Расчет теплообменников

СОДЕРЖАНИЕ
Исходные данные
1.Расчёт тепловой схемы котельной
2.Расчет химводоподготовки
2.1. Выбор схемы приготовления воды
2.2. Расчет водоподготовительной установки
3. Расчет и выбор насосов
3.1.Подбор питательных насосов
3.2.Подбор сетевых насосов
3.3.Подбор конденсатного насоса
3.4.Подбор подпиточного насоса
3.5.Подбор насоса сырой воды
4. Расчет и выбор дымососов и вентиляторов
Литература

В данной котельной установлены 3 подпиточных насоса марки ЦНСГ-38, два из которых являются резервными. Данный насос установлен на нулевой отметке котельной (2 этаж), который подаёт питательную воду с температурой около 95 оС из деаэратора.
Техническая характеристика насоса ЦНСГ-38:
Производительность: 38 м3/ч,
Напор: 198 м. вод. ст.,
Электродвигатель: – мощность: 37 кВт,
– частота: 3000 об/мин,
Температура рабочей среды: 105 оС,
Габаритные размеры: 1407х430х420 мм,
Масса: 321 кг.
При выборе некоторых насосов не известны требуемые давления. Для оценки, следует иметь в виду, что чугунные радиаторы не выдерживают избыточное давление выше 0,6 МПа. Обычно для небольших котельных с короткими сетями после подпиточных насосов целесообразно иметь избыточное давление порядка 0,2 МПа, и сетевые насосы с напором 50 м.в.ст. Причем, порядка 10 м.в.ст. теряется при прохождении сетевых подогревателей. В каждом теплообменнике давление воды падает примерно на 0,05 МПа (5 метров водяного столба). Таким образом, на выходе из котельной прямая сетевая вода будет иметь избыточное давление порядка 0,6 МПа. Точно все эти давления определяются из гидравлического расчета тепловой сети.
В деаэраторе абсолютное давление 0,12 МПа (избыточное – 0,02 МПа), но сам деаэратор стоит на высоте до 10 м, поэтому конденсатный насос, стоящий в самом низу (часто даже в приямке – ниже нулевой отметки) должен поднять конденсат в деаэратор и преодолеть сопротивление труб и арматуры.
Насос сырой воды должен преодолеть сопротивление теплообменников (порядка 5 м.в.ст. на каждый) и водоподготовки до 20 -30 м.в.ст и поднять воду в деаэратор. Давление исходной, сырой воды редко превышает 10-20 м.в.ст.
Количество сетевых, питательных, конденсатных, сырой воды и подпиточных насосов выбирается не менее двух, из которых один является резервным. Суммарная производительность насосов должна быть выбрана так, чтобы при выходе из строя любого насоса оставшиеся обеспечивали максимальный расход воды.
3.2. Подбор сетевых насосов
Этот насос служит для циркуляции воды в тепловой сети. Его выбирают по расходу сетевой воды из расчёта тепловой схемы. Сетевые насосы устанавливаются на обратной линии тепловой сети, где температура сетевой воды не превышает 70 оС.
Gс.н. = 187 т/ч
Согласно правилам Госгортехнадзора РФ, в котельной должно быть установлено не менее 2-х сетевых насосов.
Напор развиваемый сетевым насосом выбирается в зависимости от требуемого напора у потребителя и сопротивлением сети.
В котельной установлено два сетевых насоса марки 6НДВ-60, один из которых резервный.
Техническая характеристика насоса 6НДВ-60:
Производительность: 250 м3/ч,
Напор: 54 м. вод. ст.,
Электродвигатель: – мощность: 41 кВт,
– частота: 1450 об/мин,
Габаритные размеры: 1400х525х450мм,
3.3. Подбор конденсатного насоса
В котельной установлен один конденсатный насос марки К50-32-125. Данный насос установлен на отметке –4,600 м (первый этаж).
