Расчет системы теплоснабжения

    Стальные  гладкотрубные  экономайзеры выполняют  в виде горизонтальных змеевиков  из бесшовных труб с наружным диаметром 28, 32, 38 мм  и толщиной стенки 3-3,5 мм.

    Основные  величины, которыми следует руководствоваться  при разработке конструкций стальных экономайзеров следующие:

    Наружный  диаметр труб d_нар, мм     28, 30, 32, 38.

    Расположение  труб в пучке     шахматное.

    Скорость  дымовых газов при 

    номинальной производительности w_г, м/с  6-12 (оптимальная 8-10).

    Скорость  воды в трубах w_в, м/с:

          экономайзеров не кипящего типа   0,4;

          экономайзеров не кипящего типа   0,8.

    Относительный шаг труб:

          поперек хода газов  s₁/d      2-3 (оптимальный 2,3 -2,5)

          по ходу газов  s₂/d      1-1,5.

    Радиус  изгиба труб, м      (1-1,5)d_нар.

    Радиус  пакета труб, м      0,9 - 1,2.

          Методика определения  основных конструкционных характеристик  стального гладкотрубного экономайзера следующая. Предварительно выбрав размеры  горизонтального сечения  экономайзера, увязывают их с размерами сечения  газохода парогенератора. Приняв с учетом  вышеприведенных рекомендаций относительные шаги труб поперек движения газов s₁ , и по ходу движении s₂ , производят расстановку труб экономайзера.

          Согласно выбранным  размерам определяют площадь сечения  для прохода газов

               

    где Z₁ - количество труб в горизонтальном ряду, шт.

    Скорость  дымовых газов находят по отношению  объемного секундного расхода газов  V_c к площади живого сечения газохода F.

             

               

    Если  скорость газов выходит за допустимые пределы, то производят соответствующую корректировку размеров живого сечения газохода экономайзера.

    Скорость  движения в трубах рассчитывают по формуле:

               

    где D_к – количество воды проходящей через экономайзер котлоагрегата, кг/с;

          ν_в – удельный объём воды, м³/кг;

          d_вн – внутренний диаметр трубы, мм;

          Z₀ – общее количество параллельно включённых труб по воде, шт.

          При шахматном расположении труб в пучке Z₀=2Z₁.

    Если  скорость движения водя в трубах пучка  будет меньше рекомендуемых значений, необходимо изменить расстановку труб в пучке. Увеличение скорости воды в трубах достигается  уменьшением общего количества параллельно включённых труб Z₀ или уменьшением диаметра d_вн. В ряде случаев уменьшение количества змеевиков ведёт к чрезмерному увеличению экономайзера по высоте.

    Количество  петель в одном змеевике рассчитывают по формуле:

           

    где H_э – расчетная площадь поверхности экономайзера, м²;

          l – длина одной петли, м;

          d_нар – наружный диаметр трубы, мм;

          Z – количество змеевиков, установленных в газоходе, шт.

          При одноходовом (по воде) экономайзере Z=Z₀ , при двухходовом Z=2Z₀.

    Расчетная высота экономайзера равна

                                   

          Если расчетная  высота будет  больше  1,5 м, то экономайзер  делят на отдельные пакеты высотой1 0,8 – 1,2 м с разрывом для ремонта  и обслуживания экономайзера.

    t_пв1=103,87 ˚C; t_ух1=330˚С; t_ух2=165˚С; I_г^с=3435,19кДж/кг;

    I_г^б=6572,05кДж/кг; η_ка^брс =75,98%; q₅^c=1,3 %.

    Коэффициент сохранения тепла

    

    Тепловосприятие экономайзера

      Энтальпия питательной воды на выходе из экономайзера

          

     В курсовом проекте допускается  условно  определять  температуру  воды на выходе из экономайзера по ее энтальпии  через теплоемкость (С_в = 4,19 кДж/кг∙˚С)

    Имеем :

          

          

          

    Температурный напор:

          

    Поверхность экономайзера (К_э = 0,019 кВт/м²∙К):

          

    Далее производится конструктивный расчет.

    Наружный  диаметр труб d_нар=32 мм.

    Расположение  труб в пучке шахматное.

    Скорость  дымовых газов при номинальной  производительности: W_г=8-10 м/с.

    Скорость  воды в трубах: W_в=0,8 м/с.

    Относительнй  шаг труб

    поперек хода газов s₁/d=2,1    

          по ходу газов  s₂/d=1     

    Радиус  изгиба труб, м: 1,5d_нар=1,5*32=48

    Радиус  пакета труб, м b=2180 мм.

          Согласно выбранным  размерам определяют площадь сечения  для прохода газов: F=(А+Z₁d_нар)b,

    Z₁=A/S₁=540/70,4=8 труб.

    F=(2100+832)1,5=3,342 м².

Расположение труб экономайзера

t_уд^ср=(t_ух1+t_ух2)/2=247,5

V_c=0,7215,168(273+247,5)/273=20,82 м³/с

w_г=

w_г=

n=

      Выбираем  двухходовой экономайзер. Расчётная  высота экономайзера равна:

h=4033+0,54057 мм. 
 
 
 
 

11 Расчёт и подбор вспомогательного оборудования котельной

    Для паровых котлов с избыточным давлением  устанавливают конденсатные и питательные баки.

    Вместимость конденсатных баков рассчитывают по формуле

    V_к.б=3,6*М_пв*р=3,6*12,838*0,7=32,352 м³

    М_пв=1,05*D_сум=1,05*12,227=12,838 кг/с

    (р=0,7)

    Вместимость питательных баков

    V_п.б=3,6* М_пв=3,6*12,227=44,017 м³

    В качестве питателных насосов устанавливают  один центробежный с электроприводом. Подача каждого насоса должна быть не менее 50% суммарной паропроизводительности всех котлов, то есть 8,34 кг/с=30 м.куб./ч.

    Выбираем  Кс-32-50 с подачей 32 м /ч и напором 1470 кПа, мощность такого двигателя равна

     , значит двигатель для такого  насоса выберем 

    АИР160S2УЗ

    В качестве парового питательного насоса выбираем 46-А.

    Подача  сетевого насоса, м³/ч, равна часовому расходу сетевой воды в подающей магистрали G_n. Напор, развиваемый сетевым насосом, зависит от общего сопротивления тепловой сети. Ориентировочно принимают Р_пн = 200...400 кПа.

      м³/ч, следовательно выбираем насос Кc-80/155 с напором 1520 кПа и подачей 80 м³/ч.

    

    Следовательно двигатель выбираем АИР180М2У3.

          Напор развиваемый  подпиточными насосами Р_пн = 200...600 кПа.В котельной должно быть не менее двух, один находится в резерве.

    Подача  определяется по формуле

      м³/ч.Выбираем насос К-8/18 с напором 180кПа и подачей 8м³/ч

    

      Электродвигатель к нему выбираем исходя из мощности АИР63В2У3   

      Технические данные асинхронных электродвигателей

 

     Основные  технические данные центробежных и вихревых насосов