Размещено на http://www.allbest.ru/

14

Расчёт котельной с котлами ДЕ 10-14 ГМ



Оглавление

• Введение. 4
• Исходные данные. 6
• 1. Объёмы и энтальпии воздуха и продуктов сгорания. 8
• 1.1 Расчёт объёмов воздуха и продуктов сгорания. 8
• 1.2 Определение энтальпии воздуха и продуктов сгорания. 10
• 2. Тепловой баланс котла. 12
• 2.1 Расчёт располагаемого тепла. 12
• 2.2 Расчёт потерь тепла с уходящими газами. 12
• 2.3 Расчёт потерь теплоты от химической неполноты сгорания, наружного охлаждения и с физическим теплом шлака. 13
• 2.4 Расчёт КПД. 13
• 2.5 Расчёт коэффициента сохранения тепла. 14
• 2.6 Расчёт расхода топлива. 15
• 3. Тепловой расчёт топки. 16
• 3.1 Определение адиабатической температуры горения. 16
• 3.2 Определение средней суммарной теплоемкости продуктов сгорания. 17
• 3.3 Определение параметра М 17
• 3.4 Определение среднего коэффициента тепловой эффективности 18
• 3.5 Определение степени черноты топки б_т. 19
• 3.6 Итоговое определение температуры газов на выходе из топки. 21
• 4. Поверочный тепловой расчёт конвективных поверхностей котла. 22
• 5. Расчёт водяного экономайзера. 28
• 6. Аэродинамический расчёт теплогенерирующей установки. 30
• 6.1 Расчёт воздушного тракта. 30
• 6.2 Расчёт газового тракта. 33
• 7. Расчёт принципиальной тепловой схемы котельной с паровыми котлами 43
• 7.1 Расчёт подогревателей сетевой воды. 43
• 7.2 Расчет расширителя непрерывной продувки. 46
• 7.3 Расчёт деаэратора. 47
• 7.4 Выбор оборудования. 50
• 8. Водоподготовительная установка котельной. 54
• 8.1 Расчёт водоподготовительной установки. 54
• 8.2 Расчёт второй ступени фильтров ВТУ. 56
• 8.3 Расчёт первой ступени фильтров ВТУ. 59
• 9. Расчёт технико-экономических показателей работы котельной. 62
• Список использованных источников. 68

Введение

Данный курсовой проект имеет целью ознакомить студента специальности «Теплогазоснабжение и вентиляция» с проектированием и расчётом отопительно-производственной котельной, тепловыми, физическими и химическими процессами её эксплуатации, оборудованием, снабжением ресурсами, а также с экономической стороной вопроса.

Для проектирования задан тип котла - ДЕ 10-14 ГМ, а также тип топлива - природный газ Саратов-Горький. Также есть иные исходные данные.

В первую очередь определяется режим сжигания топлива в топке: сколько воздуха необходимо для полного химического сгорания и сколько соответственно продуктов сгорания и теплоты при этом выделяется.

Далее мы рассчитываем тепловой баланс котла, который состоит, собственно, в определении его эффективности (какая часть теплоты от сжигания газа идёт непосредственно на нагрев поверхностей теплопередачи) и определении необходимого расхода топлива на основании КПД.

Следующим шагом идёт определение температуры газов на выходе из топки, а, значит, и на подходе к поверхностям теплопередачи вторичному теплоносителю - при уже известных КПД, расходе топлива и его теплохимических характеристиках.

Далее мы с точки зрения теплофизики рассматриваем ход теплоносителя-воздуха через конвективные пучки, а потом сквозь водяной экономайзер, при этом частично формируем его конструкцию для эффективной работы.

Аэродинамический расчёт котельной состоит в расчёте тока газов в установке с точки зрения гидравлики. Мы определяем потери давления просто на трение газов и на местные сопротивления. С этими данными подбираем оборудование для поддержания течения заданного характера.

Расчёт принципиальной тепловой схемы отопительно-производственной котельной сводится к определению потоков пара и воды через приборы и определения количества котлов на основании полной паровой нагрузки котельной.

Водоподготовительной установка имеет целью обеспечить котлоагрегат правильной смягчённой до нужного уровня водой, чтобы поддерживать его эффективность да и вовсе работоспособность на должном уровне.

Технико-экономические показатели дают нам итоговую оценку всей работы котельной - себестоимость отпущенной энергии.



Исходные данные

Исходные данные объекта расчёта даются преподавателем и представляют собой характеристику котельного агрегата (таблица А), используемого топлива (таблица Б), основные параметры и режим работы котельной, а также эксплуатационные характеристики.

Номер по списку студента на момент получения задания - 25. Цифра шифра топлива - 33.

Таблица А. Тип котла и его основные характеристики [1, табл. 2.4, 2.6]

Параметры	Обозначение	Для котла ДЕ 10-14 ГМ
Паропроизводительность, т/ч	D	10
Давление пара на выходе из котла, кгс/см2(Мпа)	P	14 (1,37)
Температура:
· пара, 0С		194
· питательной воды, 0С		100
Объем топки с камерой догорания, м3	VT	18,1
Поверхность нагрева , м2
· лучевоспринимающая	Нл	39,0
· конвективная	Нк	116,0
Наружный диаметр и толщина труб, мм
· экрана	dэ	51*2,5
· конвективного пучка	dкп	61*2,5
Шаг труб, мм
· экранов	Sэ	50
· конвективного пучка, продольный	S1	90
· конвективного пучка, поперечный	S2	110



Таблица Б. Основные характеристики газообразного топлива[1, табл. 1.2]

Цифра шифра	Вид топлива	Состав, %	Низшая теплота сгорания, Qнр, кДж/м3	Vo	VRO2	VN2	VH2O	Vго
		СH4	C2H6	C3H8	C4H10	C5H12	N2	CO2
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
33	Саратов - Горький	91,9	2,1	1,3	0,4	0,1	3,0	1,2	36160	9,57	1,03	7,59	2,13	10,75

· отпуск пара на производство D_пр=14 т/ч;

· отпуск тепла на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение Q_от = 8 МВт; t₁=150^oC и t₂=70^oC;

· доля возврата конденсата с производства б_ок=95%;

· расход пара на собственные нужды q_сн=9%;

· число часов использования установочной мощности у_год = 7500 ч;

· жёсткость сырой воды ж_св = 3,5мг-экв/кг.



