Модернизация паровой котельной

Автор: Пользователь скрыл имя, 07 Марта 2013 в 04:14, дипломная работа

Описание работы

В даній роботі проведено модернізацію теплової схеми парової котельні. Модернізація котельні полягає в заміні котлів Е 1/9 на котели ДКВР 4-13, які працюють на природному газі. З метою визначення характеристик котла ДКВР 4-13 проведено його тепловий розрахунок та розрахунок модернізованої теплової схеми котельні, підібрано основне та допоміжне обладнання. Також проведено теплові та конструктивні розрахунки змонтованих додатково охолодника випару деаератора та конденсатного баку з утилізатором пари вторинного скипання.

Содержание

ВСТУП ………………………………………………………………………….6
1 ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ ПАРОВОЇ КОТЕЛЬНІ ЗА ІСНУЮЧОЮ ТЕПЛОВОЮ СХЕМОЮ ……………………………………………………………..7
Обгрунтування початкових даних …………………………………7
Розрахунок існуючої теплової схеми парової котельні …………..8
Перевірка устаткування котельні ………………………………...12
Висновки по роботі парової котельні за існуючою тепловою схемою…………………………………………………………………………15
2 ОБГРУНТУВАННЯ І БАГАТОВАРІАНТНИЙ АНАЛІЗ МОДЕРНІЗАЦІЇ ТЕПЛОВОЇ СХЕМИ ПАРОВОЇ КОТЕЛЬНІ …………………..16
2.1 Техніко-економічне обґрунтування модернізації ……………….16
2.2 Багатоваріантний аналіз модернізації ……………………..……..16
2.3 Тепловий розрахунок парового котла ДКВР 4-13……………….17
2.4 Обгрунтування модернізації теплової схеми парової котельні ...29
2.5 Порівняння техніко-економічних показників роботи котельні до і після модернізації ..…………………………………………………………...32
3 РОЗРОБКА ОХОЛОДНИКА ВИПАРУ З ДЕАЕРАТОРА ……………..35
3.1 Аналіз вихідних даних і розробка технічних вимог до об’єкту проектування …………………………………………………………………35
3.2 Тепловий розрахунок вертикального кожухотрубного теплообмінника………………………………………………………………..35
3.3 Гідравлічний розрахунок теплообмінника ………………………39
3.4 Конструктивний розрахунок теплообмінника …………………...40
4 РОЗРОБКА СИСТЕМИ ВИКОРИСТАННЯ ВЕР ………………………..42
4.1 Опис об’єкту проектування ……………………………………….42
4.2 Визначення кількості пари вторинного скипання ……………….43
4.3 Розрахунок утилізатора пари вторинного скипання …………….44
4.3 Оцінка економічної ефективності установки ……………………46
5 ОХОРОНА ПРАЦІ………………………………………………………….48
5.1 Аналіз умов праці…………………………………………………..48
5.2 Заходи покращення умов праці……………………………………49
5.3 Розрахунок блискавко захисту…………………………………….51
ВИСНОВКИ …………………………………………………………………..53
ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ.. ……………………………………………………..54
Додаток А – Технічне завдання ……………………………………………..55
Додаток Б – Математична модель розрахунку теплової схеми котельні …58
Додаток В – Специфікації .…………………………………………………...60

Скачать полностью (818.88 Кб) Сколько стоит заказать работу?

Работа содержит 1 файл

ПЗ.doc

— 6.16 Мб (Скачать)

Продовження таблиці 2.9

1	2	3	4	5
Коефіцієнт тепловіддачі з боку газів	a₁	приймається	_Вт/(м_²∙К)	30
Температура кипіння	t_кип	з довідника	^°С	194
Температура забрудненої стінки	t_з	t_кип+(1/(a₁∙y)-1/a₁)∙B_рÍ ÍQ_б∙10³/H	^°С	192+(1/(30∙0,6)-1/30)Í Í0,08∙3160∙10³/99=251
Сумарна поглинаюча здатність	рr_ns	р∙r_n∙s	мМПа	0,1∙0,25∙0,2=0,005
Коефіцієнт ослаблення променів газами	К_г⁰	з довідника [9]	_1/мМПа	30
Коефіцієнт ослаблення променів топковим середовищем	К_Г	К_г⁰ r_n ,	_1/мМПа	30∙0,25=7,5
Коефіцієнт послаблення променів частинками сажі	К_с	1,2∙(С_р/H_р)^0,4∙(1,6∙10^-3Í Í(ʋ_т^''+273)-0,5)/(1+a_т²)	_1/мМПа	1,2∙(2,994)^0,4∙(1,6∙10^-3Í Í(272,5+273)- -0,5)/(1+1,3²)=0,26
Коефіцієнт послаблення променів	К	K_г+m·К_с	_1/мМПа	7,5+0,1∙0,26=7,526
Критерій Бугера	Bu	К∙p∙s	-	7,526∙0,1∙0,2=0,15
Ступінь чорноти випромінюючого середовища	а	1–е^-Bu	-	1-е^-0,15=0,14
Коефіцієнт тепловіддачі випромінюванням	a_пр	з довідника [9] a_нс_га	_Вт/(м_²∙К)	30∙1∙0,14=4,2
Коефіцієнт використання поверхні	x	з довідника [9]	-	0,9
Коефіцієнт тепловіддачі від газів	a₁	ξ∙(a_к+a_пр)	_Вт/(м_²∙К)	0,9∙(27,56+4,2)=28,58
Коефіцієнт теплопередачі	К	y∙a₁	-	0,6∙28,58=17,15
Різниця температур більша менша	Dt_б Dt_м	ϑ¢ – t_кип ϑ¢¢ – t_кип	_°С _°С	470-192=278 275-192=83
Температурний напір протитоку	Dt_прт	(Dt_б-Dt_м)/ln(Dt_б/Dt_м)	_°С	(278-83)/ln(278/83)=158
Теплосприйняття пучка з рівняння теплопередачі	Q_т	К∙H∙∆t∙10^-3/B_р	кДж/м³	17,15∙158Í Í10^-3/0,08=3311
Розбіжність теплосприйняття	eQ	((Q_б-Q_т)/Q_б)∙100	%	((3311-3249)/3311)Í Í100=1,87

2.3.7 Тепловий розрахунок економайзера

Таблиця 2.10 – Тепловий розрахунок економайзера

Величина	Позначення	Формула	Розмірність	Розрахунок
1	2	3	4	5
Зовнішній діаметр труб	d	за розмірами	мм	76
Внутрішній діаметр труб	d_вн	за розмірами	м	60
Поверхня нагріву труби	H_тр	за розмірами	м²	1,98
Кількість труб в економайзері	z	за розмірами	шт	14
Площа поверхні нагріву економайзера	H	H_тр∙z	м²	1,98∙144=284,4
Довжина труби	l_тр	за розмірами	м	1,5
Кількість труб в ряду	n	за розмірами	шт	8
Площа живого перерізу для проходу газів однієї труби	f_г	за розмірами	м²	0,088
Площа живого перерізу для проходу газів в економайзері	F_г	f_г×n	м²	0,088×10 = 0,88
Теплосприйняття економайзера	Q_г	Q_н×η_к×(1–q₄)–(Q_т+ +Q_кп1+Q_кп2)	кДж/кг	35808×0,92×1–(15715+ +11244+3311)=3031
Температура води на вході в економайзер	t_жв	згідно завдання	_°С	85
Ентальпія води на вході	h_жв	з таблиці сухої насиченої пари і води за тиском	кДж/кг	356
Витрата води через економайзер	D_ек	D+р×D	кг/с	1,11+0,025×1,11=1.14
Ентальпія води на виході з економайзера	h¢_ек	h_жв+B_р∙Q_г/D_ек	кДж/кг	436+0,08∙3031/1,14=649
Температура води на виході з економайзера	t¢_ек	з таблиці сухої насиченої пари і води за тиском	_°С	135
Температура газів перед економайзером	ϑ_ек¢	з розрахунку другого конвективного пучка	_°С	275
Ентальпія газів перед економайзером	І_ек¢	з таблиці 2.3	кДж/м³	5152
Теплосприйняття економайзера	Q_ек2	Dек∙( h¢_ек- h_жв)/В_р	кДж/кг	0,85∙(649-436)/0,08=3028
Ентальпія газів на виході з економайзера	І¢¢	І’-Q_ек2/φ+∆α_пр∙І_хп⁰	кДж/кг	5152-3028/0,98+0,1Í Í248=2407
Температура газів після економайзера	ϑ_ек¢¢	з таблиці 2.3	_°С	120
Середня температура газів	ϑ_ср	0,5(ϑ_ек¢+ϑ_ек¢¢)	_°С	0,5∙(270+120)=189
Середня швидкість газів	w_г	В_р∙V_г∙(273+ϑ_ср)/(273∙F_г)	м/с	0,08∙12,25∙(273+ +189)/(273∙0,88)=1,91

Продовження таблиці 2.10

1	2	3	4	5
Температурний напір: більший менший	Dt_б Dt_м	ϑ¢- t¢_ек ϑ¢¢- t_жв	_°С _°С	270–135=135 120–104=16
Температурний напір протитоку	Dt_ср	(Dt_б-Dt_м)/ln(Dt_б/Dt_м)	_°С	(135-16)/ln(135/16)=58
Коефіцієнт тепловіддачі конвекцією	a_к	з довідника [9] a_нс_zc_фс_s	_Вт/(м_²∙К)	25∙1∙1∙1,05=26,25
Коефіцієнт тепловіддачі від газів до стінки	α₁	_ξ∙α_к	_Вт/(м_²∙К)	0,9×26,25 = 23,63
Коефіцієнт теплової ефективності	y	з таблиці теплової ефективності поверхонь	-	0,6
Коефіцієнт теплопередачі	k	y∙ α₁	_Вт/(м_²∙К)	0,6×23,63 = 14,18
Теплосприйняття економайзера	Q_т	К∙H∙∆t∙10^-3/B_р	кДж/кг	14,18∙284,2∙58∙10^-3/0,08=2922
Розбіжність теплосприйняття	eQ	((Q_б-Q_т)/Q_б)∙100	%	((3028-2922)/3028)Í Í100=2,35

2.3.8 Відхил теплового балансу

ɛQ=(Q^р_н∙h_к-( Q_т+Q_б1+Q_б2+Q_ек))/ (Q^р_н∙h_к)∙100, (2.6)

ɛQ=(35808∙0,92-( 15715+11244+3311+3028))/ (35808∙0,92)∙100=0,4 %.

2.4 Обгрунтування модернізації теплової схеми парової котельні

Модернізація теплової схеми котельні полягає в заміні котельних агрегатів та впровадженні в теплову схему додаткових енергозберігаючих технологій. Додатково встановлено охолодник випару з деаератора та утилізатор пари вторинного скипання.

2.4.1 Розрахуннок модернізованої теплової схеми в опалювальний період

За допомогою таблиць теплофізичних властивостей води і водяної пари визначаємо ентальпії води, пари і конденсату:

− пара за котлом h_о=2787 кДж/кг;

− котлова вода (Р_кв=1,5 МПа) h_кв=845 кДж/кг;

− живильна вода (t_жв=104^оС) h_жв=436 кДж/кг;

− додаткова (холодна) вода (t_дв=10^оС) h_дв=42 кДж/кг;

− насичена пара після РОУ (Р=5 бар) h_сп=h_д=h_гвп =h_оп=2749 кДж/кг;

− насичена пара з РБП (Р=1,25 бар) h΄΄_рбп=2786 кДж/кг;

− конденсат з РБП (Р=1,25 бар) h΄_рбп=806 кДж/кг;

− зливний конденсат з ОПВ (t_зл=40^оС) h_зл=168 кДж/кг;

− конденсат з промислового споживача (t_пс=50^оС) h_кпс=209 кДж/кг;

− конденсат з РОУ (Р = 5 бар) h_кроу = 640 кДж/кг;

− конденсат від підігрівника води на ГВП (t=15^оС) h_кгвп =63 кДж/кг;

− конденсат від підігрівника води на опалення (t=70^оС) h_коп =293 кДж/кг.

Розрахунок проводиться аналогічно до розрахунку існуючої теплової схеми за формулами (1.1…1.23). ^{Результати
розрахунку модернізованої
теплової схеми котельні
в опалювальний і міжопалювальний
періоди та в середньоопалювальному
режимі зведено в таблицю
2.11.}

^{Таблиця} ^{2.11 – Результати
розрахунку модернізованої
теплової схеми котельні}

Параметри	Позначення	Одиниця вимірювання	ОП	СОП	МОП
1	2	3	4	5	6
Ентальпія додаткової води		кДж/кг	42	63	84
Потужність промислового споживача		кВт	2191	2181	2170
Витрата конденсату, що повертається від промислового споживача		кг/с	0,33	0,33	0,33
Потужність підігрівника води на ГВП	Q_гвп	кВт	543	543	543
Витрата пари на підігрівник води на ГВП		кг/с	0,2	0,2	0,2
Витрата конденсату, що повертається від підігрівника води на ГВП	G_кгвп	кг/с	0,06	0,06	0,06
Потужність підігрівника води на опалення	Q_оп	кВт	1273	633,5	-
Витрата пари на підігрівник води на опалення	D_оп	кг/с	0,48	0,24	-
Витрата конденсату, що повертається від підігрівника води на опалення	G_коп	кг/с	0,14	0,17	-
Витрата охолодної води на одиницю гострої пари РОУ	g	-	0,02	0,02	0,02
Витрата води на деаератор	D_д	кг/с	0,14	0,11	0,09
Витрата пари з котельні	D₀	кг/с	1,65	1,38	1,12
Витрата додаткової води	G_дв	кг/с	1,05	0,87	1,69
Витрата живильної води	G_жв	кг/с	1,73	1,45	1,17
Витрата води на РБП	G_рбп	кг/с	0,04	0,034	0,027
Витрата пари з РБП	D_рбп	кг/с	0,0008	0,0007	0,0006
Витрата конденсату з РОУ	G_кроу	кг/с	0,0007	0,0006	0,0004
Витрата води на РОУ	G_роу	кг/с	0,033	0,027	0,022
Витрата пари на РОУ	D_роу	кг/с	1,63	1,36	1,11
Ентальпія води після підігріву в ОПВ	h^’_дв	кДж/кг	67	88	109
Ентальпія води після підігріву в охолоднику випару	h^’_дв2	кДж/кг	234	255	277

Продовженя таблиці 2.11

1	2	3	4	5	6
Потужність охолодника продувальної води	Q_опв	кВт	25,3	21,2	17,2
Потужність котельні	Q_к	МВт	3,902	3,268	2,652
Витрата умовного палива	В_у	кг/с	0,14	0,12	0,1
Витрата робочого палива	В_р	м³/с	0,12	0,1	0,08
ККД котельні по відпуску теплоти		-	0,9	0,9	0,9
Річна витрата палива	В_річ	тис.м³/рік	3158

2.4.2 Підбір основного та допоміжного обладнання

Розрахунок робочих параметрів основного та допоміжного обладнання проводиться за формулами (1.24…1.41) аналогічно до перевірного розрахунку в розділі 1.3. Результати розрахунків характеристик устаткування котельні в опалювальний і міжопалювальний періоди та в середньо опалювальному режимі наведені в таблиці 2.12. За розрахунковою подачею та потужністю здійснюється вибір основного та допоміжного обладнання, результати якого занесені в таблицю 2.13.

Таблиця 2.12 – Результати розрахунку показників устаткування котельні

Величини	Позначення	Розмірність	ОП	СОП	МОП
1	2	3	4	5	6
Подача вентиляторів	Q_в	тис.м³/год	16,53	13,85	11,24
Потужність електроприводів вентиляторів	N_в	кВт	20,36	17,05	13,84
Подача димососів	Q_д	тис.м³/год	29,19	24,45	19,84
Потужність електроприводів димососів	N_д	кВт	35,82	30	24,35
Загальна потужність тягодуттєвих установок	N_тд	кВт	56,17	47,06	38,18
Подача живильного насоса	V_жн	м³/год	7,12	5,96	4,84
Потужність електропривода живильного насоса	N_жн	кВт	3,79	3,17	2,58
Подача насоса додаткової води	V_ндв	м³/год	4,21	3,49	2,77
Потужність електропривода насоса додаткової води	N_ндв	кВт	0,32	0,27	0,21
Подача мережного насоса системи ГВП	V_гвп	м³/год	12,91	12,91	12,91
Потужність електропривода мережного насоса системи ГВП	N_гвп	кВт	1	1	1
Подача мережного насоса системи опалення	V_оп	м³/год	67,1	33,55	-
Потужність електропривода мережного насоса системи опалення	N_оп	кВт	5,57	2,84	-
Подача підживлювального насоса	V_пн	м³/год	9,8	8,1	6,43
Потужність електропривода підживлювального насоса	N_пн	кВт	1,1	0,88	0,7
Сумарна споживана потужність насосів	N_н	кВт	11,73	8,09	4,47
Загальна потужність власних потреб	N_вп	кВт	74,69	26,15	18,92

Информация о работе Модернизация паровой котельной