Содержание
Введение
1. Исходные данные для проектирования водогрейной котельной
2. Построение температурного графика отпуска тепловой энергии потребителям и графика переключения работы котлов
3. Подбор основного оборудования котельной
3.1 Подбор котлоагрегата
3.1.1 Тепловые нагрузки
3.1.2 Режим теплопотребления
3.1.3 Характеристика оборудования
3.1.4 Загрузка котлоагрегатов
3.2 Газовое оборудование. Горелочные устройства
4. Тепловой расчет контура системы отопления и вентиляции котельной
5. Тепловой расчет контура системы горячего водоснабжения котельной
6. Подбор вспомогательного оборудования котельной
Заключение
Введение
Тепловая энергия – один из основных видов энергии, используемых человеком для обеспечения необходимых условий его жизнедеятельности. Централизованное теплоснабжение промышленности и жилищно-коммунального хозяйства от котельных в настоящее время и на перспективу является, наряду с теплофикацией, одним из основных направлений развития теплоснабжения. Последнее десятилетие характеризуется техническим прогрессом в области котельных установок, освоением новых видов котельно-топочного и вспомогательного оборудования. Развитие котлостроения для котельных осуществляется в направлении создания паровых котлоагрегатов низкого давления. Совершенствование топочного оборудования направлено на создание универсального оборудования для сжигания широкой гаммы твердых топлив и высокоэкономичных газомазутных горелочных устройств. Наблюдающийся в теплоэнергетике переход на внедрение блочного оборудования и оборудования повышенной заводской готовности постепенно распространяется и на котельные централизованного теплоснабжения. К проектным решениям по котельным централизованных систем теплоснабжения предъявляются повышенные требования в части экономичности и современного технического уровня. Между тем при разработке проектов котельных многочисленными проектными организациями до сих пор встречается подход к их проектированию как к решению локальной задачи, без учета требований схем теплоснабжения по выбору источников тепла.
В данной курсовой работе запроектирована котельная малой мощности, построен температурный график отпуска тепловой энергии потребителям, подобрано основное и вспомогательное оборудование.
1. Исходные данные для проектирования водогрейной котельной
Таблица 1
№ п/п
Показатель
Размерность
Значение
1
Проектируемый район (город, область)
г. Тверь
1.1.
Вид застройки (промзона, жилой или административный сектор)
Адм. сектор
1.2.
Назначение котельной (центральная, автономная, пиковая)
автономная
1.3.
Количество обслуживающего персонала
чел
1
2
Климатические данные * :
2.1.
Температура наиболее холодной пятидневки
°С
-29
2.2.
Средняя температура воздуха за отопительный период
°С
-22
2.3.
Расчетная летняя температура воздуха
°С
24,8
2.4.
Продолжительность отопительного периода
сут/год
236
3.
Расчетная тепловая нагрузка на нужды:
3.1.
— отопления
Мкал/ч
800
3.2.
— горячего водоснабжения
Мкал/ч
500
3.3.
— вентиляции
Мкал/ч
800
3.4.
— прочие (вид нужд)
Мкал/ч
4.
Система теплоснабжения:
4.1.
Вид (открытая или закрытая)
закрытая
4.2.
Количество трубопроводов (двух — или четырехтрубная)
четырехтрубная
4.3.
Вид прокладки трубопроводов (подземная -канальная или бесканальная; надземная)
подземная
канальная
4.4.
Схема присоединения системы теплоснабжения (зависимая — элеваторная или насосная; независимая)
зависимая
4.5.
Тип компенсаторов тепловых удлинений
П – образные
4.6.
Тип устанавливаемых отопительных приборов у потребителя (радиаторы, регистры, конвекторы)
радиаторы
4.7.
Температурный график отпуска тепловой энергии
°С
95/70
4.8.
Температура горячей воды
°С
60
4.9.
Гидравлическое сопротивление
— системы отопления и вентиляции
кПа
112
— системы горячего водоснабжения
кПа
30
4.10.
Водяной объем
— системы отопления и вентиляции
м3
5,6
— системы горячего водоснабжения
м3
1,5
5.
Источник водоснабжения
городской водопровод
5.1.
Жесткость исходной воды
мг-экв/м3--PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK--
-80
95
75
У2
-1
1
1
-80
95
75
К2
-1
1
-95
80
-860
У1
1
-1
-1
У3
1
-1
-1
У5
1
1
-1
У6
-1
-1
1
Диаметры трубопроводов определяют по формуле (4):
/>, мм(4)
где />расход теплоносителя, м3/ч, определяемый теорией графов;
/>скорость движения воды в трубах, принимается равной />1 м/с.
Таблица12Подбор диаметров для контура СО и В
№
п/п
расход в контуре,G
расчетный внутренний
диаметр трубы, dвн
Маркировка трубы,
Dн х d
м3/ч
мм
1
91,7 G11
215
219х5
2
91,7 G12
215
219х5
3
22,9 G13
108
108х3
4
68,8 G14
186
194х6
5
68,8 G15
186
194х6
6
57,3 G21
170
180х6
7
57,3 G22
170
180х6
8
14,3 G23
85
89х3
9
43 G24
147
152х5
10
43G25
147
152х5
11
111,8 G1
238
245х8
12
111,8 G2
238
245х8
5. Тепловой расчет контура системы горячего водоснабжения котельной
Исходные данные для расчёта расходов воды в котельной
/>
Рис. 4 — Расчётная тепловая схема контура СГВ
С помощью системы анализа для каждого узла схемы контура запишем материальный и энергетический балансы вида:
ΣGвх= ΣGвых
ΣЕвх= ΣЕвых
Q =860 ккал/ч;
У1: G11 – G13 – G3 = 0 У2: G4 + G13 – G12 = 0
К1: G12 – G11 = 0; G12∙ 80 – G11∙ 95= — Q
ТО: G3 + G21 – G22 – G4 = 0; G3∙ 95 + G21∙ 5 – G22∙ 60 – G4∙ 75 = 0 продолжение
--PAGE_BREAK--
Таблица 13Расчетная матрица для контура СГВ
G11
G12
G13
G21
G22
G3
G4
R
К1
-1
1
-95
80
-860
У2
-1
1
1
-80
95
75
ТО
1
-1
1
-1
5
-60
95
-75
У1
1
-1
-1
Таблица14Подбор диаметров для контура СГВ
№
п/п
расход в контуре,G
расчетный внутренний
диаметр трубы, dвн
Маркировка трубы,
Dн х d
м3/ч
мм
1
2
3
4
1
57,3G11
170
180х6
2
57,3G12
170
180х6
3
14,3G13
85
89х3
4
15,6G21
89
89х3
5
15,6G22
89
89х3
6
43G3
147
152х5
7
43 G4
147
152х5
6. Подбор вспомогательного оборудования котельной
Таблица 15Подбор теплообменников
№
параметр
среда
греющая
нагреваемая
ед. изм.
теплообменник СГВ
1
исходные данные
1.1.
нагрузка
672
кВт
1.2.
температура воды на входе
95
5
˚C
1.3.
температура воды на выходе
75
60
˚C
1.4.
потери давления
5
5
˚C
1.5.
запас по нагрузке
5
%
2
результаты расчета
2.1.
марка теплообменника
FP 14-75-1-NH
2.2.
запас по нагрузке
50,87
%
2.3.
площадь теплообмена
10,22
м2
2.4.
масса
162
кг
2.5.
расход среды
8,04
2,92
м3/ч
2.6.
потери давления
4,86
3,72
кПа
2.7.
MAX рабочая температура
95
˚C
2.8.
объем воды
13,47
7,77
л
3
габариты
3.1.
высота
837,5
мм
3.2.
длина
700
мм
3.3.
ширина
325
мм
Таблица 16 Подбор ГРП
N пункта
Параметр
Давление
Ед. измерения
продолжение
--PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK--
20
20
м/с
1.12.
плотность воздуха при н.у.
1,293
1,293
кг/м3
1.13.
плотность дымовых газов при н.у.
1,26
1,26
кг/м3
1.14.
потери теплоты с химнедожегом
31,13
31,13
%
1.15.
потери теплоты с физнедожегом
%
2
расчетные данные
2.1.
определение диаметра газоходов
2.1.1.
теоретически необходимое кол-во в-ха
9,57
9,57
м3/м3
2.1.2.
действительное количество воздуха
10,978
10,978
м3/м3
2.1.3.
действительный объем дымовых газов
12,18
12,18
м3/м3
2.1.4.
теплота сгорания газа
8987,21
8987,21
ккал/м3
37,6
37,6
МДж/м3
2.1.5.
плотность природного газа
0,773
0,773
кг/м3
2.1.6.
суммарный расход топлива
109,16
109,16
м3/ч
2.1.7.
0,03
0,03
м3/с
2.1.8.
действительный расход воздуха
1198,36
1198,3
м3/ч
2.1.9.
действительный объем продуктов сгорания
2108,80
2108,80
м3/ч
2.1.10
минимальный диаметр газохода
193,16
193,16
мм
2.1.11
фактический диаметр газохода (по типоразмерам производителя)
200
200
мм
2.1.12
фактическая скорость в газоходе
18,66
18,66
м/с
2.2.
расчет высоты дымовой трубы по ПДК
2.2.1.
коэффициент конструкции горелок
2
2
-
2.2.2.
коэффициент влияния температуры воздуха
0,5
0,5
-
2.2.3.
коэффициент влияния избытка воздуха
1
1
-
2.2.4.
удельный выброс оксидов азота
0,06
0,06
г/МДж
2.2.5.
расчет выбросов оксидов азота
32,35
16,35
г/с
2.2.6.
коэффициент доли потерь с химнедожегом топлива
0,34
0,34
г/Мкал
2.2.7.
расчет выбросов монооксида углерода
10,78
10,90
г/с
2.2.8.
коэффициент распределения темп-ры в-ха
160,00
160,00
-
2.2.9.
коэффициент скорости оседания вредных в-в в атмосферном воздухе
1,00
1,00
-
2.2.10
минимальная высота дымовой трубы по оксиду азота
12,02
9,07
м
2.2.11
минимальная высота дымовой трубы по монооксиду углерода
2,10
2,24
м
2.2.12
высота дымовой трубы по ПДК
8,26
8,29
м
2.3.
расчет самотяги дымовой трубы
2.3.1.
коэффициент дымовой трубы
0,34
0,34
-
2.3.2.
температура дым. газов на выходе из дымовой трубы
155
157
˚C
2.3.3.
средняя рабочая температура дымовых газов
158
158
˚C
2.3.4.
плотность дымовых газов при рабочих условиях
0,8
0,8
кг/м3
2.3.5.
плотность воздуха при рабочих условиях
1,45
1,31
кг/м3
2.4.
потери давления в газоходе
2.4.1.
длина газохода
2106
2106
мм
2.4.2.
КМС газохода
0,9
0,9
-
2.4.3.
коэффициент сопротивления трения
0,02
0,02
-
2.4.4.
потери давления на трении
2,87
2,87
кПа
2.4.5.
потери давления в местных сопротивлениях
12,27
12,25
кПа
2.4.6.
суммарные потери давления в газоходе
15,14
15,12
кПа
2.5.
потери давления в дымовой трубе
2.5.1.
КМС дымовой трубы
0,9
0,9
-
2.5.2.
коэффициент сопротивления трения
0,02
0,02
-
2.5.3.
потери давления на трении
11,26
11,29
кПа
2.5.4.
потери давления в местных сопротивлениях
12,27
12,25
кПа
2.5.5.
суммарные потери давления в трубе
23,53
23,54
кПа
2.6.
определение требуемой высоты трубы
2.6.1.
величина самотяги СУДГ
53,52
42,26
кПа
2.6.2.
проверка тяги
29,58
18,45
кПа
2.6.3.
высота дымовой трубы по самотяге
3,64
4,63
м
2.6.4.
высота дымовой трубы требуемая (по ПДК и самотяге)
8,26
8,29
м
2.6.5.
высота дымовой трубы требуемая (по ПДК, самотяге и режиму работы)
8,29
м
Заключение
В результате выполнения данного курсового проекта была запроектирована автономная котельная производственной мощностью 2150 кВт с одним обслуживающим человеком в жилом секторе города Тверь. Температурный график 95-70.
В проекте содержится подбор необходимого оборудования для котельной.
Было подобрано:
котел ЗиОСаб мощностью 1600 кВт и два котла мощностью 1000кВТ каждый, горелочные устройства к ним марки Weishaupt;
Диаметры трубопроводов системы отопления и вентиляции в соответствии с ГОСТ 10704-91;
5 сетевых насосов WILO ;
2 рециркуляционных насоса WILO ;
2 циркуляционных насоса WILO ;
4 подпиточный насоса WILO;
Дымовая труба Н=8,29м фирмы Raab серии DW_ALKON.