1. Объёмы и энтальпии воздуха и продуктов сгорания

1.1 Расчёт объёмов воздуха и продуктов сгорания

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

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

· теоретический объем азота:

· объем трехатомных газов:



· теоретический объем водяных паров:

где d_Г.TЛ - влагосодержание газообразного топлива, отнесённое к 1 м³ сухого воздуха, г/м³, принимаем равным 10 г на 1 кг сухого воздуха.

Сравниваем полученные объёмы газов с оными в таблице Б. Максимальная погрешность составляет 2,8% для теоретического объёма водяных паров V_Н2О.

Расчёт объёмом продуктов сгорания производится с помощью таблицы 1.1. Значение величины присосов воздуха в газоходах котла ДЕ 10-14 [1, табл. 1.4]:

;

При сжигании газообразного топлива:



Таблица 1.1. Расчёт объёмов газов и объёмных долей трёхатомных газов

Величины	Размерность	Vo= 0,56	VoN2 = 7,58	VoH2O = 2,19	VoRO2 = 1,03
		Газоходы
		Топка	Iкотельный пучок	II котельный пучок	Водяной экономайзер
1	2	3	4	5	6
Коэффициент избытка воздуха за газоходомб''	-	б''т = 1,1	б''I = 1,15	б''II = 1,25	б''ВЭ = 1,35
Среднее значения коэффициента бср в газоходах	-	1,1	1,125	1,2	1,3
Объем водяных паров VH2O = VoH2O + 0,0161(бср-1)*Vо	м3/м3	2,19	2,19	2,19	2,19
Объем дымовых газов Vг = VoRO2 + VoN2 + VH2O + (бср-1)*Vо	м3/м3	10,85	10,86	10,89	10,96
Объемная доля сухих трехатомных газов rRO2 = VoRO2/VГ	-	0,09	0,09	0,09	0,09
Объемная доля водяных газов rH2O = VH2O/VГ	-	0,20	0,20	0,20	0,20
Суммарная объемная доля трехатомных газов и водяных паров rП = rH2O + rRO2	-	0,29	0,29	0,29	0,29

Сравниваем значение V_г, полученное из расчётов и тем же, данным в таблице Б. Погрешность 0,9%.

1.2 Определение энтальпии воздуха и продуктов сгорания.

Энтальпии дымовых газов на 1 м³топлива подсчитываются по формуле



, кДж/м³,

где H_г⁰ - энтальпия газов при коэффициенте избытка воздуха =1 и температуре газов , ⁰С, кДж/м³;

H_в⁰- энтальпия теоретически необходимого воздуха при нормальных условиях, кДж/м³.

Значения энтальпий продуктов сгорания [1, табл.1.6] сводим в таблицу 1.2, форма которой составлена применительно к котлу с четырьмя газоходами.

Строим для удобства проведения расчётов на миллиметровой бумаге Н-и диаграмму.

Таблица 1.2. Энтальпия продуктов сгорания (Н-и таблица)

И, оС	Hг0, кДж/м3	HВ0, кДж/м3
			Топка	I котельный пучок	II котельный пучок	Водяной экономайзер
			Н	Н	Н	Н	Н	Н	Н	Н
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
100	1487	1268					1804	3716	1931	3976
300	4553	3868					5520	3873	5907	4143
500	7781	6569			8736	3847	9393,2	4130	10050	4412
700	11172	9404			12583	4012	13523		14463
900	14750	12298	15980	3892	16954	4132
1100	18430	15313	19961	4068	20727	4221
1300	22193	18367	24030	4182	24948
1500	26061	21504	28211	4244
1700	29992	24637	32456	4316
1900	33991	27812	36772



2. Тепловой баланс котла

На основании теплового баланса вычисляем КПД котла и необходимый расход топлива. Посему сейчас рассчитываем тепловой баланс котла.

2.1 Расчёт располагаемого тепла

Располагаемое тепло Q^Р_Р на 1 м³ газообразного топлива, кДж/м³, для котла ДЕ 10-14, как котла со сравнительно низким давлением, определяется по формуле:

2.2 Расчёт потерь тепла с уходящими газами

Потери тепла с уходящими газамиq₂, %, определяется по формуле:

где - энтальпия уходящих газов, кДж/м³, при соответствующем коэффициенте избытка воздуха (см. таблицу 1.1) и температуре = 146?С [1, табл. 2.1], определяется по Н- диаграмме:

кДж/м³; - энтальпия теоретически необходимого количества холодного воздуха, кДж/м³, определяется по формуле:

,



где - теплоемкость воздуха, равная 1,3408 ;

- температура воздуха, принимаем равной 30;

V^O- теоретический объем воздуха, необходимый для полного сгорания 1 м³ топлива при (см. п. 1.1), V^O =9,56 м³/м³.

;

- потери от механической неполноты сгорания, %, равны нулю для газообразного топлива.

Итого считаем:

.

2.3 Расчёт потерь теплоты от химической неполноты сгорания, наружного охлаждения и с физическим теплом шлака

Для газообразного топлива потери теплоты от химической неполноты сгорания принимаем q₃, %, принимаем равными 0,5%.

Потери теплоты от наружного охлаждения q₅, %, для номинальной нагрузке котла принимаем равными 1,7% [1, табл. 2.2].

Потери теплоты с физическим теплом горячего шлака q_6шл, %, для газообразного топлива равны нулю.

2.4 Расчёт КПД

Коэффициент полезного действия котла (брутто) определяется по формуле:



2.5 Расчёт коэффициента сохранения тепла

Коэффициент сохранения тепла ц находится по формуле:

.

Полезно отданное в котле тепло Q_к.а., кВт,для котла, производящего насыщенный пар [2], определяется по формуле:

где - количество выработанного насыщенного пара, 2,78 кг/с, отданного помимо пароперегревателя с энтальпией ;

- энтальпия насыщенного пара, , определяемая по давлению в барабане котла:

h_нп = р_нп*t_нп = 4,19*666,4 = 279,2 кДж/кг;

- энтальпия питательной воды, определяемая по формуле:

h_пв = р_пв*t_пв = 4,19*100 = 419,0 кДж/кг;

- расход воды на продувку котла, кг/с:

,



П - процент продувки, зависит от качества воды, принимаем равным 3%; D - производительность котла, 10 т/ч = 2,78 кг/с;

- энтальпия воды при кипении, определяется по формуле:

h_кип = р_кип*t_кип = 4,19*194,7 = 815,8 кДж/кг.

