Реконструкция отопительно-производственной котельной г. Октябрьский - Физика и энергетика дипломная работа

Главная

Физика и энергетика
Реконструкция отопительно-производственной котельной г. Октябрьский

Cоставление тепловой схемы котельной. Выбор основного и вспомогательного оборудования. Тепловой и аэродинамический расчет котельного агрегата. Технико-экономическая реконструкция котельной с установкой котлов КВ-Рм-1 и перехода на местные виды топлива.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

В дипломном проекте рассмотрен вариант реконструкции отопительно-производственной котельной г. Октябрьский при ПМК-37 с заменой 4-х паровых котлов Е-1/9, работающих на мазуте, на 2 водогрейных котла КВ-Рм-1, работающих на опилках и древесных отходах.
По известным тепловым нагрузкам составлена и рассчитана тепловая схема котельной. Осуществлен выбор основного и вспомогательного оборудования.
Произведен тепловой и аэродинамический расчет котельного агрегата. Выбрана схема автоматического регулирования и контроля технологических процессов котельной. Произведен выбор необходимых золоуловителей (циклонов).
Приведено технико-экономическое обоснование реконструкции котельной с установкой котлов КВ-Рм-1 и перевода котельной на местные виды топлива.
Котельная г. Октябрьский (бывшая котельная ПМК-37) вошла в состав теплосетейсетей в 2003г. и предназначена для отпуска тепла на отопление и горячее водоснабжение жилых домов, промышленных предприятий и административно-бытовых зданий и сооружений г. Октябрьский.
На котельной установлено 4 паровых котла Е-1/9 суммарной паропроизводительностью 4 т/час , предназначенные для производства и отпуска тепла в виде нагретой воды. Паровой нагрузки нет, весь пар идет через пароводяные подогреватели сетевой воды для нагрева сетевой воды, т.е. работа паровых котлов не целесообразна.
Котельная работает по температурному графику 95-70 ? С . Общая максимальная тепловая нагрузка котельной составляет - 1,778 МВт. Основным топливом котельной является мазут, резервного топлива нет.
В качестве исходной воды для котельной используется вода из городского хозяйственно-питьевого водопровода.
1. Расчет теплоснабжения жилого микрорайона
Климатические характеристики взяты согласно [1].
Расчитаем величину отопительных характеристик для жилых зданий по формуле:
V - объем здания по наружному обмеру;
a - коэффициент для зданий из сборного железобетона равный 2,3, [3];
ц - коэффициент зависящий от расчетной температуры отопления, для -24°С равно 1, [3];
Результаты расчета заносим в таблицу 1.2.
Величины отопительных и вентиляционных характеристик для общественных зданий берем согласно [3].
Таблица 1.2 Величины характеристик для расчета теплопотребления
Расчетная тепловая нагрузка на отопление, МВт:
Результаты расчета заносим в таблицу 1.3.
Таблица 1.3 Расчетные тепловые нагрузки отопления
Тепловое потребление по кварталам и годовое, ГДж:
Результаты расчета заносим в таблицу 1.4.
Таблица 1.4 Потребление тепла на отопление в течение года
Расход теплоты на горячее водоснабжение
Нормы расхода воды берем согласно [3], заносим нормы и результаты расчета в таблицу 1.8.
Таблица 1.8 Расчетные нагрузки горячего водоснабжения
Тепловое потребление ГВС поквартально и годовое, ГДж:
Результаты расчета заносим в таблицу 1.10.
Таблица 1.10 Годовое потребление теплоты на ГВС
Определение суммарной расчетной тепловой нагрузки:
Определение суммарного отпуска теплоты поквартально и за год:
Суммарный отпуск теплоты на отопление:
Суммарный отпуск теплоты на вентиляцию:
Результаты вычислений сводим в таблицу 1.11
Таблица 1.11 Сводная таблица отпуска теплоты
Согласно полученным данным к установке принимаем 2 водогрейных котла КВ-Рм-1 производства РУП "Энергия" г. Гомель.
1.2 Расчет тепловой схемы котельной
Расчет тепловой схемы котельной производится с целью определения расхода воды для отдельных узлов при характерных режимах работы котельной и составления общего материального баланса. Рысчетом определяется температура различных потоков воды (сетевой, подпиточной, сырой, умягченной). По расчетной схеме рис.1.1. определяются направления основных потоков теплоносителя, его расходы и параметры. Результаты расчета являются исходными данными для расчета и выбора числа и единичной мощности котлов, оборудования отдельных узлов тепловой схемы и основных трубопроводов котельной. Расчет тепловой схемы выполняется параллельно для всех режимов согласно методике предложенной в [2].
Теплопроизводительность устанавливаемого котлоагрегата Qк=1 МВт (0,86 Гкал/ч);
Отопительная нагрузка (согласно расчета п.1) Qот=1,16 МВт (1 Гкал/ч);
Нагрузка горячего водоснабжения (согласно расчета п.1) Qгвс=0,616 МВт (0,53 Гкал/ч);
Расчет тепловой схемы котельной сводим в таблицу 1.12
Таблица 1.12 Расчет тепловой схемы котельной
При т-ре наружного воздуха в точке излома температурного графика
При температуре наружного воздуха,°С
Т-ра наружного воздуха в точке излома температур- ного графика,°С
Коэффициент снижения расхода тепла на отопление и вентиляцию в зависимости от температуры наружного воздуха
Значение коэффициента Ков в степени 0,8
Температура сетевой воды в подающем трубопроводе к потребителю, °С
Температура сетевой воды в обратном трубопроводе от потребителя, °С
Расчетный отпуск тепла на отопление и вентиляцию, Гкал/ч
Суммарный отпуск тепла на отопление, вентиляцию и ГВС, Гкал/ч
Количество сетевой воды в подающем трубопроводе Т1, т/ч
Температура воды на входе в котел, °С
Количество воды, пропускаемой через работающий котлы, т/ч
Температура воды на выходе из котла, °С
Количество котловой воды идущей на нагрев воды для нужд ГВС, т/ч
Количество работающих водогрейных котлов
Количество сетевой воды в обратном трубопроводе, т/ч
Температура воды в обратном трубопроводе, °С
Расход воды через перепускной трубопровод, т/ч
Расход воды через линию рециркуляции, т/ч
2. Тепловой расчет котельного агрегата
2.1 Расчет объемов и энтальпий продуктов сгорания
Проведем тепловой расчет выбранного к установке котла КВ-Р-1-95.
В качестве основного вида топлива приняты по заданию дрова и древесные отходы, резервный вид топлива отсутствует.
Состав топлива в процентах по массе приводим в таблице 2.1.
Таблица 2.1 Состав древесного топлива
Низшая теплота сгорания рабочей массы топлива Q н р = 10274 кДж/кг (2450 ккал/кг).
При тепловом расчете водогрейного котла определяем теоретические и действительные объемы воздуха и продуктов сгорания согласно [2].
Теоретический объем воздуха, необходимого для сгорания топлива при сжигании дров при определяем по формуле, м 3 /кг:
Теоретический объем продуктов сгорания:
теоретический объем азота, м 3 /кг:
- теоретический объем трехатомных газов:
- теоретический объем продуктов сгорания (м 3 /м 3 ):
Действительные объемы продуктов сгорания рассчитываются с учетом коэффициента избытка воздуха в топке и объемов присосов воздуха по газоходам котельного агрегата.
Коэффициенты избытка воздуха на выходе из топки котла принимаем для слоевой топки при сжигании дров равным [2], величину присосов воздуха в газоходах котлоагрегата принимаем в соответствии рекомендациями [2] при номинальной нагрузке:
стальной газоход (на каждые 10м длины) .
Действительный суммарный объем продуктов сгорания природного газа определяем (при среднем коэффициенте избытка воздуха в газоходе для каждой поверхности нагрева) по формуле, м 3 /м 3 :
Результаты расчета действительных объемов продуктов сгорания и их составов по газоходам сводим в таблицу 2.2.
Таблица 2.2 Расчет действительных объемов продуктов сгорания
Коэффициент избытка воздуха после поверхности нагрева
Средний коэффициент избытка воздуха в газоходе
Избыточное количество воздуха, м 3 /кг
Полный объем продуктов сгорания, м 3 /кг
Рассчитываем энтальпию воздуха и продуктов сгорания. Расчет энтальпий продуктов сгорания производим при действительных коэффициентах избытка воздуха после каждой поверхности нагрева для всего возможного диапазона температур согласно рекомендации [2].
Для расчета энтальпий воздуха и продуктов сгорания приведем значения энтальпий компонентов дымовых газов для всего выбранного диапазона температур и сведем их в таблицу 2.3.
Таблица 2.3 Энтальпия компонентов дымовых газов и воздуха.
Энтальпию теоретического объема воздуха для всего выбранного диапазона температур вычисляем по формуле, кДж/кг:
где (ct) в - энтальпия 1м 3 воздуха, принимаем по таблице [2].
Энтальпию теоретического объема продуктов сгорания для всего выбранного диапазона температур определяем по формуле, кДж/кг:
где - энтальпия 1кг трехатомных газов, теоретического объема азота, теоретического объема водяных паров, принимаются для каждой выбранной температуры по таблице согласно [2].
Энтальпию избыточного количества воздуха для всего выбранного диапазона температур t определяем по формуле, кДж/кг:
Энтальпию продуктов сгорания при коэффициенте избытка воздуха определяем по формуле, кДж/кг:
где Н зл - энтальпия золы, для дров Н зл = 0.
Результаты расчетов энтальпий воздуха и продуктов сгорания по газоходам котлоагрегата сводим в таблицу 2.4.
Для составления таблицы интервал температур принимаем равным 100 о С. Интервалы температур для расчета по газоходам принимаем:
Таблица 2.4 Энтальпия продуктов сгорания
2.2 Тепловой баланс котлоагрегата и определение расхода топлива
При работе парового или водогрейного котла вся поступившая в него теплота расходуется на выработку полезной теплоты и на покрытие различных потерь теплоты. Тепловой баланс парогенератора характеризует равенство между приходом и расходом тепла. Тепловая эффективность котлоагрегата, совершенство его работы характеризуется коэффициентом полезного действия.
Тепловой баланс котельного агрегата составим согласно рекомендации
Приходная часть теплового баланса в большинстве случаев определяется по формуле:
Q н р - низшая теплота сгорания топлива, для газа принимаем Q н с - низшая теплота сгорания сухой массы дров, кДж/кг; принимаем по исходным данным для дров Q н с = 10274 кДж/кг (2450 ккал/кг);
Q ф.т. =[с' тл (1-W Р )+W Р ]t тл , (2.12)
где с' тл - теплоемкость сухой массы топлива. Согласно [1] с' тл =0,31 ккал/(кгС);
t тл - температура топлива, подаваемого в топку для сжигания. Так как предварительного подогрева топлива не производится, то считаем t тл =20С.
Тогда Q ф.т. =[0,31(1-0,4)+0,4]20=11,72 ккал/кг (59 кДж/кг);
Q т.в. - физическое тепло воздуха, подаваемого в топку котла при подогреве его вне котлоагрегата; принимаем Q т.в. = 0, так как воздух перед подачей в котлоагрегат дополнительно не подогревается;
Q пар. - теплота, вносимая в котлоагрегат при поровом распиливании жидкого топлива, кДж/кг; принимаем Q пар. = 0, так как топливо дрова.
Располагаемая теплота для котлоагрегата КВ-Рм-1-95 составляет:
Расходная часть теплового баланса котлоагрегата складывается и следующих составляющих:
Тепловой баланс котла составляется применительно к установившемуся тепловому режиму, а потери теплоты выражаются в процентах располагаемой теплоты:
Разделив уравнение (2.13) на Q р р получим его в следующем виде:
гдеq 1 - полезно использованная в котлоагрегате теплота;
q 2 - потеря теплоты с уходящими газами;
q 3 - потеря теплоты от химической неполноты сгорания топлива;
q 4 - потеря теплоты от механической неполноты сгорания топлива;
q 5 - потеря теплоты от наружного охлаждения;
- потеря теплоты от физической теплоты, содержащей- ся в удаляемом шлаке и от потерь на охлаждение панелей и балок, не включенных в циркуляционный контур котла;
q 6шл. = 0, так как топливо дрова; q 6охл = 0, так как охлаждение элементов котлоагрегата КВ-Рм-1-95 не предусматривается его конструкцией.
КПД брутто котельного агрегата определяется по уравнению обратного баланса, %:
Потеря теплоты с уходящими газами q 2 рассчитываем по формуле, %:
где Н ух - энтальпия уходящих газов из котлоагрегата, определяется из таблицы 2.4 при соответствующих значениях и выбранной температуре уходящих газов, кДж/кг; принимаем предварительно температуру уходящих газов Т ух = 160 о С, ;
Н х.в. о - энтальпия теоретического объема холодного воздуха при температуре 30 о С, кДж/кг, определяем по формуле:
Потер и теплоты от химического недожога q 3 определяем по таблице [2] для дров: q 3 = 2 % .
Потери теплоты от механического недожога для дров принимаем q 4 = 1,5. [2]
Потери теплоты от наружного охлаждения q 5 определяем по таблице [2] для котлоагрегата мощностью 0,86 Гкал/ч (1 МВт): q 5 = 3 % .
Коэффициент полезного действия котлоагрегата:
Суммарную потерю тепла в котлоагрегате определяем по формуле:
Для последующих расчетов определяем коэффициент потери теплоты:
Полное количество теплоты, полезно отданной в котельном агрегате определяем по формуле, кВт:
Где Gв - расход воды через водогрейный котел, кг/с;
Согласно [2] равен 34,423 т/ч=9,562 кг/с;
- энтальпия горячей воды на выходе из котла (95°С), кДж/кг;
- энтальпия холодной воды на входе в котел (70°С), кДж/кг;
Расход топлива, подаваемого в топку котлоагрегата, определяем по формуле, кг/ч:
2.3 Тепловой расчет топочной камеры
Поверочный расчет топочной камеры заключается в определении действительной температуры дымовых газов на выходе из топочной камеры котлоагрегата по формуле, о С:
гдеТ а - абсолютная теоретическая температура продуктов сгорания, К;
М - параметр, учитывающий распределения температур по высоте топки;
В р - расчетный расход топлива, кг/с;
F ст - площадь поверхности стен топки, м 2 ;
- среднее значение коэффициента тепловой эффективности экранов;
Vc ср - средняя суммарная теплоемкость продуктов сгорания 1 кг топлива в интервале температур , кДж/(кг К);
5,67 10 -8 - коэффициент излучения абсолютно черного тела, Вт/(м 2 К 4 ).
Для определения действительной температуры предварительно задаемся ее значением в соответствии с рекомендациями [2] .По принятой температуре газов на выходе из топки и адиабатической температуре сгорания топлива О а определяем тепловые потери, а по принятой - излучательные характеристики газов. Затем по известным геометрическим характеристикам топочной камеры получаем расчетным путем действительную температуру на выходе из топки.
Поверочный расчет топки проводим в последовательности рекомендованной[2].
Для принятой предварительно температуры определяем энтальпию продуктов сгорания на выходе из топки по таблице2.3 .
Полезное тепловыделение в топке подсчитываю по формуле, кДж/кг:
где Q в. - теплота, вносимая в топку воздухом, кДж/м 3 ; для котлов не имеющих воздухоподогревателя определяется по формуле:
Q в.вн. - теплота, внесенная в котлоагрегат с поступающим в него воздухом, подогретым вне агрегата; принимаем Q в.вн = 0, так как воздух перед котлом КВ-Рм-1-95 в рассматриваемом проекте не подогревается;
rH г.отб. - теплота рециркулирующих продуктов сгорания; принимаем rH г.отб. = 0, так как конструкцией котла КВ-Рм-1-95 рециркуляция дымовых газов не предусматривается;
Теоретическую (адиабатную) О а температуру горения определяем по величине полезного тепловыделения в топке Q т = Н а .
По таблице 2.4. при Н а = 10302,2 кДж/кг (2432,097 ккал/кг) определяем О а = 1348 о С.
Определяем параметр М в зависимости от относительного положения максимума температуры пламени по высоте топки (х т ) при сжигании газа по формуле:
Н г - расстояние от пода топки до оси загрузочной дверцы, м;
Н т - расстояние от пода топки до середины выходного окна топки, м;
Для котла КВ-Рм-1-95 х т = 0,14.[2]
Коэффициент тепловой эффективности экранов определяем по формуле:
где - коэффициент, учитывающий снижение тепловосприятие экранов вследствие загрязненности или закрытия изоляцией поверхностей; принимаем по [2]
х - условный коэффициент экранирования х = 0,85;
Определяем эффективную толщину излучающего слоя в топке, м:
где V т , F ст - объем и поверхность стен топочной камеры, м 3 и м 2 . Определяем по конструкторской документации на котел КВ-Рм-1-95.
V т = 4,12 м 3 , F ст = 15,547 м 2 ;
Коэффициент ослабления лучей для светящегося пламени складывается из коэффициентов ослабления лучей трехатомными газами (к r ) и сажистыми частицами (к с ) и при сжигании газа определяется по формуле, (м МПа) -1 :
гдеr п - суммарная объемная доля трехатомных газов, берем из таблицы 2.2
Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами k r определяем по формуле, (м МПа) -1 :
где-парциальное давление трехатомных газов, МПа; МПа;
р = 0,1 МПа - давление в топочной камере котлоагрегата, работающего без наддува [2];
- абсолютная температура газов на выходе из топочной камеры, К (равна принятой по предварительной оценке)
Коэффициент ослабления лучей сажистыми частицами определяем по формуле, (м МПа) -1 :
гдеС р /Н р - соотношение содержания углерода и водорода в рабочей массе топлива;
Степень черноты факела (а ф ) для твердого топлива определяется по формуле:
Степень черноты топки при сжигании газа определяется по формуле:
Средняя суммарная теплоемкость продуктов сгорания на 1кг твердого топлива, кДж/(м 3 К):
Определяем действительную температуру на выходе из топки, о С:
Так как расчетная уточненная температура на выходе из топки отличается от ранее принятой всего на 8,6 о С, то полученную температуру принимаем для дальнейшего расчета, как температуру на выходе из топки.
Конвективные поверхности нагрева паровых и водогрейных котлов играют важную роль в процессе получения пара или горячей воды, а также использования теплоты продуктов сгорания, покидающих топочную камеру. Эффективность работы конвективных поверхностей нагрева в значительной мере зависит от интенсивности передачи теплоты продуктами сгорания воде и пару.
Продукты сгорания передают теплоту наружной поверхности труб путем конвекции и лучеиспускания. От наружной поверхности труб к внутренней теплота передается через стенку теплопроводностью, а от внутренней поверхности к воде - конвекцией.
При расчете конвективных поверхностей нагрева используются уравнение теплопередачи и уравнение теплового баланса. Для расчета задаемся температурой продуктов сгорания после рассчитываемой поверхности нагрева и затем уточняем ее путем последовательных приближений. В связи с этим расчет ведем для двух значений температуры продуктов сгорания после рассчитываемого газохода. Расчет производим для 1кг сжигаемого топлива при нормальных условиях.
Расчет конвективных поверхностей котла ведем в следующей последовательности.[2]
По чертежу котлоагрегата определяем следующие конструктивные характеристики газохода:
площадь поверхности нагрева одного конвективного пучка Н=33,872 м 2 ;
число рядов труб по ходу продуктов сгорания z 2 = 6 шт.;
наружный диаметр и толщина стенки трубы
площадь живого сечения для прохода продуктов сгорания F = 0,191 м 2 .
Предварительно принимаем значение температуры продуктов сгорания после рассчитываемого газохода:
Определяем теплоту, отданную продуктами сгорания по уравнению теплового баланса, кДж/кг:
где- коэффициент сохранения теплоты;
Н' - энтальпия продуктов сгорания перед поверхностью нагрева; принимаем из расчета топочной камеры Н' = Н т " = 5880 кДж/кг, при О т "= 808,6 о С;
Н" - энтальпия продуктов сгорания после конвективного пучка, принимаем из таблицы 2.4 при: О 1 " = 160 о С Н 1 " = 1123,22 кДж/кг,
- присос воздуха в конвективном пучке;
Н о пр.в. - энтальпия присосанного воздуха при t в = 30 о С,
Н о пр.в. = Н о х.в. = 417,8 кДж/кг;
Расчетную температуру потока продуктов сгорания в конвективном газоходе определяем по формуле, о С:
Определяем температурный напор, о С:
гдеt б , и t м - наибольший и наименьший перепад температур на входе и выходе из конвективного газохода:
Подсчитываем среднюю скорость продуктов сгорания в поверхности нагрева, м/с:
Определяем коэффициент теплоотдачи конвекцией от продуктов сгорания к поверхности нагрева при поперечном омывании коридорных пучков по формуле, Вт/(м 2 К):
где- коэффициент теплоотдачи определяемый по номограмме [2] ,
с z - поправка на число рядов труб по ходу продуктов сгорания, определяем по номограмме [2] , с z = 0,96;
с s - поправка на компоновку пучка, определяем по номограмме [2] ,
с ф - коэффициент, учитывающий влияние физических параметров потока, определяем по номограмме [2]: ;
Вычисляем степень черноты газового потока (а). При этом предварительно вычисляем суммарную оптическую толщину:
гдеs - толщина излучающего слоя, для гладкотрубных пучков определяем по формуле, м:
к зл. - коэффициент ослабления лучей золовыми частицами, принимаем при сжигании газа к зл. = 0;
- концентрация золовых частиц, принимаем ;
р - давление в газоходе, принимаем для котлов без надува равным 0,1МПа;
к г - коэффициент ослабления лучей трехатомными газами, определяем по формуле:
Определяем коэффициент теплоотдачи , учитывающий передачу теплоты излучением, Вт/м 2 К:
где - коэффициент теплоотдачи, определяем по номограмме [2], Вт/м 2 К;
а - степень черноты продуктов сгорания, определяем по номограмме [2]: ;
с г - коэффициент, учитывающий температуру стенки, определяем по номограмме [2] .
Для определения и с г вычисляем температуру загрязненной стенки, о С:
где t - средняя температура окружающей среды, t 1 = 95 о С;
- при сжигании дров принимаем равной 50 о С [2];
Подсчитываем суммарный коэффициент теплоотдачи от продуктов сгорания к поверхности нагрева, Вт/м 2 К:
где - коэффициент использования, учитывающий уменьшение тепловосприятия поверхности нагрева, принимаем [2];
Определяем коэффициент теплопередачи, Вт/м 2 К:
где - коэффициент тепловой эффективности, определяем по табл. [2],
Определяем количество теплоты, воспринятое поверхность нагрева, кДж/кг:
Расчет считается верным если выполняется следующее условие [2] :
Qл - количество теплоты переданное излучением в топке, кДж/кг;
Qк1 - количество теплоты полезно использованное в первом конвектив ном пучке, кДж/кг;
Qк2 - количество теплоты полезно воспринятое во втором конвективном пучке, кДж/кг.
?Q=0,116 [10333•0,836-(4248+4398)]=-0,9 кДж/с
Определяем невязку теплового баланса
Условие выполняется значит расчет считаем оконченным.
3. Аэродинамический расчет газоваго и воздушного тракта котельного агрегата
Движение продуктов сгорания и воздуха, рассматриваемое как движение вязких жидкостей, имеет турбулентный характер и происходит при изменяющейся температуре, так как продукты сгорания охлаждаются, а воздух при наличии воздухоподогревателя нагревается. При движении продуктов сгорания, обладающих вязкостью, возникают сопротивления, препятствующие движению. На преодоление этих сопротивлений затрачивается часть энергии, которой обладает движущийся поток жидкости.
Сопротивления обусловлены силами трения движущегося потока о стенки канала и возрастанием внутреннего трения в потоке при появлении на его пути различных препятствий. Для преодоления сопротивлений движущийся поток должен обладать определенным избыточным напором, который по мере продвижения по тракту будет падать.
Таким образом аэродинамический расчет газового и воздушного трактов необходим для того, чтобы затем выбрать дымосос и дутьевой вентилятор.
Аэродинамическое сопротивление какого-либо участка тракта складывается из сопротивления трения и местных сопротивлений.
Расчет ведем согласно методике [2].
Суммарное сопротивление газового тракта при уравновешенной тяге без золоуловителя по ходу продуктов сгорания:
где У? h - суммарное сопротивление тракта, Па;
М р - поправка на разницу плотностей продуктов сгорания и сухого воздуха, М=0,97 [2].
У? h =? h м +? h тр + h т + h ка (3.2)
где ? h м - сумма всех местных сопротивлений газохода, Па;
? h тр - сопротивление трения по длине газохода, Па;
h т - сопротивление дымовой трубы, Па;
h ка - суммарное сопротивление газового тракта котла КВ-Рм-1-95.
Для определения сопротивления дымовой трубы необходимо определить высоту устанавливаемой дымовой трубы. В современных производственных и отопительных котельных дымовая труба служит не для создания тяги, а для отвода продуктов сгорания на определенную высоту, при которой обеспечивается рассеивание вредностей до допустимых санитарных норм концентраций в зоне нахождения людей.
Так как, котельная уже существует и врезка газоходов производится в существующую стальную дымовую трубу высотой 30м и диаметром устья 400 мм, то выполнять расчет дымовой трубы не имеет смысла.
Зная высоту дымовой трубы, определяем сопротивление трубы:
л - коэффициент сопротивления трения, для стальных труб 0,01, [2];
i - уклон трубы по внутренней образующей, принимаем 0,02, [2];
щ - скорость газов в выходном сечении трубы, м/с;
с - плотность продуктов сгорания при температуре продуктов сгорания у дымососа, кг/м 3 .
Находим среднюю плотность продуктов сгорания:
с 0 - плотность продуктов сгорания при 0°С, с 0 =1,34кг/м 3 , [4];
и - средняя температура продуктов сгорания в дымоходе,
и=0,5?(t ух +t тр )=0,5•(155+62)=109°С.
Рассчитаем аэродинамическое сопротивление котла h ка , [2].
hк= h кв1 + h пов + h кв2 + h пов2 =6,2+0,8+11,8+1,32=22,1кг/м 2 =221,0 Па
Определим объем продуктов сгорания у дымососа:
Из условия попадания скорости движения продуктов сгорания в интервалы экономических скоростей подбираем размер газоходов и борова:
-эквивалентный диаметр газохода до дымососа 0,325 м;
-скорость движения продуктов сгорания до дымососа 10,7 м/с;
-диаметр газохода после дымососа 325 мм;
-скорость движения продуктов сгорания после дымососа 10,7 м/с;
-диаметр борова, выбранный из условия прохождения по нему продуктов сгорания от двух котлоагрегатов со скоростью 14 м/с 400 мм;
Местные сопротивления включают следующие составляющие:
-сопротивление всаса дымососа о = 0,4, [2];
-внезапное расширение на входе в боров о = 0,2, [2];
-два поворота на 45° и один поворот на 90°.
Коэффициент сопротивления для всех поворотов определяется по формуле:
K?о 0 - произведение коэффициентов для коленьев без закругления 1,4, [2];
В - коэффициент определяемый в зависимости от угла поворота, для 90° В=1, для 45° В=0,68, [2];
С - для коленьев с острыми кромками равно 1, [2].
Величину всех местных сопротивлений определяем по формуле:
Расчет сопротивления трению ведем по формуле:
л - коэффициент Дарси, для стальных газоходов с эквивалентным диаметром <2м равно 0,02, [2].
Теперь находим суммарное сопротивление газового тракта:
?H=(66,2+241,4+5,56+221+54)•0,97•1=570,5 Па
Для выбора дымососа необходимо определить перепад полных давлений при уравновешенной тяге:
где h т '' - разряжение в верхней части топочной камеры, 20Па, [2];
H с - величина самотяги всех участков по ходу продуктов сгорания, [2].
Рассчитываем самотягу участка газохода до дымососа, учитывая что она отрицательна по формуле:
По этой же формуле определяем самотягу дымовой трубы:
По полученным значениям перепадов полных давлений для газового и воздушного трактов определяем параметры дымососа и дутьевого вентилятора.
4. Выбор вспомогательного оборудования
Сетевые насосы водогрейных котельных являются ответственными элементами их тепловых схем. Сетевые насосы выбирают по расходу сетевой воды, который определяется из величины расчетной тепловой нагрузки. В котельной должно быть установлено не менее двух сетевых насосов, [7]. Количество устанавливаемых насосов и их единичная подача определяются, исходя из условия обеспечения наиболее экономичной их работы в течение года. Суммарная подача сетевых насосов в котельной должна быть такой, чтобы при выходе из стоя любого насоса оставшиеся обеспечивали подача максимального расхода сетевой воды.
Максимальный расход сетевой воды согласно пункта 1 G=67,2 т/ч, минимальный расход G=34,5 т/ч. Суммарная производительность сетевых насосов берется с двадцати процентным запасом G сн =80,4 т/ч.
По известным расходам принимаем к установке 1 насос сетевой сдвоенный DPg-100/199-18.5/2:
G=80 т/ч, H=40 м.вод.ст., N=18,5 кВт, [6].
При установке сдвоенных насосов, установка резервного насоса не требуется.
Рециркуляционные насосы водогрейных котлов устанавливают для повышения температуры воды на входе в котел путем подмешивания горячей воды из прямой линии тепловой сети. Подача рециркуляционных насосов определяется при расчете тепловой схемы котельной (пункт 1), необходимый напор определяется гидравлическим сопротивлением водогрейного котла и соединяющих насосы и котел трубопроводов.
