Разработка котельной

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Задание

автоматизированный котельная блочный

В соответствии с вариантом необходимо выполнить проект блочной автоматизированной котельной, подобрать основное и вспомогательное оборудование, разработать принципиальную схему блочной автоматизированной котельной, схему компоновку котельной, составить спецификации.

Вариант

Тип схемы

Нагрузки, Гкал/час

Тип ГВС

Температурный график

Давление, МПа

Категория котельной

Населенный пунктр

На отопление

На вентиляцию

На ШВС мах

ТС

Котельного контура

Р1

Р2

В1

2-х контурная

1,5

0,4

0,6

Открытая

95/70

105/85

0,3

0,15

0,2

1

Москва

з_кот^тс= 5%;

зс.н = 2,26%



Содержание

Введение

1. Выбор котлов и тепловой схемы

1.1 Определение расчетной тепловой мощности котельной

1.2 Выбор котлов

2. Выбор пластинчатых теплообменников

3. Выбор насосного оборудования

3.1 Выбор насоса котлового контура

3.2 Выбор насоса сетевого контура

3.3 Выбор подпиточного насоса

4. Разработка развернутой тепловой схемы блочной модульной котельной

4.1 Определение диаметров трубопроводов

4.2 Определение диаметров трубопроводов обвязки котла

4.3 Определение диаметров коллекторов котельного контура

4.4 Определение диаметра трубопровода теплообменников (обвязка по греющему теплоносителю)4.5 Определение диаметра трубопровода теплообменников (обвязка по нагреваемой стороне)

4.6 Определение диаметров трубопровода тепловой сети, обвязки сетевых насосов, перепускного и подпиточного трубопроводов

5. Мембранные баки

6. Горелки

Заключение

Библиографический список



Введение

Транспортабельные (блочные) котельные установки ТКУ (БКУ) - это передвижные котельные установки полной заводской готовности, предназначенные для отопления, вентиляции и горячего водоснабжения объектов производственного, жилищного и социального назначения. Котельные установки работают на природном газе, сжиженном газе, дизельном топливе, мазуте, нефти и твердом топливе (угле, дровах, пеллетах и т.д.). Все технологическое оборудование размещено в блоке заводского изготовления. Корпус котельной установки должен быть цельнометаллическим, утеплённым, пожаробезопасным. Котельные установки также могут быть на раме для установки в существующем помещении.

Уровень автоматизации обеспечивает бесперебойную работу всего оборудования без постоянного присутствия дежурного оператора.

Автоматика обеспечивает работу объекта по температурному графику в зависимости от погодных условий. В случае возникновения утечек газа или отклонения значений контролируемых параметров от заданных система безопасности для предотвращения аварийных ситуаций автоматически прекращает подачу газа.

Габаритные размеры и принцип построения котельных предусматривают возможность их транспортировки автомобильным и железнодорожным транспортом. Блочно-модульный принцип построения обеспечивает возможность простого построения котельных в широком диапазон мощностей.

В котельных устанавливаются системы телеметрии для построения распределенных сетей мини-котельных, управляемых с единого диспетчерского пункта.

В котельных устанавливаются коммерческие узлы учета электроэнергии, газа, холодной и горячей воды, вырабатываемого тепла.

Котельные установки тепловой мощностью от 50 до 500 кВт комплектуются котлами с атмосферной горелкой.

Котельные установки тепловой мощностью свыше 500 кВт комплектуются котлами с дутьевыми горелками.



1. Выбор котлов

1.1 Определение расчетной тепловой мощности котельной

Гкал/ч

=0,059325 Гкал/час

1.2 Выбор котлов

Расчетная тепловая мощность котельной определяется как сумма

максимальных часовых расходов тепловой энергии на отопление,

вентиляцию и на горячее водоснабжение. [1]

Число и производительность котлов, установленных в котельной,

следует выбирать, обеспечивая:

Число и производительность котлов, установленных в котельной, следует выбирать обеспечивая:

Q_min=77% Q_гвс

Максимальная нагрузка на горячее водоснабжение в зимний период времени составляет:

Максимальная нагрузка на горячее водоснабжение в летний период времени составляет:

где температура подающего трубопровода горячего водоснабжения, °С,

, температура холодного водоснабжения в зимний и летний периоды, °С

Минимальная мощность котла в летнем режиме должна быть меньше, либо равна максимальной нагрузке на горячее водоснабжение в летний период.

В противном случаи котел будет работать в режиме «старт-стоп», что приведет к быстрому износу котла и горелочных устройств. С целью обеспечения равномерной работы котельной в летнем режиме, в котельной должен быть установлен хотя бы один котел с номинальной нагрузкой не более:

=2,80283МВт

При выходе из строя наибольшего по производительности одного котла в котельных 1 оставшиеся котлы должны обеспечивать отпуск тепловой энергии потребителям в соответствие с требованиями. При авариях (отказах) в системе централизованного теплоснабжения в течение всего ремонтно-восстановительного периода должна обеспечиваться:

- подача 100% необходимой теплоты потребителям первой категории (если иные режимы не предусмотрены договором);

В котельной 1 категории предусмотрим установку не менее 2-х котлов.

В случаи выхода из строя наибольшего по производительности одного котла, проектируемая котельная должна обеспечить следующую нагрузку, Гкал/ч:

В случае выхода из строя одного котла, котельная должна отпустить суммарную аварийную нагрузку:

При выборе количества и номинальной мощности котлов, необходимо учесть следующие условия:

1) количество котлов не менее двух;

2) котел с минимальной мощностью должен обеспечить летнюю нагрузку на горячее водоснабжение Q_min=0,462 Гкал/ч

3) в случаи выхода из строя наибольшего по производительности

одного котла, проектируемая котельная должна обеспечить следующую нагрузку

=

В результате выбираем два котла марки Viessman «Vitomax 100-LW», номинальная теплопроизводительность 3.0 МВт.



2. Выбор пластинчатых теплообменников

В соответствии с п. 11.21 СП 89.13330.2012 П. 11.21 число водоподогревателей для системы отопления и вентиляции должно быть не менее двух, резервные не предусматриваются, при этом в случае выхода из строя наибольшего по производительности подогревателя в котельных первой категории оставшиеся должны обеспечивать отпуск тепла потребителям:

- на технологическое теплоснабжение и системы вентиляции - в количестве, определяемом минимально допустимыми нагрузками (независимо от температуры наружного воздуха);

- на отопление - в количестве, определяемом режимом наиболее холодного месяца

Производительность теплообменников равна расчетной тепловой мощности котельной:

Число теплообменников 2 шт. - по количеству котлов.

Для подбора марки и типа теплообменника заполняется опросный лист в фирму.

В результате выбираем два теплообменника тепловой мощностью 2,8



3. Выбор насосного оборудования

Одним из главных составляющих системы отопления и горячего водоснабжения является циркуляционный насос, предназначенный для обеспечения принудительного движения жидкости по замкнутому контуру (циркуляции).

Основные параметры подбора циркуляционного насоса: максимальный расход (м3 /час) и максимальный напор (м).

Для более точного расчета, необходимо увидеть график напорно-расходной характеристики.

На рисунке 3.1 точка пересечения показывает реальный расход и потерю напора (в метрах водяного столба).

Среди основных производителей циркуляционных насосов, зарекомендовавших себя надежностью и качеством, можно выделить насосы Grundfos, Wilo и др.

В соответствии с заданием принимаем насосы торговой марки Grundfos при помощи программы онлайн поиска и подбора оборудования.



3.1 Выбор насоса котлового контура

Котловой насос обеспечивают циркуляцию воды в котловом контуре котельной.

Принимаем два насоса, устанавлявая их на обратном трубопроводе каждого котла. Резервный насос отсутствует.

Максимальный расход

где Qк - номинальная теплопроизводительность одного котла, Qк=2,58 Гкал/ч;

Т11, Т21 - значения температуры теплоносителя на входе в котел и выходе соответственно Т11=85°С Т₂₁=105°С

Максимальный напор

Где -потери напора в котле, на теплообменнике и в трубопроводах соответственно

В соответствии с полученными расчетными значениями расхода и напора, по напорно-расходной характеристике принимаем насос Насос Grundfos UPS 80-120 F



3.2 Выбор насоса сетевого контура

Сетевой насос предназначен для циркуляции воды через внешнюю систему отопления (потребителя).

Принимаем два насоса - рабочий и резервный.

Максимальный расход

где Q - расчетная тепловая мощность котельной, Q=2,33Гкал/ч;

=70°С, значения температурного графика тепловой сети.

Максимальный напор

где P1=0,3 м, P2=0,15 м - давление в подающем и обратном трубопроводе соответственно.

Где -потери напора в котле, на теплообменнике и в трубопроводах соответственно.

В соответствии с полученными расчетными значениями расхода и напора, по напорно-расходной характеристике принимаем насос Насос Grundfos ТП 150-250.



3.3 Выбор подпиточного насоса

Подпиточный насос предназначен для подачи воды с целью восполнения потерь теплоносителя в системе.

Объем тепловой сети

Vтс = 70 • ??,

где Q - расчетная тепловая мощность котельной, Q=2.71 МВт

Vтс = 70 • 2.71=189.7 м³

Максимальный расход:

??п = 0,0075 • ??тс;

??п = 0,0075*189,7=1,4275 м³/ч

Максимальный напор:

??п = ??2 + ???тр + 5,

??п =0,15

где P2 =0,15 м - давление в обратном трубопроводе

?Нтр - потери напора в трубопроводах соответственно, ?Нтр=1 м;

??п = 0,15+ 1 + 5=6,5 м

В соответствии с полученными расчетными значениями расхода и напора, по напорно-расходной характеристике принимаем насос

Насос Grundfos ТП 80-170



4. Разработка развернутой тепловой схемы блочной модульной котельной

4.1 Определение диаметров трубопроводов

Выполним подбор диаметров трубопроводов тепловой схемы котельной по нормированным удельным потерям на трение. Зная расход теплоносителя, выбираем диаметр трубопровода

4.2 Определение диаметров трубопроводов обвязки котла

Для каждого котла рассчитаем расход теплоносителя, поступающего в котел:

где Qк - мощность котла, Гкал/ч;

Т11 - температура теплоносителя в подающем трубопроводе котлового контура,°С;

Т21 - температура теплоносителя в обратном трубопроводе котлового контура,°С.

Приминаем нормированные удельные потери на трение Дh равными 10ч15 мм вод ст./м. Зная это значение и расход теплоносителя, выбираем стандартное значение диаметра Ш 219Ч6.



4.3 Определение диаметров коллекторов котельного контура

Рассчитаем расход теплоносителя G исходя из установленной мощности котельной, т/ч:

где Qуст =5,26 - установленная мощность котельной, Гкал/ч.

Зная это значение, выбираем трубопровод диаметром Ш 327Ч6 мм.

4.4 Определение диаметра трубопровода теплообменников (обвязка по греющему теплоносителю)

Рассчитаем расход теплоносителя G исходя из установленной мощности теплообменника, т/ч:

где Q_{теплооб} - установленная мощность одного теплообменника, Гкал/ч.

Выбираем трубопровод диаметром Ш273Ч6.

4.5 Определение диаметра трубопровода теплообменников (обвязка по нагреваемой стороне)

Рассчитаем расход теплоносителя G исходя из установленной мощности теплообменника, т/ч:



где Q_{теплооб} - установленная мощность одного теплообменника, Гкал/ч.

Т1 - температура теплоносителя в подающем трубопроводе сетевого контура,°С;

Т2 - температура теплоносителя в обратном трубопроводе сетевого контура,°С.

Выбираем трубопровод диаметром Ш 219Ч6.

4.6 Определение диаметров трубопровода тепловой сети, обвязки сетевых насосов, перепускного и подпиточного трубопроводов

Рассчитаем расход теплоносителя, зная расчетную тепловую нагрузку, т/ч:

где УQ - расчетная тепловая нагрузка, Гкал/ч.

Выбираем диаметр трубопрводов 159Ч4 мм.



5. Мембранные баки

Объем бака следует подбирать так, чтобы полезный объем бака был не менее объема температурного расширения теплоносителя.

Исходными данными при расчете расширительного бака будут являться:

Объем теплоносителя (воды) в системе, Vсист, л. Данная величина

может быть вычислена в зависимости от мощности системы.

Статическая высота (статическое давление). Высота столба жидкости в системе, находящегося над баком. Один метр столба воды создает давление 0.1 бар.

Предварительное давление расширительного бака, Pпредв - давление газа в газовой камере пустого расширительного бака при комнатной температуре. Предварительной давление подбирается равным статическому давлению столба теплоносителя в системе. Таким образом, до введения системы в работу, давление газа в баке компенсирует статическое давление столба жидкости, в результате чего мембрана бака находится в равновесии и бак еще не заполнен.

Максимальное давление, Pмакс - максимальное давление в системе в месте установки расширительного бака.

Средняя температура системы, T_ср, ?С - средняя температура системы в процессе ее работы.

Порядок расчета

1) Определяется коэффициент расширения жидкости K_расш (прирост объема, %) при ее нагреве (охлаждении) от 10?С (принимается, что система заполняется при температуре 10°С) до средней температуры системы. Для определения этого коэффициента используется следующая таблица или диаграммы.



Рисунок 5.1. Диаграмма температурного расширения воды в% при ее нагреве (охлаждении) от 10?С до средней температуры системы

автоматизированный котельная блочный

2) Определяется объем расширения Vрасш, л - объем жидкости, вытесняющийся из системы при ее нагреве от 10?С до средней температуры системы.

V_расш V_сист K_расш

где V_сист - объем системы, м3, в данном случае, объем котлового контура, который включает в себя объем котла V_котл, объем теплообменника V_тепл и объем трубопровода V_труб.

V_сист nV_котл+ nV_тепл+ nV_труб

где d_кол =159 мм - диаметр коллектора, м2.

V_труб=10*3,14*0,159²/4=1,25м3

V_сист =1400*2+2*500+2*1,25=3802,5

V_расш =3802,5*0,03=148,3 м³

3) Определяется коэффициент заполнения бака (коэффициент эффективности) Kзап при заданных условиях работы, который показывает максимальный объем жидкости (в процентах от полного объема расширительного бака), который может вместить расширительный бак. Все давления в формуле измеряется в абсолютных единицах.

K_зап (Р_макс Р_предв)/ Р_макс

K_зап (0,65-0,3)/0,65=0,54

4) Определяется потребный полный объем V, л расширительных баков и вводится коэффициент запаса 1,25.

V (V_расш 1,25)/ K_зап

V (148,3 1,25)/ 0,54=343м³

5) Выбираем модель расширительного бака Reflex N350



6. Горелки

Выбранный котел комплектуется горелкой комплектуется автоматизированной комбинированной модулируемой горелкой марки НR520A MG.MD.S.RU.A.8.65.EC мощностью 1000-6400кВт, фирмы «CIB Unigaz.



Заключение

В ходе работы получили данные по варианту от преподавателя. По этим данным провели расчёт блочной автоматизированной котельной.

В начале работы определили расчетную тепловую мощность котельной, на основании которой подобрали два котла фирмы Viessman «Vitomax 100-LW», с номинальной теплопроизводительностью - 3 МВт. Каждый котел обеспечивает максимальную летнюю нагрузку на ГВС, обеспечивается суммарная нагрузка и суммарная аварийная нагрузка покрывается одним котлом.

Для выбора теплообменников был создан опросный лист, на основании которого нам подобрали теплообменник.

Для подбора насосов мы узнали технические характеристики на основании которых совершили подбор на сайте компании Grundfos.

Для определения диаметров мы смотрели расход, часть расходов была найдена до этого, некоторые были рассчитаны. По справочнику мы подобрали диаметры трубопроводов.

Для выбора мембранного бака мы воспользовались расчетом приведенным каталоге «Оборудование компании Reflex)» и на его основании подобрали мембранный бак.

По всем найденным и рассчитанным данным мы начертили тепловую схему и компоновку котельной и создали к ним спецификацию.



Библиографический список

1. СП 89.13330.2012 Котельные установки. Актуализированная редакция СНиП II-35-76

2. СТП-ОмГУПС 1.2, 2005.

3.ГОСТ Р 21.1001-2009. Система проектной документации для строительства. Общие положения.

4. СП 124.13330.2012 Тепловые сети

5. Николаев А.А. Справочник проектировщика. Проектирование тепловых сетей, 1965.

6. Каталог «Оборудование компании

7. Технический каталог и прайс-лист

8. Каталог котельного оборудования

Размещено на Allbest.ru