Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Ивановский государственный архитектурно-строительныйуниверситет»
Кафедра «Теплогазоснабжение и вентиляция»
Расчетно-пояснительная записка ккурсовому проекту
на тему:
«Расчеттепловой схемы котельной»
Выполнил: ст. гр. ТГВ-32
Роина К.
Проверил: к.т.н., доцент
Колибаба О.Б.
Иваново 2009
Содержание
1. Исходные данные
2. Определение потребного количестватеплоты на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение и необходимуютеплопроизводительность котельной для технических нужд
3. Расчет тепловой схемыотопительно-производственной котельной с паровыми котлами для закрытой системытеплоснабжения
4. Расчет водоводяных теплообменников
5. Расчет пароводяных теплообменников
6. Расчет теплообменника для нагревасырой воды за счет тепла продувочной воды
7. Расчет теплообменника для нагревасырой воды за счет пара
8. Расчет охладителя выпараатмосферного типа
9. Аэродинамический расчет трактадымовых газов
10. Расчет дымовой трубы
11. Выбор дымососа
Библиографический список
1. Исходные данные
1. Город – Кострома.
2. Производственно-отопительнаякотельная.
3. Тип котла-ДЕ-16-1,4ГМ.
4. Теплоноситель – сухой насыщенный парпри Р=1,4 МПа.
5. Вид топлива – природный газ.
6. Закрытая система теплоснабжения.
7. Параметры теплоносителя в тепловойсети – 70/150°C.
8. Доля возвращаемого конденсата – q=0,6.
9. Действительное количество дымовыхгазов — />9,834 м³/кг
10. Расчётный расход топлива — /> кг/ч
11. Аэродинамическое сопротивление трактакотла — /> Па.
2. Определениепотребного количества теплоты на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжениеи необходимую теплопроизводительность котельной для технических нужд
Производительностькотлоагрегата, которая принимается по данным завода изготовителякотлоагрегатов, Dед=16 т/ч. Необходимоустановить два котлоагрегата.
Общаяпаропроизводительность определяется следующим образом:
/>кг/ч
Dт=6.2 т/ч
Dов+ Dгв =1,43+3,36=4,79кг/ч=17,24 т/ч
Количество стальныхпаровых котлов находят из выражения:
/>
где Dед – производительность котлоагрегата,которая принимается по данным завода изготовителя котлоагрегатов.
Определим отпуск теплотына отопление и вентиляцию по следующей формуле:
/>, Вт
/>/>
где /> - расход пара на отоплениеи вентиляцию, кг/с;
/> - энтальпии насыщенногопара, Дж/кг;
Ср – средняя массоваятеплоемкость, Дж/(кг·К);
/> - температуру конденсата,°C;
/> - кпд подогревателей
Определим отпуск теплотына горячее водоснабжение по следующей формуле:
/>, Вт
/>
/>/>
где /> - расход пара на горячееводоснабжение, кг/с
3. Расчет тепловойсхемы отопительно-производственной котельной с паровыми котлами для закрытойсистемы теплоснабжения
Максимально-зимнийрежим.
Температура наружноговоздуха для рассчитываемого режима при средней температуре наиболее холоднойпятидневки />°C.
Определяетсяотносительный расход теплоты на отопление и вентиляцию при выбраннойтемпературе:
/>
Температура прямойсетевой воды на выходе из подогревателей сетевой воды:
/>
Температура обратнойсетевой воды на входе в подогреватель сетей воды:
/>
Расчетный отпуск теплотына отопление и вентиляцию для данного режима:
/>Вт
Общий расход теплоты наотопление, вентиляцию, кондиционирование и горячее водоснабжение:
/>
Требуемый расход пара длянагрева сетевой воды:
/>кг/с
Количество конденсатапосле подогревателей сетевой воды будет равно:
/>кг/с
Расход сетевой водынатеплообменники определяется по формуле:
/>кг/с
Количествоводы для подпитки тепловых сетей при потерях в них 1,5% составит:
/> кг/с
Имея из задания расходпара на производство Dт, долю возврата конденсата />, находят количество потерянногоконденсата:
/> кг/с
И количествовозвращаемого конденсата:
/> кг/с
Суммарный расход пара напроизводство и теплоснабжение составит:
/> кг/с
Расход пара на деаэрациюи подогрев сырой воды принимается предварительно равным 9% D:
/> кг/с
Потери пара внутрикотельной принимаются равными 2% D:
/> кг/с
Тогда полное количествопара, вырабатываемого котельной составит:
/> кг/с
Имея полное количествопара, производимого в котельной, сравнивают его с количеством пара, получаемогоот выбранного числа котлоагрегатов; оно должно быть:
/>
7,228 кг/с/>4,44*2 кг/с
7,228 кг/с/>8,88 кг/с
Далее следует взять израсчета водоподготовки величину продувки рпр, %, и найти
/> кг/с
При Gпр≥0,28 кг/с (1 т/ч) дляиспользования теплоты, содержащейся в паре, кроме отбора пара, следует включитьв схему теплообменник, использующий теплоту воды после расширителя дляподогрева сырой воды перед водоподготовкой.
