Теплогенерирующие установки (2)

Посмотреть архив целиком

3



Министерство образования РФ

Уральский государственный технический университет

кафедра "Промышленная теплоэнергетика"










ТЕПЛОГЕНЕРИРУЮЩИЕ УСТАНОВКИ



КУРСОВОЙ ПРОЕКТ







преподаватель: Филиповский Н.Ф.



студент: С.П.

1851929

группа: ТГВ-4






Екатеринбург

2002

Содержание


Принципиальная схема котельной 1

Исходные данные. 2

1. Тепловой расчет котельной 3

Тепловой расчет подогревателя сетевой воды 5

Тепловой расчет охладителя конденсата 6

Расчет сепаратора непрерывной продувки 7

Расчет теплообменника продувочной воды 8

Расчет подогревателя сырой воды 9

Расчет конденсатного бака 10

Расчет барботажного бака 10

Расчет теплообменника питательной воды 11

Расчет деаэратора 12

Расчет производительности котельной 12

2. Расчет химводоподготовки 13

2.1. Выбор схемы приготовления воды 13

2.2. Расчет оборудования водоподготовительной установки 15

3. Расчет и выбор насосов 16

4. Аэродинамический расчет котельной 18

4.1. Расчет газового тракта (расчет тяги) 18

4.2. Расчет самотяги дымовой трубы 19

4.3. Расчет дымососов и дутьевых вентиляторов 20

Список литературы 21

Исходные данные


Наименование величин

Обоз н.

Ед изм.

Знач.

Примечание

Вариант



11


Тип котла



КЕ-6,5


Производительность котла

Дн

т/ч

6,5

= 1,8 кг/с

Отопительная нагрузка

Qт

Гкал/ч

10,6

= 12,3 МВт

Расход пара на производство

Дп

т/ч

10,6

=2,94 кг/с

Возврат конденсата с производства

Gк.п

% от Дп

49

= 1,44 кг/с

Температура конденсата с пр-ва

tк.п

оС

49


Температура питательной воды

tпв

оС

100

По расчету котла

Температура прямой сетевой воды

tт1

C

95


Температура обратной сетевой воды

tт2

C

70


Температура сырой воды на входе в котельную

tхв

C

5

Принимается

Температура сырой воды перед химводоочисткой

tсв

C

30

Принимается

Температура продувочной воды после теплообменника продувочной воды

t

C

40

Принимается

Температура конденсата от блока подогревателей сетевой воды

tкт

C

80

Принимается

Энтальпия конденсата от блока подогревателей сетевой воды

iкт

КДж/кг

335


Температура деаэрированной воды после деаэратора

tдв

C

110


Параметры пара, вырабатываемого котлами (до редукционной установки)

Давление

P1

МПа

1,4

Из таблиц насы-щенного пара и воды при давлении 1,4 МПа

Температура

t1

C

194

Удельный объем пара

V1

м3/кг

0,14

Удельный объем воды

V2

м3/кг

1,15•10-3

Энтальпия пара

i1

КДж/кг

2788,4

Энтальпия воды

i1'

кДж/кг

830

Параметры пара после редукционной установки:

Давление

P2

МПа

0,7

Из таблиц насы-щенного пара и воды при давлении 0,7 МПа

Температура

t2

C

164,2

Удельный объем пара

V1

м3/кг

0,28

Удельный объем воды

V2

м3/кг

1,11•10-3

Энтальпия пара

i2"

КДж/кг

2763

Энтальпия воды

i2'

КДж/кг

694

Параметры пара, образующегося в сепараторе непрерывной продукции:

Давление

P3

МПа

0,17

Из таблиц насы-щенного пара и воды при давлении 0,17 Мпа

Температура

t3

C

104,8

Удельный объем пара

V1

м3/кг

1,45

Удельный объем воды

V2

м3/кг

1,05•10-3

Энтальпия пара

i3

КДж/кг

2700

Энтальпия воды

i3'


439,4


  1. Котел

2. Экономайзер

3. Распределительная гребенка

4. Редукционное устройство

5. Сетевой насос

6. Подогреватель сетевой воды

7. Охладитель конденсата

8. Конденсатный бак

9. Конденсатный насос

10. Деаэратор

11. Теплообменник питательной воды

12. Паровые питательные насосы

13. Электирческие питательные насосы

14. Сепаратор непрерывной продувки

15. Подогреватель сырой воды № 2

16. Подогреватель сырой воды № 1

17. Химводоочистка

18. Барботажный бак

19. Канализация

20 Насосы сырой воды

21 Подпиточные насосы



1. РАСЧЁТ ТЕПЛОВОЙ СХЕМЫ КОТЕЛЬНОЙ

Для расчета принимается тепловая схема отопительно-производственной котельной с паровыми котлами КЕ-6,5 для закрытой системы теплоснабжения. Принципиальная тепловая схема характеризует сущность основного технологического процесса преобразования энергии и использования в установке теплоты рабочего тела. Она представляет собой условное графическое изображение основного и вспомогательного оборудования, объединенного линиями трубопроводов рабочего тела в соответствии с последовательностью его движения в установке.

Основной целью расчета тепловой схемы котельной является:

- определение общих тепловых нагрузок, состоящих из внешних нагрузок и расходов тепла на собственные нужды, и распределением этих нагрузок между водогрейной и паровой частями котельной для обоснования выбора основного оборудования;

- определение всех тепловых и массовых потоков, необходимых для выбора вспомогательного оборудования и определения диаметров трубопроводов и арматуры.


Наименование величин

Обоз.

Ед. изм.

Расчетная формула или обоснование

Расчет

Значе-ние

Расчетный расход сетевой воды

Gсет

кг/с

Qт .
(t
т1-tт2) • C

12,33 • 103 .
(95 – 70) • 4,19

117,7

Скорость воды в трубопроводах

Vв

м/с

принимается


1,5

Диаметр трубопровода сетевой воды

dyсет

мм

300

(316)

Скорость пара в паропроводах

Vп

м/с

принимается


30

Диаметр паропровода на производство

dyпр

мм

125

(132)

КПД теплообменника (сетевой воды)


принимается


0,98

Расход пара на подогреватели сетевой воды

Дт

кг/с

Qт .
(i
2" - iкт) •

12,33 • 103 .
(2763-335) •0,98

5,18

Диаметр паропровода к теплообменникам сетевой воды до РУ

dyт

мм

200

(175)

Диаметр паропровода к теплообменникам сетевой воды после РУ

dyт

мм

250

(248)

Паровая нагрузка на котельную за вычетом расходов пара на деаэрацию, подогрев сырой воды, внутрикотельные потери

Дк'

кг/с

т + Дп) • 1,1

(5,18 + 2,94 ) • 1,1

8,95

Число котлов

n

щт.

Дк' / Дн

8,95 / 1,8

5

Производительность котельной фактическая

Дк

кг/с

Дн • n

1,8 • 5

9

Диаметр магистрального паропровода от котлов

dyк

мм

250

(231)

Диаметр трубопровода питательной воды

dyпс

мм

100

(87)

Расход подпиточной воды на восполнение утечек в теплосети

Gут

кг/с

1,5 % от Gсет

0,015 • 117,7

1,76

Диаметр трубопровода подпитки сетевой воды

dyпс

мм

40

(38)

Количество подпиточной воды для производства

Gподп.п

кг/с

Дп – Gкп

2,94 – 1,44

1,5

Диаметр трубопровода конденсата с производства

dyкп

мм

32

(35)

Внутрикотельные потери пара

Дпот

кг/с

1% от Дк

0,01 • 9

0,09

Расход пара на собственные нужды

Дсн

кг/с

1% от Дк

0,01 • 9

0,09

Диаметр паропровода на собственные нужды

dyсн

мм

25

(23)

Коэффициент собственных нужд химводоочистки

Ксн.хво


принимается из расчета ХВО


1,1

Общее количество подпиточной воды, поступающее на ХВО

Gхво

кг/с

(Gут + Gпод.пр. + Дсн + Дпот) • Ксн.хво

3,78

(1,76 + 1,5 + 0,09 + 0,09 + 0,09 ) • 1,1

Диаметр трубопровода подпиточной воды, поступающее на ХВО

dyхво

мм

65

(57)


Расчет пароводяного подогревателя сетевой воды (поз.6)

Дт = 5,18 кг/с

t1 = 196 оС

Gкт = 5,18 кг/с

tкт = 80 оС

tкт’ = 164 оС

Gсет = 117,7 кг/с

tт1 = 95 оС

Gсет = 117,7 кг/с

tт2 = 70 оС

tт2 = 73,7 оС


Наименование величин

Обоз.

Ед. изм.

Расчетная формула или обоснование

Расчет

Значе-ние

Количество теплоты расходуемое в подогревателе сетевой воды

Q1

кВт

Дт • (i1"-i2') •

5,18 • (2788-694) • 0,98

10,5•103

Температура сетевой воды между теплообменниками (из теплового баланса):

tт2'

C

tт1 Q1 .
с• G
сет

95 – 10500 .
4,19 • 117,7

73,7

Средний температурный напор

tб

tм

tб/tм

t

оС

t2 – tт2'

t2' – tт1



(tб-tм)/2,3•ln(tб/tм)

196-73,7

164,2-95

122,3/69,2

(112,3-69,2)/2,3•ln(122,3/69,2)

122,3

69,2

1,76>1,7

40,5

Коэффициент теплопередачи теплообменника

k


принимается


3000

Коэффициент загрязнения поверхностей теплообмена

b


принимается


0,85

Поверхность нагрева пароводяного подогревателя

H

м2

Q1 .
k •
t • b

10,5 • 106 .
3000 • 40,5 • 0,85

101,6

К установке принимаем 2 подогревателя

H

м2

H/2

101,6 / 2

50,8

Принимаем горизонтальный пароводяной подогреватель типа ТКЗ № 5

H=66,0 м2, S=0,436 м2, G=400 т/ч,

l1=3150 мм, l2=3150 мм, H=1170 мм, D=630 мм, M=800 мм


Расчет водоводяного охладителя конденсата (поз.7)

Наименование величин

Обозн.

Ед изм.

Расчетная формула или обоснование

Расчет

Значе-ние

Количество теплоты расходуемое в подогревателе сетевой воды

Q2

кВт

Дт • (i2'-iкт) •

5,18 • (694-335) • 0,98

1,8•103

Средний температурный напор

tб

tм

tб/tм

t

оС

t2 - t2'

tкт - tт2



(tб-tм)/2,3•ln(tб/tм)

164,2-73,7

80-70

90,5/10

(90,5-10)/2,3•ln(90,5/10)

90,5

10

9,05>1,7

15,9

Поверхность нагрева охладителя конденсата

H

м2

Q2 .
k •
t • b

1800 • 103 .
3000 • 15,9 • 0,85

44,9

К установке принимаем 2 подогревателя

H

м2

H/2

44,9 / 2

22,45

Диаметр трубопровода конденсата

dyкт

мм

65

(66)

Принимаем горизонтальный водоводяной подогреватель ВВП-250

H=22,8 м2, S=0,0186 м2, G=250 т/ч,

L=4930 мм, H=550 мм, D=273 мм


Расчет Сепаратора непрерывной продувки (поз.14)

Дпр = 0,154 кг/с

t2 = 104,8 оС

Gпр = 0,9 кг/с

t1 = 196 оС

G’пр = 0,74 кг/с

t2 = 104,8 оС

Наименование величин

Обозн.

Ед изм.

Расчетная формула или обоснование

Расчет

Значе-ние

Величина непрерывной продувки

р


Предварительно принимается из расчета химводоочистки


0,1

Количество продувочной воды, поступающей в сепаратор непрерывной продувки

Gпр

кг/с

Дк • р

9 • 0,1

0,9

Диаметр трубопровода продувочной воды

dyпр

мм

32

(29)

Степень сухости пара

х


Принимается


0,97

Теплота парообразования

r

кДж/кг



2244

Коэффициент теплопотерь через трубы и расширитель в сепараторе

2


Принимается


0,98

Количество пара получаемого в сепараторе

d

кг/кг

( i1' • 2 – i3' )

( x • r )

( 830 • 0,98 – 439,4 )

(0,97 • 2244)

0,172

Количество пара на выходе из сепаратора

Д'пр

кг/с

d • Gпр

0,172 • 0,895

0,154

Диаметр паропровода на собственные нужды

dyпр1

мм