СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛЕТЕРАТУРЫ

Котельная установка представляет собой комплекс устройств, размещенных в специальных помещениях и служащих для преобразования химической энергии топлива в тепловую энергию пара или горячей воды. Основные элементы котельной установки – котел, топочное устройство (топка), питательные и тягодутьевые устройства.

Котел – теплообменное устройство, в котором тепло от горячих продуктов горения топлива передается воде. В результате этого в паровых котлах вода превращается в пар, а в водогрейных котлах нагревается до требуемой температуры.

Топочное устройство служит для сжигания топлива и превращения его химической энергии в тепло нагретых газов.

Питательные устройства (насосы, инжекторы) предназначены для подачи воды в котел.

Тягодутьевое устройство состоит из дутьевых вентиляторов, системы газовоздуховодов, дымососов и дымовой трубы, с помощью которых обеспечиваются подача необходимого количества воздуха в топку и движение продуктов сгорания по газоходам котла, а также удаление их в атмосферу. Продукты сгорания, перемещаясь по газоходам и соприкасаясь с поверхностью нагрева, передают тепло воде.

Для обеспечения более экономичной работы современные котельные установки имеют вспомогательные элементы: водяной экономайзер и воздухоподогреватель, служащие соответственно для подогрева воды и воздуха; устройства для подачи топлива и удаления золы, для очистки дымовых газов и питательной воды; приборы теплового контроля и средства автоматизации, обеспечивающие нормальную и бесперебойную работу всех звеньев котельной.

В зависимости от того, для какой цели используется тепловая энергия, котельные подразделяются на энергетические, отопительно-производственные и отопительные. Энергетические котельные снабжают паром паросиловые установки, вырабатывающие электроэнергию, и обычно входят в комплекс электрической станции. Отопительно-производственные котельные сооружаются на промышленных предприятиях и обеспечивают тепловой энергией системы отопления и вентиляции, горячего водоснабжения зданий и технологические процессы производства. Отопительные котельные предназначаются для тех же целей, но обслуживают жилые и общественные здания.

Они делятся на отдельно стоящие, сблокированные, т.е. примыкающие к другим зданиям, и встроенные в здания. В последнее время все чаще строят отдельно стоящие укрупненные котельные с расчетом на обслуживание группы зданий, жилого квартала, микрорайона.

Устройство встроенных в жилые и общественные здания котельных в настоящее время допускается только при соответствующем обосновании и согласовании с органами санитарного надзора.

Котельные малой мощности (индивидуальные и небольшие групповые) обычно состоят из котлов, циркуляционных и подпиточных насосов и тягодутьевых устройств. В зависимости от этого оборудования в основном определяются размеры помещений котельной.

Котельные средней и большой мощности — 3,5 МВт и выше - отличаются сложностью оборудования и составом служебно-бытовых помещений. Объемно-планировочные решения этих котельных должны удовлетворять требованиям Санитарных норм проектирования промышленных предприятий

Паровой котёлЕ-320-140

Этот котел является энергетическим парогенератором, производительностью 320т/ч и давлением пара на выходе из пароперегревателя 140 атм. Температура перегретого пара 560°С. В качестве топлива используется газ или мазут. Котел вертикальный, P-образной компоновки, однобарабанный с естественной циркуляцией.

Преимущества

Надежная гидравлическая и аэродинамическая схема работы котла обеспечивает высокий КПД – до 91%.

низкий уровень затрат на эксплуатацию и обслуживание.

котел имеет сборную конструкцию, что позволяет монтировать его в котельной, не разрушая стен, и быстро подключить к уже существующим системам.

возможен перевод котла с одного вида топлива на другой.

широкий диапазон регулирования производительности (от 40 до 150% от номинала) позволяет использовать котел с максимальной эффективностью и значительно экономить затраты на теплоэнергоснабжение.

Возможность перевода котла в водогрейный режим.

Конструкция котла позволяет использовать под заказ различные варианты комплектации КИПиА, в том числе автоматизированными горелками.

Исходные данные

Номер варианта	Тепловая нагрузка потребителей, МВт			Доля теряемого конденсата К	Температура возвращаемого конденсата °С	Система теплоснабжения
	На технологические нужды	На отопление и вентиляцию	На горячее водоснабжение
1	2	3	4	5	6	7
19	7	2	2	0,10	80	3

ТЕПЛОВОЙ РАСЧЁТ КОТЛА

1.Расчёт объёмов, энтальпий воздуха и продуктов сгорания

При тепловом расчёте паровых и водогрейных котлов определяются теоретические и действительные объёмы воздуха и продуктов сгорания [1 – 3]. Это производится в следующей последовательности. 1. Определить теоретический объём воздуха, необходимый для полного сгорания:

при сжигании твёрдого топлива

2. Определить теоретические объёмы продуктов сгорания

Объём трёхатомных газов: при сжигании твёрдого и топлива

Объём водяных паров:

при сжигании твёрдого топлива

4. Определить избыточное количество воздуха для каждого газохода

Объём сухих газов

5. Определить действительные объёмы:

1) объём водяных паров

2) суммарный объём продуктов сгорания

6. Определить объёмные доли трёхатомных газов и водяных паров, а также суммарную объёмную долю

7. При сжигании твёрдого топлива определить концентрацию золовых частиц в продуктах сгорания

Расчёт энтальпии продуктов сгорания производится при действительных коэффициентах избытка воздуха после каждой поверхности нагрева [1 – 7]. Определение энтальпии воздуха и продуктов сгорания рекомендуется вести в следующей последовательности.

 1. Вычислить энтальпию теоретического объёма воздуха для всего выбранного диапазона значений температуры

2. Определить энтальпию теоретического объёма продуктов сгорания для всего выбранного диапазона температуры

Здесь: cθ)( CO2 cθ)(, N2 cθ)(, 2OH – энтальпии трёхатомных газов, теоретического объёма азота, теоретического объёма водяных паров (П6); VRO2 ,VN2 ,V 2OH – объёмы трёхатомных газов, теоретического объёма азота и водяного пара, м 3 /кг (м 3 /м 3 ).

 3. Определить энтальпию избыточного количества воздуха для всего выбранного диапазона значений температуры

4. Определить энтальпию продуктов сгорания (при коэффициенте избытка воздуха α > 1, кДж/кг (кДж/м 3 ))

где – энтальпия золы, кДж/кг.

где эл сθ)( – энтальпия 1 кг золы, кДж/кг (П6).

Расчётный тепловой баланс и расход топлива

Теплота, полезно используемая в котлоагрегате, кВт:

Здесь:
– расход перегретого пара, – энтальпия пере- гретого пара, питательной воды, кДж/кг; Р – величина непрерывной продувки.

Потери теплоты с уходящими газами

Здесь:  – энтальпия уходящих газов, 3 кДж м (кДж кг);  – энтальпия холодного воздуха, кДж/м 3 ; αу.г – коэффициент избытка воздуха в уходящих газах; q4 – потери теплоты от механической неполноты сгорания.

Расчет теплой схемы производственно-отопительной теплогенерирующей установки

Рассчитывать тепловую схему ДКВр-6,5-13 начинают с определения массовых расходов пара на сетевые подогреватели воды 14 для отопления, вентиляции и горячего водоснабжения, а также технологические нужды, по формулам, кг/с:

где DОВ , DГВ , DТЕХ – тепловая нагрузка на отопление и вентиляцию, горячее водоснабжение и технологические нужды, МВт;

 0,7 h" – энтальпия насыщенного пара после редукционной охлади- тельной установки при давлении 0,7 МПа, кДж/кг (принимается по табл. П.1);

К h – энтальпия конденсата после сетевых подогревателей (в дальнейших расчетах принято, что энтальпия воды рассчитывается через теплоемкость (сВ = 4,19 кДж/(кг×К), т.е. hК = = 4,19×tК), кДж/кг;

 К – доля теряемого конденсата у потребителей;

hП – КПД подогревателя (обычно принимается равным от 0,98 до 1).

Общий расход пара для внешних потребителей составит, кг/с:

Потери пара внутри ДКВр-6,5-13 принимаются равными 2–3 % от расхода пара для внешних потребителей, кг/с:

Расход пара на собственные нужды ДКВр-6,5-13 предварительно принимаются (впоследствии его уточняют) в размере 5–15 % от расхода пара для внешних потребителей, кг/с:

Для ДКВр-6,5-13 с открытой системой теплоснабжения расход пара на собственные нужды следует принимать в размере 15-30 %:

где DКА – паропроизводительность принятого к установке парового котла, кг/с.

 Расход сетевой воды GС через подогреватели 14 на отопление и вентиляцию, и горячее водоснабжение может быть найден из уравнения теплового баланса:

где ,  – энтальпия воды после сетевых подогревателей и перед ними (h"C = 4,19×t"C, h'С = 4,19×t'C), кДж/кг;

 t"C, t'C – температура воды в подающем и обратном теплопроводых, ОС.

Расход воды на подпитку тепловых сетей принимается: – для закрытой системы теплоснабжения, кг/с,

Количество возвращаемого в ТГУ конденсата от потребителя, кг/с,

Потери технологического конденсата у потребителя составят, кг/с,

Суммарные потери пара и технологического конденсата, без учета потерь с выпаром и водой из расширителя непрерывной продувки 6, составят, кг/с,

Процент непрерывной продувки котла определяется по формуле

где – сухой остаток химически очищенной воды, мг/л (табл. П.2);

 – сухой остаток котловой воды, принимаемый из табл. 2.1, мг/л.

Солесодержание химически обработанной воды при расчетах принимается приблизительно равным сухому остатку исходной воды, т.е.

Расход питательной воды на редукционную охладительную установку 3 в кг/с может быть найден из теплового баланса для нее:

 – энтальпия питательной воды (принимается при расчетах по  из предыдущей работы студента, равной 100 ОС;  = = 4,19× ), кДж/кг.

Расход воды, подаваемой питательным насосом 2, составит, кг/с

Расход продувочной воды через расширитель непрерывной продувки 6, кг/с,

Использование РНП экономически целесообразно при  > 0,14 кг/с, в противном случае РНП не устанавливается. Количество пара, выделяемое в расширителе непрерывной продувки 6 в единицу времени, может быть найдено из уравнения теплового баланса, кг/с:

где  и  – энтальпия кипящей котловой воды (при давлении в барабане котла) и кипящей воды в расширителе непрерывной продувки (при давлении 0,15 МПа), кДж/кг;

 – энтальпия насыщенного пара в расширителе непрерывной продувки 6, кДж/кг. Расход продувочной воды, сливаемой в канализацию, составит, кг/с

Расход воды из деаэратора 4 будет, кг/с:

где d – удельный расход выпара, принимаемый равным 0,002 (кг пара)/(кг воды из деаэратора).

Уточненные суммарные потери пара и конденсата в ТГУ, которые равны расходу химически очищенной воды, составят, кг/с

Расход исходной воды с учетом собственных нужд на химводоочистку (на собственные нужды расходуется 10–15 % исходной воды) будет, кг/с

Температура исходной воды после первого подогревателя 7 может быть найдена из уравнения теплового баланса, ͦС:

где  – энтальпия солесодержащей воды, поступающей в барботёр (обычно принимают  = 167 кДж/кг), кДж/кг;

– температура исходной воды, принимаемая при расчетах для периода отрицательных температур наружного воздуха равной 5 ͦС.

Расход пара на подогрев исходной воды в водоподогревателе 5 может быть найден из теплового баланса для подогревателя, кг/с:

Где  – температура исходной воды после подогревателей (перед химводоочисткой), обычно принимаемая в расчетах равной 20–25 ОС.

Температура воды после подогревателя очищенной воды 16 ( ) принимается в расчетах обычно 80 ͦС. С учетом этого температура

где – энтальпия воды на выходе из деаэратора (при температуре 102–104 ОС), кДж/кг.

Если при расчетах будет выполняться неравенство  < , то устанавливать подогреватель 15 (ПОВ1) нет необходимости. Тогда из 20 уравнения (2.27) должна быть найдена температура tПОВ2 при условии, что  = .

Расход пара на подогреватель очищенной воды 15 найдется из уравнения теплового баланса, кг/с

В охладители выпара 11 происходит дальнейший нагрев очищенной воды до температуры , которую можно определить из уравнения теплового баланса, записанного для охладителя выпара в виде

где  – энтальпия насыщенного пара на выходе из деаэратора (при давлении ), кДж/кг.

Расход пара при давлении 0,7 МПа на подогрев воды в деаэраторе и доведения ее до кипения определится из уравнения теплового баланса для деаэратора, кг/с:

Расчетный расход пара на собственные нужды ТГУ составит, кг/с

а расчетная паропроизводительность ТГУ будет, кг/с,

Если ошибка не превысит ± 2 %, то расчет тепловой схемы ТГУ считается законченным, в противном случае необходимо с учетом полученной ошибки перезадать долю расхода пара на собственные нужды в формуле  и повторить расчеты.

· В ходе проделанной работы были произведены:

· Расчёт объёмов, энтальпий воздуха и продуктов сгорания;

· Определение объёма продуктов сгорания;

· Определение избыточного количества воздуха;

· Расчёт теплового баланса и расхода топлива;

· Расчёт тепловой схемы;

· Определение необходимого количества котлоагрегатов;

· Определение энтальпий;

· Расчёт расхода воды;

· Расчёт расхода пара;

· Расчет теплой схемы производственно-отопительной теплогенерирующей установки.

Расчёты производились на котлоагрегате Е-320-140, работающим на угле марки Б3 Артёмовского месторождения.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛЕТЕРАТУРЫ

2. Павлов, И.И. Котельные установки и тепловые сети: учебник для техникумов / И.И. Павлов, М.Н. Федоров – 2-е изд. перераб. И доп.- М.: Стройиздат, 2013. -440 с.

3. Эстеркин, Р.И. Котельные установки. Курсовое и дипломное проектирование: Учебное пособие для техникумов / Р.И.Эстеркин – Л.: Энергоатомиздат, 2012. – 406 с.

4. Эстеркин, Р.И. Промышленные котельные установки: учебник для техникумов / Р.И.Эстеркин – 2-е изд. перераб. и доп. – Л.: Энергоатомиздат, 2011. – 324 с.

5. Баранов, В.Н. Методические указания по расчётно-графической работе для студентов дневной и заочной форм обучения /В.Н.Баранов, Ю.И. Шаров: Новосибирский государственный Технической университет, 2007.

Мы поможем в написании ваших работ!