Тормозная система

 

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Южно-Уральский государственный университет»

(научно-исследовательский университет)

Факультет «Энергетический»

Кафедра «Промышленная теплоэнергетика»

Проектирование производственно-отопительной котельной

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

по дисциплине «Источники и системы теплоснабжения промышленных предприятий»

ЮУрГУ-14010062.2014.20 ПЗ КП

Автор проекта:

студент группы Э-429

Киякпаева С.Т.

Челябинск 2014

Задание

на курсовой проект студента

Киякпаева Сауле Талгатовна

Группа Э-429

. Дисциплина «Источники и системы теплоснабжения промышленных предприятий»

. Тема курсового проекта: «Проектирование производственно-отопительной котельной»

. Срок сдачи студентом законченной работы: 25.12.2014 г.

. Перечень вопросов, подлежащих разработке:

4.1. Расчёт тепловых нагрузок отопления, вентиляции, горячего водоснабжения и построение их графиков;

4.2. Построение графика длительности тепловых нагрузок;

.3. Расчёт годовых расходов теплоты на отопление, вентиляцию, горячее водоснабжение;

.4. Расчёт температур сетевой воды в подающем и обратном трубопроводе и построение температурного графика тепловой сети;

.5. Расчёт расходов сетевой воды на отопление, вентиляцию, горячее водоснабжение и построение их графиков;

.6. Гидравлический расчёт паропровода;

.7. Тепловой расчёт паропровода, в том числе расчет толщины изоляции;

.8.Гидравлический расчет конденсатопровода;

.9. Разработка принципиальной тепловой схемы котельной;

4.10. Расчёт принципиальной тепловой схемы котельной для следующих температур наружного воздуха: , , , +8 оС, летний режим;

.11. Выбор основного оборудования - котлы, деаэраторы, теплообменники;

.12.Выбор вспомогательного оборудования - насосы, арматура и т.д.

.13. Чертёж развёрнутой тепловой схемы котельной на листе формата А1 со спецификацией и экспликацией оборудования.

. Исходные данные согласно таблице 1 настоящего задания и таблицам семестровых заданий 1 и 2;

Таблица 1 - Исходные данные

Ф.И.О.городЧисло жителейсистема теплоснабжениярегулирование по нагрузкеКиякпаева С.Т.Магнитогорск48000открытаясовмещенная

. Сроки выполнения отдельных частей курсового проекта, таблица 2.

Таблица 2- Календарный план

№Наименование разделов курсового проектаСрок выполнения разделов проектаОтметка руководителя о выполнении1Изучение теоретического материала01.11.20142Расчетная часть30.11.20143Графическая часть25.12.2014

Аннотация

В работе осуществлено проектирование производственно-отопительной котельной для жилого района г. Магнитогорск. При выполнении работы определены сезонные и круглогодичные тепловые нагрузки, температуры сетевой воды, расходы сетевой воды. Также выполнены гидравлический и тепловой расчет паропровода и выбрано основное оборудование для котельной.

Также показаны график тепловой нагрузки и график продолжительности тепловой нагрузки, температурный график сети, график расходов воды на отопление, вентиляцию и ГВС. Составлена схема котельной.

Введение

Тепловая схема производственно-отопительной котельной с открытой системой теплоснабжения должна составляться с учетом ее основной особенности, связанной с наличием водоразбора на ГВС из тепловых сетей. Это приводит к существенному увеличению потерь теплоносителя и требует повышение производительности системы водоподготовки котельной.

Расход подпиточной воды на компенсацию потерь теплоносителя в открытых системах значительно больше, чем в закрытых. Значительное увеличение расхода подпиточной воды, и следовательно, повышение производительности водоподготовки обуславливает экономическую целесообразность раздельной подготовки питательной воды для паровых котлов и подпиточной воды тепловых сетей. Кроме того показатели качества подпиточной воды ниже, чем питательной воды для паровых котлов, что позволяет использовать первую ступень умягчения и термической деаэрации воды. Но использование сетевой воды для бытовых целей ГВС предъявляет к ней повышенные санитарные требования.

При использовании сетевой воды в целях ГВС схемы тепловых пунктов у абонентов упрощается, так как отсутствуют теплообмотки ГВС.

К достоинствам открытых систем можно отнести:

.Возможность уменьшения расчетно-производственного источника теплоты при установки в нем баков-аккумуляторов горячей воды.

.Снижение металлоемкости местных сетей холодного водоснабжения.

.Увеличение срока службы местных распределительных сетей ГВС (так как в них подается вода из тепловых сетей, не содержащая солей, жесткости и коррозионно-активных газов).

К недостаткам открытых систем относят возможность ухудшения качества разбираемой на цели ГВС, и необходимость раздельной подготовки питательной и подпиточной воды.

Максимальная температура в тепловых сетях не превышает 150 0С в подающем трубопроводе и 70 0С в обратном.

Для покрытия технологической нагрузки, как правило, применяется водяной пар с давлением до 1,4 МПа.

1. Расчет тепловой нагрузки

Расчет проводим по площади застройки. Будем считать, что дома построены после 1980 г., поэтому площадь, приходящаяся на 1 человека, будет:

Общая площадь застройки:

где z - число жителей города.

Отпуск тепла на 1 м2 застройки qF при tно= -250С:

Расход тепла на отопление:

где k1=0,25 - коэффициент, учитывающий расход тепла на отопление общественных зданий.

Расход тепла на вентиляцию:

где k2 =0,6 - коэффициент, учитывающий расход тепла на вентиляцию общественных зданий.

Средненедельный расход тепла на ГВС:

где 1,2 -коэффициент, учитывающий остывание воды в трубах

а=100 (л/сут) - норма расхода горячей воды на одного человека в сутки.

в=25 (л/сут) - норма расхода горячей воды для общественных зданий.

z - число жителей.

ср=4190 Дж/кг - теплоемкость воды

tг =550С - температура горячей воды

Температура холодной воды:

tхзим =50С, tхлет =150С

nc=86400 с - длительность подачи воды в сутки

Расчетные значения нагрузки ГВС:

где kн=1,2 - коэффициент недельной неравномерности, kс=2,0 - коэффициент суточной неравномерности

Средний расход теплоты за отопительный период:

где tн = +80С - температура начала и конца отопительного периода, tв = +180С - температура воздуха в помещении (принимается в зависимости от tно)

При tн=tно = -250С

Средний расход теплоты на вентиляцию:

для tн= tно= -250С

для tн= +80С

Далее строим график тепловой нагрузки и график продолжительности тепловой нагрузки . Для этого по [1] определяем число часов за отопительный период со среднесуточной температурой наружного воздуха , равной и ниже данной для г. Владивосток.

Таблица №1. - Число часов за отопительный период со среднесуточной температурой наружного воздуха

Температура наружного воздуха, 0С-25-20-15-10-50+82915181350221033204820

Годовой расход теплоты за отопительный период на отопление:

Годовой расход теплоты на вентиляцию:

Годовой расход теплоты на ГВС:

Суммарная годовая тепловая нагрузка:

Построим график тепловой нагрузки и график продолжительности тепловой нагрузки:

2. Качественное регулирование разнородной нагрузки

.1 Качественное регулирование по отопительной нагрузке в закрытых системах теплоснабжения

Расчет будем вести по стандартным параметрам.

Температура воды в подающей линии теплосети ф01=1500С.

Температура воды в обратной линии теплосети ф02=700С.

Температура воды, поступающей в систему отопления ф03=950С.

Перепад температур в тепловой сети дф0=800C.

Разность температур в местной системе отопления:

Температурный напор нагревательного прибора:

Относительная величина тепловой нагрузки:

Температура воды перед отопительной установкой:

Температура воды после отопительной установки:

Результаты сведем в таблицу 2.

Таблица 2. - Результаты расчета качественного регулирования по отопительной нагрузке в закрытых системах теплоснабжения

-25-20-15-10-50+5+818,22516,113,98611,8679,7487,6295,54,23810,88340,76740,6510,5350,41860,30,2325150136122107,793,278,462,86853,77065,460,655,61650,41844,939,11835,172,1871,931,6781,4241,170,9150,660,520,41218,0315,66413,29110,9188,5446,464,738

Строим температурный график. Так как система закрытая, регулирование по отопительной нагрузке, подрезка графика делается при температуре 650С.

По графику определяем:

3. Расчет расходов сетевой воды

Расчет расходов воды на отопление, вентиляцию и ГВС

Расход воды на отопление:

при tн<tни

при tн>tни

Расход воды на вентиляцию:

при tн<tни

при tн>tни> tно

При tн>+80C :

Максимальная нагрузка на ГВС:

Расход воды на ГВС:

Расчет проводим для температурного интервала (+8; tно).

Результаты расчетов сведем в таблицу 3.

Таблица 3. - Результаты расчета расходов воды на отопление, вентиляцию и ГВС.

кг/с 0С-25-20-15-10-50+5+8G054,3754,3754,3754,3754,3754,3754,3743,98Gв6,5246,5246,5246,5246,5246,5246,5245,2Gгвс2629,5344048,762,290,5790,57G?87,190,695,1101,1109,8123,3151,464139,75

Качественное регулирование по совмещенной нагрузке в закрытых системах теплоснабжения

Температуры сетевой воды с учетом нагрузки отопления и ГВС:

Снижение температуры воды в подогревателях ГВС:

Примем недогрев водопроводной воды в подогревателе первой ступени П1 [9].

Нагрев воды в подогревателе:

(36)

(37)

Результаты расчетов сведем в таблицу 4.

Таблица 4. - Температуры сетевой воды с учетом нагрузки отопления и ГВС

0Сф1, 0Сф2, 0Сд1д2+884,01122,98922,54815,62+585,524,3420,517,66095,91824,2517,51820,65-5107,86826,91814,66823,5-10119,66829,41611,96826,2-15131,38831,829,38828,78-20142,834,136,831,27-25154,51836,354,51833,65

Качественное регулирование по отопительной нагрузке в открытых системах теплоснабжения

Температуры сетевой воды:

Расход воды на ГВС при tг >ф02, от +80С до tнг, кг/с [1]:

Расход воды на ГВС при tг <ф02, от tнг до tно, кг/с [1]:

tно = -25

Доля расхода воды на ГВС из подающего трубопровода:

Доля расхода воды на ГВС из обратного трубопровода:

Расходы воды из подающего и обратного трубопровода, кг\с [9]:

В диапазоне температур расход определяется [9]:

Результаты расчётов сведём в таблицу 5.

Таблица 5.

tн,-25-20-15-10-50+5+80,000,000,07160,180,340,61,001,001,001,000,92840,820,660,40,000,00002,486,2511,820,83234,7234,7232,0534,7232,23428,4722,913,88800

4. Гидравлический расчёт

.1 Гидравлический расчет паропровода

Гидравлический расчет следует проводить в направлении от потребителей к источнику, чтобы определить параметры пара, с которыми он должен быть отпущен из котельной.

По паропроводу транспортируется насыщенный водяной пар.

Рисунок 1 - Схема паропровода

Прежде чем приступить к расчётам, необходимо подобрать диаметры труб на участках. Для этого задаёмся скоростью (по таблице 9.18 [2]) и по формуле неразрывности потока считаем диаметры.

Таблица 4.1 - Гидравлический расчёт паропровода

Расчетная величинаОбоз.РазмерностьРасчетная формула или способ определенияНомер участкаП4-П5П1-П4П1-КП1-П2П1-П3Расход параGкг/сПо заданию1,763,515,271,761,87Характеристики трубыНаружный диаметрDнммПо табл. 9.19159194219159159Толщина стенки трубыsмм4,5564,54,5Условный проходDy(мм)ГОСТ 28338-89150175200150150Коэффициентaбезразм.По табл. 9.50,50,50,50,50,5Длина участка трубопроводаПо плануlмПо заданию70030070500450Эквивалентнаяlэмlэ=l?a35015035250225Приведеннаяlпрмlпр=l+lэ1050450105750675Начало участкаДавлениеPнкгс/см2По заданию6,0007,0597,1096,8926,987Удельный вес?нкгс/м3По табл. 1.53,1693,6773,7073,5963,646При ?=1 кгс/м3Скоростьхм/сПо табл. 9.196767706767Удельная потеря давления на трениеДhкгс/м2?мПо табл. 9.1934,34,088,910,46,57Предполагаемый средний удельный вес?ср1кгс/м3По физико-техническим соображениям3,43,653,73,63,65При ?ср, кгс/м3Скоростьхдм/схд=х/?ср19,70618,35618,91918,61118,356Потеря давленияУдельнаяДhдкгс/м2?мДhд=Дh/?ср10,0881,1182,4052,8891,800На участкеДHкгм/см2ДH=Дhд?lпр1,0590,0500,0250,2170,122Конец участкаДавлениеPккгс/см2Pк=Pн+ДH7,0597,1097,1347,1097,109Удельный вес?ккгс/м3По табл. 1.53,6773,7073,7163,7073,707Средний удельный вес?ср2кгс/м3?ср2=(?н+?к)/23,4233,6923,7123,6523,677Погрешностьдбезразм.д=(?ср2-?ср1)/?ср20,0070,0110,0030,0140,007%д=(?ср2-?ср1)/?ср2*1000,6721,1380,3101,4100,721

По данным, полученным из гидравлического расчёта построим пьезометрический график.

Рисунок 2 -Пьезометрический график паропровода

.2 Гидравлический расчет водяных тепловых сетей

Рисунок 3 - Схема водяных тепловых сетей

Таблица 4.2 - Гидравлический расчёт водных тепловых сетей

Расчетная величинаОбозначениеРазмерностьРасчетная формула или способ определенияНомер участкаК-П1П1-П9П1-П2П2-П3П2-П4П4-П5П4-П6П6-П7П6-П8Расход водыGт/чПо заданию23279051244335907650350118275Диаметр трубопровода, принятый в расчетеDнрммd=корень из(G/pVП) при V=1,20,4030,4900,5750,2980,4910,4150,3050,1770,270Характеристики трубыНаружный диаметрDнммПо табл. 9.11426325325219325273219133194Толщина стенки трубыsмм1088788746Условный проходDy(мм)ГОСТ 28338-89450350350250350300250150200Коэффициентaбезразм.По табл. 9.50,30,30,30,30,30,30,30,30,3Длина участка трубопроводаПо плануlмПо заданию1508701502503805018075120Эквивалентнаяlэмlэ=l?a452614575114155422,536Приведеннаяlпрмlпр=l+lэ19511311953254946523497,5156Скорость воды на участкехм/сПо табл. 9.114,933,45,1252,93,8423,692,92,62,45Потеря давленияУдельная на трениеДhкгс/м2?мПо табл. 9.1160,340,591,8549,451,5760,149,474,941,1На участкеДHкгс/м2ДH=Дh?lпр117594580617911160552547639071156073036412Суммарная потеря давления от котельнойHм.вод.ст.2УH?10-429,237

