Курсовая работа (т): Расчет тепловой схемы производственно-отопительной котельной с выбором основного и вспомогательного оборудования

Расчет тепловой схемы производственно-отопительной котельной с выбором основного и вспомогательного оборудования

Федеральное агентство по образованию

ГОУ ВПО «Уральский федеральный университет - УрФУ»

Уральский энергетический институт

Кафедра «Теплоэнергетика и теплотехника»

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Генераторы тепла и автономное теплоснабжение зданий

Расчет тепловой схемы производственно-отопительной котельной с выбором основного и вспомогательного оборудования

студент:

Чернавская Е.И.

Екатеринбург 2016

СОДЕРЖАНИЕ

1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ КУРСОВОГО ПРОЕКТА

. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ КОТЕЛЬНОЙ

2.1 Тепловой расчет подогревателя сетевой воды и охладителя конденсата

.2 Выбор мощности и числа котлов

.3 Определение потерь воды и конденсата в тепловой схеме

.4 Тепловой расчет расширителя непрерывной продувки и ВПУ

.5 Тепловой расчет подогревателей сырой воды

.6 Расчет конденсатного бака

.7 Тепловой расчет деаэратора питательной воды

.8 Тепловой расчет охладителя деаэрированой воды

.9 Уточненный расчет

.10 Выбор диаметров трубопроводов

3. РАСЧЕТ И ВЫБОР ОСНОВНОГО И ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ КОТЕЛЬНОЙ

3.1 Определение количества котлов

.2 Расчет и выбор теплообменных аппаратов

.3 Выбор насосов

4. РАСЧЕТ ХИМВОДОПОДГОТОВКИ

4.1 Выбор схемы приготовления воды

.2 Расчёт оборудования водоподготовительной установки

5. КОМПОНОВКА ОБОРУДОВАНИЯ КОТЕЛЬНОЙ

. АЭРОДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ

6.1 Сопротивление участков тракта дымовых газов

.2 Сопротивление дымовой трубы. Расчет самотяги

.3 Сопротивление участков воздушного тракта

6.4 Выбор дымососа и вентилятора

.5 Разработка схемы ГРП

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ КУРСОВОГО ПРОЕКТА

Задаваемые величины:

Расход пара на производство:

Макс. тепловая нагрузка на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение:

Доля возврата от конденсата с производства:

Температура конденсата с производства:

Температура прямой сетевой воды:  

Температура обратной сетевой воды:  

Температура сырой воды:

Температура воды, сливаемой в канализацию,

КПД сетевых подогревателей:  

Давление пара:

-       на выходе из барабана котла  

-       на теплофикацию (по манометру)

-       в деаэраторе

-       в расширителе

-       на деаэрацию (по манометру)

-       на собственные нужды

-       на производство (по манометру)

Свойства сырой воды:

Вид топлива - газообразное: попутный газ Барса-Гельмес-Вышка-Небит-Даг

2. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ КОТЕЛЬНОЙ

Выписываем из справочника [1. таблица XXIII] теплофизические свойства воды и водяного пара на линии насыщения по давлениям пара.

Таблица 2.1 Теплофизические свойства воды и водяного пара на линии насыщения

2.1 Тепловой расчет подогревателя сетевой воды и охладителя конденсата

Уравнение теплового баланса для пары теплообменных аппаратов для подогрева сетевой воды [2. Формула (3.1)]:

.

Расход сетевой воды из уравнения теплового баланса [2. Формула (3.2)], кг/с:

.

Расход пара на подогрев сетевой воды из теплового баланса [2. Формула (3.3)], кг/с:

,

где - заданная суммарная тепловая нагрузка на отопление, ;

 - расход сетевой воды, кг/с;

 - расход пара на отопление и т.д., кг/с;

и  - заданные температуры прямой и обратной сетевой воды, , ;

 - энтальпия редуцированного пара при давлении Рт перед подогревателями сетевой воды,  (таблица 1);

 - изобарная теплоемкость воды;

 - КПД сетевых подогревателей, принимается равным 0,98;

 - энтальпия конденсата после ОК при температуре

, кДж/кг;

.

Уравнение теплового баланса для охладителя конденсата:

, откуда

,

где - энтальпия воды при давлении Рт.

Составляем схему подогревателя сетевой воды.

.2 Выбор мощности и числа котлов

Котлы должны производить пар в количестве, достаточном для производства Dп, для подогрева сетевой воды Dт и для собственных нужд котельной.

Точное значение расхода пара на собственные нужды Dс.н определим после расчета всех элементов тепловой схемы.

Предварительно принимаем Dс.н , равным 10 % от суммарного расхода на производство и подогрев сетевой воды [2. Формула (3.4)], кг/с:

.

Предварительно определим число котлов:

,

где D - паропроизводительность одного котла, т/ч.

. Предварительно число котлов nк=2.

Выбираем три котла марки ДЕ-10-1,4 , с паропроизводительностью 10 т/час. Согласно СниП Котельные установки (7) в котельной нельзя ставить менее двух котлов.

2.3 Определение потерь воды и конденсата в тепловой схеме

Потери воды в теплосети [2. Формула (3.5)], кг/с:

.

Потери воды из паровой части схемы (их компенсируют подачей воды в питательный деаэратор) складываются из:

а)       потери конденсата на производстве [2. Формула (3.6)], кг/с:

,

где Dп и g - расход пара на производство и доля конденсата, возвращаемого с производства;

б)      потери конденсата в цикле котельной установки [2. Формула (3.7)], кг/с:

;

в)      потери воды из котла с непрерывной продувкой [2. Формула (3.8)], кг/с:

,

где  - процент непрерывной продувки, принимаем 3 % (затем эту величину уточним при расчете оборудования водоподготовительной установки).

Так как , для подпиточной воды не требуется собственный деаэратора и в общей схеме котельной будет один деаэратор.

2.4 Тепловой расчет расширителя непрерывной продувки и ВПУ

Продувочная вода не вся сбрасывается в канализацию. За счет снижения давления воды в дроссельном клапане часть ее превращается в пар в расширителе непрерывной продувки.

Пар идет в деаэратор питательной воды, а оставшаяся шламовая вода направляется в теплообменник, где охлаждается, подогревая сырую воду на 5…10 ºС, и сбрасывается в канализацию.

Количество пара, получаемого в расширителе непрерывной продувки (РНП), рассчитывается по тепловому балансу [2. Формула (3.9)], кг/с:

,

где  - энтальпия котловой воды, (таблица 1);

 и  - энтальпии пара и воды, выходящих из расширителя непрерывной продувки при ,  и .

Расход шламовой воды на выходе из расширителя непрерывной продувки (РНП) [2. Формула (3.10)], кг/с:

,

Все потери воды восполняем химически очищенной водой [2. Формула (3.11)]:

,

Подача воды на водоподготовительную установку (ВПУ) [2. Формула (3.12)] поскольку, примерно 25 % воды расходуется на собственные нужды ВПУ (промывка фильтров, приготовление раствора соли и т.д.), кг/с:

,

.

Составляем схемы водоподготовительной установки (ВПУ) и непрерывной продувки.

2.5 Тепловой расчет подогревателей сырой воды

Температура воды перед ВПУ должна быть =30…35 оС по условию не выпадения росы на наружных поверхностях труб и оборудования [2. Стр.15]. Поэтому сырая вода нагревается паром в теплообменнике сырой воды.

Расход пара на подогреватель сырой воды [2. Формула (3.16)] кг/с:

,

Так как , то устанавливаем первичный теплообменник для подогрева сырой воды.

Рассчитаем теплообменник охладителя непрерывной продувки.

= 5 ºС.

.

Составляем схемы водяного и парового подогревателей сырой воды

2.6 Расчет конденсатного бака

Уравнение материального баланса [2. Формула (3.24)] кг/с:

- суммарный расход конденсата из бака, кг/с.

Из баланса энергии найдем температуру конденсата на выходе из конденсатного бака [2. Формула (3.25)], ºС:

,

где  - энтальпия конденсата, возвращаемого с производства, кДж/кг, .