Реферат: Котельная установка

Содержание

Принципиальная схема котельной.............................................................................................. 1

Исходные данные.......................................................................................................................... 2

1. Тепловой расчет котельной...................................................................................................... 3

Тепловой расчет подогревателя сетевой воды .......................................................................... 5

Тепловой расчет охладителя конденсата ................................................................................... 6

Расчет сепаратора непрерывной продувки................................................................................ 7

Расчет теплообменника продувочной воды............................................................................... 8

Расчет подогревателя сырой воды............................................................................................... 9

Расчет конденсатного бака......................................................................................................... 10

Расчет барботажного бака.......................................................................................................... 10

Расчет теплообменника питательной воды.............................................................................. 11

Расчет деаэратора........................................................................................................................ 12

Расчет производительности котельной..................................................................................... 12

2. Расчет химводоподготовки.................................................................................................... 13

2.1. Выбор схемы приготовления воды.................................................................................... 13

2.2. Расчет оборудования водоподготовительной установки................................................ 15

3. Расчет и выбор насосов.......................................................................................................... 16

4. Аэродинамический расчет котельной................................................................................... 18

4.1. Расчет газового тракта (расчет тяги).................................................................................. 18

4.2. Расчет самотяги дымовой трубы........................................................................................ 19

4.3. Расчет дымососов и дутьевых вентиляторов.................................................................... 20

Список литературы..................................................................................................................... 21

Исходные данные

1. РАСЧЁТ ТЕПЛОВОЙ СХЕМЫ КОТЕЛЬНОЙ

Для расчета принимается тепловая схема отопительно-производственной котельной с паровыми котлами КЕ-6,5 для закрытой системы теплоснабжения. Принципиальная тепловая схема характеризует сущность основного технологического процесса преобразования энергии и использования в установке теплоты рабочего тела. Она представляет собой условное графическое изображение основного и вспомогательного оборудования, объединенного линиями трубопроводов рабочего тела в соответствии с последовательностью его движения в установке.

Основной целью расчета тепловой схемы котельной является:

- определение общих тепловых нагрузок, состоящих из внешних нагрузок и расходов тепла на собственные нужды, и распределением этих нагрузок между водогрейной и паровой частями котельной для обоснования выбора основного оборудования;

- определение всех тепловых и массовых потоков, необходимых для выбора вспомогательного оборудования и определения диаметров трубопроводов и арматуры.

Наименование величин	Обоз.	Ед. изм.	Расчетная формула или обоснование	Расчет	Значе-ние
Расчетный расход сетевой воды	Gсет	кг/с	Qт . (tт1 -tт2 ) • C	12,33 • 103 . (95 – 70) • 4,19	117,7
Скорость воды в трубопроводах	Vв	м/с	принимается	1,5
Диаметр трубопровода сетевой воды	dyсет	мм			300 (316)
Скорость пара в паропроводах	Vп	м/с	принимается	30
Диаметр паропровода на производство	dyпр	мм			125 (132)
КПД теплообменника (сетевой воды)	h1	принимается	0,98
Расход пара на подогреватели сетевой воды	Дт	кг/с	Qт . (i2 " - iкт ) • h1	12,33 • 103 . (2763-335) •0,98	5,18
Диаметр паропровода к теплообменникам сетевой воды до РУ	dyт	мм			200 (175)
Диаметр паропровода к теплообменникам сетевой воды после РУ	dyт	мм			250 (248)
Паровая нагрузка на котельную за вычетом расходов пара на деаэрацию, подогрев сырой воды, внутрикотельные потери	Дк '	кг/с	(Дт + Дп ) • 1,1	(5,18 + 2,94 ) • 1,1	8,95
Число котлов	n	щт.	Дк ' / Дн	8,95 / 1,8	5
Производительность котельной фактическая	Дк	кг/с	Дн • n	1,8 • 5	9
Диаметр магистрального паропровода от котлов	dyк	мм			250 (231)
Диаметр трубопровода питательной воды	dyпс	мм			100 (87)
Расход подпиточной воды на восполнение утечек в теплосети	Gут	кг/с	1,5 % от Gсет	0,015 • 117,7	1,76
Диаметр трубопровода подпитки сетевой воды	dyпс	мм			40 (38)
Количество подпиточной воды для производства	Gподп.п	кг/с	Дп – Gкп	2,94 – 1,44	1,5
Диаметр трубопровода конденсата с производства	dyкп	мм			32 (35)
Внутрикотельные потери пара	Дпот	кг/с	1% от Дк	0,01 • 9	0,09
Расход пара на собственные нужды	Дсн	кг/с	1% от Дк	0,01 • 9	0,09
Диаметр паропровода на собственные нужды	dyсн	мм			25 (23)
Коэффициент собственных нужд химводоочистки	Ксн.хво	принимается из расчета ХВО	1,1
Общее количество подпиточной воды, поступающее на ХВО	Gхво	кг/с	(Gут + Gпод.пр. + Дсн + Дпот ) • Ксн.хво		3,78
			(1,76 + 1,5 + 0,09 + 0,09 + 0,09 ) • 1,1
Диаметр трубопровода подпиточной воды, поступающее на ХВО	dyхво	мм			65 (57)

Расчет пароводяного подогревателя сетевой воды (поз.6)
tт2 ’ = 73,7 о С Gсет = 117,7 кг/с tт2 = 70 о С Gсет = 117,7 кг/с tт1 = 95 о С tкт’ = 164о С Gкт = 5,18 кг/с tкт = 80о С Дт = 5,18 кг/с t1 = 196 о С
Наименование величин	Обоз.	Ед. изм.	Расчетная формула или обоснование	Расчет	Значе-ние
Количество теплоты расходуемое в подогревателе сетевой воды	Q1	кВт	Дт • (i1 "-i2 ') • h1	5,18 • (2788-694) • 0,98	10,5•103
Температура сетевой воды между теплообменниками (из теплового баланса):	tт2 '	°C	tт1 – Q1 . с• Gсет	95 – 10500 . 4,19 • 117,7	73,7
Средний температурный напор	Dtб Dtм Dtб /Dtм Dt	о С	t2 – tт2 ' t2 ' – tт1 (Dtб -Dtм )/2,3•ln(Dtб /Dtм )	196-73,7 164,2-95 122,3/69,2 (112,3-69,2)/2,3•ln(122,3/69,2)	122,3 69,2 1,76>1,7 40,5
Коэффициент теплопередачи теплообменника	k	принимается	3000
Коэффициент загрязнения поверхностей теплообмена	b	принимается	0,85
Поверхность нагрева пароводяного подогревателя	H	м2	Q1 . k • Dt • b	10,5 • 106 . 3000 • 40,5 • 0,85	101,6
К установке принимаем 2 подогревателя	H	м2	H/2	101,6 / 2	50,8
Принимаем горизонтальный пароводяной подогреватель типа ТКЗ № 5 H=66,0 м2 , S=0,436 м2 , G=400 т/ч, l1 =3150 мм, l2 =3150 мм, H=1170 мм, D=630 мм, M=800 мм

Расчет водоводяного охладителя конденсата (поз.7)
Наименование величин	Обозн.	Ед изм.	Расчетная формула или обоснование	Расчет	Значе-ние
Количество теплоты расходуемое в подогревателе сетевой воды	Q2	кВт	Дт • (i2 '-iкт ) • h	5,18 • (694-335) • 0,98	1,8•103
Средний температурный напор	Dtб Dtм Dtб /Dtм Dt	о С	t2 - t2 ' tкт - tт2 (Dtб -Dtм )/2,3•ln(Dtб /Dtм )	164,2-73,7 80-70 90,5/10 (90,5-10)/2,3•ln(90,5/10)	90,5 10 9,05>1,7 15,9
Поверхность нагрева охладителя конденсата	H	м2	Q2 . k • Dt • b	1800 • 103 . 3000 • 15,9 • 0,85	44,9
К установке принимаем 2 подогревателя	H	м2	H/2	44,9 / 2	22,45
Диаметр трубопровода конденсата	dyкт	мм			65 (66)
Принимаем горизонтальный водоводяной подогреватель ВВП-250 H=22,8 м2 , S=0,0186 м2 , G=250 т/ч, L=4930 мм, H=550 мм, D=273 мм

Расчет Сепаратора непрерывной продувки (поз.14)
G’пр = 0,74 кг/с t2 = 104,8 о С Gпр = 0,9 кг/с t1 = 196 о С Д’пр = 0,154 кг/с t2 = 104,8о С
Наименование величин	Обозн.	Ед изм.	Расчетная формула или обоснование	Расчет	Значе-ние
Величина непрерывной продувки	р	Предварительно принимается из расчета химводоочистки	0,1
Количество продувочной воды, поступающей в сепаратор непрерывной продувки	Gпр	кг/с	Дк • р	9 • 0,1	0,9
Диаметр трубопровода продувочной воды	dyпр	мм			32 (29)
Степень сухости пара	х	Принимается	0,97
Теплота парообразования	r	кДж/кг	2244
Коэффициент теплопотерь через трубы и расширитель в сепараторе	h2	Принимается	0,98
Количество пара получаемого в сепараторе	d	кг/кг	( i1 ' • h 2 – i3 ' ) ( x • r )	( 830 • 0,98 – 439,4 ) (0,97 • 2244)	0,172
Количество пара на выходе из сепаратора	Д' пр	кг/с	d • Gпр	0,172 • 0,895	0,154
Диаметр паропровода на собственные нужды	dyпр1	мм			100 (97)
Количество продувочной воды, на выходе из сепаратора	G' пр	кг/с	Gпр - Д'пр	0,895 – 0,154	0,74
Диаметр трубопровода продувочной воды из сепаратора	dyпр2	мм			25 (27)
Удельный объем пара	v	м3 /кг	1,45
Допускаемое напряжение парового объема	R	м3 /м3 •ч	принимается	1000
Объем расширителя непрерывной продувки	Vп	м3	Д'пр • v / R	504 • 1,45 / 800	0,73
Полный объем расширителя непрерывной продувки	Vp	м3	Vп • 100 / 70	0,73 • 100 / 70	1,04
Расчет теплообменника продувочной воды (поз.15)
G’пр = 0,74 кг/с t2 = 104,8о С Gхво = 3,78 кг/с tсв = 5о С G’пр = 0,74 кг/с tпр.б = 40о С Gхво = 3,78 кг/с tсв ‘= 17,7 о С
Наименование величин	Обозн.	Ед изм.	Расчетная формула или обоснование	Расчет	Значе-ние
Количество теплоты расходуемое в подогревателе сетевой воды	Q3	кВт	G'пр • (i3 '-iпр.б ) • h1	0,74 • (439,4-167,7) • 0,98	197
Температура сетевой воды между теплообменниками (из теплового баланса):	tсв '	°C	tсв + Q3 . с• Gхво	5 + 197 . 4,19 • 3,78	17,7
Средний температурный напор	Dtб Dtм Dtб /Dtм Dt	о С	t3 – tсв ' tпр.б – tсв (Dtб -Dtм )/2,3•ln(Dtб /Dtм )	104,8-17,7 40-5 87,1/35 (87,1-35)/2,3•ln(87,1/35)	87,1 35 2,48>1,7 24,9
Поверхность нагрева теплообменника	H	м2	Qсв . k • Dt • b	197 • 103 . 3000 • 24,9 • 0,85	3,1
Принимаем горизонтальный водоводяной подогреватель ВВП-100 H=3,58 м2 , S=0,0029 м2 , G=45 т/ч, L=4580 мм, H=300 мм, D=114 мм

Расчет подогревателя сырой воды (поз.16)
Gср = 0,09 кг/с t2 = 164о С Дср = 0,09 кг/с t1 = 196о С Gхво = 3,78 кг/с tсв ‘= 17,7 о С Gхво = 3,78 кг/с tхво = 30о С
Наименование величин	Обозн.	Ед изм.	Расчетная формула или обоснование	Расчет	Значе-ние
Количество теплоты расходуемое в подогревателе сетевой воды	Q4	кВт	Gхво • (tхво -tcв ') • с	3,78 • (30-17,7) • 4,19	195
Расход пара на подогреватель сырой воды	Дср	кг/с	Q4 . (i1 " – i2 ') • h1	195 . (2788-694) •0,98	0,09
Диаметр паропровода на собственные нужды	dyср1	мм			25 (23)
Диаметр трубопровода продувочной воды из сепаратора	dyср2	мм			10 (9)
Температура сетевой воды между теплообменниками (из теплового баланса):	tсв '	°C	tсв + Q3 . с• Gхво • h1	5 + 195 . 4,19 • 3,78• 0,98	17,7
Средний температурный напор	Dtб Dtм Dtб /Dtм Dt	о С	t3 – tсв ' tпр.б – tсв (Dtб -Dtм )/2	196-17,7 164-30 176,3/134 (176,3+134)/2	176,3 134 1,3<1,7 155
Поверхность нагрева теплообменника	H	м2	Qсв . k • Dt • b	195 • 103 . 3000 • 155 • 0,85	0,49
Принимаем горизонтальный пароводяной подогреватель типа ТКЗ № 1 H=3,97 м2 , S=0,0032 м2 , G=25 т/ч, l1 =1355 мм, l2 =660 мм, H=760 мм, D=273 мм, M=500 мм

