Обеспечение теплом и горячим водоснабжением потребителей микрорайона

Размещено на http://www.allbest.ru/

Аннотация

В дипломном проекте разрабатывается проект на строительство котельной мощностью 4 МВт. Котельная блочная, в комплект входит котлоагрегат КСВр - 4 шт, газовая горелка - 4 шт. Необходимо произвести монтаж основного и вспомогательного оборудования, обвязку котлов.

Основными задачами данного дипломного раздела являются:

1. Определение стоимости основного и вспомогательного оборудования.

2. Определение сметной стоимости строительно-монтажных работ.

3. Выявление экономически более эффективного варианта проектного решения.

4. Разработка проекта производства работ по наиболее эффективному варианту технического решения.

Для сравнения рассматриваются два варианта:

1. Котельная, работающая на газе.

2. Котельная, работающая на мазуте.

Введение

В наше сложное время, с больной кризисной экономикой строительство новых промышленных объектов сопряжено с большими трудностями, если вообще строительство возможно. Но в любое время, при любой экономической ситуации существует целый ряд отраслей промышленности, без развития которых невозможно нормальное функционирование народного хозяйства, невозможно обеспечение необходимых санитарно-гигиенических условий населения. К таким отраслям и относится энергетика, которая обеспечивает комфортные условия жизнедеятельности населения, как в быту, так и на производстве.

Последние исследования показали экономическую целесообразность сохранения значительной доли участия крупных отопительных котельных установок в покрытии общего потребления тепловой энергии.

Наряду с крупными производственными, производственно-отопительными котельными мощностью в сотни тонн пара в час или сотни МВт тепловой нагрузки установлено большое количество котельных агрегатов мощностью до 1 МВт и работающих почти на всех видах топлива.

В данном дипломном проекте разрабатывается проект на строительство новой блочной котельной мощностью 4 МВт для обеспечения теплом потребителей микрорайона г. Кушва.

Реферат

Заданием для дипломного проекта является проект новой блочной котельной мощностью 4 МВт в г. Кушва Свердловской области.

Цель дипломного проекта - обеспечение теплом и горячим водоснабжением потребителей микрорайона. В настоящее время отопление микрорайона осуществляется от котельной ООО «Энерготехник». Территориальное расположение микрорайона находится на «хвостовике» отопительных сетей ООО «Энерготехник». Учитывая большую протяженность сетей и их неудовлетворительное состояние, приводящее к большим потерям тепла, а так же, горный рельеф, где перепады по высоте более 40-45 метров и как следствие сложности наладки гидравлического напора теплоснабжения микрорайона - все это ведет к не соблюдению температурного режима потребителей.

В соответствии с расчетом тепловых нагрузок потребителей тепла котельной микрорайона г.Кушва расчетная тепловая нагрузка на отопление, вентиляцию и ГВС составляет 3,17 Гкал/ч. Суммарное годовое потребление тепла -- 18259.2 Гкал/год.

Для покрытия расчетной мощности и создания надежной системы теплоснабжения проектом предусматривается установка четырех котлов марки КВСр-0,8К/1,0Гс тепловой мощностью 1,0 МВт каждый, работающие на природном газе.

Котлы КВСр-0,8К/1,0Гс располагаются в новом блочном здании котельной и обеспечиваются всеми видами материально-технического оборудования, связи, сигнализации.

Принимается закрытая двухтрубная система теплоснабжения. Теплоноситель на отопление -- вода с температурой 95/70 ⁰С, рабочее давление 0,35 МПа (3,5атм.). Горячее водоснабжение осуществляется от водо-водяного теплообменника. Подпитка тепловой сети осуществляется из водопровода. Контроль количества подпиточной воды и воды, идущей на горячее водоснабжение осуществляется по водомерным счетчикам. В котельной предусмотрена ингибиторная химводоочистка подпиточной и горячей воды.

Для циркуляции воды в системе отопления установлены два сетевых насоса производительностью G=140мі/ч, напором H=31м. (один рабочий, один резервный).

Удаление дымовых газов предусмотрено в две дымовые трубы диаметром Д=426 мм, высотой Н=24м самотягой без установки дымососа. Конкретные технологические решения освещены в соответствующих частях рабочего проекта.

Работа котельной предусмотрена в автоматическом режиме без присутствия обслуживающего персонала.

Произведены следующие расчеты:

- расчет нагрузок на отопление и горячее водоснабжение, расходов теплоносителя;

- расчёт тепловой схемы котельной;

- аэродинамический расчёт газового тракта;

- расчет газопровода;

- спроектирована автоматика безопасности котла,

- приведено технико-экономическое обоснование котельной.

Дипломный проект включает в себя девять чертежей формата А1 и пояснительную записку.

1. Исходные данные

1.1 Архитектурно-планировочные и конструктивные решения

Проектируемая автономная котельная расположена в новом отдельно стоящем здании.

Ограждающие конструкции из стальных профилированных листов с полимерным утеплителем воздухо- и паронепроницаемые и соответствует требованиям [6]..

Помещение котельной относится к IV степени огнестойкости, категория по взрывопожарной и пожарной опасности - «Г». Помещение котельной прямоугольное в плане, с размерами в осях 9х12м и высотой 3 м.

Заполнение оконных проемов обычным стеклом. Площадь легкосбрасываемой конструкции - окна общей площадью 12,3 мІ при требуемой 9,72мІ из расчета 0,03 м² на 1 м³ объема помещения котельного зала.

Ремонтные помещения отсутствуют, т.к. ремонт оборудования, арматуры, приборов контроля и регулирования проводится на базе специализированной организации, имеющей соответствующую лицензию, с использованием их баз и инвентарных средств.

1.2 Климатологические данные

Исходные данные:

· Средняя температура наиболее холодной пятидневки tо=-36єС.

· Средняя температура наружного воздуха за отопительный период tот=-6.6єС.

· Средняя температура наружного воздуха за год ti = 0.3єС

· Расчетная температура наружного воздуха для проектирования вентиляции

tv = - 36єС

· Продолжительность отопительного периода 238 дней.

· Повторяемость температур наружного воздуха по [1].

Таблица 1. Повторяемость температур наружного воздуха

tн,єС	- 44.9 ч- 40	-39.9 ч- 35	-34.9 ч- 30	-29.9 ч - 25	-24.9 ч- 20	-19.9 ч - 15	-14.9 ч- 10	- 9.9 ч-5	- 4.9 ч 0	+ 0.1 ч+ 5	+ 5.1 ч+ 8
Часы	5	14	32	105	317	581	1349	956	807	786	760

Всего часов 5712

· Средние температуры наружного воздуха по месяцам года [2].

Таблица 2. Средние температуры наружного воздуха по месяцам года

Месяц	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IХ	Х	ХI	ХII
tср мес, є C	- 7.3	- 5.1	- 7.7	2.3	8.9	14.7	17.0	14.4	8.7	0.7	- 7.9	- 5.1

2. Расчет тепловой схемы котельной

Принципиальная тепловая схема характеризует сущность основного технологического процесса преобразования энергии и использования в установке теплоты рабочего тела. Она представляет собой условное графическое изображение основного и вспомогательного оборудования, объединенного линиями трубопроводов рабочего тела в соответствии с последовательностью его движения в установке.

Основной целью расчета тепловой схемы котельной является:

· Определение тепловых нагрузок на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение;

· Выбор вспомогательного оборудования и определения диаметров трубопроводов и арматуры;

· Определение исходных данных для дальнейших технико-экономических расчетов (годовых выработок тепла, годовых расходов топлива и др.)

Тепловая схема котельной приведена на листе 1 графической части дипломного проекта.

2.1 Определение тепловых нагрузок

2.1.1 Расчет тепловой нагрузки на отопление

Для данного района строительства расчетная зимняя температура наружного воздуха для проектирования отопления tр = - 36єС [1].

Таблица 3. Исходные данные

Наименование здания	Объем,Мі	qот,Вт/(мі·ч·єС)	qv,Вт/(мі·ч·єС)	Температура,єС	Количество Человек
Школа	11415	0.33	0.4	16	700
Дворец культуры	28441	0.3	0.38	16	1200
Жилой дом (4этажа)	2520	0.49	0	20	72
Жилой дом (2 этажа)- 19 шт	1634Ч19	0.49	0	20	456
Жилой дом (2 этажа)- 11 шт	3268Ч11	0.44	0	20	528
Частный жилой дом -12 шт	200Ч12	0.87	0	20	48
Склад	3000	0.75	0	10	-
Столярный цех	4060	0.6	0.6	15	15

Тепловая нагрузка на отопление при наружной температуре tн = - 36єС.

Qот = a · qот · V (tвн - tн. от), Вт (1)

где a - поправочный коэффициент, применяемый в тех случаях, когда расчетная температура наружного воздуха для жилых и общественных зданий отличается

от - 30єС, принимаемый по [1];

qот - тепловая отопительная характеристика зданий, Вт/(мі·єС), представляющая собой поток теплоты, теряемый 1 мі наружного объема здания в единицу времени при разности температур внутреннего и наружного воздуха 1єС, принимаемый по [1];

V - объем здания, мі;

tвн - расчетная внутренняя температура здания (усредненная), єС;

tн.от - расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления, єС.

Школа Qот = 0.95 · 0.33 · 11415 (16 +36) = 186087.3 Вт

Дворец культуры Qот = 0.95 · 0.3 · 28441 (16 +36) = 421495.6 Вт

Жилой дом (4 этажа) Qот = 0.95 · 0.49 · 2520 (20 +36) = 65691.4 Вт

Жилой дом (2 этажа) Qот = 0.95 · 0.49 · 31046 (20 +36) = 809307 Вт

Жилой дом (2 этажа) Qот = 0.95 · 0.44 · 35948 (20 +36) = 841471 Вт

Частный жилой дом Qот = 0.95 · 0.87 · 2400 (20 +36) = 111081.6 Вт

Склад Qот = 0.95 · 0.75 · 3000 (10 +36) = 98325 Вт

Столярный цех Qот = 0.95 · 0.6 · 4060 (15 +36) = 118024.2 Вт

---------------------

? 2435134 Вт

2.43МВт = 2.08Гкал/час - нагрузка на отопление

Тепловая нагрузка на отопление при наружной температуре tн = +8єС.

Школа Qот = 0.95 · 0.33 · 11415 (16 - 8) = 28628.8 Вт

Дворец культуры Qот = 0.95 · 0.3 · 28441 (16 - 8) = 64845.5Вт

Жилой дом (4 этажа) Qот = 0.95 · 0.49 · 2520 (18 - 8) = 11730.6 Вт

Жилой дом (2 этажа) Qот = 0.95 · 0.49 · 34200 (18 - 8) = 159201 Вт

Жилой дом (2 этажа) Qот = 0.95 · 0.44 · 39600 (18 - 8) = 165528 Вт

Частный жилой дом Qот = 0.95 · 0.87 · 2400 (18 - 8) = 19836 Вт

Склад Qот = 0.95 · 0.75 · 3000 (10 - 8) = 4275 Вт

Столярный цех Qот = 0.95 · 0.6 · 4060 (15 - 8) = 16199.4 Вт

---------------------

? 470244 Вт

0.47 МВт = 0.40Гкал/час

2.1.2 Расчет тепловой нагрузки на вентиляцию зданий

Для жилых зданий Qv = 0.

Qv = a qv V (tвн - t v), Вт (2)

где qv - удельная вентиляционная характеристика здания, Вт/(мі·єС); принимается по [1] в зависимости от назначения и строительного объема здания.

t v - расчетная температура наружного воздуха для проектирования вентиляции

tv = - 36єС

Школа Qот = 0.95 · 0.4 · 11415 (16 + 36) = 225560 Вт

Дворец культуры Qот = 0.95 · 0.38 · 28441 (16 +36) = 533894 Вт

Столярный цех Qот = 0.95 · 0.6 · 4060 (15 +36) = 118024 Вт

----------------------

? 759572 Вт

0.76 МВт = 0.65 Гкал/час

Тепловая нагрузка на вентиляцию при наружной температуре tн = +8єС.

Школа Qот = 0.95 · 0.4 · 11415 (16 - 8) = 34702 Вт

Дворец культуры Qот = 0.95 · 0.38 · 28441 (16 - 8) = 82138 Вт

Столярный цех Qот = 0.95 · 0.6 · 4060 (15 - 8) = 16199 Вт

----------------------

? 133039 Вт

0.13 МВт = 0.11 Гкал/час

2.1.3 Расчет тепловой нагрузки на горячее водоснабжение

QГВС = 1.2cpgu U(tz - tc) /T, Вт (3)

где c - удельная теплоемкость воды, с=4190Дж/(кг·єС);

p - плотность воды, р = 1000 кг/мі;

gu - средняя в сутки норма расхода горячей воды на единицу измерения потребителя, мі/(сутки. ед), принимаемый по [1];

U - количество единиц измерения потребителя;

tz - температура горячей воды в точке водоразбора, єС;

tc - температура холодной воды в отопительный период, єС;

T - время потребления горячей воды в течение суток, с/сут.

Школа QГВС = 1.2·4190·1000·0.008·700(60 - 5) /12·3600 =35848 Вт

Дворец культуры QГВС = 1.2·4190·1000·0.005·1200(60 - 5) /12·3600 =38408 Вт

Жилой дом (4 этажа) QГВС = 1.2·4190·1000·0.120·72(60 - 5) /24·3600 =27654 Вт

Жилой дом (2 этажа) QГВС = 1.2·4190·1000·0.120·456(60 - 5) /24·3600 =175142 Вт

Жилой дом (2 этажа) QГВС = 1.2·4190·1000·0.120·528(60 - 5) /24·3600 =202796 Вт

Частный жилой дом QГВС = 1.2·4190·1000·0.120·48(60 - 5) /24·3600 =18436 Вт

---------------------

? 498284 Вт

0.50МВт = 0.43 Гкал/час

В теплый период года ГВС не требуется.

Максимальный часовой расход теплоты на ГВС, Вт

Qmax ГВС = в·ГВС

где в - коэффициент часовой неравномерности потребления горячей воды.

Для районов теплоснабжения с жилыми и общественными зданиями согласно

в=2-2.4, принимаем в = 2.4 [3]

Qmax ГВС = 2.4·498284 = 1195882 Вт

2.1.4 Расчет количества работающих котлов

- зимний период

Общая нагрузка на отопление, вентиляцию и ГВС составляет:

2.43+0.76+0.50 = 3.69 МВт

Мощность котла - 1 МВт

Количество котлов 3.69/1 = 3.69

В зимний период работают 4 котла.

- переходные условия

Общая нагрузка на отопление, вентиляцию и ГВС составляет:

0.13+0.47+0.50 = 1.1 МВт

Мощность котла - 1 МВт

Количество котлов 1.1/1 = 1.1

При переходных условиях работают 2 котла.

2.1.5 Годовой график теплопотребления

Строится годовой график теплопотребления по месяцам для жилого района. Для этого определяются среднемесячные тепловые нагрузки, Вт

;

;

где z - усредненное за отопительный период число часов работы системы вентиляции в течение суток, принимаем z=16;

nмес, tср мес - продолжительность и средняя температура наружного воздуха, єС, для данного месяца.

Среднемесячные нагрузки на отопление:

Qот. январь = 2435(18 + 17.3 /18 + 36)·24·60ґ 60Ѕ 31 = 4.3 10 кДж

Qот. февраль = 2435 (18 + 15.1 /18 + 36)·24·60ґ·60Ѕ 28 = 3.6 10 кДж

Qот. март = 2435 (18 + 7.7 /18 + 36)·24·60ґ 60Ѕ 31 = 3.1 10 кДж

Qот. апрель = 2435 (18 - 2.3 /18 + 36)·24·60ґ·60Ѕ·30 = 1.8 10 кДж

Qот. май = 2435 (18 - 8.9 /18 + 36)·24·60ґ·60Ѕ 15 = 1.0 10 кДж

Qот. сентябрь = 2435 (18 - 8.7 /18 + 36)·24·60ґ 60Ѕ·15 = 1.0 10 кДж

Qот. октябрь = 2435 (18 - 0.7 /18 + 36)·24·60ґ 60Ѕ 31 = 2.1 10 кДж

Qот. ноябрь = 2435 (18 + 7.9 /18 + 36)·24·60ґ·60Ѕ·30 = 3.0 10 кДж

Qот. декабрь = 2435 (18 + 15.1 /18 + 36)·24·60ґ·60Ѕ 31 = 4.0 10 кДж

Среднемесячные нагрузки на вентиляцию:

Qv. январь = 691 (16 + 17.3 /16 + 36)·24·60ґ·60Ѕ·31 16/24 = 0.8 10 кДж

Qv. февраль = 691 (16 + 15.1 /16 + 36)·24·60ґ 60Ѕ·28 16/24 = 0.7 10 кДж

Qv. март = 691 (16 + 7.7 /16 + 36)·24·60ґ 60Ѕ 31 16/24 = 0.6 10 кДж

Qv. апрель = 691 (16 - 2.3 /16 + 36)·24·60ґ·60Ѕ·30 16/24 = 0.3 10 кДж

Qv. май = 691 (16 - 8.9 /16 + 36)·24·60ґ·60Ѕ·15·16/24 = 0.08 10 кДж

Qv. сентябрь = 691 (16 - 8.7 /16 + 36)·24·60ґ·60Ѕ·15·16/24 = 0.08 10 кДж

Qv. октябрь = 691 (16 - 0.7 /16 + 36)·24·60ґ 60Ѕ·31·16/24 = 0.3 10 кДж

Qv. ноябрь = 691 (16 + 7.9 /16 + 36)·24·60ґ·60Ѕ·30·16/24 = 0.5 10 кДж

Qv. декабрь = 691 (16 + 15.1 /16 + 36)·24·60ґ·60Ѕ·31·16/24 = 0.7 10 кДж

Среднемесячные нагрузки на горячее водоснабжение:

QГВС январь = 498 31 24 60ґ·60Ѕ = 1.3 10 кДж

QГВС февраль = 498 28 24 60ґ·60Ѕ = 1.2 10 кДж

QГВС март = 498 31 24 60ґ 60Ѕ = 1.3 10 кДж

QГВС апрель = 498 30 24 60ґ·60Ѕ = 1.3 10 кДж

QГВС май = 498 15 24 60ґ·60Ѕ = 0.6 10 кДж

QГВС сентябрь = 498 15 24 60ґ·60Ѕ = 0.6 10 кДж

QГВС октябрь = 498 31 24 60ґ· 60Ѕ = 1.3 10 кДж

QГВС ноябрь = 498·30 24 60ґ 60Ѕ = 1.3 10 кДж

QГВС декабрь = 498 31 24 60ґ·60Ѕ = 1.3 10 кДж

Таблица 4. Результаты расчетов

Месяц	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII
Qот. мес	4.8	3.7	3.5	2.1	0.6	-	-	-	0.6	2.3	3.4	4.5
Qv мес	0.4	0.3	0.3	0.2	0.02	-	-	-	0.02	0.2	0.3	0.4
QГВС мес	1.3	1.2	1.3	1.3	0.6	-	-	-	0.6	1.3	1.3	1.3
?	6.5	5.2	5.1	3.6	1.22	-	-	-	1.22	3.8	5.0	6.2

При построении графика следует учесть, что начало и конец отопительного сезона предусматривается при tн = +8єС.

2.2 Подбор и размещение основного и вспомогательного оборудования

На основании результатов, полученных при расчете тепловой схемы котельной, производим выбор основного и вспомогательного оборудования.

2.2.1 Выбор котлоагрегатов

Выбор типа, количества и единичной производительности котлоагрегатов зависит главным образом от расчетной тепловой производительности котельной, где они будут установлены; от вида теплоносителя, отпускаемого котельной.

На основании вышеизложенного - в котельной установлено 4 котла КВСр - 0.8/1.0Гс с единичной теплопроизводительностью 1МВт, что в сумме дает 4МВт.

А из расчета тепловой схемы максимальная суммарная нагрузка котельной 3.95МВт, что позволяет использовать котлоагрегаты КВСр - 0.8/1.0Гс.

Котлы КВСр - 0.8/1.0Гс располагаются в новом блочном здании котельной.

Основные технические характеристики котла приведены в таблице 2.

Принимается закрытая четырехтрубная система теплоснабжения. Теплоносители систем:

· Отопление, вода с параметрами 95 - 70єС, рабочее давление 0.35МПа (3.5 атм)

· Горячее водоснабжение, вода с параметрами 60єС.

Нагрев воды ГВС производится в водо-водяном теплообменнике. Предусмотрена установка бака-аккумулятора ГВС. Подпитка тепловой сети осуществляется из водопровода.

Таблица 5. Паспортные характеристики котла

№ п/п	Показатели	Ед. изм.	Значение
1	Тепловая мощность	кВт	1000
2	Максимальное рабочее давление котла	кгс/см2	6
3	КПД	%	92
4	Расчетный расход топлива на котел	м3/ч	120
5	Объем воды в котле	л	1400
6	Температура отходящих газов	С	160
7	Габариты котла Д х Ш х В	мм	3000х1650х2250
8	Масса котла, не более	кг	3200

В комплект поставки котла входят непосредственно котлоагрегат, газовая горелка, предохранительный клапан, клапан обратный, термометр, манометр.

2.2.2 Расчет схемы рециркуляции

Регулирование отпуска теплоты потребителям производится изменением температуры прямой воды в зависимости от температуры наружного воздуха (качественное регулирование), принимается температурный график 95/70°С.

Температурный график центрального регулирования системы теплоснабжения 95-70 ⁰С.

Температура наружного воздуха 0С	Температура в подающем трубопроводе 0С	Температура в обратном трубопроводе 0С
+8	38	33
+5	43	36
0	51	41
-5	57	47
-10	65	51
-15	71	55
-20	77	59
-25	83	63
-30	90	65
-35	95	70

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. Схема рециркуляци

Нагретая вода выходит из котла с температурой 86єС.

Делится на два потока:

· часть воды подается в подогреватель;

· другая часть - в трубопровод прямой сетевой воды.

В подогревателе происходит процесс теплообмена между греющей и нагреваемой водой.

Греющая вода - вода из котла с температурой 86єС, нагреваемая - подается в подогреватель с температурой 5єС и нагревается до 60єС (для ГВС).

Греющая вода при теплообмене остывает и выходит из подогревателя с температурой 56єС. Затем происходит слияние потоков, вода с температурами 86єС и 56єС смешивается, приобретая температуру 65єС (рис).

Далее происходит деление на потока:

· часть воды подается на рециркуляционный насос;

· другая часть - в трубопровод прямой сетевой воды.

Для того чтобы исключить образование конденсата на греющих поверхностях котла и продлить срок его эксплуатации необходимо подавать воду в котел с температурой 60єС. Поэтому часть потока, идущего на рециркуляционный насос смешивается с обратной сетевой водой до температуры 60єС и подается в котел (рис.).

Рециркуляция нужна только в переходный период года, в зимний период - обеспечивается температурный график 95/70, насос рециркуляции не работает, задвижки закрыты.

Но так как в трубопроводе прямой сетевой воды температура 65єС, ее нужно охладить до 38єС (по температурному графику для +8єС температура прямой сетевой воды равна 38єС). Поэтому часть сетевой прямой воды подмешивается с сетевой обратной водой (рис.), для обеспечения заданной температуры.

Участок 1

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. Расчетная схема участка 1

Определим температуру на выходе из котла:

G_сет·с(t_п-t_о)+ G_ГВС·с(t_z-t_c)= G_к·с(t₁-t_к)

35·4,19(38-33)+5,16·4,19(60-5)=17,5·4,19(t₁-60)

Из этого уравнения определим t₁

t₁= 86єС

Подогреватель ГВС рассчитывается для температуры наружного воздуха +8єС (невыгодные условия).

Примем скорость в трубках щ=1м/с, тогда площадь живого сечения трубок f_тр можно найти по формуле:

,

где G_ГВС - максимальный расход на горячее водоснабжение, кг/с;

щ - скорость в трубках, м/с;

с - плотность воды, с=1000кг/мі.

Принимаем по [1] f_тр=0,0057 м²

Принимаем [1] к установке водо-водяной подогреватель 09ОСТ 34-488-68 9-168Ч2000-Р ПВ-z-09 с площадью поверхности нагрева F = 3,4 мІ, число трубок n=37; Дн=168 мм; Двн=158 мм; площадь живого сечения: трубок f=0.0057 мІ, межтрубного пространства f=0.0122мІ.

Зная площадь межтрубного пространства, найдем расход:

G_мт=F_мт·щ

G_мт=0,0122·1=0,0122мі/с·1000кг/мі=12,2кг/с

Определим температуру на выходе из подогревателя, єС, выразим из уравнения:

Q=G_мт·с(t₂-t₄)з

єС

Определим температуру смешанной воды, єС:

,

єС

Участок 2

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. Расчетная схема участка 2

Составим уравнение теплового баланса:

Q=G₆t₆+G₉t₉=G₁₂t₁₂

G₆·65є+ G₉·33є=17,5·60є

Так как G₁₂=G₆+G₉, тогда

G₆=17,7-G₉

Подставим в уравнение:

(17,7-G₉)·86+ G₉·33=1050

Найдем расходы:

G₉=2,73 кг/с G₆= 14,77кг/с

Участок 3

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. Расчетная схема участка 3

Для получения заданной температуры 38єС в трубопроводе прямой сетевой воды с расходом G₁₁=35 кг/с, нужно охладить воду с температурой 65 єС и расходом

G₇= 2,73 кг/с. Для этого, из трубопровода обратной сетевой воды подаем воду с температурой 33єС и расходом G₁₀=G₁₁-G₇=35-2,73=32,77кг/с.

2.2.3 Расчет подогревателя

Площадь поверхности нагрева скоростных водоподогревателей, м² определим по формуле:

, м²

где Q - расчетный расход теплоты, ккал/ч;

Q = 1195882 Вт/ч · 1,16 = 1030932,8 ккал/ч;

k - коэффициент теплопередачи подогревателя, ккал/(м² · ч · єС);

?Т - среднелогарифмическая разность температур между греющей и нагреваемой средой, єС.

Определим коэффициент теплопередачи подогревателя:

где м -коэффициент, учитывающий накипь и загрязнение трубок, м=0,8;

б₁ и б₂ - коэффициенты теплоотдачи от греющей среды к стенкам трубок и от стенок к нагреваемой воде, ккал/(м²·ч·єС).

Коэффициент теплоотдачи от греющей воды к стенкам трубок б₁ ккал/(м²·ч·єС), определим по формуле:

где t_гр.ср - средняя температура греющей воды,єС;

щ - скорость воды в трубках или в межтрубном пространстве,м/с;

d_экв - эквивалентный диаметр межтрубного пространства, так как греющая вода проходит по межтрубному пространству, м.

Среднюю температуру греющей воды определяем по формуле:

t_гр.ср = (t_{1 гр} + t_{2 гр})/2,

где t_{1 гр} и t_{2 гр} - температура греющей воды на входе и выходе из подогревателя, єС.

t_гр.ср = (86 + 56)/2=71єС

Скорость воды щ при ее плотности с=1000кг/мі в межтрубном пространстве равна:

в трубках

где G_мт и G_тр - соответственно расход воды в межтрубном пространстве и по трубкам, т/ч.

G_мт = 12,2кг/с = 43,92 т/ч; G_тр = 5,16кг/с = 18,58 т/ч;

f_мт и f_тр - соответственно площадь живого сечения межтрубного пространства и трубок.

Скорость воды в межтрубном пространстве:

м/с

в трубках

 м/с

Определим эквивалентный диаметр межтрубного пространства:

мм

где D_в - внутренний диаметр корпуса подогревателя, м;

d_н - наружный диаметр трубок подогревателя, d_н = 16 мм;

z - число трубок в живом сечении подогревателя.

Коэффициент теплоотдачи от стенок к нагреваемой воде, ккал/(м²·ч·єС), определим по формуле:

где d_н - наружный диаметр трубок подогревателя, м;

t_{нагр.ср} - средняя температура нагреваемой воды, єС;

t_{нагр.ср} = (t_1нагр + t_2нагр)/2,

где t_1нагр и t_2нагр - соответственно температуры нагреваемой воды на выходе и входе в подогреватель, єС.

t_{нагр.ср} = (60 +5)/2 = 32,5єС

Коэффициент теплоотдачи от греющей воды к стенкам трубок б₁ равен:

ккал/(м²·ч· єС)

Коэффициент теплоотдачи от стенок к нагреваемой воде б₂ равен:

ккал/(м²·ч· єС)

Коэффициент теплопередачи подогревателя равен:

ккал/(м² ч єС)

Определим среднелогарифмическую разность температур

Размещено на http://www.allbest.ru/

, єС

где ?t_б - разность температур 56єС - 5єС =51єС;

?t_м - разность температур 86єС - 60єС = 26єС.

, єС

Определим площадь поверхности нагрева водоподогревателя, м²

, м²

Число секций подогревателя определим по формуле:

,

где F - площадь поверхности нагрева подогревателя, м²;

Fс - площадь поверхности нагрева одной секции установленного или выбранного к установке подогревателя, м².

Принимаем 3 секции

2.2.4 Выбор сетевого насоса

Сетевые насосы выбирают по расходу сетевой воды.

Расход сетевой воды:

,

где Q - нагрузка на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение, МВт

Q = 2.43+0.76+0.50 = 3.69 МВт

c - удельная теплоемкость воды, с=4,19 кДж/(кг·єС);

t1 - температура в подающем трубопроводе, єС;

t2 - температура в обратном трубопроводе, єС.

Необходимая производительность сетевых насосов, приведенная к плотности св = 1000 кг/мі = 1т/мі

Gсет = 127/1 = 127 мі/ч.

Принимаем по [4] насос марки NM 80/16-170 производительность G = 140 мі/ч, напором Н = 31 м.в.ст , мощность электродвигателя N = 18 кВт (один рабочий, один резервный).

2.2.5 Выбор рециркуляционного насоса

С целью продления срока службы котельных агрегатов вода в котел должна поступать с температурой 60єС, для того чтобы предотвратить выпадение конденсата на греющих поверхностях котла. Поэтому установлен рециркуляционный насос марки NM 50/12 - 127, производительностью G = 48 мі/ч, напором Н = 16 м.в.ст, мощность электродвигателя N = 2.7 кВт

Необходимая производительность рециркуляционных насосов, приведенная к плотности св = 1000 кг/мі = 1т/мі

G_рец = 14,77кг/с = 53т/ч = 53 мі/ч

2.2.6 Выбор насоса ГВС

G = 0,5кг/с = 1,8т/ч =1,8 мі/ч

Принимаем по [4] насос марки NM 32/12-130 производительность G = 15 мі/ч, напором Н = 20 м.в.ст , мощность электродвигателя N = 1,5 кВт

2.2.7 Подбор подпиточных насосов

Подачу подпиточных насосов Gппн принимают равной расходу воды на компенсацию утечки из тепловой сети, численно равной 0.25% фактического объема воды в трубопроводах тепловых сетей и присоединенных к ним системах отопления и вентиляции зданий.

Объем воды в системе теплоснабжения принимается равным 35 мі на 1 МВт расчетного теплового потока [3].

Объем воды в системе теплоснабжения

Vв = 35 мі/МВт 3.69МВт = 139 мі

Gппн = 0.25% Vв = 0.0025 · 139 = 0.35 мі/ч

Принимаем насос марки К50-32-125 производительностью G = 50 мі/ч, напором

Н = 20 м, мощность электродвигателя N = 2.2 кВт

2.2.8 Расчет диаметров трубопроводов

,

где Gсет - расход сетевой воды, кг/с;

v - удельный объем воды, v = 0.001м³/кг;

Vв - скорость воды в трубопроводе, принимаем 1 м/с

· Диаметр трубопровода сетевой воды

Принимаем трубу стандартного диаметра 200 мм.

· Диаметр трубопровода прямой воды, подаваемой на ГВС:

Принимаем трубу стандартного диаметра 80 мм.

· Диаметр трубопровода обратной воды ГВС:

Принимаем трубу диаметром 32мм.

· Диаметр трубопровода, идущего от котла:

где 8,75кг/с - расход воды на один котел.

Принимаем трубу стандартного диаметра 100мм.

· Диаметр трубопровода сырой воды:

G = 13,24мі/ч (из табл.7) = 13,24т/ч =3,68 кг/с

Принимаем трубу стандартного диаметра 70мм.

Трубопроводы котельной - стальные трубы.

Диаметры трубопроводов определены исходя из максимальных часовых расчетных расходов теплоносителя и допускаемых потерь давления, допустимых скоростей потока, экономичной и надежной эксплуатации.

Материал труб:

для труб по ГОСТ 10704-91 - сталь Вст3сп5 ГОСТ 380-88,

для труб по ГОСТ 3262-75* - сталь Вст3сп5 ГОСТ 380-88.

для деталей трубопроводов по ГОСТ 17375-83 - ГОСТ 17379-83 - ст.20 ГОСТ 1050-88.

Система трубопроводов оборудована устройствами для спуска воды из системы и воздушными кранами. Горизонтальные участки трубопроводов предусмотрено проложить с уклоном не менее 0,002 в сторону движения среды.

3. Водоподготовка

Подпитка системы теплоснабжения производится из водопровода через установку стабилизационной обработки воды.

Присутствие в хозяйственно-питьевой воде солей жесткости вызывает образование отложений малорастворимых солей (накипи) на внутренних стенках трубопроводов тепловых сетей, систем отопления и оборудования котельной, что приводит к ухудшению теплообмена, а также уменьшению срока службы эксплуатации оборудования. Для предохранения от этого хозяйственно-питьевая вода проходит обработку комплексонами путем непрерывного и точечного дозирования реагента СК-110 в коллектор обратной сетевой воды с целью обеспечения устойчивого водно-химического режима водогрейных котлов.

Качество воды соответствует требованиям к подпиточной воде для водогрейных котлов с температурой не выше 115 и предотвращает образование накипи на поверхностях нагрева в котлах и теплообменниках, отложения солей жесткости на внутренних поверхностях стенок трубопроводов теплоснабжения.

Расход воды на заполнение системы и подпитку приведен в табл.6

Таблица 6. Расход химически подготовленной воды

Назначение расхода воды	Расход воды
	мі/ч	мі/сут	мі/год
Заполнение системы теплоснабжения*	5.5	132	132
Подпитка системы	0.35	8,4	2016
Заполнение системы химочищенной водой после планового ремонта			132
Итого:	5,85	140,4	2280

*Разовое водопотребление в период пуско-наладочных работ

Контроль качества котловой воды осуществляется два раза в месяц.

Отбор проб исходной воды, подающего и обратного теплоносителя котельной производится через специальные пробоотборочные краны.

4. Водопотребление котельной

В котельную ввод водопровода 76х3 предусмотрен от сети хозяйственно-питьевого водопровода.

На производственные нужды котельной потребление хозяйственно-питьевой воды предусматривается для подпитки системы, для системы ГВС и на мокрую уборку помещения.

Данные по производственному водопотреблению приведены в таблице 4.

Таблица 7. Водопотребление котельной

Назначение расхода воды	Расход воды
	м3/ч.	м3/сут	м3/год
Заполнение системы теплоснабжения Подпитка системы теплоснабжения Система ГВС Мокрая уборка помещений	5,5 0,35 7.35 0,04	132 8,4 176.4 0,04	132 2016 42336 9,6
Итого:	13.24	317	44494

5. Водоотведение

Настоящим проектом предусмотрен отвод воды от спусков технологического оборудования в дренажный трубопровод котельной с разрывом струи.

Отвод воды от спусков технологического оборудования при аварийных и ремонтных работах не превышает внутренний водяной объем оборудования и трубопроводов.

Дренажные и канализационные стоки в систему канализации.

Данные по водоотведению приведены в табл. 7

Таблица 7. Водоотведение котельной

Вид стоков	Объем стоков
	м3/ч.	м3/сут	м3/год
От предохранительных клапанов*	0,005	0,005	0,01
Слив из системы при плановых ремонтах**			132
Аварийный слив от котлов**			1,4
Итого:	0,005	0,005	116,9

* Разовые сбросы в период пуско-наладочных работ

**Разовые сбросы

Дренажные трубопроводы отводятся в систему канализации.

6. Аэродинамический расчет котла и газо-воздушного тракта

6.1 Газо-воздушный тракт и дымовые трубы

Горелочное устройство - горелка БГГ-1,1.

Отходящие газы выводятся через газоходы в две дымовые трубы Ду400 мм, высотой 24м каждая.

Для отвода конденсата из нижней части ствола каждой дымовой трубы выполнен дренажный трубопровод.

Котлы КВСр-0,8К/1,0Гс работают под разряжением на уравновешенной тяге с разрежением в топке 10-20Па. Температура отходящего газа при полной нагрузке около 160C.

По всей длине газоходы изолированы минераловатными матами.

Забор воздуха на горение осуществляется из помещения котельной и компенсируется притоком наружного воздуха через жалюзийные решетки в наружной стене котельной.

6.2 Аэродинамический расчет газового тракта

Исходные данные для расчета

Тепловая мощность котла N = 1,0 МВт

КПД котла = 0,90

Температура уходящих газов tух = 160єС

Коэффициент избытка воздуха = 1,2

Низшая теплота сгорания газа Qн = 36,5 МДж/м3

Теоретически необходимый V_в⁰ = 9,68 н.м3

объем воздуха

Теоретический объем V_г⁰ = 10,86 н.м3

продуктов сгорания

Плотность дымовых _г = 1,29 кг/м3

газов при нормальных условиях

(t =0єС, Р = 760 мм рт. ст. )

Характеристики природного газа и продуктов его сгорания приняты для газа Северных месторождений по [5].

Характеристика дымовых газов

Действительный объем

V_г = V_г⁰ + (б - 1) V_в⁰ = 10,86 + (1,2 - 1) 9,68 = 12,8 м³

Расход природного газа на котел

В₁ = N/(Qн*) = 1,0/(36,5*0,90) = 0,0298 м³/с = 107,2 м³/час

Объемный расход дымовых газов

V = B* Vг =0,0298 * 12,8 = 0,38 м³/с = 1368 м³/час

Объем газов при температуре 160є Vг = 1368*(273+160)/(273*3600) = 0,6 мі/с

6.5 Сопротивление газохода

Определение скорости движения дымовых газов

Для определения скорости дымовых газов в газоходах и в дымовой трубе задаюсь размерами газоходов и диаметром дымовой трубы:

* размеры газоходов принимаю диаметром 500 Ч 500 мм;

* диаметр дымовой трубы 400 мм.

Скорость движения дымовых газов определим по формуле:

 = ,

где - скорость движения дымовых газов, м/с;

F - площадь сечения канала, по которому проходят дымовые газы, м²:

для прямоугольных газоходов:

F_газ = а*в = 0,5*0,5 = 0,25 м²

Объем дымовых газов при температуре 160єС равен V=0,6мі/с.

=

Потери давления на трение на прямом участке:

, Па

где л - коэффициент трения;

l - общая длина газохода, м;

- диаметр трубы или эквивалентный диаметр канала, определяемый при прямоугольном канала по формуле:

м

где - площадь живого сечения канала, м²;

- периметр канала, м.



Величина л зависит от критерия Рейнольдса и степени шероховатости стенок трубы или канала.

н - кинематическая вязкость, м/с [7]. Для 160єС н = 26,04 · 10^-6 м/с.

Определим плотность дымовых газов при температуре 160єС по формуле:

Потери давления на трение:

Потери давления на местные сопротивления на выходе дымовых газов из котла:

где - сумма коэффициентов местных сопротивлений [8].

Уж = ж₁ + ж₂ + ж₃ + ж₄ + ж₅

ж₁ = 0,8 - сопротивление на выходе из котла;

ж₂ = 0,2 - сопротивление шибера;

ж₃ = 0,9 - сопротивление при повороте газохода;

ж₄ = 0,3 - сопротивление при сужении потока;

ж₅ = 4 - сопротивление на выходе дымовых газов из газохода в трубу.

Уж = 0,8 + 0,2 + 0,9 + 0,3 + 4 = 6,2

Потери давления на местные сопротивления:

Суммарное сопротивление газохода до дымовой трубы:

?P_г = ?Pе + ?Pм = 0,38 + 14,5 = 14,9 Па

6.4 Сопротивление дымовой трубы

Расчет сопротивления дымовой трубы выполняется аналогично расчету газохода.

Скорость движения дымовых газов определим по формуле:

= ,

где - скорость движения дымовых газов, м/с;

F - площадь сечения трубы:

=

Так как через дымовую трубу проходят газы от двух котлов, то полученную скорость нужно умножить на два:

Потери давления на трение на прямом участке:

, Па

где л - коэффициент трения;

l - общая длина газохода, м;

- эквивалентный диаметр трубы определим по формуле:

где - площадь живого сечения канала, м²;

- периметр канала, м.

Величина л зависит от критерия Рейнольдса и степени шероховатости стенок трубы или канала.

н - кинематическая вязкость, м/с [7]. Для 160єС н = 26,04 · 10^-6 м/с.

Определим плотность дымовых газов при температуре 160єС по формуле:

Потери давления на трение:

Потери давления на местные сопротивления на выходе дымовых газов из котла:

ж = 1



Суммарное сопротивление трубы:

?P_тр = ?Pе + ?Pм = 35,8 + 37,3 = 73,1 Па

6.5 Самотяга дымовой трубы

Принимаем, что абсолютное давление дымовых газов на выходе из котла равно давлению воздуха за пределами газового тракта. Тогда для удаления дымовых газов из газоходов должно выполняться условие: самотяга дымовой трубы равна сумме всех сопротивлений газового тракта на участке от котла до устья дымовой трубы. Если это условие не выполняется, то требуется установка дымососов для создания дополнительной тяги.

Расчет выполнен для двух котлов и одной дымовой трубы, соединенных газоходом максимальной протяженности.

На рассматриваемом участке газового тракта должно выполняться условие:

h _{т. тр} ДР_г + ДР_тр , Па ,

где h _{т. тр} - самотяга дымовой трубы, Па.

Самотягу дымовой трубы определим по формуле:

h _{т. тр} = g H 273·1,3 , Па

где g - ускорение свободного падения, м/с ², g = 9,81 м/с ²;

Н - высота дымовой трубы, Н= 25 м;

t _в - температура наружного воздуха , є С

t _в = -36 є С - для холодного периода года и t _в = +8є С - для переходного периода года.

t _тр - температура уходящих газов на входе в дымовую трубу, є С.

t _тр = 160єС;

h_бар - принимаем 760 мм рт. ст.;

- охлаждение газов в трубе, град/м.

Для стальных труб:

, град/м

Q^х_m - максимальная часовая производительность котельной, ккал/ч;

Q^х_m = 3690 кВт/ч ·3600 = 1328400 кДж / 4,187 = 3172677ккал/ч

єС/м

Охлаждение газов по длине трубы:

t_охл = 0,36 · 24 = 8,6єС

Температура дымовых газов на выходе из трубы:

t_{г вых} = 160 - 8,6 = 151,4єС

Средняя температура дымовых газов:

t_ср = (160+151,4)/2 = 155,7єС

h _{т. тр} = 9,81· 24 · 273 ·1,3 · = 156 Па

h _{т. тр} = 156 Па - для холодного периода.

h _{т. тр} = 9,81· 24 · 273 ·1,3 · = 100 Па

h _{т. тр} = 100 Па - для переходного периода.

h _{т. тр} ДР_г + ДР_тр = 14,9 + 73,1 = 88 Па

156 > 88 - в холодный период года,

100 > 88 - в переходный период года

Самотяга дымовой трубы больше всех сопротивлений газового тракта на участке от котла до устья дымовой трубы. И установка дымососов для удаления дымовых газов и обеспечения нормальной работы котлов не требуется.

водоснабжение газопровод отопление котельная

7. Расчет газопровода котельной

Топливом для проектируемой котельной является природный газ.

Котел КВСр- 0.8К/1,0Гс оборудован газовой блочной горелкой, номинальной тепловой мощностью 1,1 МВт. Расход природного газа на один котел 120 мі/ч. В комплект поставки горелки входят: огневой узел, узел подачи воздуха (вентилятор и входная коробка с заслонкой), узел регулирования тепловой мощности и соотношения газ-воздух.

Присоединительное давление газа перед клапанами горелки не более 7 кПа.

Источником газоснабжения котельной является существующий надземный газопровод высокого давления 0,6МПа диаметром 159х4,5мм.

На внутрикотельном газопроводе установлено:

- газорегуляторная установка для снижения газа с высокого 0,49МПа до среднего 0,0073МПа рабочего для котельной и поддержания его на заданном уровне;

- быстродействующий отсечной электромагнитный клапан на вводе.

Предусматривается автоматическое закрытие этого клапана при:

- отключение электроэнергии;

- при сигнале достижения загазованности помещения котельной, равной 10% от нижнего предела воспламеняемости природного газа;

- при достижении ПДК СО в рабочей зоне равной 95-100мг/мі (5ПДК р.3);

- при пожаре.

Для измерения расхода природного газа на котельную устанавливается счетчик.

На отводе газопровода к каждому котлу установлена отключающая арматура - задвижка, поворотная заглушка, два отсечных электромагнитных клапана, располагаемых последовательно, и регулирующее устройство - заслонка перед горелкой. Между отсечными электромагнитными клапанами предусмотрена свеча безопасности с автоматическим отключающим устройством, обеспечивающая автоматическую проверку герметичности затворов предохранительных клапанов перед розжигом.

Клапаны задействованы в системе безопасности котла, автоматически прекращающей подачу природного газа к горелке при:

- погасании факела горелки;

- при повышении или понижении давления газа ( 0,5 <Ри< 10 кПа);

- невоспламенении газа;

- понижении давления воздуха перед горелкой (80Па);

- повышении или понижении давления воды на выходе из котла (Рmin=1кгс/смІ Рmax=5,5кгс/смІ);

- понижении разрежения в топке (давление вверху топки до 20Па);

- неисправности цепей защиты, включая исчезновение напряжения;

- при отсутствии герметичности газовых клапанов при пуске котла;

- при повышении температура воды на выходе из котла выше 95єС.

Работа проектируемой котельной предусмотрена в автоматическом режиме без постоянного присутствия обслуживающего персонала с выводом на диспетчерский пункт следующих звуковых и световых сигналов:

- загазованности помещения котельной метаном;

- загазованности помещения котельной оксидом углерода;

- срабатывания быстродействующего отсечного клапана на вводе в котельную;

- общий сигнал аварии в котельной (причина неисправности фиксируется в котельной в памяти контроллера с указанием времени и даты события);

- контроля наличия напряжения;

- при возникновении пожара;

- несанкционированного проникновения в котельную.

Автоматическое регулирование тепловой мощности котла и регулирование соотношения топливо-воздух выполняется регулирующими устройствами, поставляемыми в комплекте с горелкой.

Предусмотрена система продувочных газопроводов с отключающим устройством и устройством для отбора проб газа.

Для регулировки давления газа установить в помещении котельной газорегуляторную установку на базе регулятора РДУК-50М.

В состав газорегуляторной установки входит следующее оборудование: фильтр газовый, коммерческий узел учета расхода газа, две линии редуцирования давления газа, одна рабочая, одна резервная, запорная арматура. На каждой линии редуцирования давления газа установлен комбинированный регулятор давления газа со встроенными предохранительным запорным и сбросным клапанами.

ГРУ оборудована контрольно-измерительными приборами для измерения перепада давления на фильтре, температуры газа, давления газа на входе и выходе из ГРУ.

Пропускная способность газорегуляторной установки с регулятором давления газа РДУК-50М обеспечивает необходимый 15-20% запас максимального расчетного расхода газа.

Встроенные в комбинированный регулятор давления предохранительные запорный и сбросной клапана обеспечивают соответственно автоматическое прекращение или сброс газа в атмосферу при изменении давления в газопроводе, недопустимом для безопасной и нормальной работы газоиспользующего оборудования.

В ГРУ предусмотрена система продувочных и сбросных трубопроводов для продувки газопроводов и сброса газа от встроенного в регулятор давления газа ПСК, которые выводятся в безопасные места на высоту 1м от уровня кровли здания.

Предусмотрено ограждение газорегуляторной установки на высоту 1,8 метра, обеспечен основной проход для обслуживания более 1,0 метра.

Коммерческий узел учета расхода газа предусмотрен в составе газорегуляторной установки, состоит из газового счетчика СГ-16М-100, датчиков по давлению и температуре, теплоэнергоконтроллера «Тэкон-17» с возможностью вывода результатов на принтер.

Диаметр газопроводов среднего и высокого давления принят из расчета расхода газа с учетом бесперебойного снабжения газом потребителя в часы максимального потребления.

Диаметры газопровода определяем из уравнения массового расхода :

Q = с МхМ (4.1)

де Q- расход газа , кг/с ;

- площадь сечения газопровода , м ² ,

d - диаметр газопровода , м ;

х - скорость газа , м/с ;

с - плотность газа , кг/м ³ .

Решая это уравнение относительно диаметра получим :

d = ,

Расход газа на один котел равен 107,2 м ³/ч

107,2 М0,73 = 146,8 кг/ч = 0,022 кг/с ,

0,73 - плотность газа при температуре 0є С и давлении 760 мм рт.ст , кг/м ³ .

Плотность газа при температуре 20є С и давлении 0,007 МПа вычисляю по формуле

с = с ₀ М (4.3)

где с ₀ - плотность газа при нормальных условиях , с ₀ = 0,73 кг/м ³ ;

t - температура газа , є С , t= 20 є С ;

Р_абс - абсолютное давление газа на расчетном участке газопровода , МПа , Р_абс определяю по формуле [2]:

Р_абс = Р_изб + Р _атм , МПа (4.4)

Р_изб - избыточное давление в газопроводе , Р_изб = 0,007 МПа ;

Р _атм - атмосферное давление , МПа . По [2]: Р _атм = 0,1 МПа ;

Р_абс = 0,007+0,1 = 0,107 МПа .

- абсолютное давление газа при нормальных условиях , МПа ;

с = 0,73 М = 0,72 кг/м ³ ;

н - принимаем 15 м/с (для среднего давления газа)

Диаметр трубопровода на подводке к котлу:

d =

Принимаем трубу стандартного диаметра 57 мм.

Диаметр трубопровода с расходом на два котла:

Q = 0,022кг/с ·2 = 0,044 кг/с

d =

Принимаем трубу стандартного диаметра 89 мм.

Диаметр трубопровода с расходом на четыре котла:

Q = 0,022кг/с ·4 = 0,088 кг/с

d =

Принимаем трубу стандартного диаметра (с запасом) 159 мм.

8. Расчет вентиляции котельной

Внутренняя температура в помещении котельной, исходя из технологических требований, принята +5С в зимний период и +30єС летом.

Количество воздуха, необходимого для горения - 4300 м³/ч.

Вентиляция котельной вытяжная естественно-принудительная, рассчитанная на удаление теплоизбытков в переходный период и обеспечивающая воздухообмен в помещении котельной. Вытяжка осуществляется из верхней зоны. В холодный период вентиляция естественная через дефлектор, а в переходный период - принудительная.

Приток воздуха в котельную осуществляется через регулируемые жалюзийные решетки в наружной стене помещения, так же предусмотрена установка осевого вентилятора марки ВО 12-303-6,3.

Приточная вентиляция учитывает количество воздуха, идущего на горение и трехкратный воздухообмен помещения котельной.

Вытяжная вентиляция предусматривает трехкратный воздухообмен.

В данном проекте проведен подбор дефлекторов для удаления воздуха из помещений и расчет сечения приточной вентиляционной решетки.

8.1 Расчет сечения вентиляционной решетки

Требуемая площадь сечения вентиляционной решетки для притока воздуха в помещение котельной.

F = V / 3600 * Vp, мІ

где Vp = 1м/с - скорость воздуха в решетке (принимаем согласно Изменению N1 СНиП II-35-76)

V = 9*12*3*3 + 4300 = 972 + 4300 = 5272 мі - объем воздуха, поступающего в котельную.

F = 5272 / 3600 * 1 = 1,46 мІ

Следовательно, устанавливаются 4 регулируемые решетки РС-В 1025х425 площадью живого сечения 0,386 мІ каждая.

8.2 Расчет дефлектора

Диаметр шахты при установке дефлектора для организации вытяжной вентиляции из помещения котельной:

До = 0,0188 * v L / Vв = 0,0188 * v 972 / 4 = 0,29м

Коэффициент местного сопротивления Уо1 = 0,3,

Тепловой напор в шахте ?Рт=0,5кг/мі.

Скорость воздуха в горловине дефлектора

Vдефл. = v (0.4*VвІ + 16*?Рт) / (1,2+ Уо1+0,02*(1/До) = v (0.4*4І + 16*0,5) / (1,2+ 0,3+0,02*(1/0,29) = 3 м/с

Диаметр шахты с учетом местного сопротивления

До' = 0,0188 * v 972 / 3 = 0,33м

Определение расхода воздуха в шахте при безветрии:

Сумма местных сопротивлений Уо2 складывается из коэффициента сопротивления вытяжного зонта 0,3 и коэффициента сопротивления проходу воздуха для круглого дефлектора по полному напору 0,61 (при действии ветра этот коэффициент автоматически учитывается в формулах определения скорости в шахте - горловине дефлектора).

V'дефл = 4*v?Рт/ Уо2 + 0,02*(1/До) = 4*v0,5/0,91 + 0,02*(1/0,33) = 3,1м/с

и расход

L' = (П*ДоІ/4)*3600* V'дефл = (3,14*0,33І/4)*3600*3,1 = 952мі/ч

(972 - 952) / 972 * 100 = 2%

Следовательно, принимает дефлектор ф300мм.

Для предотвращения перегрева оборудования в летний период установлены крышной вентилятор марки ВКРМ-4-01, работа которого регулируется контроллером системы автоматизации котельной.

9. Автоматизация котельной

Раздел разработан на основании СНиП 3.05.07-85 «Системы автоматизации», СНиП 42-01-2002 «Газораспределительные системы» , СНиП II-35-75 «Котельные установки», ПУЭ «Правила устройства электроустановок».

Система автоматизации котельной выполнена на базе логических программируемых контроллеров с модулями расширения, связанных между собой по встроенному интерфейсу CAN. Проектом предусматривается установка программируемого контроллера на каждый водогрейный котел и установка одного общекотельного контроллера для управления работой котельного оборудования.

Для сбора информации об объекте автоматизации используются аналоговые (4...20 мА) и дискретные (+24В) датчики. Контроллер обеспечивает сбор информации с дискретных и аналоговых датчиков, кнопок управления на лицевой панели контроллера, ее обработку и отображение на собственном дисплее, формирование управляющих сигналов на исполнительные устройства.

Контроллер, а также схемы питания и коммутации, смонтированные в щите управления. Аварийные датчики, первичные преобразователи температуры и давления установлены непосредственно на трубопроводах.

Общекотельный контроллер обеспечивает следующие функции:

- автоматическое управление оборудованием котельной в режиме

ГВС;

- автоматическое управление оборудованием котельной в режиме отопления;

- автоматическое управление оборудованием котельной в режиме ГВС и отопления;

- автоматическое включение резервного котла при отключении работающего по аварийному параметру;

- автоматическое включение резервного насоса при аварийном отключении работающего насоса;

- автоматическое отключение подачи газа на узле ввода в котельной при возникновении следующих аварийных ситуаций:

- аварийное срабатывание датчика загазованности метаном СГГ-6М;

- автоматическое отключение работающих котлов при возникновении следующих аварийных ситуаций:

- отключение подачи газа;

- аварийное срабатывание датчика загазованности окисью углерода СОУ-1;

- давление воды после сетевых насосов ниже 1,3 кгс/смІ;

- давление воды после сетевых насосов выше 7,1 кгс/смІ;

- аварийное отключение двух сетевых насосов;

- отключение насосов ГВС при:

- достижении аварийного нижнего уровня в баке-аккумуляторе ГВС;

- давление в трубопроводе сырой воды ниже 1,2 кгс/смІ;

- давление воды в подающем трубопроводе ГВС выше 3,9 кгс/смІ;

- отключение насоса рециркуляции и закрытие заслонки на перепускной линии при:

- давление воды в трубопроводе после насосов рециркуляции ниже 1 кгс/смІ;

- давление воды в трубопроводе после насосов рециркуляции выше 7 кгс/смІ;

- отключении теплового выключателя насоса рециркуляции;

- отключение всего оборудования котельной при:

- срабатывании пожарно-охранной сигнализации;

- отключении питающего напряжения;

- нажатия кнопки "АВАРИЯ"

- измерение и регистрацию:

а) температуры:

- прямой и обратной сетевой воды;

- воды перед и за котлами;

- ГВС;

- воды после теплообменника;

- наружного воздуха.

б) давления:

- прямой и обратной сетевой воды;

- воды после сетевых насосов, насосов

рециркуляции и ГВС;

- питательной воды;

- газа;

в) расхода:

- сетевой воды;

- подпиточной воды;