Для котла КВ-Рм-1 сопротивление рециркуляционного контура равно 14 м вод. ст. [7]. Подача рециркуляционных насосов G рец =7-17 т/ч.
Принимаем к установке 1 насос рециркуляционный сдвоенный DPH-150/340.65T:
G=7-17 т/ч, Н=16 м.вод.ст., N=2,8 кВт, [6].
Для восполнения утечки в тепловой сети устанавливают подпиточные насосы. Необходимый напор подпиточных насосов определяется давлением воды в обратной магистрали и сопротивлением трубопроводов и арматуры на линии подпитки. Число подпиточных насосов должно быть не менее двух, один из них резервный. Производительность подпиточного насоса согласно пункта 1 G ут =1 т/ч. Напор в обратной линии теплосети в общем случае можно принять 25-30 м.вод.ст.[7]
G=1 т/ч, Н=20 м.вод.ст., N=0,3 кВт, [6].
Для подачи воды на нужды горячего водоснабжения используются циркуляционные насосы, обеспечивающие необходимый расход воды через теплообменник ( см. пункт 1) G г в =10 т/ч.
Необходимый напор циркуляционных насосов выбирается в зависимости от гидравлического сопротивления трубопроводов, арматуры, фильтров, теплообменников и гидростатического напора воды и обычно лежит в пределах от 40 до 60м.вод.ст. [7].
Принимаем к установке 2 насоса циркуляционных IPn-40/200-5.5/2:
G=10 т/ч, H=45 м.вод.ст., N=5,5 кВт, [6].
Каждый котельный агрегат должен иметь свой вентилятор и дымосос. Основными параметрами тягодутьевых машин являются их производительность и создаваемый напор.
Производительность и напор используемых дутьевых вентиляторов и дымососов устанавливаются заводом-изготовителем котлоагрегатов.
К установке (согласно рекомендаций завода- изготовителя котлоагрегата КВ-Рм-1) принимаем:
Q=4,3 тыс.м 3 /час, Н=800 Па, N=2,2 кВт, n=1500 об/мин, [6].
Вентилятор: ВЦ 14-46-2,8 с параметрами
Q=2,4 тыс.м 3 /ч, Н=310 Па, N=0,75 кВт, n=1000 об/мин, [7].
В котельных, как правило, применяются пластинчатые двухходовые теплообменники. Поверхности нагрева серийно изготавливаемых теплообменников должны быть несколько больше требуемых по расчету, т.е. выбор поверхностей нагрева теплообменников всегда производится с некоторым запасом.
Поверхность нагрева теплообменника находится из уравнения теплопередачи:
Q - тепловая нагрузка теплообменника, берем из пункта 1;
k - коэффициент
Реконструкция отопительно-производственной котельной г. Октябрьский дипломная работа. Физика и энергетика.
Эссе Урал Батыр
Профессиональное Саморазвитие Эссе
Дипломная работа по теме Назначение и производство экспертизы в практике военных судов
Курсовая работа по теме Организационная культура в системе управления персоналом
Реферат: Про графічний спосіб розв язання математичних задач
Реферат по теме Зверства Фашистов
Реферат: Гидравлический расчёт узла гидротехнических сооружений
Реферат: Рыночная экономическая система
Контрольная работа по теме Кредитная система России в период НЭПа
Известные Люди Донбасса Сочинение
Контрольная Работа На Тему Управление Маркетингом
Реферат по теме Возникновения человечества и роль труда
Контрольная Работа На Тему План Развития Завода Металлпосуды Кукморского Района Рт
Пособие по теме Билеты по биологии за 9 класс
Реферат: Профилактика профессиональных заболеваний и травматизма средствами физкультуры
Реферат: Саттар-хан
Реферат Математика Скачать
Реферат: Дворцовые перевороты (1725 - 1762 гг.)
Дипломная работа по теме Правовое регулирование отношений в сфере осуществления экономической деятельности хозяйствующими субъектами на международном рынке товаров, работ и услуг
Реферат: Комментарии к реферату (собственно рефератом является лист белой бумаги) “Философия Дзен”
Опека и попечительство - Государство и право курсовая работа
Создание и ведение информационной системы обеспечения градостроительной деятельности муниципального образования Славянский район - Строительство и архитектура реферат
Применение модели платежной матрицы в задачах принятия решений - Менеджмент и трудовые отношения контрольная работа