Производственно-отопительная котельная с паровыми котлами

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования Республики Беларусь

Белорусский национальный технический университет

Кафедра «Тепловые электрические станции»

Курсовой проект

«Производственно-отопительная котельная с паровыми котлами»

Выполнил: ст. гр.11004412

Кивляк М.Я.

Проверила: Павловская А.А.

Минск - 2015



Содержание

Введении

1. Объемы и энтальпии воздуха и продуктов сгорания

1.1 Расчет объемов воздуха и продуктов сгорания

1.2 Определение энтальпии воздуха и продуктов сгорания

2. Тепловой баланс котла

3. Теловой расчет топки

4. Поверочный тепловой расчет конвективных поверхностей нагрева котла

5. Расчет водяного экономайзера

6. Аэродинамический расчет теплогенерирующей установки

7. Расчёт принципиальной тепловой схемы котельной

8. Водоподготовительная установка котельной

9. Расчет технико-экономических показателей работы котельной

Литература

сгорание котел конвективный теплогенерирующий



Введение

Согласно заданию по курсовой работе, проектируемым объектом является стационарный паровой котёл ДЕ-16-14 ГМ.

В данной курсовой работе производится расчёт материального баланса процесса горения и теплового баланса теплогенератора. Целью теплового расчёта является по принятой конструкции и размерам котельного агрегата для заданных нагрузке и вида топлива определяют температуру воды, пара, воздуха и газов на границах между отдельными поверхностями нагрева, коэффициент полезного действия топлива, расход топлива, расход и скорости воздуха и дымовых газов.

Также производится аэродинамический расчёт теплогенерирующей установки, целью которого является выбор необходимых тягодутьевых устройств на основе определения производительности тяговой и дутьевой систем и перепада полных давлений в газовом и воздушных трактах.

Расчет тепловой схемы котельной сводится в основном к определению потоков пара и воды через элементы схемы. После расчета подогревателей сетевой воды, расширителя непрерывной продувки, дэаэратора необходимо подобрать оборудование: дэаэратор, питательный, сетевой и подпиточный насосы.

После производится расчет водоподготовительной установки котельной. ВПУ предназначена для восполнения внутренних и внешних потерь теплоносителя.

В конце проекта мы рассчитали технико-экономические показатели работы котельной.

Исходные данные

Котел ДЕ-16-14 ГМ

Параметры пара - насыщенный пар

Процент непрерывной продувки - 2%

Теплосети - закрытого типа

Сетевой трафик - 150/70

Основные характеристики котла ДЕ-16-14 ГМ:

- паропроизводительность котла 16 т/ч;

- рабочее давление 13 кг/см2;

-объем топки с камерой догорания 11,8 м3;

-поверхность нагрева экранов 28 м2;

-поверхность нагрева конвективного пучка 67 м2;

-диаметр экранных и кипятильных труб 51*2,5 мм;

-шаг труб боковых экранов 50мм;

-продольный шаг труб конвективного пучка 90мм;

-поперечный шаг труб конвективного пучка 110мм.

Топливом для работы котельной является природный газ «Шебелинка-Москва» со следующими основными параметрами:

Таблица 1.2 - Основные характеристики топлива

Вид топлива	Состав, %	Низшая теплота сгорания, ,кДж/м3
	CH4	C2H6	C3H8	C4H10	C5H12	N2	CO2
природный газ « Первомайск-Сторожовка»	94,1	3,1	0,6	0,2	0,8	1,2	-	37330



1. Объёмы и энтальпии воздуха и продуктов сгорания

1.1 Расчет объемов воздуха и продуктов сгорания

Теоретическое количество воздуха, необходимого для полного сгорания топлива (коэффициент избытка воздуха = 1) определяется:

Vо = 0,0476•[ 0,5 СО + 0,5 Н2 + 1,5 Н2 S + У (m + n /4) Сm Нn - О2 ], м3/м3;

Vо = 0,0476•[(1+1)•94,1+(2+6/4)•3,1+(3+2)•0,6+(4+10/4)•0,2+(5+12/4)•0,8]=9,984 м3/м3.

Теоретические объёмы продуктов сгорания, полученные при полном сгорании топлива с теоретически необходимым количеством воздуха (= 1) определяются по следующим формулам:

Теоретический объём азота:

= 0,79•Vo + N2 /100, м3/м3,

= 0,79 •9,98+ 1,2 /100=7,896 м3/м3.

Объём трёхатомных газов:

= 0,01• ( СО2 + СО + Н2 S + У m Сm Нn ), м3/м3 ,

= 0,01• ( 0+1•94,1+2•3,1+3•0,6+4•0,2+5•0,8)=1,069 м3/м3 .

Теоретический объём водяных паров:



= 0,01• ( Н2S + Н2 +У n /2 Сm Нn + 0,124dГ.ТЛ ) + 0,0161, м3/м3,

= 0,01• (4/2•94,1+6/2•3,1+8/2•0,6+10/2•0,2+12/2•0,8) + 0,0161•9,98=2,22 м3/м3.

где dГ.ТЛ - влагосодержание газообразного топлива, отнесённое к 1м3 сухого воздуха, г /м3;

Таблица 1

Величины	Газоходы
	Топка	I котельный пучок	II котельный пучок	Водяной экономайзер
Коэффициент избытка воздуха за газоходы, б	=1,1	бI кп =1,15	бII кп =1,25	бВЭ = бYX =1,35
Средние значения коэффициента избытка воздуха в газоходах, бСР	=1,075	=1,125	=1,2	=1,3
Объём водяных паров	2,23	2,24	2,25	2,27
Объём дымовых газов VГ = V+ V+ V + ( -1) Vо	10,64	11,76	13,46	15,76
Объёмна доля сухих трёхатомных газов	0,1	0,09	0,079	0,068
Объёмная доля водяных паров	0,21	0,19	0,17	0,14
Суммарная объёмная доля трёхатомных газов и водяных паров	0,31	0,28	0,249	0,208

Примечание: Значения величины присосов воздуха в газоходах определяются по таблице, тогда значения б в последующих газоходах определяются следующим образом:

,25

.

1.2 Определение энтальпий воздуха и продуктов сгорания

Энтальпии дымовых газов на 1 кг топлива подсчитываются по формуле:

,

где - энтальпия газов при коэффициенте избытка воздуха б =1 и температуре газов ; кДж/ м3;

- энтальпия теоретически необходимого воздуха при нормальных условиях, кДж/м3.

Энтальпия продуктов сгорания (таблица)

Таблица 2

,оС	кДж/кг	кДж/кг	= + ( -1)
			Топка =1,1	1 кипятильный пучок, бI кп =0,05	2 кипятильный пучок,бII кп =0,1	Водяной экономайзер, бВЭ = бYX =1,35
100	1546	1323	-	-	3540	-	1877	-	2009	-
200	3139	2675		-	5337	1797	3808	1931	4075	2066
300	4733	4024		-	7231	1894	5739	1931	6141	2066
400	6416	5431		-	9124	1893	7774	2035	-	-
500	8098	6838		-	11103	1979	9808	2034	-	-
600	9856	8314		-	13086	1983	11935	2127	-	-
700	11617	9790		-	15172	2086	14065	2130	-	-
800	13478	11296		-	17258	2086	-	-	-	-
900	15338	12802		-	19408	2150	-	-	-	-
1000	17252	14371		-	21556	2148	-	-	-	-
1100	19165	15939	20759	-	23749	2193	-	-	-	-
1200	21120	17529	22873	2114	25943	2194	-	-	-	-
1300	23075	19118	24987	2114		-	-	-	-	-
1400	25085	20775	27163	2176	-	-	-	-	-	-
1500	27094	22432	29337	2174	-	-	-	-	-	-
1600	29140	24068	31547	2210	-	-	-	-	-	-
1700	31185	25704	33755	2208	-	-	-	-	-	-
1800	33262	27361	35998	2243	-	-	-	-	-	-
1900	35339	29018	38241	2243	-	-	-	-	-	-

Строим по данным значениям графики Н=f(х), для топки (Т), первого котельного пучка (I), второго котельного пучка (II), водяного экономайзера.



2. Тепловой баланс котла

На основании теплового баланса вычисляют КПД теплогенератора и необходимый расход топлива.

Располагаемое тепло на 1м3 газообразного топлива определяется по формуле

2.2 Потери тепла с уходящими газами определяется как

где - энтальпия уходящих газов при соответствующем избытке воздуха и температуре по диаграмме, ;

- энтальпия теоретически необходимого количества холодного воздуха, кДж/м3

- теплоемкость воздуха;

- температура воздуха;

- потери от механической неполноты сгорания принимаем по таблице,

Потери тепла от химической неполноты сгорания при сжигании газообразных топлив в котлах низкого давления q3=0,5%.

Потеря тепла от наружного охлаждения q5=1,42% для стационарных теплогенераторов.

Потери с физическим теплом шлака определяется по формуле

Коэффициент полезного действия котла (брутто) определяется как

Коэффициент сохранения тепла находится по формуле

Тепло, полезно отданное в котле для угля определяется как

Где - количество выработанного насыщенного пара;

- расход воды на продувку котла;

;

Расход топлива, подаваемого в топку, определяется по формуле

Расчетный расход топлива, вычисляемый с учетом механической неполноты сгорания



3. Тепловой расчет топки

Температура газов на выходе из топки определяется по формуле

Определение адиабатической температура горения Та. Предварительно определяется полезное тепловыделение в топке для котлов низкого давления

где - теплота, вносимая в топку воздухом, кДж/кг

По известному значению находим

Определение средней суммарной теплоемкости продуктов сгорания 1кг топлива производится по формуле

где - предварительно принятая температура газов на выходе из топки,

- энтальпия продуктов сгорания на выходе из топки.

Определение параметра М. Параметр М определяется в зависимости от относительного положения максимума температуры пламени по высоте топки ХТ.

,

где , значит

Определение среднего коэффициента тепловой эффективности экранов

где , в котором - угловой коэффициент. Коэффициент , учитывающий снижение тепловосприятия вследствии загрязнения или закрытия изоляцией поверхности.

Газоплотная перегородка:

Пол, под и боковой экран:



Фронтовые экраны:

Определение степени черноты топки .

- степень черноты факела

Где - коэффициент ослабления лучей трехатомными газами.

Подставляя все найденные величины, найдем температуру газов на выходе из топки:

Погрешность 

4. Поверочный тепловой расчет конвективных поверхностей нагрева

Основными уравнениями при расчете конвективного теплообмена являются: уравнение теплоотдачи

, кВт

уравнение теплового баланса

Расчет считается завершенным при выполнении равенства

или

Чтобы быстрее стабилизировать последнее равенство задаются двумя произвольными значениями температуры газов на выходе из рассчитываемого газохода и по этим значениям находят все необходимые величины, входящие в равенство. Если равенство сбалансируется при одной из принятых температур, то эта температура и будет искомой. Если баланса равенства не будет, то искомую температуру находят графически.

Таблица 4.1 - Расчёт температуры на выходе кипятильного пучка.

Наименование величины	Формула	Размерность	Расчетные величины
Поверхность нагрева пучка			156	156
Температура газов перед пучком			1172	1172
Температура охлаждающей среды			197,4	197,4
Средняя температура газов в газоходе			736	786
Температурный напор			538,6	588,6
Объёмная доля водяных паров		-	0,18	0,18
Коэффициент тепловой эффективности пучка		-	0,85	0,85
Поперечный шаг		мм	55	55
Продольный шаг		мм	75	75
Относительный поперечный шаг		-	1,08	1,08
Относительный продольный шаг		-	1,47	1,47
Площадь живого сечения газохода			1,003	1,003
Средняя скорость в газоходе			14,3	14,6
Коэффициент теплопередачи		-	81	82
Коэффициент использования для поперечного пучка		-	1,0	1,0
Коэффициент теплоотдачи			40	45
Поправка на число рядов		-	1,0	1,0
Поправка на шаг		-	1,0	1,0
Поправка на факел		-	0,95	0,95
Коэффициент теплопередачи конвекцией			78,85	80,75
Температура загрязнения стенки			222,4	222,4
Коэффициент теплопередачи излучением			105 3,76	115 4,25
Поправка на температуру газов		-	0,96	0,97
Кол-во теплоты по ур. теплопередачи			6711	7545
Энтальпия газов за пучком			23500	23500
Энтальпия газов перед пучком			6500	4500
Кол-во теплоты по уравнению теплового баланса		кВт	7344,6	6572,4

Согласно полученным значениям и строим график (приложение 2), на основании которого находим температуру на выходе из 2422,,862первого кипятильного пучка, которая будет равна: 

5. Расчет водяного экономайзера

Энтальпия газов перед водяным экономайзером определяем по графику по получаем

Энтальпия уходящих газов (из теплового баланса)

Количество теплоты вносимое подсасываемым воздухом

Количество теплоты, определяемое по уравнению теплового баланса

Температура воды на входе в водяной экономайзер

Температура воды на выходе из экономайзера

Где , - теплоемкость воды;

, - количество воды проходящей через экономайзер;

Средняя разность температур с достаточной степенью точности можно определить как среднеарифметическую величину:

Средняя скорость в экономайзере (рекомендуется принимать )

Где ;

, - живое сечение экономайзера;

- число труб в одном ряду;

- живое сечение прохода газов;

,

Расчётная поверхность нагрева водяного экономайзера

Число горизонтальных рядов



,

Где - пов-ть нагрева одгой трубы, ;

- число труб в одном ряду.



6. Аэродинамический расчёт теплогенерирующей установки

Целью аэродинамического расчёта теплогенерирующей установки является выбор необходимых тягодутьевых машин на основе определения производительности тяговой и дутьевой систем и перепада полных давлений в газовом и воздушных трактах.

Газовоздушный тракт включает в себя воздуховоды горячего и холодного воздуха, запорные и регулирующие органы, тягодутьевые машины, элементы собственно теплогенератора, золоуловители, газопроводы и дымовые трубы.

Требуемая производительность дымососа и вентилятора определяется необходимыми расходами воздуха и газов, а требуемый напор сопротивлением газового и воздушного трактов.

Сопротивление газового и воздушного трактов задано: ,

В [1, табл.9.9]по расходу топлива Вр=0,9т/ч, принимаем высоту дымовой трубы котельной .

По [1, рис.9.15]для находим =7,0м/с.

Диаметр трубы на входе определяется по:

dвх=dвых+2iHдт=0,75+2•0,02•20=1,55 м.

Выбор дымососа и дутьевого вентилятора

Производительность дымососа определяется по формуле :

м3/ч ;

где : - коэффициент запаса по производительности. ;

расчетный расход топлива, кг/час ;

объем уходящих газов, м3/ч ;

Расчетное давление, создаваемое дымососом, определяется как :

Па ;

где : коэффициент запаса по давлению, определяемый по табл. 9.12[1] , ;

суммарное сопротивление газового тракта, Па ;

температура, при которой составлена характеристика дымососа, 0С.

Зная и , по рис.9,16 определяем тип дымососа : принимаем два дымососа Д13,5 и ВД13,5 мощностью 5кВт и частотой 485 об/мин.

Производительность дутьевого вентилятора определяется по формуле :

м3/ч ;

где :теоретически необходимое количество воздуха для сжигания 1 кг твердого топлива, м3/ч;

коэффициент избытка воздуха в топке, ;

присосы воздуха в топку, ;

температура воздуха, подаваемого в топку, , 0С.

