25
D
вн
= 8,33 + 5,58 + 0,08 + 0,14 + 0,92 + 0,16 = 15,21 кг/с.
Прочие потери пара в котельной:
ПОТ
D
=
ППР
DD02,0
,кг/с (2.32)
D
ПОТ
= 0,02 · (8,33 + 5,58) = 0,28 кг/с.
Расход свежего пара на выходе из котлов:
D
к
= D
вн
+ D
пот
кг/с (2.33)
D
к
= 15,21 + 0,28 = 15,49 кг/с.
Проверим правильность принятых ранее расходов свежего пара.
Первоначально принятый расход
D
= 15,58 кг/с.
Погрешность составляет:
15,58 15,49
100 0,6%
15,58
3% - такая погрешность допустима.
Поэтому на этом расчет в максимально-зимнем режиме закончен.
Дальнейший расчет проводится аналогично вычислениям максимально-
зимнего режима.
Результаты расчета представим в таблице 2.1.
26
Таблица 2.1
Расчет производственно-отопительной котельной
Физические величины
Обозн.
Расчетные величины при рабочих режимах
Максимал.
зимний
Холодного
месяца
Средне-
отопит.
Летний
Температура наружного воздуха
t
н
-26
0
С
-14,2
0
С
-2,8
0
С
-
Температура холодной водопроводной воды
tс
5
0
С
5
0
С
5
0
С
15
0
С
Коэффициент снижения расхода теплоты
К
ОВ
1,00
0,76
0,48
-
Отпуск теплоты на отопление и вентиляцию
Q
ОТиВ
5,90 Гкал/ч
4,48 Гкал/ч
4,37 Гкал/ч
-
Отпуск теплоты на горячее водоснабжение
Q
ГВС
3,90 Гкал/ч
3,90 Гкал/ч
3,90 Гкал/ч
3,12 Гкал/ч
Расход пара на отопление, вентиляцию и ГВС
D
П
5,58 кг/с
4,52 кг/с
4,13 кг/с
3,01 кг/с
Количество продувочной воды
W
ПР
1,25 кг/с
1,01 кг/с
0,93 кг/с
0,68 кг/с
Количество воды, поступающей в котел
W
16,36 кг/с
13,25 кг/с
12,11 кг/с
8,84 кг/с
Количество вторичного пара
D
Р
0,21 кг/с
0,17 кг/с
0,16 кг/с
0,11 кг/с
Количество сбросной воды
W
ПР
/
1,03 кг/с
0,83 кг/с
0,76 кг/с
0,56 кг/с
Количество сетевой воды
W
СВ
34,03 кг/с
34,03 кг/с
34,03 кг/с
12,70 кг/с
Количество потерь воды в сетях
G
СВ
1,25 кг/с
1,25 кг/с
1,25 кг/с
1,11 кг/с
Количество потерь воды и пара
G
ПОТ
4,08 кг/с
3,30 кг/с
3,02 кг/с
2,20 кг/с
Температура сырой воды на выходе из охладителя
t
//
80,00
0
С
64,80
0
С
59,20
0
С
43,22
0
С
Расчет 1-го подогревателя после ХВО
D
ХВО
/
0,08 кг/с
0,06 кг/с
0,06 кг/с
0,04 кг/с
То же 2-го
D
ХВО
//
0,14 кг/с
0,11 кг/с
0,10 кг/с
0,08 кг/с
Расход пара на деаэратор
D
Д
0,92 кг/с
0,75 кг/с
0,68 кг/с
0,50 кг/с
Расход пара на выходе из котельной
∑D
15,49 кг/с
12,55 кг/с
11,46 кг/с
10,09 кг/с
27
В данном параграфе рассчитана тепловая схема котельной для
нескольких расчетных режимов – максимально-зимнем режиме, для холодного
месяца, для среднеотопительного режима и для летнего режима.
2.2. Выбор оборудования котельной
2.2.1. Выбор котельного оборудования
Максимальная паровая нагрузка котельной в расчетном режиме
составляет:
∑
???? = 15,49 кг/с = 55,8 т/ч
Принимаются три паровых котла типа ДЕ-25-14 ГМ. Котлы
устанавливаются в комплекте водяными экономайзерами марки ЭП-236
(площадь поверхности нагрева составляет 236 м
2
) [33].
Тепловая нагрузка летнего периода в количестве пара составляет:
∑
???? =10,09 кг/с = 36,3 т/ч.
Данная нагрузка покрывается двумя паровыми котельными агрегатами –
один котельный агрегат находится в резерве, что обеспечивает проведение
ППР, а также и ремонтных работ.
2.2.2. Выбор насосного оборудования
Сетевые насосы
Подача сетевой воды зимой составляет:
34,03 122,5
СВ
W кг с т ч
Для зимнего периода устанавливаются три сетевых насоса – WILO-ВL
65/140-7,5/2 (два - рабочих, один – резервный).
Подача сетевой воды летом составляет:
13,2 47,52
СВ
W кг с т ч
Для летнего периода используются эти же сетевые насосы – WILO-ВL
65/140-7,5/2 (один - рабочий, два – резервных).
28
Характеристики насоса представлены в таблице 2.2.
Таблица 2.2
Характеристики насоса WILO-ВL 65/140-7,5/2
Параметр
Величина
Подача
70 т/ч
Напор
22 метра
Электрическая мощность
7,5 кВт
Максимальная температура теплоносителя
150
0
С
Подпиточные насосы
Подача подпиточной воды составляет:
5,09 18,3
ХОВ
G кг с т ч
Устанавливаются два подпиточных насоса – WILO-ВL 60/170-1,1/4 (один
- рабочий, один – резервный).
Характеристики насоса представлены в таблице 2.3.
Таблица 2.3
Характеристики насоса WILO-ВL 40/170-1,1/4
Параметр
Величина
Подача
36 т/ч
Напор
12,6 метра
Электрическая мощность
1,1 кВт
Максимальная температура теплоносителя
150
0
С
Питательные насосы
Имеем расход воды в максимальном режиме:
16,36 58,9
ПВ
G кг с т ч
При работе всех трех котлов – на один котел потребуется подача:
G
= 19 т/ч.
Устанавливаются три насоса WILO-ВL 40/270-4/4 (два - рабочих, один –
резервный).
Характеристики насоса представлены в таблице 2.4.
29
Таблица 2.4
Характеристики насоса WILO-ВL 40/270-4/4
Параметр
Величина
Подача
32 т/ч
Напор
23 метра
Электрическая мощность
4 кВт
Максимальная температура теплоносителя
150
0
С
2.2.3. Выбор вспомогательного оборудования
Расчет теплообменного оборудования.
Пароводяной подогреватель ХВО воды (первая ступень)
Максимальный расход ХВО воды составляет:
4,08 14,7
СВ
G кг с т ч
Расчетная тепловая нагрузка подогревателя сырой воды:
//
. . . . . . .
;
с в с в х о в
Q G c t c t
(2.34)
3
..
14,7 10 4,19 30 14,8 0,98 946249 .
св
Q кДж ч
Ориентировочно требуемая площадь поверхности нагрева ПСВ:
ср
вс
вс
tk
Q
Н
..
..
, (2.35)
где k – коэффициент теплопередачи, принимается
k = 10475 кДж/(м
2
ч
0
С);
t – средний температурный напор между теплоносителями,
0
С;
Q
с.в.
– тепловая нагрузка подогревателя, кДж/ч.
Параметры греющего пара: р = 0,4 МПа, t
нас
= 144
0
С.
Средняя температура воды:
/
..
;
2
ср
хов
св
tt
t
(2.36)
0
..
30 14,8
22,4 ;
2
ср
св
t С
..
..
..
;
св
св
ср
п с в
Q
Н
k t t
(2.37)
2
..
946249
0,65 м.
10475 144 22,4
св
Н
30
Принимаем к установке два подогревателя ПП 2-1-2 П: длиной 2 м и с
площадью нагрева каждого F = 1,25 м
2
. Один подогреватель рабочий, один
резервный. Для второй ступени принимается к установке один подогреватель
ПП2-6-0,2-2.
Характеристики подогревателя представлены в таблице 2.5.
Таблица 2.5
Характеристики подогревателя ПП2-6-0,2-2
Параметр
Величина
Площадь поверхности нагрева, м
2
6,0
Кол-во трубок, шт
12
Диаметр корпуса, мм
325
Общая длина, мм
2606
Общая масса, кг
390
Пароводяной подогреватель сетевой воды.
Расчетная тепловая нагрузка ПСВ:
Q
псв
= Q
ОиВ
+Q
h
= 5,9 + 3,9 = 9,8 Гкал/ч (41,1 ГДж/ч)
Ориентировочно требуемая площадь поверхности нагрева ПСВ:
ср
псв
псв
tk
Q
Н
, (2.38)
где k – коэффициент теплопередачи, принимаем k = 10475 кДж/(м
2
ч
0
С);
t – средний температурный напор между теплоносителями,
0
С;
Q
псв
– тепловая нагрузка, Вт/ккалч.
Параметры греющего пара: р = 6 ат, t
нас
= 159
0
С.
Средняя температура воды:
С
tt
t
окпсв
ср
псв
0
110
2
70150
2
.
;
псв
псв
ср
НАС псв
Q
Н
k t t
(2.39)
6
2
41,1 10
68,3 м.
10475 159 110
псв
Н
Максимальный расход сетевой воды
34,03 122,5
СВ
W кг с т ч
31
Принимаем к установке три подогревателя: ПП1-71-0,2-2. Два – рабочих,
один – резервный. В качестве охладителя конденсата теплоподготовительной
установки принимаются к установке три подогревателя: ВВ – 25 . Два –
рабочих, один – резервный.
Расчет резервного топливного хозяйства (мазутное)
резервное топливо – мазут топочный 100, аварийное топливо –
дизтопливо зимнее (З), применяемое при температурах минус 30 ᵒС.
Мазут и дизтопливо используются для 3-х паровых котлов, с расходом на
один котел мазута 1,182 т/ч, дизтоплива - 1,142 т/ч. Соответственно, общий
расход мазута, с учетом рециркуляции, составляет 1,182х4х1,1=5,2 т/ч,
дизтоплива - 1,142х4х1,1=5,025 т/ч.
Доставка мазута и дизтоплива на площадку котельной осуществляется
автотранспортом.
В состав мазутного хозяйства входят насосная топлива с приемным
устройством и склад топлива с эстакадой трубопроводов.
Насосная топлива предназначена для перекачки топлива в резервуары
хранения топлива и подачи его в котельную.
Мазут из автоцистерны сливается в подземный приемный резервуар
V=25 м
3
, находящийся в приямке. Температура мазута при сливе из
автоцистерн составляет ~60°С. Мазут в лотке проходит через гидрозатвор и
фильтр-сетку. Гидрозатвор служит для предотвращения распространения
взрывной волны или пламени в приемные резервуары при загорании мазута в
лотке. Фильтр-сетка служит для очистки поступающего в приемные емкости
мазута от крупных предметов (щепы, спецодежды, ветоши и прочих
предметов).
Приемный резервуар оснащен подогревательными элементами,
расположенными внутри резервуара. Над ним установлены два погружных
насоса, одним из которых мазут перекачивается в резервуар хранения.
32
От мазутного резервуара и от резервуара с дизтопливом топливо
поступает самотеком по уклону в насосную топлива к основным насосам.
Для подачи топлива в котельную установлены три насоса для мазута
НМШФ8-25-6,3/6,0Б-13 (один рабочий, один резервный, один ремонтный) и
два насоса для дизтоплива типа НМШ8-25-6,3/2,5-15 (один рабочий, один
резервный). Для очистки топлива от механических примесей устанавливаются
фильтры грубой очистки.
Подача топлива в котельную производится по одному мазутопроводу и
одному трубопроводу с дизтопливом. Подогреватели для мазута и фильтры
тонкой очистки устанавливаются в главном корпусе котельной.
Основные насосы для мазута являются и насосами циркуляции.
Подогревателями, расположенными в котельной, осуществляется, при
необходимости, циркуляционный разогрев мазутного резервуара.
При работе котлов на газе мазутное хозяйство находится в режиме
горячего резерва.
В помещении насосной установлены два насоса для дизтоплива (один
рабочий, один резервный), подающие топливо в дизель-генераторную.
Склад топлива по общей вместимости относится к категории IIIв по СП
110.13330.2011 «Склады нефти и нефтепродуктов. Противопожарные нормы»
[18]. Для резервного топлива - мазута 5-ти суточный запас составляет 650 м
3
,
для аварийного топлива – дизтоплива 3-х суточный запас составляет 430 м
3
(п.
11.38 СП 89.13330.2011 «Котельные установки») [26]. Принято два мазутных
резервуара по 400 м
3
каждый и один резервуар дизтоплива 500 м
3
.
Для безопасной эксплуатации и защиты окружающей среды от вредных
выбросов резервуары оснащены соответствующим оборудованием. На крыше
установлен дыхательный клапан со встроенным огнепреградителем. Для
проветривания и дегазации резервуара на период ремонта на крыше и боковой
поверхности имеются люки-лазы и смотровые люки.
Монтаж и ремонт оборудования насосной производится с помощью крана
ручного грузоподъемностью 1,0 т.
33
Перечень устанавливаемого оборудования представлен в таблице 2.6.
Таблица 2.6
Оборудование для приема и подачи жидкого топлива
Наименование
Кол
Тип
Характеристика
Основной насос
мазутный с
электродвигателем
3
НМШФ8-25-6,3/6,0Б-13
АИР 100L4
Q=6,3 м
3
/ч, Н=0,6 МПа
N=4,0 кВт,
п=1450 об/мин
Насос дизтоплива с
электродвигателем
2
НМШ8-25-6.3/2.5-15
АИР100S4
Q=6,3 м
3
/ч, Н=0,25 МПа
N=3,0 кВт,
п=1450 об/мин
Насос перекачивающий
для дизтоплива с
электродвигателем
2
Ш80-2,5-37,5/2,5
АИР160S6
Q=37,5 м
3
/ч, Н=0,25
МПа
N=11 кВт,
п=980 об/мин
Насос дренажный с
электродвигателем
2
НМШ12-25-10/4-5
АИР112М4
Q=10 м
3
/ч, Н=0,4 МПа
N=5,5 кВт,
п=1450 об/мин
Фильтр грубой очистки
2
ФМ60-10-5
Q=60 т/ч
Н=1,0 МПа
Насос ручной
1
РПН 1,3/30
Q=1,3 л/дв. ход
Н=30 м.в.ст.
Насос перекачивающий
для мазута с
электродвигателем
2
12НА-9х4
АИМР160S4У2
Q=80 м
3
/ч, Н=43
м
N=15 кВт,
n=1500 об/мин
Насос для дизтоплива
в дизель-генераторную
с электродвигателем
2
НМШ5-25-2.5/6-5
АИР80В4
Q=2,5 м
3
/ч, Н=0,6 МПа
N=1,5 кВт,
n=980 об/мин
Сливное устройство с
огнепреградителем для
дизтоплива
1
УС-80А
В данном параграфе выбрано оборудование котельной. Приняты три
паровых котла типа ДЕ-25-14 ГМ. Котлы устанавливаются в комплекте
водяными экономайзерами марки ЭП-236. Данная нагрузка покрывается двумя
паровыми котельными агрегатами – один котельный агрегат находится в
резерве, что обеспечивает проведение ППР, а также и ремонтных работ.
Выбрано насосное оборудование котельной, даны его характеристики. Выбрано
вспомогательное оборудование, даны его характеристики. Рассчитано
резервное топливное хозяйство.
34
2.3. Расчет горения топлива
2.3.1. Расчетные характеристики топлива
Таблица 2.7
Общие характеристики топлива
Топливо
Коэффициент
избытка
воздуха на
выходе из
топки,
Т
Допускаемое
тепловое напряжение
топки по условиям
горения,
3
10
Q
ккал/м
3
ч
Потери тепла
от
химического
недожега, %
Природный газ
1,05
399,9
0,5
Таблица 2.8
Характеристики природного газа
2.3.2. Расчет объемов воздуха и продуктов сгорания
Объемы воздуха и продуктов сгорания газообразных топлив
0 3 3
V 10,47 /м нм
33
RO2
V 1,13 /м нм
0 3 3
Na
V 8,27 /м нм
0 3 3
2
V 2,34 /
НО
м нм
0 3 3
2
V 12,27 /м нм
Газопровод
Состав газа в процентах по
объему
Теплота
сгорания
низшая
сухого газа
р
н
Q
,
кДж/нм
3
Плотность
газа при
нормальных
условиях
ρ, кг/м
з
СН
4
С
2
Н
6
С
3
Н
8
С
4
Н
10
С
5
Н
12
N
2
СО
2
Саратов-
Москва
92,66
5,04
0,45
-
1,85
-
-
34615
0,800