4.Расчет котельной с паровыми котлами.

Схема 2

Принципиальная тепловая схема паровой котельной

1 - паровые котлы; 2 - сетевые подогреватели; 3 - охладители конденсата; 4,5 - деаэраторы питательной и подпиточной воды; 6 - химводоочистка; 7 - сепаратор непрерывной продувки котлов; 8 - охладитель СНП котлов; 9 - барботер; 10 - подогреватель сырой воды; 11 - подогреватель химочищенной воды; 12 - охладитель деаэрированной воды; 13 - РОУ1 - промыш­ленного пара; 14 - перепускная линия; 15- РОУ2 - пара на собственные нужды; 16-питательные насосы; 17- сетевые насосы; 18 -поддиточные насосы; 19 - насосы аварийной подпитки сети; 20 - канализация; 21 - конденсатный бак; 22 - насосы сырой воды; 23 - коллектор водопроводной воды; 24 - баки-аккумуляторы; 25 - конденсатные насосы

Исходные данные для расчета и выбора оборудования.

1. D_П= 3,33 кг/с – расход промышленного пара.

2. β=0,9–доля возвращаемого конденсата.

3. Р_П=0,8 МПа,t_П=170,4 °С – давление и температура промышленного пара на выходе из котельной (гидравлический расчет паропровода).

4. Система теплоснабжения – закрытая двухтрубная.

5. Максимальная тепловая мощность всех потребителей на отопление и вентиляцию и среднесуточная на горячее водоснабжение (г.в.с.)

6. - температура прямой и обратной воды.

7. G_Р=33,42 кг/с – расчетный расход воды.

8. Q_ТП=13181,4 кВт –мощность тепловых потерь в теплосети в окружающую среду.

9. G_{под. в}=0,02G_Р=0,67 кг/с – расход подпиточной воды.

10. - расход воды на горячее водоснабжение.

11. Марка котлов ДКВР-10-13-250

Цель расчета тепловой схемы- определить паропроизводительность котельной, потоки воды и пара в отдельных точках схемы, а по ним выбрать основное и вспомогательное оборудование.

Паропроизводительность котельной равна:

D_П– расход промышленного пара, кг/с;D_СП– расход пара на сетевые подогреватели, кг/с;D_СН– расход пара на собственные нужды котельной, (деаэраторы подпиточнойDД1 и питательнойDД2 воды, подогреватели водопроводнойDП1 и химически умягченнойDП2 и мазутное хозяйствоDМХ=0,03DП ) кг/с;G_РОУ1,G_РОУ2- расход воды на РОУ₁, РОУ₂, кг/с. Определим перечисленные расходы пара.

Определим расход пара на сетевые подогреватели.

Определим температуру обратной сетевой воды на входе в котельную:

Определим энтальпию конденсата греющего пара после охладителя

Δt=10 °С – недоохлаждение конденсата до температуры обратной сетевой воды в охладителе;

η=0,98 КПД подогревателя г.в.с. на ЦТП;

Температура насыщения в сетевом подогревателе:

Δt=10 °C– недогрев сетевой воды в сетевом подогревателе до температуры насыщения.

- энтальпия и давление в сетевом подогревателе находим по температуре насыщения [7].

Расход пара на сетевые подогреватели, кг/с, определяется из уравнения теплового баланса

η_сп=0,98 – КПД сетевого подогревателя.

Расход продувочной воды из паровых котлов, кг/с:

α_ПР=5% – процент продувки котлов( рассчитывается или принимается 3-15%);

Расчет тепловой схемы котельной выполняется методом последовательных приближений, поэтому К=0,15 в первом приближении принимается (0,08-0,15) с последующим уточнением. Величина K·Dвыражает расход пара котельной на собственные нужды, а суммаD+D+K·D- паропроизводительность котельной, кг/с.

Определим расход продувочной воды уходящей из СНП в канализацию

i_ПР^*= 830,1 кДж/кг энтальпия продувочной воды (определяется по давлению воды в барабане, равному 1,4 МПа) [7];

i_ПР^’’=2683 кДж/кг,i_ПР^’= 437,35 кДж/кг– энтальпии пара и конденсата на выходе из СНП котла. Находятся по давлению в деаэраторе, равному 0,12 МПа [7].

Расход вторичного пара из СНП

Определим расход водопроводной воды на входе в котельную

(1-β)D_П– невозврат конденсата с производства;

G_под.в– потери воды в тепловых сетях;

0,03D_П– потери конденсата внутри котельной;

G_ПР^’– вода, уходящая с непрерывной продувкой котла в канализацию.

Найдем температуру водопроводной воды после охладителя непрерывной продувки котлов:

t_ОХЛ= 50^ОС – температура воды после охладителя, удаляемой в канализацию;

t_X= 5^OC- температура холодной водопроводной воды;

η= 0,98 – коэф. теплопотерь охладителя;

t_пр^’=105^OC–температура воды уходящей из СПН.

Расход пара на подогреватель водопроводной воды

t_BB^’’=30^OC– температуры водопроводной воды за подогревателем ;

i_П^’’,i_K^’– энтальпии пара и конденсата (находятся по давлению пара за РОУ, которое равно 0,618 МПа) [7];

η_П1=0,98 – коэф. потерь теплоты.

Определим расход пара на деаэратор подпиточной воды

t^*=t_H– 20=84,3^OC– температура ХОВ на входе в деаэратор;

t_H=105 ^OC– температура насыщения в деаэраторе (по давлению в деаэраторе 0,12 МПа) [7];

i_Д^’’– энтальпия пара в деаэраторе (по давлению после РОУ2);

i_Д^’– энтальпия конденсата (по давлению в деаэраторе 0,12 МПа).

η_g1=0,98 – коэф. потерь теплоты.

Расход химочищенной воды на входе в головку подпиточного деаэратора

Расход химочищенной воды на входе в головку питательного деаэратора

Определим расход пара на подогреватель химочищенной воды, поступающей в деаэратор

t_ХОВ=27^OC- температура воды за химводоочисткой (принимается)

Найдем расход пара на питательный деаэратор:

t_к=95^OC– температура конденсата (принимается)

Производительность питательного деаэратора

Уточним расход пара на собственные нужды

Расход воды, впрыскиваемой в пароохладитель РОУ1 при получении редуцированного промышленного пара:

(так как получилось отрицательное значение-то вместо РОУ используем РУ)

i''- энтальпия пара за котлом, определяется по давлению и температуре пара за котлом [7]. Параметры пара за котлом определяются из [10].

i''- энтальпия пара, отпускаемого на промышленные нужды, находится по давлению и температуре промышленного пара (см. исходные данные);

i'- энтальпия питательной воды перед котлом, равнаi'кДж/кг.

Расход воды, впрыскиваемой в РОУ2 при получении пара, идущего в сетевые подогреватели и отпускаемого на собственные нужды котельной:

i_СН^’’– энтальпия пара поступающего в сетевые подогреватели и отпускаемого на собственные нужды, кДж/кг. Находится по давлению в сетевых подогревателях[7].

Уточненная паропроизводительность котельной:

Результат сравним с предварительно принятой паропроизводительностью:

Расхождение

Так как расхождение менее 2%, то проверим материальный баланс котельной.

Так как расхождение менее 2%, то приступаем к расчету и построению температурного графика.

Для построения температурного графика для закрытых тепловых сетей рассчитаем температуры на входе и выходе из котельной в зависимости от наружной температуры (последовательная схема):

Температура в прямой сети за второй ступенью подогрева воды для ГВС

Температура в прямой сети на выходе из котельной.

Температура воды в обратном трубопроводе тепловой сети на входе в источник теплоснабжения.

,t=10⁰C,t_х = 5⁰C,t_г = 55⁰C

tн, 0С	+8	0	-10	-20	-30	-31
,0С	49,7	71,5	97,5	122,5	147	149,5
,0С	50,3	71,2	96,2	120,2	143,8	146,1
,0С	33,4	42	51,8	60,5	68,7	70
,0С	32	44,2	48,4	56,2	63,4	64
	38,5	51,3	66	80	93,2	94,5

Строим температурный график (зависимость от температуры наружного воздуха) по данным сводной таблицы : см. рис. 5