Теплопроизводительность производственно-отопительной котельной

Размещено на http://www.allbest.ru/

Реферат

В данной курсовой работе рассчитаны производительность производственно-отопительной котельной предприятия, часовой расход топлива, выбраны количество и тип котлоагрегатов, топочное устройство, определены его размеры, подобрана стандартная колосниковая решетка.

Курсовая работа состоит из пояснительной записки и графической части. Пояснительная записка содержит 20 листов, использованные источники литературы. Графическая часть состоит из одного листа формата А4, где изображена принципиальная схема промышленной отопительной котельной.

Задание по расчету теплопроизводительности производственно-отопительной котельной, выбор топочного устройства

Определить производительность (мощность) производственно-отопительной котельной, выбрать количество и тип котлоагрегатов. Рассчитать часовой расход топлива, выбрать топочное устройство, определить его размеры, подобрать стандартную колосниковую решетку, газовую горелку или мазутную форсунку.

Задано:

1. По технологическим потребителям пара:

а) теплоноситель - сухой насыщенный пар давлением Р= 1.1МПа;

б) возврат конденсата составляет б =50 % от расхода пара;

в) температура конденсата, возвращаемого в котельную, tк = 700С

2. По отоплению и вентиляции:

а) местоположение и назначение производственных зданий г. Львов, цех: лесопильный (число работающих - 120 человек), сушильный (число работающих - 40 человек), механический (число работающих - 10 человек):

б) объем производственных зданий: цех лесопильный: =4500м 3, сушильный цех: =2500м 3, механический цех: = 5100м 3

в) греющий теплоноситель в сетевых подогревателях системы и калориферах вентиляционной системы - насыщенный пар давлением Р =0,5 МПа;

г) температура горячей сетевой воды tсет = 1500С

д) температура обратной сетевой воды tсет =700C

е) температура конденсата, после охлаждения конденсата t = 750С

3. По горячему теплоснабжению:

а) температура горячей воды tr=700С

б) начальная температура воды tx =50С

в) греющий теплоноситель - насыщенный пар давлением Р =1,1 МПа

4. По котельной:

а) принципиальная тепловая схема котельной

б) расход пара на собственные нужды и утечки принять равным 6% от расхода пара внешним потребителем;

в) вид топлива - древесные отходы, низшая теплота сгорания топлива Qрн =10,2 МДж/кг;

г) КПД котла брутто зка = 0,78;

д) температура питательной воды tпв =100 0С.

Оглавление

Введение

1. Мощность тепловых потребителей

1.1 Расход теплоты на отопление

1.2 Расход теплоты на вентиляцию

1.3 Определение расхода теплоты на горячее водоснабжение

2. Определение паропроизводительности котельной. Выбор количества и типа котлоагрегатов

3. Определение расхода пара

3.1 Расход пара производственными потребителями теплоты (по максимально-зимнему режиму)

3.2 Расход пара и воды теплофикационной установки

3.3 Расход пара на горячее водоснабжение

3.4 Расход пара и воды на водоочистку

3.5 Расход пара на деаэратор питательной воды

4. Определение расхода топлива

5. Расчет топки

6. Описание принципиальной тепловой схемы паровой производственно-отопительной котельной

Заключение

Библиографический список

Введение

Теплотехника - общетехнической дисциплины, предмет изучения которой - способы получения, преобразования, передачи и использования теплоты. А так же принципы действия и конструктивные особенности тепло- и парогенераторов, тепловых и холодильных машин, аппаратов и устройств.

Производственно технологические процессы лесопильно-деревообрабатывающей промышленности связано со значительным расходом теплоты (гидротермическая обработка древесины, плит и изделий измельченной древесины и т.д.).

Для создания необходимых условий труда и быта, работающих теплота расходуется на санитарно технические нужды (отопление и вентиляция производственных, культурно бытовых, живых помещений, горячее водоснабжение, бани бассейны, прачечные и т.д.).

Потребителей теплоты подразделяют на следующие группы:

- производственно технологические процессы;

- отопление, вентиляция, бытовое и горячее водоснабжение производственных и вспомогательных цехов;

- отопление, вентиляция, бытовое и горячее водоснабжение административных зданий и культурно-бытовых учреждений;

- отопление и горячее водоснабжение жилого поселка или микрорайона.

Деревообрабатывающее предприятие использует в основном тепловую энергию, вырабатываемую собственными котельными.

В качестве теплоносителей для большинства предприятий применяется вода или водяной пар. При температурах до 120 0С - в качестве теплоносителя применяют горячую воду; при 120…20 0С - воду и водяной пар, а при температуре свыше 120 0С - водяной пар.

По экономическим и техническим соображениям предпочтительнее использовать горячую воду, кроме того. Если передача пара на расстоянии более 3х километров затруднительна, то горячая вода может подаваться на расстоянии 10км и более.

Потребление тепловой энергии в системах теплоснабжения происходит не равномерно в течении года и суток. Годовое потребление разделяется на 2е группы: а) сезонная тепловая нагрузка; б) круглогодовая тепловая нагрузка. котельная котлоагрегат топка колосник

Сезонная тепловая нагрузка (отопление, вентиляция, кондиционирование воздуха, оттаивание древесины перед распиловкой в лесопильном цехе и пр. зависит прежде всего от климатических условий: температура наружного воздуха, солнечной радиации, направление и скорости ветра и т.п. Сезонная нагрузка имеет сравнительно постоянный чуточный график в течение отопительного периода.

1. Мощность тепловых потребителей

Таблица 1.1 Тепловые характеристики лесоперерабатывающих и вспомогательных цехов

	Цех	Давление пара на технологические нужды, МПа	Максимальный расход теплоты, кВт
1	Лесопильный	0.5	4500
2	Сушильный	0.5	2500
3	Механический	0.5	5100
	В итоге	0.5	12100

1.1 Расход теплоты на отопление

При отсутствии проектного материала расход теплоты на отопление рассчитывают по методу удельных отопительных характеристик по формуле

(1)

где - удельный расход тепла на отопление здания, Вт/м³ К;

- усредненная расчетная температура воздуха внутри отапливаемых помещений, °С; - температура наружного воздуха, °С; - наружный строительный объем отапливаемой части здания, м³, = -3.9°С;

Лесопильный - =4500м³

Сушильный - =2500м³

Механический - = 5100м³

Из условия = 18°С.

Удельные расходы теплоты на отопление изменяются как функция расчетной температуры наружного воздуха и приведены в прил. 4 с учетом справочного коэффициента , учитывающего влияние расчетной температуры наружного воздуха данного географического пункта. Для = -3.9°С, =1.2,

(2)

Расход теплоты на отопление бытовых зданий рассчитывается так же в зависимости от этажей здания. Принимаем количество этажей =2-3;

деревообрабатывающий цех -

механический цех -

сушильный цех -

бытовые здания -

а) Максимально-часовой расход теплоты на отопление (наиболее холодного месяца)

(3)

Расход теплоты на отопление лесопильного цеха:

Расход теплоты на отопление сушильного цеха:

Расход теплоты на отопление механического цеха:

Расход теплоты на отопление жилых зданий () рассчитывается также в зависимости от количества этажей здания.

Расход теплоты на отопление производственных зданий:

б) Среднечасовой расход теплоты на отопление:

- средняя температура отопительного периода = 0.3°С

Расход теплоты на отопление лесопильного цеха:

Расход теплоты на отопление сушильного цеха:

Расход теплоты на отопление механического цеха:

Расход теплоты на отопление бытовых зданий:

Расход теплоты на топление производственных зданий:

1.2 Расход теплоты на вентиляцию

Расход теплоты на вентиляцию в значительно большей степени, чем расход на топление, зависит от проводимых в помещении технологических производственных процессов и от интенсивности производства.

При отсутствии проектной документации, как и для отопления, максимально-часовой расход тепла на вентиляцию, применяем формулу:

- удельный расход на вентиляцию, Вт/м³К, - средняя температура воздуха внутри отапливаемых помещений,°С; - температура наружного воздуха, °С; - наружный строительный объем отапливаемой части здания, м³

Расход теплоты на вентиляцию сушильного цеха:

Расход теплоты на вентиляцию механического цеха:

Расход теплоты на вентиляцию жилых зданий:

Расход теплоты на вентиляцию производственных зданий:

1.3 Определение расхода теплоты на горячее водоснабжение

Горячим водоснабжением обеспечиваются квартиры (для ванн, стирки белья и пр.), коммунально-бытовые предприятия (баня, прачечная, столовая, больница др.), а так же душевые производственных объектов. Для подсчета тепловой нагрузки на горячее водоснабжение воспользуемся таблицей 3.2

Расход тепла на горячее водоснабжение определяется по формуле:



Где, - норма расхода горячей воды на единицу потребления; х - количество единиц потребления, n=170 человек; температура горячей воды tг=70°C; начальная температура воды tx=5°C;

=4,19 кДж/кгК; а =10 л/сут

Расход теплоты на горячее водоснабжение производственных зданий определяется по формуле:

Где - расход тепла на горячее водоснабжение производственных зданий из табл. 2.1:

=1.5кг/с, tг=70°C; tx=5°C

=4,19 кДж/кгК

Результаты расчетов представлены в виде таблицы:

Таблица - Тепловые нагрузки котельной

Потребление	Максимальный расход, кВт
Технологические нужды Отопление и вентиляция производственных помещений Отопление и вентиляция бытовых зданий	1 000 188,5+133=321,5 292,05+112,5=404,55
Горячее водоснабжение Производственных зданий Бытовых зданий	408,5 5,3
Итого	2139,85

2. Определение паропроизводительности котельной. Выбор количества и типа котлоагрегатов

Определяем паропроизводительность котельной для двух характерных режимов - максимально зимнего и максимально-летнего (при отсутствии расхода теплоты на отопление и вентиляцию).

Для максимально-зимнего режима по формуле:

h - энтальпия пара при Р на технологические нужды предприятия, кДж/кг, h = 2781 кДж/кг

tk - температура конденсата, возвращаемого в котельную, °C

kс.н. - доля расхода теплоты на собственные нужды котельной,(kс.н. =0,06)

kт.с. - коэффициент, характеризующий потери в тепловых сетях (kт.с=0,1)

Для максимального зимнего режима:

Число котельных агрегатов должно быть не менее двух, учитывая плановые моменты котлоагрегатов и возможность аварийной остановки отдельного агрегата.

Выбор типа котла.

Для нахождения необходимых данных в дальнейшем расчете тепловой схемы выбираю тип котла, ориентируясь на расчетные данные производительной котельной.

Выбираем котел ДКВр 4-13 (табл.4.1)

3. Определение расхода пара

3.1 Расход пара производственными потребителями теплоты (по максимально-зимнему режиму)

Расход пара на технологические нужды

Где а возврат конденсата табл. 2.1, %; а=50%

h - энтальпия вырабатываемого пара при Р в котлоагрегате, кДж/кг;

h=2781 кДж/кг

hвозв - энтальпия возвращаемого конденсата, кДж/кг hвозв=290кДж/кг

Расход пара на отопление и вентиляцию производственных, административных, жилых и культурно-бытовых зданий:

Суммарный расход пара для производственных потребителей теплоты с учетом потерь в тепловых сетях



3.2 Расход пара и воды теплофикационной установки

Установка состоит из подогревателя сетевой воды, охладителя конденсата и тепловых сетей.

Температура обратной сетевой воды 70°С. Температура прямой воды 150°С. Температура сетевой воды после охладителя конденсата принимаем 75°С

Количество сетевой воды циркулирующей в системе отопления производственных зданий (закрытая система):

Расход греющего пара на теплофикацию установки

h - энтальпия греющего пара, кДж/кг; коэффициент учитывающий потери подогревателя в окружающую среду, 0,98

3.3 Расход пара на горячее водоснабжение

3.4 Расход пара и воды на водоочистку

Безвозвратная потеря конденсата складывается из потерь производственного конденсата и потерь на продувку котлов (Р = 4% от Dmax). Подписка сети составляет 2% от количества сетевой воды, т.е. . С учетом коэффициента запаса, равно 1.2, производительность установки для водоочистки:

Расход пара на смесительный подогреватель сырой воды:

3.5 Расход пара на деаэратор питательной воды

В деаэратор направляются следующие потоки воды:

1. После химводоочистки при t = 200C;

2. Производственный конденсат 0,04* при tк = 70°C;

3. Конденсат пара после охлаждения при ;

при tк = 70°C;

Средняя температура водяных потоков, входящих в диаэратор:

Потребный расход пара для подогрева воды в деаэраторе 1040C:

Где - суммарный расход воды на деаэратор

з - 0,97 - КПД деаэратора

Проверяем правильность выбор паропроизводительности котельной.

Суммарный расход пара для внешних потребителей теплоты:

Суммарный расход пара на собственные нужды котельной:



Максимальная паропроизводительность котельной с учетом внутренних потерь:

= 1,053 кг/с

Расхождение с величиной , принятой по предварительному расчету не превышает 0.5%.

4. Определение расхода топлива

В котлоагрегатах малой производительности до 50 т/ч потерями тепла с продувочной водой можно пренебречь, тогда расход топлива при условии, что

D - паропроизводительность котельной с потерей внутренних потерь, кг/с;

h - энтальпия пара при Р котельной установки;

hп.в. - энтальпия питательной воды, кДж/кг.

5. Расчет топки

Выбор топочного устройства зависит от производительности котла, физико-химических свойств топлива и ряда технико-экономических условий.

Выбираем шахтную топку с наклонной решеткой W = 40%,А = 10%.

Тепловое напряжение объема топки:

Где В - условный расход топлива, кг/с;

- низжая теплота сгорания топлива, кДж/кг;

- объем топки;

=232-348 кВт/м 3 при сгорании древесных отходов.

6. Описание принципиальной тепловой схемы паровой производительно-отопительной котельной

При расчете тепловой схемы паровой котельной определяются расходы пара и воды для всех потребителей, выясняются утечки воды и пара и рассчитывается необходимая производительность химводоочистки. Принципиальная схема паровой производственно-отопительной котельной, предназначена для снабжения паром и горячее водой производственно-технологических нужд предприятия и систем отопления, вентиляции и бытового водоснабжения. В котлоагрегате КА вырабатывается насыщенный пар, который по трубопроводу поступает на производство и через редукционный клапан после дросселирования в пароводяные подогреватели (ПГВ и СП). СП и ПГВ предназначены: один для подогрева горячей воды на отопление, второй - на горячее бытовое водоснабжение. СП монтируются в виде блоков из двух теплообменников - основного (СП) и устанавливаемого под ним охладителя конденсата (ОК). Назначение охладителя конденсата - снижение температуры конденсата греющего пара поступлением его в деаэратор (Д). При использовании в котельных деаэраторов атмосферного типа, в которых температура насыщения воды около 100°С, температура поступающего конденсата должна быть ниже температуры кипения воды в деаэраторе, так как последний одновременно является сборным баком питательной воды. Для удаления газов из питательной воды она подогревается в деаэраторе до температуры кипения паром низкого давления, который поступает из коллектора. Вместе с газами из воды уходит некоторое количество пара. Несмотря на химводоочистку, в питательной воде остается некоторое количество солей. Для поддержания внутри парового котла допустимого солесодержания со стороны водяного объема и во избежание накипеобразования на стенках труб и других поверхностях нагрева производится непрерывная и периодическая продувка водотрубных котлов. Непрерывная продувка паровых котлов производится из той части котла, где предполагается наибольшее выпадение солей из питательной воды при переходе жидкости в пар. При продувке из котла уходит горячая вода с температурой насыщения, зависящей от внутри котлового давления (например, при р=2 МПа, t=211°C). Количество выдуваемой внутри котловой воды составляет 2,...,5%паропроизводительности котла. Для использования тепла воды непрерывной продувки в тепловой схеме предусмотрен расширитель непрерывной продувки (РНП). Он представляет собой емкость, размеры которой подобраны таким образом, что поступающая сюда горячая вода вскипает и частично превращается в пар, отводимый в коллектор пара низкого давления. Остающаяся вода с температурой около 100°С используется на рассматриваемой схеме в подогревателе сырой воды (ПСВ 1 и ПСВ 2) из водопровода.

Неизбежные утечки конденсата и неполный возврат его в котельную из систем теплоснабжения восполняют очищенной водой, для чего в котельной предусмотрена установка химводоочистки (ОФ и КФ). Для подачи воды в котел установлен питательный насос (ПН) с электроприводом. Неизбежные утечки воды, даже в закрытой теплосети, восполняют подпиточным насосом (ППН) водой из деаэратора.

Заключение

В результате выполненной работы были получены следующие результаты:

· производительность котельной D=1,053 кг/с, обеспечивает нужды потребителей по заданию;

· котлоагрегат - паровой котел марки: ДВКр 4-13

· условный расход топлива В=0,31 кг/с

Произведен расчет топки, выбрано топочное устройство и определены основные размеры:

выбираем топку с наклонной решеткой W=40%-50%.

- объем топки.

Библиографический список

1. Теплотехника: Расчет принципиальной тепловой схемы промышленно-отопительной котельной. Методические указания к выполнению курсовой работы.- Красноярск: СТИ. 1991.- 40с.

2. Тепловые нагрузки лесопильно-деревообрабатывающих производств:

Методические указания к выполнению курсовой работы.- Красноярск: КГТА, 1996,-32с.

3. Мелешко А.В., Теплотехника. Часть 1 - техническая термодинамика:

Учебное пособие. - Красноярск: СибГТУ. 2000. -78с.

4. Брдлик П.М., Морозов А.В., Семенов Ю.П., Теплотехника и теплоснабжение предприятий лесной и деревообрабатывающей промышленности: Учебник для вузов. - М. "Лесная промышленность", 1988.-456с.

Размещено на Allbest.ru