Тепловой расчет котла 160-140 ГМ. Пояснительная записка ТГТУ.140106.007.ТЭ-ПЗ. Поверочный тепловой расчет парового котла
 Скачать 1.62 Mb.
|
|
4.2 Расчёт дымовой трубы на создание естественной тяги Величина самотяги, Па, любого вертикального участка газового тракта, включая дымовую трубу, определяется по формуле:  где H – высота рассчитываемого участка газохода, м; g = 9,81 м/с2 – ускорение свободного падения; ρ0 = 1,32 кг/м3;  – средняя температура газов на расчетном участке, °С.Расчет самотяги будем производить для двух участков: для конвективной шахты Hкш, м, и для дымовой трубы Hдт, м. Средняя температура газов в конвективной шахте:  где  – температура уходящих газов на выходе из конвективного пароперегревателя, °С. Высота конвективной шахты Hкш = 26,8 м. Тогда самотяга:  Средняя температура газов в дымовой трубе:  где  - температура газов перед дымососом, °С;  – температура холодного воздуха, °С. Самотяга в дымовой трубе, Па:  Суммарная самотяга котельной установки, Па:  где  – самотяга конвективной шахты, Па;  – самотяга дымовой трубы, Па.  5. Расчет тепловой схемы котельной Отпуск пара технологическим потребителям часто производится от котельных, называемых производственными. Эти котельные обычно вырабатывают насыщенный или слабо перегретый пар. Пар используется технологическими потребителями и в небольшом количестве – на приготовление горячей воды, направляемой в систему теплоснабжения. Приготовление горячей воды производится в сетевых подогревателях, устанавливаемых в котельной. Принципиальная тепловая схема производственной котельной с отпуском небольшого количества теплоты на нужды отопления, вентиляции и горячего водоснабжения в закрытую систему теплоснабжения показана на чертеже. Насос сырой воды подает воду в охладитель продувочной воды, где она нагревается за счет теплоты продувочной воды. Затем сырая вода подогревается до 20-30 °С в пароводяном подогревателе сырой воды и направляется в химводоочистка. Химически очищенная вода направляется в охладитель деаэрированной воды и подогревается до определенной температуры. Дальнейший подогрев химически очищенной воды осуществляется в подогревателе паром. Перед поступлением в головку деаэратора часть, химически очищенной воды проходит через охладитель выпара деаэратора. Подогрев сетевой воды производится паром в последовательно включенных двух сетевых подогревателях. Конденсат от всех подогревателей направляется в головку деаэратора, в которую также поступает конденсат, возвращаемый внешними потребителями пара. Подогрев воды в атмосферном деаэраторе производится паром от котлов и паром из расширителя непрерывной продувки. Непрерывная продувка от котлов используется в расширителе, где котловая вода вследствие снижения давления частично испаряется. В котельных с паровыми котлами независимо от тепловой схемы использование теплоты непрерывной продувки котлов является обязательным. Использованная в охладителе продувочная вода сбрасывается в продувочный колодец (барбатер).  Деаэрированная вода с температурой около 230 °С питательным насосом подается в паровые котлы. Подпиточная вода для системы теплоснабжения забирается из того же деаэратора, охлаждаясь в охладителе деаэрированной воды до 70 °С перед поступлением к подпиточному насосу. Использование общего деаэратора для приготовления питательной и подпиточной воды возможно только для закрытых систем теплоснабжения ввиду малого расхода подпиточной воды в них. В открытых системах теплоснабжения расход подпиточной воды значителен, поэтому в котельной следует устанавливать два деаэратора: один для приготовления питательной воды, другой – подпиточной воды. В котельных с паровыми котлами, как правило, устанавливаются деаэраторы атмосферного типа.5.1 Расчет тепловой схемы котельной в отопительный период В отопительный период основную нагрузку на котельную составляет теплоснабжение и ГВС. В остальное время года расход тепла на отопление не производится, также сокращается расход электроэнергии на освещение на производстве за счёт увеличения светового дня. Расчёт тепловой схемы котельной в отопительный период: Загрузка КА составляет 65% от номинальной, Тепловая нагрузка 150 МВт Из этой мощности расходуется: 13% на ГВС (19,5 МВт) 30% на выработку электроэнергии (45 МВт) 50% на отопление (75 МВт) 20 % на производство (30 МВт) Расчёт тепловой схемы котельной при пиковой нагрузке, КА работает на 100%, тепловая мощность 230 МВт Из этой мощности расходуется: 14% на ГВС (32 МВт) 20% на выработку электроэнергии (45 МВт) 53% на отопление (123 МВт) 13 % на производство (30 МВт) Расчёт тепловой схемы котельной в летний период, КА работает на 22%, тепловая мощность 50 МВт Из этой мощности расходуется: 10% на ГВС (5 МВт) 30% на выработку электроэнергии (15 МВт) 0% на отопление (0 МВт) 60 % на производство (30 МВт) Таблица 5.1 – Исходные данные для расчета в отопительный период
 Расход сетевой воды: где Q – расчетная тепловая нагрузка потребителей системы теплоснабжения, МВт; t1 и t2 – температура воды перед сетевыми подогревателями и после них, ºС.  Расход пара на подогреватели сетевой воды:  (5.2)где h" – энтальпия пара перед подогревателями сетевой воды, кДж/кг; hк – энтальпия конденсата после подогревателя сетевой воды, кДж/кг; η – КПД сетевого подогревателя. Расход пара внешними потребителями:  , Суммарный расход свежего пара внешними потребителями:  (5.3)где h' – энтальпия свежего пара кДж/кг; hп.в. – энтальпия питательной воды, кДж/кг.  Расход пара на собственные нужды котельной:  (5.4)где  – расход пара на собственные нужды котельной в процентах расхода пара внешними потребителями (рекомендуется принимать 5…10%). .Расход пара на покрытие потерь котельной:  (5.5)где  – расход пара на покрытие потерь, процентов расхода пара внешними потребителями (рекомендуется принимать при отсутствии данных 2…3%). .Суммарный расход на собственные нужды и покрытие потерь в котельной:  .Требуемая производительность котельной:  .Потери конденсата в оборудовании котельной и внешних потребителей:  (5.6)где  – потери конденсата в цикле котельной установки, процентов суммарной паропроизводительности котельной, рекомендуется принимать их равными 3%. . Расход химически очищенной воды: , (5.7)где  – потери воды в тепловой сети, процентов количества воды в системе теплоснабжения (рекомендуется принимать их равными 2…3%). Расход сырой воды:  , (5.8)где  . – коэффициент, учитывающий расход сырой воды на собственные нужды химводоочистки. Количество воды поступающей с непрерывной продувки в расширитель:  , (5.9)где  – процент продувки (принимается 2…5%). Количество пара получаемого в расширителе непрерывной продувки:  , (5.10)где  – энтальпия котловой воды, кДж/кг;  – энтальпия пара, получаемого в расширителе непрерывной продувки, кДж/кг;  – энтальпия воды, получаемой в расширителе непрерывной продувки, кДж/кг; х – степень сухости пара. количество воды на выходе из расширителя непрерывной продувки:  , (5.11) Температура воды после охладителя непрерывной продувки:  , (5.12)где  – энтальпия воды после охладителя непрерывной продувки. Расход пара на подогрев сырой воды:  , (5.13) где  – энтальпия сырой воды после подогревателя, определяется для температуры воды, принимаемой 20…30 ºС, кДж/кг;  – энтальпия сырой воды после охладителя непрерывной продувки, определяется по температуре. Температура химически очищенной воды после охладителя подпиточной воды:  , (5.14)где  – температура химически очищенной воды на входе в охладитель деаэрированной воды, ºС;  – температура питательной (деаэрированной) воды на входе в охладитель, ºС;  – температура деаэрированной воды после охладителя, принимаемой равной 70 ºС;  – расход подпиточной воды для покрытия утечек в системе теплоснабжения, т/ч. Расход пара на подогрев химически очищенной воды в подогревателе перед деаэратором:  , (5.15)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. Суммарное количество воды и пара, поступающих в деаэратор без учета греющего пара:  , (5.16) Средняя температура воды в деаэраторе без учета греющего пара:  , (5.17)  Расход греющего пара на деаэратор:  , (5.18) Расход пара на собственные нужды котельной:  , (5.19)  Требуемая паропроизводительность котельной с учетом расхода пара на собственные нужды: , (5.20) .Т. к. максимальная производительность котла составляет 320 т/ч (36,67 кг/с), следовательно, 132 т/ч пара будут направляться в паровую турбину для выработки электроэнергии. Для выработки электроэнергии установим паровую конденсационную турбину К-40-62 с тремя нерегулируемыми отборами пара на регенерацию. |
Температура химически очищенной воды перед охладителем деаэрированной воды, °С