Газоснабжение рабочего поселка на 8,5 тыс. жителей (стр. 10 из 20)
Котел работает следующим образом: образующиеся при сжигании топлива в топке 1 дымовые газы поступают в поворотную камеру 2, расположенную со стороны фронта котла, далее, проход внутри трубок газотрубного конвективного пучка 3, направляются в конвективную камеру 4, проходят сверху вниз через конвективные плоские секции 6 съемного конвективного блока 5, разворачиваются на 90° и покидают котел через выходное окно 21. Вода из системы трубопроводов котельной поступает в середину переднего кольцевого канала 10 через входной патрубок воды 24, проходит через верх кольцевого канала и на противоположной стороне заходит в трубы 14 фронтового экрана 12, проходит камеру 13 дл горелки, остальные трубные элементы 14 фронтового экрана 12, и снизу переднего кольцевого экрана выходит в перепускной трубопровод 17. Циркуляция в трубных элементах фронтового экрана организуется с помощью разделительных перегородок 11 переднего кольцевого канала 10. Из перепускного трубопровода 17 вода поступает в нижнюю часть заднего кольцевого канала 15, поднимается по нему к конвективному блоку 5, проходит через перепускной трубопровод 27, плоские секции 6, их соединительные трубы 9 и выходит через трубопровод 27 в противоположную сторону заднего кольцевого канала 15, далее через отверстия 20 в задней трубной доске 19 - в водяной объем 26 газотрубной части котла, поднимается по нему вверх и выходит из корпуса котла 28 через выходной патрубок 25 в систему трубопроводов котельной. Циркуляция в заднем кольцевом канале 15 осуществляется с помощью разделительных перегородок 16.
Формула изобретения:
Водогрейный котел, содержащий газотрубную и водотрубную части, установленные в одном корпусе, при этом газотрубная часть имеет топку в виде жаровой трубы и газотрубный одноходовой пучок, а водотрубная часть имеет конвективную камеру с теплообменной поверхностью нагрева, отличающийся тем, что он снабжен передней поворотной камерой, расположенной на фронте котла и имеет со стороны фронта котла дополнительные поверхности нагрева в виде фронтового экрана и переднего кольцевого канала, одновременно выполняющего функции коллекторов фронтового экрана и тепловой изоляции корпуса котла, а в конвективной камере теплообменная поверхность нагрева выполнена в виде съемного конвективного блока с ходом газов сверху вниз, состоящего из плоских секций, представляющих собой трубчато-мембранные панели, соединенные с коллекторами прямоугольной формы, причем в конвективной камере предусмотрена дополнительна поверхность нагрева в виде заднего кольцевого канала, одновременно выполняющего функции коллекторов раздачи воды в съемный блок и вод ной объем газотрубной части котла, а также тепловой изоляции корпуса котла.
Рис.6
Рис.7
Рис.8
На основании изучения и анализа блочных котельных выбрана котельная установка. Изобретение относится к водным системам отопления и горячего водоснабжения и может быть использовано дл нагрева воды в системах с индивидуальным отоплением. Технический результат, который может быть достигнут с помощью предлагаемого изобретения, сводится к повышению надежности и КПД установки и снижению температуры дымовых газов и давления системе отопления.
5.3 Выбор блочной котельной
На основании изучения и анализа выбрана блочная котельная c водогрейный котел, содержащий газотрубную и водотрубную часть, причем газотрубная часть имеет топку в виде жаровой трубы и газотрубный одноходовой пучок, а водотрубная часть имеет конвективную камеру с теплообменной поверхностью нагрева, сообщенной с конвективным пучком и топкой, установленными в одном корпусе (см. патент RU №2162574, МПК F 24 Н 1/32, опубл. 27.01.01 г.).[14], как наиболее технически совершенная и имеющая минимальные экономические показатели.
Раздел 6. Технико-экономическое обоснование
6.1 Выявление оптимальной трассировки межпоселкового распределительного газопровода
Выбор оптимального варианта трассы сводится к выявлению такого положения головной магистрали, при котором суммарная металлоемкость ответвлений к потребителям имеет минимальное значение.
В этом случае используется метод математической статистики, который позволяет найти уравнение прямой (кривой) линии, расположенной на минимальном расстоянии от нескольких случайных точек (метод наименьших квадратов).
Суть метода заключается в следующем. На генеральном плане населенного пункта, промплощадки или какой-либо другой территории произвольно наносится система координат XOY и на ней фиксируется положение потребителей (рис. 2).
Поскольку общая металлоемкость ответвлений прямо пропорциональна их суммарной длине и среднему диаметру, при выборе оптимального варианта трассировки головной магистрали необходимо учитывать не только количество и положение потребителей, но и их нагрузка.
Анализ гидравлических режимов эксплуатации систем газо- и теплоснабжения показывает, что диаметр трубопровода при прочих равных условиях определяется расходом транспортируемой среды G в степени m. Показатель степени имеет следующие численные значения:
газопроводы низкого давления m = 0,368;
трубопроводы тепловых сетей m = 0,38;
газопроводы высокого (среднего) давления m = 0,38.
Для определения расчетных координат головной магистрали распределительного трубопровода используется следующее выражение (6.1):
(6.1)где x, y – расчетные координаты магистрали;
a, b – искомые параметры прямой.
Задача заключается в нахождении наименьшей суммы квадратов отклонений расчетных значений координат по уравнению
(6.2)где n – количество ответвлений к потребителям;
xi, yi – заданные координаты потребителей.
Дифференцируя функцию S по искомым параметрам a и b и приравнивая полученные выражения к нулю, приходим к следующей системе:
(6.3) 
решая которую, находим aopt, bopt и оптимальную трассировку трубопровода:
(6.4)В частном случае, когда нагрузки потребителей одинаковы, то есть
Gi = const, целевая функция задачи (6.2) трансформируется в уравнение
(6.5)Нахождение искомых значений параметров aopt, bopt сводится к решению следующей системы:
(6.6) 
Пример: Найти оптимальную трассировку распределительного трубопровода на три потребителя с координатами
x1 = 1,0 км; y1 = 1,5 км;
x2 = 3,0 км; y2 = 2,5 км;
x3 = 5,0 км; y3 = 3,0 км;
x4 = 8,0 км; y4 = 9,0 км.
Нагрузки потребителей одинаковы.
Подставляя координаты в уравнение (6.6), получим
После преобразований имеем
откуда aopt = -0,45; bopt = 1,05.
Таким образом, оптимальное положение головной магистрали распределительного трубопровода определяется уравнением:
(6.7)В общем случае, когда конфигурация головной магистрали представляет собой ломаную линию, содержащую k линейных участков, задача решается последовательно для каждого участка трубопровода. При этом условие оптимальной трассировки магистрали реализуется следующей системой уравнений:
где j = 1,2,….k. (6.8)Если при реальном проектировании осуществить оптимальную трассировку не представляется возможным (специфика рельефа местности, особенности застройки населенного пункта и другие обстоятельства), принимаем тот вариант трассы, который обеспечивает максимальное приближение к оптимальному с учетом заданных ограничений.
6.2 Выбор оптимального количества очередей строительства газораспределительной станции
На экономическую эффективность проектного (планового) решения большое влияние оказывает фактор времени.
Согласно нормативной методике, распределенные во времени затраты приводятся к сравниваемому уровню (базисному году) с помощью коэффициента приведения. Сущность этого методического подхода заключается в следующем. Денежные средства, подлежащие затрате в последующий (за базисным годом) период, определенное время используются в других отраслях народного хозяйства, отдаление предстоящих затрат, чем больше их окупаемость, тем меньше та, приведенная к сравниваемому уровню часть этих затрат, которую следует учитывать в экономических расчетах. Если затраты предшествуют базисному году, возникает экономический ущерб от замораживания денежных средств. Чем больше отдаление предшествующих затрат, тем больше народнохозяйственный ущерб и тем больше та, приведенная к сравниваемому уровню величина этих затрат, которую необходимо учитывать в экономических расчетах.
Сравнивание вариантов с учетом фактора времени происходит в тех случаях, когда варианты имеют: