Проектирование тепловой котельной

Объем  курсовой работы

Курсовая  работа  состоит  из  расчетно-пояснительной  записки  и  графической  части.

2.1  Содержание  расчетно-пояснительной записки.

2.1.1.Введение.

2.1.2.  Задание  на  проектирование  и  исходные  данные.

2.1.3.  Расчет  тепловых  нагрузок.

2.1.4. Расчет  принципиальной  тепловой  схемы  котельной.

2. 1.5. Выбор оборудования.

2,1,6,  Расчет  продуктов  сгорания  топлива.

2.1.7. Тепловой  баланс  котельного  агрегата.

2.1.8.  Определение  годового  расхода  натурального  топлива  и  условного.

2.1.9.  Список  использованной  литературы.

2.2.  Содержание  графической части.  Принципиальная  тепловая  схема промышленно-отопительной  котельной.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗАДАНИЕ

На курсовую работу по курсу  «Энергоснабжение» 

студенту Пак Николаю  Павловичу факультет ИСиЭ 3-го курса  гр. ЭС 091

Спроектировать котельную, предназначенную для отпуска  пара промышленным потребителям и подогрева  сетевой воды для отопления, вентиляции и горячего водоснабжения промышленного  предприятия и жилого поселка.

Исходные данные:

- количество административно-производственных  зданий и средний объем каждого  здания: ³

- то же жилых зданий 

³

- число сотрудников каждого  предприятия, пользующихся горячей  водой  8000

- район нахождения предприятия  – Харьков

- внешняя тепловая нагрузка  по пару и его параметры:

I-ый потребитель:

   кг/с                  бар            ⁰С

ІІ-й  потребитель

   кг/с                  бар            ⁰С

- возврат конденсата от  промышленных потребителей в  % от количества отпущенного пара: q=80%

- температура возвращаемого  конденсата: ⁰C

- продувка парогенератора  в % от его паропроизводительности: P=3.5%

- присосы воздуха по  тракту парогенератора   ∆

- тип топлива –шебелинский  газ

Для всех вариантов:

- закрытую тепловую сеть  с утечками, составляющими 0,5% от  расхода подающей сетевой воды

- Температура подающей  сетевой воды: ⁰С

- Температура обратной  сетевой воды: ⁰С

- Среднюю температуру  исходной (холодной) воды :⁰С

- расход воды на собственные  нужды химводоочитки – 20% от  расхода исходной воды

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 3.Расчет  тепловых  нагрузок.

Проектируемая  котельная  предназначена для  обеспечения  потребителей  теплом  на  отопление,  вентиляции,  горячего водоснабжения, а  также  для  технологического  процесса.

      Величина  технологической  нагрузки,  а   также  параметры  пара  приведены   в  задании.

      3.1.  Определение расхода теплоты на  отопление.

   Основной  задачей  отопления  является  поддержание  температуры  внутри  помещений  на  заданном  уровне.  Для  этого   необходимо  сохранение  равновесия  между  тепловыми  потерями  здания  и  теплопритоком.

    Полные  теплопотери   теплопередачей  через  наружные  ограждения  с  учетом  инфильтрации  здания, Вт,

 
=(1+M)(-)                                                                          (3,1)

=(1+0.3)*0.442*8000* (15+23)=87339.2 Вт

=(1+0)*0.442*4000* (18+23)=72488  Вт

Где  М-коэффициент  инфильтрации,  учитывающий  расход  тепла  на  подогрев  воздуха,  поступающего  в  здание  через  неплотности  наружных  ограждений  (для  жилых  зданий  можно  принять  М=0,  для  промышленных  М=0.25-0.3 )

-удельные  тепло-потери  здания,  Вт/(к),  /приложение  7/;

-усредненная   расчетная  температура  внутреннего   воздуха  стапливаемых  помещений,  К  /приложение  8/;

-расчетная   температура  наружного  воздуха,  К  /приложение  6/;

-наружный  объем   здания,  .

Зная  величину тепловых  потерь  по  каждому  зданию,  можно  определить  максимальную  тепловую  нагрузку  на  отопление  всех  зданий:

=+=++  ,  Вт                                                             (3,2)

=72488*22+87339.92*6= 2118771.2 Вт

Где    ,-число производственных и жилых зданий.

3.2. Определение расхода  теплоты на вентиляцию.

Расход  теплоты на вентиляцию жилых зданий , не имеющих специальной  приточной системы , обычно не превышает  5-10 % расхода теплоты отопление и учитывается в значении удельных тепло-потерь здания.

Ориентировочный расход теплоты  на вентиляцию производственных и общественных зданий,  Вт:

=(-)                                                                                            (3,3)

=0.093*8000* (15+11)=c  Вт

Где  -удельный  расход  теплоты на  вентиляцию ,  Вт/(к)/приложение  7/;

-наружный  объем   здания,  ;

-усредненная   расчетная  температура  внутреннего   воздуха.  К

-расчетная   температура  наружного  воздуха  ,  К /приложение  6/

      Суммарная   тепловая  нагрузка  на  вентиляцию  производственных  зданий,  Вт:

=                                                                                                           (3,4)

=19344*6=116064 Вт

 

         3.3  Определение   расхода теплоты на  горячее водоснабжение

Расход  тепла  на  горячее  водоснабжение  для  производственных  и  жилых  зданий  определяются  количеством  тепла,  затрачиваемого  на  подогрев  водопроводной  воды.  Средняя  тепловая  нагрузка  на  горячее  водоснабжение,  Вт:

=

==717062.2 Вт

работников  предприятия,  пользующихся  горячей  водой  / здание/;

норма  расхода  горячей  воды на  одного  работника  предприятия  ( ориентировочно  можно  принять  );

пользующихся  горячей  водой  можно  определить:

=2444

Где число  жилых зданий  /задание/;

объем  одного  жилого  здания  /задание/;

Полезная  жилая  площадь  на  одного  человека  составляет  9 

Коэффициент  пересчета  объема  здания  в  полезную   жилу  площадь  составляет  6/

норма  расхода  горячей  воды  в  жилых  домах  на  одного  человека  ( можно  принять 

 

средняя  температура  горячей  воды  у  потребителя  принимается  равной С

-средняя  температура   холодной  водопроводной  воды,  при отсутствии  точных  данных  принимают: зимой +С,  летом +С

Максимальная  тепловая  нагрузка  на  горячее  водоснабжение, Вт:

==1066898.1*1*1=1066898.1 Вт

=**1.8*1,2=1548854.4  Вт

Где -коэффициент часовой неравномерности расхода тепла,  можно принять для жилых зданий  для  промышленных  зданий 

коэффициент  суточной  неравномерности  расхода  тепла  для жилых зданий,  для  промышленных  зданий.

3.4 Определение  общей  тепловой  нагрузки  на  коммунально-бытовые  нужды.

    Общий  расчетный   расход  тепловой  энергии   определяется  как  сумма   максимальных  тепловых  нагрузок  на  отопление,  горячее  водоснабжение   жилых  и  производственных  зданий  и  вентиляцию  производственных  зданий:

++++)

1.1(2118771.2+116064+1066898.1+1548854.4)=5335646.7 Вт=5335.6 кВт

Где  К-коэффициент,  учитывающий  потери  тепла  в  тепловых  сетях  можно  принять  К=1,05-1,1

      3.5. определение годового  расхода тепла на  отопление,  вентиляцию  и горячее водоснабжение.

Годовой расход  тепла  на  коммутационно-бытовые  нужды,  можно  определить  как  сумму  расходов  тепла  на  покрытие  сезонной  нагрузки  ( отопление  и  вентиляция ) и  кругло-годовой  нагрузки (горячее водоснабжение ):

=++, кДж                                (3,8)

Где , - годовой расход тепла на отопление и вентиляцию ( можно определить по графику продолжительности сезонной нагрузки )

- - годовой расход  тепла на горячее водоснабжение  можно определить по величине  средней нагрузки на горячее  водоснабжение:

=1783.9 кВт

=*8760*3600, кДж                                                                  (3,9)

     кДж =562570,7 МВт

3.6. Построение  графика продолжительности сезонной  нагрузки.

Графиком продолжительности  сезонной нагрузки удобно пользоваться для определения расхода тепла  в течении отопительного сезона, выбора экономичного режима работы оборудования, выбора на выгоднейших параметров теплоносителей  /1/

При  построение  графика  сезонной  нагрузки  по  оси  ординат  откладывают  часовой  расход  тепла, по  оси  абсцисс  вправо  откладывают  число  часов  отопительного  сезона,  влево-температуру  наружного  воздуха.  Форма  графика  приведена  в  приложение  9.

      На  левой   части  графика  (а)  строится  зависимость величины  тепловой  нагрузки  от  температуры   наружного  воздуха, определенная  по  формуле  (3.2)  для отопления (линия 1) и по  формуле (3.4) для вентиляции  ( линия 2 ),  а также суммарная сезонная  нагрузка, (линия определяемая  по  формуле):

Вт

 

      Отопительная  и  вентиляционная  нагрузка   линейно  зависят  от  температуры   наружного  воздуха,  поэтому   построение  линии  1и2 на графике  ведется  подвумя  точкам:

-первая  точка  при  С

-вторая  точка  на  линии  1  при   +    определенной  по  формуле (3.2)

-втора  точка  на  линии  2  при       определенной  по  формуле   (3.4)

При    величина    не изменяется  и линия 2  идет  горизонтально до 

   На  правой  части   графика  (б)  точки  строится  следующим  образом.  Для   принятой  температуры  наружного  воздуха  по  графику  (а) определяется соответствующая суммарная тепловая нагрузка      одновременно  на  оси времени   графика (б)  откладывается число)температуре наружного воздуха равных и ниже.  Пересечение координат   и дает  искомую точку графика (б).  аналогичным  образом  строится   несколько  точек  и,  соединяем  их  плавной  кривой,  получим  график   продолжительности  сезонной нагрузки.  График  построить  в  масштабе  на  миллиметровой  бумаге.   

  3.7  Определение  годового  расхода  тепла  на  отопление  и  вентиляцию.

   Площадь  под   кривой  (б)  представляет  собой   суммарный  расход  тепла   на  отопление  и  вентиляцию  в  течение  отопительного   сезона  в  МВт*ч  или   Мдж  (1  МВт*ч=3600  Мдж).

    Годовой  расход  тепла  на  сезонную  нагрузку  можно  определить:

 

Где  F-площадь под кривой на  графике   (б)  в

m-масштаб площади графика,  МВт*ч/.

  Разбив  отрезок   продолжительности  отопительного   сезона  на  я   равных  отрезков  (по  часов в каждом),  для каждого отрезка находят графическим путем среднюю суммарную нагрузку  ()  в Мвт.  Годовой расход  тепла на  отопление и вентиляцию  можно определить  по  формуле:

=             МДж

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

   

 

   4.  Расчет принципиальной тепловой схемы котельной.

Задачей  расчета  тепловой  схемы котельной  является  определение  параметров  и  расходов  теплоносителей  во  всех  характерных  точках  схемы.  Результаты  расчета  позволяют  выбрать  оборудование  и  определить,  технико-экономические  показатели  котельной.

    Расчет  обычно  выполняется  для  нескольких  характерных  режимов  работы  котельной,  одним  из  которых   является  максимально-зимний,  соответствующий   расчетной  температуре  воздуха   для  отопления.

    Энтальпию   перегретого  пара  определяются  по  его  давлению   и   температуре  с  помощью  IS –диаграммы  или таблиц  перегретого пара;  энтальпию насыщенного пара,  конденсата  и воды  определяются  по  таблицам  насыщенного пара /7/.

     4.1   Расчет  элементов тепловой  схемы.

   Одним  из  наиболее  распространенных  методов  расчета   тепловых  схем  является  метод   последовательных  приближений.

Расчет  можно  начать  с  определения  расхода  сетевой  воды  из  уравнения теплового баланса:

()   кВт         

==15,7 кг/c

Где  расход  сетевой  воды;

максимальный  суммарный  расход тепла  на  отопление,  вентиляцию,  горячее  водоснабжение  , кВт.

4.2 расчет  подогревателя   сетевой  воды  и  охладителя  конденсата.

 

 

Уравнение  теплового  баланса  и  материального  баланса  смесителя  обратной  и  добавочной  воды:

 

+=

Количество  добавочной  воды равно  утечкам  в  теплосети  и  в  соответствии  с  заданием,  составляет  0,005   

   Решая  совместно   уравнения  (4.2)  и (4.3)  можно определить  энтальпию  смеси  . 

=

 

Из  уравнения  теплового  баланса  сетевого  подогревателя  и  охладителя  конденсата  определяется  количество  пара    ,  необходимое для нагрева сетевой воды:

(

 

Где  - энтальпия конденсата  после охладителя  конденсата  определяется  по  температуре    90-С.

 –коэффициент,  учитывающий  потери  тепла   в  теплообменнике.

Энтальпию  сетевой  воды  после  охладителя  конденсата  можно  определить  из  уравнения  теплового  баланса  охладителя  конденсата: