Проект теплогенерирующей установки.

Содержание
ВВЕДЕНИЕ
1. ПОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЕТ КОТЛА КВ-ГМ-7,56-150
1.1 КОНСТРУКЦИЯ И ХАРАКТЕРИСТИКИ КОТЛА
1.1.1 Технические характеристики теплогенератора
1.1.2. Описание конструкции котла
1.1.3 Описание горелочного устройства
1.2 СОСТАВ, КОЛИЧЕСТВО И ТЕПЛОСОДЕРЖАНИЕ ПРОДУКТОВ СГОРАНИЯ
1.2.1 Выбор расчётных избытков воздуха по газовому тракту котла
1.2.2. Состав и количество продуктов сгорания
1.2.3. Теплосодержание продуктов сгорания
1.3.СОСТАВЛЕНИЕ ТЕПЛОВОГО БАЛАНСА КОТЛА
1.4 ПОВЕРОЧНЫЙ ТЕПЛОВОЙ РАСЧЁТ ТОПОЧНОЙ КАМЕРЫ
1.4.1 Определение лучевоспринимающей поверхности
1.4.2 Расчёт теплообмена в топочной камере
1.5 ПОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЕТ КОНВЕКТИВНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ НАГРЕВА
1.5.1 Расчет первого конвективного пучка
1.5.2 Расчет второго конвективного пучка
2. ПРОВЕРКА ТЕПЛОВОГО БАЛАНСА
3. РАСЧЕТ ТЕПЛОВОЙ СХЕМЫ ТГУ
3.1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ И ЧИСЛА УСТАНАВЛИВАЕМЫХ КОТЛОВ.
4. ПОДБОР ОСНОВНОГО ОБОРУДОВАНИЯ.
4.1. ПОДБОР НАСОСОВ.
4.1.1 Подбор сетевого оборудования
4.1.2 Подбор насоса сырой воды.
4.1.3 Подбор подпиточного насоса.
4.1.4 Подбор рециркуляционного насоса
4.2. ПОДБОР ДЕАЭРАТОРА
4.3. ПОДБОР ОБОРУДОВАНИЯ ХВО
5. РАСЧЕТ СИСТЕМЫ ХВО
6. ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ РАСЧЕТ ДЫМОСОСА И ВЕНТИЛЯТОРА
7. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТРЕБУЕМЫХ ПЛОЩАДЕЙ ДЛЯ ОБОРУДОВАНИЯ
8. КОМПОНОВКА ГЛАВНОГО КОРПУСА КОТЕЛЬНОЙ, АЭРОДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ГАЗОВОЗДУШНОГО ТРАКТА
8.1. РАЗРАБОТКА РАСЧЕТНОЙ АКСОНОМЕТРИЧЕСКОЙ СХЕМЫ
8.2 АЭРОДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ КОТЛА
8.3. АЭРОДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ЭКОНОМАЙЗЕРА
9. АЭРОДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ГАЗОВОЗДУШНОГО ТРАКТА
9.1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СЕЧЕНИЙ ВОЗДУХОВОДОВ И ГАЗОХОДОВ.
9.1.1. Определение сечений воздуховодов.
9.1.2. Определение сечений газоходов.
9.2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЙ ГАЗОВОЗДУШНОГО ТРАКТА.
10. РАСЧЕТ ВРЕДНЫХ ВЫБРОСОВ В АТМОСФЕРУ
11. ОКОНЧАТЕЛЬНЫЙ ПОДБОР ДЫМОСОСА И ВЕНТИЛЯТОРА
11.1. ОКОНЧАТЕЛЬНЫЙ ПОДБОР ДЫМОСОСА
11.2. ОКОНЧАТЕЛЬНЫЙ ПОДБОР ВЕНТИЛЯТОРА
12. КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ОСНОВНЫХ РЕШЕНИЙ ПО ТОПЛИВО ОБРАБОТКЕ
13. РАСЧЕТ СЕБЕСТОИМОСТИ ВЫРАБАТЫВАЕМОЙ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ
14. ОСНОВНЫЕ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПРОЕКТА.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Подбор дымососа осуществляется точно по таким же формулам, что и дутьевой вентилятор.
м3/ч
Исходя из найденной производительности, к установке принимаем центробежный дымосос ДН-11,2 с производительностью м3/ч, напор 2,76 кПа.
7. Определение требуемых площадей для оборудования
Была запроектирована котельная полуоткрытого типа, выбор такого типа определяется расчетной температурой, которая для г. Краснодара равна -23оС.
Здание имеет прямоугольную форму длинной 15 м. и шириной 10 м. Один торец здания является постоянным, а второй свободным, т.е. при необходимости увеличения мощностей здание можно расширить. Со стороны постоянного торца здания расположены административно-бытовые помещения. За ними в сторону свободного торца находится общий зал, в котором расположены: система ХВО, деаэратор и группа сетевых, подпиточных и рециркуляционных насосов.
Далее расположены 4 водогрейных котла КВ-ГМ-6,5-150 с экономайзерами и вентиляторами. За пределами здания на индивидуальных фундаментах установлены дымососы по одному на каждый котел.
В общем зале также расположен деаэратор установленный на высоте 6,0 м; теплообменники для подогрева холодной воды поступающей на ХВО.
Согласно СНиП 11-35-76 “Котельные установки” между котлами, технологическим оборудованием и стенами здания устроены проходы необходимой ширины.
8. Компоновка главного корпуса котельной, аэродинамический расчет газовоздушного тракта
8.1. Разработка расчетной аксонометрической схемы
Аксометрическая расчетная схема
Рис.5
8.2 Аэродинамический расчет котла
Таблица 8.1
Аэродинамический расчет котла
Наименование величины Обозначение Расчетная формула Результат Сопротивление первого газохода Относительный продольный шаг труб 2,286 Относительный поперечный шаг труб 1,429 Средняя скорость газов в газоходе м/сек 4,7 Средняя температура газов в 549 Число рядов труб в глубину пучка по ходу газов 45 Сопротивление шахматного пучка, Па 1*1,05*2*(45+1)=97 Плотность продуктов сгорания, кг/м3 (ср Местные сопротивления, Па Сопротивление второго газохода Средняя скорость газов в газоходе, м/сек 3,88 Средняя температура газов, 383 Число рядов труб в глубину пучка по ходу газов 45 Сопротивление шахматного пучка, Па 1*1,05*1,6*(45+1)=77 Плотность продуктов сгорания, кг/м3 (ср Местные сопротивления, Па Общее сопротивление конвективных пучков 174 Значение коэффициента, учитывающего камеру догорания. k 1,15 Общее сопротивление котла 1.15·174=200 8.3. Аэродинамический расчет экономайзера
Сопротивление водяных ребристых экономайзеров системы ВТИ определяется по формуле:
, кг/м3
Δ Па.
9. Аэродинамический расчет газовоздушного тракта
9.1. Определение сечений воздуховодов и газоходов.
где - секундный расход топлива, м3/с
- объём воздуха необходимого для горения (дымовых газов), м3/м3
- присос воздуха
9.1.1. Определение сечений воздуховодов.
Определение объемного расчетного расхода:
Допустимой скоростью для данного расхода, является скорость =11 м/с. Площадь сечения равна ,
9.1.2. Определение сечений газоходов.
Участок котел-экономайзер:
Определение объемного расчетного расхода:
С целью предотвращения загрязнения внутренних стенок газоходов, допустимая скорость принимается =12 м/с. Площадь сечения равна
Участок экономайзер-дымосос:
Определение объемного расчетного расхода:
С целью предотвращения загрязнения внутренних стенок газоходов, допустимая скорость принимается =12 м/с. Площадь сечения равна:
,
.
Участок дымосос – сборный коллектор
С целью предотвращения загрязнения внутренних стенок газоходов, допустимая скорость принимается =12 м/с. Площадь сечения равна
,
.
Участок сборный коллектор - дымовая труба
Определение объемного расчетного расхода:
С целью предотвращения загрязнения внутренних стенок газоходов, допустимая скорость принимается =12 м/с. Площадь сечения равна
,
.
9.2. Определение сопротивлений газовоздушного тракта.
Сопротивление газового тракта рассчитывается по формуле:
=40 Па
=200 Па
=40 Па
где - потери давления в дымовой трубе
- потери давления на выходе из трубы
, Па
м/с
H=45 м- высота дымовой трубы
(=0.05-коэффициент шероховатости для бетонных труб
Суммарное сопротивление дымовой трубы:
=99+46=145 Па.
Участок экономайзер-дымосос.
Требуемая площадь живого сечения газохода: ;
Секундный расход дымовых газов:
Скорость дымовых газов =11,9 м/с.
Длина газохода: L=3 м
- коэффициент шероховатости для металлических труб
, где F-площадь живого сечения, U-полный периметр сечения, омываемой протекающей средой.
м
Участок дымосос - общий коллектор
Требуемая площадь живого сечения газохода ;
Секундный расход дымовых газов:
Скорость дымовых газов =12 м/с.
Длина газохода: L=2.5 м
коэффициент шероховатости для металлических труб
м
Участок общий коллектор - дымовая труба
Требуемая площадь живого сечения газохода ;
Секундный расход дымовых газов:
Скорость дымовых газов =10,43 м/с.
Длина газохода: L=21.3 м
коэффициент шероховатости для металлических труб
м
Сопротивление газового тракта принимаем по таблице равным 260 Па.
10. Расчет вредных выбросов в атмосферу
Определение минимальной высоты дымовой трубы производится в следующей последовательности.
1. Определяется выброс оксидов азота, рассчитываемый по NO2 (г/с)
г/с
где - поправочный коэффициент, учитывающий влияние качества сжигаемого топлива на выход оксидов азота;
поправочный коэффициент, характеризующий эффективность воздействия рециркулирующих продуктов сгорания;
поправочный коэффициент, учитывающий конструкцию горелок; r - степень рециркуляции продуктов сгорания;
k-коэффициент, характеризующий выход оксидов азота на 1 т. сожженного топлива, определяется по формуле:
где QH, Q – номинальная и действительная теплопроизводительность котла, Гкал/ч.
2. Определяется диаметр устья дымовой трубы (м)
где VТР объемный расход продуктов сгорания через трубу, м3/с;
wвых – скорость продуктов сгорания на выходе из дымовой трубы.
Действительный диаметр устья трубы 1,92 м, wвых=13 м/с.
5. Определяется предварительная минимальная высота дымовой трубы (м).
где А – коэффициент, зависящий от метеорологических условий местности;
- предельно допустимые концентрации SO2 и NO2;
z - число дымовых труб;
- разность температуры выбрасываемых газов и средней температуры воздуха Co;
3. Определяется коэффициенты f и v M:
4. Определяется коэффициент m в зависимости от параметра f:
5. Определяется безразмерный коэффициент n в зависимости от параметра v:
n=1,4
6. Определяется минимальная высота дымовой трубы (м) во втором приближении
т.к. разница между Н1 и Н не превышает 5 %, то нет необходимости делать уточняющий расчет. Принимаем дымовую железобетонную трубу 20 м.
7. При высоте трубы Н3 определяем максимальную приземную концентрацию каждого из вредных веществ:
Пересчитываем поправочные коэффициенты при Н2
Определяем максимальную приземную концентрацию
8. Проверяется условие, при котором безразмерная суммарная концентрация не
должна превышать 1:
11. Окончательный подбор дымососа и вентилятора
11.1. Окончательный подбор дымососа
Расчетное давление дымососа определяем по формуле
- Разряжение создаваемое дымовой трубой
=743 Па
По предварительному подбору принят дымосос марки ДН-11,2 с производительностью м3/ч, напор 2,76 кПа, (=83%. Марка устанавливаемого электродвигателя 4А180М4 (30 кВт).
11.2. Окончательный подбор вентилятора
По предварительному подбору вентилятора принята марка ВДН-10 производительностью м3/ч, напор 3,45 кПа, (=83%.
Марка устанавливаемого электродвигателя 4А-160S6, мощностью 11 кВт.
12. Краткое описание основных решений по топливо обработке
К устройству газовых сетей котельных предъявляются такие же требования, как к газопроводам городских сетей.
13. Расчет себестоимости вырабатываемой тепловой энергии
1 Установленная мощность котельной
2 Годовой отпуск теплоты на отопление
3 Годовой отпуск теплоты на вентиляцию:
4 Отпуск теплоты на горячее водоснабжение:
5 Годовой отпуск теплоты от котельной:
6 Годовая выработка теплоты котельной:
7 Число часов использования установленной мощности котельной в году:
8 Удельный расход топлива на 1 отпущенный ГДж теплоты:
условного:
натурального:
9 Годовой расход топлива в котельной:
условного:
натурального:
10 Установленная мощность токоприемников:
11 Годовой расход электроэнергии на собственные нужды котельной:
12 Годовой расход сырой воды в котельной:
13 Удельный расход сырой воды:
При расчете себестоимости отпускаемой от котельной теплоты определяются:
1 Годовые затраты на топливо
2 Годовые затраты на электроэнергию:
3 Годовые затраты на использованную воду:
4 Годовые затраты на амортизационные отчисления:
5 Годовые затраты на текущий ремонт:
6 Годовые затраты на заработную плату эксплуатационного персонала котельной:
7 Прочие суммарные расходы:
8 Годовые эксплуатационные расходы по котельной:
9 Себестоимость отпущенной теплоты:
в том числе топливная составляющая:
10 Рентабельность капиталовложений:
11 Приведенные затраты на 1 ГДж отпущенной теплоты:
.
14. Основные технико-экономические показатели проекта.
Таблица 14.1
Основные технико-экономические показатели проекта
Наименование Обозначение Результат Месторасположение котельной Краснодар Состав основного оборудования 4(КВ-ГМ-7,56-150 Топливо Газ Система теплоснабжения Закрытая Установленная мощность котельной, МВт. 30,24 Годовая выработка теплоты, тыс ГДж/год 612351 Годовой отпуск теплоты, тыс.ГДж/год 539481 Число часов использования установленной мощности, ч/год 5625 Удельный расход топлива на 1 отпущенный ГДж теплоты: Условного, тут/ГДж 0,044 Натурального, тнт/ГДж 0,031 Годовой расход топлива в котельной: условного, тут/ГДж 23737,2 натурального, тнт/ГДж 19421,3 Удельный расход электрической мощности на собственные нужды, кВТ/МВт 32,5 Установленная мощность токоприемников, кВт 983 Годовой расход воды, тыс. т / год 35718 Численность эксплуатационного персонала, чел Ч 70 Годовые эксплуатационные расходы руб./год 83877 Себестоимость отпускаемой теплоты, руб/ГДж 155,5 в том числе топливная составляющая руб/ГДж 100,8 Рентабельность капиталовложений, % 14,2 Приведенные затраты на 1 ГДж отпускаемой теплоты, руб/ГДж 136 Заключение
В данной курсовой работе был произведен поверочный расчет теплогенератора КВ-ГМ-7,56-150 работающего на газе Безенчук-Чапаевского месторождения.
В данном курсовом проекте представлены расчеты по определению состава, количества и теплосодержания продуктов сгорания, составлен тепловой баланс, произведен поверочный расчет топочной камеры, расчет конвективных поверхностей нагрева, произведен конструктивный расчет водяного экономайзера.
В данном курсовом проекте произведен расчет компоновки котельной с котлами КВ-ГМ-7,56-150. В результате была выбрана и просчитана тепловая схема, работающая на закрытую систему теплоснабжения, произведен подбор оборудования, расчет системы ХВО и подбор оборудования ХВО. Выполнен аэродинамический расчет газовоздушного тракта котла, подбор тягодутьевого оборудования, произведена компоновка газовоздушного тракта и оборудования котельной. Выполнен расчет себестоимости отпускаемой теплоты.
Список используемой литературы
Делягин Г.Н. и др. Теплогенерирующие установки. – М.: Стройиздат, 1986. – 559 с.
Эстеркин Р.И. Котельные установки. Курсовое и дипломное проектирование. – Л.: Энергоатомиздат, 1989. – 280 с.
Гусев Ю.Л. Основы проектирования котельных установок. 2-е изд. – М.: Стройиздат, 1973. – 248 с.
Роддатис К.Ф., Полтарецкий А. Н. Справочник по котельным установкам малой производительности. /Под ред. К.Ф. Роддатиса. М.: Энергоатомиздат, 1989. – 488 с.
Котлы малой и средней мощности и топочные устройства. Отраслевой каталог. – М, НИИИНФОРМЭНЕРГОМАШ, 1987. – 208 с.
«Тепловой расчет котельных агрегатов (нормативный метод)». Энергия Москва 1973.
Аэродинамический расчет котельных установок (нормативный метод) / Под редакцией С.И. Мочана – «Энергия», Ленинград, 1977.
99
8,902
Лист
КП.290700.0012662
50
КП.
Лист
35
35
Лист
КП.290700.0012662
50
37