5. Тепловой расчет паропровода
Прокладка паропровода надземная, поэтому расчетная температура окружающей среды соответствует температуре наружного воздуха при максимальном зимнем режиме (tно).
Паропровод полностью изолирован, задвижки изолированы на ѕ от их площади поверхности, компенсаторы изолированы полностью.
Результаты теплового расчета сведены в таблицу 5.
Таблица 5
Расчетная
величина
Обознач.
Размерн.
Расчетная формула или метод
определения
Номер участка
1
2
3
4
5
Расход пара на участке
D
кг/с
По заданию
25
16,7
8,3
Длина участка
L
м
То же
750
500
320
90
100
Удельная потеря теплоты с 1 м изолированного паропровода
q
Приложение 3[2]
1,67
1,56
1,32
Эквивалентная длина задвижки
Принимается в диапазоне 4…8
Количество нормальных задвижек на участке
nз
---
Эквивалентная длина опор
(10…15%)∙L
80
40
30
11
14
Суммарная эквивалентная длина местных тепловых потерь
85
45
35
16
19
Температура пара в начале участка (от источника)
t1
0С
Принимается
184
174
169
Температура пара в конце участка (от источника)
t2
Табл. II [4]
165
Средняя температура пара на участке
tср
179
171,5
167,5
169,5
Средняя массовая теплоемкость пара на участке
Ср
Табл. V [4]
2,603
2,526
2,484
2,504
Средняя удельная теплота парообразования на участке
rср
Табл. I [4]
2018
2042
2057
2050
Потери тепла на участке
Q
кВт
314,8
142,7
89,1
50,6
42,3
t’2
174,3
167
162
Погрешность определения температуры
d
%
0,1
1,1
1,8
0
Полученная погрешность удовлетворяет допустимой (2%)
6 Расчет тепловой схемы котельной
6.1 Расчет тепловой схемы паровой части котельной
Наиболее целесообразно установить в котельной как паровые, так и водогрейные котлы. Паровая часть котельной обеспечивает круглогодичную нагрузку (технологическую и нагрузку горячего водоснабжения), а водогрейная – нагрузку отопления и вентиляции.
Рассчитано для tн = tно = -340С. Результаты расчета сведены в таблицу 6.
Таблица 6
Расчетная формула или метод определения
Температура наружного воздуха
tно
tнхм
tни
+8
Летний режим
Расчетная температура наружного воздуха
tн.в.
оС
Приложение 1
-34
-15,1
+3,8
>+8
Давление технологического пара
Pтех
МПа
0,7
Технологическая нагрузка
Dтех
12,5
Доля возвращаемого конденсата
m
-«-«-
70
Температура возвращаемого конденсата
tтех
Солесодержание котловой воды
Sкв
мг/кг
5000
Солесодержание химически очищенной воды
Sх
Рекомендации из [5]
Энтальпии пара при давлениях:
1,4 МПа
0,76 МПа
0,15 МПа
0,12 МПа
i”1.4
i”0.76
i”0.15
i”0.12
кДж/кг
2788,4
2766
2693,9
2683,8
Энтальпия
исходной воды
iив
20,95
62,85
Энтальпия технологического конденсата
251
Энтальпия питательной воды
377,1
Энтальпия воды в деаэраторе
i’0.12
419
Энтальпия насыщенной воды при Р=0,15 МПа
По таблице II
467,13
Энтальпия котловой воды при Р=1,4 МПа
830,1
Энтальпия конденсата после паровых подогревателей
iк
Табл. I [4] для t42 = 900C
376,94
Расход технологического конденсата с производства
Gтех
8,75
Потери технологического конденсата
Gптех
3,75
Потери пара в схеме
Кг/c
0,375
Расход пара на собственные нужды
Dсн
зимний
летний
1,5
Паропроизводительность
(0,76 МПа)
14,38
13,86
Потери пара и конденсата в схеме
4,125
Доля потерь теплоносителя
Пх
0,287
0,298
Процент продувки
Pп
2,9
3,1
Расход питательной воды на РОУ
GРОУ
0,134
0,129
Производительность по пару
Р = 1,4 МПа
Dк1.4
14,25
13,73
Расход продувочной воды
Gпр
0,41
0,43
Расход пара из сепаратора продувки
Dc0.15
0,067
0,07
Расход воды из сепаратора продувки
GСНП
0,343
0,36
Расход воды из деаэратора питательной воды
Gд
14,79
14,29
Расход выпара из деаэратора питательной воды
Dвып
0,03
0,029
Суммарные потери сетевой воды, пара и конденсата
Gпот
4,498
4,514
Расход химобработанной воды после 2-й тупени
Расход исходной воды
Gисх
18,86
18,51
20,24
16,56
10,12
Температура воды после Т№1
6.3
6,2
6,5
17,5
Температура греющей воды после охладителя продувочной воды (Т№1)
104,75
Расход пара на Т№2
D2
0,619
0,607
0,667
0,537
0,133
Температура воды на входе в охладитель деаэрированной воды (Т№4)
t41
57,12
58,34
Расход пара на Т№3
D3
0,243
0,244
Температура ХОВ после охладителя выпара питательного деаэратора
t52
94
Расход пара на деаэратор горячего водоснабжения
Dд
0,543
0,547
0,525
0,572
0,597
Расчетный расход пара на собственные нужды
2,209
2,18
2,32
2,021
1,24
Расчетная паропроизводительность
14,53
14,52
14,58
14,48
14,12
Ошибка расчета
1,4
Исходя из производительности котельной по пару с давлением P = 1,4 МПа, необходимо выбрать котельные агрегаты. Для обеспечения потребности по пару выбираю следующий тип котлов средней мощности:
Е-50-14
Краткая характеристика [3]:
1. Изготовитель з-д «Энергомаш» г. Белгород;
2. Паропроизводительность 50 т/ч;
3. Давление насыщенного пара 1,4 МПа;
4. Температура уходящих газов 1400С (для работы на газе).
Необходимое количество котельных агрегатов:
6.2 Расчет тепловой схемы водогрейной части котельной
Задача водогрейной части котельной – подготовить сетевую воду для покрытия нагрузок отопления и вентиляции. Нагрузку ГВС, восполнение потерь из тепловой сети, а также химическую обработку и нагрев подпиточной воды до необходимой температуры обеспечивает паровая часть котельной.
Подпиточная сетевая вода забирается из баков-аккумуляторов и вводится за водогрейными котлами. После котлов сетевая вода отпускается потребителю.
В летнем режиме водогрейные котлы остановлены.
Для расчета тепловой схемы данной части котельной необходимо выбрать котельные агрегаты. Максимальное число работающих котлов будет в максимально зимнем режиме
Таблица 7
Расчетные режимы
Тепловая нагрузка на ГВС
МВт
Из пункта 1
91,1
58,3
Тепловая нагрузка на отопление
176,175
114,51
77,65
39,15
Тепловая нагрузка на вентиляцию
21,141
13,74
9,32
4,7
Производительность котельной
288,416
219,35
178,07
134,95
Расход воды на подпитку и потери в тепловой схеме
8,65
6,58
5,34
4,05
1,75
Общая тепловая мощность котельной
297,07
225,93
183,41
139
60,05
Температура прямой сетевой воды на выходе из котельной
Из пункта 2
150
119
Температура обратной сетевой воды на входе в котельную
24
29
15
Общий расход сетевой воды
566
214
Расход воды через котлы
886
597
11,3
4,3
Температура воды на выходе из котла (при )
131
107
Расход воды на собственные нужды
25,8
Расход воды на линии рециркуляции
323
356
469
530
416
Расход воды по перемычке
68
245
146
20
Расход хво после первой ступени
Расход пара на теплообменник
№ 6
0,804
0,783
0,885
0,669
0,29
Расход выпара из деаэратора
0,024
0,023
0,026
0,02
0,009
Температ. воды после охладителя выпара
64,6
Расход греющей воды на деаэрацию
2,15
2,3
3,54
3,7
4,1
Расход воды через котельный агрегат
875
877
878
880
586
Относительная погрешность
1,3
1,02
0,91
0,68
По тепловой нагрузке производим выбор водогрейных котлов:-ставим 3 котла КВГМ-100-150 (, расчетная температура на выходе из котла 150єС).
7 Выбор теплообменного оборудования
7.1 Выбор деаэраторов
Для дегазации питательной воды в паровой части котельной установлен деаэратор атмосферного типа. Производительность питательного деаэратора равна 14,79 кг/с (61,97 т/ч).
Деаэраторы типа ДА обеспечивают устойчивую деаэрацию воды при работе с нагрузками в пределах от 30 до 120% номинальной производительности. Деаэраторы типа ДА укомплектовываются индивидуальными охладителями выпара и могут быть поставлены без деаэраторного бака [3].
Для деаэрации питательной воды паровых котлов необходим один атмосферный деаэратор типа ДА-75-15
1 Номинальная производительность 75 т/ч;
2 Номинальное рабочее давление 0,12 МПа;
3 Полезная емкость деаэраторного бака 15 м3.
Для деаэрации подпиточной воды (расход 519 кг/с=1868,1 т/ч) тепловых сетей необходимо четыре вакуумных деаэратора типа ДСВ-2000
1 Номинальная производительность 2000 т/ч;
2 Номинальное рабочее давление 0,0075 МПа;
7.2 Выбор подогревателей
Выбор теплообменников следует производить, исходя из их расчетной площади теплообмена. При этом коэффициент теплопередачи ориентировочно можно принимать в пределах от 2500 до 3000 ккал/(м2ч0С) для подогревателей с латунными трубками при достаточной чистоте поверхностей нагрева.
С учетом загрязнения трубок слоем накипи коэффициент теплопередачи равен 1700 - 1800 ккал/(м2ч0С) [3].
Для ориентировочных расчетов поверхности нагрева всех теплообменных аппаратов принимаю коэффициент теплопередачи равным 2500 Вт/(0С м2).
Охладители выпара
Тепловые нагрузки на охладители выпара:
Среднелогарифмический температурный напор:
Поверхность теплообмена:
В качестве охладителей выпара для теплообменников №5 и №7 предлагаю установить следующие теплообменники: ОВА-2/0,22, ОВВ-2/0,22
Краткая характеристика охладителей выпара:
1 ОВА-2/0,22. Рабочее давление в корпусе/трубной системе 0,12/0,5 МПа, пробное давление 0,7 МПа, рабочая температура в корпусе/ в трубной системе 40-104/10-80єС, поверхность охладителя 2 м2, масса 220 г.
2 ОВВ-2/0,22. Рабочее давление в корпусе/трубной системе 0,01-0,12/0,4 МПа, пробное давление 0,7 МПа, рабочая температура в корпусе/ в трубной системе 104/50-80єС, поверхность охладителя 2 м2, масса 220 кг
Подогреватели исходной и химочищенной воды
Необходимо рассчитать площади теплообмена для следующих теплообменных аппаратов:
- охладитель продувочной воды (Т№1);
- подогреватель исходной воды (Т№2);
- подогреватель исходной воды (Т№4);
- подогреватель химочищенной воды после II ступени ХВО (Т№3);
- подогреватель химочищенной воды после I ступени ХВО (Т№6).
Таблица 8
Номер теплообменного аппарата
6
Тепловая нагрузка
764
3083
237,1
Наибольшая разность температур теплоносителей
DtБ
162,7
144
10
Наименьшая разность температур теплоносителей
DtМ
33,7
65
32,9
Среднелогарифмический температурный напор
Dt
63,5
106,6
75,3
5,7
72,8
Коэффициент теплопередачи
k
Рекомендации [3]
2500
Поверхность теплообмена
F
м2
4,9
11,8
17
17,3
Для теплообменника Т№1 выбираю водяной подогреватель под номером 10 (таблица 2,144.[8]).
Краткая характеристика:
1 Площадь поверхности нагрева секции 6,9 м2.
2 Давление 1,6 МПа.
3 Число латунных трубок 37, Dн = 168 мм.
Для теплообменника Т№2 и Т№3 выбираю пароводяной подогреватель под номером 2 (таблица 2.143.[8]).
1 Площадь поверхности нагрева секции 17,2 м2.
2 Длина корпуса 3,63 мм.
3 Число латунных трубок 124, Dвч = 412 мм.
Для теплообменников Т№4 выбираю водо-водяной подогреватель под номером 14 (таблица 2.144.[8]).
1 Площадь поверхности нагрева секции 20,3 м2.
3 Число латунных трубок 109, Dн = 273 мм.
Для теплообменника Т№6 выбираю пароводяной подогреватель под номером 3 (таблица 2.143.[8]).
1 Площадь поверхности нагрева секции 24,4 м2.
2 Длина корпуса 3,75 мм.
3 Число латунных трубок 176, Dвч = 466 мм.
Используемая литература
1. Соколов Е.А. Теплофикация и тепловые сети. – М.: Энергоиздат, 1982.
2. Есина И.В., Грибанов А.И. Источники и системы теплоснабжения промышленных предприятий. – Челябинск: ЧГТУ, 1990.
3. Бузников Е.Ф., Роддатис К.Ф., Берзиньш Э.Я. Производственные и отопительные котельные. – М.: Энергоатомиздат, 1984.
4. Ривкин С.Л., Александров А.А. Термодинамические свойства воды и водяного пара. Справочник. – М.: Энергоатомиздат, 1984.
5. Кириллов В.В. Лекции по курсу «Источники и системы теплоснабжения».
6. Тепловой расчет котельных агрегатов (нормативный метод). – М.: Энергия, 1973.
7. Григорьев В.А., Зорин В.М. Тепловые и атомные электрические станции. Справочник. – М.: Энергоатомиздат, 1989.
8. Смирнов А.Д., Антипов К.М. Справочная книжка энергетика. – М.: Энергоатомиздат, 1984.
Страницы: 1, 2