4.2 Гидравлический расчет конденсатопровода

Расчетная величинаОбозначениеРазмерностьРасчетная формула или способ определенияНомер участкаП5-П4П4-П1П1-КП2-П1П3-П1Доля возврата конденсатамбезразм.По заданию0,70,70,70,70,7Расход параGпкг/сПо заданию1,763,515,271,761,87Расход пароводяной смесиGсмкг/сGсм=Gп?м1,2322,4573,6891,2321,309Характеристики трубыНаружный диаметрDнммПо табл. 9.24159194219159159Толщина стенки трубыsмм2,52,54,52,52,5Условный проходDy(мм)ГОСТ 28338-89150150150150150Разность геодезических отметок в конце и начале участкаДhгм(hгк-hгн) главная ветка И-0-20-8-20-3817Давление перед конденсационным горшкомP1кгс/см2Принимаем 0,7?Pн0,7820,7007,1090,7820,782Давление в начале участкаP1'кгс/см2P1'=a?(P1-1)+1, где а=0,5-0,70,8690,8204,6650,8690,869Давление в конце участка трубопроводаP2кгс/см2Принимаем2,51,694,41,781,71Коэффициентфибезразм.По табл. 9.2526,3872,389,2564,472,5Коэффициентaбезразм.По табл. 9.50,30,30,30,30,3Длина участка трубопроводаПо плануlмПо заданию70030070500450Эквивалентнаяlэмlэ=l?a2109021150135Приведеннаяlпрмlпр=l+lэ91039091650585Конд. при ?=958,4 кгс/м3Скоростьхм/сПо табл. 9.240,220,30,430,20,22Удельная потеря давления на трениеДhкгс/м2?мПо табл. 9.243,11,351,351,080,9Удельный вес конденсата при давлении P2?смкгс/м3По табл. 9.273,11,956,416,113,84Пароводяная смесь при ?смСкоростьхсмм/схсм=фи?х5,803621,6938,377512,8815,95Потеря давленияУдельнаяДhсмкгс/м2?мДhсм=Дh?фи81,77897,605120,48869,55265,25На участкеДHсмкгс/см2ДHсм=Дhсм?lпр7,4423,8071,0964,5213,817

Рисунок 4 -Пьезометрический график конденсатопровода

трубопровод гидравлический тепловой котельная

5. Тепловой расчет паропровода

Прокладка паропровода наземная, следовательно расчетная температура окружающей среды соответствует температуре наружного воздуха при максимально зимнем режиме (tно).

Паропровод полностью изолирован, задвижки изолированы на ѕ от их площади поверхности.

Результаты теплового расчета сведены в таблицу 5.

Таблица 5.1 - Тепловой расчет паропровода

Расчетная величинаОбозРазмерностьРасчетная формула или способ определенияНомер участкаП5-П4П4-П1П1-КП3-П1П2-П1Расход параDт/чПо заданию1,222,756,111,532,14Длина участка трубопроводаLмПо заданию70030070450500Удельная потеря теплоты с 1 м изолированного паропроводаqВт/м?КПриложение 3 Грибанов1,091,091,091,091,09Эквивалентная длина задвижкиLэквЗмПринимается в пределах 4…85Количество задвижек на участкеnзбезразм.По заданию11111Эквивалентная длина опорLоп ЭКВм(0,1-0,15)?L703074550Суммарная эквивалентная длина участковLэквмLэквЗ?nз+Lоп ЭКВ7535125050Температура пара в начале участка (от источника)ф1°СТаблица II Ривкин168,84168,96165,46164,26164,77Температура пара в конце участка (от источника)ф2°СТаблица II Ривкин164,96165,46165,6165,46165,46Средняя температура на участкефср°С(ф1+ф2)/2166,9167,21165,53164,86165,12Средняя массовая теплоемкость на участкесркДЖ/кг?КТеплофизические свойства3,484,033,9483,6583,68Потери тепла на участкеQкВтq?(L+Lэкв)?(фср-tно)151,97165,80415,95796,934106,780Температура пара в конце участка (от источника)ф2'°Сф1-Q/(D?ср)133,045163,022164,798146,940151,211Погрешностьдбезразм.д=(ф2-ф2')/ф20,1930,0150,0050,1120,086%д=(ф2-ф2')/ф2*10019,3471,4730,48411,1938,612

Рассчитаем тепловую изоляцию оборудования и трубопроводов [5]

Для цилиндрических объектов диаметром менее 2 м толщина теплоизоляционного слоя определяется по формуле:

где - отношение наружного диаметра изоляционного слоя к наружному диаметру изолируемого объекта;

сопротивление теплопередачи на 1 м длины теплоизоляционной конструкции цилиндрических объектов диаметром менее 2 м, (м·°С)/Вт;

термическое сопротивление стенки трубопровода, определяемое по формуле

коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности покровного слоя (приложение 9[5])

коэффициент теплопроводности теплоизоляционного материала.

наружный диаметр изолируемого объекта, м.

Величину определяем по нормированной линейной плотности теплового потока

где - нормированная линейная плотность теплового потока с 1 м длины цилиндрической теплоизоляционной конструкции при расположении оборудования и трубопроводов на открытом воздухе, принимаемая по обязательным приложениям 4, табл. 1 [5], Вт/м;

коэффициент, учитывающий изменение стоимости теплоты и теплоизоляционной конструкции в зависимости от места установки (приложение 10 [5]). ;

средняя температура теплоносителя, ;

средняя температура за год окружающей среды, ;

Также нужно учитывать термическое сопротивление стенки трубопровода

диаметр наружной поверхности изолирующего слоя, м;

коэффициент теплопроводности стенки ().

В качестве теплоизоляционных материалов выберем плиты теплоизоляционные из минеральной ваты на синтетическом связующем, ГОСТ 9573-82, марки 125 с плотностью и теплопроводностью

Таблица 5.2 - Определение толщины изоляции

Расчетная величинаОбозначениеРазмерностьРасчетная формула или способ определенияНомер участкаП4-П5П1-П4П1-КП3-П1П2-П1Плотность теплового потокаПриложение 4; Таблица 1 6280916857Сопротивление теплопередаче на 1 м длины конструкции2,21,9761,812,182,3Термическое сопротивление стенки трубопровода0,000160,000160,000140,000160,00016Параметр BBбезразм.1,5901,911,731,911,91Диаметр наружной поверхности изолирующего слоям0,4340,3030,3790,3030,303Толщина теплоизоляциим0,080,0720,080,0720,072

Расчетную толщину индустриальных теплоизоляционных конструкций из волокнистых материалов и изделий следует округлять до значений, кратных 20, и принимать согласно рекомендуемому приложению 11 [5].

Толщина изоляции на всех участках = 80 мм.

Материал для покровного слоя - сталь тонколистовая толщиной

Для предохранения покровного слоя от коррозии следует предусмотреть окраску.

. Расчет тепловой схемы котельной

Солесодержание исходной воды Sx=Sив=300 мг/л

Температура сетевой воды:

Энтальпия сетевой воды:

Энтальпия насыщенного пара:

после котла

после РОУ

из деаэратора

СНП

Энтальпия конденсата:

Конденсата

Питательной воды

Воды деаэратора

Исходной воды

Насыщенной воды

Котловой воды р=1,4 Мпа

Расчет возвращенного конденсата

Потери конденсата:

Общая нагрузка отопления, вентиляции, горячего водоснабжения:

Расход пара на сетевые подогреватели:

(6-4)

Общий расход пара на внешнее потребление:

Потери пара в тепловой схеме:

Расход пара на собственные нужды:

Расход сетевой воды на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение:

, (6 - 8)

, (6 - 9)

Общий расход воды:

, (6 - 10)

Расход подпитки тепловой сети:

Паропроизводительность по пару после РОУ:

Сумма потерь пара и конденсата:

Доля потерь теплоносителя:

Процент продувки:

Расход питательной воды на РОУ:

Паропроизводительность после котла:

Расход продувочной воды:

Расход пара из СНП:

Расход воды из сепаратора продувки:

Расход пара из деаэратора питательной воды:

Расход выпара из деаэратора питательной воды:

Расход воды на ГВС:

Расход выпара из деаэратора горячего водоснабжения:

Суммарные потери сетевой воды, пара и конденсата:

Расход химобработанной воды первой ступени - сумма потерь пара и конденсата:

Расход химобработаноой воды второй ступени:

Расход исходной воды:

Расход пара на подогреватель исходной воды Т№2. Принято t22=250C:

Температура исходной воды после подогревателя Т№1

Температура воды на входе в Т№4:

i41= i32= 121 кДж/кг

Расход пара на подогреватель Т№3:

h52=366 кДж/кг

Расход пара на деаэратор питательной воды:

Температура подпиточной воды на входе в теплообменник Т№9. Считаем, что Gподп?GД2:

h91= 196,93 кДж/кг

Расход пара на подогрев подпиточной воды в Т№8. t82=t91:

Расход пара на подогреватели Т№6,7.:

Считаем что расход пара на каждый сетевой подогреватель рассчитывается как общий расход пара на сетевые подогреватели деленное пополам, для простоты регулирования нагрузки.

(6.32)

Температура сетевой воды после Т№6 равная температуре на входе в Т№7:

Температура подпиточной воды после охладителя выпара ДР2:

Расход пара на деаэратор горячего водоснабжения:

Расчетный расход пара на собственные нужды:

(6 - 34)

Расчетная паропроизводительность:

Ошибка расчета:

Проведем расчет для других температур наружного воздуха, результаты сведем в таблицу.

Таблица 6 «Расчет режимов производственно-отопительной котельной»

№ п/пПараметрыОбозн.Метод определенияРасчетные режимы1Расчетная температура наружного воздуха По заданиюtноtнхмtни8летний-30-13,54,422Давление пара, МпаpтехИз гидравлического расчета0,7310,7310,7310,7310,7313Технологическая нагрузка, кг/сDтехПо заданию5,8335,8335,8335,8335,8334Доля возврата конденсатамПо заданию0,6000,6000,6000,6000,6005Температура возвращаемого конденсата, °СtтехПо заданию65,00065,00065,00065,00065,0006Нагрузка на отопление, МВтQ0Из главы 220,57513,1156,1004,6980,0007Нагрузка на вентиляцию, МВтQвИз главы 22,3492,2460,7320,5640,0008Нагрузка на ГВС, МВтQгвсИз главы 28,7298,7298,7298,7295,5879Солесодержание исходной воды, мг/кгSивПринимается300,000300,000300,000300,000300,00010Температура сетевой воды, °СПодающий трубопроводф01Из главы 2150,000110,60065,00065,00065,000Обратный трубопроводф0270,00057,00040,07040,07040,07011Энтальпия сетевой воды, кДж/кгПодающий трубопроводiспПо таблицам Ривкина632,200463,858272,020272,020272,020Обратный трубопроводiсоб292,970238,540170,376170,376170,37612Энтальпия насыщен-ного пара, кДж/кгПри p=1,4 МПаi''1,4По таблицам Ривкина2788,4002788,4002788,4002788,4002788,400При p=0,67 МПаi''0,672761,1002761,1002761,1002761,1002761,100При p=0,15 МПаi''0,152693,9002693,9002693,9002693,9002693,900При p=0,12 МПаi''0,122683,8002683,8002683,8002683,8002683,80013Энтальпия технологических сред, кДж/кгВозвращаемого конденсатаiтехПри tтехв=65 °С По таблицам Ривкина272,020272,020272,020272,020272,020Конденсата tк=80 °СiкПо таблицам Ривкина334,920334,920334,920334,920334,920Питательной воды tпв=90 °СiпвПо таблицам Ривкина439,390439,390439,390439,390439,390Воды деаэратора p=0,12 МпаiдПо таблицам Ривкина439,360439,360439,360439,360439,360Исходной водыiивПо таблицам Ривкина21,01021,01021,01021,01021,010Насыщенной воды p=0,15 Мпаi'0,15По таблицам Ривкина467,130467,130467,130467,130467,130Котловой воды p=1,4 Мпаi'1,4По таблицам Ривкина830,100830,100830,100830,100830,10014Расход технологического конденсата, кг/сGтехGтех=м?Dтех3,5003,5003,5003,5003,50015Потери технологического конденсата, кг/сGтехпотGтехпот=Dтех-Gтех2,3332,3332,3332,3332,33316Общая нагрузка на отопление, вентиляцию и ГВС, МВтQсQс=Q0+Qв+Qгвс31,65324,09015,56113,9915,58717Расход пара на сетевые подогреватели, кг/сDстDст=Qс/(i''0,67-iк)13,0469,9296,4145,7672,30318Общий расход пара на внешнее потребление, кг/сDвнDвн=Dтех+Dст18,87915,76212,24711,6008,13619Потери пара в тепловой схеме, кг/сDпотDпот=0,03?Dвн0,5660,4730,3670,3480,24420Расход пара на собственные нужды, кг/сDснDсн=0,05?Dвн3,5032,9612,4772,3031,29921Расход сетевой воды, кг/сНа отопление и вентиляциюGовGов=(Q0+QВ)/(iсп-iсоб)67,57768,17567,21551,7690,000На ГВСGгвсGгвс=Qгвс/(iсп-iсоб)25,73238,74185,87885,87854,96622Общий расход сетевой воды, кг/сGсGс=Gов+Gгвс93,308106,916153,093137,64754,96623Расход подпитки, кг/сGподпGподп=0,015?Gc1,4001,6042,2962,0650,82424Паропроизводительность при p=0,67 Мпа, кг/сDк0,67Dк0,67=Dтех+Dст+Dсн+Gпод22,94919,19615,09114,2519,67925Сумма потерь воды, пара и конденсата, кг/сGпотGпот=Gтехпот+ Dпот+Gпод4,2994,4104,9974,7463,40226Доля потерь теплоносителяПхПх=Gпот/Dк0,670,1870,2300,3310,3330,35127Солесодержание воды, мг/кгХимобработаннойSхПринято300,000300,000300,000300,000300,000КотловойSкв3000,0003000,0003000,0003000,0003000,00028Доля продувкиРпрРпр=Sх?Пх/(Sкв-Sх?Пх)0,0190,0240,0340,0340,03629Расход питательной воды на РОУ, кг/сGроуGроу=Dк0,67*(i''1,4-i''0,67)/ (i''1,4-iпв)0,2670,2230,1750,1660,11230Паропроизводительность при p=1,4Мпа, кг/сDк1,4Dк1,4=Dк0,67-Gроу22,68218,97314,91614,0859,56631Расход продувочной воды, кг/сGпрGпр=Рпр?Dк1,40,4330,4460,5110,4850,34832Расход пара из сепаратора, p=0,15 МпаDс0,15Dс0,15=Gпр?(i'1,4-i'0,15)/ (i''0,15-i'0,15)0,0710,0730,0830,0790,05733Расход воды из сепаратора, кг/сGснпGснп=Gпр-Dс0,150,3620,3730,4280,4060,29234Расход воды из деаэратора, кг/сGдGд=Dк0,67+Gпр+Gподп24,78121,24617,89816,80110,85235Расход выпара, кг/сDвыпDвып=0,002?Gд0,0500,0420,0360,0340,02236Суммарные потери пара и конденсата, кг/сGпотGпот=Gтехпот+Dпот+Gснп+ +Gподп+Dвып4,7114,8255,4605,1853,71537Расход воды, кг/сХимобработаннойGхвоGхво=Gпот4,7114,8255,4605,1853,715ИсходнойGисхGисх=1,15?Gхво5,4185,5496,2795,9634,27238Расход пара на подогреватель исходной воды Т№2, кг/сD2Принимаем t22=25 °С D2=Gисх*(i22-i21)/(i''0,67-iк)0,1870,1920,2170,2060,14739Температура исходной воды после подогревателя Т№1, °Сt12t12=(i22+(Gснп/Gисх)* *(i'0,15-iк))/св-----40Температура воды на входе в Т№4, °Сt41t41=(t42-(Gд/Gхво)*(iд-iпв))/ /св80,00080,00080,00080,00080,00041Расход пара на подогреватель Т№3, кг/сD3D3=Gхво?(i32-i12)/ /(i''0,67-iк)0,4470,4580,5190,4930,35342Температура химобработан- ной воды после охладителя выпараt52t52=(t42+(Dвып/Gхво)* *(i''0,12-iк))/св85,89884,93683,67583,63383,27543Расход пара на деаэрациюDдФормула 4-232,9442,3641,7411,6050,86344Расход пара на собственные нужды, кг/сDснрDснр=Dд+D2+D33,5783,0142,4772,3031,36445Расчетная производительность, кг/сDкр0,7Dкр0,7=Dтех+Dснр+Dпот+ +Dст23,02419,24915,09114,2519,74446Погрешность%?=(Dкр0,67-Dк0,67)/Dкр0,670,3270,275-0,0010,0030,663

7. Выбор оборудования котельной

.1 Выбор котельного агрегата

Паропроизводительность котельного агрегата:

1)Максимальная, в зимний период при :

)Минимальная, в летний период:

Выбираем 1 паровой котел марки Е-100-1,4-250 ГМ (ГМ-100-14-250):

Таблица 7.1 - Основные технические данные парового котла Е-50-1,4-250ГМ.

№ п/пНаименованиеЗначение1ТипОднобарабанный2Вид расчетного топливаПриродный газ и мазут3Паропроизводительность, т/ч504Давление пара на выходе из котла, МПа1,45Температура перегретого пара, °С2506Температура питательной воды, °С1007КПД расчетный (брутто), %93/908Размеры, м Ширина Глубина Верхняя отметка котла 11,2 18 14,6

Выбираем 2 паровых котлов E-160-1,4-250 ГМ (ТГМЕ-187)

Таблица 7.2 - Характеристики котла E-160-1,4-250ГМ

Топливо Природный газ и мазутПаропроизводительность, т/ч160КПД (брутто), %90,9Давление пара на выходе, МПа1,4Температура пара на выходе, °С250

Суммарная производительность выбранных котлов

D=50+160+160=370 т/ч

.2 Выбор деаэратора

Расход воды из деаэратора питательной воды . Выбираем 2 деаэратора ДА-200/50 и ДА-25/8.

Таблица 7.2 - Характеристики деаэраторов ДА-400/75 и ДА-50/15

Номинальная производительность, т/ч40050Рабочее давление, МПа0,020,02Полезная емкость бака-аккумулятора, м37515Высота деаэратора, мм66004390

.3 Подбор насосов:

1. Насос исходной воды. - СМ 100-65-200/2б,

2шт(1 резерв)

2. Питательный насос - ПЭ 250-45-2, 3шт(1 резерв)

. Сетевой насос 90 м.в.ст. - СЭ 2500-100-25, 2шт(1 резерв)

. Подпиточный насос - ЦН 50-135, 2шт(1 резерв)

Таблица 7.3 - Характеристики насосов

НасосПодача, м3/чНапор, мМощн. двигателя, КВтЧастота вращения, об/минСМ 100-65-200/2б803218,51450ПЭ 250-45-22505005002970СЭ 2500-100-2525001007001500ЦН 50-135501352503000

.4 Подбор теплообменников

Выбор теплообменных установок для котельной осуществляется по результатам теплового расчета подогревателей. Цель расчета - определить площадь теплообмена. Полученная и известные (максимальные и рабочие давления теплоносителей в трубной системе, в межтрубном пространстве, максимальные температуры теплоносителей, тепловая мощность) характеристики сравниваются с характеристиками теплообменных аппаратов, приведенные в каталогах. После технико-экономического обоснования (ТЭО) выбирается тип и марка теплообменника.

Таблица 7.41 - Характеристики теплообменников

мерОбозначение нагревателя ППРабочее давление, пар/вода, МПаДиаметр корпуса, Ду, ммКол-во трубок, штПлощадь поверхности нагрева, м2Масса секции/ подогревателя, кг2ПП2-9-7-20,68/1,57325689,54703ПП2-6-2-20,68/1,57325686,33804ВВП-11- -219-2000219615,761735Охладитель выпара ОВА-80,12/0,54264883558ПП2-6-2-20,68/1,57325686,33806ПСВ-300-14-230,14/0,2315401217311160077ПСВ-650-6-250,588/2,4532568580,8263649ВВП-01- 57-20001640,382410Охладитель выпара ОВА-20,12/0,5219482,9232

Таблица 7.42 - Расчет теплообменников тепловой схемы котельной.

Расчетная величинаОбоз.РазмерностьРасчетная формула или метод опред.Номер теплообменного аппаратаПроизводственная частьОтопительная часть2345867910Тепловая нагрузкаQкВт 136018930204133968343083430134845Наиб. разность темп. т/нtБ0С141137688712056562020Наим.разность темп. т/нDtМ0С7555205551010155Среднелог. темп. напорDt0С147,77108,18103,27622,216108,1871,13528,462103,27633,412Коэф. теплопередачиkРекомендации [6]222222222Площадь поверхности т/оFм22,330,122,364,270,14227567,30,2350,29

Заключение

В курсовом проекте рассчитаны:

.сезонная тепловая нагрузка котельной при tно= -340С:

2.круглогодичная тепловая нагрузка котельной:

3.суммарная годовая тепловая нагрузка:

4.температуры воды в подающем и обратном трубопроводах, и построили температурный график (см. стр.14)

.расходы сетевой воды и построили график расходов (см. стр.19)

Также провели:

.гидравлический и тепловой расчет паропровода.

.гидравлический расчет водяных тепловых сетей.

.гидравлический расчет конденсатопровода.

Рассчитали:

.тепловую изоляцию трубопроводов, толщина изоляции 80 мм на всех участках. Материал для покровного слоя - сталь тонколистовая толщиной 0,35 мм.

.При заданном расходе технологического пара, определены расходы котловой воды при различных режимах работы.

Для обеспечения нагрузки теплоснабжения и нужд производственных потребителей подобраны паровые котлы, а также вспомогательное оборудование: деаэраторы, насосы и подогреватели.

Библиографический список

1. Кириллов В.В. Расчет тепловых схем источников теплоснабжения промышленных предприятий: учебное пособие/В. В. Кириллов. - Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2010. - 77 с.

. Соколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети: Учебник для вузов/Е.Я. Соколов. - М.: Издательство МЭИ, 2013. - 472 с.

. Ривкин С.Л., Александров, А.А. Термодинамические свойства воды и водяного пара: Справочник. Рек. Гос. службой стандартных справочных данных - 2-е изд., перераб. и доп. / С.Л. Ривкин, А.А. Александров - М.: Энергоатомиздат, 2012. - 80с.

. Справочник проектировщика. Проектирование тепловых сетей/под ред. А.А. Николаева. - Курган.: Интеграл, 2007. - 360 с.

. Есина, И.В. Источники и системы теплоснабжения промышленных предприятий/ И.В. Есина, А.И Грибанов- Челябинск: ЧГТУ, 1990.

6. СНиП 2.04.14-88. Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов.

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Больше работ по теме: