Контрольная работа по "Котельным установкам"

АНОО «Нижегородский колледж теплоснабжения

и автоматизированных систем управления»

 

 

 

 

 

 

Контрольная работа

по котельным установкам

 

 

 

 

 

 

Выполнил:

Студент группы Тз-5

Хрялова С.А.

 

Проверил:

Гордеев А.В.

 

 

 

 

 

 

Н.Новгород

2010

СОДЕРЖАНИЕ

                  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задание

Тема контрольной работы: Рассчитать котловой агрегат по исходным данным:

1. Марка котла КВ-ГМ-6,5-150.
2. Тепловые нагрузки на отопление и вентиляцию – 19 МВт, на ГВС – 3,5 МВт.
3. Местоположение  - г.Рязань
4. Расчетные параметры теплоносителя: подача – 150 °С, обратка – 70 °С.
5. Вид топлива – природный газ.
6. Месторождение топлива – Уренгойское газовое месторождение.

1. Краткое описание котлового агрегата марки КВ-ГМ-6,5-150

Котел водогрейный марки КВ-ГМ-6,5-150 предназначен для получения горячей воды температурой 150 °С, используемой в системах отопления, горячего водоснабжения промышленного и бытового назначения.

Котел типа КВ-ГМ представляет собой устройство, несущий каркас которого отсутствует. Система трубная имеет опоры, приваренные к нижним коллекторам. Опоры, расположенные на стыке топочной камеры и конвективной шахты, неподвижны. Котлы типа КВ-ГМ-6,5-150  состоят из единой трубной системы.

Топочная камера, имеющая горизонтальную компоновку с прямоточным принудительным движением воды, экранирована трубами диаметром 60х3,5 мм, входящими в коллекторы диаметром 159х7 мм. К коллекторам присоединены радиационные и конвективные поверхности нагрева, имеющие облегченную натрубную изоляцию и газоплотную обмуровку.

Конвективная поверхность нагрева  расположена в вертикальной шахте  и набирается из U-образных ширм из труб диаметром 28х3 мм.

Котел оборудован горелкой типа РГМГ. Горелка устанавливается на воздушном коробе котла, который крепиться на фронтовом экране к щиту.

Движение воды и газа в котле  организовано противоточно - сетевая  вода подается в конветивные поверхности  нагрева и выводятся из топочных экранов. Конвективные секции состоят из вертикальных стояков, в которые входят П-образные змеевики из труб диаметром 28 мм. Движение воды обеспечивается насосом.

 

На выходном коллекторе котла до запорной арматуры установлены: манометр, прибор для измерения температуры и труба с запорным устройством для удаления воздуха при заполнении котла. Оснащается предохранительными клапанами. 

Котел имеет дренажные и воздушные вентили с запорной арматурой, обеспечивающие возможность удаления воды и осадков из нижних участков всех элементов котла и удаления воздуха из верхних.

Котлы КВ-ГМ оснащены лестницами-площадками для удобства обслуживания.

 

Таблица 1. – Технические характеристики котлоагрегата КВ-ГМ-6,5-150.

Теплопроизводительность, МВт	6,5
Рабочее давление воды на входе в  котел / на выходе из котла, МПа	1,6 / 1,0
Температура воды на входе/выходе, ˚С	70 / 150
Расход воды через котел, т/ч	144
Гидравлическое сопротивление, МПа, не более	0,25
Расход расчетного топлива для  природного газа, м3/ч	800
Аэродинамическое сопротивление, Па, не более	400
Коэффициент избытка воздуха для  природного газа по ГОСТ 5542, не более	1,15
Температура дымовых газов на выходе из котла для природного газа по ГОСТ 5542, ˚С	155
Диапазон регулирования теплопроизводительности  по отношению к номинальной, %	20 - 100
КПД котла на природном газе, %, не менее	89
Площадь поверхностей нагрева котла  и ВЗП (м2): радиационная / конвективная	48,74 / 150,4
Габаритные размеры в облегченной  изоляции с металлической обшивкой, мм: - длина по выступающим частям  блока котла; - ширина по выступающим частям  блока котла; - высота от уровня пола котельной  до выступающих частей блока  котла	7855 3460 3860
Масса котла без горелки, кг, не более	10300
Полный назначенный срок службы, лет, не менее	15

 

Эскиз водогрейного котла марки КВ-ГМ-6,5-150 показан на рисунке в Приложении А, схема гидравлическая принципиальная  - в Приложении Б.

2. Расчет тепловой схемы котельного агрегата

Сетевая вода из обратного трубопровода сетевым насосом подается в котел, где нагревается до 150°С и подается в тепловую сеть. Температура воды на входе в котел должна быть выше точки росы дымовых газов, чтобы не было конденсации водяного пара в конвективных пучках котла. Значение температуры воды на входе в котел зависит от вида сжигаемого топлива и содержания в нем серы. При сжигании природного газа подаваемую воду нагревают до 70°С с помощью рециркуляционной перемычки, по которой вода из подающего трубопровода подмешивается в подаваемую.

Регулировка температуры сетевой  воды при изменении температуры  наружного воздуха осуществляется так называемым центральным качественным регулированием, которое заключается в регулировании отпуска теплоты путём изменения температуры теплоносителя на входе в прибор, при сохранении постоянным количество теплоносителя подаваемого в регулирующую установку.

Для восполнения потерь теплоносителя  в котел подается предварительно нагретая и прошедшая химводоочистку и вакуумный деаэратор водопроводная  вода.

В общем случае основной целью расчёта тепловой схемы являются:

1. определение общих тепловых нагрузок, состоящих из внешних нагрузок и расхода пара на собственные нужды и потерь,
2. определение всех тепловых и массовых потоков необходимых для выбора оборудования,
3. определение исходных данных для дальнейших технико-экономических расчётов (годовых выработок тепла, топлива и т.д.).

Расчёт тепловой схемы позволяет  определить суммарную производительность котельной установки при нескольких режимах её работы. Расчёт производится для 4-х характерных режимов с соответствующей наружного воздуха в г.Рязань для характерных режимов определяются по СНиП 23-01-99 «Строительная климатология» [6]:

1. максимально-зимнего (-27 °С),
2. средней температуры наиболее холодного месяца (-16 °С),
3. средней температуры за отопительный период (-3,5 °С),
4. летнего.

 

Таблица 2. – Заданные максимальные тепловые нагрузки котельной установки.

Вид тепловой нагрузки	Расчетные тепловые нагрузки, МВт		Характеристика теплоносителя
	Зима	Лето
Отопление и вентиляция	19,0	нет	Вода 150/70 °С
Горячее водоснабжение	3,5	3,5	Вода 150/70 °С
ВСЕГО	22,5	3,5

 

Исходя из заданных тепловых нагрузок на отопление, вентиляцию и горячее  водоснабжение для всех характерных режимов определяются:

1. Тепловая нагрузка на отопление и вентиляцию:

	Мкал/ч     (1)

где - расчетная тепловая нагрузка на отопление и вентиляцию 19МВт=19*0,86Гкал/ч=16340Мкал/ч,

       – расчетная температура внутри отапливаемых помещений, принимается +18°С,

        - температура наружного воздуха,  [6] °С,

       - температура наружного воздуха при максимально-зимнем режиме,  [6] °С.

 

2. Общая тепловая мощность котельной установки без учета потерь и расхода на собственные нужды:

Мкал/ч     (2)

 

где - расчетная тепловая нагрузка на горячее водоснабжение 3,5МВт=3,5*0,86Гкал/ч=3010Мкал/ч.

 

3. Коэффициент снижения расхода теплоты на отопление и вентиляцию:

(3)

 

4. Текущая температура сетевой воды в подающем трубопроводе:

°С   (4)

 

где – расчетная температура теплоносителя в подающем трубопроводе, °С.

 

5. Текущая температура сетевой воды в обратном трубопроводе:

°С   (5)

 

где – расчетная температура теплоносителя в обратном трубопроводе, °С.

 

6. Расход сетевой воды на отопление и вентиляцию:

т/ч     (6)

 

где t1, t2 – температура сетевой воды в прямом и обратном трубопроводах, °С,

      Св.=4,19 кДж/кг*°С=4,19*0,239 ккал/кг*°С=1 Мкал/т*°С – теплоемкость воды.

 

7. Расход сетевой воды на горячее водоснабжение:

т/ч     (7)

 

где =3,5 МВт=3,5*0,86 Гкал/ч=3010 Мкал/ч – расчетная тепловая нагрузка на горячее водоснабжение.

 

8. Общий расход воды внешними потребителями в подающей магистрали тепловой сети:

т/ч     (8)

 

9. Расход воды на подпитку и потери в тепловой сети:

т/ч     (9)

 

10. Расход теплоты на собственные нужды котельной:

Мкал/ч (10)

 

11. Общая тепловая мощность котельной установки с учетом затрат теплоты на собственные нужды:

Мкал/ч (11)

 

12. Расход воды через котловой агрегат (принимая при максимально-зимнем режиме с нулевым расход воды на рециркуляцию и подмес в подающий трубопровод):

т/ч     (12)

 

13. Температура воды на выходе их котельного агрегата:

°С     (13)

где tк.1 – температура воды на входе в котельный агрегат =70°С=const.

 

14. Расход воды на собственные нужды котельной при =70°С=const:

т/ч     (14)

 

15. Расход воды на линии рециркуляции при =70°С=const:

т/ч     (15)

 

16. Расход воды по перемычке:

т/ч     (16)

 

17. Расход исходной воды:

т/ч     (17)

 

18. Расход греющей воды на теплообменник химически очищенной воды:

т/ч     (18)