Отопительно-производственная котельная ГУП ФАПК “Якутия”, студента КСТ ЯГИТИ группы ТиТО-2000 г.

При построении графика следует учесть, что начало и конец отопительного сезона предусматривается при tн = +8єС.

2.2 Подбор и размещение основного и вспомогательного оборудования

На основании результатов, полученных при расчете тепловой схемы котельной, производим выбор основного и вспомогательного оборудования.

2.2.1 Выбор котлоагрегатов

Выбор типа, количества и единичной производительности котлоагрегатов зависит главным образом от расчетной тепловой производительности котельной, где они будут установлены; от вида теплоносителя, отпускаемого котельной.

На основании вышеизложенного - в котельной установлено 4 котла КВСр – 0.8/1.0Гс с единичной теплопроизводительностью 1МВт, что в сумме дает 4МВт.

А из расчета тепловой схемы максимальная суммарная нагрузка котельной 3.95МВт, что позволяет использовать котлоагрегаты КВСр – 0.8/1.0Гс.

Котлы КВСр – 0.8/1.0Гс располагаются в новом блочном здании котельной.

Основные технические характеристики котла приведены в таблице 2.

Принимается закрытая четырехтрубная система теплоснабжения. Теплоносители систем:

                  Отопление, вода с параметрами 95 - 70єС, рабочее давление 0.35МПа (3.5 атм)

                  Горячее водоснабжение, вода с параметрами 60єС.

Нагрев воды ГВС производится в водо-водяном теплообменнике. Предусмотрена установка бака-аккумулятора ГВС. Подпитка тепловой сети осуществляется из водопровода.

Таблица 5. Паспортные характеристики котла

В комплект поставки котла входят непосредственно котлоагрегат, газовая горелка, предохранительный клапан, клапан обратный, термометр, манометр.

2.2.2 Расчет схемы рециркуляции

Регулирование отпуска теплоты потребителям производится изменением температуры прямой воды в зависимости от температуры наружного воздуха (качественное регулирование), принимается температурный график 95/70°С.

Температурный график центрального регулирования системы

теплоснабжения 95-70 0С.

Рис. Схема рециркуляции.

Нагретая вода выходит из котла с температурой 86єС.

Делится на два потока:

         часть воды подается в подогреватель;

         другая часть – в трубопровод прямой сетевой воды.

В подогревателе происходит процесс теплообмена между греющей и нагреваемой водой.

Греющая вода – вода из котла с температурой 86єС, нагреваемая – подается в подогреватель с температурой 5єС и нагревается до 60єС (для ГВС).

Греющая вода при теплообмене остывает и выходит из подогревателя с температурой 56єС. Затем происходит слияние потоков, вода с температурами 86єС и 56єС смешивается, приобретая температуру 65єС (рис).

Далее происходит деление на потока:

         часть воды подается на рециркуляционный насос;

         другая часть – в трубопровод прямой сетевой воды.

Для того чтобы исключить образование конденсата на греющих поверхностях котла и продлить срок его эксплуатации необходимо подавать воду в котел с температурой 60єС. Поэтому часть потока, идущего на рециркуляционный насос смешивается с обратной сетевой водой до температуры 60єС и подается в котел (рис.).

Рециркуляция нужна только в переходный период года, в зимний период – обеспечивается температурный график 95/70, насос рециркуляции не работает, задвижки закрыты.

Но так как в трубопроводе прямой сетевой воды температура 65єС, ее нужно охладить до 38єС (по температурному графику для +8єС температура прямой сетевой воды равна 38єС). Поэтому часть сетевой прямой воды подмешивается с сетевой обратной водой (рис.), для обеспечения заданной температуры.

Участок 1

Рис. Расчетная схема участка 1

Определим температуру на выходе из котла:

Gсет·с(tп-tо)+ GГВС·с(tz-tc)= Gк·с(t1-tк)

35·4,19(38-33)+5,16·4,19(60-5)=17,5·4,19(t1-60)

Из этого уравнения определим t1

t1= 86єС

Подогреватель ГВС рассчитывается для температуры наружного воздуха +8єС (невыгодные условия).

Примем скорость в трубках щ=1м/с, тогда площадь живого сечения трубок fтр можно найти по формуле:

,

где GГВС – максимальный расход на горячее водоснабжение, кг/с;

щ – скорость в трубках, м/с;

с – плотность воды, с=1000кг/мі.

Принимаем по [1] fтр=0,0057 м2

Принимаем [1] к установке водо-водяной подогреватель 09ОСТ 34-488-68 9-168Ч2000-Р ПВ-z-09 с площадью поверхности нагрева F = 3,4 мІ, число трубок n=37; Дн=168 мм; Двн=158 мм; площадь живого сечения: трубок f=0.0057 мІ, межтрубного пространства f=0.0122мІ.

Зная площадь межтрубного пространства, найдем расход:

Gмт=Fмт·щ

Gмт=0,0122·1=0,0122мі/с·1000кг/мі=12,2кг/с

Определим температуру на выходе из подогревателя, єС, выразим из уравнения:

Q=Gмт·с(t2-t4)з

єС

Определим температуру смешанной воды, єС:

,

єС

Участок 2

Рис. Расчетная схема участка 2

Составим уравнение теплового баланса:

Q=G6t6+G9t9=G12t12

G6·65є+ G9·33є=17,5·60є

Так как G12=G6+G9, тогда

G6=17,7-G9

Подставим в уравнение:

(17,7-G9)·86+ G9·33=1050

Найдем расходы:

G9=2,73 кг/с  G6= 14,77кг/с

Участок 3

Рис. Расчетная схема участка 3

Для получения заданной температуры 38єС в трубопроводе прямой сетевой воды с расходом G11=35 кг/с, нужно охладить воду с температурой 65 єС и расходом

G7= 2,73 кг/с. Для этого, из трубопровода обратной сетевой воды подаем воду с температурой 33єС и расходом G10=G11-G7=35-2,73=32,77кг/с.

2.2.3 Расчет подогревателя

Площадь поверхности нагрева скоростных водоподогревателей, м2 определим по формуле:

, м2

где Q – расчетный расход теплоты, ккал/ч;

Q = 1195882 Вт/ч · 1,16 = 1030932,8 ккал/ч;

k - коэффициент теплопередачи подогревателя, ккал/(м2 · ч · єС);

∆Т – среднелогарифмическая разность температур между греющей и нагреваемой средой, єС.

Определим коэффициент теплопередачи подогревателя:

где м –коэффициент, учитывающий накипь и загрязнение трубок, м=0,8;

б1 и б2 – коэффициенты теплоотдачи от греющей среды к стенкам трубок и от стенок к нагреваемой воде, ккал/(м2·ч·єС).

Коэффициент теплоотдачи от греющей воды к стенкам трубок б1 ккал/(м2·ч·єС), определим по формуле:

где tгр.ср – средняя температура греющей воды,єС;

щ – скорость воды в трубках или в межтрубном пространстве,м/с;

dэкв – эквивалентный диаметр межтрубного пространства, так как греющая вода проходит по межтрубному пространству, м.

Среднюю температуру греющей воды определяем по формуле:

tгр.ср = (t1 гр + t2 гр)/2,

где t1 гр и t2 гр – температура греющей воды на входе и выходе из подогревателя, єС.

tгр.ср = (86 + 56)/2=71єС

Скорость воды щ при ее плотности с=1000кг/мі в межтрубном пространстве равна:

в трубках

где Gмт и Gтр – соответственно расход воды в межтрубном пространстве и по трубкам, т/ч.

Gмт = 12,2кг/с = 43,92 т/ч; Gтр = 5,16кг/с = 18,58 т/ч;

fмт и fтр – соответственно площадь живого сечения межтрубного пространства и трубок.

Скорость воды в межтрубном пространстве:

м/с

в трубках

м/с

Определим эквивалентный диаметр межтрубного пространства:

мм

где Dв – внутренний диаметр корпуса подогревателя, м;

dн – наружный диаметр трубок подогревателя, dн = 16 мм;

z – число трубок в живом сечении подогревателя.

Коэффициент теплоотдачи от стенок к нагреваемой воде, ккал/(м2·ч·єС), определим по формуле:

где dн – наружный диаметр трубок подогревателя, м;

tнагр.ср – средняя температура нагреваемой воды, єС;

tнагр.ср = (t1нагр + t2нагр)/2,

где t1нагр и t2нагр - соответственно температуры нагреваемой воды на выходе и входе в подогреватель, єС.

tнагр.ср = (60 +5)/2 = 32,5єС

Коэффициент теплоотдачи от греющей воды к стенкам трубок б1 равен:

ккал/(м2·ч· єС)

Коэффициент теплоотдачи от стенок к нагреваемой воде б2 равен:

ккал/(м2·ч· єС)

Коэффициент теплопередачи подогревателя равен: