Расчет системы теплоснабжения

      Для уменьшения потерь тепла и конденсата с продувочной водой применяются  сепараторы – расширители. Давление в расширителе непрерывной продувки принимается равным Р₂. Пар из расширителей непрерывной продувки обычно направляют в деаэраторы.

      Тепло продувочной воды (от сепаратора непрерывной  продувки) экономически целесообразно  использовать при количестве продувочной  воды больше 0,27 кг/с. Эту воду обычно пропускают через теплообменник  подогрева сырой воды. Вода из сепаратора подаётся в охладитель или барботер, где охлаждается до 40-50 ⁰С, а затем сбрасывается в канализацию.  

Расход  продувочной воды из котлоагрегата  определяется по заданному его значению d_пр в процентах от D_cyт.

кг/с.

      Количество  пара, выделяющегося из продувочной  воды, определяется из уравнения теплового баланса: 

,

и массового  баланса сепаратора:

.

 Узел  сепаратора непрерывной продувки.

Имеем:

кг/с.  

Расход  воды из расширителя:

кг/с.

3.8 Расчёт расхода химически очищенной воды

      Общее количество воды, добавляемой из химводоочистки, равно сумме потерm воды и пара в котельной, на производстве и в тепловой сети.

1. Потери конденсата от технологических потребителей:

    В случае отсутствия возврата конденсата от технологических потребителей W₂=(100-m₁-m₂)/100D_Т= кг/с.

2. Потери продувочной воды W_р=0,34 кг/с.
3. Потери пара внутри котельной заданы в процента от D.

кг/с.

4. Потери воды в теплосети W_ТС=0,79 кг/с.
5. Потери пара с выпаром из деаэратора могут быть определены только при расчёте деаэратора. Предварительно примем D_вып=0,05 кг/с.

    Общее количество химически очищенной  воды равно:

         

      Для определения расхода сырой воды на химводоочистку необходимо учесть количество воды, идущей на взрыхление катионита, его регенерацию, отмывку  и прочие нужды водоподготовки. Их обычно учитывают величиной коэффициента К=1,10 – 1,25. Приму К=1,2 

      Имеем W_св=К∙W_хво=1,2∙5,83=6,996 кг/с.

3.9 Расчёт пароводяного подогревателя сырой воды первой ступени

                                                         i^х₂=2681,5 кДж/кг

                                                         D_св.=0,28 кг/с

       W_св=6,996 кг/с; i_хво=125,7  

        i_св=37,8 кДж/кг 

                                                          i_к1=377,1 кДж/кг

Схема пароводяного подогревателя сырой воды.

Запишем уравнение теплового баланса  подогревателя:

          (13)

Расход  редуцированного пара в подогреватель  сырой воды:

кг/с

3.10 Расчёт конденсатного бака

        m₁=30%D_T

        t_к1=40 

  m₂=15%D_T 

         t_к2=55                                                                  

                       W_см=3,744 кг/с

                 t_см=45

W₁= 0,3*8,32=2,496 кг/с;

W₂=0,15*8,32=1,248 кг/с;

W_см=W₁+W₂=2,496+1,248=3,744кг/с.

Температура смеси конденсата:

t_см=(W₁t_к1+W₂t_к2)/W_cм=

i_cм=4,19

      3.11 Расчёт деаэратора

      Для удаления растворённых в воде газов  применяются смешивающие термические деаэраторы. В общем случае они могут быть атмосферного типа с давлением в колонке 0,11-0,13 МПа, повышенного давления и вакуумные с давлением ниже атмосферного. В курсовом проекте применён смешивающий термический деаэратор атмосферного типа (Р₂=0,17МПа). Под термической деаэрацией воды понимают удаление растворённого в ней воздуха при нагреве до температуры кипения, соответствующей давлению  деаэраторной колонке. Целью деаэрации является удаление входящих в состав воздуха агрессивных газов, вызывающих коррозию металла оборудования (кислорода и угольной кислоты). Подогрев воды, поступающей в деаэратор, до температуры насыщения осуществляется редуцированным паром (D_g).

      Газы, выделяемые деаэрированной водой, переходят  в паровой поток и остатком неконденсированного избыточного пара (выпара) удаляются из деаэраторной колонки через штуцер, а затем сбрасываются в барботер (иногда – через охладитель выпара). Расход избыточного пара (D_вып) по имеющимся опытным данным ЦКТИ составляет 2+4 кг на 1 тонну деаэрированной воды. В курсовом проекте следует принять: D_вып=0,003*W_z, где W_z – суммарный расход деаэрируемой воды.

      Энтальпия пара (выпара) принимается равной энтальпии  сухого насыщенного пара при данном давлении (İ₂”). Деаэрированная вода (W_g) из бака деаэратора подаётся питательным насосом (ПН) в котельный агрегат.

      При расчёте деаэратора неизвестными являются расход пара на деаэратор (D_g) и расход деаэрированной воды (W_g). Эти величины определяются при совместном решении уравнений массового и теплового балансов деаэратора.

     Произведём  уточнение ранее принятого расхода D_вып. Суммарный расход деаэрируемой воды:

 кг/с

 кг/с.

Запишем уравнение теплового и массового  балансов.

      ;  

     

,    

(W_д-11,607)∙2681,5+705,93+105,588+591,26+182,987=W_д;

2246,3W_д=29583,991

W_д=13,17 кг/с;

D_д= W_д-11,607=1,563 кг/с.

D_вып=0,017 кг/с; i^//₂=2681,5 кДж/кг 

W_см=3,744 кг/с; i_см=188,55 кДж/кг   

D_св=0,28 кг/с; i_к1=377,1 кДж/кг    D_p=0,07 кг/с;

W_хво=5,83 кг/с; i_хво=125,7 кДж/кг i₂^х=2614,1 кДж/кг

D_д=1,563 кг/с; i^//₂=2681,5 кДж/кг  

D_б=1,7 кг/с; i_кб=347,8 кДж/кг  

д 

                                                                                      

                                                                  W_д=13,17 кг/с; i^/₂=435,2 кДж/кг

Расчётная схема деаэратора.

3.12 Проверка точности расчёта первого приближения

      Из  уравнения массового баланса  линии редуцированного пара определяем значение D_д:   D_д= D_ред- D_б- D_св=3,488-1,7-0,28=1,508 кг/с.

При расчёте  деаэратора получено D_д=1,563 кг/с. Ошибка расчёта составляет 3%.

3.13 Определение полной нагрузки на котельную

Полная  нагрузка определяется по формуле:

D_cyh= D₁+ D_Т +D_YT =3,417+8,32+0,49=12,227 кг/с. 

4 Составление теплового баланса котельной

12,227*2728,5+0,41*821-12,309*435,2+6,996*37,8=28605,552 кВт

Здесь 13,17-0,071-0,79=12,309 кг/с

Расход  теплоты с паром на технологические  нужды с учетом возврата конденсата:

    8,32*2728,5-8,32(0,3*167,6+0,15*230,45)=21995,19кВт

Процент расхода теплоты на технологические  нужды:

Расход  теплоты в теплосеть с учетом потерь воды в теплосети:

18.84*389.67-(18.84-0.79)*180.17=4089.3143кВт

Аналогично

Полезно расходуемый процент теплоты (КПД  схемы):

76.89+14.296=91.186%

Суммарные потери теплоты:

Основные  составляющие потерь теплоты:

1.Потери  от утечек свежего пара

0,49*2728.5=1336.965 кВт

4.67%

2. Потери  в окружающую среду в бойлере

1.7*(2614,1-347.8)*0,05=192.6355 кВт

0,67%

3. Потери  с водой при производстве чимводоочистки:

(6.996-5.83)*125.7=146.57 кВт

0,51%

4. Потери в окр. Среду в подогревателе сырой воды:

0,28*(2681.5-167.6) =703.92 кВт

2.46%

5. Потери выпаром:

=0,017*167.6=2.8492 кВт

0%

Итого имеем

76.89+14.296+8.31=99,796%

Расхождение 0,504% < 1% 

5 Выбор типаразмера и определение количества котлоагрегатов,

устанавливаемых в котельной

      Подбирая  количество устанавливаемых котлоагрегатов, условно принимаем, что максимальная нагрузка котельной соответствует  суммарной производительности и руководствуемся следующими соображениями:

1) недопустимо  устанавливать один котлоагрегат, а общее их число не должно  превышать 4-5;

2) устанавливаемые  котлоагрегаты должны иметь одинаковую  производительность.

      Выбираем  котёл КЕ-10-23 с паропроизводительностью 5.56 кг/с.

Определим количество котлов , которые необходимо установить для покрытия всей нагрузки:

m=D_сут./D_к.,

где D_сут. – общая паропроизводительность котельной;

D_к – паропроизводительность одного котла.

m=12,227/5.56=2.2. Следовательно, 3 котла. 
 
 
 
 
 
 
 
 

6 Расчет теоретических и действительных объемов продуктов сгорания