Итого считаем:

2.6 Расчёт расхода топлива

Расход топлива Саратов-Горький B, м³/с, подаваемого в топку:



3. Тепловой расчёт топки

Производим поверочный тепловой расчет топки, заключающийся в определении температуры газов на выходе из топки для существующей конструкции топки котла.

Температура газов на выходе из топки определяется по формуле

.

По пунктам разобьём определение составляющих поверки.

3.1 Определение адиабатической температуры горения

Предварительно определяется полезное тепловыделение в топке для котлов низкого давленияQ_Т, кДж/кг:

,

где - теплота, вносимая в топку воздухом, , рассчитывается по формуле:

кДж/кг;

По вычисленному значению , по построенной H-и диаграммепо линии б_Т графически определяем.

Итого адиабатическая температура горения определится по формуле;



.

3.2 Определение средней суммарной теплоемкости продуктов сгорания

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

,

где - принятая температура газов на выходе из топки, , с учетом условий возможного шлакования последующих поверхностей нагрева при сжигании твердых топлив, ;

- энтальпия продуктов сгорания на выходе из топки, соответствующая , определяется изH-и диаграммы по линии б_Т, равна 18890 кДж/м³.

Итого считаем:

3.3 Определение параметра М

Параметр М определяется в зависимости от относительного положения максимума температуры пламени по высоте топки . Для случая сжигания газа параметр М определяется по формуле:

,



где - отношение высоты расположения осей горелок = 1,39 м (от пола топки) к общей высоте = 2,027 м (от пола топки до середины выходного окна из топки):

.

Итого считаем:

.

3.4 Определение среднего коэффициента тепловой эффективности экранов

Определение среднего коэффициента тепловой эффективности экранов Ш_ср происходит по формуле:

;



где ш_i = X_i*о_i,

где X_i- угловой коэффициентпо рисунку 3.1 при S/d=1;X_i=1;

о_i- коэффициент, учитывающий снижение тепловосприятия вследствие загрязнения или закрытия изоляцией поверхности [1, табл. 3.1], для газа о_i=0,65;

ш_i=1·0,55=0, 55;

F_ст - ограждающая поверхность стен топочной камеры, F_ст = 43,15 м²;

F_стi = 40 м².

Итого считаем:

.

3.5 Определение степени черноты топки бт

Степень черноты экранированных камерных топок б_т определяется по формуле:

.

При сжигании газообразного топлива эффективная степень черноты определяется по выражению:

,

где и - степень черноты, какой обладал бы факел при заполнении всей топки, соответственно только светящимся пламенем или только несветящимися трехатомными газами; величины и определяются по формулам:

;

,

где S - эффективная толщина излучающего слоя в топке, м, вычисляется по формуле:

- коэффициент ослабления лучей сажистыми частицам, определяется по формуле:

где С^Р/Р^Р- соотношение содержаний углерода и водорода в рабочей массе топлива:

С^Р/Р^Р = 0,12?C_mH_n = 0,12*(1/4*91,9 + 2/6*2,1 + 3/8*1,3 + 4/10*01,4 + 5/12*0,1) = 0,12*(24,36) = 2,924;

T_T'' - температура газов на выходе из топки, T_T'' = 149?С = 419 К;

k_c = 0,03*(2-1,1)*(1,6*419/1000 - 0,5)*С^Р/Н^Р = 0,013451 1/(мМПа);

k_гr_п - коэффициент ослабления лучей трёхатомными газами, 1/(мМПа), определяется по формуле:



где Р_п = P*r_п = 0,1*r_п, МПа;

k_г•r_п = (7,8+16*0,20/(3,16*(0,1*0,29*1,51)^1/2) - 0,1) * (1-0,37*419/1000)*0,29 = 4,6438 1/(мМПа);

б_св = 1- е^{-(4,6438+0,013451)*0,1*1,51} = 0,5050; б_г = 1- е^{-4,64380,1*1,51} = 0,5040;

m - коэффициент усреднения, зависящий от теплонапряжения топочного объемаq, определяющегося по формуле:

q = B*Q^P_H/V_т = 0,209*36160/10,85 = 417 кВт/м³;

m находится через интерполяцию с использованием известных значений:

q = 407 кВт/м³>m = 0,1;

q = 1000 кВт/м³>m = 0,6; m = 0,1072;

б_ф = m*б_св + (1-m)б_г = 0,1*0,5050 + (1-0,1072)*0,5040 = 0,5041.

В итоге считаем:

б_Т = 0,5041/(0,5041 + (1 - 0,5041)*0,6026) = 0,6278.

3.6 Итоговое определение температуры газов на выходе из топки

.

Рассчитываем погрешность: (1043,56-1050)/1050·100% = 0,6%. Максимально допустимая погрешность составляет +/-5%. Укладываемся.

4. Поверочный тепловой расчёт конвективных поверхностей котла

Основными уравнениями при расчете конвективного теплообмена являются:

· уравнение теплопередачи:

;

· уравнение теплового баланса:

.

Расчет считается завершенным при выполнении равенства:

,

где - расчетная поверхность нагрева газохода, м².

Расчёт производится с помощью программы для работы с электронными таблицами MicrosoftEcxel, сводится в таблицу 4.1.

Таблица 4.1. Поверочный тепловой расчёт конвективных поверхностей котла

	1 к.п.	1 к.п.	2 к.п.	2 к.п.
Уравнение теплопередачи, полезное тепловыделение в топке	кВт	QT= kFДtср	9884,17	4821,08	258,23	79,42
Расчётная поверхность нагрева газохода	м2	F	79,75	79,75	79,75	79,75
Средняя температура газов	?С	иср = (и??и?????	925,00	725,00	234,50	209,50
Температура газов на выходе	?С	и??	800,00	400,00	200,00	150,00
Температура газов на входе	?С	и?	1050,00	1050,00	269,00	269,00
Объёмная доля r(H20) для данного газохода	-	rH20	0,20	0,20	0,20	0,20
Средняя скорость газов в газоходе	м/с	Wср=Bp*Vг(273+иср)/273Fж	13,83	11,52	9,84	9,35
Расчётный расход топлива	м3/с	Bp	0,209	0,209	0,209	0,209
Объём дымовых газов	м3/м3	Vг	10,86	10,86	10,89	10,89
Живое сечение газохода	м2	Fж	0,72	0,72	0,43	0,43
Эффективнаятолцина излучающего слоя	м	S=(S1+S2)/d	3,92	3,92	3,92	3,92
Диаметр труб	м	d	0,051	0,051	0,051	0,051
Шаг труб конвектичного пучка, прод.	м	S1	0,09	0,09	0,09	0,09
Шаг труб конвектичного пучка, попер.	м	S2	0,11	0,11	0,11	0,11
Коэффициент теплопередачи от газов нагреваемой среде	Вт/(м2?С)	k=шб1	170,34	114,58	87,28	82,31
Коэффициент теплопередачи от газов стенке	Вт/(м2?С)	б1=о(бк+бл)	200,40	134,80	102,68	96,83
Коэффициент использования	-	о	1	1	1	1
Конв. коэффициент теплоотдачи от газов к стенке	Вт/(м2?С)	бк=бнсsсzсф	86,40	79,80	70,68	67,83
	Вт/(м2?С)	бн	80,00	70,00	62,00	60,00
	-	у1=S1/d	1,76	1,76	1,76	1,76
	-	у2=S2/d	2,16	2,16	2,16	2,16
	-	cs	1,00	1,00	1,00	1,00
	-	cz	1,00	1,00	0,95	0,95
	-	cф	1,08	1,14	1,20	1,19
Луч.коэффициент теплоотдачи от газов к стенке	Вт/(м2?С)	бл=бнaсг	70,14	33,15	18,08	16,39
	Вт/(м2?С)	бн	114,00	55,00	32,00	29,00
Степень черноты потока	-	a	0,6278	0,6278	0,6278	0,6278
	-	сг	0,98	0,96	0,90	0,90
Температура загрязнённой стенки	?С	tз=tн+Дt	222,40	222,40	222,40	222,40
Температура охлаждающей среды	?С	tн	197,40	197,40	197,40	197,40
	?С	Дt [1, с.53]	25,00	25,00	25,00	25,00
Коэффициент тепловой эффективности	-	ш [1, табл. 4.2]	0,85	0,85	0,85	0,85
Температурный напор	?С	Дtср=иср-tн	727,60	527,60	37,10	12,10
Уравнение теплового баланса	кВт	Qб= Bц(H?-H??+ДбH?хв)	1095,63	2625,63	386,79	48,84
Расход топлива	м3/с	B	0,209	0,209	0,209	0,209
Коэффициент сохранения тепла	-	ц	0,98	0,98	0,98	0,98
Энтальпия газов на выходе	кДж/м3	H??	14570,00	7100,00	3150,00	4800,00
Энтальпия газов на входе	кДж/м3	H?	19900,00	19900,00	5000,00	5000,00
Величина присоса холодного воздуха в газоход	-	Дб[1, табл.1.4]	0,05	0,05	0,10	0,10
Энтальпия теоретически необходимого количества холодного воздуха	кДж/м3	H?хв	384,54	384,54	384,54	384,54



Для быстрейшей стабилизации равенств, для первого конвективного пучка задаёмся двумя произвольными значения температур газов на выходе из него. Это 800^оС и 400^оС. Для второго аналогично 200^оС и 150^оС. Из таблицы 4.1. видно, что равенство ни при одной из них не стабилизировалось, посему определяем температуру на выходе графоаналитически с помощью чертежа 4.1.

Чертёж 4.3. Графоаналитическое определение искомой температуры для первого конвективного пучка.



Чертёж 4.4. Графоаналитическое определение искомой температуры для второго конвективного пучка.

Итого, температура на выходе из первого конвективного пучка - 269^оС, из второго - 180^оС.



5. Расчёт водяного экономайзера

Назначение экономайзера кроется в самом его названии. Водяной экономайзер устанавливается на выходе из газоходов для забора энергии уходящих газов и пуска её во вторичный оборот. Это повышает эффективность котельной установки, а значит и её КПД.

В данном курсовом проекте используется чугунный водяной экономайзер системы ВТИ, он собирается из чугунных оребрённых труб различных длин, соединённых специальными фасонными частями - калачами.

Расчёт экономайзера производим с помощью MicrosoftExcel, результаты сводим в таблицу 5.1.

По известным энтальпиям газов на входе H'вэ,кДж/м³, и выходе Hух,кДж/м³, определяем тепловосприятие экономайзера по уравнению теплового баланса. По формулая определяем температуру нагреваемой воды на выходе из экономайзера t''э, ^оС, среднюю разность температур Дtср, ^оС. Затем подставляем формулу скорости газов в экономайзере W_cp, м/с, такую площадь живого сечения F_Э, чтобы скосроть была в пределах 6-9 м/с. По формуле из площади живого сечения с помощью данных таблицы 5.2 определяем число труб в горизонтальном ряду m, шт. Далее для определения расчётной поверхности нагрева экономайзера F_ВЭ, м², с помощью схемы 5.1 выясняется коэффициент теплопередачи для чугунных экономайзеров k_э,Вт/(м²?С). Высчитывается расчётная поверхность нагрева экономайзера.

Таблица 5.1. Расчёт водяного экономайзера

Тепловосприятие экономайзера	кВт	QВЭ=Bpц(H'ВЭ-Hух+ДHв)	259,0
Коэффициент сохранения тепла	-	ц	0,98
Расчётный расход топлива	м3/с	Bp	0,21
Энтальпия газов на входе в экономайзер	кДж/м3	H'вэ	4120
Энтальпия газов на выходе из экономайзера	кДж/м3	Hух	2900
	кДж/м3	ДHв	38,46
Температура воды на выходе из экономайзера	?С	t''э=t'э+Qвэ/(cв*Dвэ)	121,5
Температура воды на входе в экономайзер	?С	t'э	100
Теплоёмкость воды	кДж/кг	св	4,20
Количество воды, проходящей вечер экономайзер	кг/с	DВЭ	2,86
Расход насыщенного пара	кг/с	DНП	2,78
Расход продувочной воды	кг/с	DПР	0,08
Средняя разность температур	?С	Дtср=(и'э+и''э)/2-(t'э+t''э)/2	65,73
Температура газов на входе в экономайзер	?С	и??	207
Температура газов на выходе виз экономайзера	?С	и??Э	146
Средняя скорость газов в экономайзере	м/с	W=Bp*Vг(273+иэср)/273Fэ	4,61
Объёмы дымовых газов	м3/м3	Vг	10,96
Средняя температура газов в экономайзере	?С	иэср	176,5
Живое сечение экономайзера	м2	Fэ=fэ*m	1,22
Живое сечение для прохода газов	м2	fэ	0,152
Число труб в горизонтальном ряду	шт.	m	8
Расчётная поверхность нагрева экономайзера	м2	Fвэ=Qвэ*1000/(kэДtср)	262,7
Коэффициент теплопередачи	Вт/(м2?С)	kэ	15
Число горизонтальных рядов	шт.	n=Fвэ/hэ*m	9
Поверхность нагрева одной трубы	м2	hэ	3,72

Таблица 5.2. Основные данные некоторых ребристых труб экономайзера ВТИ

Длина трубы, мм	Число ребер в трубе, шт.	Масса одной трубы, кг	Поверхность нагрева с газовой стороны hВЭ, м2	Живое сечение для прохода газов fВЭ, м2
2500	95	83,6	3,72	0,152

Схема 5.1. Коэффициент теплопередачи для чугунных экономайзеров.



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 воздушном 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.

6.1 Расчёт воздушного тракта

Расчёт воздушного тракта ведётся на номинальную нагрузку котлоагрегата.

Сопротивление воздушного тракта H_в.тр., Па, складывается из сопротивления всасывающего канала Дh_вс, Па, сопротивления воздухопроводов Дh_вв, Па, и сопротивления топочных устройств Дh_гор, Па:

.

Сопротивление всасывающего патрубка определяется как местное сопротивление, т.е. по формуле:



.

При скорости движения воздуха и коэффициенте местного сопротивления о, зависящего от формы всасывающего патрубка, плотность среды определяем по формуле:

,

где - плотность воздуха;

- температура воздуха, подаваемого в топку, .

кг/м³.

Принимаем и (при наличии заслонки).

Итого рассчитываем:

Па.

Сопротивление воздуховодов по длине и местным сопротивлениям определяются суммарно в зависимости от длины воздуховодов. Приняв сопротивление погонного метра воздуховода R = 1 Па/м и длину ориентировочно l = 10 м, высчитываем:

Сопротивление горелки также считаем как потери давления на местном сопротивлении. Коэффициент местного сопротивления горелкиопределяется типом горелки. Принимаем к установке горелку ГМГА [1, табл. 911], . Скорость вторичного воздуха принимаем 30 м/с.

Высчитываем потери давления на горелке:

.

Высчитываем общее сопротивление воздушного тракта:

Производим подбор дутьевого вентилятора, для этого определяем его производительность Q_в, м³/ч, по формуле:

где - коэффициент запаса по производительности[1, 9.12];

V^o-теоретически необходимое количество воздуха для сжигания 1 м³ топлива;

б_Т - коэффициент избытка воздуха в топке;

Дб₁ - присос воздуха в топку; - температура воздуха, подаваемого в топку, ; - расчетный расход топлива.

Расчётное давление, создаваемое дутьевым вентилятором, определяем по формуле:

,

где - коэффициент запаса по давлению[1, 9.12];

- температура, для которой составлена характеристика дутьевого вентилятора, [1, с. 105]. Зная производительность и давление, можем по схеме 6.1 подобрать дымосос и вентилятор. Принимаем в установке дымосос Д10 и вентилятор ВД10, частота вращения рабочего колеса n = 970 об/мин.

Схема 6.1. Поле типоразмеров дымососов и дутьевых вентиляторов.

Мощность приводного электродвигателя N^в_дв, кВт, для дутьевого вентилятора определяется по формуле:

где - коэффициент запаса по мощности;

- коэффициент сжимаемости газа в дымососе;

- КПД по характеристике дымососа.



6.2 Расчёт газового тракта

Сопротивление газового тракта H_п^гт, Па, состоит из суммы сопротивлений его отдельных элементов и в общем виде может быть записано формулой:

где - разрежение в топке, принимаем ;

- сопротивление котельных пучков;

_. - сопротивление водяного экономайзера;

- сопротивление дымовой трубы;

- сопротивление газовых боровов;

- величина самотяги дымовой трубы.

Суммарное сопротивление котельных пучков в частном случае складывается из сопротивлений следующих видов:

· сопротивление поперечно омываемых труб I конвективного пучка;

· сопротивление поперечно омываемых труб II конвективного пучка;

· сопротивление газов при повороте на 180⁰ (выход изIк.п.);

· сопротивление газов при повороте на 90⁰(выход из топки),

или:

.

Рассчитаем потери давления на выходе из топки (поворот 90^о):



,

где - местное сопротивление участка, для поворота на 90⁰, на 180⁰- - скорость газового потока, определяется по формуле:

;

где - расчетный расход топлива;

- объём дымовых газов,;

- температура выхода из топки,;

- приведенная площадь участка, м²:

,

где - различные площади участка, м²;

- количество различных площадей участка;

- плотность среды, кг/м³, рассчитывася по формуле:

где p_о - плотность газовой среды при н.у., принимаем ;

t_в - температура, при которой рассчитывает плотность, в данной случае - температура на выходе из топки.

Рассчитаем потери давления:

Рассчитаем сопротивление I конвективного пучка:

.

Коэффициенты сопротивления гладкотрубного коридорного пучка определяются из выражения:

где - количество рядов труб по глубине пучка;

- коэффициент сопротивления, отнесённый к одному ряду пучка, зависящий от значений у₁ = S₁/d = 1,76, у₂= S₂/d= 2,16 и ? = (S₁ - d)/(S₂ - d) = 0,66.

Приу₁?у₂, где принимаем по схеме 6.2.

Схема 6.2. Коэффициент сопротивления коридорного пучка при поперечном омывании.



Сопротивление поперечно омываемых пучков труб второго конвективного пучка определяем аналогично сопротивлению I-го пучка.

,

,

,

Сопротивление поворота газов на 180⁰ на входе во II конвективный пучок рассчитываем по формуле:

.

Рассчитаем сопротивление водяного экономайзера. Формула - та же, как для местного сопротивления:

,



Из теплового расчета водяного экономайзера

Сопротивление газовых боровов определяются суммарно в зависимости от их длины/ Приняв сопротивление погонного метра воздуховода R = 1 Па/м и длину ориентировочно l = 20 м, высчитываем:

Расчёт дымовой трубы.

Сопротивление дымовой трубы состоит из сопротивления трения и потери с выходной скоростью:

где - коэффициент сопротивления трения;

- уклон трубы по внутренней образующей ,;

и - скорость газов, соответственно в конце и в начале трубы, ; Скорости находим через секундный расход газов:

где -температура уходящих газов, принимаемая из теплового расчёта .

По расходу топливапринимаем высоту дымовой трубы котельной [1, табл.9.9].

Для трубы высотой по находим[1, рис. 9.15]:

.

По значению экономической скорости дымовых газов на выходе из дымовой трубы определяется диаметр устьяd_вых, м:

где V_дт- расход газов всех подключённых к дымовой трубе котлов, работающих при номинальной нагрузке.

Определим диаметр трубы на входе.

Примем ближайший унифицированный типоразмер труб [1, рис. 9.14]. Труба - кирпичная.

Потеря давления с выходной скоростью рассчитывается по формуле для потерь местных сопротивлений с коэффициентом местного сопротивления выхода о = 1,1:

Самотяга дымовой трубы определяется как:

где и - плотность воздуха и газа соответственно.

Подбор дымососа и дутьевого вентилятора.

Выбор дымососа и дутьевого вентилятора сводится к выбору и подбору машины, обеспечивающей производительность и давление, определённые при расчёте воздушного тракта и потребляющей наименьшее количество энергии при эксплуатации.

Производительность определяется по формуле:



Расчётное давление:

где - температура, для которой составлена характеристика дымососа, составляет 200^оС.

Теперь посхеме 6.1. определяем дымосос. Принимаем к установке дымосос Д12 и вентилятор ВД12, частота вращения рабочего колеса n = 485 об/мин.

Мощность приводного электродвигателя N^в_дв, кВт, для дутьевого вентилятора определяется по формуле:

где - коэффициент запаса по мощности;

- коэффициент сжимаемости газа в дымососе;

- КПД по характеристике дымососа.



7. Расчёт принципиальной тепловой схемы котельной с паровыми котлами

В качестве примера рассмотрена принципиальная тепловая схема производственно-отопительной котельной:

Расчет тепловой схемы котельной сводится к определению потоков пара и воды через элементы схемы.

7.1 Расчёт подогревателей сетевой воды

Схема7.1. Расчетная схема установки для подогрева сетевой воды.



Расчетный расход прямой сетевой воды:

;

где - энтальпия прямой сетевой воды, кДж/кг, при , определяется по формуле:

h = t*c,

где t - температура воды, ^оС;

с - теплоёмкость воды, кДж/^оС;

h₁ = t₁*c = 150*4,19 = 628,5 кДж/кг;

- энтальпия сетевой воды при , кДж/кг, определяется как температура смешения обратной сетевой воды в количестве и подпиточной воды в количестве , с температурой ;t₃ = 70,68^оС;

h₃ =70*4,19 = 296,15 кДж/^оС;

Расход подпиточной воды:

где W_ут - потери воды в теплосетях, принимаем равными 2%;



.

Количество обратной сетевой водыW_осв, т/ч:

, т/ч.

т/ч.

Расход пара на подогрев сетевой воды:

, т/ч

где - энтальпия греющего пара, 2792,216 кДж/кг;

- энтальпия конденсата сетевых подогревателей, кДж/кг, при двухступенчатой схеме подогрева сетевой воды с температурой, определяемой по формуле:

=0,98 - коэффициент, учитывающий потери тепла от наружного охлаждения.

т/ч.

Количество конденсата сетевых подогревателей:

т/ч.

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

т/ч.

7.2 Расчет расширителя непрерывной продувки

Схема7.2. Расчетная схема расширителя непрерывной продувки.

Количество продувочной воды, поступающей в расширитель:

, т/ч;

где - процент продувки котлов, 3%;

,1 т/ч;

Количество пара вторичного вскипания:

, т/ч;

где- энтальпия котловой (продувочной) воды, равная энтальпии воды на кривой насыщения при давлении в барабане,h_кв =194,7·4,19 = 815,8 кДж/кг;

з=0,98 - коэффициент, учитывающий потери тепла от наружного охлаждения;

=111·4,19 = 115,2 кДж/кг- энтальпия воды на кривой насыщения при давлении в расширителе;

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

т/ч.

Количество воды, выбрасываемой из расширителя (солевой концентрат):

, т/ч;

.

7.3 Расчёт деаэратора

Схема7.3. Расчетная схема деаэратора.

Расчет воды на выходе из деаэратора:

, т/ч;

где -внутрикотельные потери, равные D*_пот =0,02, т/ч;



т/ч.

Выпар из деаэратора:

т/ч.

Количество умягченной воды, поступающей в деаэратор:

;

т/ч.

Количество умягчённой воды определяет производительность водоподготовительной установки:

Q_ВПУ = D_хов.

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

, т/ч;

где - расход сырой воды, равный химически очищенной воды;

и - соответственно температура сырой воды на входе и выходе из подогревателя, принимается и ;

- энтальпия греющего пара, 2792,216 кДж/кг;

- энтальпия конденсата подогревателя сырой воды, определяется по кривой насыщения;



т/ч;

Схема7.4. Расчетная схема деаэратора.

Количество конденсата в подогревателе сырой воды:

.

Суммарный поток воды в деаэратор:

где D_ок - расход обратного конденсата, рассчитыватся по формуле:

ч

Расход пара на деаэратор:

, т/ч;

где - суммарный поток воды в деаэраторе т/ч;

- энтальпия воды на выходе из головки деаэратора (при P=0,12 Па);

- средняя энтальпия деаэрируемой воды, кДж/кг;

;

;

т/ч;

Полная паровая нагрузка котельной:

Расчетный расход питательной воды:

, т/ч;

.

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

;

где D_ном=10 т/ч - номинальная производительность котла ДЕ 10-14 ГМ.

7.4 Выбор оборудования

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

· деаэратор;

· питательные насосы:

· сетевые насосы:

· подпиточные насосы.

Деаэраторы выбираются по максимальной производительности G_д=28,96 т/ч. Принимаю к установке деаэратор ДСА-50 [1, табл. 10.1].

Техническая характеристика насоса ДСА-50:

· производительность - 50 т/ч ;

· абсолютное давление в деаэраторе - 0,12 МПа ;

· минимальное давление греющего пара - 0,15 МПа ;

· температура воды - 104 ^оС.

Бак аккумулятор:

· внутренний диаметр и толщина стенки - 2200?8 мм ;

· полезная емкость бака -25 м³ .

Габаритные размеры деаэратора:

· длина -8550 мм;

· ширина -24000 мм;

· высота -3960 мм;

· масса деаэратора в сборке -7,95 т.

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

Н=1,15(Р_б-Р_д)+Н_с, МПа,

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

Р_д - избыточное давление в деаэраторе, МПа;

Н_с - суммарное сопротивление всасывающего напорного тракта питательной воды с учетом геометрической разности уровней воды в барабане котла и деаэратора, МПа (ориентировочно принять Н_с равным 0,3 МПа).



Н=1,15(1,3-0,02)+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.

Посему принимаем производительность с запасом 10%:

G=G_пв*1,1= 26,96*1,1= 29,656 т/ч.

Принимаем к установке два питательных насоса (основной и резервный)центробежно-вихревых многоступенчатых 2,5ЦВМ-1,5[1, табл. 10.2].

Техническая характеристика насоса 2,5ЦВМ-1,5:

· производительность: 20…30 м³/ч;

· полный напор: 1,9...0,71 МПа;

· частота вращения: 2900 об/мин;

· температура перемешиваемой воды: до 105 ^оС;

· мощность на валу насоса: 40 кВт.

Напор, который должен создавать сетевой насос, зависит от сопротивления теплосети и потерь в сетевой установке и может быть принятым 0,6…1 МПа.Суммарная производительность насоса выбирается по расходу сетевой воды .Подбираем сетевой насос с производительностью 86,66м³/ч и создаваемым напором 0,7 МПа. Выбор пал на центробежный сетевой насос СЭ-500-50-16, характеристики - 0,7 МПа, 500 м³/ч [1, табл. 10.4].

Аналогично выбираются и подпиточные насосы. Производительность насоса выбирается по расходу подпиточной воды , а напор - 0,3…0,4 МПа.

Подбираем сетевой насос с производительностью 1,73м³/ч и создаваемым напором 0,4 МПа. Это центробежный конденсатный насос Кс-12-50, характеристики - 0,5 МПа, 12 м³/ч [1, табл. 10.5].



8. Водоподготовительная установка котельной

Водоподготовительная установка является неотъемлемой частью котлоагрегата, так как позволяет подать в него воду для восполнения внутренних и внешних её потерь и, что важно, воду требуемого качества - смягчённую до нужного уровня, что позволяет избежать вспенивания или, хуже, накипи в котле, что может существенно снизить его эффективности и соответственно повысить расход топлива для обеспечения требуемой производительности.

То есть, основная проблема, с которой борется ВПУ - недостаток воды в котлоагрегате и неприемлемая жёсткость подаваемой воды, которая складывается в основном из катионов кальция и магния. Борьба с последней происходит с помощью фильтров натрий-катионирования.

Лучшим реагентом для устранения общей жесткости воды является ортофосфат натрия Na₃PO₄[4]:

3Ca(HCO₃)₂ + 2Na₃PO₄ > Ca₃(PO₄)₂v+ 6NaHCO₃

3MgSO₄ + 2Na₃PO₄ > Mg₃(PO₄)₂v + 3Na₂SO₄.

После выработки своего ресурса фильтр нуждается в восстановлении. Происходит это просто, с помощью особой умягчённой воды по обратной формуле.

8.1 Расчёт водоподготовительной установки

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

· потери с продувкой котлов: q_пр=р % Dn;

где р - величина непрерывной продувки, %;

D - паропроизводительность котла, т/ч;

n - количество котлов в котельной;

· внутренние потери котельной: q_внутр= 2%Dn;

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

Таким образом, производительность ВПУ составит:

Q_впу=q_пр +q_внеш +q_внутр.

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:

f_усл =Q_впу / (v m₁) , м ² ,

где Q_впу производительность ВПУ, м³/ч;

v скорость фильтрования воды через фильтры первой ступени, м/ч[1, табл. 11.14];

m₁ количество фильтров первой ступени, принимаемравным m₁=3 (два рабочих, один на регенерации или в резерве).

f_усл = 3,72/(10*3) = 0,124 м².

По полученной условной площади фильтрования определим условный диаметр фильтра:

d_усл == м.



Принимаем к установке фильтр по расчетному диаметру ближайший больший из стандартных[1,табл.11.4]. По стандартному диаметру уточним действительную площадь фильтрования:

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.

8.2 Расчёт второй ступени фильтров ВТУ

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

,

где f_cтплощадь стандартного фильтра;

h - высота загрузки катионита, м, [1,табл.11.4];

Е_р рабочая обменная емкость катионита, г-экв/м³, [1,табл.11.5];

m₂ - количество фильтров в ступени, шт.;

Q_впу - производительность водоподготовительной установки;

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

· для I ступени ?U = ж_св = 3,5 мг-экв/кг;

· для II ступени ?U = 0,2…0,3 мг-экв/кг.

,

Продолжительность фильтрацикла больше минимальных 8 часов.

Количество регенераций в сутки:

n=24/(t+Т),

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

n=24/(3+525)= 0,045.

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

объем катионита в одном фильтре, м³:

V=f_ст*h,

где h - высота загрузки ионита, м;

V=0,392=0,78 м³,

объем катионита в фильтрах ступенях, м³:



V=f_см h m₂,

где m₂ - количество фильтров в ступени;

V=0,3923=2,34м³.

Расход воды на собственные нужды рассчитываемой группы фильтров при проведении регенерации,м³/ч:

= (V_влР_yn)/24 ,

где Р_yудельный расход воды на собственные нужды ионитных фильтров,м³_воды/м³_ионита[1, табл. 11.5];

= (9,10,045)/24=0,038 м³/ч.

Суточный расход технической поваренной соли NaCl на регенерацию одного фильтра:

NaCl =(bV100)/С,

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

b удельный расход NaCl на регенерациюионита,кг/м³,[1, табл. 11.5];.

NaCl =(902,34100*0,5)/90= 117 кг/сут.

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

м³/ч.

8.3 Расчёт первой ступени фильтров ВТУ

горение шлак тепловой расширитель

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

,

где f_cтплощадь стандартного фильтра;

h - высота загрузки катионита, м, [1,табл.11.4];

Е_р рабочая обменная емкость катионита, г-экв/м³, [1,табл.11.5];

m₂ - количество фильтров в ступени, шт.;

Q_впу - производительность водоподготовительной установки;

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

· для I ступени ?U = ж_св = 3,5 мг-экв/кг;

· для II ступени ?U = 0,2…0,3 мг-экв/кг.

,

Продолжительность фильтрацикла больше минимальных 8 часов.

Количество регенераций в сутки:



n=24/(t+Т),

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

n=24/(3+30)=0,73.

Объем ионитных материалов, загруженных в фильтры в набухшем (влажном) состоянии: объем катионита в одном фильтре, м³:

V = f_ст*h,

где h - высота загрузки ионита, м;

V = 0,392=0,78 м³,

объем катионита в фильтрах ступенях, м³: V = f_смhm₂, где m₂ - количество фильтров в ступени;

V = 0,3923 = 2,34м³.

Расход воды на собственные нужды рассчитываемой группы фильтров при проведении регенерации,м³/ч:

= (V_влР_yn)/24 ,

где Р_y удельный расход воды на собственные нужды ионитных фильтров, м³_воды/м³_ионита [1, табл. 11.5];



= (7,70,73)/24 = 13,15 м³/ч.

Суточный расход технической поваренной соли NaCl на регенерацию одного фильтра:

NaCl =(bV100)/С ,

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

b удельный расход NaCl на регенерациюионита,кг/м³,[1, табл. 11.5];.

NaCl =(1102,34100*0,5)/90 = 143 кг/сут.

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

м³/ч.

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

V_NaCl =[1,5(G^сутIст. + G^сутIIст. )30]/1000=[1,5(117 + 143)30]/1000 = 11,7м³.



9. Расчёт технико-экономических показателей работы котельной

Основной целью расчёта технико-экономических показателей работы котельной является определение себестоимости производимой для нужд потребителя теплоты. Расчёт ведётся для тарифов на 01.01.1991 и после с помощью поправочных коэффициентов становится актуальным для времени проектирования. 1. Для расчета принимают норму амортизации для зданий и сооружений р₁=3,5 %, которая складывается из отчислений на реновацию в 1,5…1,8 % и отчислений на капремонт в 1,6…1,7 %. Суммарные капиталовложения в источник теплоснабжения определяют как:

К=kQ_уст, тыс. руб,

где k - удельные капиталовложения на 1 МВт установленной мощности: k = 46*10³[1, рис. 12.1, от.-пр.].

Q_уст - суммарная установленная теплопроизводительность котельной, МВт, определяемая из выражения:

Q_уст=[D_ном(h_п-h_пв)+D_пр(h_к.в-h_пв)]n10^-3, МВт,

гдеn - число установленных в котельной котлов;

D_ном - номинальная паропроизводительность котла, кг/с;

h_п,h_пв,h_к.в - соответственно, энтальпия пара, питательной и котловой воды, кДж/кг (берутся из теплового расчета котлоагрегата).

Q_уст=66783/1000=20,034 МВт.

К=45*10³*20,034=1033,8 тыс. руб.



Затраты на амортизацию производственных зданий и сооружений равны:

, тыс.руб/год.

, тыс.руб/год.

Затраты на амортизацию оборудования определяются по формуле:

, тыс. руб/год,

где р₂ - норма отчислений на амортизацию оборудования.

тыс.руб/год

Общие затраты на амортизацию источника теплоснабжения составят:

, тыс. руб/год.

тыс. руб/год.

2. Затраты на текущие ремонты оборудования и зданий можно для сравнительных расчетов принять равными 20 % затрат на амортизацию:

С_т.р=0,2С_ам, тыс. руб/год.

С_т.р=0,266,35 = 13,27 тыс. руб/год.

3. Затраты на заработную плату персонала определяют по формуле:



С_зп=ПQ_уст1,35, тыс.руб/год,

где П - штатный коэффициент[1, рис.12.3, от.-пр.].

Величина 1,35 соответствует среднегодовой зарплате обслуживающего персонала в тыс. руб./год. С_зп=1,29*20,0341,35=29,1тыс.руб/год.

4.Одной из основных затрат являются затраты на топливо:

Упрощаем С_т=25 руб. за 1000 м³.

Годовой расход топлива для котельной можно найти из выражения

, т/год,

где k_пт - коэффициент, учитывающий потери топлива при транспортировке, разгрузке, хранении, внутреннем перемещении и обработке, а также расход топлива на растопки и другие потери. Для газа и мазута k_пт=1,006;

- суммарная выработка тепла котельной, ГДж/год:

=,

гдеq_сн - расход тепла на собственные нужды (деаэрация, подогрев мазута и т.п.), в долях.

, ГДж/год,



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

D_пр - отпуск пара потребителю, т/ч (по заданию);

h_п- энтальпия пара, кДж/кг;

h_ок - энтальпия обратного конденсата, кДж/кг;

б_возвр - доля возврата конденсата с производства;

₁ и ₂ - число часов работы котельной соответственно, по отпуску теплоты и пара на производство, ч/год;

ГДж/год;

=ГДж/год;

тыс.м³/год.

В итоге затраты на топливо определяются как: