Размещено на http://www.allbest.ru/

ЗАДАНИЕ К КУРСОВОЙ РАБОТЕ

Дисциплина: Источники и системы теплоснабжения предприятий.

Тема курсовой работы: Расчет тепловой схемы производственно-отопительной котельной и теплового потребления жилого района города Пенза.

1) Определить по исходным данным (табл.1, 2, 3) суммарные расчетные расходы тепла на отопление жилого района города Пенза.

2) Определить по исходным данным (табл.1, 2, 3) суммарные расчетные расходы тепла на вентиляцию жилого района города Пенза;

3) Определить по исходным данным (табл.1, 2, 3) суммарные расчетные расходы тепла на горячее водоснабжение жилого района города Пенза;

4) Построить интегральный график расхода тепла на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение жилого района города Пенза;

5) Рассчитать тепловую схему производственно-отопительной котельной с паровыми котлами;

6) Произвести расчет и подбор основного котельного оборудования и определить его технические характеристики.

Полученные результаты представить в виде расчетных таблиц.

Таблица 1 - исходные данные

№ п/п	Наименование объекта	Строительный материал здания	Строительный объем здания, м3	Кол-во человек
1	Школа 3-эт	Сборный железобетон	30674	1174
2	Детский сад 3-эт	Сборный железобетон	7274	284
3	дом культуры 2эт	Сборный железобетон	18674	1004
4	Поликлиника 2эт	Природный камень	6074	154
5	Больница 4эт	Природный камень	15774	124
6	Торговый центр 1эт	Кирпич	5574	54
7	Баня 1эт	Кирпич	574	104
8	Прачечная 2эт	Природный камень	1774	14
9	3-эт гостиница	Кирпич	8074	124
10	Административное здание 1эт	Кирпич	6974	134
11	Общежитие 3-эт	Природный камень	9674	204
12	2-эт. ж/дом	Дерево	874	24
13	4-эт. ж/дом	Природный камень	9274	134
14	5-эт. ж/дом	Кирпич	12774	154
15	9-эт. ж/дом	Кирпич	20874	224
16	Ремонтный цех	Сборный железобетон	10074	34

Таблица 2 - исходные данные

№ п/п	Город	Продолжительность отопительного периода в сутках	Расчетная температура Наружного воздуха для проектирования отопления 0С tн.о.	Расчетная температура Наружного воздуха для проектирования вентиляции 0С tн.в.	Средняя температура Наружного воздуха за отопительныйпериод 0С tср.о.
1	Пенза	206	-27	-17	-5.1

Таблица 3 - исходные данные

№ п/п	Наименование промышленного предприятия	Расход пара на технологические нужды Т/час Р 1,4 МПа, Т 250 0С	Расход пара на технологические нужды Т/час Р 0,6 МПа, Т 180 0С	Строительный объем здания м3	Количество человек в смену, пользующихся горячей водой
1	Ремонтный цех	4	74	10074	34

Примечания:

1) * - последняя цифра номера студенческой зачетной книжки (табл.1)

2) ** - две последние цифры номера студенческой зачетной книжки (табл.1)

3) Последняя цифра номера студенческой зачетной книжки соответствует № п/п города ( табл.2) и наименованию промышленного предприятия (табл. 3)

4) Расход тепла на вентиляцию рассчитать для общественных зданий, используя следующее:

Кратность воздухообмена принять равной 3/ч, а объем вентилируемых помещений равным

50% от строительного объема здания. Вентиляция работает 12 часов в сутки.

5) В расчетах пользоваться отопительным температурным графиком: 150 - 70 0С

1. РАСЧЕТНЫЕ РАСХОДЫ ТЕПЛА НА ОТОПЛЕНИЕ

Удельная отопительная характеристика здания, определяемая по формуле:

( ) (1)

qо - удельная отопительная характеристика здания

V0 - наружный объём здания (м3);

б - поправочный коэффициент, характеризующий материал стен (приложение. 1).

ц - поправочный коэффициент, учитывающий температуру наружного воздуха зимой, и зависит от расчетной наружной температуры для отопления t н.о.:

при t н.о.? -10°С ц =1,2

при -100С> t н.о.>-20°С ц =1,1

при -20 °С > t н.о.> -30 °С ц =1,0

при t н.о.<-30°С ц =0,9

Максимальный часовой расход на отопление (Максимальный тепловой поток)

Q = q • V • (t - t) Гкал/час (2)

где Q - максимальный часовой расход теплоты на отопление (Гкал/час);

t - расчётная температура воздуха внутри отапливаемых помещений (для жилых и общественных зданий t= +18; +20°С;

t - расчётное значение наружной температуры для проектирования отопления (таблица исходных данных.2);

Годовой расход тепла на отопление

Q = Q•• n Гкал (3)

t - средняя за отопительный период температура наружного воздуха (таблица исходных данных.2);

n - продолжительность отопительного периода (час):

n= 24 • П (час)

где П - продолжительность отопительного периода (сут.) (таблица исходных данных.2);

Пример расчёта для здания №1 - Школа г. Пенза t = - 27 °С П = 206 сут.

q = = = 0, 357 () = = 0,41 ()

г. Пенза, t= - 27°С. => ц = 1. Строительный объём здания - V= 30674 м3.

Строительный материал - сборный ж/б. => а = 2 . t = + 20 °С.

Q= q*V*(t - t)=0,357*30674*(20 - (- 27)) = 0,51 = 0,51*1,16 = 0,59МВт

n= 24 * П = 24 * 206 = 4944 час.

Q = Q * * n = 0, 51 * * 4944 = 1336,36

Таблица 4 - суммарные расчетные расходы тепла на отопление

№ п/п	Наименование объекта	Удельная отопительная характеристика	Максимальный часовой расход тепла на отопление	Годовой расход тепла на отопление
					МВт	Гкал
1	Школа 3-эт	0,357	0,41	0,51	0,59	1336,36
2	Детский сад 3-эт	0,454	0,52	0,15	0,17	393,048
3	дом культуры 2эт	0,388	0,45	0,34	0,39	890,9
4	Поликлиника 2эт	0,42	0,48	0,12	0,14	314,43
5	Больница 4эт	0,36	0,41	0,27	0,31	707,5
6	Торговый центр 1эт	0,38	0,44	0,09	0,1	235,82
7	Баня 1эт	0,55	0,63	0,01	0,01	26,2
8	Прачечная 2эт	0,51	0,59	0,042	0,048	110,05
9	3-эт гостиница	0,35	0,4	0,13	0,15	340,64
10	Административное здание1эт	0,363	0,42	0,12	0,14	314,43
11	Общежитие 3-эт	0,39	0,45	0,18	0,2	471,65
12	2-эт. ж/дом	0,32	0,37	0,013	0,015	34,06
13	4-эт. ж/дом	0,39	0,45	0,17	0,2	445,45
14	5-эт. ж/дом	0,33	0,38	0,23	0,27	602,67
15	9-эт. ж/дом	0,3	0,34	0,33	0,38	864,70
16	Цех покрытий металлами	0,43	0,5	0,24	0,28	628,87

2. РАСЧЕТНЫЕ РАСХОДЫ ТЕПЛА НА ГОРЯЧЕЕ ВОДОСНАБЖЕНИЕ

Суточный расход тепла на горячее водоснабжение

Qгв.сут= m*(a+b)*c*(tгв-tхв.з.) Гкал/сутки где,

m= количество человек - по заданию

а- норма потребления горячей воды для жилых зданий, кг/сут.* чел. Прил.4

b- норма потребления горячей воды для общественных зданий кг/сут*чел.Прил.4

Для промышленного предприятия норма потребления горячей воды принимается на душевую сетку; Прил. 4

с- удельная теплоемкость воды, принимаемая равной 1 ккал/(кг * °С.).

tгв- температура горячей воды принимаем 60°С.

tхв.з - температура холодной воды зимой, принимаем равной 5°С.

tхв.л - температура холодной воды летом, принимаем равной 15°С.

Среднечасовой расход тепла на ГВС

Qгвср.= Qгвср.сут/24 Гкал/ч

Максимальный часовой расход тепла на ГВС

Qгв.мах = к* Qгвср. Гкал/час.

к- расчетный коэффициент часовой неравномерности, принимается равной 2 - 2,4 для жилых и общественных зданий..

Годовой расход тепла на ГВС

Qгвгод = Qгвср * n +в* Qгвср * * (8400- n) Гкал

n- продолжительность отопительного периода в часах.

в- коэффициент, учитывающий снижение расхода воды на горячее водоснабжение в летний период по отношению к расходу воды в отопительный период.

в-0,8 для жилых зданий, в-1,0 для общественных зданий.

Пример расчёта для здания №2 - Школа г. Пенза, m=1174 (чел).

Qгв.сут= m*(a+b)*c*(tгв-tхв.з.)= 1174*8*1*(60-55)=0,51 Гкал/сут

Qгвср.= Qгвср.сут/24= 0,51/24=0,02 Гкал/час

к - расчетный коэффициент часовой неравномерности, принимается равной 2

Qгв.мах = к* Qгвср.=0,02*2=0,04 Гкал/час = 0,046 МВт

n= 24*206= 4944 (ч.)- продолжительность отопительного периода в часах.

Qгвгод = Qгвср * n +в* Qгвср * * (8400- n)= 0,02*4944+1*0,02*(60-15/60-5)*(8400-4944)=154,86 Гкал.

Таблица 5 - Суммарные расчетные расходы тепла на горячее водоснабжение

Наименование объекта	m (чел)	Норма потребления горячей воды кг/сут. * чел.	в- коэфф, учитывающий снижение расхода воды на ГВ	Qмах	Qмах МВт	Q (Гкал)
Школа 3-эт	1174	8	1,0	0,04	0,046	154,86
Детский сад 3-эт	284	30	1,0	0,038	0,044	147,11
дом культуры 2эт	1004	3	1,0	0,03	0,348	116,15
Поликлиника 2эт	154	6	1,0	0,126	0,146	487,82
Больница 4эт	124	180	1,0	0,1	0,116	387,16
Торговый центр 1эт	54	65	1,0	0,014	0,016	54,198
Баня 1эт	104	240	1,0	0,114	0,13	441,36
Прачечная 2эт	14	25	1,0	0,0016	0,0018	6,19
3-эт гостиница	124	140	1,0	0,08	0,0928	309,73
Административное здание 1эт	134	7	1,0	0,004	0,0046	15,47
Общежитие 3-эт	204	80	1,0	0,06	0,0696	232,3
2-эт. ж/дом	24	120	0,8	0,012	0,013	258,6
4-эт. ж/дом	134	120	0,8	0,072	0,083	43,09
5-эт. ж/дом	154	120	0,8	0,08	0,0928	287,33
9-эт. ж/дом	224	120	0,8	0,12	0,139	431
Ремонтный цех	34	270	1,0	0,04	0,0464	154,86

3. РАСЧЕТНЫЕ РАСХОДЫ ТЕПЛА НА ВЕНТИЛЯЦИЮ

Определение годового расхода теплоты на вентиляцию:

Q= (Гкал)

где n- число часов в отопительном периоде с температурой наружного воздуха для вентиляции ниже расчётной (при t= t => n= 0):

n= 0,75 * n (час.);

n - продолжительность отопительного периода в часах

Z- число часов работы вентиляции в течение суток; принимается равной Z= 12 часов в сутки;

t- расчётное значение температуры наружного воздуха для проектирования вентиляции (°С) (таблица исходных данных 2);

Определение максимального часового расхода тепла на вентиляцию

Q- максимальный часовой расход теплоты на вентиляцию:

Q= q* V * (t- t) ()

где q- () - удельная вентиляционная характеристика здания принимается для промышленных зданий по приложению 2, для общественных зданий определяется по формуле.

Определение удельной вентиляционной характеристики здания, определяемая по формуле:

q= m * c * ,

где m - кратность обмена воздуха; m = ;

с - объёмная теплоёмкость воздуха; с = 0,3 ();

v- вентилируемый объём здания: v= 50% * V (м3);

V = V - наружный объём здания (м3) (в примере - по таблице исходных данных 1)

Пример расчёта для здания №3 - Школа г. Пенза t= -17°С, V0=30674 м3.

Q=

n= 0,75 * n= 0,75*24*281=5058 (ч.)

Q= q* V * (t- t)= 0,45*30674*(20+17)=0,51 Гкал

q= m * c * = 3*0,3*(15337/30674)=0,45

v= 50% * V= 50%*30674=15337 м3

Таблица 6 - Суммарные расчетные расходы тепла на вентиляцию

Наименование объекта	V наружный объём здания (м3)	V вент. объём здания (м3)	q удельная вентиляционная характеристика здания по формуле	Q Q максимальный часовой расход	Q годовой расход теплоты на вент Гкал
				Q: Q Q	МВт
Школа 3-эт	30674	15337	0,45	0,51	0,59	1134,03
Детский сад 3-эт	7274	3637	0,45	0,12	0,14	272,16
дом культуры 2эт	18674	9337	0,45	0,31	0,36	656,6
Поликлиника 2эт	6074	3037	0,45	0,1	0,11	211,8
Больница 4эт	15774	7887	0,45	0,26	0,3	550,7
Торговый центр 1эт	5574	2787	0,45	0,09	0,1	190,6
Баня 1эт	574	287	0,45	0,009	0,01	20,6
Прачечная 2эт	1774	887	0,45	0,02	0,023	42,4
3-эт гостиница	8074	4037	0,45	0,13	0,15	275,3
Административное здание 1эт	6974	3487	0,45	0,11	0,12	233
Общежитие 3-эт	9674	4837	0,45	0,16	0,18	338,9
2-эт. ж/дом	874	437	-	-	-	-
4-эт. ж/дом	9274	4637	-	-	-	-
5-эт. ж/дом	12774	6387	-	-	-	-
9-эт. ж/дом	20874	10437	-	-	-	-
Ремонтный цех	10074	5037	0,15	0,05	0,058	105,9

Таблица 7 - итоговая таблица.

№ п/п	Наименование объекта	Максимальный часовой расход тепла на отопление	Максимальный часовой расход тепла на ГВС	Максимальный часовой расход тепла на вентиляцию	Суммарный максимальный расход тепла
			МВт		МВт		МВт		МВт
1	Школа 3-эт	0,51	0,59	0,04	0,046	0,51	0,59	1,06	1,226
2	Детский сад 3-эт	0,15	0,17	0,038	0,044	0,12	0,14	0,308	0,354
3	дом культуры 2эт	0,34	0,39	0,03	0,0348	0,31	0,36	0,67	0,78
4	Поликлиника 2эт	0,12	0,14	0,126	0,146	0,1	0,11	0,346	0,396
5	Больница 4эт	0,27	0,31	0,1	0,116	0,26	0,3	0,63	0,726
6	Торговый центр 1эт	0,09	0,1	0,014	0,016	0,09	0,1	0,194	0,216
7	Баня 1эт	0,01	0,01	0,114	0,13	0,009	0,01	0,133	0,15
8	Прачечная 2эт	0,042	0,048	0,0016	0,0018	0,02	0,023	0,0636	0,0728
9	3-эт гостиница	0,13	0,15	0,08	0,09	0,13	0,15	0,34	0,39
10	Административное здание 1эт	0,12	0,14	0,004	0,0046	0,11	0,12	0,234	0,2646
11	Общежитие 3-эт	0,18	0,2	0,06	0,07	0,16	0,18	0,4	0,45
12	2-эт. ж/дом	0,013	0,016	0,012	0,013	-	-	0,025	0,028
13	4-эт. ж/дом	0,17	0,2	0,072	0,083	-	-	0,242	0,283
14	5-эт. ж/дом	0,23	0,27	0,08	0,09	-	-	0,31	0,36
15	9-эт. ж/дом	0,33	0,38	0,12	0,139	-	-	0,45	0,519
16	Ремонтный цех	0,24	0,28	0,04	0,046	0,05	0,058	0,33	0,384
		2,945	3,393	0,93	1,07	1,869	2,14	5,74	6,6
	5,74	6,6

4. ГРАФИКИ РАСХОДА ТЕПЛА

Для построения часового графика расхода тепла на отопление определяют:

Q = q • V • (t - t) МВт

Qо (+8) = [(tвн - tн)/(tвн - tно)]· QМВт

Q суммарный максимальный расход тепла на отопление (?для всех зданий табл. 1)

tн = +8 °С (начало и конец отопительного сезона)

Для построения часового графика расхода тепла на вентиляцию определяют:

Q= q* V * (t- t) МВт

Q суммарный максимальный расход тепла на вентиляцию определяется

(?для всех зданий табл. 3)

Qв (+8) = [(tвн - tн)/(tвн - tнв)]· QМВт

tнв. - расчетная температура наружного воздуха для проектирования вентиляции.

Часовой график расхода тепла на горячее водоснабжение не зависит от параметров температуры наружного воздуха до t=+8°С , летом расход ниже и определяется по формуле:

Qh лето= в· Qгв.мах ·((tг-tхл)\(tг-tхз)) МВт

Qгв.мах - макс. часовой расход тепла на горячее водоснабжение (табл. 2)

в- поправочный коэффициент (в=0,8 для всех городов, кроме курортных, там в=1)

tг= температура горячей воды, принимаемой для расчетов tг=60°С.

tхл - температура холодной воды для летнего режима принимается 15°С.

tхз - температура холодной воды для зимнего режима принимается 5 °С.

Пример расчёта для здания №4.

Q=3,393 МВт

Qо (+8) = [(tвн - tн)/(tвн - tно)]· Q=((20-8)/(20+27))*3,393=0,84 МВт

Q=2,14 Мвт

Qв (+8) = [(tвн - tн)/(tвн - tнв)]· Q= ((20-8)/(20+17))*2,14=0,68 МВт

Q=1,07 Мвт

Qh лето= в· Qгв.мах ·((tг-tхл)\(tг-tхз))= 0,8*1,07*((60-15)/(60-5))=0,69 МВт.

Годовые графики расхода тепла

Годовые графики имеют большое практическое значение при планировании работы котельных и систем теплоснабжения. Годовые графики дают возможность:

1) Правильно запланировать время ввода и вывода котлов в ремонт.

2) Определить период работы летних и зимних сетевых насосов.

3) Определить возможность отключения отдельных участков тепловых сетей на ремонт, испытания и промывку.

4) Определить необходимое количество топлива в котельной.

Существует два вида годовых графиков расхода тепла:

1) Календарный - отражает расход тепла помесячно.

2) Интегральный - отражает расход тепла по продолжительности.

Интегральный график строится по мере убывания тепловой нагрузки на основе суммарного часового графика расхода тепла. По оси ординат откладываются значения расходов тепла (КВт/. По оси абсцисс откладываются значения температур наружного воздуха в зависимости от длительности их стояния для данного города (приложение3).



Рисунок 1 - Интегральный график суммарной тепловой нагрузки: а - часовые графики теплового потребления; б - годовой график по продолжительности тепловой нагрузки

5. расчет тепловой схемы с паровыми котлами

паровой котел тепло отопление

Таблица 8 - исходные данные для расчета тепловой схемы котельной с паровыми котлами

Физическая величина	Обозначение	Значение величины при характерных режимах работы
		Макси- мально-зимнего	холодного месяца	летнего
Расход пара на технологические нужды (давление 1,4 МПа, температура 250 °С), т/ч	D`т	4	4	4
Расход пара на технологические нужды (давление 0,6 МПа, температура 180 °С), т/ч	Dт	74	74	4
Расход теплоты на нужды отопления, МВт	Qо	3,393	-	-
Расход теплоты на нужды горячего водоснабжения, МВт	Qгв	1,07	1,07	0,69
Расход теплоты на нужды вентиляции , МВт	Qв	2,14	-	-
Расчетная температура наружного воздуха для города. №, °С при расчете системы отопления при расчете системы вентиляции	t н.о	-27	-17	-
	t н.в	-17	-	-
Возврат конденсата технологическим потребителям, %	в	60	60	60
Энтальпия пара давлением 1,4 МПа, температурой 250 °С, кДж/кг		2934
Энтальпия пара, давлением 0,6 МПа, температурой 180°С, кДж/кг		2815
Температура питательной воды, °С	t п.в	104
Энтальпия питательной воды, кДж/кг	i п.в	437
Продувка непрерывная котлоагрегатов, %	p пр	3
Энтальпия котловой воды, кДж/кг	i к.в	829
Степень сухости пара	х	0,98
Энтальпия пара на выходе из расширителя непрерывной продувки, кДж/кг		2691
Температура подпиточной воды, °С	t подп	70
Энтальпия подпиточной воды, кДж/кг	i подп	294
Температура конденсата, возвращаемого потребителям, °С	t к	80
Энтальпия конденсата, возвращаемого потребителям, кДж/кг	i к	336
Температура воды после охладителя непрерывной продувки, °С	t пр	50
Энтальпия конденсата при давлении 0,6 МПа, кДж/кг		669
Температура сырой воды, °С	t св	5	5	5
Температура химически очищенной воды перед охладителем деаэрированной воды, °С	t х.о.в	20



Рисунок 2 - Отпуск пара: 1 - паровой котёл; 2 - расширитель непрерывной продувки; 3 - насос сырой воды; 4 - барботер; 5 - охладитель непрерывной продувки; 6 - подогреватель сырой воды; 7 - химводоотчистка; 8 - питательный насос; 9 -подпиточный насос; 10 - охладитель непрерывной продувки; 11 - сетевой насос; 12 - охладитель конденсата; 13 -сетевой подогреватель; 14 -- подогреватель химически очищенной воды; 15 - охладитель выпара; 16 -атмосферный деаэратор; 17 - редукционно-охладительная установка (РОУ)

Трубопроводы: Т97 - паропровод р = 1,4 МПа; Т92 - паропровод р = 0,6 МПа; Т81 - конденсатопровод чистый самотечный; ВЗ - водопровод производственной сырой воды; В6 - водопровод умягчённой воды после ХВО; К13 - трубопровод сливной дренажный; ВЗО - трубопровод подпиточной воды; В29 - трубопровод питательной воды; В32 - трубопровод непрерывной продувки; Tl, T2 - подающие и обратные трубопроводы тепловых сетей; Т96 -паропровод из непрерывной продувки; СН - пар на собственные нужды котельной;

Отпуск пара технологическим потребителям производится от производственной котельной, которая вырабатывает насыщенный пар с давлением до 1,4МПа. Пар используется технологическими потребителями и в небольшом количестве -- на приготовление горячей воды, направляемой в систему теплоснабжения. Приготовление горячей воды производится в сетевых подогревателях, устанавливаемых в котельной.

Принципиальная тепловая схема производственной котельной с отпуском небольшого количества теплоты на нужды отопления, вентиляции и горячего водоснабжения в закрытую систему теплоснабжения следующая:

Насос сырой воды подает воду в охладитель продувочной воды, где она нагревается за счет теплоты продувочной воды. Затем сырая вода подогревается до 20 -- 30 °С в пароводяном подогревателе сырой воды и направляется в химводоочистку. Химически очищенная вода направляется в охладитель деаэрированной воды и подогревается до определенной температуры. Дальнейший подогрев химически очищенной воды осуществляется в подогревателе паром. Перед поступлением в головку деаэратора часть химически очищенной воды проходит через охладитель выпара деаэратора.

Подогрев сетевой воды производится паром в последовательно включенных двух сетевых подогревателях. Конденсат от всех подогревателей направляется в головку деаэратора, в которую также поступает конденсат, возвращаемый внешними потребителями пара.

Подогрев воды в атмосферном деаэраторе производится паром от котлов и паром из расширителя непрерывной продувки. Непрерывная продувка от котлов используется в расширителе, где котловая вода вследствие снижения давления частично испаряется.

В котельных с паровыми котлами независимо от тепловой схемы использование теплоты непрерывной продувки котлов является обязательным. Использованная в охладителе продувочная вода сбрасывается в продувочный колодец (барботер).

Деаэрированная вода с температурой около 104 °С питательным насосом подается в паровые котлы. Подпиточная вода для системы теплоснабжения забирается из того же деаэратора, охлаждаясь в охладителе деаэрированной воды до 70 °С перед поступлением к подпиточному насосу. Использование общего деаэратора для приготовления питательной и подпиточной воды возможно только для закрытых систем теплоснабжения ввиду малого расхода подпиточной воды в них. В открытых системах теплоснабжения расход подпиточной воды значителен, поэтому в котельной следует устанавливать два деаэратора: один для приготовления питательной воды, другой -- подпиточной воды. В котельных с паровыми котлами, как правило, устанавливаются деаэраторы атмосферного типа.

Для технологических потребителей, использующих пар более низкого давления и температуры по сравнению с паром, вырабатываемым котлоагрегатами, и для подогревателей собственных нужд в тепловых схемах котельных предусматривается редукционно-охладительная установка для снижения давления и температуры пара (РОУ).

Расчет тепловой схемы котельной с паровыми котлами выполняется для трех режимов: максимально-зимнего, наиболее холодного месяца и летнего.

Расчет тепловой схемы производственной котельной рекомендуется производить в такой последовательности:

1) Составить таблицу исходных данных для расчета. Она составляется на основании данных о расходах пара технологическими потребителями и теплоты на нужды отопления, вентиляции и горячего водоснабжения. В этой же таблице указываются значения величин, предварительно принятые в последующих расчетах (пример такой таблицы исходных данных 4).

2) Определить расход воды на подогреватели сетевой воды (т/ч)

, (10.37)

где Q -- расчетная тепловая нагрузка потребителей системы теплоснабжения (отопление, вентиляция, горячее водоснабжение), МВт; t1 и t2 -- температура воды соответственно перед сетевыми подогревателями и после них, соответствует температурному графику 150 - 70°С.

3) Определить расход пара на подогреватели сетевой воды

Dп. с. в =. (10.38)

где -- энтальпия редуцированного пара перед подогревателями сетевой воды, кДж/кг; iк -- энтальпия конденсата после подогревателей сетевой воды, кДж/кг; з -- КПД сетевого подогревателя (для различных подогревателей собственных нужд принимается равным 0,98).

4) Определить расход редуцированного пара внешними потребителями (т/ч) .

D''РОУ =Dт + Dп.с.в. (10.39)

где Dт -- расход редуцированного пара внешними технологическими потребителями, т/ч.

5) Определить суммарный расход свежего пара внешними потребителями (т/ч)

Dвн = D'РОУ +D'т (10.40)

при этом

D'РОУ = D''РОУ (10.41)

где D`т -- расход свежего пара давлением 1,4 МПа; i'РОу -- энтальпия свежего пара, кДж/кг; iп.в -- энтальпия питательной воды, кДж/кг; D'роу -- расход пара перед РОУ, т/ч.

6) Определить количество воды, впрыскиваемой в редукционно-охладительную установку (т/ч),

GРОУ= D''РОУ (10.42)

7) Расход пара на собственные нужды котельной (т/ч)

D'с.н= 0,01Кс.н Dвн (10.43)

где Кс. н -- расход пара на собственные нужды котельной (подогрев сырой и химически очищенной воды, расход на деаэратор) в процентах расхода пара внешними потребителями; рекомендуется принимать его равным 5--10%.

8) Расход пара на мазутное хозяйство (т/ч)

Dм= 0,01Км Dвн (10.44)

где Км -- расход пара на мазутное хозяйство, процентов расхода пара внешними потребителями; при отсутствии данных рекомендуется принимать его для небольших котельных равным 3 %.

9) Расход пара на покрытие потерь в котельной (т/ч)

Dп = 0,01Kп (Dвн+D`с.н+Dм) (10.45)

где Кп -- расход пара на покрытие потерь, процентов расхода пара внешними потребителями; рекомендуется принимать его равным 2--3 % .

10) Суммарный расход пара на собственные нужды, мазутное хозяйство и покрытие потерь в котельной (т/ч)

Dс.н =Dм+D`с.н+Dп (10.46)

11) Суммарная паропроизводительность котельной (т/ч)

D = Dвн+Dс.н (10.47)

12) Потери конденсата в оборудовании внешних потребителей и внутри котельной (т/ч)

G = (1 - в) (Dт + D'т) + 0,01Кк D, (10.48)

где в -- доля конденсата, возвращаемого внешними потребителями; Кк -- потери конденсата в цикле котельной установки, процентов суммарной паропроизводительности котельной; рекомендуется принимать их равными 3 %.

13) Определить расход химически очищенной воды (т/ч)

G х.о.в=G+0.01Kтс G (10.49)

где Ктс -- потери воды в теплосети, процентов количества воды в системе теплоснабжения, рекомендуется принимать их равными 2--3 % .

14) Определить расход сырой воды (т/ч)

Gс.в= Кх.о.в G х.о.в (10.50)

где Кх.о.в -- коэффициент, учитывающий расход сырой воды на собственные нужды химводоочистки, рекомендуется принимать его равным 1,25.

15) Определить количество воды, поступающей с непрерывной продувкой в расширитель (т/ч),

Gпр =0,01рпр D (10.51)

где рпр -- процент продувки, принимается от 2 до 5 %.

16) Количество пара, получаемого в расширителе непрерывной продувки (т/ч),

Dрасш = , (10.52)

где iк.в -- энтальпия котловой воды, кДж/кг; i''расш -- энтальпия пара, получаемого в расширителе непрерывной продувки, кДж/кг; і'расш -- энтальпия воды, получаемой в расширителе непрерывной продувки, кДж/кг; x -- степень сухости пара, выходящего из расширителя непрерывной продувки, принимается равной 0,98.

17) Количество воды на выходе из расширителя непрерывной продувки (т/ч)

Gрасш= Gпр- Dрасш (10.53)

18) Определить температуру сырой воды после охладителя непрерывной продувки (°С)

t'с.в=, (10.54)

где i''пр -- энтальпия воды после охладителя непрерывной продувки, принимается равной 210 кДж/кг.

19) Расход пара на подогреватель сырой воды (т/ч)

D'с.в = Gс.в , (10.55)

где і'х.о.в -- энтальпия сырой воды после подогревателя, определяется для температуры воды, принимаемой от 20 до 30 °С, кДж/кг; і'с. в - энтальпия сырой воды после охладителя непрерывной продувки, определяется по температуре t'с.в, кДж/кг; і'' -- энтальпия редуцированного пара, кДж/кг; і -- энтальпия конденсата редуцированного пара, определяется по температуре конденсата, принимаемой равной 70--85 °С.

20) Определить температуру химически очищенной воды после охладителя деаэрированной воды (°С)

t''х.о.в = t'х.о.в+, (10.56)

где t'х.о.в -- температура химически очищенной воды на входе в охладитель деаэрированной воды (в процессе химической очистки воды ее температура снижается примерно на 2 °С; снижением температуры воды в оборудовании химводоочистки и последующим ее подогревом в охладителе выпара можно пренебречь без ущерба для точности расчета), °С; tп.в -- температура деаэрированной (питательной) воды на входе в охладитель, °С; t2-- температура деаэрированной воды после охладителя, принимается равной 70 °С; 0,01КтсG -- расход подпиточной воды для покрытия утечек в системе теплоснабжения, т/ч.

21) Определить расход пара на подогрев химически очищенной воды в подогревателе перед деаэратором (т/ч)

Dх.о.в = Gх.о.в , (10.57)

где ік-- энтальпия химически очищенной воды после подогревателя, определяется по температуре, равной температуре конденсата, т. е. 70 -- 85 °С;і''х.о.в -- энтальпия химически очищенной воды перед подогревателем, определяется по температуре химически очищенной воды после охладителя деаэрированной воды, кДж/кг.

22) Суммарное количество воды и пара, поступающее в деаэратор, за вычетом греющего пара деаэратора (т/ч)

Gд = Gх. о. в +в(Dт+ D'т ) + Dх.о.в + Dс.в +Dп.с.в +Dрасш (10.58)

23) Определить среднюю температуру воды в деаэраторе (°С)

t'д= (10.59)

24) Определить расход греющего пара на деаэратор (т/ч)

Dд= (10.60)

25) Определить расход редуцированного пара на собственные. нужды котельной (т/ч)

D= DД + Dх.о.в + Dс.в (10.61)

26) Определить расход свежего пара на собственные нужды котельной (т/ч)

Dс.н= D (10.62)

27) Действительная паропроизводительность котельной с учетом расхода пара на собственные нужды (т/ч)

Dк= (Dвн +Dс.н)+0,01Кп (Dвн +Dс.н) (10.63)

28) Невязка с предварительно принятой паропроизводительностыо котельной (%)

?D= (Dк -D)•100/ Dк (10.64)

Если невязка получится меньше 3 %, то расчет тепловой схемы считается законченным. При большей невязке расчет следует повторить, изменив расход пара на собственные нужды.

Уточненный расход редуцированного пара (т/ч)

D"у. РОУ = Dт + D+ D (10.65)

Расход свежего пара на РОУ

. (10.66)

Суммарная паропроизводительность котельной с учетом уточнения расхода на собственные нужды (т/ч)

(10.67)

Пример расчета тепловой схемы котельной

Пример расчета тепловой схемы производственной котельной, работающей на закрытую систему теплоснабжения, (см. рис. 1). Котельная предназначена для снабжения паром технологических потребителей с небольшим расходом горячей воды на нужды отопления, вентиляции и горячего водоснабжения. Котельная расположена в г. Пенза и работает на мазуте. Описание рассчитываемой схемы было приведено выше. Основные исходные данные для расчета приведены табл. 5. Нижеприведенный расчет выполнен для максимально-зимнего режима, холодного месяца и летнего.

При расчете тепловой схемы в нижеуказанной последовательности определяются:

1. Коэффициент снижения расхода теплоты на отопление и вентиляцию для режима наиболее холодного месяца

;

2. Расход воды на подогреватели сетевой воды

т / ч.

a) т/ч

b) т/ч

c) т/ч

3. Расход пара на подогреватели сетевой воды

 т / ч.

a) т/ч

b) т/ч

c) т/ч

4 Расхода редуцированного пара внешними потребителями

т / ч.

a) т/ч

b) т/ч

c) т/ч

5 Суммарный расхода свежего пара внешними потребителями

т / ч.

a) т/ч

b) т/ч

c) т/ч

т / ч;

a) т/ч

b) т/ч

c) т/ч

6 Количества впрыскиваемой воды

т /ч.

a) т/ч

b) т/ч

c) т/ч

7 Расход пара на собственные нужды котельной

т / ч. Кс.н=7%

a) т/ч

b) т/ч

c) т/ч

8 Расход пара на мазутное хозяйство

т/ч Км=3%

a) т/ч

b) т/ч

c) т/ч

9 Расход пара на покрытие потерь в котельной

т / ч. Кп=3%

a) т/ч

b) т/ч

c) т/ч

10 Суммарный расход пара на собственные нужды

т / ч.

a) т/ч

b) т/ч

c) т/ч

11 Суммарная паропроизводительность котельной

т /ч.

a) т/ч

b) т/ч

c) т/ч

12 Потери конденсата в оборудовании внешних потребителей и внутри котельной

т / ч.

a) т/ч

b) т/ч

c) т/ч

13 Расход химически очищенной воды

т / ч.

a) т/ч

b) т/ч

c) т/

14 Расход сырой воды

т / ч.

a) т/ч

b) т/ч

c) т/ч

15 Количество воды, поступающей в расширитель с непрерывной продувкой

т / ч. Рпр=3%

a) т/ч

b) т/ч

c) т/ч

16 Количество пара, получаемого в расширителе непрерывной продувки

т / ч.

a) т/ч

b) т/ч

c) т/ч

17 Количество воды на выходе из расширителя непрерывной продувки

т / ч.

a) т/ч

b) т/ч

c) т/ч

18 Температуры сырой воды после охладителя непрерывной продувки

оС.

a) оС

b) оС

c) оС

19 Расход пара на подогреватель сырой воды

т / ч.

a) т/ч

b) т/ч

c) т/ч

20 Температуры химически очищенной воды после охладителя дедеаэрированной воды оС

21 Расхода пара на подогрев химически очищенной воды в подогревателе перед деаэратором

т / ч

a) т/ч

b) т/ч

c) т/ч

22 Суммарное количество воды и пара, поступающее в деаэратор, за вычетом греющего пара деаэратора

т / ч.

a) 35,45+0,6(74+4)+4,12+ 1,07+9,81+0,5=97,75 т/ч

b) 34,8+0,6(74+4)+4,05+ 1,05+6,38+0,48=93,56 т/ч

c) 3,64+0,6(4+4)+0,42+ 0,11+1,02+0,05=10,04 т/ч

23 Средняя температура воды в деаэраторе

оС.

a)

b)

c)

24 Расход греющего пара на деаэратор

 т / ч.

a) т/ч

b) т/ч

c) т/ч

25 Расход редуцированного пара на собственные нужды котельной

т / ч.

a) т/ч

b) т/ч

c) т/ч

26 Расход свежего пара на собственные нужды котельной

т / ч.

a) т/ч

b) т/ч

c) т/ч

27 Действительная паропроизводительность котельной с учётом расхода пара на собственные нужды и потери пара в котельной

т / ч.

a) т/ч

b) т/ч

c) т/ч

28 Невязка с предварительно принятой паропроизводительностью котельной

%.

a) %

b) %

c)

Расчёт тепловой схемы закончен, так как невязка с предварительно принятой паропроизводительностью котельной меньше 3 %.

В сводной табл.6 приведены результаты расчета для трех типичных режимов.

Таблица 9 - Итоговая таблица расчета тепловой схемы котельной, с паровыми котлами, работающей на закрытую систему теплоснабжения

Физическая величина	обозначение	номер формулы	Значение величины при характерных режимах работы
			Макси- мально-зимнего	холодного месяца	летнего
Коэффициент снижения расхода теплоты на отопление и вентиляцию	Kов	(10.1)	1	0,78	-
Расход воды на подогреватели сетевой воды, т/ч	G	(10.37)	70,95	46,2	7,41
| Расход пара на подогреватели сетевой воды, т/ч	Dп.с.в	(10.38)	9,81	6,38	1,02
Расход редуцированного пара внешними потребителями, т/ч		(10.39)	83,81	80,38	5,02
Суммарный расход свежего пара внешними потребителями, т/ч	DВН	(10.40)	83,81	80,54	8,78
Количество впрыскиваемой воды, т/ч	GРОУ	(10.42)	3,99	3,83	0,23
Расход пара на собственные нужды, т/ч	D'с.в	(10.43)	5,86	5,63	0,61
Расход пара на покрытие потерь в котельной, т/ч	Dп	(10.45)	2,76	2,65	0,29
Суммарный расход пара на собственные нужды, т/ч	Dс.н	(10.46)	11,13	10,69	1,16
Суммарная паропроизводительность котельной, т/ч	D	(10.47)	94,94	91,23	9,94
Потери конденсата у внешних потребителей и внутри котельной, т/ч	Gкпот	(10.48)	34,04	33,9	3,5
Расход химически очищенной воды, т/ч	Gх.о.в	(10.49)	35,45	34,8	3,64
Расход сырой воды, т/ч	Gс.в	(10.50)	44,3	43,5	4,55
Количество воды, поступающей в расширитель с непрерывной продувкой, т/ч	Gпр	(10.51)	2,84	2,73	0,3
Количество пара, получаемого в расширителе непрерывной продувки, т/ч	Dрасш	(10.52)	0,5	0,48	0,05
| Количество воды на выходе из расширителя непрерывной продувки. т/ч	Gрасш	(10.53)	2,34	2,25	0,25
Температура сырой воды после охладителя непрерывной продувки. °С	t'св	(10.54)	7,74	7,68	7,85
Расход пара на подогрев сырой воды, т/ч	Dс.в	(10.55)	1,07	1,05	0,11
Температура химически очищенной воды после охладителя деаэрированной воды, °С	t''хов	(10.56)	21,3	20,9	21,35
Расход пара на подогрев химически очищенной воды в подогревателе перед деаэратором, т/ч	Dхов	(10.57)	4,12	4,05	0,42
Суммарное количество воды и пара, поступающее в деаэратор, за вычетом греющего пара деаэратора, т/ч	GД	(10.58)	97,75	93,56	10,04
Средняя температура воды в деаэраторе, °С	t'Д	(10.59)	87	87	86,9
Расход греющего пара на деаэратор, т/ч	DхД	(10.60)	3	2,87	0,31
Расход редуцированного пара на собственные нужды, т/ч		(10.61)	8,19	7,97	0,84
Расход свежего пара на собственные нужды, т/ч		(10.62)	10,31	10	1,06
Действительная паропроизводительность котельной с учетом расхода на собственные нужды и потери пара в котельной, т/ч	Dк	(10.63)	96,94	93,25	10,13
Невязка с предварительно принятой паропроизводительностью, %	?D	(10.64)	2,06	2,16	1,87

В результате расчета к установке принимаются четыре котла паропроизводительностью по 25 т/ч каждый со следующими параметрами пара: давление 2,4 МПа, температура перегретого пара 250 °С. Паровой котёл, основными элементами которого являются два барабана: верхний короткий и нижний, а также экранированная топочная камера, работающий на газе и мазуте. К установке принимаются котлоагрегаты ДЕ-25-24-250 ГМ, выпускаемые Бийским котельным заводом.

Список используемой литературы

1) Промышленная теплоэнергетика и теплотехника / под ред. А.В. Клименко и В.М. Зорина [Справочник].- М.: Издательский дом МЭИ, 2007 г.

2) СН и П 41-02-2003 Тепловые сети

3) СН и П 2.04.05-91 Отопление, вентиляция и кондиционирование

4) Нормы расхода горячей воды // СНиП 02.04.01-85 Внутренний водопровод и канализация - изм.1998г.

5) СН и П 23-01-99 с изм. Строительная климатология

6) СНиП II-35-76 Котельные установки

7) Правила учета тепловой энергии и теплоносителя - М, 1995

8) Соколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети - М.: изд. МЭИ, 2001г.

9) Эстеркин Р.И.. Котельные установки. Курсовое и дипломное проектирование - Энергоатомиздат, 1989г.

10) Справочник по котельным установкам малой производительности / под редакцией проф. Роддатиса К. Ф.- Энергоатомиздат, 1989г.

Приложение 1

Значение коэффициента б
Материал наружных стен зданий
Для кирпичных зданий	1,85	1,6
Для зданий из сборного железобетона	2,3 - 2,6	2,0 - 2,2
Для зданий из природного камня	2,3 - 2,4	1,8 - 2,2
Для зданий из дерева	1,0 - 1,3	1,0 - 1,5

Приложение 2

Удельные характеристики для отопления qо и вентиляции qв промышленных предприятий

№ п/п	Наименование промышленного предприятия	Удельная характеристика для отопления qо	Удельная характеристика для вентиляции qв
1	Локомотивное депо	0,63	0,35
2	Локомотивное депо	0,58	0,25
3	Ремонтный цех	0,58	0,20
4	Ремонтный цех	0,50	0,15
5	Цех покрытий металлами	0,59	4,0
6	Цех покрытий металлами	0,54	2,9
7	Механосборочный цех	0,55	0,39
8	Механический цех	0,55	0,39
9	Кузнечный цех	0,40	0,68
10	Кузнечный цех	0,38	0,65

Приложение 3



Приложение 4

№ п/п.	Тип здания	Единица измерения	Норма потребления горячей воды кг/сут*чел.
1	Административное здание	1 работающий	7
2	Общеобразовательная школа	1 учащийся	8
3	Детский сад	1 ребенок	30
4	Баня	Душевая кабина	240
5	Торговый центр	1 работающий	65
6	Жилые благоустроенные дома	1 житель	120
7	Общежития с общими душевыми	1 житель	80
8	Гостиницы с душевыми в номерах	1 житель	140
9	Больницы, санатории, дома отдыха	1 койка	180
10	Душевые в бытовых помещениях промышленных предприятий	1 душевая сетка	270

Размещено на Allbest.ru