Расчетное давление, создаваемое дутьевым вентилятором определяется по формуле :

, Па ;

где :суммарное сопротивление воздушного тракта, Па ;

температура, при которой составлена характеристика дутьевого вентилятора,0С

Зная и , по рис.14[2] определяем тип дутьевого вентилятора : принимаем к установке два вентилятора Д12 и ВД12, мощностью 7кВт и частотой n=730 об/мин.



7. Расчет принципиальной тепловой схемы котельной

Принципиальная схема производственно-отопительной котельной

Расчет подогревателей сетевой воды

Расчетная схема установки для подогрева сетевой воды.

Расчетный расход прямой сетевой воды:



, т/ч,

где - энтальпия прямой сетевой воды при t1= 150 оС;

- энтальпия сетевой воды при t3; кДж/кг, t3 определяют как температуру смешения обратной сетевой воды в количестве Wосв с температурой t2 и подпиточной воды в количестве Wподп с температурой tпв = 104 оС (в данной схеме котельной применен деаэратор атмосферного типа).

h1=150 кДж/кг;

h2=70,68*4,19=296,15, кДж/кг;

т/ч.

Расход подпиточной воды

, т/ч.

,т/ч.

Здесь потери воды в теплосетях с закрытой системой горячего водоснабжения принимаются на уровне 1,5…2 %.

Количество обратной сетевой воды

, т/ч;

, т/ч.

Расход пара на подогрев сетевой воды

, т/ч,

где Qотп - отпуск тепла на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение, ГДж/ч;

hсп - энтальпия греющего пара, кДж/кг;

hксп - энтальпия конденсата сетевых подогревателей, кДж/кг; при двухступенчатой схеме подогрева сетевой воды tксп=t3+(5…10) оС;

= 0,98 - КПД сетевого подогревателя.

т/ч.

Количество конденсата сетевых подогревателей

Dксп=Dсп,=18,48 т/ч.

Паровая нагрузка котельной за вычетом расхода пара на деаэрацию, подогрев сырой воды, внутрикотельные потери

D=Dпр+Dсп,+ Dмаз т/ч;

D=2+18,48+0,03•2=20,54т/ч.

Расчет расширителя непрерывной продувки.



Расчетная схема расширителя непрерывной продувки.

Количество продувочной воды, поступающей в расширитель

, т/ч,

где Рпр - процент продувки котлов, %

D - паровая нагрузка котельной, т/ч.

, т/ч.

Количество пара вторичного вскипания

, т/ч,

где Gпр - количество продувочной воды, т/ч;

hкв - энтальпия котловой (продувочной) воды, равная энтальпии воды на кривой насыщения при давлении в барабане, кДж/кг;

коэффициент, учитывающий потери тепла от наружного охлаждения, равен 0,98:

hрасш - энтальпия воды на кривой насыщения при давлении в расширителе, равном 0,15 МПа, кДж/кг;

х - степень сухости пара вторичного вскипания, равная 0,95.

т/ч.

Количество воды, выбрасываемой из расширителя (солевой концентрат)

, т/ч;



т/ч.

Расчет деаэратора.

Расчетная схема деаэратора.

Расход воды на выходе из деаэратора:

Gд=D+Gконц+Wут+, т/ч,

где - внутрикотельные потери, равные 0,02 D, т/ч.

Gд=20,54+0,34+2,638+20,54•0,02=23,93 т/ч.

Выпар из деаэратора:

Dвып=(0,002…0,005) Gд, т/ч.

Здесь выпар составляет от 2 до 5 кг на каждую тонну деаэарированной воды.

Dвып=0,004•23,93=0,096 т/ч.

Количество умягченной воды, поступающей в деаэратор:

, т/ч,



т/ч.

Количество умягченной воды определяет производительность водоподготовительной установки Gхов = Qвпу.

Для определения суммарного потока воды в деаэратор необходимо определить расход пара на подогрев сырой воды, который определится следующим образом:

Расчетная схема подогревателя сырой воды.

, т/ч,

где Gсв - расход сырой воды принять равным расходу химически очищенной воды Gхов;

t1св и t2cв - соответственно, температуры сырой воды на входе и выходе из подогревателя. Могут быть приняты t1св =5 оС, t2cв =40 оС;

hп.псв - энтальпия греющего пара, кДж/кг;

hк.псв - энтальпия конденсата подогревателя сырой воды, определится по кривой насыщения при соответствующем давлении, кДж/кг.

Количество конденсата подогревателя сырой воды:

Gк.псв = Dпсв=0,39, т/ч.

Суммарный поток воды в деаэратор :

Gд=Dок+Dксп+Gхов+Gк.псв, т/ч,

Gд=1,56+18,48+5,1+0,39=25,53 т/ч.

Расход пара на деаэратор:

, т/ч,

где Gд - суммарный поток воды в деаэратор, т/ч;

энтальпия воды на выходе из головки деаэратора (при Р=0,12 МПа);

- средняя энтальпия деаэрируемой воды, кДж/кг.

, кДж/кг;

,кДж/кг;

,т/ч.

Полная паровая нагрузка котельной:

Dполн=D+Dд+Dпсв+, т/ч,

Dполн=20,54+1,92+0,39+0,02•20,54=23,26т/ч.

Расчетный расход питательной воды:



Gпв=Gд - Wут, т/ч,

Gпв=25,53-2,638=22,89 т/ч.

На основании приведенных выше расчетов выбираем число устанавливаемых в котельной котлоагрегатов n с последующим округлением:

,

где Dном - номинальная производительность котлоагрегата, т/ч.

Выбор оборудования.

После расчета баланса потоков пара, конденсата и воды в котельной необходимо выбрать следующее оборудование:

деаэратор;

питательные насосы.

Деаэраторы выбираются по максимальной производительности Gд=30,86 т/ч. Выбираем деаэратор ДСА-50 с характеристиками:

*производительность - 50 т/ч;

*абсолютное давление в деаэраторе - 0,12 Мпа;

*минимальное давление греющего пара - 0,15 Мпа;

*температура воды - 104 0С;

*бак-аккумулятор :

- внутренний диаметр и толщина стенки - 2200x8 мм

- полезная ёмкость бака - 15 м3

- габаритные размеры деаэратора: длина - 6504 мм,

ширина - 2400 мм,

высота - 3755 мм;

-масса деаэратора в сборе - 6,07 т.

Напор, который должны создавать питательные насосы, определяют по формуле:

Н=1,15(Рб-Рд)+Нс, МПа,

где Рб - наибольшее возможное избыточное давление в барабане котла, МПа;

Рд - избыточное давление в деаэраторе, МПа;

Нс - суммарное сопротивление всасывающего напорного тракта пита-тельной воды с учетом геометрической разности уровней воды в барабане котла и деаэратора, МПа (ориентировочно принять Нс равным 0,3 МПа);

Н=1,15(1,4-0,12)+0,3=1,772 Мпа.

Суммарная производительность насосов с электрическим приводом должна быть не менее 110 %, а с паровым приводом - не менее 50 % номинальной производительности всех работающих котлов без учета резервного. При установке трех и более питательных насосов с электроприводом суммарная производительность их должна быть такой, чтобы при выходе из строя самого мощного насоса производительность оставшихся составляла не менее 110 % номинальной производительности всех рабочих котлов.

Выбираем насос ценробежно-вихревой 2,5ЦВМ-1,5 с характеристиками:

*производительность 20…30 м3/ч ;

*полный напор - 1,9…0,71 МПа ;

*частота вращения - 2900 об/мин ;

*температура перекачиваемой воды до 105 0С;

*мощность на валу насоса - 40 кВт.



8. Водоподготовительная установка котельной

Водоподготовительная установка (ВПУ) предназначена для восполнения внутренних и внешних потерь теплоносителя, которые учитывают следующим образом:

потери с продувкой котлов:

qпр=р % Dn;

где р - величина непрерывной продувки, %;

D - паропроизводительность котла, т/ч;

n - количество котлов в котельной;

внутренние потери котельной:

qвнутр=2 %Dn;

внешние потери равны потере конденсата на производстве и сетевой воды в тепловых сетях.

