Расчет системы теплоснабжения

      Расход  пара на подогрев сетевой воды определяется из уравнения:

.

      Откуда:

 кг/с. 

i_кб=C_вt_кб=4,19*75=314,25кДж/кг 

4. Определение расхода пара на подогрев сетевой воды и на

  технологические  нужды. 

      Расход  тепла на технологические нужды  составит:

                               ,      

где   i_ко – средневзвешенная энтальпия конденсата от технологических потребителей:

      i_ко=i_св

 МДж/с.

      Суммарный расход на подогрев сетевой воды и  на технологические нужды составит:

 кДж/с.

      Расход  пара на подогрев сетевой воды и на технологические нужды составит:

кг/с.

      При отсутствии сетевых подогревателей D₀=D_Т . 

5. Ориентировочное определение общего расхода свежего пара. 

      Суммарный расход острого пара D_г на подогрев сырой воды перед химводоочисткой и деаэрацию составит 3-11% от D_c.

      Примем  D_г=0,03∙D₀=0,03∙19,2=0,576 кг/с.

      Общий расход свежего пара:

 кг/с. 

6. Расчёт редукционно-охладительной установки (РОУ). 

      Назначение  РОУ – снижение параметров пара за счёт дросселирования (мятия) и охлаждения его водой, вводимой в охладитель в распылённом состоянии. РОУ состоит из редукционного клапана для снижения давления пара, устройства для понижения температуры пара путём впрыска воды через сопла, расположенные на участке паропровода за редукционным клапаном и системы автоматического регулирования температуры и давления дросселирования пара.

      В охладителе РОУ основная часть воды испаряется, а другая с температурой кипени отводится  в конденсационные  баки или непосредственно в деаэратор.

      Примем  в курсовом проекте, что вся вода, вводимая в РОУ, полностью испаряется, и пар на выходе является сухим, насыщенным.

      Подача  охлаждённой воды в РОУ производственных котельных обычно осуществляется  из магистрали питательной воды после  деаэратора.

      Тепловой расчёт РОУ ведётся по балансу тепла.

 Схема  РОУ.

Расход редукционного  пара D_ред с параметрами Р₂, t₂, i^//₂ и расхода увлажняющей воды W₁ определяем из уравнения теплового баланса РОУ:

           

из уравнения  материального баланса РОУ: 

           

Решая совместно  уравнения (6) и (7), получим: 

      ,      

где  D₁ – расход острого пара, кг/с, с параметрами Р₁, х₁;

        – энтальпия влажного пара, кДж/кг;

        – энтальпия увлажняющей  воды, поступающей в РОУ, кДж/кг.

Определим расход свежего пара, поступающего в РОУ:

кг/с

 

Составляем схему  РОУ:

D_ред.=8,951 кг/с ; i^//₂=2683,04кДж/кг 

P₂=0,118МПа                                                                D₁=8,625 кг/с, P₁=1,37 МПа

                                                                                       X₁=0,99 

         W₁=0,326 кг/с ; i^/₂=437,26 кДж/кг

Узел  РОУ.

Определяем расход увлажняющей воды:

кг/с.

7. Расчёт сепаратора непрерывной продувки.

      Непрерывная продувка барабанных котлоагрегатов осуществляется для уменьшения солесодержания котловой воды и получения пара надлежащей чистоты. Величина продувки (в процентах от производительности котлоагрегатов) зависит  от солесодержания питательной воды, типа котлоагрегатов и т.п.

      Для уменьшения потерь тепла и конденсата с продувочной водой применяются  сепараторы – расширители. Давление в расширителе непрерывной продувки принимается равным Р₂. Пар из расширителей непрерывной продувки обычно направляют в деаэраторы.

      Тепло продувочной воды (от сепаратора непрерывной  продувки) экономически целесообразно  использовать при количестве продувочной  воды больше 0,27 кг/с. Эту воду обычно пропускают через теплообменник подогрева сырой воды. Вода из сепаратора подаётся в охладитель или барботер, где охлаждается до 40-50 ⁰С, а затем сбрасывается в канализацию.  

           Расход продувочной воды из котлоагрегата определяется по заданному его значению d_пр в процентах от D_cyт.

кг/с.

      Количество  пара, выделяющегося из продувочной  воды, определяется из уравнения теплового  баланса: 

, 

и массового  баланса сепаратора:

.

 Узел  сепаратора непрерывной продувки.

Имеем:

кг/с. 

Расход воды из расширителя:

кг/с. 

8. Расчёт расхода химически очищенной воды. 

      Общее количество воды, добавляемой из химводоочистки, равно сумме потерm воды и пара в котельной, на производстве и в тепловой сети.

1. Потери конденсата от технологических потребителей:

      В случае отсутствия возврата конденсата от технологических потребителей W₂=D_Т ,кг/с.

W₂= 11,15кг/с

2. Потери продувочной воды W_р=0,393 кг/с.
3. Потери пара внутри котельной заданы в процента от D.

кг/с.

4. Потери воды в теплосети W_ТС=0,219 кг/с.
5. Потери пара с выпаром из деаэратора могут быть определены только при расчёте деаэратора. Предварительно примем D_вып=0,05 кг/с.

    Общее количество химически очищенной  воды равно:

         

      Для определения расхода сырой воды на химводоочистку необходимо учесть количество воды, идущей на взрыхление катионита, его регенерацию, отмывку и прочие нужды водоподготовки. Их обычно учитывают величиной коэффициента К=1,10 – 1,25. Приму К=1,2 

      Имеем W_св=К∙W_хво=1,2∙13,533=16,24 кг/с. 

9. Расчёт пароводяного подогревателя сырой воды первой ступени. 

                                                      i^х₂=2660,58 кДж/кг

                                                         D_св.=0,65 кг/с

i_хво=121,51    W_св=16,24кг/с; i_св=33,52 кДж/кг

 

                                                          i_к1=356,15 кДж/кг

Схема пароводяного подогревателя сырой воды.

Запишем уравнение  теплового баланса подогревателя:

         (13)

Расход редуцированного  пара в подогреватель сырой воды:

кг/с 
 
 
 

10.Расчёт деаэратора. 

      Для удаления растворённых в воде газов  применяются смешивающие термические деаэраторы. В общем случае они могут быть атмосферного типа с давлением в колонке 0,11-0,13 МПа, повышенного давления и вакуумные с давлением ниже атмосферного. В курсовом проекте применён смешивающий термический деаэратор атмосферного типа (Р₂=0,17МПа). Под термической деаэрацией воды понимают удаление растворённого в ней воздуха при нагреве до температуры кипения, соответствующей давлению  деаэраторной колонке. Целью деаэрации является удаление входящих в состав воздуха агрессивных газов, вызывающих коррозию металла оборудования (кислорода и угольной кислоты). Подогрев воды, поступающей в деаэратор, до температуры насыщения осуществляется редуцированным паром (D_g).

      Газы, выделяемые деаэрированной водой, переходят  в паровой поток и остатком неконденсированного избыточного пара (выпара) удаляются из деаэраторной колонки через штуцер, а затем сбрасываются в барботер (иногда – через охладитель выпара). Расход избыточного пара (D_вып) по имеющимся опытным данным ЦКТИ составляет 2+4 кг на 1 тонну деаэрированной воды. В курсовом проекте следует принять: D_вып=0,003*W_z, где W_z – суммарный расход деаэрируемой воды.

      Энтальпия пара (выпара) принимается равной энтальпии  сухого насыщенного пара при данном давлении (İ₂”). Деаэрированная вода (W_g) из бака деаэратора подаётся питательным насосом (ПН) в котельный агрегат.

      При расчёте деаэратора неизвестными являются расход пара на деаэратор (D_g) и расход деаэрированной воды (W_g). Эти величины определяются при совместном решении уравнений массового и теплового балансов деаэратора.

     Произведём  уточнение ранее принятого расхода D_вып. Суммарный расход деаэрируемой воды:

 кг/с

 кг/с.

Запишем уравнение  теплового и массового балансов.

,

(W_д-20.484)∙2683,04+1644,4+231,5+1973,5+218,17=W_д437,26+16366

2245,78W_д=51055,49

W_д=22,734 кг/с;

                     D_д= W_д-13,46=22,734-20,484=2,25 кг/с.

D_вып=0,061 кг/с; i^//₂=2683,04 кДж/кг

      i_хво=121,51 кДж/кг;

                                                                                W_хво=13,533 кг/с

D_св=0,65 кг/с; i_к1=33,52 кДж/кг   D_p=0,082 кг/с;

      i₂^х=2660,58 кДж/кг

D_д=2,25 кг/с; i^//₂=2683,04 кДж/кг   D_б=6,28 кг/с;

      i_кб=314,25 кДж/кг

д

                                                                            W_д=22,734 кг/с; i^/₂=437,26 кДж/кг

11.Расчётная схема деаэратора. 

1.Проверка точности расчёта первого приближения.

      Из  уравнения массового баланса  линии редуцированного пара определяем значение D_д:

D_д= D_ред- D_б- D_св=8,951-6,28-0,65=2,021 кг/с.

При расчёте  деаэратора получено D_д=2,25 кг/с. Ошибка расчёта составляет 10,2%.