Расчет системы теплоснабжения

    t_в.ср.==10

Средневзвешенная  расчётная внутренняя температура  для жилых и общественных зданий:

    t_в.ср.=

    Сначала строят график расхода теплоты на отопление производственных зданий. На оси ординат откладывают точку, соответствующую максимальному потоку теплоты, расходуемому на отопление этих зданий при наружной температуре t_H. Полученную точку соединяют прямой с точкой, соответствующей средневзвешенной расчетной внутренней температуре t_ecp=l0 °C (прямая 1).

    Так как отопительный сезон начинается при t_H = 8 °С, то линию графика до этой температуры показывают пунктиром. График расхода теплоты на вентиляцию строят в виде наклонной прямой до расчетной вентиляционной температуры t_н.в. (прямая 2). При более низких температурах к приточному наружному воздуху подмешивается воздух помещения, т.е. происходит рециркуляция, и расход теплоты остается неизменным (график проходит параллельно оси абсцисс).

    Таким же образом строят графики расхода  теплоты на отопление и вентиляцию жилых и общественных зданий при средневзвешенной расчетной внутренней температуре =18 °С (прямые 3,4).

    Расходы теплоты на горячее водоснабжение  и технологические нужды не зависят  от г„. Общий график по этим видам  тештопотребления изображен прямой 5.

    Суммарный график расхода теплоты в зависимости  от температуры наружного воздуха представляет собой ломаную линию 6 (точка излома соответствует температуре t_н.в.), отсекающей на оси ординат отрезок, равный максимальному потоку теплоты, расходуемой на все виды теплопотребления.

    Вправо  по оси абсцисс откладывают для  каждой наружной температуры число часов отопительного сезона (с нарастающим итогом), в течение которых держалась температура, равная и ниже той, для которой делается построение (табл. Б.1), и через эти точки проводят вертикальные линии. Далее на эти линии из суммарного графика расхода теплоты проецируют ординаты, соответствующие максимальным расходам теплоты при тех же наружных температурах. Полученные точки соединяют плавной кривой 7, представляющей собой график тепловой нагрузки за отопительный период.

    Площадь, ограниченная осями координат, кривой 7 и горизонтальной линией 8, показывающей суммарную летнюю нагрузку, выражает годовой расход теплоты, ГДж/год

    Q_год=3,610^-6Fm_фm_t

где F – площадь годового графика тепловой нагрузки, мм²; m_ф и m_t - масштабы расхода теплоты и времени работы котельной, соответственно Вт/мм и ч/мм.

    F=342702 мм²

    m_ф=10000 Вт/мм

    m_t=67 ч/мм

    Q_год=3,610^-6342702 ГДж/год

    1 – расход теплоты на отопление  производственных зданий; 2 – на  вентиляцию производственных зданий; 3 – на отопление общественных  зданий; 4 – на вентиляцию общественных  зданий; 5 – на горячее водоснабжение  и технологические нужды; 6 – суммарный  график расхода теплоты; 7 – график  тепловой нагрузки за отопительный  период; 8 – нагрузка летнего периода.

 

 
 

 

 

3 Расчёт принципиальной тепловой схемы

  производственно-отопительной котельной

1. Исходные данные для расчёта тепловой схемы котельной

    Тепловая  схема №20

1. Пар для технологических нужд производства имеет параметры:  Р₁=1,34 МПа;  х₁=0,97;  D_Т =8,32 кг/с.
2. Температура сырой воды t_св=9⁰С.
3. Давление пара после РОУ Р₂=0,116 МПа.
4. Сухость пара на выходе из расширителя непрерывной продувки х₂=0,97.
5. Потери пара в котельной в процентах от D_cуh d_ут=4,2%.
6. Расход тепловой воды на непрерывную продувку в процентах от D_cут d_пр=3,5%.
7. Расход тепла на подогрев сетевой воды Q_б=3,94610³ кДж/с
8. Температура воды на выходе из сетевых подогревателей t^/₁=93⁰C.
9. Температура в обратной линии теплосети t^/₂=43⁰C.
10. Температура воды перед и после ХВО t_хво=30⁰С.
11. Температура конденсата на выходе из бойлера t_кб=83⁰С.
12. Потери воды в тепловой сети d_ТС=5%.
13. Температура конденсата после пароводяного подогревателя сырой воды t^//_к1=90⁰С.

3.2 Определение параметров воды и пара

   При давлении Р₁=1,34МПа в состоянии насыщения имеем [1-32] t₁=193,01⁰С, i^//₁=2787,5 кДж/кг, i^/₁=821 кДж/кг, r₁=1966,5 кДж/кг.

   При давлении Р₂=0,116Мпа в состоянии насыщения имеем [1-31] t₂=103,81⁰С, i^//₂=2681,5 кДж/кг, i^/₂=435,2 кДж/кг, r₂=2246,3 кДж/кг.

    Энтальпия влажного пара на выходе из котлоагрегата:

    i^х₁=i^//₁ -(1-х₁)∙r₁ = 2787,5-(1-0,97)∙1966,5=2728,5 кДж/кг.

    Энтальпия влажного пара на выходе из расширителя:

    i^х₂=i^//₂ -(1-х₂)∙r₂ = 2681,5-(1-0,97)∙2246,3=2614,1 кДж/кг.

    Энтальпия воды при температуре ниже 100⁰С может быть с достаточной точностью определена без использования таблиц по формуле:

    i_в=С_в∙t_в,, где С_в=4,19 кДж/кг

3.3 Расчёт подогревателей сетевой воды

Для водоподогревателя:  .   

Для пароводяных  водоподогревателей:  ,  

где   W₁ и W₂ – расходы воды (греющей и подогреваемой), кг/с;

t^/₁, t^/₂ и t^//₁, t^//₂ – начальные и конечные температуры воды, ⁰С;                D₁ – расход греющего пара, кг/с;

i₁ – энтальпия пара, кДж/кг;

i_к – энтальпия конденсата, кДж/кг;

η_n – коэффициент, учитывающий потери тепла аппаратом и трубопроводами в окружающею среду (η_n=0,95).

Схема водоподогревательной установки

Определим расход воды через сетевой подогреватель  из уравнения теплового баланса:     .     

      кг/с.

      Потери  воды в тепловой сети заданы в процентах  от W_б:

 кг/с.

      Подпиточный насос подаёт в теплосеть воду из деаэратора с энтальпией i^/₂=432 кДж/кг в количестве W_ТС. Поэтому расход тепла на подогрев сетевой воды в бойлерах уменьшится на величину:

,

где    соответствует температуре ;

кДж/кг.

      Расход  пара на подогрев сетевой воды определяется из уравнения:

.

      Откуда:

 кг/с.

i_кб=C_вt_кб=4,19кДж/кг

3.4 Определение расхода пара на подогрев сетевой воды и на технологические нужды

      Расход  тепла на технологические нужды  составит:

                               ,      

где   i_ко – средневзвешенная энтальпия конденсата от технологических потребителей:

i_ко=i_св37,71 кДж/кг

кДж/с.

Суммарный расход на подогрев сетевой воды и  на тех. нужды составит:

 кДж/с.

Расход  пара на подогрев сетевой воды и  на технологические нужды составит:

кг/с.

      3.5 Ориентировочное определение общего расхода свежего пара

      Суммарный расход острого пара D_г на подогрев сырой воды перед химводоочисткой и деаэрацию составит 3-11% от D_c.

      Примем  D_г=0,03∙D₀=0,03∙11,395=0,342 кг/с.

      Общий расход свежего пара: кг/с

3.6 Расчёт редукционно-охладительной установки (РОУ)

      Назначение  РОУ – снижение параметров пара за счёт дросселирования (мятия) и охлаждения его водой, вводимой в охладитель в распылённом состоянии. РОУ  состоит из редукционного клапана для снижения давления пара, устройства для понижения температуры пара путём впрыска воды через сопла, расположенные на участке паропровода за редукционным клапаном и системы автоматического регулирования температуры и давления дросселирования пара.

      В охладителе РОУ основная часть воды испаряется, а другая с температурой кипени отводится  в конденсационные  баки или непосредственно в деаэратор.

      Примем  в курсовом проекте, что вся вода, вводимая в РОУ, полностью испаряется, и пар на выходе является сухим, насыщенным.

      Подача  охлаждённой воды в РОУ производственных котельных обычно осуществляется  из магистрали питательной воды после деаэратора.

      Тепловой  расчёт РОУ ведётся по балансу  тепла.

Расход  редукционного пара D_ред с параметрами Р₂, t₂, i^//₂ и расхода увлажняющей воды W₁ определяем из уравнения теплового баланса РОУ:

           

из уравнения  материального баланса РОУ: 

           

Решая совместно уравнения (6) и (7), получим: 

      ,      

где  D₁ – расход острого пара, кг/с, с параметрами Р₁, х₁;

        – энтальпия влажного пара, кДж/кг;

        – энтальпия увлажняющей  воды, поступающей в РОУ, кДж/кг.

Определим расход свежего пара, поступающего в РОУ:

кг/с

Составляем  схему РОУ:

D_ред.=3,488 кг/с ; t^//₂=2684,5кДж/кг 

P₂=0,116МПа                                                                  D₁=3,417 кг/с P₁=1,34 МПа

                                                                                       X₁=0,97 

        W₁=0,071 кг/с ; t^/₂=435,2 кДж/кг 

Узел  РОУ

Определяем  расход увлажняющей воды:

кг/с.

3.7 Расчёт сепаратора непрерывной продувки

      Непрерывная продувка барабанных котлоагрегатов осуществляется для уменьшения солесодержания котловой воды и получения пара надлежащей чистоты. Величина продувки (в процентах от производительности котлоагрегатов) зависит  от солесодержания питательной воды, типа котлоагрегатов и т.п.