 шт.

При принятии окончательного решения о количестве КА необходимо выполнить условия:

1)количество КА должно быть не менее 2

2)в случае выхода из строя одного из котлов, оставшиеся в работе должны обеспечить тепловую мощность наиболее холодного месяца

3)необходимо предусмотреть возможность осуществления ремонта КА в летний период (как минимум один котел)

Проверим: в период наиболее холодного месяца КУ вырабатывает 5,24МВт, а должно быть 8,08 МВт, не подходит.

Проверяю 4 котла ДЕ-4-14-ГМ:

Для зимнего периода необходимо 10,2МВт, а КУ вырабатывает

Для периода наиболее холодного месяца необходимо 8,08МВт, а КУ вырабатывает

Для летнего периода необходимо 6,39МВт, а КУ вырабатывает

Принимаем для расчета 4 котла ДЕ-4-14ГМ

Описание котла ДЕ-4-14ГМ

Газомазутные котлы типа ДЕ, разработанные А. А. Дорожковым и сотрудниками НПО ЦКТИ, изготавливаются БиКЗ для работы с давлением 14 и 24 кгс/см². Они предназначены для выработки насыщенного или слабоперегретого пара, идущего на технологические нужды - промышленных предприятий.

Топочная камера размещается сбоку от конвективного пучка, образованного вертикальными трубами, развальцованными в верхнем и нижнем барабанах. Диаметр верхнего и нижнего барабанов 1000 мм. Расстояние между барабанами, равное 2750 мм, определяется условиями транспортировки блока по железной дороге.

Ширина топочной камеры всех котлов по осям экранных труб 1790 мм, средняя высота топочной камеры 2400 мм. От конвективного пучка топочная камера отделена газо-плотной перегородкой из труб 51X2,5 мм, поставленных с шагом 55 мм и сваренных между собой. Концы труб обсажены до диаметра 38 мм.

В задней части перегородки имеется окно для входа газов в конвективный пучок. Перегородка у барабанов в месте обсадки труб уплотняется установкой чугунных гребенок, примыкающих к трубам и барабану. Трубы 51X2,5 мм правого бокового экрана, покрывающего также под и потолок топочной камеры, установлены с Шагом 55 мм и вводятся непосредственно в верхний и нижний барабаны и соединяются с ним на вальцовке. Трубы заднего экрана 51X2,5 мм не имеют обсадных концов и кренятся сваркой к верхнему и нижнему коллекторам 159X6 мм, соединенным не обогреваемой рециркуляционной трубой 76X3,5 мм. Коллекторы привариваются к верхнему и нижнему барабанам.

Фронтовой экран котлов производительностью от 4 до 10 т/ч имеет аналогичную конструкцию и отличается от заднего лишь отсутствием части труб, что позволяет разместить на фронтовой стене амбразуры горелки и лаза, совмещенного с взрывным клапаном. Под топки закрыт слоем огнеупорного кирпича. Конвективный пучок образован коридорно-расположенными вертикальными трубами 51X2,5 мм, развальцованными в верхнем и нижнем барабанах. Шаг труб вдоль барабана 90 мм, поперечный 110м (за исключением среднего, составляющего 120 мм). Применение барабанов тех же диаметров и с тем же расстоянием между ними, что у котлов ДКВР, позволяет использовать для конвективных пучков котлов ДЕ те же фасоны труб, что и для котлов ДКВР.

Котлы 4 /ч имеют в конвективных пучках продольные перегородки, что обеспечивает разворот газов в пучке и выход газов через заднюю стенку котла.

Контуры боковых экранов и конвективного пучка котлов замкнуты на барабаны непосредственно, а контуры заднего экрана котлов и фронтового экрана котлов производительностью 4 т/ч — через промежуточные коллекторы, причем нижний расположен горизонтально, а верхний наклонно. Концы промежуточных коллекторов каждого экрана с одной стороны подсоединены к барабанам, а с другой объединены не обогреваемой рециркуляционной трубой 76X3,5 мм.

Котлы производительностью 4 т/ч не имеют ступенчатого испарения.

Опускная система контура солевого отсека состоит из не обогреваемых труб 159Х Х4,5 мм.

Заводская поставка котлов осуществляется блоком, включающим верхний и нижний барабаны с внутрибарабанными устройствами, трубную систему экранов и конвективного пучка, опорную раму и обвязочный каркас.

Обмуровка боковых стен котла выполнена натрубной толщиной 25 мм и состоит из шамотобетона по сетке и изоляционных плит общей толщиной 100 мм с креплением их также на трубах котла.

Обмуровка фронтовой и задней стен изготовлена по типу облегченной обмуровки котлов ДКВР и для котлов производительностью 4 т/ч состоит из шамотобетона толщиной 65 мм и изоляционных плит общей толщиной 100 мм. Для уменьшения присосов в газовый тракт котла снаружи натрубная обмуровка покрывается металлической листовок обшивкой, которая приварена к обвязочному каркасу.

В качестве хвостовых поверхностей нагрева применяются стандартные чугунные экономайзеры.

В нижнем барабане размещаются перфорированные трубы для продувки котлов. На котлах 4т/ч совмещаются с трубой непрерывной продувки. Кроме того, в нижнем барабане расположено устройство для парового прогрева котла при растопке, а также штуцера для спуска воды.

Котлы ДЕ-4 имеют по две модернизированные горелки ГМГ-1,5м.

Котлы типа ДЕ, обладая рядом преимуществ, одним из которых является их повышенная заводская готовность, имеют также недостаток, заключающийся в недостаточной приспособленности их к обычным условиям водного режима из-за отсутствия эффективных схем ступенчатого испарения.

По инструкции завода сухой остаток в питательной воде может составлять от 100 до 300 мг/кг. Качество котловой (продувочной) воды нормируется по общему солесодержанию (сухому остатку), без учета абсолютной щелочности.

Таблица 1. Характеристика КА

Техническая характеристика котла ДЕ-4-14ГМ (табл8.20, стр.250 [6]):
паропроизводительность, т/ч давление, кгс/см2 температура пара, ОС насыщенного слабоперегретого радиационная поверхность нагрева, м2 конвективная поверхность нагрева, м2 КПД ( при сжигании природного газа), % Тип топочного устройства площадь поверхности стен топки, м2 габаритные размеры (с площадками и лестницами), м длина ширина высота масса в объеме заводской поставки, кг	4,14 14 194 225 22 48 90,3 Горелки ГМ-2,5 23,8 4,28 4,3 5,05 9440

Расчет принципиальной схемы КУ.

Расчет принципиальной схемы КУ делают для проверки выбранных ранее КА и их количество. Исходные данные и расчеты занесем в таблицы 2 и 3.

В результате расчета к установке принимается четыре котла паропроизводительностью 4т/ч каждый со следующими параметрами пара: давление 1,4 МПа, температура насыщенного пара 194 0С. К установке применяются котлоагрегаты ДЕ-4-14ГМ выпускаемые на БиКЗ.

Таблица 2. Исходные данные для расчёта принципиальной тепловой схемы котельной установки

Наименование показателя	Обоз-наче-ние		Ед. изме- рения		Чис- лов- ое знач- ение	При-ме- ча- ние
1	2		3		4	5
1. Характеристика системы теплоснабжения (закрытая, открытая)						Закрытая
2.Тепловые потоки, вид и параметры теплоносителей: а) пар на технологические нужды: расход давление (абсолютное) б) высокотемпературная вода на отопление и вентиляцию: расход теплоты температура воды в подающем трубопроводе температура воды в обратном трубопроводе в) вода для горячего водоснабжения: среднечасовой расход теплоты за неделю			т/ч МПа МВт 0С 0С МВт		5,9 1,4 3,4 130 70 1,5
3.Конденсат от технологических потребителей: а) количество б) то же в % в) температура г) способ возврата конденсата (напорный или самотечный)			т/ч % 0С		2,95 50 90
4. Вид топлива					Газ

Таблица 3. Результаты расчета принципиальной тепловой схемы производственно - отопительной котельной установки для закрытой системы теплоснабжения.

Наименование	Обозначе ние	Расчётная формула или способ определения	Размер­ность	Расчет и результат расчета
1	2	3	4	5
1 .Расход теплоты на отопление и вентиляцию		По заданию	МВт	3,4
2. Расход теплоты на горячее водоснабжение		По заданию	МВт	1,5
3. Расход теплоты на (бойлерную) сетевые теплообменники			МВт	1,5+3,4=4,9
4.Параметры пара, поступающего (в бойлерную) на сетевые теплообменники: а)давление насыщенного водяного пара б) энтальпия		Табл.3.1, стр. 47[6]	МПа кДж/кг	0.7 2762.9
5.Параметры конденсата пара (из бойлерной) на выходе из сетевых подогревателей а) температура б) энтальпия		Принято	°С кДж/кг	80 335.0
6.Расход пара на (бойлерную) сетевые теплообменники			т/ч
7.Количество конденсата после (бойлерной) сетевых подогревателей			т/ч	7,266
8.Температура в подающей линии тепловой сети		По заданию	0С	130
9.Температура в обратной линии тепловой сети		По заданию	0С	70
10.Расход сетевой воды			т/ч
11 Расход воды на подпитку тепловой сети		Принимаем	т/ч
12.Расход технологическими потребителями		По заданию	т/ч	5,9
13.Количество возвращаемого конденсата от технологических потребителей			т/ч
14.Количество конденсата, теряемое технологическими потребителями			т/ч
15.Расход пара на технологические нужды и на сетевые (подогреватели) теплообменники			т/ч
16.Расход пара на деаэрацию питательной воды		Принимается с последующим уточнением	т/ч	0,41
17.Расход пара на подогрев сырой воды перед водоподготовкой		Принимается с последующим уточнением	т/ч	0,775
18.Внутрикотельные потери пара		Принимаем	т/ч
19.Полная (нагрузка на котельную) паропроизводительность котельной установки			т/ч
20.Установленная максимальная паропроизводительность котельной установки			т/ч
21.Количество продувочной воды (от непрерывной продувки котлов)			т/ч
22.Энтальпия продувочной воды при давлении в барабане котла		Табл.3.1, стр. 47[6] для Р=1,4МПа	кДж/кг	830
23.Энтальпия продувочной воды при давлении в расширителе непрерывной продувки		Табл.3.1, стр. 47[6] для Р=0,12МПа	кДж/кг	435
24.Энтальпия пара при давлении в расширителе непрерывной продувки		Табл.3.1, стр. 47[6]	кДж/кг	2789
25.Степень сухости пара, выходящего из расширителя непрерывной продувки		Принято	-	0,99
26.Количество пара на выходе из расширителя непрерывной продувки			т/ч
27.Количество воды из расширителя непрерывной продувки			т/ч
28.Количество воды на питание котлоагрегатов			т/ч
29.Количество воды на выходе из деаэратора питательной воды котельной установки			т/ч
30.Выпар из деаэратора питательной воды			т/ч
31.Производительность водоподготовки			т/ч
32.Расход сырой воды на водоподготовку		к=1,2 (принимаем)	т/ч
33.Температура сырой воды на выходе из подогревателя		принято	0С	5
34.Температура сырой воды на выходе из подогревателя		принято	0С	30
35.Расход пара на подогрев сырой воды перед водоподготовкой			т/ч
36.Энтальпия конденсата после подогревателя		Табл.3.1, стр. 47[6] для Р=0,7МПа	кДж/кг	6972
37.Температура умягченной воды после охладителя выпара			0С
а)энтальпия выпара деаэратора		Табл.3.1, стр. 47[6] для Р=0,12МПа	кДж/кг	2681
б)Энтальпия конденсата после охладителя выпара		Табл.3.1, стр. 47[6] для Р=0,12МПа	кДж/кг	434,9
38.Расход пара на деаэратор питательной воды (окончательное значение)			т/ч
а)температура воды на выходе из деаэратора		Табл.3.1, стр. 47[6] для Р=0,12МПа	0С	103,7
б)количество конденсата на выходе из деаэратора			т/ч	0,345
в)Температура конденсата, возвращаемого от технологических потребителей		По заданию	0С	90
39.Фактический расход пара на деаэрацию питательной воды и подогрев сырой воды			т/ч
40.Полная паропроизводительность котельной установки(нагрузка на котельную уточненная)			т/ч	невязка