Задача водогрейной части котельной – подготовить сетевую воду для покрытия нагрузок отопления и вентиляции. Нагрузку ГВС, восполнение потерь из тепловой сети, а также химическую обработку и нагрев подпиточной воды до необходимой температуры обеспечивает паровая часть котельной.
Подпиточная сетевая вода забирается из баков-аккумуляторов и вводится за водогрейными котлами. После котлов сетевая вода отпускается потребителю.
В летнем режиме водогрейные котлы остановлены.
Для расчета тепловой схемы данной части котельной необходимо выбрать котельные агрегаты. Максимальное число работающих котлов будет в максимально зимнем режиме
Таблица 7
Расчетная величина |
|
| Расчетная формула или метод определения | Расчетные режимы | ||||||
+8 | >+8 | |||||||||
Тепловая нагрузка на ГВС | МВт | Из пункта 1 | 91,1 | 91,1 | 91,1 | 91,1 | 58,3 | |||
Тепловая нагрузка на отопление | МВт | 176,175 | 114,51 | 77,65 | 39,15 | 0 | ||||
Тепловая нагрузка на вентиляцию | МВт | 21,141 | 13,74 | 9,32 | 4,7 | 0 | ||||
Производительность котельной | МВт | 288,416 | 219,35 | 178,07 | 134,95 | 58,3 | ||||
Расход воды на подпитку и потери в тепловой схеме | кг/с | 8,65 | 6,58 | 5,34 | 4,05 | 1,75 | ||||
Общая тепловая мощность котельной | МВт | 297,07 | 225,93 | 183,41 | 139 | 60,05 | ||||
Температура прямой сетевой воды на выходе из котельной | 0С | Из пункта 2
| 150 | 119 | 80 | 80 | 80 | |||
Температура обратной сетевой воды на входе в котельную | 0С | 24 | 29 | 15 | 15 | 15 | ||||
Общий расход сетевой воды | кг/с | 566 | 214 | |||||||
Расход воды через котлы | кг/с | 886 | 597 | |||||||
Расход воды на подпитку и потери в тепловой схеме | кг/с | 11,3 | 4,3 | |||||||
Температура воды на выходе из котла (при ) | 0С | 150 | 131 | 119 | 107 | 94 | ||||
Расход воды на собственные нужды | кг/с | 25,8 | 25,8 | 25,8 | 25,8 | 25,8 | ||||
Расход воды на линии рециркуляции | кг/с | 323 | 356 | 469 | 530 | 416 | ||||
Расход воды по перемычке | кг/с | 0 | 68 | 245 | 146 | 20 | ||||
Расход хво после первой ступени | кг/с | 11,3 | 4,3 | |||||||
Расход пара на теплообменник № 6 | кг/с | 0,804 | 0,783 | 0,885 | 0,669 | 0,29 | ||||
Расход выпара из деаэратора | кг/с | 0,024 | 0,023 | 0,026 | 0,02 | 0,009 | ||||
Температ. воды после охладителя выпара | оС | 64,6 | 64,6 | 64,6 | 64,6 | 64,6 | ||||
Расход греющей воды на деаэрацию | кг/с | 2,15 | 2,3 | 3,54 | 3,7 | 4,1 | ||||
Расход воды на собственные нужды | кг/с | 2,15 | 2,3 | 3,54 | 3,7 | 4,1 | ||||
Расход воды через котельный агрегат | кг/с | 875 | 877 | 878 | 880 | 586 | ||||
Относительная погрешность | % | 1,3 | 1,02 | 0,91 | 0,68 | 1,8 |
По тепловой нагрузке производим выбор водогрейных котлов: -ставим 3 котла КВГМ-100-150 (, расчетная температура на выходе из котла 150єС).
Выбор теплообменного оборудования
Выбор деаэраторов
Для дегазации питательной воды в паровой части котельной установлен деаэратор атмосферного типа. Производительность питательного деаэратора равна 14,79 кг/с (61,97 т/ч).
|
|
Деаэраторы типа ДА обеспечивают устойчивую деаэрацию воды при работе с нагрузками в пределах от 30 до 120% номинальной производительности. Деаэраторы типа ДА укомплектовываются индивидуальными охладителями выпара и могут быть поставлены без деаэраторного бака [3].
Для деаэрации питательной воды паровых котлов необходим один атмосферный деаэратор типа ДА-75-15
Краткая характеристика [3]:
1 Номинальная производительность 75 т/ч;
2 Номинальное рабочее давление 0,12 МПа;
3 Полезная емкость деаэраторного бака 15 м3.
Для деаэрации подпиточной воды (расход 519 кг/с=1868,1 т/ч) тепловых сетей необходимо четыре вакуумных деаэратора типа ДСВ-2000
Краткая характеристика [3]:
1 Номинальная производительность 2000 т/ч;
2 Номинальное рабочее давление 0,0075 МПа;
Выбор подогревателей
Выбор теплообменников следует производить, исходя из их расчетной площади теплообмена. При этом коэффициент теплопередачи ориентировочно можно принимать в пределах от 2500 до 3000 ккал/(м2ч0С) для подогревателей с латунными трубками при достаточной чистоте поверхностей нагрева.
С учетом загрязнения трубок слоем накипи коэффициент теплопередачи равен 1700 - 1800 ккал/(м2ч0С) [3].
Для ориентировочных расчетов поверхности нагрева всех теплообменных аппаратов принимаю коэффициент теплопередачи равным 2500 Вт/(0С м2).
Охладители выпара
Тепловые нагрузки на охладители выпара:
Среднелогарифмический температурный напор:
Поверхность теплообмена:
В качестве охладителей выпара для теплообменников №5 и №7 предлагаю установить следующие теплообменники: ОВА-2/0,22, ОВВ-2/0,22
Краткая характеристика охладителей выпара:
1 ОВА-2/0,22. Рабочее давление в корпусе/трубной системе 0,12/0,5 МПа, пробное давление 0,7 МПа, рабочая температура в корпусе/ в трубной системе 40-104/10-80єС, поверхность охладителя 2 м2, масса 220 г.
2 ОВВ-2/0,22. Рабочее давление в корпусе/трубной системе 0,01-0,12/0,4 МПа, пробное давление 0,7 МПа, рабочая температура в корпусе/ в трубной системе 104/50-80єС, поверхность охладителя 2 м2, масса 220 кг
Подогреватели исходной и химочищенной воды
Необходимо рассчитать площади теплообмена для следующих теплообменных аппаратов:
- охладитель продувочной воды (Т№1);
- подогреватель исходной воды (Т№2);
- подогреватель исходной воды (Т№4);
- подогреватель химочищенной воды после II ступени ХВО (Т№3);
- подогреватель химочищенной воды после I ступени ХВО (Т№6).
Таблица 8
Расчетная величина |
|
| Расчетная формула или метод определения | Номер теплообменного аппарата | ||||
1 | 2 | 3 | 4 | 6 | ||||
Тепловая нагрузка | Q | кВт | 764 | 3083 | 3083 | 237,1 | 3083 | |
Наибольшая разность температур теплоносителей | DtБ | 0С | 107 | 162,7 | 144 | 10 | 144 | |
Наименьшая разность температур теплоносителей | DtМ | 0С | 33,7 | 65 | 32,9 | 2,9 | 30 | |
Среднелогарифмический температурный напор | Dt | 0С | 63,5 | 106,6 | 75,3 | 5,7 | 72,8 | |
Коэффициент теплопередачи | k | Рекомендации [3] | 2500 | |||||
Поверхность теплообмена | F | м2 | 4,9 | 11,8 | 16,7 | 17 | 17,3 |
Для теплообменника Т№1 выбираю водяной подогреватель под номером 10 (таблица 2,144.[8]).
Краткая характеристика:
1 Площадь поверхности нагрева секции 6,9 м2.
2 Давление 1,6 МПа.
3 Число латунных трубок 37, Dн = 168 мм.
Для теплообменника Т№2 и Т№3 выбираю пароводяной подогреватель под номером 2 (таблица 2.143.[8]).
Краткая характеристика:
1 Площадь поверхности нагрева секции 17,2 м2.
2 Длина корпуса 3,63 мм.
3 Число латунных трубок 124, Dвч = 412 мм.
Для теплообменников Т№4 выбираю водо-водяной подогреватель под номером 14 (таблица 2.144.[8]).
Краткая характеристика:
1 Площадь поверхности нагрева секции 20,3 м2.
2 Давление 1,6 МПа.
3 Число латунных трубок 109, Dн = 273 мм.
Для теплообменника Т№6 выбираю пароводяной подогреватель под номером 3 (таблица 2.143.[8]).
|
|
Краткая характеристика:
1 Площадь поверхности нагрева секции 24,4 м2.
2 Длина корпуса 3,75 мм.
3 Число латунных трубок 176, Dвч = 466 мм.
Используемая литература
1. Соколов Е.А. Теплофикация и тепловые сети. – М.: Энергоиздат, 1982.
2. Есина И.В., Грибанов А.И. Источники и системы теплоснабжения промышленных предприятий. – Челябинск: ЧГТУ, 1990.
3. Бузников Е.Ф., Роддатис К.Ф., Берзиньш Э.Я. Производственные и отопительные котельные. – М.: Энергоатомиздат, 1984.
4. Ривкин С.Л., Александров А.А. Термодинамические свойства воды и водяного пара. Справочник. – М.: Энергоатомиздат, 1984.
5. Кириллов В.В. Лекции по курсу «Источники и системы теплоснабжения».
6. Тепловой расчет котельных агрегатов (нормативный метод). – М.: Энергия, 1973.
7. Григорьев В.А., Зорин В.М. Тепловые и атомные электрические станции. Справочник. – М.: Энергоатомиздат, 1989.
8. Смирнов А.Д., Антипов К.М. Справочная книжка энергетика. – М.: Энергоатомиздат, 1984.