Проектирование отопительной котельной для теплоснабжения

Автор: Пользователь скрыл имя, 25 Декабря 2011 в 07:09, курсовая работа

Описание работы

В связи с расширение месторождений и увеличением добычи нефти в районе п. Шеркалы Тюменской области было принято решение о постройке нового микрорайона. Для теплоснабжения горячей водой и теплом на нужды отопления и вентиляции предложен проект котельной с установкой четырех водогрейных котлов КВ-ГМ-30-150.
Произведен расчет тепловых нагрузок, тепловой схемы котельной, тепловой расчет котла, сделан выбор оборудования для предложенной схемы котельной.
Рассмотрены вопросы защиты окружающей среды, выполнен расчет дымовой трубы.
Приводится краткое описание схемы автоматики.
Произведен технико-экономический расчет работы котельной на природном газе.

Содержание

Введение
Описание системы теплоснабжения
Расчет тепловых нагрузок отопления вентиляции и ГВС
1.1 Сезонная тепловая нагрузка
1.2 Расчет круглогодичной нагрузки
1.3 Расчет температур сетевой воды
1.4 Расчет расходов сетевой воды
2. Расчет тепловой схемы котельной
2.1 Построение тепловой схемы котельной
2.2 Расчет тепловой схемы котельной
3. Тепловой расчет котла
3.1 Технические характеристики котла КВ-ГМ-30-15024
3.2 Конструктивные характеристики котла
3.3 Топочное устройство котла КВ-ГМ-30-150
3.4 Тепловой расчет котла КВ-ГМ-30-150
3.5 Тепловой баланс котла и расход топлива
3.6 Расчет теплообмена в топке
3.7 Расчет конвективного пучка
3.8 Сводная таблица теплового расчета котла и невязка баланса
4. Выбор оборудования
5. Охрана окружающей среды
5.1 Вещества, загрязняющие окружающую среду
5.2 Мероприятия по охране окружающей среды
5.3 Расчет концентрации загрязняющего вещества
5.4 Расчет высоты дымовой трубы
6. Автоматизация
7. Технико-экономический расчет
7.1 Постановка задачи
7.2 Расчет капитальных затрат
7.3 Расчет основных текущих затрат
7.4 SWOT  анализ
7.5 Поле сил изменений системы
7.6 Построение пирамиды целеполагания и дерева целей
7.7 Организационная структура
7.8 Объемы производства продукции
7.9 Планирование на предприятии
7.10 Планирование труда и заработной платы
7.11 Калькуляция текущих затрат на энергетическое обслуживание
7.12 Планирование сметы затрат на энергетическое обслуживание
7.13 Основные экономические показатели
8. Безопасность жизнедеятельности
8.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов
8.2 Влияние выявленных ОВПФ на организм человека
8.3 Безопасность технологических процессов
Заключение
Литература

Скачать полностью (324.50 Кб) Сколько стоит заказать работу?
Работа содержит 1 файл

Проектирование отопительной котельной для теплоснабжения п Шеркалы.doc

— 1.37 Мб (Скачать)

      , (10)

      . 

     Действительное  количество воздуха, поступающего в  топку, отличается от теоретически необходимого в α раз, где α – коэффициент избытка воздуха. Выбираем коэффициент избытка воздуха на входе в топку αт и присосы воздуха по газоходам Δα и находим расчетные коэффициенты избытка воздуха в газоходах α². 

    Таблица 12. Присосы воздуха по газоходам Dα и расчетные коэффициенты избытка воздуха в газоходах α²

     Участки газового тракта      Dα      α²
     Топка      0,14      1,14
     Конвективный  пучок      0,06      1,2
 

     Наличие присосов воздуха приводит к тому, что объем продуктов сгорания будет отличаться от теоретического, поэтому необходимо рассчитать действительные объемы газов и объемные доли газов. Так как присосы воздуха не содержат трехатомных газов, то объем этих газов от коэффициента избытка воздуха не зависит и во всех газоходах остается постоянным и равным теоретическому. 

     Таблица 13.

     Характеристика  продуктов сгорания в поверхностях нагрева

Величина Единица Топка, Конвективный  пучок
Коэф. избытка воздуха − 1,14 1,2
м3/кг 9,06 9,65
м3/кг 2,2 2,21
м3/кг 12,31 12,91
− 0,084 0,081
− 0,178 0,171
− 0,262 0,252
 

     Энтальпии теоретического объема воздуха и  продуктов сгорания, отнесенные к 1 м3 сжигаемого топлива при температуре u, °С, рассчитывают по формулам: 

      ,(11) ; ,(12) 

     где , , , - удельные энтальпии воздуха, трехатомных газов, азота и водяных паров соответственно.

     Энтальпию продуктов сгорания на 1 м3 топлива при a > 1 рассчитываем по формуле: 

      .(13) 

     Результаты  расчетов по определению энтальпий  при различных температурах газов  сводим в таблицу: 

    Таблица 14. Определение энтальпии продуктов сгорания в газоходах котла

u, °С I0в=V0 × (ct)в IRO2 = VRO2 ×(cν)RO2 I0N2 =

= V0N2 × (cν)N2

 I0H2O =

= V0H2O × (cν)H2O

 I0г = IRO2 +

+ I0N2 + I0H2O

30 379,4 - - - 379,4
100 973,0 175,76 1001 329,18 1505,9
200 2588,1 371,28 2002 662,7 3036
300 3921,1 581,36 3018,4 1009,4 4609,1
400 5273,6 802,88 4057,9 1364,6 6225,4
500 6655,3 1035,8 5112,8 1730,9 7879,5
600 8075,9 1270,88 6190,8 2108,8 9569,7
700 9525,6 1519,44 7284,2 2500,4 11304,1
800 10994,9 1772,1 8416 2910,3 13098,5
900 12464,1 2029,04 9571,04 3322,3 14922,4
1000 13972,2 2290,1 10733,8 3760,5 16784,3
1100 15519,3 2555,2 11896,5 4198,6 18650,4
1200 17066,4 2825,6 13051,5 4645,5 20522,9
1400 20199,4 3369,6 15469,6 5576,4 24415,3
1600 23381,0 3917,68 17877,10 6542,1 28346,2
1800 26553,1 4475,12 20343,4 7338,4 32356,9
2000 29812,7 5036,72 22822,8 8558,7 36416,2
2200 33072,2 5602,48 25333,0 9589,8 40525,3
 

     3.5 Тепловой баланс котла и расход топлива 

     Тепловой  баланс парогенератора выражает качественное соотношение между поступившей  в агрегат теплотой, называемой располагаемой теплотой и суммой полезно используемой теплоты и тепловых потерь. 

     Таблица 15. Расчет теплового баланса котла

Наименование Обозначение Расчетная формула  или способ определения Единица Расчет
Располагаемая теплота сгорания топлива Qрр Qрн + Qв.н + iтл кДж/м3 36764,6
Потеря  теплоты от химической неполноты  сгорания топлива q3 Табл. 4−3 [2] % 0,5
Потеря  теплоты от механической неполноты  сгорания топлива q4 Табл. 4−3 [2] % 0
Температура уходящих газов uух По выбору, табл. 1−3 [2] °С 160
Энтальпия уходящих газов Iух По I−u таблице кДж/кг 3042
Температура воздуха в котельной tх.в. По выбору °С 30
Теоретическая энтальпия воздуха в котельной I0х.в. По I−u таблице кДж/кг 385,3
Потеря  теплоты с уходящими газами q2 % 6,99
Потеря  теплоты от наружного охлаждения q5 По рис. 3−1 [2] % 1,9
Сумма тепловых потерь Σq q5 + q4 + q3 + q2 % 9,4
КПД котла hка 100 - Σq % 90,6
Коэффициент сохранения теплоты φ − 0,98
Температура воды на входе в котел t¢в По расчету °С 70
Энтальпия воды на входе в котел I¢в Табл. VI−6 [2] кДж/кг 294,6
Температура воды на выходе из котла t¢¢в По расчету °С 150
Энтальпия воды на выходе из котла I¢¢в Табл. VI−7 [2] кДж/кг 633,1
Расход  воды через котел Qпол По расчету кВт 271
Расход  топлива на котел В м3/с 1,047
 

     3.6 Расчет теплообмена в топке 

     Таблица 16. Поверочный расчет топки

Величина Обозначение Расчетная формула  или способ определения Единица Расчет
Суммарная площадь лучевоспр. поверхности Нл табл. II−9 [2] м2 126,9
Полная  площадь стен топочной камеры Fст по конструктивным размерам м2 137,2
Коэф. тепловой эффект-ти лучевосп. поверхности Ψср − 0,67
Эффективная толщина излуч. слоя пламени s м 2,138
Полная высота топки Hт по конструктивным размерам м 2,05
Высота  расположения горелок hт по конструктивным размерам м 1,65
Относительный уровень расположения горелок xт − 0,8
Параметр, учитыв. характер распределения т-ры в топке M − 0,35
Коэф. избытка воздуха на выходе из топки αт Табл. 1−1 − 1,14
Присос  воздуха в топке Δαт Табл. 2−2 [2] − 0,06
Температура холодного воздуха t хв По выбору °С 30
Энтальпия присосов воздуха I0прс Табл. 1−3 кДж/м3 385,3
Кол-во теплоты, вносимое в топку воздухом Qв кДж/ м3 20,7
Полезное  тепловыделение в топке Qт кДж/ м3 36601,47
Адиабатическая  температура горения uа Табл. 1−4 °С 1996,6
Температура газов на выходе из топки u²т По выбору, табл. 5−3 [2] °С 1050
Энтальпия газов на выходе из топки I²т Табл. 1−4 кДж/м3 19929,29
Средняя суммарная теплоем. продуктов сгорания Vccp 17,61
Объемная  доля:

Водяных паров

Трехатомных газов

  

  
Табл. 1−2

Табл. 1−2

  
−

−

  
0,178

0,084

Суммарная объемная доля трехатомных газов rn Табл.1-2 − 0,262
Коэф. ослабления лучей

трехатомными  газами

 kг

kкокс

 Рис. 5−5 [2]

Стр. 31 [2]

 1/

м×МПа

 6,76
Коэф. ослабления лучей топочной средой k k г× rn+ k кокс× χ1× χ2 1/ м×МПа 1,77
Степень черноты факела aф 1 − е− kps − 0,307
Степень черноты топки aт -
Тепловая  нагрузка стен топки qF кВт/м2
Температура газов на выходе из топки u²т Рис. 5−8 [2] °С 1090
Энтальпия газов на выходе из топки I²т Табл. 1−4 кДж/м3 20768,49
Общее тепловосприятие топки Qлт φ×(Qт − I²т) кДж/м3 14249,6
Средняя тепловая нагрузка лучевосп. поверхности  топки qсрл кВт/м3 117,6
 

     3.7 Расчет конвективного пучка 

     Конвективными называют такие поверхности нагрева, в которых процесс передачи теплоты  осуществляется путем конвективного  теплообмена.

конвективные  пучки получают теплоту не только путем конвективного теплообмена, но и теплоту прямого излучения топки. При расчете такой поверхности нагрева используют методику расчета конвективных поверхностей нагрева с учетом тепловосприятия прямого излучения топки. 

     Таблица 17. Тепловой расчет конвективного пучка

Величина Обозначение Формула или  способ определения Единица Расчет
Полная  площадь поверхности нагрева Н По конструктивным размерам (табл. II−9 [2]) м2 592,6
Диаметр труб d По конструктивным размерам мм 0,028
Средняя длина труб l По конструктивным размерам м 0,75
Поперечный  шаг труб s1 По конструктивным размерам м 0,064
Продольный  шаг труб s2 По конструктивным размерам м 0,04
Относительный поперечный шаг труб s1/d По конструктивным размерам - 2,29
Относительный продольный шаг труб s2/d По конструктивным размерам - 1,43
Размеры поперечного сечения газохода A

B

 По конструктивным размерам м

м

 2,3

2,88

Эффективная толщина излучающего слоя s м 0,084
Температура газов перед конвективным пучком u¢ u²т − из расчета топки °С 1090
Энтальпия газов перед конвективным пучком I¢ I²т − из расчета топки кДж/м3 20768,49
Температура газов за конвективным пучком u² По выбору (стр. 53 [2]) °С 160
Энтальпия газов за конвективным пучком I² По I−u таблице кДж/ м3 2705,5
Количество  теплоты, отданное конвективному пучку Qг φ×(I¢ − I²) кДж/ м3 18376,5
Средняя температура газов uср 0,5×(u¢ + u²) °С 625
Коэффициент теплоотдачи конвекцией αк αн × Сz × Cs × Cф,

рис. 6−5 [2]

 105,84
Суммарная оптическая толщина запыленного  газового потока kps (kгrn + kзлmзл) × p × s   60,98
Степень черноты излучающей среды a 1 − е − kps − 0,12
Коэффициент тепловой эффективности ψ Стр. 48 [2] °С 0,8
Температура загрязнения стенки трубы tст tкип + Δt °С 135
Коэффициент теплоотдачи излучением αл αн × a 11
Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке α1 ξ(αк + αл) 116,84
Тепловосприятие конвективного пучка ε0 ψ×a1 92
Температурный напор на входе в пучок Dtб u¢-t¢ °C 940
Температурный напор на выходе из пучка Dtм u¢¢-t¢¢ °С 90
Средний температурный напор Δt Табл. 6−1 [2] °С 353
Расхождение расчетных тепловосприятий ΔQ % 0,8

Информация о работе Проектирование отопительной котельной для теплоснабжения