Курсовой проект генераторы тепла и автономное теплоснабжение зданий
 Скачать 2.28 Mb.
|
|
3. РАСЧЕТ И ВЫБОР ОСНОВНОГО И ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ КОТЕЛЬНОЙ 3.1 Определение количества котловКоличество котлов:  , Принимаем nк=2 котла ДЕ-10-14 с расчетной производительностью Dр=10 т/ч насыщенного пара температурой 195,04°С и давлением 1,4 МПа. 3.2 Расчет и выбор теплообменных аппаратовДля расчетов используем уравнения теплового баланса, расходы греющего пара или воды через теплообменники. Таблица 3.1 Расчет тепловых мощностей в аппаратах
Площадь поверхности нагрева (F) теплообменника, м2 [2. формула (4.2)]:  , где Qi - тепловая мощность теплообменника, кВт; k - коэффициент теплопередачи, кВт/(м2 · К), при учебных расчетах k принимается равным: - для водоводяных теплообменников 1 кВт/(м2 · К), - для пароводяных - 2 кВт/(м2 · К); - для пластинчатых - в 2 раза больше;  - коэффициент, учитывающий потери теплоты от наружного охлаждения; - температурный напор, определяется по [2. формула (4.3-4.4)]:При   При   где  и  - большая и меньшая разности температур теплоносителей на разных концах теплообменного аппарата.Таблица 3.2 Расчет площади поверхности нагрева по формуле (27-29)
Таблица 3.3 Принятые диаметры и действительные скорости в трубах аппаратов
При расчете температурного напора для каждого теплообменника строим графики, указав значения температур, большие и меньшие перепады температур и направление движения потоков. Выбор теплообменника подогрева сетевой водыДля котельной второй категории нужно 2 параллельно работающих теплообменника подогрева сетевой воды на расчетную мощность, т.е. вдвое меньшей площади. По расчетной поверхности нагрева выбираем теплообменник, имеющий ближайшую большую поверхность нагрева. По [2. таблица 3] выбираем тип теплообменника ПП-1-71-2-II для температурного графика 70/95ºС. Определяем для выбранного теплообменника скорость подогреваемой воды в трубах, которая не должна превышать 1,5-2,0 м/с [2. формула (4.5)]:  где D - расход подогреваемой воды в трубах, кг/с; ν’ - удельный объем воды, м3/кг; f - живое сечение для прохода воды, f =0,0302 м2. (справочн. данные) Скорость воды в трубах одного теплообменника при полном расходе:  Принимаем горизонтальный пароводяной теплообменник ПП-1-71-2-II и количество устанавливаемых теплообменников - два параллельно работающих. Характеристика: - Площадь поверхности нагрева: 71,0 м2. - Давление греющего пара: 2,0 МПа. - Расход воды номинальный: 342,0 Т/ч. - Гидравлическое сопротивление при расчетном расходе воды: 0,021 МПа. - Длина трубок (мм) × количество трубок (шт.): 2000 × 792. - Сечение для прохода воды: 0,0604 м2. - Диаметр корпуса: 820 мм. - Длина подогревателя: 3155 мм. - Число ходов по воде: 2 шт. - Масса: 2125 кг.  Подогреватель представляет собой кожухотрубный теплообменник горизонтального типа, основными узлами которого являются: корпус, трубная система, передняя и задняя (плавающая) водяные камеры, крышка корпуса (рисунок 2.2). Сборка подогревателя производится из основных узлов с помощью разъемного фланцевого соединения, обеспечивающего возможность профилактического осмотра и ремонта. Нагреваемая вода движется по трубкам, а греющий пар через патрубок в верхней части корпуса поступает в межтрубное пространство, в котором установлены сегментные перегородки, направляющие движение парового потока. Конденсат греющего пара стекает в нижнюю часть корпуса и отводится из подогревателя. Не конденсирующиеся газы (воздух) отводятся через патрубок на корпусе аппарата. Выбор теплообменника охладителя конденсатаДля котельной второй категории нужно 2 параллельно работающих теплообменника охладителя конденсата на расчетную мощность - т.е. вдвое меньшей площади. В подогревателях для систем отопления греющая вода (конденсат) проходит по трубному пространству, а нагреваемая (сетевая вода) - по межтрубному (рисунок 2.4). В подогревателях для систем водоснабжения греющая вода проходит по межтрубному пространству, а нагреваемая - по трубкам. Для охладителя конденсата скорость подбираем по сечению трубного пространства, так как аппарат используется в системе отопления. Подогреватель эффективно работает при скоростях воды: - в трубном пространстве - 0,7…1,3 м/с; - в межтрубном пространстве - 0,7…1,1 м/с. Для подбора скоростей меняем число секций, набирая из нескольких секций потребную площадь теплообмена. Требуемая площадь трубного пространства при расходе конденсата Dт=1,902 кг/с и скорости ω=1,279 м/с:  Выбираем по [2. Таблица 5] теплообменник ПВ-Z-06 с параметрами: - Наружный диаметр трубы × длина по фланцевому разъему: 89 × 4000 мм. - Поверхность нагрева одной секции: 2,24 м2. - Площадь сечения межтрубного пространства: 0,00287 м². - Площадь сечения трубного пространства: 0,00185 м². - Z - число секций в теплообменнике. Действительная скорость конденсата в трубном пространстве:  , что допустимо.Для требуемой площади нагрева FOK = 39,936 м2 составляем секцию из 18-ти корпусов, соединенных калачами, тогда площадь нагрева в теплообменнике составит 18∙2,24 м2=40,32 м2/секций. Действительная скорость сетевой воды в межтрубном пространстве:  . Скорость подогреваемой воды в межтрубном пространстве больше допускаемой, поэтому лишнюю нагреваемую воду пускаем по байпасной линии в обход теплообменника. Принимаем горизонтальный водо-водяной теплообменник ПВ-18-06. Количество устанавливаемых теплообменников: два параллельно работающих.  Размеры корпуса: Dн=89 мм. L1=4000 мм.  Выбор теплообменников подогрева сырой водыПодберём паровой подогреватель сырой воды ПСыВп2. Подогреватели пароводяные типа ППВ предназначены для подогрева воды, поступающей на химводоочистку в отопительных, отопительно-производственных и производственных котельных. Представляет собой аппарат горизонтального типа, с неподвижными трубными решетками. Состоит из трубной системы, передней и задней крышек, арматуры и КИП (рисунок 2.6). Греющий пар поступает в межтрубное пространство, разделенное горизонтальной перегородкой на две части, благодаря чему имеет два хода. Нагреваемая вода движется по трубам трубной системы и за счет перегородок в передней и задней крышках имеет четыре хода. Коррозионно-стойкие латунные теплообменные трубки повышают надежность работы подогревателя. Указатель уровня жидкости позволяет визуально наблюдать за уровнем конденсата в трубной системе, а термодинамический конденсатоотводчик служит для постоянного его отвода. Выбираем теплообменник ППВ-25. Характеристика: - Площадь поверхности нагрева: 3,97 м2. - Температура среды, ºС: на входе - 8,4; на выходе - 30. - Длина трубок (мм) × количество трубок (шт.): 1700 × 40. - Диаметр трубки × толщина стенки: 16×1, мм. - Сечение для прохода воды: 0,00452 м2. - Масса: 275 кг. Скорость воды в трубном пространстве при расходе сырой воды 2,557 кг/с:  Подберём водяной подогреватель сырой воды ПСыВ1. Для подогревателя сырой воды скорость подбираем по сечению межтрубного пространства, так как аппарат используется в системе водоснабжения. Требуемая площадь межтрубного пространства при расходе G’пр=0,131 кг/с и скорости ω=1,1 м/с:  Выбираем по [2. Таблица 5] теплообменник ПВ-Z-01 с параметрами: - Наружный диаметр трубы × длина по фланцевому разъему: 57 × 4000 мм. - Поверхность нагрева в одном корпусе: 0,75 м2. - Площадь сечения межтрубного пространства: 0,00115 м². - Площадь сечения трубного пространства: 0,00062 м². - Z - число секций в теплообменнике. Действительная скорость шламовой воды в межтрубном пространстве:  ,скорость откорректировать дроссельным устройством. Действительная скорость сырой воды в трубном пространстве:  Для требуемой площади нагрева FПСыВ1=0,673 м2 составляем секцию из 1-го корпуса, тогда площадь нагрева в теплообменнике составит 0,75∙1=0,75 м2 Принимаем горизонтальный водо-водяной теплообменник ПВ-1-01. Количество устанавливаемых теплообменников: один ППВ 25 и один ПВ-1-01. Выбор теплообменника охладителя деаэрированной водыДля охладителя деаэрированной воды скорость подбираем по сечению межтрубного пространства, так как аппарат используется в системе водоснабжения. Требуемая площадь межтрубного пространства при расходе Gпит=6,896 кг/с и скорости ω=1,1 м/с:  Выбираем по [2. Таблица 5] теплообменник ПВ-Z-09 с параметрами: - Наружный диаметр трубы × длина по фланцевому разъему: 168 × 4000мм. - Поверхность нагрева в одном корпусе: 3,54 м2. - Площадь сечения межтрубного пространства: 0,0122 м². - Площадь сечения трубного пространства: 0,0057м². - Z - число секций в теплообменнике. Действительная скорость деаэрированной воды в межтрубном пространстве:  , что допустимо.Действительная скорость х.о.в. воды в трубном пространстве:  Для требуемой площади нагрева Fодв=4,780 м2 составляем секцию из 2-х корпусов, соединенных калачём, тогда площадь нагрева в теплообменнике составит 3,40∙2=6,8 м2 Принимаем горизонтальный водо-водяной теплообменник ПВ-2-09. Количество устанавливаемых теплообменников: один рабочий. Выбор деаэратора питающей водыВыбор деаэратора производится по расходу деаэрированной воды.  По [2. Таблица 7] выбираем деаэратор атмосферного давления ДА-25 с характеристиками: - Номинальная производительность: 25 Т/ч = 6,944 кг/с. - Диаметр и толщина стенки корпуса колонки: 530×6 мм. - Высота колонки: 2195 мм. - Полезная вместимость аккумуляторного бака: 8,0 м3. - Диаметр аккумуляторного бака: 1616,0 мм. - Толщина стенки аккумуляторного бака: 8,0 мм. - Поверхность охладителя выпара: 2,0 м2. Выделяющиеся газы О2 и СО2, и вместе с ними небольшое количество водяного пара, выбрасываются в атмосферу. Концентрация кислорода не должна превышать за атмосферным деаэратором 30 - 50 мкг/кг. Содержание свободной углекислоты в деаэрированной воде должно быть равно нулю. Установка резервных деаэраторов не предусматривается. Для предотвращения кавитации в питательных и в подпиточных насосах деаэраторы в зависимости от охлаждения питательной воды устанавливаются на высоту 2,0 м при 80 ОС. Деаэраторы атмосферного типа состоит из деаэраторного бака, деаэрационной колонки и гидрозатвора (рисунок 2.6).  Рис. 3.6 Общий вид деаэратора Для обеспечения безопасной эксплуатации деаэратора предусмотрено предохранительное устройство - гидрозатвор, защищающий его от опасного превышения давления и уровня воды в баке. В деаэраторах атмосферного типа применена двухступенчатая схема дегазации - первая, струйная, вторая, барботажная. подогреватель конденсат трубопровод котельная Расчет и выбор конденсатного бакаДля приема конденсата с производства, из теплообменников собственных нужд в котельных устанавливают конденсатный бак. Определяем емкость бака, равную получасовому расходу возвращаемого конденсата [2. Формула (4,6)], м3:  ,где ν' - удельный объем воды, м3/кг (из таблицы 1); ,5 - время, час.  Принимаем цилиндрический бак с эллиптическими днищами БТ(Б)-10-0,0-В с характеристиками: - Объем: 10 м3 - Диаметр D: 1900 мм - Высота H: 3750 мм - Высота с опорами H1: 4050 мм - Масса: 1370 кг |
