Проектирование отопительно-производственной котельной сельскохозяйственного назначения
1
МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФГОУ ВПО "Башкирский государственный аграрный
университет"
Факультет: Энергетический
Кафедра: АТД и Т
Специальность: Электрификация и автоматизация с/х
КУРСОВАЯ РАБОТА
"Проектирование отопительно-производственной котельной сельскохозяйственного назначения"
Мухамедьяров Ильнур Равилович
Форма обучения: очная
Курс, группа: АХ 301/1
"К защите допускаю"
Руководитель:
Динисламов М. Г..
Уфа 2009
РЕФЕРАТ
Курсовой работа включает в себя 24 страницы расчётно-пояснительной записки, 1 лист графического материала формата А1.
Объектом работы является проектирование отопительно-производственной котельной сельскохозяйственного назначения.
Расчётно-пояснительная записка включает в себя: расчет тепловых нагрузок, выбор источника теплоснабжения, определение годовых расходов теплоты и топлива, регулирование отпуска теплоты, подбор питательных устройств и сетевых насосов, расчёт водоподготовки, тепловую схему котельной, компоновку котельной и расчёт технико-экономических показателей производства теплоты.
Графическая часть курсовой работы, содержит тепловую схему с указанием всего оборудования, участвующего в тепловом процессе, графики годовой тепловой нагрузки и температур воды в тепловой сети.
ОГЛАВЛЕНИЕ
1. Задание
2. Расчет тепловой нагрузки
2.1 Определение расчетной тепловой мощности на отопление и вентиляцию
2.2 Расход теплоты на горячее водоснабжение и технологические нужды
3. Выбор теплоносителя
4. Подбор котлов
5. Годовой расход топлива
6. Регулирование отпуска теплоты котельной
7. Подбор питательных устройств и сетевых насосов
8. Расчет тепловой схемы котельной
9. Технико-экономические показатели производства тепловой энергии
Библиографический список
1. Задание
1. Рассчитать по удельным показателям расход теплоты на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение для объектов, указанных в таблицах 1 и 2 и годовой расход теплоты. При расчете принять: расчетно-климатические условия по последней цифре номера зачетной книжки по таблице 4; высоту помещений ремонтной мастерской -5 м, школы, клуба и гаража - 4 м, остальных объектов - 3 м; давление и температуру пара по предпоследней цифре номера зачетной книжки.
2. Выбрать тип и количество котлов в котельной, определить максимальный часовой расход топлива. Вид топлива принять по таблице 3.
3. Рассчитать внутренний диаметр трубопроводов теплотрассы для отопления объекта, указанного в таблице 3.
Таблица 1 Характеристика потребителей теплоты жилого сектора
|
Название | Последняя цифра № зач.книжки | |
| 7 | |
Жилые дома, | | |
Школа, | | |
Клуб, | | |
Баня, | | |
|
Таблица 2 Характеристика потребителей теплоты производственного сектора
|
Наименование | Предпосл. цифра № зач.книжки | |
| 9 | |
Ремонтная мастерская, тыс. м2 | 1,8 | |
Давление пара, МПа | 0,2 | |
- расход пара, кг/с | 0,15 | |
- расход гор. воды, кг/с | 0,16 | |
температура пара, °С | - | |
Степень сухости пара, х | 0,95 | |
Гараж, тыс. м2 | 0,2 | |
Число автомобилей: - грузовых - легковых | 20 4 | |
Коровники: число голов | 70 | |
|
Таблица 3 Вид топлива и объект для расчета трубопроводов
|
| 3-я цифра № зач.книжки | |
| 5 | |
Топливо | Каменный уголь | |
Теплота сгорания | Qdi=21МДж/нм3 | |
Объект | Жилые дома | |
|
Таблица 4 Расчётно-климатические условия
|
Населён-ный пункт | Последняя цифра № зач.книжки | Темп. воздуха наиболее холодной пятидневки, tн.в, °С. | Темп. Вентиляци-онная, tн.в, °С | Продолжительность отно-сительного периода со средне суточная темп., °С | Средняя скорость ветра | |
| | | | h, сут. | tср.о | | |
Уфа | 7 | -35 | -20 | 213 | -5,9 | 3,5 | |
|
2. Расчёт тепловой нагрузки
2.1 Определение расчетной тепловой мощности на отопление и вентиляцию
Определение расчётной тепловой мощности на отопление и вентиляцию, в Вт:
|
Ф0 = qотVн(tв - tн.о) а; | (1) | |
Фв = qвVн(tв. - tн.в), | (2) | |
|
где qот и qв - удельная отопительная и удельная вентиляционная характеристики здания, Вт/(м3К); применяется в зависимости от назначения и размеров здания.
Vн - объем здания, м3;
tв - средняя расчетная температура воздуха, характерная для большинства помещений зданий, 0С;
tн.о. и t н.в. - расчётная температура наружного воздуха для системы отопления и вентиляции, 0С;
а - поправка на разность температур, 0С.
a=0,54+22/(tВ- tНО) (3)
Тепловая мощность на отопление жилых домов:
принимаем площадь одного жилого дома S=100 м2, тогда количество домов равно 190;
VН=1003=300 м3 --объем одного дома;
q0Т=0,87 Вт/(м3К) (приложение11 /2/);
tВ=20°C (приложение 1 /1/);
tН.О.= -35 0С (по заданию);
а=0,54+22/(20-(-35))=0,94;
Фо=0,87300190(20-(-35))0,94=2563803 Вт.
Тепловая мощность на отопление общественных зданий:
Тепловая мощность на отопление и вентиляцию школы:
qoт=0,41 Вт/(м3К) (приложение11 /2/);
tВ = 16°C(приложение 1 /1/);
tН.О.= -35 С (по заданию);
а=0,54+22/(16-(-35))=0,971;
VН=30004=12000 м3;
Ф0=0,4112000(16-(-35))0,971=243643,32 Вт;
qВ=0,09 Вт/(м3К) (приложение11 /2/);
tH.B.=-20 0С (по заданию);
Фв=0,0912000( 16-(-20))=38880 Вт.
Тепловая мощность на отопление и вентиляцию клуба:
qoт=0,43 Вт/(м3К) (приложение11 /2/);
tB=16°C (приложение 1 /1/);
tH.О.= -35°C (по заданию);
а=0,54+22/(16-(-35))=0,971;
VН= 3004=1200 м3;
Фот=0,431200(16-(-35))0,98 =25552,8 Вт;
qВ=0,29 Вт/(м3К) (приложение11 /2/);
tH.B=-20°C (по заданию);
Фв=0,295600(16-(-20))=12528 Вт.
Тепловая мощность на отопление и вентиляцию бани:
qoт=0,33 Вт/(м3К) (приложение11 /2/);
tB=25 °C (приложение 1 /1/);
tH.О.= -35°C (по заданию);
a=0,54+22/(25-(-35))=0,907;
VН=353=105 м3;
Фо=0,33105(25-(-35))0,907=271081,77Вт;
qв= 1,16 Вт/(м3К) (приложение11 /2/);
tн.в. =-20 0С (по заданию);
Фв=1,16105(25-(-20))=5781 Вт
Тепловая мощность на отопление производственных зданий:
Тепловая мощность на отопление и вентиляцию ремонтной мастерской:
qo=0,61 Вт/(м3К) (приложение 12 /2/);
tВ = 18°C (приложение 1 /1/);
tH.0.= -35 0С (по заданию);
а=0,54+22/(18-(-35))=0,955;
VН =18005=9000 м3;
ФОТ=0,619000(18-(-35))0,955=277876,35 Вт;
qB=0,17 Вт/(м3К) (таблица 1, /2/);
tН.В.=-20 0С (по заданию);
Фв=0,179000(18-(-21))=58140 Вт.
Тепловая мощность на отопление гаража:
qoт=0,64 Вт/(м3К) (таблица 1, /2/);
tВ= 10 °C (страница 157, /1/);
tН.О.= -35 С (по заданию);
а=0,54+22/(10-(-35))=1,03;
VH=2004=800 м3;
ФОТ=0,64800(10-(-35))1,03=23731,2 Вт.
Суммарная тепловая мощность на отопление:
?Ф0Т= 2563803+243643,32 +25552,8 +271081,77+277876,35 +23731,2 =3405688,44 Вт
Суммарная тепловая мощность на вентиляцию:
?Фв=38880+1252+5781+58140=104053 Вт.
2.2 Расход теплоты на горячее водоснабжение и технологические нужды
Определение расходов теплоты на горячее водоснабжение и технологические нужды
2.2.1 Расход теплоты на горячее водоснабжение:
Средний тепловой поток на горячее водоснабжение Фг.в.ср (в Вт), жилых и общественных зданий в отопительный период определяется:
(4)
m - расчётное количество населения обслуживаемого системой горячего водоснабжения;
qг.в. - укрупненный показатель среднего теплового потока, Вт, на горячее водоснабжение на одного человека. Принимается в зависимости от среднесуточной за отопит. период нормы расхода воды при температуре 60 0С
на одного человека g,л/сут;
По формуле (4) найдём Фсрг.в для жилых зданий:
qг.в=320 Вт для g= 85л/сут (рекомендация на стр.124/2/)
Вт.
По формуле (4) найдём Фсрг.в для школ:
qг.в=146 Вт для g= 40л/сут (рекомендация на стр.124/2/)
Вт
Тепловая мощность на горячее водоснабжение клуба:
При среднем за отопительный период норме расхода, воды при температуре 60 0С на горячее водоснабжение одного душа в час g=110 л/час с горячим водоснабжением (рекомендация на стр.124/2/);
Фг.в =0,278Vtсвсв(tг.в.-tх.в.), (5)
где Vt - часовой расход горячей воды, м3/ч;
в - плотность воды (983 кг/м3), (124/1/);
Cв - удельная массовая теплоемкость воды, уравненная 4,19 кДж/(кг К).
Для душевых помещений из расчета одновременной работы всех душевых сеток в течение 1 часа в сутки:
G=ng10-3 , (6)
где n - число душевых сеток;
g - расход воды на 1 душевую сетку, л/сут.
Фг.в. =0,278101100,0019834,19(65-5)=75571,2 Вт.
Тепловая мощность на горячее водоснабжение бани.
При среднем за отопительный период норме расхода воды при температуре 600С на горячее водоснабжение одного посетителя g=120 л/сутки с горячим водоснабжением (рекомендация на стр.124/2/);
Для бань и предприятий общественного питания:
G=mg10-3 (7)
m- число посетителей равное числу мест в раздевальной;
m=50
По формуле (5) найдем Фсрг.в:
Фсрг.в.= 0,278501200,0019834,19(65-5)= 412206,5 Вт.
Максимальный поток теплоты (в Вт), расходуемый на горячее водоснабжение жилых и общественных зданий
Фг.в.max =(2…2,4)(672000+27740+75571,2 +412206,5)=2612538,9 Вт.
В животноводческих помещениях максимальный поток теплоты (Вт), расходуемый на горячее водоснабжение (tг=40…60 0С), для санитарно-гигиенических нужд.
(9)
где - коэффициент неравномерности потребления горячей воды в течение суток; = 2,5;
- массовая теплоемкость воды, равная 4,19 кДж/кг, 0С
m - число животных данного вида в помещении;
g - норма среднесуточного расхода горячей воды на одно животное, кг (принимают для коров молочных пород 15 кг.)
Фг.в.= Вт
Максимальный поток на горячее водоснабжение ремонтных мастерских:
(10)
G- расход горячей воды м3 /ч
-плотность воды
-расчетная температура холодной воды принимаемая зимой -5 0С
- расчетная температура горячей воды равная 60 0С
Вт
Поток теплоты, Вт, расходуемый на горячее водоснабжение в летний период по отношению к отопительному снижается и определяется по следующим формулам:
для жилых и общественных зданий:
=0,652612538,9 =1698150,3Вт
для производственных зданий:
=0,82(6726,8+36903,9)=35777,2 Вт.
