Диплом - Проектирование котельной

|Р31 |Удельный расход пара |dд |кг/кг|Рис.11 [ ] |0,0525 |0,052 |0,056 |0,0753 |

| |на деаэратор | | | | | | | |

|Р32 |Абсолютный расход |Д*g |кг/с |dд* G( |0.75 | | | |

| |пара на деаэратор | | | | | | | |

|Р33 |Расход пара на |- |кг/с |(Дg+Дс)* |0,75+0,13= |0,82+0,13= |0,56+0,12= |0,15+0,024=|

| |деаэратор питательной| | | |0,88 |0,95 |0,88 |0,179 |

| |воды и для подогрева | | | | | | | |

| |сырой воды | | | | | | | |

|Р34 |Паровая нагрузка на |Д*' |кг/с |Д+(Дg+Дс) |12,12+0,88=|14,11+0,9= |7,91+0,68= |0,96+0,179=|

| |котельную без учета | | | |13,00 |15,06 |8,59 |1,13 |

| |внутрикотельных | | | | | | | |

| |потерь | | | | | | | |

|Р35 |Внутрикотельные |Дпот |кг/с |Д' * |0,26 |0,3 |0,17 |0,023 |

| |потери пара | | |(Кпот/(1-Кпот))| | | | |

| | | | | | | | | |

|Р36 |Суммарная паровая |Д*сум |кг/с |Д'+Дпот |13,26 |15,36 |8,76 |1,153 |

| |нагрузка на котельную| | | | | | | |

|Р37 |Количество |Gпр |кг/с |n/100*Dсум |0,61 |0,71 |0,42 |0,055 |

| |продувочной воды, | | | | | | | |

| |поступающей в | | | | | | | |

| |сепаратор непрерывной| | | | | | | |

| |продувки | | | | | | | |

|Р38 |Количество пара на |Dпр |кг/с |Gпр*(i7*0,98-i8|0,091 |0,104 |0,06 |0,008 |

| |выходе из сепаратора | | |)/ (i3-i8) | | | | |

| |непрерывной продувки | | | | | | | |

|Р39 |Количество |G'пр |кг/с |Gпр-Dпр |0,519 |0,606 |0,36 |0,047 |

| |продувочной воды на | | | | | | | |

| |выходе их сепаратора | | | | | | | |

| |непрерывной продувки | | | | | | | |

|Р40 |Количество воды на |Gпит |кг/с |Dсум+Gпр |13,87 |16,07 |9,18 |1,208 |

| |питание котлов | | | | | | | |

|Р41 |Количество воды на |Gg |кг/с |Gпит+Gут |14,59 |17,157 |9,90 |1,93 |

| |выходе из деаэратора | | | | | | | |

|Р42 |Выпар из деаэратора |Dвып |кг/с |dвып*Gg |0,029 |0,034 |0,02 |0,004 |

|Р43 |Количество умягченной|Gхво |кг/с |(Dпотр-Gпотр)-G| |2,72 |2,48 |0,98 |

| |воды, поступающее в | | |'пр+ | | | | |

| |деаэратор | | |Dпот+Dвып+Gут | | | | |

| | | | | | | | | |

| | | | | | | | | |

|Р44 |Количество сырой |Gс.в |кг/с |Kс.н.хво*Gхво |1,2*2,57= |1,2*2,72= |1,2*2,48= |1,2*0,98= |

| |воды, поступающей на | | | |3,08 |3,24 |2,98 |1,12 |

| |химводоочистку | | | | | | | |

|Р45 |Расход пара для |Dc |кг/с |Gс.в.*(T3-T1)*C|0,068 |0,14 |0,12 |0,02 |

| |подогрева сырой воды | | |/ (i2-i8)*0,98 | | | | |

|Р46 |Количество конденсата|Gc |кг/с |Dc |0,068 |0,14 |0,12 |0,02 |

| |поступающего в | | | | | | | |

| |деаэратор от | | | | | | | |

| |подогревателей сырой | | | | | | | |

| |воды | | | | | | | |

|Р47 |Суммарный вес потоков|G( |кг/с |Gk+Gхво+Gc+Dпр-|13,9 |16,04 |9,78 |1,96 |

| |поступающих в | | |Dвып | | | | |

| |деаэратор (кроме | | | | | | | |

| |греющего пара) | | | | | | | |

|Р48 |Доля конденсата от | |кг/с |Gk/ G( |11,12/13,90|13,11/16,04|0,736 |0,486 |

| |подогревателей | | | |= 0,797 |= 0,82 | | |

|Р49 |Удельный расход пара |dg |кг/кг|Рис.11 |0,0525 |0,052 |0,056 |0,0753 |

| |на деаэратор | | | | | | | |

|Р50 |Абсолютный расход |Dg |кг/с |dg* G( |0,765 |0,835 |0,55 |0,15 |

| |пара на деаэратор | | | | | | | |

|Р51 |Расход пара на |- |кг/с |(Dg+Dc) |0,833 |0,975 |0,67 |0,17 |

| |деаэрацию питательной| | | | | | | |

| |воды и подогрев сырой| | | | | | | |

| |воды | | | | | | | |

| | | | | | | | | |

|Р52 |Паровая нагрузка на |Д1 |кг/с |D+(Dg+Dc) |12,12+0,87=|14,11+0,87=|7,91+0,67= |0,96+0,17= |

| |котельную без учета | | | |12,9 |15,07 |8,58 |1,13 |

| |внутрикотельных | | | | | | | |

| |потерь | | | | | | | |

|Р53 |Суммарная паровая |Dсум |кг/с |Д1+Dпот |13,21 |15,385 |8,75 |1,153 |

| |нагрузка на котельную| | | | | | | |

|Р54 |Процент расхода пара |Кс.н. |% |(Дg+Дс)/Dсум*10|6,3 |6,34 |7,66 |14,74 |

| |на собственные нужды | | |0 | | | | |

| |котельной (деаэрация | | | | | | | |

| |подогрев сырой воды) | | | | | | | |

|Р55 |Количество работающих|Nк.р. |Шт. |Dсум/Dкном |2 |2 |2 |1 |

| |котлов | | | | | | | |

|Р56 |Процент загрузки |Кзат |% |Dсум/Dкном*Nк.р|95,17 |110,84 |63 |16,6 |

| |работающих паровых | | |.* *100% | | | | |

| |котлов | | | | | | | |

|Р57 |Количество воды, |Gсет.п|кг/с |Gсет*(tmax1-t1)|0 |40,22 |49,52 |7,03 |

| |пропускаемое помимо |. | |/ | | | | |

| |подогревателей | | |/(tmax1-t3) | | | | |

| |сетевой воды (через | | | | | | | |

| |перемычку между | | | | | | | |

| |трубопроводами прямой| | | | | | | |

| |и обратной сетевой | | | | | | | |

| |воды) | | | | | | | |

| | | | | | | | | |

| | | | | | | | | |

| | | | | | | | | |

|Р58 |Количество воды |Gсет.б|кг/с |Gсет- Gсет.п. |51,37 |94,13-40,22|66,56-49,52|9,20-7,03= |

| |пропускаемое через |. | | | |= 53,91 |= 17,04 |2,17 |

| |подогреватели сетевой| | | | | | | |

| |воды | | | | | | | |

|Р59 |Температура сетевой |t4 |(C |[t1max(i6-tк.б.|81,6 |71,2 |57,4 |58,6 |

| |воды на входе в | | |с.)+ | | | | |

| |пароводяные | | |t3(i2-i6)]/(i2-| | | | |

| |подогреватели | | |tк.б.с.) | | | | |

|Р60 |Температура |Т4 |(C |T3+G'пр/Gхво*(i|33,6 |32,1 |31,1 |37,2 |

| |умягченной воды на | | |8/c --tпр) | | | | |

| |выходе из охладителя | | | | | | | |

| |продувочной воды | | | | | | | |

|Р61 |Температура |Т5 |(C |T4+Dвып/Gхво*(i|37,8 |35,6 |34,4 |39,2 |

| |умягченной воды | | |4-i5)/c | | | | |

| |поступающей в | | | | | | | |

| |деаэратор из | | | | | | | |

| |охладителя пара | | | | | | | |

1.6. ПОДБОР И РАЗМЕЩЕНИЕ ОСНОВНОГО И ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

На основании результатов полученных при расчете тепловой схемы котельной

(таб. 1.5) производим выбор основного и вспомогательного оборудования.

1.6.1. Выбор паровых котлоагрегатов

Выбор типа, количества и единичной производительности котлоагрегатов

зависит главным образом от расчетной тепловой производительности котельной,

где они будут установлены; от вида теплоносителя, отпускаемого котельной.

На основании вышеизложенного и в связи с тем, что для технологических

потребностей нербходим пар, в котельной установлены два паровых

котлоагрегата КЕ-25-14 единичной производительностью по пару D =6,94кг/с,

что в сумме дает 13,88 кг/с. А из расчета тепловой схемы максимальная

суммарная паровая нагрузка котельной Dсум=15,377 кг/с (табл.1.5 п.53), что

позволяет использовать котлоагрегаты КЕ-25-14 с небольшой перегрузкой в

один из режимов.

1.6.2. Подбор сетевых насосов

Сетевые насосы выбирают по расходу сетевой воды . Расход сетевой воды

принимаем из табл. 1.5 позиция .

GЗ СЕТ=93,13 кг/с = 338,87 т/ч

Необходимая производительность сетевых насосов, приведенная к плотности

(В=1000кг/м3, м/ч

GСН=GЗ СЕТ/(В70=338,87/0,978=346,49

Напор сетевых насосов выбирается из условия преодоления гидравлического

сопротивления теплотрассы при расчетном максимальном расходе воды,

сопротивления котельной и соединительных трубопроводов с 10%-м запасом.

HC P=1,1 Н (1.2)

Иэ данных гидравлического расчета тепловой сети

Н = 0,7 МПа

Тогда

HC P=1,1*0,7=0,77 МПа

К установае принимаем блок сетевых насосов БСН-1801420, состоящий из 2-х

насосов Д400/80, один из которых резервный, электродвигатель А02_82_2,

N=100кВт, n=3000-1, Q=400м3/ч, H=0,65(0,85 Мпа

1.6.3. Подбор питательных насосов

В котельных с паровыми котлами устанавливаются питательные насосы числом

не менее двух с независимым приводом.

Питательные насосы подбирают по производительности и напору.

Производительность всей котельной, кг/с

QПИТ=1,1*DСУМ (1.3)

где DСУМ -суммарная паропроизводительность котельной

из табл.1.5 п.53: DСУМ=15,377 кг/с

QПИТ=1,1*15,377 = 16,91 кг/с=60,89 т/ч

Напор, который должны создавать питательные насосы для паровых

котлоагрегатов, МПа

НПИТ=1,15*(Рб-Рд)+НСЕТ (1.4)

где Рб - наибольшее возможное избыточное давление в котлоагрегате,

Рб =1,3 МПа

Рд - избыточное давление в деаэраторе ,Рд=0,12МПа

НСЕТ- соиротивление всасывающего и нагнетающего трубопроводов.

Принимаегл НСЕТ=0,15МПа

ННАС= 1,15(1,3-0,12)+0,15 = 1,51 МПа

Из табл. 15.3 [3] принимаем к установке 2 питательных насоса ПЭ-65-40,

один из которых резервный: электродвигатель А2-92-2, подача 65 м3/ч напор

4,41 МПа, частота вращения 3000-1.

1.6.4. Подбор конденсатного насоса

Конденсатные насосы перекачивают конденсат из баков, куда он поступает с

производства или из пароводяных подогревателей, в деаэратор.

Производительность конденсатного насоса, м3/ч(кг/с)

QК НАС= К(табл.1.5. п.18)=13,11 кг/с=47,2 м3/ч

Напор развиваемый конденсатным насосом, МПа

Нкон=2,3 Мпа

По табл. 15.6. [3] принимаем к установке 2 насоса Кс-50-55-1 один из

которых резервный: электродвигатель 4А160М4, подача 50м3/ч,напор 5,5

МПа,частота вращения 1450-1.

1.6.5. Подбор подпиточных насосов

Для восполнения утечки воды из закрытых систем теплоснабжения

устанавливают подпиточные насосы.

Подача подпиточного насоса принимается иэ табл.1.5

Gподп=0,72 кг/с=2,592 м3/ч

Давление, создаваемое подпиточным насосом, должно обеспечить невскипание

воды на выходе из котельной

Нпод=0,4 МПа

Пo табл.15.6. [3] принимаем к установке 2 подпиточных насоса Кс-12-50

один иэ которых резервный: электродвигатель 4А100 2, подача 12 м3/ч напор

0,5 МПа, частота вращения 2900 -1

1.6.6. Подбор деаэратора

В новых производственных и производственно-отопительных котельных с

паровыми котлоагрегатами предусматривается установка атмосферных

деаэраторов типа ДА.

Подбираем деаэратор по его производительности ,т/ч(кг/с)

GД=17,157 кг/с=61,76 т/ч (табл.1.5п. 41)

Принимаем к установке деаэратор DА-100( табл. 3 ):

производительность, т/ч - 100

давление ,МПа - 0,12

емкость деаэраторного бака.м3 - 25

поверхность охладителя

выпара, м2 - 8

1.7. Тепловой расчет котлоагрегата

Котел KЕ-25-14c предназначен для производства насыщенного пара, идущего

на технологические нужды промышленных предприятий, в системы отопления,

вентиляции и горячего водоснабжения.

Топочная камера котла шириной 272 мм полностью экранирована (степень

экранирования Нл/ ст =0,8) трубами d=51х2,5мм. Трубы всех экранов приварены

к верхним и нижним камерам d219x8мм. Топочная камера по глубине разделена

на два объемных блока. Каждый из боковых экранов (правый и левый) переднего

и заднего топочных блоков образует самостоятельный циркуляционный контур.

Верхние камеры боковых экранов в целях увеличения проходного сечения на

входе в пучок расположены ассиметрично отпосительно оси котла. Шаг труб

боковых и фронтового экранов – 55 мм, шаг труб заднего экрана – 100 мм,

трубы заднего экрана выделяют из топочного объма камеру догорания, на

наклонном участке труб уложен слой огнеупорного кирпича толщиной 65мм.

Объем топочной камеры -61,67 м3.

Для улучшения циркуляционных характеристик фронтового экрана на нем

устанавливаются три рециркуляцинные трубы d89х4мм. Площадь

лучевоспринимающей поверхности нагрева - 92,10м2.

Третьим блоком котла является блок конвективного пучка с двумя

барабанами (верхним и нижним) внутренним диаметром 1000мм. Длина верхнего

барабана 7000мм, нижнего – 5500мм. Толщина стенки барабана котла - 13мм,

материал - сталь 16ГС. Ширина конвективного пучка по осям крайних труб

2320мм. В таком пучке отсутствуют пазухи для размещения пароперегревателя,

что существенно улучшает омывание конвективного пучка.

Конвективный пучок выполнен из труб d51x2,5мм. Поперечный шаг в пучке

составляет 110 мм, продольный - 90мм. Площадь поверхности нагрева

конвективного пучка равна 417,8м2. Первые три ряда труб на входе в пучок

имеют шахматное расположение с поперечным шагом S =220мм. Удвоение величины

шага по сравнению с остальными рядами позволяет увеличить проходное сечение

на входе в пучок, частично перекрытое потолком потолочной камеры.

Хвостовые поверхности состоят из одноходового по воздуху

воздухоподогревателя с поверхностью нагрева 228 м2, обеспечивающего нагрев

воздуха до 180 0С и установленного следом за ним по ходу газов чугунного

экономайзера с поверхностью нагрева 646 м2.

Для сжигания каменных и бурых углей под котлом устанавливается

механическая топка ТЧЗ-2,7/5.6. Активная площадь зеркала горения равна 13,4

м2. Решетка приводится в движение при. Помощи привода ПТ-1200,

обеспечивающего 8 ступеней регулирования скорости движения в приделах 2,8 -

17,6 м/ч. Дутьевой короб под решеткой разделен на четыре воздушные зоны.

Подача воздуха регулируется при помощи поворотных заслонок на воздуховодах.

Котельная установка оборудована системой возврата уноса и острого дутья.

Выпадающий в конвективном пучке унос оседает в четырех зольниках и

возвращается в топочную камеру для дожигания при помощи воздушных эжекторов

по прямым трубкам d76мм через заднюю стенку, восемь сопл острого дутья d2

мм расположены в задней стенке топки на высоте 1400мм от решетки.

1.7.1. Исходные данные и выбор коэффициента избытка воздуха

Ведем расчет котлоагрегата применительно к условиям проектируемого

объекта: уголь марки ГР со следующими характеристиками

СР=55,2%, НР=3,8%, ОР=5,8%, WР=1,0%, SР=3,2%, АР=23%, NP=8%,

QPH=22040КДж/кг, VГ=40%,

Величины коэффициента избытка воздуха за каждой поверхностью нагрева

определяем последовательно

(n=(i+((

(1.3)

где (i - коэффициент избытка воздуха предыдущего газохода

(( - нормативный присос воздуха

Таблица 1.6

Коэффициенты избытка воздуха

|№ п/п|Газоход |Коэффициент | | |

| | |избытка |(( |(n |

| | |воздуха за | | |

| | |топкой. | | |

|1 |Топка |1,35 |0,1 |1,35 |

|2 |Конвективный пучок | |0,1 |1,45 |

|3 |Воздухоподогреватель | |0,08 |1,53 |

|4 |Водяной экономайзер | |0,1 |1,63 |

1.7.2. Расчет обьемов и энтальпий воздуха и продуктов сгорания

Расчет теоретического объема воздуха

V0=0,0889*(Ср+0,375*Sрогр+к)+0,265*Нр-0,0333*Ор

V0=0,0889*(55,2+0,375*3,2)+0,265*3,8-0,0333*5*8=5,83 м3/кг

Расчет теоретических обьемов продуктов сгорания при (=1 м3/кг

VORO2=1,866*(CP+0,375Sрогр+к)/100=1,866*(55,2+0,375*3,2)/100=1,0524

VONO2=0,79*V(+0,08*Np=0,79*5,83+0,008*1=4,612

VOH2O=0,111НР+0,0124WР+0,0161V0=0,111*3,8+0,0124*8+0,0161*5,83=0,6148

Таблица 1.7

Характеристики продуктов сгорания

|№ |Величина |Ед. |Газоходы |

| | |изм. | |

|1 | |3 |4 |5 |6 |7 |

|1 |Коэффициент избытка |(Т |1,35 | | | |

| |воздуха за топкой | | | | | |

|2 |Нормативный присос |(( |0,1 |0,1 |0,08 |0,1 |

|3 |Коэффициент избытка |(n |1,35 |1,45 |1,53 |1,63 |

| |воздуха за газоходом| | | | | |

|4 |Объем трехатомных |м3/кг |1,0524 |1,0524 |1,0524 |1,0524 |

| |газов. VRO2=V0RO2 | | | | | |

|5 |Объем двухатомных |-“- |6,943 |7,526 |8,109 |8,285 |

| |газов. | | | | | |

| |VN2=V0N2+0.0161*V0 | | | | | |

|6 |Объем водяных паров |-“- |0,652 |0,662 |0,671 |0,674 |

| |VH2O=V0H2O+0,0161((-| | | | | |

| |-1)* V0 | | | | | |

|7 |Суммарный объем |-“- |8,647 |9,24 |9,832 |10,0114 |

| |дымовых газов | | | | | |

| |VГ=VRO2+VN2+VH2O | | | | | |

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10