Таким образом, производительность ВПУ составит:

Qвпу=qпр +qвнеш +qвнутр

Для удобства эксплуатации примем к установке на первой и второй ступенях умягчения однотипные фильтры.

Выбор типа фильтра проводится по условиям работы первой ступени, как несущей основную нагрузку по очистке воды от солей жесткости.

Определим условную площадь фильтрования одного фильтра:

fусл =Qвпу / (v m1) , м 2 , 

где Qвпу производительность ВПУ, м3 /ч.

v скорость фильтрования воды через фильтры первой ступени, м/ч,

m количество фильтров первой ступени.

Количество фильтров первой ступени примем равным m1=3 (два рабочих, один на регенерации или в резерве).

fусл =132/ (10 3)=4,4 м 2 ,

По полученной условной площади фильтрования определим условный диаметр фильтра:

dусл = , м,

dусл = м.

Из табл.11.4[1] выберем по расчетному диаметру ближайший больший стандартный. По стандартному диаметру уточним действительную площадь фильтрования:

м2,

м2.

После выбора типа и количества фильтров водоподготовительной установки дальнейший расчет ведется от конца технологического процесса.

Это необходимо для более точного учета расхода обрабатываемой воды на собственные нужды ВПУ и правильного определения нагрузки первой ступени умягчения. Собственные нужды ВПУ складываются из расхода воды на приготовление регенерационного раствора и воды, расходуемой на отмывку ионита при регенерации фильтра, которая должна производиться умягченной водой.

Продолжительность полезной работы фильтров (фильтроцикл) при одном резервном определяется по формуле:

,

где площадь стандартного фильтра;

h - высота загрузки катионита;

Ер рабочая обменная емкость катионита;

m2 - количество фильтров в ступени;

Qвпу - производительность водоподготовительной установки, формула;

суммарное содержание катионитов в воде, поступающих на фильтр, мг-экв/кг:

для I ступени ,

для II ступени 0,2…0,3 мг-экв/кг.

Для II ступени:

,

Продолжительность фильтрацикла должна быть не менее 8 часов.

При несоблюдении данного условия необходимого увеличить количество фильтров в ступени, либо принять к установке фильтры большего диаметра.

Количество регенераций в сутки:

n=24/(t+Т),

где t продолжительность операций, связанных с регенерацией фильтра t=2,5…3,0 часа.

n=24/(2,5+44,6)=0,51.

Объем ионитных материалов, загруженных в фильтры в набухшем(влажном) состоянии :

объем катионита в одном фильтре V=fстh, м3 ,

где h - высота загрузки ионита, м;

V=3,141,5=4,71 м3 ;

объем катионита в фильтрах ступенях V=fсм h m2 ,м3,

где m2 - количество фильтров в ступени.

V=3,14 1,5 2=9,42 м3.

Расход воды на собственные нужды рассчитываемой группы фильтров при проведении регенерации:

= ( ?VвлРu n)/24 , м3 /ч,

где Рu удельный расход воды на собственные нужды ионитных фильтров, м3 воды/м3 ионита.

= (9,429,1 0,51)/24=1,82м3 /ч.

Суточный расход технической поваренной соли NaCl на регенерацию одного фильтра:

NaCl =(bV100)n/С ,

где С содержание активного действующего вещества в техническом продукте, %, (СNaCl =85…95%);

b удельный расход NaCl на регенерацию, кг/м3 ионита.

NaCl =(904,71100)0,51/90=240.

По результатам расчета фильтров второй ступени производительность установки необходимо увеличить на величину собственных нужд и, следовательно, часовой расход воды на фильтры первой ступени умягчения составит:

, м3/ч;

, м3/ч.

Аналогично происходит расчет для 1-ой ступени.

n=24/(2,5+62,5)=0,37;

V=5,3•2,5=13,25 м3 ;

V=5,3 2,5 3=39,75 м3;

= (39,757,7 0,37)/24=4,7 м3 /ч;

NaCl =(11013,25100)0,37/90=599;

м3/ч.

Резервуар мокрого хранения принимаем из расчета месячного расхода соли с 50%-м запасом:

VNaCl =[1,5(GсутIст. + GсутIIст. )30]/1000 ,м3;

VNaCl =[1,5(599 + 240)30]/1000=37,8 м3.



9. Расчет технико-экономических показателей работы котельной

Определение затрат на амортизацию оборудования и зданий.

Суммарные капиталовложения в котельную:

тыс.руб. ;

где: суммарная установленная теплопроизводительность котельной, Гкал/ч, определяемая по выражению:

МВт,

n-количество установленных в котельной котлов;

Дном-номинальная паропроизводительность котла, кг/с ;

и -соответственно энтальпия пара и питательной воды ,кДж/кг,(из теплового баланса);

удельные капиталовложения на 1МВт, определяем по рис.12.1[1]; ,тыс.руб./(МВт).

Затраты на амортизацию производственных зданий и сооружений:

тыс.руб./год

где: стоимость производственных зданий и сооружений, определяется по табл.12.1[1], % ;

норма отчислений на амортизацию зданий и сооружений, .

Затраты на амортизацию оборудования, включая его монтаж:



тыс.руб./год;

где: и соответственно стоимость оборудования и монтажа, ,;

норма отчислений на амортизацию оборудования, определяемая по табл.12.2[1], %.

Общие затраты на амортизацию источника теплоснабжения:

тыс.руб./год;

Затраты на текущие ремонты оборудования и зданий:

тыс.руб./год;

Затраты на заработную плату:

, тыс.руб./год;

где: П - штатный коэффициент, определяемый по рис.12.3[1] , П=1,29 ;

1,35- соответствует среднегодовой зарплате обслуживающего персонала, тыс.руб./год;

Затраты на топливо:

Стоимость тысячи м3 газа :

тыс.руб./тыс.м3 ;

Годовой расход топлива для котельной:

т/год ;

где:коэффициент, учитывающий потери топлива при транспортировке, разгрузке, хранении, внутреннем перемещении и обработке;

суммарная выработка тепла котельной определяется как:

ГДж/год;

расход тепла на собственные нужды, по заданию, % ;

=,ГДж/год

часовой отпуск тепла на отопление, гор. водоснабжение и вентиляцию,

отпуск пара потребителю, т/ч;

доля возврата конденсата с производства, по заданию, %;

число часов работы котельной, по заданию, ч/год.

Затраты на топливо:

, тыс.руб/год .

Затраты на электроэнергию:

, тыс.руб/год;

где:удельная установленная электрическая мощность, кВт/(МВт), определяется по рис.12.5[1] ;

коэффициент использования электрической установленной мощности ; стоимость 1 кВтч электроэнергии принимают равной 2,5 коп/(кВтч) ; Затраты на воду:

, тыс.руб./год;

где 0,1 - стоимость 1 м3 воды в рублях;

Суммарные годовые эксплуатационные затраты:

тыс.руб./год

Себестоимость отпущенной тепловой энергии:

,руб./ГДж

В том числе топливная составляющая:

,руб./ГДж

Определение удельного расхода условного топлива на единицу отпущенной теплоты:

, кг у.т./ГДж .

Литература

1. Теплогенерирующие установки: методическое пособие к выполнению курсового проектирования для студентов дневного и заочного отделений специальности 1-70 04 02 «Теплогазоснабжение, вентиляция и охрана воздушного бассейна» специализации 1-70 04 01 «Системы теплогазоснабжение и вентиляции» / Н.Б. Карницкий, Б.М.Руденков, В.А. Чиж. - Мн.:БНТУ,2006. - 143с.

2. Тепловой расчет котельных агрегатов (нормативный метод). Под ред. Н.В.Кузнецова и др., М., «Энергия»,1973.

Размещено на Allbest.ru