2.2.2 Тепловая мощность на технологические нужды.
Тепловую мощность системы теплоснабжения, Вт, на технологические нужды определяем по формуле:
где - коэффициент спроса на теплоту, равный 0,6...0,7;
D - расход теплоносителя, кг/ч;
р - коэффициент возврата конденсатора или обратной воды, принимаемый равным 0,7;
h и hвоз. - энтальпия теплоносителя и возвращаемого конденсатора или обратной воды, кДж/кг.
hвоз.=cBtK (13)
где: tK - температура конденсата, принимаем равной температуре в обратном трубопроводе 70 0С;
сВ- теплоёмкость воды, сВ=4,19 кДж/(кгК);
hвоз.=4,1970=293,3 кДж/кг.
Тепловая мощность на технологические нужды ремонтной мастерской:
Энтальпия пара при р=0,2 МПа и при степени сухости пара 0,95 (по h,s - диаграмме)
h=2600 кДж/кг;
По формуле (12) найдём Фт.н.рм:
Фт.н.рм=0,2780,65540(2600-0,7293,3)=161828,4 Вт.
Тепловая мощность на технологические нужды гаража
Расход смешанной воды для автогаражей:
|
где n - число автомобилей, подвергающихся мойке в течении суток; g - среднегодовой расход воды на мойку одного автомобиля, кг/сут. Для легковых автомобилей g = 160 кг/сут, для грузовых - g = 230 кг/сут. Dсм.л=4160/24=26,67 кг/ч. Dсм.г.=20230/24=191,67кг/ч. По формуле (12) определяем Фт.н.г: Фт.н.г.=0,2780,65(26,67 +191,67)( 2800-0,7293,3)=150410,4 Вт. Фт.н= Фт.н.г+ Фт.н.рм=150410,4+161828,4=312238,8 Вт | (14) () | |
|
Расчетная суммарная мощность котельной:
Расчётную тепловую нагрузку на котельную, Вт, подсчитывают отдельно для зимнего и летнего периода годов по расчётным расходам тепловой мощности каждым объектом, включенным в систему централизованного теплоснабжения: для зимнего периода:
Фрзим= 1,2(?ФОТ+?Фвен+?Фг.в.max+?Фт.н.), (15)
для летнего периода
Фрлет=1,2(Фг.в.летmax+?Фт.н), (16)
где: ?Фот,?Фвен,?Фг.в.max+?Фт.н -максимальные потоки теплоты на отопление, вентиляцию, горячего водоснабжение и технологические нужды, (в Вт);
1,2 - коэффициент запаса, учитывающий расход теплоты на собственные нужды котельной, теплопотери в тепловых сетях;
ж - коэффициент, учитывающий снижение расхода теплоты на горячее водоснабжение в летний период по отношению к зимнему (ж=0,82 для производственных зданий и ж=0,65 для жилых и общественных зданий).
Вт.
Вт.
3. Выбор теплоносителя
Согласно СНиП 2.04.07-86 "Тепловые сети" при теплоснабжении для отопления, вентиляции, горячего водоснабжения, и если возможно, для технологических нужд в качестве теплоносителя используется вода.
Температура воды в падающей магистрали принимается равной 150 0С, в обратном трубопроводе - 70 0С. Если расчетная тепловая нагрузка Фр<5,8 МВт допускается применение в падающий магистрали воды с температурой 95... 1100С в соответствии с расчетной температурой в местных системах отопления.
Если для технологических нужд необходим пар, то в производственных зданиях и сооружениях при соответствующем технико-экономическом обосновании его можно использовать в качестве единого теплоносителя. В отопительно-производственных котельных допускается применение двух теплоносителей: воды и пара.
Подбор котлов
Фуст=Фр= Вт
Учитывая величину Фуст и необходимость в технологическом паре, выбираем для котельной котлы ДКВР. Зная что тепловая мощность котла ДКВР-2,5-13 при работе на угле состовляет 1,75 МВт(см. таблица 9 /2/), принимаем котельную с четырьмя котлами ДКВР-2,5-13 с общей тепловой мощностью 1,754=7 МВт
Так как в летний период максимальная тепловая нагрузка, равна Вт
Что как раз соответствует тепловой мощности одного котла ДКВР-2,5-13, работающего с допустимой перегрузкой до 25
Характеристики котла ДКВР-2,5-13:
5. Годовой расход топлива
Годовой расход тепла на отопление:
; (17)
Где - суммарный максимальный расход тепла на отопление,Вт
tв- средняя расчетная по всем потребителям температура внутреннего воздуха (16…180 С);
tн- расчетная отопительная температура наружного воздуха, 0С;
tо.п- средняя температура наружного воздуха за отопительный период, сут.
nот- продолжительность отопительного периода, сут.
Годовой расход тепла на вентиляцию:
(18)
tн.в- расчетная зимняя вентиляционная температура
zв- усредненное за отопительный период среднесуточное число работы системы вентиляции; при отсутствии данных принимают zв=16ч.
Годовой расход тепла на горячее водоснабжение:
(19)
-коэффициент, учитывающий снижение часового расхода воды на горячее водоснабжение в летний период по отношению к зимнему. Для жилых и общественных зданий =0,65, для производственных =0,82;350- число сутокв году работы системы горячего водоснабжения.Годовой расход тепла на технологические нужды: (20)Общий годовой расход тепла:Годовой расход топлива подсчитываем по формуле: (21)-низшая теплота сгорания рабочего топлива(кДж/кг- для твердого и жидкого топлива кДж/м3- для газообразного топлива )Для каменного угля ;- средний КПД котельной(при работе на твердом топливе =0,6,на жидком и газообразном- =0,8);
6 Регулирование отпуска теплоты котельнойВ системах теплоснабжения сельскохозяйственных объектов основной является тепловая нагрузка систем отопления. Поэтому при применении водяных тепловых сетей применяют качественное регулирование подачи теплоты на основании температурных графиков, с помощью которых определяют зависимость температуры воды в трубопроводах тепловых сетей от температуры наружного воздуха при постоянном расходе.При наличии систем горячего водоснабжения температур воды в подающем трубопроводе открытых систем теплоснабжения принимают не ниже 60 0С, закрытых - не ниже 70 0С. Поэтому температурный график для падающий линии имеет точку излома С, левее которой tп=const.Минимальная температура обработанной воды определяется, если через точку С провести вертикальную линию до пересечение с графиком обратной воды. Масштаб построения mt=0,23 0С/мм.
7. Подбор питательных устройств и сетевых насосовДля паровых котлов с избыточным давлением пара свыше 68,7 кПа устанавливают конденсатные и питательные баки. Конденсат конденсатными насосами перекачивается из конденсатных в питательные баки, расположенные на высоте 3...5 м от чистого пола. В эти баки подается также химически может выполнить резервуар термического деаэратора, объем которого должен быть равен 2/3 Vп.бВместимость питательных баков (м3) из расчета часового запаса водыVп..б. = , (22) - расход питательной воды при расчетной нагрузке котельной, кг/ч.Вместимость конденсатных баков:Vк.б. = , (23)где - коэффициент возвращаемого конденсата, =0,7 (стр.131/1/); - расход питательной воды при расчетной нагрузке котельной, кг/ч.Расход питательной воды найдем по формуле: (24)D- расчетная паропроизводительность всех котлов, кг/ч;П- продувка котлов, %(при питании котлов химически очищенных водой П=0,5…3,0%);Вместимость питательных баков:Вместимость конденсатных баков:Vк.б. = , Подача конденсатного насоса (м3/ч) должна быть равна часовому объему конденсата Vк.б а напор создаваемый насосом принимают 150…200кПа.Выбираю центробежный насос 1,5К-6 (приложение 21/1/): подача 6 м3/ч; развиваемое давление 199 кПа; КПД=50%.Для принудительной циркуляции воды в тепловых сетях устанавливают два сетевых насоса с электроприводом (один из них резервный). Производительность насоса, м3/ч, равная часовому расходу сетевой воды в подающей магистрали:
где - расчетная тепловая нагрузка, покрываемая водой, (в Вт); - плотность обратной воды, кг/м3, =977,8 кг/м3 (132/1/), и - расчетный температуры прямой и обратной воды, С.Тепловая нагрузка , покрываемая паром, ВтВт- тепловая мощность, потребляемая котельной на собственные нужды(подогрев и диарация воды, отопление вспомогательных помещений и др.) (26) ВтОриентировочно принимаем напор развиваемый сетевым насосом:;Выбираем два центробежных насоса 4КМ-12 (приложение 21/1/): подача 65 м3/ч; развиваемое давление 370 кПа; КПД=75%.Подпиточные насосы компенсируют разбор воды из открытых тепловых сетей на горячее водоснабжение и технологические нужды, а также восполняют утечки сетевой воды, состовляющие 1…2% ее часового расхода. Количество подпиточных насосов должно быть не менее двух. Устанавливают подпиточные насосы перед сетевыми насосами во всасывающую линию для обеспечения давления в обратной магистрали. Подача подпиточного насоса(м /ч) (27)- расчетная тепловая нагрузка горячего водоснабжения, Вт - часть расчетной технологической нагрузки, покрываемой теплоносителем, Вт и - расчетные температуры горячей и холодной воды, 0С - плотность подпиточной воды, можно принять равной кг/м3,Ориентировочно принимаем напор развиваемый подпиточными насосами:Выбираем насос 3КМ-6 (приложение 21/1/): подача 45 м3/ч; развиваемое давление 358 кПа; КПД=70%. Устанавливают подпиточные насосы перед сетевыми насосами во всасывающую линию для обеспечения давления в обратной магистралиМощность, кВт, на привод центробежного насоса с электродвигателем,
где Vt - производительность насоса, м3/ч; Рн - давление, создаваемое насосом, кПа; - к.п.д. насоса. Для насоса 1,5К-6:N= кВт,Для насоса 4КМ-12:N= кВт,Для насоса 3КМ-6:N=кВт
Расчет водоподготовкиВ производственно- отопительных котельных получила распространение докотловая обработка воды в натрий-катионитовых фильтрах с целью ее умягчения. Объем катионита (м3), требующийся для фильтров,; (29)-расчетный расход исходной вод, м3/ч- период между регенерациями катионита(принимаем равной 8…24ч)- общая жескость исходной воды, мг•экв/ м3 ( рекомендация на стр. 133/1/)- обменная способность катионита, г• экв/ м3 (для сульфоугля Е=280…300, г• экв/ м3); (30)-расход исходной воды, м3/ч(для паровой котельной )Расчетная площадь поперечного сечения одного фильтра: (31)h- высота загрузки катиона в фильтре, равная 2…3мn- число рабочих фильтров(1…3)По таблице 4.3 стр.134/1/подбираем фильтры с площадью поперечного сечения с запасом в сторону увеличенияА=0,39 м2Далее определяем фактический межрегенерационный период (ч) и число регенераций каждого фильтра в сутки:Число регенераций в сутки по всем фильтрам:Для регенерации натрий- катионитовых фильтров используют раствор поваренной соли NaCl(6…8%).Расход соли (кг) на одну регенерацию фильтра: (32)а- уднельный расход поваренной соли равный 200г/(г•экв.).Суточный расход соли по всем фильтрам:
8. Расчет тепловой схемы паровой котельнойОдин из возможных вариантов принципиальной тепловой схемы котельной, работающей на открытые тепловые сети, представлен на рис. 4.Вырабатываемый в котле К пар используется для подогрева сетевой воды в подогревателе ПС (Дпс). Конденсат этого пара через охладитель конденсата ОК подается в деаэратор питательной воды ДР 1. В этот же деаэратор поступает конденсат греющего пара подогревателя сырой воды ПСВ и подогревателя химочищенной воды ПХВ, а также добавка химочищенной воды mхов и отсепарировавшийся пар из расширителя непрерывной продувки СНП. Небольшой расход пара необходимый для подогрева этих потоков до 102...104 С, подается в деаэратор Др1 через редукционную установку РУ. Подпитка тепловой сети осуществляется деаэрированной водой, подаваемой насосом сырой воды НСВ через ПСВ, химводочистку ХВО, охладитель деаэрированной воды ОДВ в деаэратор ДР2 и оттуда подпиточным насосом НПод подпиточным насосом в обратную магистраль перед сетевым насосом НС. Некоторое количество редуцированного пара используется на нагрев подпиточной воды в деаэраторе ДР2 (), на технологические нужды (Dт), на паровое отопление ( )и на собственные нужды (Dсн).В задачу расчета тепловой схемы паровой котельной входит определение расходов, температур и давлений теплоносителей (пара и воды) по их потокам в пределах установки, а также суммарной паропроизводительности котельной.Do = Dт + Dсн + + + Dпсв + Dпхв + Dсп. (33)Расход пара на технологические нужды:
где - тепловая мощность, отпускаемая технологическим потребителям, кВт; - энтальпия пара, кДж/кг (определяется по давлению и по температуре для перегретого пара или же по давлению (температуре) насыщения и по степени сухости пара).Dт = Расход пара на отопление производственных помещений, если отопление паровое:
где - тепловая мощность, идущая на отопление производственных помещений, кВт;- тепловая мощность, идущая на вентиляцию производственных помещений, кВт; - энтальпия возвращаемого конденсата (= 4,19tк, где tк=70 С).Расход пара на собственные нужды принимается
Расход пара на деаэрацию потока подпиточной воды определяется из уравнения теплового баланса деаэратора ДР2:
|
(mпод. - )с+ho = mпод. ctд, | (25) | |
|
где - температура воды на входе в деаэратор ДР2, (=80...85 С);tд - температура деаэрированной воды, равная температуре насыщенного пара в деаэраторе при рд=0,12 МПа, определяем tд=105 0С;ho - энтальпия пара, вырабатываемого котлом, кДж/кг, при р=0,2 МПа h0=2600 кДж/кг (по h, d - диаграмме).
Определяем тепловую мощность, передаваемой по тепловой сети:Фсет=?Фкр-?Фс.н., (27)где: ? Фкр - расчетная тепловая мощность котельной, (Вт);?Фс.н - тепловая мощность, потребляемая на собственные нужды, Вт. Предварительно принимается до 3% от общей тепловой мощности котельной установки. Фс.н.=0,03Фкр =0,036478149,8=194344,5 Вт;Фсет =6478149,8-194344,5 =6283805,3 Вт.Расход воды в подающей сети:, (28)где: tп - температура прямой сетевой воды на выходе из котла, °С;t0 - температура обратной сетевой воды на входе в котел, 0С;Температуры tп и t0 определяем по температурному графику (лист А1).mп=6283805,3 /4,19(150-70)=18,74 кг/с.Расход подпиточной воды при закрытом режиме тепловой сети:mпод=(0,01...0,03)mп (29)mпод =(0,01 ...0,03)18,74 =0,1874...0,5622 кг/с, принимаем mпод=0,3 кг/с.Расход воды в обратной тепловой сети:mо= mп- mпод, (30) mо=18,74-0,3=18,44 кг/с.По формуле (26) определяем :Расход пара для подогрева сырой воды Dпсв. до температуры 25...30 С перед химводочисткой определяется из уравнения теплового баланса ПСВ:
где tх - температура исходной воды (зимой 5 С, летом 15 С);hк - энтальпия конденсата при рк=0,12 МПа, hк=tдс=1054,19=439,95 кДж/кг;п - к.п.д. подогревателя (0,95...0,98).
|
Dп.с.в. =0,34,19(30-5)/(2600-439,95)0,96=0,015 кг/с.Температура подпиточной воды определяется из уравнения теплового баланса охладителя деаэрированной воды ОДВ:mпод. с (tд- tпод.) п = (mпод. - ) ( - tг) с,2.50Отсюда:tпод. =,2.510СТемпературу сетевой воды перед сетевыми насосами tсм определяем из уравнения теплового баланса точки смешения подпиточной и сетевой воды: mпод. с tпод. + mо с tо = mп с tсм, (34)2.52Преобразуя формулу (34) получим: tсм = (35) | (32) (33) | |
|
tсм =(0,349,8+18,4470)/18,74=69,68 0С.Расход пара на сетевые подогреватели Dс.п. определяется из уравнения теплового баланса вместе с охладителями конденсата ОК:
|
Dсп. (ho - ) п = mп. с (tп - tсм), | (36) | |
|
где - энтальпия конденсата после охладителей ОК,= tохс=304,19=125,7 кДж/кг.Давление греющего пара принимается в ПС исходя из того, что температура насыщения его на 10...15 С выше, чем tп.Из уравнения (36) находим:
Расход химочищенной воды на подпитку тепловой схемы котельной, mх.в.о рассчитывается на компенсацию потерь пара и воды в схеме котельной:
|
mх.в.о = Dсн.+(1-в) Dт + Dпр + Dсеп, | (38) | |
|
где в - коэффициент возврата конденсата, отдаваемого потребителям технологического пара (в=0,5...0,7), если же технологические процессы потребляют пар без возврата конденсата, например, кормоцех, то в=0;Dпр - расход воды на продувку котла, Dпр = (0,03...0,05) Dс.п., кг/с;Dсеп - количество пара, отсепарированного в расширителе СНП непрерывной продувки, направляемый в деаэратор ДР 1, Dсеп = (0,2...0,3) Dпр.Dпр.=0,042,66=0,11 кг/с;Dсеп.=0,250,11=0,028 кг/с;По формуле (38) определяем mх.в.о:mх.в.о=0,0078 +(1-0,6)0,062+0,11+0,028=0,17 кг/с.Расход греющего пара на деаэратор питательной воды определяется из уравнения теплового баланса деаэратора:
|
ho+mховс+Dпс +(Dпсв+Dпхв)++Dт вс= mп.всtд, | (39) | |
|
где - температура возвращенного конденсата технологического пара (= 40...70 С);mп.в - расход питательной воды в котле, рассчитанный на выработку пара Dок с учетом продувки котла:
mп.в=2,66+0,11=2,77 кг/с. - энтальпия конденсата после отопительных приборов
( tк можно принять равной 70 С),= 4,1970=293,3 кДж/кг,После преобразования уравнения (38) находим:
Определяем паропроизводительность котельной из уравнения (21): Do = Dт + Dсн + + + Dпсв + Dпхв + Dсп.Do= 0,062+0,156+0,0078+0,011+0,29+0,015 +0+2,66=2,97 кг/с.N=
9. Технико-экономические показатели производства тепловой энергииРабота котельной оценивается ее технико-экономическими показателями.1. Часовой расход топлива (кг/ч): (43)q- удельная теплота сгорания топлива, по заданию для каменного угля:=21000 кДж/кг;- к.п.д. котельного агрегата, -- при работе на твердом топливе (приложение 14/1/);2. Часовой расход условного топлива (кг/ч): (44)3. Годовой расход топлива (т или тыс. м3): , (45)где Qгод -- годовой расход теплоты, ГДж/год. т.4. Годовой расход условного топлива (т или тыс. м3): (46) т.5. Удельный расход топлива (т/ГДж или тыс. м3/ГДж): т/ГДж. (46)6. Удельный расход условного топлива (т/ГДж или тыс. м3/ГДж): т/ГДж.7. Коэффициент использования установленной мощности котельной: , (47)где Фуст -- суммарная тепловая мощность котлов, установленных в котельной, МВт; 8760 -- число часов в году.
Библиографический список1) А.А.Захаров "Практикум по применению и теплоснабжению в с/х" - М.: Колос, 1995.- 176с.:ил.2) А.А. Захаров "Применение тепла в с/х" - 2-е изд., перераб. и доп. -М.: Колос, 1980.- 311с.3) Д.Х. Мигранов "Методические указания к выполнению расчетно-графических работ" - Уфа: БГАУ, 2003.4) Драганов Б.Х. и др. "Теплотехника и применение теплоты в сельском хозяйстве".- М.: Агропромиздат, 1990.- 463с.: ил.