Количество пара, котороеможно получить из расширителя, находят из баланса теплоты:
/> кг/с
где h’1 – энтальпия котловой воды при давлении в котле,Дж/кг;
h’’н, h’2 – энтальпии пара и воды при давлении в расширителе,обычно равном 0.15 МПа
(1.5 кгс/см2),Дж/кг;
х=0.98 – степень сухостипара, выходящего из расширителя.
Количество воды, уходящейиз расширителя, будет:
/> кг/с
Эти расчеты позволяютопределить количество питательной воды, поступающей в котлы:
/> кг/с
Общее количество воды навыходе из деаэратора (питательная вода + вода на подпитку тепловых сетей):
/> кг/с
Если принять равным, чтоколичество выпара из деаэратора питательной воды равно 0.4% расхода подаваемойчерез него воды, то:
/> кг/с
И производительностьхимводоподготовки должна быть:
/>, кг/с
/> кг/с
Для определения расходасырой воды на химводоочистку необходимо учесть количество воды, идущей навзрыхления катионита, его регенерацию, отмывку и прочие нужды водоподготовки.Их учитывают величиной коэффициента k = 1.10÷1.25 умножаемого на производительность водоподготовки:
/> кг/с
При известных расходесырой воды и температуре ее можно задаваясь значением температуры перед химводооочисткой,найти количество пара, расходуемого в теплообменнике сырой воды:
/> кг/с
где t’’с.в., t’с.в – температуры сырой воды после и до подогревателя, 0С;
h’’, hк – энтальпии греющего пара и конденсата, Дж/кг.
Количество конденсата,поступающего из этого теплообменника, G'c.в=Dс.в.
Определяем.температуру воды из охладителя выпара в деаэратор:
/> °C
где h’’вып — энтальпия выпара при р=0.12 МПа(1.2 кгс/см2), Дж/кг;
hк — энтальпия конденсата, Дж/кг
Тепловой балансдеаэратора:
/>
Отсюда расход пара надеаэратор будет:
/>
/>
/>
Если далее просуммироватьполученный расход пара на деаэратор Dд с расходомпара на подогреватель сырой воды Dс.в., то полученная величина должна бытьблизка к принятым ранее 9% D. Приэтом расхождение не должно превышать 15%.
Просуммируем полученныйрасход пара на деаэратор Dд с расходом пара на подогреватель сыройводы Dс.в. и получим:
Dд +Dс.в=0,444 +0,067=0,511кг/с
Принятая ранее величина:
Dд +Dс.в=0,586 кг/с
И расхождение составляет:
/>
/>
7,228+0,067+0,444кг/с
7,739кг/с
Средне-зимний режим.
Температура наружноговоздуха для рассчитываемого режима при средней температуре отопительного сезона/>°C.