Расчет конденсатного бака (поз.8)
Наименование величин	Обозн.	Ед изм.	Расчетная формула или обоснование	Расчет	Значе-ние
Общее количество конденсата	Gк	кг/с	Gкп + Gкт + Gср	1,44 + 5,18 + 0,09	6,71
Диаметр трубопровода из конденсатного бака	dyк	мм			80 (75)
Средневзвешенная температура конденсата в баке	tк	°C	( Gп • tкп + Gт • tкт + Gср • t 2 ) (Gпр + Gт + Gср )		74,6
			(5,18 • 80 + 1,44 • 49 + 0,09•164 ) 5,194 + 18,65 + 0,09
Объем конденсатного бака (на 20 мин.)	Vк	м3	Gк • vв • 20 мин. • 60 сек.	6,71 • 0,001 • 20 • 60	8,05
Расчет барботажного бака (поз.18)
Наименование величин	Обозн.	Ед изм.	Расчетная формула или обоснование	Расчет	Значе-ние
Количество сырой воды для разбавления продувочной воды	Gхво ”	кг/с	G'пр • ( t” пр.б . + t кл ) tкл – tсв	0,74 • (40 + 10) 10 - 5	7,4
Диаметр трубопровода сырой воды в барботажный бак	dy	мм			80 (79)
Объем конденсатного бака (на 20 мин.)	Vк	м3	(G’пр + Gк )• vв • 20 мин. • 60 сек.	(0,74+7,6) • 0,001 • 20 • 60	10

Расчет теплообменника питательной воды (поз.11)
Gда = 10,76 кг/с tпв = 100о С Gда = 10,76 кг/с tда = 104,8о С Gхво = 3,78 кг/с tхво = 30о С Gхво = 3,78 кг/с tхво ‘= 45о С
Наименование величин	Обозн.	Ед изм.	Расчетная формула или обоснование	Расчет	Значе-ние
Количество умягченной воды, поступающей в деаэратор	G'хво	кг/с	Gхво / Ксн.хво	3,78 / 1,1	3,44
Диаметр трубопровода подпиточной воды, поступающее на ХВО	dyхво '	мм			50 (54)
Количество воды, поступающей из деаэратор	Gда	кг/с	Gпв +Gут	9 + 1,76	10,76
Диаметр трубопровода подпиточной воды, поступающее на ХВО	dyда '	мм			100 (95)
Количество теплоты расходуемое в теплообменнике питательной воды	Q5	кВт	Gда • (tда –tпв ) • c	10,76• (105-100) • 4,19	212
Температура воды идущей в деаэратор	tхво	о С	Qпа - ts д G'хво • с • h1	212 + 30 3,44 • 4,19 • 0,98	45
Средний температурный напор	Dtб Dtм Dtб /Dtм Dt	о С	tпв – tхво tда – t’хво (Dtб -Dtм )/2	100-30 105-45 70/60 (70+60)/2	70 60 1,16<1,7 65
Поверхность нагрева теплообменника	H	м2	Qпв . k • Dt • b	212 • 103 . 3000 • 65 • 0,85	1,28
Принимаем горизонтальный водоводяной подогреватель ВВП-80 H=2,26 м2 , S=0,0018 м2 , G=35 т/ч, L=4410 мм, H=250 мм, D=89 мм

Расчет деаэратора (поз.10)
Gхво = 3,44 кг/с tда = 45о С Д’пр = 0,154 кг/с tда = 104,8о С Дда = 0,58 кг/с tда = 196о С Gк = 6,71 кг/с tда = 80о С Gда = 10,76 кг/с tда = 104,8о С
Наименование величин	Обозн.	Ед изм.	Расчетная формула или обоснование	Расчет	Значе-ние
коэффициент потерь тепла в окружающую среду	hд	принимается	0,98
Средняя температура воды в деаэраторе	t'ср	°C	(Gк • tк + G ’ хво • t ’ хво ) (Gк + Gхво )	6,62 • 73,3 + 3,44 • 45 6,62 + 3,44	64,47
Среднее теплосодержание воды в деаэраторе	i'ср	кДж/кг	t'ср • С	67,5 • 4,19	270
Производительность деаэратора	Дд	кг/с	Gпв + Gут	9 + 1,76	10,76
Количество пара, необходимое для деаэоации	Дд • i д - ((Gк + G'хво ) • i'ср • h д ) – Д'пр • i"2 i"1		0,58
	10,76•439,4 – ((6,71+3,44)•270•0,98)–0,154•2700 2788
Диаметр паропровода на деаэрацию	dyда	мм			80 (83)
Прнимаем к установке деаэратор атмосферный смешивающего типа ДСА-50 производительность колонки 50 т/ч, давление греющего пара 1,5 атм, температура воды 104 °C
Расчет производительности котельной
Наименование величин	Обозн.	Ед изм.	Расчетная формула или обоснование	Расчет	Значение
Производительность котельной расчетная	Др	кг/с	Дт + Дп + Дд + Дсн + Дср	5,18 + 2,94 + 0,58 + 0,09 + 0,09	8,88
Процент загрузки работающих паровых котлов	Кзаг	%	(Др / Д') • 100%	(8,88 / 9 ) • 100	98,7

2. Расчет химводоподготовки

Основной задачей подготовки воды в котельных является борьба с коррозией и накипью. Коррозия поверхностей нагрева котлов подогревателей и трубопроводов тепловых сетей вызывается кислородом и углекислотой, которые проникают в систему вместе с питательной и подпиточной водой.

Качество питательной воды для паровых водотрубных котлов с рабочим давлением 1,4МПа в соответствии с нормативными документами должно быть следующим:

- общая жесткость 0,02мг.экв/л,

- растворенный кислород 0,03мг/л,

- свободная углекислота - отсутствие.

При выборе схем обработки воды и при эксплуатации паровых котлов качество котловой (продувочной) воды нормируют по общему солесодержанию (сухому остатку): величина его обуславливается конструкцией сепарационных устройств, которыми оборудован котел, и устанавливается заводом изготовителем.

2.1. ВЫБОР СХЕМЫ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ВОДЫ

Выбор схемы обработки воды для паровых котлов проводится по трем основным показателям:

Величине продувки котлов

Жесткость исходной воды

Ж_ив = Ж_к + Ж_нк = 5,92 + 1,21 = 7,13 мг.экв/л

DS определяется по графику рис 6. [2]. DS = 60 мг/кг.

Сухой остаток обработанной воды.

S_ов = S_ив + DS = 505 + 60 = 565 мг/л

Доля химически очищенной води в питательной

a₀ = G_хво / Д_к = 4,2 / 8,95 = 0,47

Продувка котлов по сухому остатку:

Р_п =( S_ов • a₀ • 100%)/(S_к.в - S_ов • a₀ )=565 • 0,47 • 100 / (3000-565 • 0,47) = 9,7%

S_к.в - сухой остаток котловой воды, принимается по данным завода изготовителя котлов

9,7% < 10% - принимаем схему обработки воды путем натрий-катионирования.

Относительной щелочности котловой воды

Относительная щелочность котловой:

Щ = (40 • Щ_i • 100 %) / S_ов =40 • 5,92 •100 / 565 = 41,9 %

где 40 - эквивалент Щ мг/л

Щ_i - щелочность химически обработанной воды, мг.экв/л, принимается для метода
Na-катионирования, равной щелочности исходной воды (карбонатной жесткости).

20% < 41,9% < 50% - возможно применение Na-катионирования с нитратированием, дополнительное снижение щелочности не требуется.

По содержанию углекислоты в паре

Количество углекислоты в паре:

С_уг =22 • Ж_к • a₀ • (a'+a")=22 • 5,92 • 0,47• (0,4+0,7)=67,39 мг/л

где a' - доля разложения НСO₃ в котле, при давлении 1,4МПа принимается равной 0,7

a'' - доля разложения НСO₃ в котле, принимается равной 0,4

67,39мг/л > 20мг/л - необходимо дополнительное снижение концентрации углекислоты.

К установке принимается обработка воды по схеме двухступенчатого Na-катионирования.

2.2. РАСЧЕТ ОБОРУДОВАНИЯ ВОДОПОДГОТОВИТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКИ

Для сокращения количества устанавливаемого оборудования и его унификации принимают однотипные конструкции фильтров для первой и второй ступени. Для второй ступени устанавливаем два фильтра: второй фильтр используется для второй ступени в период регенерации и одновременно является резервным для фильтров первой ступени катионирования.

Скорость фильтрования принята в зависимости от жесткости исходной воды

Ж_ив = 7,13 мг.экв/л => w_ф = 15 м/ч [2].

Коэффициент собственных нужд химводоочистки

К^с.н. _хво = 1,1

Количество сырой воды, поступающей на химводоочистку

G_с.в = К^с.н. _хво • G_хво = 1,1 • 3,44 = 3,78 кг/с

Площадь фильтров

F'_ф = G_с.в / w_ф =3,78 • 3,6 / 15 = 0,9 м²

К установке принимается 2 фильтра

F_ф = F'_ф / 2 = 0,9 / 2 = 0,45 м²

Диаметр фильтра

d'_ф = = = 0,76 м

К установке принимаем катионовые фильтры № 7

Диаметр фильтра d_ф = 816 мм; высота сульфоугля l = 2 м.

Производительность фильтров I ступени G_I = 5 т/ч

Производительность фильтров II ступени G_II = 20 т/ч

Скорость фильтрования I ступени w_I = 9 м/ч

Скорость фильтрования II ступени w_II = 30 м/ч

Полная площадь фильтрования

F_ф ^д = (p • d_ф ² / 4 ) • 2 = (3,14 • 0,816² / 4) • 2 = 1,05 м²

Полная емкость фильтров

Е = 2 • p • d_ф ² • h_кат • l / 4 = 2• 3,14 • 0,816² • 300 • 2/ 4 = 627 мг.экв

Период регенерации фильтров

Т = Е / G_с.в • Ж_ив = 627 / 5,75 • 3,6 • 7,13 = 4,25 ч

Число регенераций в сутки n = 6 раз.

Расход соли на 1 регенерацию:

М_соли = p • d_ф ² • h_кат • l • b / 4 • 1000 = 3,14 • 0,816² • 300 • 2• 200 / 4 • 1000 = 62,72 кг

Суточный расход соли

G_соли = М_соли • n = 62,72 • 6 = 376,32 кг

3. Расчет и выбор насосов

Подбор питательных насосов

В котельных с паровыми котлами устанавливаются питательные насосы числом не менее двух с независимым приводом. Питательные насосы подбирают по производительности и напору.

Напор создаваемый питательным насосом:

Н_пн =10 • Р₁ + Н_эк +Н_с = 10 • 12 + 7 + 15 = 142 м.в.ст.

где Р₁ - избыточное давление в котле, Р₁ =1,4 МПа = 12 атм.

Н_эк - гидравлическое сопротивление экономайзера, принимаем Н_эк = 7 м.в.ст.

Н_с – сопротивление нагнетающего трубопровода, принимаем Н_с =15 м.в.ст.

Производительность всей котельной, Д' = 9,0 кг/с = 32,4 т/ч

Принимаем 3 электрических насоса 2,5 ЦВМ 0,8 производительностью 14 м³ /ч, полный напор 190 м.в.ст. и 2 насоса с паровым приводом типа 2ПМ-3,2/20 производительностью 3,2 м³ /ч, напор 200 м.в.ст.

Подбор сетевых насосов

Напор сетевых насосов

H_сн =Н_п + Н_с = 15 + 30 = 45 м.в.ст.

где Н_п - сопротивление бойлера теплофикации, принимаем Н_эк = 15 м.в.ст.

Н_с – сопротивление сети и абонента, принимаем Н_с = 30 м.в.ст.

Расход сетевой воды G_сет =117,7 кг/с = 423,72 т/ч

К установке принимаем 2 сетевых насоса типа 10CD-6 производительностью 486 м³ /ч, напор 74 м.в.ст.

Подбор конденсатного насоса

Напор развиваемый конденсатным насосом

Н_кн = 10 • Р_д + Н_ск +Н_д = 10 • 1,2 + 15 + 7 = 34 м.в.ст.

где Р_д - давление в деаэраторе, Р_д =0,14 МПа = 1,2 атм.

Н_ск – сопротивление нагнетающего трубопровода, принимаем Н_ск =15 м.в.ст.

Н_д – высота установки деаэратора, принимаем Н_д = 7 м.

Количество конденсата G_к = 6,71 кг/с = 24,16 т/ч

К установке принимаем 2 конденсатных насоса типа КС10-55/2а, напор 47,5 м.в.ст.

Подбор подпиточного насоса

Напор развиваемый насосом

Н_пс = Р_д + Н_ск +Н_д = 1,2 + 15 = 16,2 м.в.ст.

где Р_д - давление в деаэраторе, Р_д =0,14 МПа = 1,2 атм.

Н_ск – сопротивление нагнетающего трубопровода, принимаем Н_ск =15 м.в.ст.

Количество подпиточной воды G_к = 1,76 кг/с = 6,34 т/ч

К установке принимаем 2 насоса типа К8/18, производительность 8 м³ /ч, напор 18 м.в.ст.

Подбор насоса сырой воды

Напор развиваемый насосом

Н_св = Н_ск +Н_то +Н_хво = 20 + 20 + 5 = 45 м.в.ст.

где Н_то - сопротивление теплообменников, принимаем Н_эк = 20 м.в.ст.

Н_ск – сопротивление нагнетающего трубопровода, принимаем Н_ск =20 м.в.ст.

Н_хво – сопротивление фильтров ХВО, принимаем Н_ск =5 м.в.ст.

Количество сырой воды G_{хво ”} = 11,18 кг/с = 40.25 т/ч

К установке принимаем 2 насоса типа К-80-50-200, производительность 50 м³ /ч, напор 50 м.в.ст.

4. АЭРОДИНАМИЧЁСКИЙ РАСЧЕТ

4.1. Расчет газового тракта (расчет тяги)

Температура газов в начале трубы:

t_тр = t_ух • a _ух + ( a _тр - a _ух ) • t_в = 200 • 1,6 + (1,7-1,6)•30 = 190 ^о С

a_тр 1,7

где t_в – температура воздуха в котельной t_в = 25 ^о С

Сопротивление трения уходящих газов:

Dh_тр = l • (l /d_экв ) • (w_ух ² / 2 • 9,8) • r_г = 0,03 • (18 / 1) • (8² / 2 • 9,8) • 0,78= 1,38 мм в.ст.

где r_г - плотность газов при температуре 190 ^о С r_г = 0,78 кг/м³

l – длина газохода по чертежу, l = 18 м.

d_экв – эквивалентный диаметр газохода 1000 х 1000 мм, d_экв = 1 м.

l - коэффициент трения для стальных футерованных газоходов, l = 0,03

Потеря давления на местные сопротивления

Dh_м = S¦ • (w_ух / 2• 9,81) • r_г = 5,8 • (8² / 2 • 9,81) • 0,78 = 14,76 мм.в.ст.

где S¦ - сумма коэффициент местных сопротивлений по тракту воздуха, S¦=5,8

патрубок забора воздуха ¦=0,2; плавный поворот на 90°(5 шт.) ¦=0,25*5=1,25;

резкий поворот на 90° ¦=l,l; поворот через короб ¦ =2, направляющий аппарат ¦=0,1;

диффузор ¦=0,1; тройник на проход - 3 шт. ¦=0,35*3=1,05

Полное аэродинамическое сопротивление газового тракта

Dh = Dh_м + Dh_тр + Dh_з + Dh_зас = 14,76 + 1,38 + 63 + 1,5 = 80,64 мм.в.ст.

где Dh_з – сопротивление золоуловителя Dh_з = 63 мм.в.ст.

Dh_зас – сопротивление заслонок Dh_зас = 1,5 м.в.ст.

6. Сечение газоходов

f_г = V_г • b • n • (273 + t_тр ) =11,214 • 0,325 • 1 • (273+190) = 0,77 м²

273 • w_ух 273 • 8

где n – число котлов

Эквивалентный диаметр газохода

d_экв = = = 0,99 м²

4.2. Расчет самотяги дымовой трубы

В зависимости от расхода топлива b= 1,17 т/ч, зольности Аⁿ = 1,76, содержания серы Sⁿ = 0,08

высота дымовой трубы принимается H=30 м.

Скорость газов в дымовой трубе принимается w_тр = 10 м/с

Максимальная часовая производительность котельной

Q^к = b • n • Q_н ^р • h = 0,325 • 5 • 6240 • 0,98 = 9600 ккал/ч

Охлаждение газов в трубе

Dt_тр = = =0,1 ^о С/м

Внутренний диаметр трубы

d_вн = = == 0,87 м

Наружный диаметр трубы

d_н = d_вн + 0,02 • Н = 0,87 + 0,02 • 30 = 1,47 м

Средний расчетный диаметр

d_ср = 2 • d_н • d_вн / (d_вн + d_н ) = 2 • 1,47 • 0,87 / (1,47 + 0,87) = 1,09 м

Потеря напора на трение в дымовой трубе

Dh_тр =l • (H / d_ср ) • (w² / 2•9,81) • r = 0,03 • (30/1,09) • (10² /2•9,81) • 0,78 = 3,28 мм.в.ст.

Потеря напора на выходе из дымовой трубы

Dh_вых = x • r • w_тр ² / 2 • 9,81 = 1 • 0,87 • 10² / 2•9,81 = 4,43 мм.в.ст.

Сопротивлений дымовой трубы

Dh_д.тр = Dh_тр + Dh_вых = 3,28 + 4,43 = 7,71 мм.в.ст.

Теоретическая тяга дымовой трубы

DP = H • 273 • 1,3 • ( 1 – 1 ) • h_бар =

(273 + t_хв ) (273 + t_тр ) – ( Dt_тр • Н /2) 760

= 30 • 273 • 1,3 • ( 1 – 1 ) • 760 = 21,29 мм.в.ст.

(273 - 30) (273 + 190) – ( 0,1 • 30 /2) 760

4.3. Расчет дымососов и дутьевых вентиляторов

Расчетный напор дымососа

h_дым = SDh_м + SDh_тр + Dh_д.тр + h_к + h_з + h_эк - DP =

= 14,76 + 1,38 + 7,71 + 32 + 63 + 16 – 21,29 = 113,56 мм.в.ст.

Расчетная производительность дымососа, м³ /с (М³ /2)

V_дым = V_г • b • (273 + t_тр ) • 1.1 / 273 =

= 11,214 • 0,314 • (273 + 190) • 1,1 / 273 = 6,57 м³ /с = 23,65•10³ м³ /ч

Мощность потребляемая дымососом

N_дым = V_г • h_дым •1,1 / 102 • h = 11,214 • 113,56 • 1,1 / 102 • 0,98 = 14 кВт

Напор вентилятора

h_дв = Dh_сл + Dh_в = 60 мм.в.ст.

где Dh_сл – сопротивление слоя лежащего на решетке Dh_сл = 60 мм.в.ст.

Dh_в – сопротивление воздуховодов, принебрегаем.

Производительность вентилятора

V_дв = 1,1 • V_г • a_т • b • (1 – q₄ / 100) • ((273 + t_хв ) / 273) =

= 1,1 • 11,214 • 1,4 • 0,325 • (1 – 10/100) •(( 273 – 30 ) / 273) = 4,49 м³ /с = 16,16•10³ м³ /ч

Принимаем вентилятор типа ВД-Б производительностью 10•10⁴ м³ /ч, напор 172 кгс/см²

Литература

1. Роддатис К.Ф. Котельные установки. М.: Энергия, 1975. 488с

2. Лумми А.П. Методические указания к курсовому проекту "Котельные установки". Свердловск: УПИ. 1980. 20с.

3. Сидельников Л.Н, Юренев В.Н. Котельные установки промышленных предприятий. М.: Энергоатомиздат, 1988.

4. Производственные и отопительные котельные. /Е.Ф. Бузников, К.Ф. Роддатис, Э.Я.Берзиньш.- 2-е изд., перераб. – М.: Энергатомиздат, 1984.-с. 248., ил 4. Зыков А.К. Паровые и водогрейные котлы: Справочное пособие. – М.: Энергоатомиздат, 1987.

5. http:/www.kotel.ru – официальный сайт завода "Бийскэнергомаш".