МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Воронежский государственный технический университет»
Кафедра теплогазоснабжения и нефтегазового дела
ТГУ И МИНИ-ТЭЦ
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
квыполнению практических занятий
икурсовой работы по дисциплине «Теплогенерирующие установки» для студентов направления подготовки 08.03.01 «Строительство» (профиль «Теплогазоснабжение и вентиляция»)
всех форм обучения
Воронеж 2021
УДК 621.1(07)
ББК 31.3я7
Составители: Д. Н. Китаев, А. Т. Курносов
ТГУ и мини-ТЭЦ: методические указания к выполнению практических занятий и курсовой работы по дисциплине «Теплогенерирующие установки» для студентов направления подготовки 08.03.01 «Строительство» (профиль «Теплогазоснабжение и вентиляция») всех форм обучения / ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет»; сост.: Д. Н. Китаев, А. Т. Курносов. – Воронеж: Изд-во ВГТУ, 2021. – 29 с.
В методических указаниях приводятся варианты практических расчетов теплогенерирующих установок.
Предназначены для студентов направления подготовки 08.03.01 «Строительство» (профиль «Теплогазоснабжение и вентиляция») всех форм обучения.
Ил. 2. Табл. 7. Библиогр.: 13 назв.
УДК 621.1(07)
ББК 31.3я7
Рецензент – Т. В. Щукина, канд. техн. наук, доцент кафедры жилищно-коммунального хозяйства ВГТУ
Печатается по решению редакционно-издательского совета Воронежского государственного технического университета
2
ВВЕДЕНИЕ
Котлом называют конструктивно объединенный в одно целое комплекс устройств, служащих для получения пара или нагревания воды под давлением за счет тепловой энергии, выделяемой от сжигания топлива в собственной топке при протекании технологического процесса, или путем преобразования электрической энергии.
Котельная установка представляет собой котел (котлоагрегат) совместно с горелочными, топочными тягодутьевыми устройствами, механизмами для удаления продуктов горения и использования тепловой энергии уходящих газов (экономайзерами, воздухоподогревателями и т.д.) и оснащенный средствами автоматического регулирования, контроля и сигнализации процесса выработки теплоносителя заданных параметров.
Важную роль в процессе проектирования котельных установок играет умение осуществлять практические расчеты. Методикам практических расчетов посвящены данные методические указания. Они способствуют развитию практических навыков в расчетах теплогенерирующих установок.
Данные методические указания предназначены для аудиторной и самостоятельной работы бакалавров направлений подготовки 08.03.01 «Строительство» всех форм обучения. Также полезны для магистров, изучающих дисциплины, связанные источниками теплоснабжения и специалистов, осуществляющих практические расчеты. Приведенные в методических указаниях примеры расчетов способствуют лучшему усвоению теоретического материала и комплексному анализу полученных результатов.
В методических указаниях рассматриваются вопросы выбора типа и числа водогрейных котлов, расчета и выбора тягодутьевых устройств, поверочного расчета дымовой трубы при естественной тяге. Рассмотрены методики расчета нормативов запасов топлива в котельной, определения затрат на собственные нужды и расчета себестоимости выработки теплоты.
Данные методические указания составлены с учетом современных нормативов в области котельных установок.
Вариант для расчетов студент принимает по заданию преподавателя. В каждом разделе есть таблицы с исходными данными, необходимыми для расчета.
3
1. ВЫБОР ТИПА И ЧИСЛА ВОДОГРЕЙНЫХ КОТЛОВ
Выбрать тип и число котлов водогрейной котельной для потребителей второй категории надежности. Процент собственных нужд котельной dсн = 1,5%, потери в тепловых сетях dпот = 2%. Максимальную тепловую нагрузку
отопления Qomax , вентиляции Qвmax , горячего водоснабжения в отопительный
Qз |
и неотопительный Qл |
периоды, расчетную температуру для проектирова- |
|||||||||||||
гвс |
|
|
|
|
гвс |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ния отопления tн, принять по таблице. |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица |
|
|
|
|
Исходные данные для выбора типа и числа котлов |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
№ |
tн, |
Нагрузки, МВт |
№ |
tн, |
Нагрузки, МВт |
||||||||
|
|
|
°С |
Qmax |
Qmax |
|
Qз |
Qл |
|
°С |
Qmax |
Qmax |
Qз |
Qл |
|
|
|
|
|
o |
в |
|
гвс |
гвс |
|
|
o |
в |
гвс |
гвс |
|
|
|
1 |
-15 |
1,4 |
0,15 |
|
0,28 |
0,224 |
16 |
-30 |
9,5 |
0,9 |
1,9 |
1,52 |
|
|
|
2 |
-16 |
2,5 |
0,2 |
|
0,5 |
0,4 |
17 |
-31 |
10 |
0,95 |
2 |
1,6 |
|
|
|
3 |
-17 |
3 |
0,25 |
|
0,6 |
0,48 |
18 |
-32 |
10,5 |
1 |
2,1 |
1,68 |
|
|
|
4 |
-18 |
3,5 |
0,3 |
|
0,7 |
0,56 |
19 |
-33 |
11 |
1,05 |
2,2 |
1,76 |
|
|
|
5 |
-19 |
4 |
0,35 |
|
0,8 |
0,64 |
20 |
-34 |
11,5 |
1,1 |
2,3 |
1,84 |
|
|
|
6 |
-20 |
4,5 |
0,4 |
|
0,9 |
0,72 |
21 |
-35 |
12 |
1,15 |
2,4 |
1,92 |
|
|
|
7 |
-21 |
5 |
0,45 |
|
1 |
0,8 |
22 |
-36 |
12,5 |
1,2 |
2,5 |
2 |
|
|
|
8 |
-22 |
5,5 |
0,5 |
|
1,1 |
0,88 |
23 |
-37 |
13 |
1,25 |
2,6 |
2,08 |
|
|
|
9 |
-23 |
6 |
0,55 |
|
1,2 |
0,96 |
24 |
-38 |
13,5 |
1,3 |
2,7 |
2,16 |
|
|
|
10 |
-24 |
6,5 |
0,6 |
|
1,3 |
1,04 |
25 |
-39 |
14 |
1,35 |
2,8 |
2,24 |
|
|
|
11 |
-25 |
7 |
0,65 |
|
1,4 |
1,12 |
26 |
-40 |
14,5 |
1,4 |
2,9 |
2,32 |
|
|
|
12 |
-26 |
7,5 |
0,7 |
|
1,5 |
1,2 |
27 |
-41 |
15 |
1,45 |
3 |
2,4 |
|
|
|
13 |
-27 |
8 |
0,75 |
|
1,6 |
1,28 |
28 |
-42 |
15,5 |
1,5 |
3,1 |
2,48 |
|
|
|
14 |
-28 |
8,5 |
0,8 |
|
1,7 |
1,36 |
29 |
-43 |
16 |
1,55 |
3,2 |
2,56 |
|
|
|
15 |
-29 |
9 |
0,85 |
|
1,8 |
1,44 |
30 |
-44 |
16,5 |
1,6 |
3,3 |
2,64 |
|
При авариях (отказах) в системе централизованного теплоснабжения в течение всего ремонтно-восстановительного периода должна обеспечиваться подача теплоты на отопление и вентиляцию жилищно-коммунальным и промышленным потребителям второй и третьей категорий в размерах, указанных в табл. 1 [1]. В дальнейшем минимальное значение подачи тепла будем обозначать ∆.
Расчетная тепловая мощность котельной Qр определяется как сумма мак-
симальных часовых расходов тепловой энергии на отопление, вентиляцию и кондиционирование, средних часовых расходов тепловой энергии на горячее водоснабжение и расходов тепловой энергии на технологические цели. При оп-
4
ределении расчетной тепловой мощности котельной должны учитываться также расходы тепловой энергии на собственные нужды котельной, потери в котельной и в тепловых сетях с учетом энергетической эффективности системы [2].
Определяем суммарную мощность котельной Q, по тепловой нагрузке в отопительном периоде
Q =Qmax +Qmax +Qз |
, МВт. |
(1.1) |
||
o |
в |
гвс |
|
|
Определяем потери в сетях Qпот
Q = |
dпотQ |
, МВт. |
(1.2) |
|
|||
пот |
100 |
|
|
|
|
|
Определяем затраты на собственные нужды котельной
Q = |
dснQ |
, МВт. |
(1.3) |
cн 100
Находим расчетную тепловую мощность котельной в отопительном периоде Qопр по формуле
Qоп =Q +Q |
+Q , МВт. |
(1.4) |
|
р |
пот |
сн |
|
Необходимо определить расчетную тепловую мощность котельной в неотопительный период Qрноп по формулам (1.1)-(1.4), учитывая отсутствие ото-
пительной и вентиляционной нагрузки.
Число и производительность котлов, установленных в котельной, следует выбирать, обеспечивая [2] расчетную производительность и стабильную работу котлов при минимально допустимой нагрузке в теплый период года.
В первом приближении принимаем минимально возможное количество котлов n, регламентированное [2].
Находим единичную мощность одного котла
|
Qоп |
|
|
|
N1 = |
р |
, МВт. |
(1.5) |
|
n |
||||
|
|
|
По каталогу водогрейных котлов подбираем n котлов одинаковой мощно-
сти N1кат, соблюдая условия N1кат ≥ N1. Установленная мощность котельной составит:
5