зщо. 1. цель и объем задания
 Скачать 2.65 Mb.
|
Проектируемая котельная предназначена для отпуска пара технологическим потребителям и горячей воды для теплоснабжения микрорайона.Рассмотрим пример расчета тепловой схемы котельной при следующих исходных данных:Система теплоснабжения закрытая. Температурный график 150-70 ºС. Пар на технологические нужды: расход пара Dп = 5 кг/с; давление пара Р = 1,4 МПа; температура пара tп= 225 ºС. Доля возвращаемого конденсата = 0,8.Температура возвращаемого конденсата tк =95 оС. Тепловая нагрузка микрорайона для теплоснабжения  = 20 МВтВ производственно-отопительных котельных для технологических или коммунально-бытовых потребителей, а также собственных нужд котельной часто требуется пар более низкого давления по сравнению с номинальными параметрами котла. Понижение давления пара осуществляется простым дросселированием с помощью редукционного клапана или вентиля. Процесс дросселирования протекает при постоянной энтальпии пара (h=const). В рассматриваемом примере дросселирование пара до давления 0,6 МПа (слабо перегретый пар с температурой 190 ºС) необходимо только для собственных нужд котельной и сетевых подогревателей. Поэтому в схеме (рис. 5.1) на этой линии предусмотрена редукционная установка (РУ). Параметры пара, отпускаемого на производство, соответствуют номинальным параметрам пара, вырабатываемого котлом, и изменять их не требуется. Расчет общей производительности котельной выполняется методом последовательных приближений. В первом приближении расход пара на собственные нужды котельной принимают в пределах 5…7% от расхода пара внешними потребителями. С уменьшением доли возврата конденсата расход пара на собственные нужды возрастает. Затем уточняют величину собственных нужд котельной. Расчет считается законченным, если расхождение предварительно принятых и уточненных значений составляет менее 2…3%. Расход сетевой воды для нужд теплоснабжения определяется по формуле:  ,где  − энтальпии воды в подающей и обратной линиях тепловой сети, кДж/кг;с – теплоемкость воды, кДж/(кг∙оС); с = 4,19 кДж/(кг∙оС);  .Расход редуцированного пара на подогреватели сетевой воды:  (5.1)где  − энтальпия редуцированного пара при Р=0,6 МПа и tп=190 ºС, =2827 кДж/кг (слабо перегретый пар) [11]. − энтальпия конденсата после сетевых подогревателей, при  = 80 ºС, = 335,2 кДж/кг [11]; − кпд подогревателей ( = 0,98).Расход свежего пара до редуцирования на подогреватели сетевой воды:  , (5.2)где  − энтальпия свежего пара, при Р = 1,4 МПа и tп = 225 ºС =2867 кДж/кг [4]; − энтальпия питательной воды при  = 100 ºС;  = 419,6 кДж/кг  кг/с.Суммарный расход свежего пара внешними потребителями:  .Если параметры пара, отпускаемого на производство, заданы ниже, чем параметры пара, вырабатываемого паровым котлом, то заданный расход пара на технологические нужды необходимо пересчитать на параметры острого пара по формуле (5.2) с учетом заданных параметров пара, отпускаемого на производство. Кроме того, в схеме котельной (рис. 5.1) необходимо предусмотреть дополнительную редукционную установку РУ. Расход пара на собственные нужды котельной предварительно принимаются в размере 5% внешнего потребления пара:  .Потери пара внутри котельной принимаются в размере 2…5% от расхода пара в котельной (примем 3%):  .Общая паропроизводительность котельной будет:  Количество потерянного на производстве конденсата:  ,где  − доля возвращаемого конденсата (по заданию).Количество возвращаемого конденсата тогда будет Gк = 4 кг/с. Общие потери конденсата с учетом 3% его потерь внутри котельной  Величина подпитки, характеризующая потери воды в тепловых сетях, принимается равной 2% от общего расхода сетевой воды.  Расход химически очищенной воды равен сумме потерь конденсата на производстве и количества воды, необходимой для подпитки тепловых сетей.  Расход сырой воды должен компенсировать потери на собственные нужды ВПУ и обеспечить нужды котельной в химически очищенной воде. Собственные нужды ВПУ принимаются равными 25% от расхода химически очищенной воды, тогда расход сырой воды будет:  Расход пара на пароводяной подогреватель сырой воды определяется из уравнения теплового баланса:  где  − энтальпии воды до и после подогревателя сырой воды.Вода нагревается в подогревателе сырой воды с 5 до 30 ºС, при этом энтальпии воды соответственно будут:  =20,95 кДж/кг;  =125,7 кДж/кг [11]. Редуцированный пар в подогревателе сырой воды конденсируется. Температура конденсата при Р=0,6 МПа, tп= 158,8 ºС,  = 670,5 кДж/кг [4]. .Непрерывная продувка котла может составлять от 2 до 10% номинальной паропроизводительности. Если Gпр≥ 0,28 кг/с, необходимо устанавливать расширитель продувки. Количество воды, поступающей от непрерывной продувки котла  где рпр – процент продувки (Примем рпр=5%);  Расширитель продувки необходим, так как расход продувочной воды больше 0,28 кг/с. Количество пара на выходе из расширителя продувки, кг/с:  где  − энтальпия воды при давлении в котле при Р =1,4 МПа и температуре насыщения tп= 195 оС , = 830 кДж/кг [11]; − энтальпия воды при давлении в расширителе продувки; при Р = 0,12 МПа, tп= 104 оС, = 439,4 кДж/кг [11]; − энтальпия насыщенного пара при давлении в расширителе; при давлении в расширителе Р=0,12 МПа; = 2684,5 кДж/кг [11];х – степень сухости пара, выходящего из расширителя, х = 0,98 кг/кг  .Подогрев химически очищенной воды после ВПУ производится в водоводяном теплообменнике (ПХОВ) за счет охлаждения подпиточной воды для тепловой сети после деаэратора со 104 до 70 оС. Параметры работы подогревателя ХОВ представлены на рис. 5.2. Температура ХОВ воды, поступающей в деаэратор, определяется из уравнения теплового баланса подогревателя:  ºС t//ХОВ t//ПОД = 70 ºС t/ХОВ = 30 ºС t/ПОД = 104 ºС Рис. 5.2. Схема работы подогревателя ХОВ. Энтальпия ХОВ, поступающей в деаэратор:  кДж/кгСхема потоков, поступающих в деаэратор, представлена на рис. 5.3.  Конденсат GК = 4кг/сс производства hкп = 398 кДж/кг Конденсат из подогр. Dс.в. = 0,161 кг/с сырой воды hк = 670,5 кДж/кг Пар из расш. DПР = 0,123 кг/с продувки h/П = 2683 кДж/кг Р = 0,12 МПа DПСВ = 8,19 кг/с Конденсат h/к = 335,2 кДж/кг сетевых подогр. G/ХОВ = 2,605 кг/с Хим. очищен. h//ХОВ = 191,1 кДж/кг вода Dд Греющий h//р = 2827 кДж/кг пар Рис. 5.3. Схема потоков, поступающих в колонку деаэратора. Суммарное количество воды и пара, которые поступают в деаэратор, без учета расхода греющего пара: Gд = Gк+Dс.в.+Dпр+GХОВ+DПСВ = 4+0,161+0,123+2,605+8,19=15,08 кг/с Средняя энтальпия смеси в деаэраторе будет равна:  что соответствует температуре смеси [11]  ºСОпределим расход пара на деаэратор  Суммарный расход редуцированного пара для собственных нужд внутри котельной:  . |