Проектирование котельной малой мощности

Автор: Пользователь скрыл имя, 18 Декабря 2011 в 14:23, курсовая работа

Описание работы

Определение тепловых нагрузок на систему отопления и вентиляции и систему горячего водоснабжения

В котельной установке любого типа максимальная величина нагрузок должна соответствовать установленной теплопроизводительности агрегатов без резервного. Тепловые нагрузки на систему отопления и вентиляции и систему горячего водоснабжения включают в себя перспективу – 20%, собственные нужды котельной – 10% и транспортные потери тепла – 7%. В соответствии с итоговыми нагрузками подбирается мощность котлоагрегатов.

Содержание

ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………………8
1.ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ
РАБОТЫ КОТЕЛЬНОЙ………………………………………………………...9
1.1 Определение тепловых нагрузок на систему
отопления и вентиляции и систему горячего водоснабжения…………….9
1.2 Построение температурных графиков отпуска тепловой энергии…….9
1.3 Определение тепловых нагрузок и расходов
теплоносителя для разных режимов работы котельной………………….11
2. ПОДБОР ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ВОДОГРЕЙНОЙ КОТЕЛЬНОЙ…….14
2.1 Подбор оборудования котлоагрегата…………………………………..14
2.2 Тепловой расчет контуров котельной………………………………….16
2.2.1 Тепловой расчет контура системы отопления и вентиляции…….16
2.2.2 Тепловой расчет контура системы горячего водоснабжения……20
2.3 Подбор теплообменников……………………………………………….22
2.4 Подбор газового оборудования…………………………………………23
2.4.1 Подбор горелочных устройств……………………………………..23
2.4.2 Подбор газораспределительной установки………………………..24
2.5 Подбор насосного оборудования для системы
отопления и вентиляции и системы горячего водоснабжения…………...25
2.5.1 Циркуляционные насосы котловых контуров…………………….25
2.5.2 Сетевые насосы контура системы отопления
и вентиляции и контура системы горячего водоснабжения……………26
2.5.3 Подпиточные насосы……………………………………………….27
2.5.4 Рециркуляционный насос…………………………………………..28
2.6 Расчет системы удаления дымовых газов……………………………...29
2.7 Подбор водоподготовки котельной…………………………………….32
2.8 Подбор расширительных баков………………………………………...33
ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………………...35
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ……………………………...36
ПРИЛОЖЕНИЯ………………………………………………………………...37

Работа содержит 1 файл

Пояснительная записка.doc

— 1.10 Мб (Скачать)
 

    2.6 Расчет системы удаления дымовых  газов 

    Загрязнение воздушной среды теплогенерирующими установками связано с выбросами в дымовую трубу мелкодисперсной золы, токсичных газов, таких как NO, NO2, SO2, CO и др. Количество образующихся вредных газов зависит от вида топлива и его состава, организации процесса горения в топочных устройствах, температуры горения и многих других факторов. Основным показателем, характеризующим загрязнение окружающей среды, является выброс вредных веществ в единицу времени.

    Теоретически  необходимое количество воздуха, м33:

    V0 = 0,0476*(0,5 СО2 + 0,5 H2 + 1,5 H2S + Σ (m+n/4)*CmHn-O2),           (12)

    Действительное  количество воздуха, м33:

    Vд = V0×αт,                                                        (13)

где αт – коэффициент избытка воздуха, αт = 1,1.

    Действительный  объем продуктов горения будет определяться следующим выражением:

    VГ = VRO2 + V0Н2О + V0N2 + (αт – 1)∙V0,                               (14)

    Для расчёта объёма дымовых газов  используют следующие формулы:

объем водяных паров, м33:

    V0Н2О = 0,01*(H2S + H2  + Σ (n/2)*CmHn) +0,0161*V0,                 (15)

объем трехатомных газов, м3/кг:

    VRO2 = 0,01*(СО2 + СО + H2S + Σ m*CmHn),                       (16)

объем паров азота, м33:

    V0N2  = 0,79*V0 + 0,01*N2,                                       (17)

где CmHn – углеводороды, входящие в состав газа, %.

    Суммарный расход топлива, м3/ч:

     ,                                               (18) 

    Действительный  суммарный объем продуктов сгорания, м3/с определяется по формуле

      ,                                        (19)

    По  выходу дымовых газов и их скорости рассчитывается диаметр устья дымовой  трубы

      ,                                                     (20) 

     Условием  выбора высоты дымовой трубы является рассеивание вредных загрязняющих веществ на высоте 2 м от земли в атмосферном воздухе для каждого выброса.

  1. Расчет выбросов оксидов углерода, г/с:

,                                       (21)

  1. Расчет выбросов оксидов азота, г/с:

     ,                    (22)

    Минимальная высота дымовой трубы  , м, рассчитывается по следующей зависимости:

     ,                                 (23) 

    Выбор высоты дымовой трубы делается для  максимального значения из расчетов минимальной высоты дымовой трубы для рассеивания вредных веществ.

    При естественной тяге необходимо уточнить среднюю температуру газов в  трубе Vср. Температура на входе в трубу V1 определяется из паспортных данных оборудования. Температуру продуктов сгорания на выходе из устья дымохода V2 находят с учетом их охлаждения по длине трубы. Охлаждение газов в трубе на 1 метр её высоты определяется по формуле:

     ,                                             (24) 

    Температура на выходе из трубы, °С :

    V2= V1 - НдΔ V,                                                  (25)

где Нд - высота дымовой трубы, м. 

    Средняя температура продуктов сгорания в дымоходе, °С:

    Vср = (V1 + V2)/ 2 ,                                               (26)

    Если  высота трубы задана и требуется  проверить достаточность развиваемой ею тяги, для этого рассчитывают сумму сопротивлений трубы, а также определяется самотяга трубы по формулам:

    Сумма сопротивлений трубы, мм в.ст.:

    ΣΔhтрб = Δhтр + Δhмс,                                              (27)

    Сопротивление трения:

     ,                                             (28)

    Потери  в местных сопротивлениях:

     ,                                              (29)

    Величина  самотяги, мм в.ст.:

     hс = Нд( ρв – ρг ),                                                 (30) 

где ρв - плотность воздуха при рабочих условиях, кг/м3:

     ,                                             (31)

    ρг - плотность дымовых газов при рабочих условиях: 

     ,                                          (32)

    ρгну - плотность продуктов сгорания при нормальных условиях – 1.26 кг/м3.

    Проверка  тяги производится по формуле:

     ,                     (33)

    Высоту  дымовой трубы, м, обеспечивающую необходимую тягу, можно определить по формуле:

     ,                          (34)

    Расчет  системы удаления дымовых газов  для каждого котла приведен в приложении 1, 2 и 3. 

    2.7 Подбор водоподготовки котельной 

    Надежная  работа поверхностей нагрева котлоагрегатов и систем теплоснабжения зависит от качества питательной и подпиточной воды. Основной задачей при подготовке воды является борьба с коррозией и накипью. Одним из наиболее важных показателей качества является жесткость воды.

    Оборудование  водоподготовки подобрано в соответствии с качеством воды, которое определяется по РД 34.37.504-83 «Нормы качества подпиточной и сетевой воды тепловых сетей», для общего расхода воды 17,6 м3/ч.

    К установке принято следующее оборудование:

    1. Ионообменная колонка – фильтр умягчения воды.

    2. Установка обезжелезивания

      Данные представлены в табл. 16 

Оборудование  водоподготовки 

    Таблица 16

    Марка Производи-тельность, м3 Давление воды, МПа Высота слоя загрузки, мм Диаметр, мм Высота, мм Масса, кг
    ФИПа-I-1,0-0,6 - ВИФР 20 0,6 2000 1000 3780 1190
    BWT ERF 20Fe 20 0,2 – 0,7 - 615 2080 860
 

    Дополнительные  сведения к установке обезжелезивания BWT ERF 20Fe

Технические характеристики

• Номинальный  диаметр соединения, Ду: 32 (1 1/4" AG)

• Потери напора при номенальном расходе, бар: 1.0

• Расход промывной  воды, м. куб/час: 6.5-9.5

• Объем воды на 1 обратную промывку при, л: 2000

• Температура  воды, max, град. C: 30

• Температура  воздуха, max, град. C: 40

• Присоединение  к сети, В/Гц: 230/50

• Потребляемая электрическая мощность, Вт: 36

• Высота подключения  сырой воды, около, мм: 1940

• Поддерживающий слой фильтровального песка (зернистость 2-3,15 мм), кг: 70

• Фильтрующий  материал Мешок объемом 28,3л: 10 

    2.8 Подбор расширительных баков           

    Расширительный  бак состоит из двух камер –  для газа и для воды, которые  разделены мембраной. Жидкостная камера, ограниченная мембраной, служит для  хранения увеличивающегося объема жидкости при нагревании.

    Подбора бака начинаем с определения объема расширения, л:

    Vрасш = Vс × К,                                                    (35)

    К – коэффициент расширения, зависящий от максимальной температуры:

    К = 0,012 × е 0,0162t,                                               (36)

    t – рабочая температура воды,  ºС.

    Предварительное давление сжимает объём воды в  камере при охлаждении воды в системе  и возвращает её обратно в систему, а также защищает расширительный бак от переполнения.

    Предварительное давление, бар:

    Ргаза = (статическая высота Рстат + 0,3 + давление насоса Рцн),      (37) 

    Максимальное  рабочее давление в системе равно  давлению срабатывания предохранительного клапана, зависит от статической  высоты и максимальной рабочей температуры.

    Максимальное  рабочее давление, бар:

    Рмакс = (статическая высота + 2,0),                                (38) 
 

    противном случае предварительное давление расширительного  бака следует увеличить.

    f = (Рмакс – Ргаза) / (Рмакс + 1),                                 (39)

    Требуемый объем бака, л:

    Vтр = Vрасш / f,                                                 (40)

      На основании полученных объемов расширительных баков, максимальной рабочей температуры и максимального рабочего давления из таблиц могут быть подобраны требуемые баки.

    Данные  по расширительным бакам представлены в табл. 17 

    Подбор  расширительных баков

Таблица 17

    № п/п Параметр Значение Ед.изм.
    Расширительный  бак на контур СОиВ
    1 Исходные  данные
 

Продолжение табл. 17

    № п/п Параметр Значение Ед.изм.
    1.1. Объем воды    
    1.1.1. в котлах 2,925 м3
    1.1.2. количество котлов 3 шт
    1.1.3. в теплообменнике 0,101 м3
    1.1.4. в трубопроводах 0,112 м3
    1.1.5. Суммарный объем  воды в контуре 3,138 м3
    1.1.6.   3138,0 л
    1.2. Рабочая температура  воды 115 °С
    1.3. Статическая высота установки 17,50 м
    1.4. Тепловая нагрузка контура 2286 кВт
    2 Расчет  бака    
    2.1. Коэффициент расширения 0,0764 -
    2.2. Объем расширения 239,6 л
    2.3. Предварительное давление 1,85 бар
    2.4. Максимальное  давление 3,75 бар
    2.5. Коэффициент использования  объема 0,40 -
    2.6. Требуемый объем  бака 599,00 л
    2 Результаты  расчета
    2.1. Марка бака Elko-flex EDER C 600
    2.2. Номинальная емкость 600 л
    2.3. Арматура техобслуживания Elko-flex 1''
    2.4. Диаметр бака 700 мм
    2.5. Высота бака 1970 мм
    2.6. Внутренний  диаметр трубопровода DN50
    Расширительный  бак на контур СГВ
    1 Исходные  данные
    1.1. Объем воды    
    1.1.1. в котле 0,448 м3
    1.1.2. количество  котлов 1 шт
    1.1.3. в теплообменнике 0,004 м3
    1.1.4. в трубопроводах 0,083 м3
    1.1.5. Суммарный объем  воды в контуре 0,575 м3
    1.1.6.   574,8 л
    1.2. Рабочая температура воды 115 °С
    1.3. Статическая высота установки 17,50 м
    1.4. Тепловая нагрузка контура 461 кВт
    2 Расчет  бака    
    2.1. Коэффициент расширения 0,0764 -
    2.2. Объем расширения 43,9 л
    2.3. Предварительное давление 1,84 бар
    2.4. Максимальное  давление 3,75 бар
    2.5. Коэффициент использования  объема 0,40 -
    2.6. Требуемый объем  бака 109,75 л
    2 Результаты  расчета
    2.1. Марка бака Elko-flex  NР 115
    2.2. Номинальная емкость 115 л
    2.3. Арматура техобслуживания Elko-flex 3/4''
    2.4. Диаметр бака 500 мм
    2.5. Высота бака 800 мм
    2.6. Внутренний  диаметр трубопровода DN40

Информация о работе Проектирование котельной малой мощности