Учебная работа. Проектирование отопительно-производственной котельной сельскохозяйственного назначения

1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Пока оценок нет)
Загрузка...

Проектирование отопительно-производственной котельной сельскохозяйственного назначения

МИНИСТЕРСТВО
СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА

РОССИЙСКОЙ
ФЕДЕРАЦИИ

ФГОУ ВПО «Башкирский
государственный аграрный

университет»

Факультет: Энергетический

Кафедра: АТД и Т

Специальность:
Электрификация и автоматизация с/х

КУРСОВАЯ
РАБОТА

«Проектирование
отопительно-производственной котельной сельскохозяйственного назначения»

Мухамедьяров Ильнур Равилович

Форма обучения: очная

Курс, группа: АХ 301/1

«К защите допускаю»

руководитель:

Динисламов М. Г..

Уфа 2009


РЕФЕРАТ

Курсовой работа включает в
себя 24 страницы расчётно-пояснительной записки, 1 лист графического материала
формата А1.

Объектом работы является
проектирование отопительно-производственной котельной сельскохозяйственного
назначения.

Расчётно-пояснительная
записка включает в себя: расчет тепловых нагрузок, выбор источника
теплоснабжения, определение годовых расходов теплоты и топлива, регулирование
отпуска теплоты, подбор питательных устройств и сетевых насосов, расчёт
водоподготовки, тепловую схему котельной, компоновку котельной и расчёт
технико-экономических показателей производства теплоты.

Графическая часть
курсовой работы, содержит тепловую схему с указанием всего оборудования,
участвующего в тепловом процессе, графики годовой тепловой нагрузки и
температур воды в тепловой сети.

ОГЛАВЛЕНИЕ

1. Задание

2. Расчет тепловой нагрузки

2.1 Определение расчетной тепловой мощности на отопление и
вентиляцию

2.2 Расход теплоты на горячее водоснабжение и технологические
нужды

3. Выбор теплоносителя

4. Подбор котлов

5. годовой расход топлива

6. Регулирование отпуска теплоты котельной

7. Подбор питательных устройств и сетевых насосов

8. Расчет тепловой схемы котельной

9. Технико-экономические показатели производства тепловой
энергии

Библиографический список


1. Задание

1.
Рассчитать по удельным показателям расход теплоты на отопление, вентиляцию и горячее
водоснабжение для объектов, указанных в таблицах 1 и 2 и годовой расход
теплоты. При расчете принять: расчетно-климатические условия по последней цифре
номера зачетной книжки по таблице 4; высоту помещений ремонтной мастерской -5 м, школы, клуба и гаража — 4 м, остальных объектов — 3 м; давление и температуру пара по
предпоследней цифре номера зачетной книжки.

2.
Выбрать тип и количество котлов в котельной, определить максимальный часовой расход
топлива. Вид топлива принять по таблице 3.

3.
Рассчитать внутренний диаметр трубопроводов теплотрассы для отопления объекта,
указанного в таблице 3.

Таблица
1 Характеристика потребителей теплоты жилого сектора

название

Последняя
цифра № зач.книжки

7

Жилые
дома,

Школа,

Клуб,

Баня,

Таблица
2 характеристика потребителей теплоты производственного сектора

Наименование

Предпосл.
цифра № зач.книжки

9

Ремонтная
мастерская, тыс. м2

1,8

Давление
пара, МПа

0,2


расход пара, кг/с

0,15


расход гор. воды, кг/с

0,16

температура
пара, °С

Степень
сухости пара, х

0,95

Гараж,
тыс. м2

0,2

Число автомобилей: — грузовых

 —
легковых

20

4

Коровники:
число голов

70

Таблица
3 Вид топлива и объект для расчета трубопроводов

3-я
цифра № зач.книжки

5

Топливо

Каменный
уголь

Теплота
сгорания

Qdi=21МДж/нм3

объект

Жилые
дома

Таблица 4
Расчётно-климатические условия

Населён-ный
пункт

последняя
цифра № зач.книжки

Темп.
воздуха наиболее холодной пятидневки, tн.в, °С.

Темп.
Вентиляци-онная, tн.в, °С

продолжительность
отно-сительного периода со средне суточная темп., °С

Средняя
скорость ветра

h, сут.

tср.о

 Уфа

7

-35

-20

213

-5,9

3,5


2. Расчёт тепловой
нагрузки

 

2.1 Определение расчетной тепловой
мощности на отопление и вентиляцию

 

Определение расчётной
тепловой мощности на отопление и вентиляцию, в Вт:

 

Ф0 = qот×Vн×(tв
— tн.о) ×а;

(1)

Фв = qв×Vн×(tв.
— tн.в),

(2)

где qот и qв — удельная отопительная и удельная вентиляционная
характеристики здания, Вт/(м3×К); применяется в зависимости от
назначения и размеров здания.

Vн — объем здания, м3;

tв — средняя расчетная температура
воздуха, характерная для большинства помещений зданий, 0С;

tн.о. и t н.в. — расчётная температура наружного воздуха для системы
отопления и вентиляции, 0С;

а —
поправка на разность температур, 0С.

a=0,54+22/(tВ- tНО) (3)

тепловая
мощность на отопление жилых домов:

принимаем
площадь одного жилого дома S=100
м2, тогда количество домов равно 190;

VН=100×3=300 м3 —объем одного
дома;

q0Т=0,87 Вт/(м3×К) (приложение11 /2/);

tВ=20°C (приложение 1 /1/);

tН.О.= -35 0С (по заданию);

а=0,54+22/(20-(-35))=0,94;

Фо=0,87×300×190×(20-(-35))×0,94=2563803 Вт.

тепловая
мощность на отопление общественных зданий:

тепловая
мощность на отопление и вентиляцию школы:

qoт=0,41 Вт/(м3×К) (приложение11 /2/);

tВ = 16°C(приложение 1 /1/);

tН.О.= -35 С (по заданию);

а=0,54+22/(16-(-35))=0,971;

VН=3000×4=12000 м3;

Ф0=0,41×12000×(16-(-35))×0,971=243643,32 Вт;

qВ=0,09 Вт/(м3×К) (приложение11 /2/);

tH.B.=-20 0С (по заданию);

Фв=0,09×12000×( 16-(-20))=38880 Вт.

тепловая
мощность на отопление и вентиляцию клуба:

qoт=0,43 Вт/(м3×К) (приложение11 /2/);

tB=16°C (приложение 1 /1/);

tH.О.= -35°C (по заданию);

а=0,54+22/(16-(-35))=0,971;

VН= 300×4=1200 м3;

Фот=0,43×1200×(16-(-35))×0,98 =25552,8 Вт;

qВ=0,29 Вт/(м3×К) (приложение11 /2/);

tH.B=-20°C (по заданию);

Фв=0,29×5600×(16-(-20))=12528 Вт.

тепловая
мощность на отопление и вентиляцию бани:

qoт=0,33 Вт/(м3×К) (приложение11 /2/);

tB=25 °C (приложение 1 /1/);

tH.О.= -35°C (по заданию);

a=0,54+22/(25-(-35))=0,907;

VН=35×3=105 м3;

Фо=0,33×105×(25-(-35))×0,907=271081,77Вт;

qв= 1,16 Вт/(м3×К) (приложение11 /2/);

tн.в. =-20 0С (по заданию);

Фв=1,16×105×(25-(-20))=5781 Вт

тепловая
мощность на отопление производственных зданий:

тепловая
мощность на отопление и вентиляцию ремонтной мастерской:

qo=0,61
Вт/(м3×К) (приложение 12 /2/);

tВ = 18°C (приложение 1 /1/);

tH.0.= -35 0С (по заданию);

а=0,54+22/(18-(-35))=0,955;

VН =1800×5=9000 м3;

ФОТ=0,61×9000×(18-(-35))×0,955=277876,35 Вт;

qB=0,17
Вт/(м3×К) (таблица 1, /2/);

tН.В.=-20 0С (по заданию);

Фв=0,17×9000×(18-(-21))=58140 Вт.

тепловая
мощность на отопление гаража:

qoт=0,64 Вт/(м3×К) (таблица 1, /2/);

tВ= 10 °C (страница 157, /1/);

tН.О.= -35 С (по заданию);

а=0,54+22/(10-(-35))=1,03;

VH=200×4=800 м3;

ФОТ=0,64×800×(10-(-35))×1,03=23731,2 Вт.

Суммарная
тепловая мощность на отопление:

∑Ф0Т=
2563803+243643,32 +25552,8 +271081,77+277876,35 +23731,2 =3405688,44 Вт

Суммарная
тепловая мощность на вентиляцию:

∑Фв=38880+1252+5781+58140=104053
Вт.


2.2 Расход теплоты на горячее
водоснабжение и технологические нужды

 

Определение расходов
теплоты на горячее водоснабжение и технологические нужды

2.2.1
Расход теплоты на горячее водоснабжение:

Средний тепловой поток на
горячее водоснабжение Фг.в.ср (в Вт), жилых и
общественных зданий в отопительный период определяется:

 (4)

 m — расчётное количество населения обслуживаемого системой
горячего водоснабжения;

qг.в.
— укрупненный показатель среднего теплового потока, Вт, на горячее водоснабжение
на одного человека. Принимается в зависимости от среднесуточной за отопит. период
нормы расхода воды при температуре
60 0С

на
одного человека g,л/сут;

По
формуле (4) найдём Фсрг.в для жилых зданий:

 qг.в=320 Вт для g= 85л/сут (рекомендация на
стр.124/2/)

 Вт.

По
формуле (4) найдём Фсрг.в для школ:

qг.в=146
Вт для g= 40л/сут (рекомендация на
стр.124/2/)

Вт

тепловая
мощность на горячее водоснабжение клуба:

При
среднем за отопительный период норме расхода, воды при температуре 60 0С
на горячее водоснабжение одного душа в час g=110 л/час с горячим водоснабжением (рекомендация на стр.124/2/);

Фг.в
=0,278×Vt×ρв×св×(tг.в.-tх.в.), (5)

где Vt –
часовой расход горячей воды, м3/ч;

rв – плотность воды (983 кг/м3), (124/1/);

Cв – удельная
массовая теплоемкость воды, уравненная 4,19 кДж/(кг× К).

Для
душевых помещений из расчета одновременной работы всех душевых сеток в течение
1 часа в сутки:

G=n×g×10-3 , (6)

где n – число душевых сеток;

g – расход воды на 1 душевую сетку,
л/сут.

 Фг.в.
=0,278×10×110×0,001×983×4,19×(65-5)=75571,2 Вт.

тепловая
мощность на горячее водоснабжение бани.

При
среднем за отопительный период норме расхода воды при температуре 600С
на горячее водоснабжение одного посетителя g=120 л/сутки с горячим водоснабжением (рекомендация на стр.124/2/);

Для
бань и предприятий общественного питания:

G=m×g×10-3 (7)

m- число посетителей
равное числу мест в раздевальной;

m=50

По
формуле (5) найдем Фсрг.в:

Фсрг.в.=
0,278×50×120×0,001×983×4,19×(65-5)= 412206,5 Вт.

максимальный поток
теплоты (в Вт), расходуемый на горячее водоснабжение жилых и общественных
зданий

 (8)

Фг.в.max =(2…2,4)×(672000+27740+75571,2 +412206,5)=2612538,9 Вт.

В
животноводческих помещениях максимальный поток теплоты (Вт), расходуемый на
горячее водоснабжение (tг=40…60 0С), для
санитарно-гигиенических нужд.

 (9)

где b — коэффициент неравномерности
потребления горячей воды в течение суток; b= 2,5;

 — массовая теплоемкость воды, равная
4,19 кДж/кг, 0С

 m — число животных данного вида в помещении;

g — норма среднесуточного
расхода горячей воды на одно животное, кг (принимают для коров молочных пород 15 кг.)

Фг.в.= Вт

максимальный поток на горячее
водоснабжение ремонтных мастерских:

 (10)

G- расход горячей воды м3 /ч

 -плотность воды

-расчетная температура холодной воды
принимаемая зимой -5 0С

 — расчетная температура горячей воды равная 60 0С

Вт

Поток теплоты, Вт, расходуемый
на горячее водоснабжение в летний период по отношению к отопительному снижается
и определяется по следующим формулам:

 для жилых и общественных
зданий:

= 0,65 Фг.в.

(11)

=0,65×2612538,9 =1698150,3Вт

для производственных зданий:

. = 0,82 Фг.в.

(12)

=0,82×(6726,8+36903,9)=35777,2 Вт.

2.2.2
Тепловая мощность на технологические нужды.

 

Фт.н = 0,278×y×D× (h-p×hвоз),

тепловую
мощность системы теплоснабжения, Вт, на технологические нужды определяем по
формуле:

где y- коэффициент спроса на теплоту,
равный 0,6…0,7;

D — расход теплоносителя,
кг/ч;

р — коэффициент возврата
конденсатора или обратной воды, принимаемый равным 0,7;

h и hвоз. —
энтальпия теплоносителя и возвращаемого конденсатора или обратной воды, кДж/кг.

hвоз.=cB×tK (13)

где: tK — температура конденсата, принимаем
равной температуре в обратном трубопроводе 70 0С;

сВ-
теплоёмкость воды, сВ=4,19 кДж/(кг×К);

hвоз.=4,19×70=293,3 кДж/кг.

тепловая мощность на технологические
нужды ремонтной мастерской:

Энтальпия пара при р=0,2
МПа и при степени сухости пара 0,95 (по h,s — диаграмме)

h=2600 кДж/кг;

По формуле (12) найдём Фт.н.рм:

Фт.н.рм=0,278×0,65×540×(2600-0,7×293,3)=161828,4 Вт.

тепловая
мощность на технологические нужды гаража

Расход смешанной воды для
автогаражей:

где n — число автомобилей, подвергающихся
мойке в течении суток;

g — среднегодовой расход воды на
мойку одного автомобиля, кг/сут.

Для легковых автомобилей g = 160
кг/сут, для грузовых — g = 230 кг/сут.

Dсм.л=4×160/24=26,67 кг/ч.

Dсм.г.=20×230/24=191,67кг/ч.

По формуле (12) определяем Фт.н.г:

Фт.н.г.=0,278×0,65×(26,67 +191,67)×( 2800-0,7×293,3)=150410,4 Вт.

Фт.н= Фт.н.г+
Фт.н.рм=150410,4+161828,4=312238,8 Вт

(14)   ()

 

Расчетная
суммарная мощность котельной:

Расчётную
тепловую нагрузку на котельную, Вт, подсчитывают отдельно для зимнего и летнего
периода годов по расчётным расходам тепловой мощности каждым объектом,
включенным в систему централизованного теплоснабжения: для зимнего периода:

Фрзим=
1,2×(∑ФОТ+∑Фвен+∑Фг.в.max+∑Фт.н.), (15)

для
летнего периода

Фрлет=1,2×(Фг.в.летmax+∑Фт.н), (16)

где: ∑Фот,∑Фвен,∑Фг.в.max+∑Фт.н —максимальные
потоки теплоты на отопление, вентиляцию, горячего водоснабжение и
технологические нужды, (в Вт);

1,2 —
коэффициент запаса, учитывающий расход теплоты на собственные нужды котельной,
теплопотери в тепловых сетях;

ζ — коэффициент,
учитывающий снижение расхода теплоты на горячее водоснабжение в летний период
по отношению к зимнему (ζ=0,82 для производственных зданий и ζ=0,65
для жилых и общественных зданий).

Вт.

 Вт.


3. Выбор теплоносителя

Согласно
СНиП 2.04.07-86 «тепловые сети» при теплоснабжении для отопления,
вентиляции, горячего водоснабжения, и если возможно, для технологических нужд в
качестве теплоносителя используется вода.

Температура
воды в падающей магистрали принимается равной 150 0С, в обратном
трубопроводе — 70 0С. Если расчетная тепловая нагрузка Фр<5,8 МВт допускается применение в падающий магистрали воды с температурой 95… 1100С
в соответствии с расчетной температурой в местных системах отопления.

Если
для технологических нужд необходим пар, то в производственных зданиях и
сооружениях при соответствующем технико-экономическом обосновании его можно
использовать в качестве единого теплоносителя. В отопительно-производственных
котельных допускается применение двух теплоносителей: воды и пара.

Подбор
котлов

Фуст=Фр= Вт

учитывая
величину Фуст и необходимость в технологическом паре, выбираем для
котельной котлы ДКВР. Зная что тепловая мощность котла ДКВР-2,5-13 при работе
на угле состовляет 1,75 МВт(см. таблица 9 /2/), принимаем котельную с четырьмя
котлами ДКВР-2,5-13 с общей тепловой мощностью 1,75×4=7 МВт

Так
как в летний период максимальная тепловая нагрузка, равна Вт

Что
как раз соответствует тепловой мощности одного котла ДКВР-2,5-13, работающего с
допустимой перегрузкой до 25

характеристики
котла ДКВР-2,5-13:


5.
Годовой расход топлива

годовой
расход тепла на отопление:

 ;  (17)

Где — суммарный максимальный расход тепла
на отопление,Вт

tв- средняя расчетная по всем потребителям
температура внутреннего воздуха (16…180 С);

tн- расчетная отопительная температура
наружного воздуха, 0С;

tо.п- средняя температура наружного
воздуха за отопительный период, сут.

nот- продолжительность отопительного
периода, сут.

Годовой расход тепла на вентиляцию:

  (18)

tн.в-
расчетная зимняя вентиляционная температура

zв- усредненное
за отопительный период среднесуточное число работы системы вентиляции; при
отсутствии данных принимают zв=16ч.

годовой расход тепла на горячее водоснабжение:

  (19)

-коэффициент,
учитывающий снижение часового расхода воды на горячее водоснабжение в летний
период по отношению к зимнему. Для жилых и общественных зданий =0,65, для производственных =0,82;350- число суток

в году работы системы горячего водоснабжения.

Годовой расход тепла на технологические нужды:

  (20)

Общий годовой расход тепла:

Годовой расход топлива подсчитываем по формуле:

 (21)

-низшая теплота сгорания рабочего топлива(кДж/кг- для
твердого и жидкого топлива кДж/м3- для газообразного топлива )

Для
каменного угля  ;

— средний КПД котельной(при работе на твердом топливе =0,6,на жидком и газообразном- =0,8);

6 Регулирование
отпуска теплоты котельной

В
системах теплоснабжения сельскохозяйственных объектов основной является
тепловая нагрузка систем отопления. поэтому при применении водяных тепловых
сетей применяют качественное регулирование подачи теплоты на основании
температурных графиков, с помощью которых определяют зависимость температуры
воды в трубопроводах тепловых сетей от температуры наружного воздуха при
постоянном расходе.

При
наличии систем горячего водоснабжения температур воды в подающем трубопроводе
открытых систем теплоснабжения принимают не ниже 60 0С, закрытых —
не ниже 70 0С. поэтому температурный график для падающий линии имеет
точку излома С, левее которой tп=const.

минимальная
температура обработанной воды определяется, если через точку С провести
вертикальную линию до пересечение с графиком обратной воды. Масштаб построения mt=0,23 0С/мм.

7.
Подбор
питательных устройств и сетевых насосов

Для паровых котлов с
избыточным давлением пара свыше 68,7 кПа устанавливают конденсатные и
питательные баки. Конденсат конденсатными насосами перекачивается из
конденсатных в питательные баки, расположенные на высоте 3…5 м от чистого
пола. В эти баки подается также химически может выполнить резервуар
термического деаэратора, объем которого должен быть равен 2/3× Vп.б

Вместимость питательных
баков (м3) из расчета часового запаса воды

Vп..б. = , (22)

 —
расход питательной воды при расчетной нагрузке котельной, кг/ч.

Вместимость конденсатных
баков:

Vк.б. = , (23)

где — коэффициент возвращаемого конденсата, =0,7 (стр.131/1/);

 —
расход питательной воды при расчетной нагрузке котельной, кг/ч.

Расход питательной воды
найдем по формуле:

 (24)

D- расчетная паропроизводительность
всех котлов, кг/ч;

П- продувка котлов, %(при
питании котлов химически очищенных водой П=0,5…3,0%);

Вместимость питательных баков:

Вместимость конденсатных
баков:

Vк.б. = ,

Подача конденсатного
насоса (м3/ч) должна быть равна часовому объему конденсата Vк.б а напор создаваемый насосом принимают
150…200кПа.

Выбираю центробежный
насос 1,5К-6 (приложение 21/1/): подача 6 м3/ч; развиваемое давление
199 кПа; КПД=50%.

Для принудительной
циркуляции воды в тепловых сетях устанавливают два сетевых насоса с
электроприводом (один из них резервный). Производительность насоса, м3/ч,
равная часовому расходу сетевой воды в подающей магистрали:

(25)

где — расчетная тепловая нагрузка, покрываемая
водой, (в Вт);

 — плотность обратной воды, кг/м3,
=977,8 кг/м3 (132/1/),

 и —
расчетный температуры прямой и обратной воды, °С.

Тепловая нагрузка , покрываемая
паром, Вт

— тепловая мощность, потребляемая
котельной на собственные нужды(подогрев и диарация воды, отопление
вспомогательных помещений и др.)

 (26)

 Вт

ориентировочно принимаем
напор развиваемый сетевым насосом:

;

выбираем два центробежных
насоса 4КМ-12 (приложение 21/1/): подача 65 м3/ч; развиваемое
давление 370 кПа; КПД=75%.

Подпиточные насосы компенсируют разбор воды из открытых тепловых
сетей на горячее водоснабжение и технологические нужды, а также восполняют
утечки сетевой воды, состовляющие 1…2% ее часового расхода.

 Количество
подпиточных насосов должно быть не менее двух. Устанавливают подпиточные насосы
перед сетевыми насосами во всасывающую линию для обеспечения давления в
обратной магистрали.

 Подача подпиточного насоса(м /ч)

  (27)

— расчетная тепловая нагрузка
горячего водоснабжения, Вт

 — часть расчетной технологической нагрузки, покрываемой
теплоносителем, Вт

  и  — расчетные температуры горячей и холодной воды, 0С

 — плотность подпиточной воды, можно
принять равной  кг/м3,

Ориентировочно принимаем
напор развиваемый подпиточными насосами:

выбираем насос 3КМ-6
(приложение 21/1/): подача 45 м3/ч; развиваемое давление 358 кПа;
КПД=70%. Устанавливают подпиточные насосы перед сетевыми насосами во всасывающую
линию для обеспечения давления в обратной магистрали

Мощность, кВт, на привод
центробежного насоса с электродвигателем,

N =

(28)

где Vt —
производительность насоса, м3/ч; Рн — давление, создаваемое
насосом, кПа; — к.п.д. насоса.

 Для насоса 1,5К-6:

N= кВт,

Для насоса 4КМ-12:

N= кВт,

Для насоса 3КМ-6:

N=кВт

Расчет водоподготовки

В производственно-
отопительных котельных получила распространение докотловая обработка воды в
натрий-катионитовых фильтрах с целью ее умягчения. объем катионита (м3),
требующийся для фильтров,

;
(29)

-расчетный расход исходной вод, м3/ч

— период между регенерациями
катионита(принимаем равной 8…24ч)

— общая жескость исходной воды, мг∙экв/ м3 ( рекомендация на стр. 133/1/)

— обменная способность катионита, г∙
экв/ м3 (для
сульфоугля Е=280…300, г∙
экв/ м3);

 (30)

-расход исходной воды, м3/ч(для паровой котельной  )

Расчетная площадь
поперечного сечения одного фильтра:

  (31)

h- высота загрузки катиона в фильтре,
равная 2…3м

n- число рабочих фильтров(1…3)

По таблице 4.3
стр.134/1/подбираем фильтры с площадью поперечного сечения с запасом в сторону
увеличенияА=0,39 м2

Далее определяем фактический
межрегенерационный период (ч) и число регенераций каждого
фильтра в сутки:

Число регенераций в сутки
по всем фильтрам:

Для регенерации натрий-
катионитовых фильтров используют раствор поваренной соли NaCl(6…8%).

Расход соли (кг) на одну
регенерацию фильтра:

  (32)

а- уднельный расход
поваренной соли равный 200г/(г∙экв.).

суточный расход соли по
всем фильтрам:

 


8. Расчет тепловой
схемы паровой котельной

Один из возможных
вариантов принципиальной тепловой схемы котельной, работающей на открытые
тепловые сети, представлен на рис. 4.

Вырабатываемый в котле К
пар используется для подогрева сетевой воды в подогревателе ПС (Дпс).
Конденсат этого пара через охладитель конденсата ОК подается в деаэратор
питательной воды ДР 1. В этот же деаэратор поступает конденсат греющего пара
подогревателя сырой воды ПСВ и подогревателя химочищенной воды ПХВ, а также
добавка химочищенной воды mхов и отсепарировавшийся пар из
расширителя непрерывной продувки СНП. небольшой расход пара  необходимый для подогрева этих потоков до
102…104 °С, подается в
деаэратор Др1 через редукционную установку РУ. Подпитка тепловой сети
осуществляется деаэрированной водой, подаваемой насосом сырой воды НСВ через
ПСВ, химводочистку ХВО, охладитель деаэрированной воды ОДВ в деаэратор ДР2 и
оттуда подпиточным насосом НПод подпиточным насосом в обратную
магистраль перед сетевым насосом НС. некоторое количество редуцированного пара используется
на нагрев подпиточной воды в деаэраторе ДР2 (), на технологические
нужды (Dт), на паровое отопление ( )и на
собственные нужды (Dсн).

В задачу расчета тепловой
схемы паровой котельной входит определение расходов, температур и давлений
теплоносителей (пара и воды) по их потокам в пределах установки, а также
суммарной паропроизводительности котельной.

Do = Dт +  Dсн + + + Dпсв + Dпхв + Dсп. (33)

Расход пара на
технологические нужды:

Dт =

(34)

где  — тепловая мощность, отпускаемая технологическим
потребителям, кВт;

 —
энтальпия пара, кДж/кг (определяется по давлению и по температуре для
перегретого пара или же по давлению (температуре) насыщения и по степени сухости
пара).

Dт =

Расход пара на отопление
производственных помещений, если отопление паровое:

(35)

где  — тепловая мощность, идущая на отопление
производственных помещений, кВт;


тепловая мощность, идущая на вентиляцию производственных помещений, кВт;

 —
энтальпия возвращаемого конденсата (= 4,19×tк, где tк=70 °С).

Расход пара на
собственные нужды принимается

Dсн=0,050× Dотп

(36)

Расход пара на деаэрацию
потока подпиточной воды  определяется из уравнения
теплового баланса деаэратора ДР2:

(mпод. — )×с×+×ho = mпод. ×c×tд,

(25)

где — температура воды на входе в деаэратор ДР2,
(=80…85 °С);

tд —
температура деаэрированной воды, равная температуре насыщенного пара в
деаэраторе при рд=0,12 МПа, определяем tд=105 0С;

ho — энтальпия
пара, вырабатываемого котлом, кДж/кг, при р=0,2 МПа h0=2600 кДж/кг (по h, d — диаграмме).

=

(26)

Определяем тепловую
мощность, передаваемой по тепловой сети:

Фсет=∑Фкр-∑Фс.н.,
(27)

где: ∑
Фкр — расчетная тепловая мощность котельной, (Вт);

∑Фс.н
тепловая мощность, потребляемая на собственные нужды, Вт. предварительно
принимается до 3% от общей тепловой мощности котельной установки.

Фс.н.=0,03×Фкр =0,03×6478149,8=194344,5 Вт;

Фсет
=6478149,8-194344,5 =6283805,3 Вт.

Расход
воды в подающей сети:

, (28)

где: tп — температура прямой сетевой воды на выходе из котла,
°С;

t0 — температура обратной сетевой воды
на входе в котел, 0С;

температуры
tп и t0 определяем по температурному графику
(лист А1).

mп=6283805,3 /4,19×(150-70)=18,74 кг/с.

Расход
подпиточной воды при закрытом режиме тепловой сети:

mпод=(0,01…0,03)×mп (29)

mпод =(0,01 …0,03)×18,74 =0,1874…0,5622 кг/с,
принимаем mпод=0,3 кг/с.

Расход
воды в обратной тепловой сети:

mо= mп- mпод, (30)

mо=18,74-0,3=18,44 кг/с.

По
формуле (26) определяем :

Расход пара для подогрева
сырой воды Dпсв. до температуры 25…30 °С перед химводочисткой определяется
из уравнения теплового баланса ПСВ:

Dпсв. =

(31)

где tх —
температура исходной воды (зимой 5 °С, летом 15 °С);

hк — энтальпия
конденсата при рк=0,12 МПа, hк=tд×с=105×4,19=439,95 кДж/кг;

hп — к.п.д. подогревателя (0,95…0,98).

Dп.с.в. =0,3×4,19×(30-5)/(2600-439,95)×0,96=0,015 кг/с.

температура подпиточной воды
определяется из уравнения теплового баланса охладителя деаэрированной воды
ОДВ:

mпод. ×с ×(tд-
tпод.) × hп = (mпод. — ) × (
— tг) ×с,

2.50

Отсюда:

tпод. =,

2.51

Температуру сетевой воды перед
сетевыми насосами tсм определяем из уравнения теплового баланса
точки смешения подпиточной и сетевой воды:

 mпод. ×с ×
tпод. + mо ×с
× tо = mп
×с × tсм, (34)

2.52

Преобразуя формулу (34) получим:

 tсм =  (35)

(32)

(33)

tсм =(0,3×49,8+18,44×70)/18,74=69,68 0С.

Расход пара на сетевые
подогреватели Dс.п. определяется из уравнения теплового баланса
вместе с охладителями конденсата ОК:

Dсп. × (ho — ) ×hп = mп. ×с ×(tп
— tсм),

(36)

где  — энтальпия конденсата после охладителей ОК,

=
tох×с=30×4,19=125,7 кДж/кг.

давление греющего пара
принимается в ПС исходя из того, что температура насыщения его на 10…15 °С выше, чем tп.

Из уравнения (36) находим:

Dс.п. =

(37)

Расход химочищенной воды
на подпитку тепловой схемы котельной, mх.в.о рассчитывается на
компенсацию потерь пара и воды в схеме котельной:

mх.в.о = Dсн.+(1-mв) × Dт + Dпр + Dсеп,

(38)

где mв — коэффициент возврата конденсата, отдаваемого
потребителям технологического пара (mв=0,5…0,7),
если же технологические процессы потребляют пар без возврата конденсата,
например, кормоцех, то mв=0;

Dпр — расход
воды на продувку котла, Dпр = (0,03…0,05) × Dс.п., кг/с;

Dсеп —
количество пара, отсепарированного в расширителе СНП непрерывной продувки, направляемый
в деаэратор ДР 1,

Dсеп =
(0,2…0,3) × Dпр.

Dпр.=0,04×2,66=0,11 кг/с;

Dсеп.=0,25×0,11=0,028 кг/с;

По
формуле (38) определяем mх.в.о:

mх.в.о=0,0078
+(1-0,6)×0,062+0,11+0,028=0,17 кг/с.

Расход греющего пара на
деаэратор питательной воды определяется из уравнения
теплового баланса деаэратора:

×ho+mхов×с×+Dпс× +(Dпсв+Dпхв)×+×+Dт ×mвс×= mп.в×с×tд,

(39)

где — температура возвращенного конденсата
технологического пара (= 40…70 °С);

mп.в — расход
питательной воды в котле, рассчитанный на выработку пара Dок с
учетом продувки котла:

mп.в = Dсп
+ Dпр,

(40)

mп.в=2,66+0,11=2,77 кг/с.

 —
энтальпия конденсата после отопительных приборов

= 4,19×
tк,

(41)

( tк можно
принять равной 70 °С),

=
4,19×70=293,3 кДж/кг,

после преобразования
уравнения (38) находим:

=

(42)

Определяем
паропроизводительность котельной из уравнения (21): Do = Dт +  Dсн + + + Dпсв + Dпхв + Dсп.

Do= 0,062+0,156+0,0078+0,011+0,29+0,015
+0+2,66=2,97 кг/с.

N=


9.
Технико-экономические показатели производства тепловой энергии

Работа котельной
оценивается ее технико-экономическими показателями.

1. Часовой расход топлива
(кг/ч):

 (43)

q- удельная теплота сгорания топлива,
по заданию для каменного угля:=21000 кДж/кг;


к.п.д. котельного агрегата, — при работе на твердом
топливе (приложение 14/1/);

2. Часовой расход
условного топлива (кг/ч):

 (44)

3. Годовой расход топлива
(т или тыс. м3):

 ,
(45)

где Qгод — годовой расход теплоты, ГДж/год.

 т.

4. годовой расход
условного топлива (т или тыс. м3):

 (46)

 т.

5. Удельный расход
топлива (т/ГДж или тыс. м3/ГДж):

 т/ГДж.
(46)

6. Удельный расход
условного топлива (т/ГДж или тыс. м3/ГДж):

 т/ГДж.

7. Коэффициент
использования установленной мощности котельной:

 ,
(47)

где Фуст —
суммарная тепловая мощность котлов, установленных в котельной, МВт;

 8760 — число часов в
году.


Библиографический
список

1)
А.А.Захаров «Практикум
по применению и теплоснабжению в с/х» — М.: Колос, 1995.- 176с.:ил.

2)
А.А. Захаров «Применение
тепла в с/х» — 2-е изд., перераб. и доп. –М.: Колос, 1980.- 311с.

3)
Д.Х. Мигранов «Методические
указания к выполнению расчетно-графических работ» — Уфа: БГАУ, 2003.

4)
Драганов Б.Х. и
др. «Теплотехника и применение теплоты в сельском хозяйстве».- М.:
Агропромиздат, 1990.- 463с.: ил.

Учебная работа. Проектирование отопительно-производственной котельной сельскохозяйственного назначения