Расчет системы теплоснабжения

2.Уточнённый расчёт РОУ.

Расход редуцированного  пара:

D_ред.=D_св+D_д+D_б=0,65+2,25+6,28=9,18 кг/с

D₁=D_редW₁

(D_ред-W₁)i₁^х+W₁t₂^’=D_редi₂^”.

W₁=(D_ред(i₁^x-i₂^”))/(i₁^x-i₂^’)=9,18*(2768,12-2683,04)/(2768,12-437,26)=0,335 кг/с

D₁=D_ред-W₁=9,18-0,335=8,845 кг/с

Общий расход свежего  пара:

D_o=D₁+D_T=8,845+11,15=19,995 кг/с 

3.Уточнённый расход тепловой схемы.

1. Расчёт расширителя непрерывной продувки:

W_пр=(d_пр/100)*D_o=(2,4/100)*19,995=0,48 кг/с

D_p=(W_пр(i₁^’-i₂^’))/(i₂^x-i₂^’)=0,48*(825,54-437,26)/(2768,12-437,26)=0,08 кг/с

W_p=W_пр-D_p=0,48-0,08=0,4 кг/с 

2. Расчёт  расхода химически очищенной  воды:

D_ут=(d_ут/100)*D₀=(3,1/100)*19,995=0,62 кг/с

W_хво=W₂+W_p+D_ут+W_тс+D_вып=11,15+0,4+0,62+1,33+0,061=13,561 кг/с

W_св=KW_хво=1,2*13,561=16,27 кг/с.

3. Расчёт пароводяного подогревателя сырой воды:

D_св=(W_св(i_хво-i_cв))/((i₂^”-i_k1)h_n)=16,27*(121,51-33,52)/((2683,04-356,15)*0,95)=

=0,65кг/с.

4. Расчет охладителя выпара:

         

5. Расчёт деаэратора:

D_д=W_д+D_вып-W_см-D_cв-D_p-D_б=W_д+0,061-13,561-0,65-6,28-0,08=

=W_д-20,51

(W_д-20,51) ∙2680,5+1647,8+231,5+1973,5+212,85= W_д437,26+ 163,66

2245,78W_д=51127,16;

W_д=22,766; D_р=22,766-20,51=2,256 кг/с. 

4.Проверка математического баланса линии

  дедуцированного  пара.

D_д=D_ред-D_б-D_св;

D_д=9,18-0,65-6,18=2,25 кг/с.

Из расчёта  деаэратора D_p=2,256кг/с. Расхождение составляет 0,3%, дальнейших уточнений не требуется.

5.Определение полной нагрузки на котельную.

Полная нагрузка определяется по формуле:

D_cyт= D₁+ D_Т +D_YT =8,845+11,15+0,62=20,615 кг/с.

В то же время:

D_cyт=W_д–W₁–W_ТС–W_пр=22,766-0,335-1,33-0,48=20,621 кг/с. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    4. Составление теплового баланса котельной 

     20,615*2768,12+0,48*825,54-

    -(22,766-0,335-1,33)*437,26+16,27*33,52=48989,81 кВт

    Расход  теплоты с паром на технологические  нужды с учетом возврата конденсата:

     11,15*2768,12=30864 кВт

    Процент расхода теплоты на технологические  нужды:

     (30864/48989,81)*100=63,26%

    Расход  теплоты в теплосеть с учетом потерь воды в теплосети:

     88,37*364,53-(88,37-1,33)*201,12=14708 кВт

    Аналогично

     (14708/48989,81)*100=30,02%

    Полезно расходуемый процент теплоты (КПД  схемы):

     63,26+30,02=93,28%

    Суммарные потери теплоты:

    q_∑=100-η_сх=100-93,28=6,72%

    Основные  составляющие потерь теплоты:

    1.Потери  от утечек свежего пара

     0,62*2768,12=1716,23 кВт

     3,5%

    2. Потери в окружающую среду  в бойлере

     6,28*(2660,58-314,25)*0,05=736,7 кВт

     1,5%

    3. Потери с водой при производстве  чимводоочистки:

     (16,27-13,561)*121,51=324,17 кВт

     0,67%

    4. Потери в окр. Среду в подогревателе сырой воды:

     0,65*(2682,04-356,15)*0,05=75,6 кВт

     0,15%

    6. Потери выпаром:

     =0,061*356,15=21,7 кВт

     0,04%

    Итого имеем

     63,26 +30,02+5,86=99,14%

    Расхождение 0,86% < 1% 
 

5. Выбор типа, размера и количества котлоагрегатов. 

      Подбирая  количество устанавливаемых котлоагрегатов, условно принимаем, что максимальная нагрузка котельной соответствует суммарной производительности и руководствуемся следующими соображениями:

1) недопустимо  устанавливать один котлоагрегат, а общее их число не должно превышать 4-5;

2) устанавливаемые  котлоагрегаты должны иметь одинаковую  производительность.

     Выбираем котёл КЕ-25-14 с паропроизводительностью 6,94 кг/с.

     Определим количество котлов , которые необходимо установить для покрытия всей нагрузки:

m=D_сут./D_к.,

где D_сут. – общая паропроизводительность котельной;

D_к – паропроизводительность одного котла.

m=20,615/6,94=2,97. Следовательно, 3 котла. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

6. Расчет теоретических и действтельных

продуктов сгорания

Топливо: мазут 40.

Низшая теплота  сгорания: 40700 кДж/кг

Влажность: 1-3%

Зольность: 0%

W_р=3 %;  A^р =0,3 %;  S_ор^р =0,5 %;

С^р =85,3%;  Н^р = 10,2%;  N^р =0,3%;  О^р = 0,4 %.

      Теоретический объем воздуха, необходимый для  полного сгорания 1 кг топлива:

V

=0,089*(С +0,376*(S +S ))+0,265*H -0,033*О =

=0,089(85,3+0,376*0,5)+0,265*10,2-0,0333*0,4=10,3 м

/кг.

      Объем трехатомных газов:

V

=0,0186*(С +0,375*( S + S ))=0,0186*(85,3+0,375*0,5)=1,59 м /кг.

      Объем азота:

V

=0,79* V +0,008*N =0,79*10,3+0,008*0,3=8,14 м /кг.

      Объем водяных паров:

V

=0,111*Н +0,0124*W +0,0161* V =0,111*10,2+0,0124*3+0,0161*10,3=

=1,335 м /кг.

          Теоретически полный объем продуктов сгорания:

_{Vг=1,59+8,14+1,335=11,06 м³/кг}

      Коэффициент избытка  воздуха на выходе из топочной камеры задан: α_т=1,25. Величина присосов воздуха в газоходе экономайзера Δα_э=0,10.

      Далее расчет производится для двух вариантов. Коэффициент избытка воздуха уходящих газов:

= _{+ =1,25+0,1=1,35;}

= =1,25

С установкой экономайзера.

     Действительный  объем водяных паров:

V_H2O^c=V_H2O^o+0,0161( -1) V

_{VH2O^c=1,335+0,0161(1,35-1)10,3=1,393 м³/кг}

_{Vг=VRO2+VN2+VH2O+}( -1) V

_{Vг=1,59+8,14+1,335+0,35*10,3=14,665 м³/кг}

Без установки  экономайзера.

      Действительный  объем продуктов сгорания:

V_H2O^б=_{1,335+0,0161(1,25-1)10,3=1,376 м³/кг}

_{Vг=1,59+8,14+1,335+0,25*10,3=13,635 м³/кг.}

7. Определение энтальпий продуктов сгорания и воздуха.

С установкой экономайзера.

      Температура уходящих газов t_ух2 = 180 °C.

=316,4 кДж/м³;     =234 кДж/м³ ;

=274 кДж/м³;     =240 кДж/м³,

Энтальпия действительных объемов продуктов  сгорания при температуре t_ух2

Без установки  экономайзера.

      Температура уходящих газов t_ух1 = 305 °C.

=570,65 кДж/м³;    = 398,75 кДж/м³;

=471,2 кДж/м³;     = 409,95 кДж/м³,

Энтальпия действительных объемов продуктов  сгорания при температуре t_ух1

 

8. Тепловой баланс котельного агрегата.

      Тепловой  баланс составляется для определения  КПД котлоагрегата и расхода топлива при установившемся тепловом состоянии котлоагрегата.

      Уравнение теплового баланса:

Q_р^р=Q₁+Q₂+Q₃+Q₄+Q₅+Q₆, кДж/кг.

Примем Q_p^p=Q_н^р, кДж/кг. Приняв располагаемое тепло за 100%, можно записать в виде:

100%-q₁+q₂+q₃+q₄+q₅+q₆-q₁+∑q_пот

      Если  известны потери тепла в котлоагрегате, его коэффициент полезного действия брутто определяется из выражения:

h=q=100-∑q_пот, %.

Потери  тепла с уходящими газами определяются по формуле:

Q₂=(I₂-a_ухI_хв^о)(100-q₄)/100, кДж/кг.

q₂=(Q₂/Q_p^p)*100%

С_хв=1,3 кДж/м³ - удельная ёмкость 1 м³воздуха в интервале температур

0 –  100

      В связи с тем, что объёмы продуктов  сгорания рассчитываются препложении  полного сгораниия топлива, в уравнение введена поправка на величину q₄ – механической неполноты сгорания.

q₃=1,0%; q₄=0%.

Для мазута 40 Q_н^р=40,7 МДж/кг.