Техническая характеристика насоса К50-32-125:
Производительность: 12,5 м3/ч,
Напор: 20 м. вод. ст.,
Электродвигатель: – мощность: 2,2 кВт,
– частота: 2900 об/мин,
Габаритные размеры: 792х300х315 мм,
Масса: 80 кг.
3.4. Подбор подпиточного насоса
Предназначены для восполнения утечки воды из системы теплоснабжения, количество воды необходимое для покрытия утечек определяется в расчёте тепловой схемы. Производительность подпиточных насосов выбирается равной удвоенной величине полученного количества воды для восполнения возможной аварийной подпитки:
Gподп = 3,6 м3/ч
Необходимый напор подпиточных насосов определяется давлением воды в обратной магистрали и сопротивлением трубопроводов и арматуры на линии подпитки, число подпиточных насосов должно быть не менее 2-х, один из которых резервный.
В котельной установлено три подпиточных насоса марки К50-32-125, два из которых резервные. Насосы установлены на нулевой отметке и подают подпиточную воду из бака горячей воды в обратную линию тепловой сети.
Техническая характеристика насоса К50-32-125:
Производительность: 12,5 м3/ч,
Напор: 20 м. вод. ст.,
Электродвигатель: – мощность: 2,2 кВт,
– частота: 2900 об/мин,
Габаритные размеры: 792х300х315 мм,
Масса: 80 кг.
3.5. Подбор насоса сырой воды
Служит для обеспечения требуемого напора сырой воды перед ХВО и подачи хим. очищенной воды в деаэратор. Производительность насоса определяют из расчёта тепловой схемы: Gc.в.= 9,612 т/ч.
Нс.в.= 50 м. вод. ст.
В котельной установлен один насос сырой воды марки К-65-50-160. Данный насос расположен на отметке 0,000 (1 этаж) и установлен на линии сырой воды.
Техническая характеристика насоса К-65-50-160:
Производительность: 25 м3/ч,
Напор: 32 м. вод. ст.,
Электродвигатель: – мощность: 5,5 кВт,
4. Расчет и выбор дымососов и вентиляторов
Наименование величин Обозн. Ед. изм. Значение Примечание температура уходящих газов tух оС 132
из
расчета
котла
температура холодного воздуха tхв оС 30 коэфф. избытка воздуха в топке т 1,12 коэфф. избытка воздуха в ВЭК ух 1,27 коэфф. избытка воздуха в трубе тр 1,37 средняя скорость уходящих газов ух м/с 8 действительный объем уходящих газов с учетом подсосов по газоходу к дымовой трубе Vдг м3/кг 15,822 низшая теплота сгорания топлива Qнр ккал/кг 8532,2 расход топлива 1 котлом b кг/с 0,1113 Температура газов перед дымовой трубой tд оС 124,6
Температура газов в начале трубы:
tд = tух • ух + () • tв = 200 • 1,6 + 0,1•30 = 124,6 оС,
тр 1,37
где tв – температура воздуха в котельной tв = 30 оС
В зависимости от расхода топлива b= 400,68 м3/ч, зольности и содержания серы, высота дымовой трубы принимается H=28,2 м, диаметр верха трубы 1000 мм. Дымовая труба – кирпичная.
Скорость газов в дымовой трубе принимается wтр = 10 м/с.
Подача воздуха осуществляется вентилятором, а удаление газов дымососом.
Дымососы работают в более тяжёлых условиях, чем вентиляторы, т.к. они отсасывают газы с более высокой температурой, чем воздух (до 250 оС). Поэтому в дымососах предусматривают водяное охлаждение подшипников и более прочное исполнение лопаток и кожуха.
Часовая производительность одного дымососа равна:
В – часовой расход топлива одного котла при номинальной паропроизводительности, кг/ч;
Vд – объём дымовых газов перед дымососом;
м3/ч.
В котельной установлено 3 дымососа марки ДН-9 с напором 1,78 кПа:
электродвигатель 4А-160S4 (15 кВт).
Часовая производительность одного вентилятора равна:
αт – коэффициент избытка воздуха в топке;
tв – температура воздуха перед вентилятором;
м3/ч.
В котельной установлено 3 вентилятора марки ВДН-8 с напором 2,19 кПа:
электродвигатель 4А-160S4 (15 кВт).
Литература
1. Роддатис К.Ф. Котельные установки. М.: Энергия, 1975. 488с
2. Лумми А.П. Методические указания к курсовому проекту "Котельные установки". Свердловск: УПИ. 1980. 20с.
3. Роддатис К.Ф., Полтарецкий А.Н. Справочник по котельным установкам малой производительности / Под ред. К.Ф. Роддатиса. М.: Энергоатомиздат, 1989. 488с.
4. ГОСТ 16860-88 Термические деаэраторы. М.: Изд-во стандартов, 1989.
5. Аэродинамический расчет котельных установок (нормативный метод) / Под ред. Мочана С.И.  Л.: Энергия, 1977. 256 с.
6. Эстеркин Р.И. Котельные установки. Курсовое и дипломное проектирование / Л.: Энергоатомиздат, 1989. 280 с.
7. СНиП II-35-76. Котельные установки. М.: Госстрой России, 2002.
8. Кострикин Ю.М. Водоподготовка и водный режим энергообъектов низкого и среднего давления: справочник / Кострикин Ю.М. , Мещерский Н.А. , Коровина О.В. . М.: Энергоатомиздат, 1990. 254 с.
9. Брюханов О.Н. Газифицированные котельные агрегаты: учебник / Брюханов О.Н. , Кузнецов В.А.  М.: ИНФРА-М, 2005. 392 с.
10. Соколов Б.А. Котельные установки и их эксплуатация / М.: Издательский центр «Академия», 2005. 432 с.
3
Котел
2. Экономайзер
3. Распределительная гребенка
4. Редукционное устройство
5. Сетевой насос
6. Подогреватель сетевой воды
7. Охладитель конденсата
8. Конденсатный бак
9. Конденсатный насос
10. Деаэратор
11. Теплообменник питательной воды
12. Паровые питательные насосы
13. Электирческие питательные насосы
14. Сепаратор непрерывной продувки
15. Подогреватель сырой
воды № 2
16. Подогреватель сырой
воды № 1
17. Химводоочистка
18. Барботажный бак
19. Канализация
20 Насос сырой воды
21 Подпиточные насосы
Gкт = 2,737 кг/с
tкт = 80 оС
tт2’ = 74,4 оС
Gсет = 51,81 кг/с
tт2 = 70 оС
Gсет = 51,81 кг/с
tт1 = 100 оС
tкт’ = 164,2 оС
Дт = 2,737 кг/с
t1 = 164,2 оС
Gпр = 0,103 кг/с
t1 = 194 оС
Д’пр = 0,019 кг/с
t2 = 111,3 оС
G’пр = 0,09 кг/с
t2 = 111,3 оС
Gср = 0,138 кг/с
t2 = 164 оС
Дср = 0,138 кг/с
t1 = 164 оС
G’хво = 2,67 кг/с
tсв‘= 5 оС
G’хво = 2,67 кг/с
tхво = 30 оС
Gда = 6,2 кг/с
tпв = 94,3 оС
Gда = 6,2 кг/с
tда = 104,8 оС
Gхво1 = 2,136 кг/с
tхво = 30 оС
Gхво = 2,136 кг/с
tхво‘= 60 оС
Gхво = 2,136 кг/с
Tхво= 60 оС
Дкб = 3,543 кг/с
Tкб = 75,3 оС
Дда = 0,3 кг/с
tда = 104,8 оС
Gкп = 0,717 кг/с
Tкп = 80 оС
Gда = 6,2 кг/с
tда = 104,8 оС