Проект строительства котельной мощностью 4 МВт (стр. 3 из 12)

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

№ п/п	Показатели	Ед. изм.	Значение
1	Тепловая мощность	кВт	1000
2	Максимальное рабочее давление котла	кгс/см2	6
3	КПД	%	92
4	Расчетный расход топлива на котел	м3/ч	120
5	Объем воды в котле	л	1400
6	Температура отходящих газов	°С	160
7	Габариты котла Д х Ш х В	мм	3000х1650х2250
8	Масса котла, не более	кг	3200

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.

Температура наружного воздуха 0С	Температура в подающем трубопроводе 0С	Температура в обратном трубопроводе 0С
+8	38	33
+5	43	36
0	51	41
-5	57	47
-10	65	51
-15	71	55
-20	77	59
-25	83	63
-30	90	65
-35	95	70

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:

G_сет·с(t_п-t_о)+ G_ГВС·с(t_z-t_c)= G_к·с(t₁-t_к)

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 ω=1м/с, тогда площадь живого сечения трубок f_тр можно найти по формуле:

,

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

ω – скорость в трубках, м/с;

ρ – плотность воды, ρ=1000кг/мі.

Принимаем по [1] f_тр=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:

G_мт=F_мт·ω

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

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

Q=G_мт·с(t₂-t₄)η

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

α₁ и α₂ – 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 α₁ ккал/(м²·ч·єС), определим по формуле:

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

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

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

Среднюю температуру греющей воды определяем по формуле:

t_гр.ср = (t_{1 гр} + t_{2 гр})/2,

где t_{1 гр} и t_{2 гр} – температура греющей воды на входе и выходе из подогревателя, єС.

t_гр.ср = (86 + 56)/2=71єС

Скорость воды ω при ее плотности ρ=1000кг/мі в межтрубном пространстве равна:

в трубках

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

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

f_мт и f_тр – 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 D_в – внутренний диаметр корпуса подогревателя, м;

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

z – число трубок в живом сечении подогревателя.

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