курсавая работа. 1 определение тепловых нагрузок
 Скачать 1.67 Mb.
|
8.2.2 ВЫБОР ПОДПИТОЧНЫХ НАСОСОВНапор этого насоса должен быть равен полному статическому напору сети, то есть: ΔНП = PS = 30 м. вод. ст. Подача подпиточного насоса должна обеспечивать восполнение потерь в сети. Согласно [2]: для закрытых систем теплоснабжения необходимо предусматривать 0,5% объём подпитки (относительно полного объёма воды в сети) и аварийную подпитку в размере 2%. Тогда:  (8.23)  (8.24)    По расходу воды  и напору сетевого насоса  выбираем два насоса фирмы «Grundfos» NKG 100-65-315, с частотой вращения nнас = 1450 об/мин - горизонтальный консольный одноступенчатый с осевым подводом воды [14], один из которых является резервным. 9 Тепловой расчёт тепловой сети 9.1 задача расчета. исходные данные В задачу теплового расчета входит определение изменений температур теплоносителя в тепловых сетях в результате тепловых потерь, проверка температуры наружной поверхности тепловой изоляции и определение количества конденсата, образующегося в паропроводах в результате потерь теплоты в окружающую среду. Прокладку теплопровода приняли ранее для теплоснабжения промышленного предприятия применяется подземный способ прокладки тепловой сети, а для пароснабжения открытый способ прокладки паропровода. Для теплоснабжения жилого района из архитектурных соображений подземная прокладка тепловой сети в непроходных каналах (бесканальная прокладка). В качестве материала для тепловой изоляции выбираем вспененный полиуретан, который является теплогидроизолятором. Исходные данные для расчета: - Для прокладки трубопроводов в непроходных каналах за расчетную темпера- туру окружающей среды принимается средняя за год температура грунта на глубине заложения оси трубопровода, принимаем для г. Ульяновск tгр = 6,7 °C; - средняя за год температура теплоносителя в подающем трубопроводе и в обратном трубопроводе определяется по [7]: в зависимости от температурного графика. В СП [7] средняя температура теплоносителя дана для температурных графиков: 95/70; 150/70; 180/70. Им соответствует температура теплоносителя в подающем и обратном трубопроводе: 65/50; 90/50; 110/50. По заданию температурный график 140/70, следовательно примем температуры теплоносителя для подающего трубопровода 85, а для обратного 50°С - нормированная линейная плотность теплового потока представлена в таблице 9.1; - средняя скорость ветра за отопительный период 4,2 м/с [2]; - тип грунта – примем влажный; - изоляционный материал - вспененный пенополиуретан, покрытый снаружи фольгой; - коэффициент теплопроводности из  = 0,06 Вт/(м·ºС) [10], с учетом влажностигрунта из = 0,0639 Вт/(м·ºС).Определим нормативные потери с погонного метра (qн) по [7] и заносим в таблицу 11.1. Таблица 9.1 – Участки тепловой сети
9.2 РАСЧЁТ ТОЛЩИНЫ ИЗОЛЯЦИОННОГО СЛОЯ Толщину изоляционного слоя определяем исходя из известных наружных диаметров трубопроводов. Согласно [11] таблице 2 для наружного диаметра  для стальных труб с тепловой изоляцией из пенополиуретана с защитной оболочкой, толщина изоляции составляет  . Для остальных участков данные сведены в таблицу 9.2Таблица 9.2 – Толщина тепловой изоляции
Расчётные уравнения для термических сопротивлений на погонный метр: Сопротивление изоляционного слоя:  (9.1)где  ,  - соответственно наружный и внутренний диаметры изоляции, м; Участок И-ТК:   Участок ТК-ЖР:   Участок ТК-ПП:   Сопротивление грунта,  : (9.2)где  - коэффициент теплопроводности глинистого грунта,   - глубина заложения оси трубопровода, м.Участок И-ТК:  Участок ТК-ПП:  Участок ТК-ЖР:  Результаты расчетов сводим в таблицу 9.3. Таблица 9.3 – Результаты расчета термических сопротивлений
9.3 РАСЧЁТ ТЕПЛОВЫХ ПОТЕРЬ Значения тепловых потерь тепловыми сетями через теплоизоляционные конструкции в общем виде зависят: - от вида теплоизоляционной конструкции и примененных теплоизоляционных материалов; - температурного режима; - параметров окружающей среды; - материальной характеристики тепловой сети. Учет местных тепловых потерь в соответствии с [6] может быть выражен через  , величина которого зависит от вида прокладки [6]: (9.3)где – коэффициент, учитывающий потери теплоты через арматуру, фланцы и опоры. Для подземной бесканальной прокладки = 1,15; – длина участка, м; - действительные линейные потери теплоты для подземной бесканальной прокладки трубопровода, Вт/м. (9.4)где  - термическое сопротивление теплопровода, ; - коэффициент, учитывающий изменение стоимости теплоты и теплоизоляционной конструкции в зависимости от района строительства и способа прокладки трубопровода,   (9.5)Участок И-ТК:       Участок ТК-ЖР:       Участок ТК-ПП:       Таблица 9.4 – Результаты расчёта тепловых потерь
10 ТЕПЛОВОЙ И ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТЫ ПАРОПРОВОДА Задачей данного раздела является расчет паропровода. Как уже отмечалось, технологические тепловые нагрузки промышленного предприятия полностью покрываются паром. Гидравлический расчёт паропровода и его тепловой расчёт составляют единое целое. Исходными данными при гидравлическом расчете паровых сетей являются параметры пара у потребителя и на источнике системы теплоснабжения. Исходные данные: – Тепловая нагрузка на технологию  ;– Коэффициент возврата конденсата  ;– Температура возвращаемого конденсата  ;– Давление и температура пара у потребителя, соответственно   Расход пара  , кг/с, находят по выражению: (10.1)где  – энтальпия греющего пара, = 2852,2 кДж/кг; – коэффициент возврата конденсата; – температура возвращаемого конденсата, °С; – температура холодной воды, °С; – тепловая нагрузка по пару промышленного предприятия,   10.1 ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ПАРОПРОВОДА Предварительно задаем давление пара на источнике  Перепад давления  (10.2) Рассчитываем линейное падение давления на участке по формуле  (10.3)где l – длина участка, м; α – коэффициент, учитывающий местные сопротивления.  (10.4)  Определяем предварительно средние значения абсолютного давления и температуры  (10.5) (10.6)где  - падение температуры на участке, °С, принимается 2 °С на 100 м длины паропровода.  По полученным  и  по таблицам перегретого пара определяем  Задаемся скоростью движения пара:  Определяем значение диаметра, м:  (10.7) Находим стандартный диаметр:  Уточняем скорость движения пара, м/с:  (10.8) По полученному значению диаметра определяем эквивалентную длину местных сопротивлений по формуле  (10.9)где  - коэффициент эквивалентной шероховатости паропровода,  [5]; - сумма местных сопротивлений трубопроводов; (10.10)где  - местное сопротивление задвижки,   - местное сопротивление сальникового компенсатора,  (ставится через каждые 100 м);  Рассчитываем приведенную длину участка, м:  (10.11) Уточняем падение давления и среднее давление паропровода  (10.12)По расходу пара  кг/с и  Па/м по номограмме П3[4] находим стандартный диаметр dГ=0,184 м и уточняем  Па/м.  Рассчитываем потери теплоты на участке  (10.13)где q – удельная нормируемая потеря теплоты паропроводов, Вт/м, по [9] q=82,5 Вт/м.  Уточняем значения падения температуры и средней температуры по формулам  (10.14)где  – теплоемкость пара, кДж/кг·К.  (10.15) По  и  уточняем значение средней плотности пара  Рассчитываем действительное удельное падение давления  (10.16) Так как значение ΔРд=0,027649 МПа мало отличается от ΔРут=0,027944 МПа, то гидравлический расчет на этом закончен. 10.2 РАСЧЁТ ТЕПЛОВОЙ ИЗОЛЯЦИЕЙ ПАРОПРОВОДА Задаемся предварительной толщиной изоляционного слоя:  Определяем суммарное термическое сопротивление теплопередаче теплоизоляционной конструкции:  (10.17)где  - средняя температура пара в паропроводе, °С; - среднеотопительная температура воздуха,  - нормативные теплопотери, Вт/м; - коэффициент, учитывающий изменение стоимости теплоты и теплоизоляционной конструкции в зависимости от района строительства и способа прокладки трубопровода,   Термическое сопротивление стенки трубопровода :  (10.18) Коэффициент теплоотдачи с поверхности изоляции:  (10.19)где ω= 4,2 м/с скорость ветра.  Термическое сопротивление теплопередаче с поверхности изоляции:  (10.20) Сопротивление изоляции:  (10.21) Определим толщину изоляции по формуле  (10.22) Принимаем толщину изоляции 130 мм. Определим нормативные потери с погонного метра подающего теплопровода (паропровода):  (10.23) Определим нормативные потери с погонного метра обратного теплопровода (конденсатопровода):  Суммарные тепловые потери на участке определяются по формуле:  (10.24)где kсум - коэффициент, учитывает потери теплоты через арматуру, фланцы и опоры, для прокладки на открытом воздухе kсум = 1,15; L - длина участка, м; q - действительные удельные линейные потери.  11 РАСЧЕТ ТЕПЛОВОЙ СХЕМЫ ИСТОЧНИКА ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ. ВЫБОР ОСНОВНОГО И ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ  1 – паровой котел; 2 – редукционно-охладительная установка (РОУ); 3 – сетевой подогреватель водо-водяной; 4 – сетевой подогреватель паро-водяной; 6 – сетевой насос; 7 – подпиточный насос; 8; - насос сырой воды; 9 – охладитель подпиточной воды; 10 – конденсатный насос; 11 –деаэратор; 12 – охладитель конденсата; 13 - охладитель непрерывной продувки; 14 – подогреватели сырой воды; 15, 16 – подогреватели химически очищенной воды; 17 –. расширитель непрерывной продувки; 18 – конденсатный бак; 19 – водяной фильтр. Рисунок 11.1 - Принципиальная тепловая схема паровой производственно-отопительной котельной Основной целью расчёта тепловой схемы источника теплоснабжения является выбор основного и вспомогательного оборудования для последующих технико-экономических расчетов. Составляем таблицу исходных данных для расчета. Таблица 11.1 - Исходные данные для расчета принципиальной тепловой схемы котельной.
11.1 РАСЧЕТ ТЕПЛОВОЙ СХЕМЫ КОТЕЛЬНОЙ Пример расчета для максимально зимнего режима. 1. Расход воды на подогреватели сетевой воды  (11.1) .2. Расход пара на подогреватели сетевой воды  (11.2) .3. Расход редуцированного пара внешними потребителями  (11.3) .4. Суммарный расход свежего пара внешними потребителями  (11.4) , (11.5) . - расход свежего пара на технологию: (11.6) 5. Количество впрыскиваемой воды  (11.8) .6. Расход пара на собственные нужды котельной  . (11.9)где  - коэффициент, учитывающий долю расхода пара на собственные нужды ко- тельной (подогрев сырой и химически очищенной воды, расход на деаэратор), рекомендуется 5 - 10% принимать от расхода пара внешними потребителями.  7. Расход пара на покрытие потерь в котельной   (11.10) .где  - коэффициент, учитывающий расход пара на покрытие потерь в котельной, рекомендуется принимать его равным 2 - 3% от расхода пара внешними потребителями. 8. Суммарный расход пара на собственные нужды  (11.11) 9. Суммарная паропроизводительность котельной  (11.12) .10. Потери конденсата в оборудовании внешних потребителей и внутри котельной  (11.13) .где Кк- коэффициент потерь конденсата в цикле котельной установки, принимаем 3%. 11. Расход химически очищенной воды  (11.14) .где Ктс - коэффициент, учитывающий потери воды в теплосети, рекомендуется принимать 2% от количества воды в системе теплоснабжения. 12. Расход сырой воды  (11.15) .где Кхов- коэффициент, учитывающий расход сырой воды на собственные нужды хим-водоочистки, рекомендуется принимать равным 1,25 13. Количество воды, поступающей в расширитель с непрерывной продувкой  (11.16) .14. Количество пара, получаемого в расширителе непрерывной продувки  (11.17) .15. Количество воды на выходе из расширителя непрерывной продувки  (11.18) 16. Температура сырой воды после охладителя непрерывной продувки  (11.19) .17. Расход пара на подогреватель сырой воды  (11.20) .где  - энтальпия сырой воды после подогревателя, определяется для температуры воды, принимаемой по температуре 20 °С; - энтальпия сырой воды после охладителя непрерывной продувки, определяется по  ; - энтальпия конденсата редуцированного пара, определяется по температуре конденсата, принимаемой равной 85 °С; - энтальпия редуцированного пара, кДж/кг.18. Температура химически очищенной воды после охладителя деаэрированной воды  (11.21) .19. Расход пара на подогрев химически очищенной воды в подогревателе перед деаэратором  (11.22) .где  - энтальпия химически очищенной воды после подогревателя, определяется по температуре, равной температуре конденсата, кДж/кг; - энтальпия химически очищенной воды перед подогревателем, определяется по температуре химически очищенной воды после охладителя деаэрированной воды, кДж/кг.20. Суммарное количество воды и пара, поступающее в деаэратор, за вычетом греющего пара деаэратора  (11.23) 21. Средняя температура воды в деаэраторе  (11.24) 22. Расход греющего пара на деаэратор  (11.25) .23. Расход редуцированного пара на собственные нужды котельной  (11.26) .24. Расход свежего пара на собственные нужды котельной  (11.27) .25. Действительная паропроизводительность котельной с учетом расхода на собственные нужды и потери пара в котельной  (11.28) .26. Невязка с предварительно принятой паропроизводительностью котельной  (11.29) %.Невязка с предварительно принятой паропроизводительностью котельной меньше 3 %, поэтому расчет можем считать законченным. Результаты расчета и расчет для других режимов сводим в таблицу 11.2 Таблица 11.2 - Результаты расчета принципиальной тепловой схемы котельной
11.2 ВЫБОР ОСНОВНОГО ОБОРУДОВАНИЯ 11.2.1 ВЫБОР КОТЛОВ По Dк=123,11 т/ч, выбираем 3 котла Е-50-24-380-ГМ со следующими характеристиками: Е-50-24-380-ГМ паропроизводительность котла 50 т/ч; рабочее давление 2,4 МПа; температура пара 380 0С; энтальпия пара 2927,64 кДж/кг; температура питательной воды 100 0С. Выбранный котел может работать и в летнем режиме когда нагрузка на систему теплоснабжения существенно снижается. Данные котел будет максимально эффективным с точки зрения экономической целесообразности. Нет необходимости ставить дополнительный котел, для покрытия нагрузки в летнем режиме. В максимально зимнем режиме работает 3 котла данной мощности, то для работы в летний режим потребуется 1 котел. 11.2.2 ВЫБОР ДЕАЭРАТОРОВ Максимально зимний режим: Gдеаэр = Gд + DД = 155,37 + 3,24 = 148,6 т/ч Режим наиболее холодного месяца: Gдеаэр = Gд + DД = 93,98 + 2,2 = 96,2 т/ч Летний режим: Gдеаэр = Gд + DД = 46,82 + 0,96 = 47,84т/ч Принимаем 2 деаэратора: ДА-100/50 и ДА-50/15. Технические характеристики деаэраторов приведены в таблице 11.3. Выбранный деаэратор ДА-100/50 сможет работать как в максимально зимнем режиме, так и в режиме наиболее холодного месяца и в летнем режиме. Так как минимальная производительность данного деаэратора составляет 30 т/ч. Принимаем 2 деаэратора: ДА-100/50 и ДА-50/15. Технические характеристики деаэраторов приведены в таблице 11.3. Таблица 11.3 - Технические характеристики деаэраторов
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