Определяетсяотносительный расход теплоты на отопление и вентиляцию при выбраннойтемпературе:
/>
Температура прямойсетевой воды на выходе из подогревателей сетевой воды:
/>
Температура обратнойсетевой воды на входе в подогреватель сетей воды:
/>
Расчетный отпуск теплотына отопление и вентиляцию для данного режима:
/>Вт
Общий расход теплоты наотопление, вентиляцию, кондиционирование и горячее водоснабжение:
/>
Требуемый расход пара длянагрева сетевой воды :
/>кг/с
Количество конденсатапосле подогревателей сетевой воды будет равно:
/>кг/с
Расход сетевой воды натеплообменникиопределяется по формуле:
/> кг/с
Количествоводы для подпитки тепловых сетей при потерях в них 1,5% составит:
/> кг/с
Имея из задания расходпара на производство Dт, долю возврата конденсата />, находят
количество потерянногоконденсата:
/> кг/с
И количествовозвращаемого конденсата:
/> кг/с
Суммарный расход пара напроизводство и теплоснабжение составит:
/> кг/с
Расход пара на деаэрациюи подогрев сырой воды принимается предварительно
равным 9% D:
/> кг/с
Потери пара внутрикотельной принимаются равными 2% D:
/> кг/с
Тогда полное количествопара, вырабатываемого котельной составит:
/> кг/с
Имея полноеколичество пара, производимого в котельной, сравнивают его с количеством пара,получаемого от выбранного числа котлоагрегатов; оно должно быть:
/>
5,17 кг/с/>4,44*2 кг/с
5,17 кг/с/>8,88 кг/с
Далее следует взять израсчета водоподготовки величину продувки рпр, %, и найти
/> кг/с
При Gпр≥0,28 кг/с (1 т/ч) дляиспользования теплоты, содержащейся в паре, кроме отбора пара, следует включитьв схему теплообменник, использующий теплоту воды после расширителя дляподогрева сырой воды перед водоподготовкой.
Количество пара, котороеможно получить из расширителя, находят из баланса теплоты:
/> кг/с
Количество воды, уходящейиз расширителя, будет:
/> кг/с
Эти расчеты позволяютопределить количество питательной воды, поступающей в котлы:
/> кг/с
Общее количество воды навыходе из деаэратора (питательная вода + вода на подпитку тепловых сетей):
/> кг/с
Если принять равным, чтоколичество выпара из деаэратора питательной воды равно 0.4% расхода подаваемойчерез него воды, то:
/> кг/с
И производительностьхимводоподготовки должна быть:
/>, кг/с
/> кг/с
Определение расхода сыройводы на химводоочистку:
/> кг/с
Количество пара,расходуемого в теплообменнике сырой воды:
/> кг/с
Количество конденсата,поступающего из этого теплообменника, G'c.в=Dс.в.
Определяем.температуру воды из охладителя выпара в деаэратор:
/> °C
Расход пара на деаэраторбудет:
/>
/>
/>
Просуммируем полученныйрасход пара на деаэратор Dд с расходом пара на подогреватель сыройводы Dс.в. (при этом расхождение не должнопревышать 15% ) и получим:
Dд +Dс.в=0,37+0,08=0,45 кг/с
Принятая ранее величина:
Dд +Dс.в=0,42 кг/с
И расхождение составляет:
/>
/>
5,17+0,08+0,37 кг/с
5,62кг/с
4. Расчет водоводяныхтеплообменников.
В теплогенерирующихустановках применяются теплообменники трубчатой конструкции. По трубкампропускают нагреваемую воду, а в межтрубное пространство подают чистую иумягченную воду. Движение теплоносителей противоточное.
Уравнение тепловогобаланса:
/>
Отсюда температурасетевой воды tх на выходе из водоводяного теплообменника будет:
/>°C
Зададимся оптимальнойскоростью нагреваемой воды в трубках равной ωтр = 1 м/с.
Определим необходимоесечение трубок водоподогревателя по формуле:
/>м²
где ρнагр– плотность нагреваемой воды, кг/м3.
Плотность нагреваемойводы определяется по средней температуре нагреваемого теплоносителя, котораярассчитывается по формуле:
/>°C
В соответствии сполученной величиной f.тр выбирают необходимый типоразмерводоподогревателя ПВ-Z-15:
— диаметр основного корпуса(Dн=0,325 м);
— длина секции (L=2м);
— поверхность нагреваодной секции (fсек=14,24 м²)
-кол-во трубок(n=151шт)
Определим фактическуюскорость воды в трубках по формуле:
/>м/с
Площадь межтрубногопространства:
/> м²
Для выбранноготипоразмера водоподогревателя определяется фактическая скорость воды вмежтрубном пространстве по формуле:
/> м/с
где ρгр — плотность греющего теплоносителя,кг/м3
Плотность греющеготеплоносителя определяется по средней температуре греющего теплоносителя,которая рассчитывается по формуле:
/>°C
Коэффициент теплоотдачиот греющего теплоносителя к стенкам труб определяется по формуле:
/>
/> Вт/(м2·0С)
где tср.гр- средняя температура греющего теплоносителя, 0С.
dэкв — эквивалентный диаметр межтрубногопространства, м
Эквивалентный диаметрмежтрубного пространства:
Коэффициент теплоотдачиот стенок труб к нагреваемой воде определяется по формуле:
/>
/>
/> Вт/(м2·0С)
где tср.нагр – средняя температура нагреваемоготеплоносителя, 0С.
Коэффициент теплопередачиследует определять по формуле:
/> Вт/(м2·0С)
Поверхность нагреваводоподогревателя определяют из уравнения теплового баланса:
/> м²
где /> - тепловая мощностьтеплообменника, Вт;
/> - коэффициент теплопередачи,Вт/(м2·0С);
Δtср.лог – среднелогорифмическая разностьтемператур между греющей и нагреваемой средой, 0С
Тепловую мощностьводоводяного теплообменника определяют по формуле:
/> Вт
Среднелогорифмическаяразность температур определяется по формуле:
/> 0С
где /> - большая разностьтемператур, °C
/>°C
/> - меньшая разностьтемператур, °C
/>°C
Число секцийводоподогревателя определяется по формуле:
/> шт
где fсек – площадь одной секции, котораяопределяется в соответствии с выбранным типом водоподогревателя.
5. Расчет пароводяныхтеплообменников
Плотность нагреваемойводы определяется по средней температуре нагреваемого теплоносителя, котораярассчитывается по формуле:
/>°C
Зададимся оптимальнойскоростью нагреваемой воды в трубках равной ωтр = 1 м/с.
Определим необходимоесечение трубок по формуле
/>м²
где ρ – плотностьводы, кг/м3.
В соответствии сполученной величиной f.тр выбирают необходимый типоразмерводоподогревателя ПП 1-108-7-IV:
— диаметр основногокорпуса (Dн=0,820 м);
— длина секции (L=2м);
— поверхность нагреваодной секции (fсек=108,0 м²)
-кол-во трубок(n=792шт)
Для выбранноготипоразмера пароводяного теплообменника определяется фактическая скорость водыв трубном пространстве по формуле:
/> м/с
Коэффициент теплоотдачиот конденсирующегося пара к горизонтальной стенкетрубки определяется по формуле:
/>
/> Вт/(м2·0С)
где /> — количествотрубок, шт.;
dН — наружный диаметр трубок, м
/>
Коэффициент теплоотдачиот стенки трубки к нагреваемой воде определяется по формуле:
/>
/> Вт/(м2·0С)
где tср.нагр – средняя температура нагреваемоготеплоносителя, 0С.
dвн — внутренний диаметр межтрубногопространства, м
Тепловая производительностьподогревателя определяют по формуле:
/> Вт
Коэффициент теплопередачиследует определять по формуле:
/> Вт/(м2·0С)
Поверхность нагревапароводяных подогревателей определяется по формуле:
/> м²
где /> - расчетная тепловая производительность подогревателя,Вт;
/> - коэффициенттеплопередачи, Вт/(м2·0С);
Δtср.лог – среднелогорифмическая разностьтемператур, 0С
Среднелогорифмическаяразность температур определяется по формуле:
/> 0С
где /> - большая разностьтемператур, °C
/>°C
/> - меньшая разностьтемператур, °C
/>°C
Число секцийтеплообменника определяется по формуле:
/> шт
где fсек – площадь одной секции, котораяопределяется в соответствии с выбранным типом пароводяного теплообменника.
6. Расчеттеплообменника для нагрева сырой воды за счет тепла продувочной воды
Уравнение тепловогобаланса:
/>
Отсюда температура сыройводы tх будет равна:
/>
Плотность греющеготеплоносителя определяется по средней температуре греющего теплоносителя,которая рассчитывается по формуле:
/>°C
Плотность нагреваемойводы определяется по средней температуре нагреваемого теплоносителя, котораярассчитывается по формуле:
/>°C
Зададимся оптимальнойскоростью нагреваемой воды в трубках равной ωтр = 1 м/с.
Определим необходимоесечение трубок теплообменника по формуле:
/>м²
где ρнагр– плотность нагреваемой воды, кг/м3.
В соответствии сполученной величиной f.тр выбирают необходимый типоразмерводоподогревателя ПВ-Z-7:
— диаметр основногокорпуса (Dн=0,114м);
— длина секции (L=2м);
— поверхность нагреваодной секции (fсек=1,79 м²)
-кол-во трубок(n=19шт)
Определим фактическуюскорость воды в трубках по формуле:
/>м/с
Площадь межтрубногопространства определяется по формуле:
/> м²
Определим фактическуюскорость воды в межтрубном пространстве по формуле:
/> м/с
где ρгр — плотность греющего теплоносителя,кг/м3
Эквивалентный диаметр межтрубного пространства определяетсяпо формуле:
/> м
Коэффициент теплоотдачиот греющего теплоносителя к стенкам труб определяется по формуле:
/>
/> Вт/(м2·0С)
где tср.гр- средняя температура греющего теплоносителя, 0С.
dэкв — эквивалентный диаметр межтрубногопространства, м
Коэффициент теплоотдачиот стенок труб к нагреваемой воде определяется по формуле:
/>
/> Вт/(м2·0С)
где tср.нагр – средняя температура нагреваемоготеплоносителя, 0С.
dвн — внутренний диаметр межтрубногопространства, м
Коэффициент теплопередачиследует определять по формуле:
/> Вт/(м2·0С)
Тепловую мощностьтеплообменника определяют по формуле:
/> Вт
Поверхность нагреватеплообменника определяют из уравнения теплового баланса:
/> м²
где /> - тепловая мощностьтеплообменника, Вт;
/> - коэффициенттеплопередачи, Вт/(м2·0С);
Δtср.лог – среднелогорифмическая разностьтемператур, 0С
Среднелогорифмическаяразность температур определяется по формуле:
/> 0С
где /> - большая разностьтемператур, °C
/>°C
/> - меньшая разностьтемператур, °C
/>°C
Число секцийтеплообменника определяется по формуле:
/> шт
где fсек – площадь одной секции, котораяопределяется в соответствии с выбранным типом теплообменника.
7. Расчеттеплообменника для нагрева сырой воды за счет пара
котельнаятеплообменник дымосос водоснабжение
Плотность нагреваемойводы определяется по средней температуре нагреваемого теплоносителя, котораярассчитывается по формуле:
/>°C
Температура конденсатаопределяется по формуле:
/>°C
Зададимся оптимальнойскоростью нагреваемой воды в трубках равной ωтр = 1 м/с.
Определим необходимоесечение трубок по формуле:
/>м²
где ρ – плотностьводы, кг/м3.
В соответствии сполученной величиной f.тр выбирают необходимый типоразмерводоподогревателя ПВ-Z-15:
— диаметр основногокорпуса (Dн=0,325 м);
— длина секции (L=2м);
— поверхность нагреваодной секции (fсек=9,5 м²)
-кол-во трубок(n=68шт)
Для выбранноготипоразмера теплообменника определяется фактическая скорость воды в трубномпространстве по формуле:
/> м/с
Коэффициент теплоотдачиот пара к стенкам труб определяется по формуле:
/>
/>Вт/(м2·0С)
где /> — количествотрубок, шт.;
dН — наружный диаметр трубок, м
Коэффициент теплоотдачиот стенок труб к нагреваемой воде определяется по формуле:
/>
/> Вт/(м2·0С)
где tср.нагр – средняя температура нагреваемоготеплоносителя, 0С.
dвн — внутренний диаметр межтрубногопространства, м
Тепловую мощностьтеплообменника определяют по формуле:
/> Вт
Коэффициент теплопередачиследует определять по формуле:
/> Вт/(м2·0С)
Поверхность нагреватеплообменника определяют из уравнения теплового баланса:
/> м²
где /> - тепловая мощностьтеплообменника, Вт;
/> - коэффициенттеплопередачи, Вт/(м2·0С);
Δtср.лог – среднелогорифмическая разностьтемператур, 0С
Среднелогорифмическаяразность температур определяется по формуле:
/> 0С
где /> - большая разностьтемператур, °C
/>°C
/> - меньшая разностьтемператур, °C
/>°C
Число секцийтеплообменника определяется по формуле:
/> шт
где fсек – площадь одной секции, котораяопределяется в соответствии с выбранным типом теплообменника.
8. Расчет охладителявыпара атмосферного типа
Плотность определяется посредней температуре, которая рассчитывается по формуле:
/>
Зададимся оптимальнойскоростью нагреваемой воды в трубках равной ωтр = 1 м/с.
Определим необходимоесечение трубок по формуле:
/>м²
где ρ – плотностьводы, кг/м3.
В соответствии сполученной величиной f.тр выбирают необходимый типоразмерводоподогревателя ПВ-Z-15:
— диаметр основногокорпуса (Dн=0,325 м);
— длина секции (L=2м);
— поверхность нагреваодной секции (fсек=9,5 м²)
-кол-во трубок(n=68шт)
Для выбранноготипоразмера пароводяного теплообменника определяется фактическая скорость водыв трубном пространстве по формуле:
/> м/с
Коэффициент теплоотдачиот конденсирующегося пара к горизонтальной стенке трубки определяется поформуле:
/>
/> Вт/(м2·0С)
где /> — количествотрубок, шт.;
dН — наружный диаметр трубок, м
/>
Коэффициент теплоотдачиот стенки трубки к нагреваемой воде определяется по формуле:
/>
/> Вт/(м2·0С)
где tср.нагр – средняя температура нагреваемоготеплоносителя, 0С.
dвн — внутренний диаметр межтрубногопространства, м
Тепловаяпроизводительность подогревателя определяют по формуле:
/> Вт
Коэффициент теплопередачиследует определять по формуле:
/> Вт/(м2·0С)
Поверхность нагревапароводяных подогревателей определяется по формуле:
/> м²
где /> - расчетная тепловаяпроизводительность подогревателя, Вт;
/> - коэффициенттеплопередачи, Вт/(м2·0С);°C
Δtср.лог – среднелогорифмическая разностьтемператур, 0С
Среднелогорифмическаяразность температур определяется по формуле:
/> 0С
где /> - большая разностьтемператур, °C
/>°C
/> - меньшая разностьтемператур, °C
/>°C
Число секцийтеплообменника определяется по формуле:
/> шт
где fсек – площадь одной секции, котораяопределяется в соответствии с выбранным типом пароводяного теплообменника.
9. Аэродинамический расчеттракта дымовых газов
Метод аэродинамическогорасчета котельных установок используется для подсчета газовых и воздушныхсопротивлений и для выбора дымовых труб и тягодутьевых устройств. Приаэродинамических расчетах определяют перепады давлений на газовоздушных трактахподсчетом их сопротивлений и возникающей на данном участке или в установкесамотяги.
Когда теплоноситель неизменяет агрегатного состояния, расчет аэродинамики состоит изопределения суммыпотерь напора в местных сопротивлениях и потерь напора на трение:
/>.
Потери напора на трение,Па определяют по формуле Дарси-Вейсбаха:
/>
где /> – коэффициентсопротивления трением, зависящий при турбулентном режиме от
шероховатости, а при ламинарноми турбулентном от числа Рейнольдса;
/>– длина участка, м;
/>– плотность газа, кг/м3;
/>– средняя скорость потока,м/с;
/>– эквивалентный диаметр, м;
g – ускорение свободного падения,м/с².
1. часовой объемдыма от одного котельного агрегата по формуле:
/>
/> - действительноеколичество дымовых газов при средней величине избытка воздуха в газоходе,,м³/кг;
/>-расчетный расход топлива, кг/ч;
/>-плотность газовоготоплива, кг/м3, определяемая по следующей формуле:
/>
где Vгд – средний объем продуктов сгорания при нормальныхусловиях и средней величине избытка воздуха в газоходе, м3/ч;
α – коэффициент избытка воздуха;
V0– теоретически объем воздуха длягорения при α=1, м3/кг, м3/ м3;
ρсг.т. — плотность сухого газа, кг/м3;
dг.т. – содержание влаги в топливе, кг/м3,равная 10 г/м3.
Для действительныхусловий плотность газовоздушной смеси определяется по формуле:
/>,
/>
где tг – температура газов у дымососа, 0С,принимается равной температуре газов за воздухоподогревателем (при егоотсутствии за экономайзером).
Определяют сечениедымовых боровов, задаваясь скоростью движения дымовых газов 10 м/с по формуле
/>,
где /> - объем дыма, м³/с;
/> - оптимальная скоростьдвижения дымовых газов, м/с;
/> м²
/> м²
/> м²
Действительная скоростьдвижения дымовых газов:
/>
/>
Определяем потери напорав местном сопротивлении в Па на участке по формуле:
/>
/>
Определяемпотери напора на трение на участке, Па, по формуле Дарси-Вейсбаха:
/>
/>
l – длина участка, м;
ρ – плотность газа, кг/м3
ω – средняя скорость потока, м/с.
d – эквивалентный диаметр, равный длякруглого сечения его диаметру и для некруглого определяемый по формулам, м
10.Расчет дымовой трубы
Для котельной следуетиметь одну общую дымовую трубу для всех котлоагрегатов, стоящую отдельно отздания котельной, с возможностью присоединения к ней еще одного-двух котлов.Стальные трубы могут иметь высоту не более 45 м, и устанавливаются только на вертикально-цилиндрических котлах и водогрейных котлах большой теплопроизводительностибашенного типа. При естественной тяге и сжигании природного газа высота дымовойтрубы должна быть не ниже 20 м.
Скорость газов на выходеиз дымовых труб определяется условием недопустимости задержки ветром газов втрубе («задувания») при естественной тяге и целесообразным выбросом газов нанеобходимую высоту. При искусственной тяге скорость истечения газовопределяется материалом труб и их высотой с учетом необходимости выброса вверхние слои атмосферы. Ориентировочные значения скорости дымовых газов навыходе их дымовых труб приведены в табл…
Потери на трение вдымовой трубе (кирпичной или железобетонной), Па, (кгс/см2),определяются из выражения:
/>
/>
λ – коэффициентсопротивления трения. Среднее опытное значение для бетонных и кирпичных труб сучетом кольцевых выступов футеровки равно 0,05, для стальных труб с диаметром dд.т. ≥2 м λ=0,015, а при dд.т
ω0–скорость, м/с, в выходном сечении трубы диаметром dд.т.
Ориентировочныезначения выходных скоростей газов из дымовых труб, м/с
Материал для дымовой трубы Естественная тяга Искусственная тяга Высота дымовой трубы, м 45 Кирпич 5 – 8 8 – 10 – 15 – 20 20 – 25 Железобетон 5 – 8 8 – 10 – 15 – 20 20 – 25 Стальной лист 6 – 10 10 – 12 – 15 –
При искусственной тягеохлаждение газов в дымовой трубе не учитывается. Потеря напора с выходнойскоростью, Па (кгс/см2), определяется
/>,
ξ – коэффициент местных потерь навыходе из трубы, равный 1,1.
/>
Задаваясь скоростьюдвижения дымовых газов на выходе их дымовой трубы согласно данным табл…определяют диаметр устья дымовой трубы по формуле:
/>.
/>
Диаметр основанияопределяем по формуле:
/>.
/>
Определяем действительнуюскорость истечения дымовых газов, м/с:
/>
/>
Определяем самотягудымовой трубы, Па:
/>,
/>
Рассчитываем полезнуютягу дымовой трубы, Па:
/>
/>
Определяемполное сопротивление газового тракта котельной установки, Па (кгс/см2),суммированием сопротивлений отдельных элементов установки:
/>
/>
11. Выбор дымососа
Найдем производительностьдымососа:
/>
Найдем напор по формуле:
/>
По полученным значениямнапора и производительности выбираем дымосос типа ВД: марка – ВД–6; частотавращения n=1450 об/мин, к.п.д. – 65 %.
Определим мощностьдымососа по формуле:
/>
/>
Тепловая схема(принципиальная) отопительно-производственной котельной с паровыми котлами длязакрытой системы теплоснабжения.
1 – котел; 2 – расширительнепрерывной продувки; 3 — питательный насос; 4 – подогреватель сырой воды; 5 –химводоочистка; 6 – потребитель технологического пара; 6а – потребительтеплоты, используемой на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение;7 –насос для подпитки тепловых сетей; 8 – теплообменники для сетевой воды; 9 –деаэратор атмосферный; 10 – охладитель выпара из деаэратора; 11 – сетевойнасос; 12 – регулируемый клапан; 13 – редукционный клапан.
Библиографическийсписок
1. Тепловой расчёт паровых котловмалой мощности: Учебное пособие / Курилов В.К… — Иваново: ИИСИ, 1994. – 80 с.
2. Задачник по процессамтепломассообмена: Учебное пособие для вузов / Авчухов В.В., Паюсте Б.Я… – М.:Энергоатомиздат, 1986. – 144 с.: ил.
3. Справочник по котельным установкаммалой производительности / Роддатис К.Ф., Полтарецкий А.Н… — М.:Энергоатомиздат, 1989. – 488 с.: ил.
4. СП 41-104-2000Проектирование автономных источников теплоснабжения.
5. СП 41-101-95 Проектированиетепловых пунктов.
6. СНиП 2.04.07-86* Тепловые сети.