Тепловий та гідравлічний розрахунок котлеьного агрегату КВ-ГМ-100
ЗМІСТ
Вступ
1.Теплова схема водогрійної частини
1.1 Опис котельні
1.2 Опис котла
1.3 Газопостачання
1.4 Тепловий розрахунок котла КВ-ГМ-100
1.4.1 Вихідні дані для теплового розрахунку котла КВ-ГМ-100
1.4.2 Тепловий баланс
1.4.3 Розрахунок топки
1.4.4 Розрахунок конвективного пучка
2. Гідравлічний розрахунок котлеьного агрегату КВ-ГМ-100
2.1 Задачі розрахунку
2.2 Визначення теплосприйняття та приростів ентальпії в елементах котла
2.3 Розрахунок перепадів тиску в елементах котельного агрегату КВ-ГМ-100
2.4 Результати розрахунку елементів гідравлічного тракту котла КВ-ГМ-100
2.5 Результати розрахунку елементів гідравлічного тракту котла КВ-ГМ-100
Література
ВСТУП
У період проведення економічних реформ і переходу до ринкових відносин підвищений інтерес викликають задачі економії палива. З цього погляду актуально представляється можливість одержання економії палива від проведення режимного налагоджувального режиму на котлоагрегатах. Здійснення подібних заходів забезпечує економію палива в розмірі 3-5%.
Котельня, що проектується, розташована в західній частині міста Бєлгорода. Вона призначена для постачання теплом опальвально-вентиляційних установко та систем гарячого водопостачання житлових, суспільних і промислових будинків, а також постачання парою промислових підприємств, та відносяться до другою категорії по надійності відпуска теплоти споживачам. Котельня проектується з закритою системою теплопостачання. Зважаючи на те, що котельня розташована в безпосередній близкості від існуючої житлової забудови, для будівництва прийнятий варіант закритої установки тягодуттєвих машин.
У котельні встановлені два парових котла КВ-ГМ-100 і два парових котла ДЕ-25-14ГМ. Котельня має розгалужені теплові мережі, не зєднані між собою.
Як основне паливо використовується природний газ родовища Шебелинка-Харків. Джерелом газопостачання є газопровід високого тиску (0,6 МПа). Високосірчаний мазут марки М-100 прийнятий як резервне паливо. Доставка мазуту з централізованого складу здійснюється спецавтотранспортом. Розігрів мазуту здійснюється парою.
1 ТЕПЛОВА СХЕМА ВОДОГРІЙНОЇ ЧАСТИНИ
Покриття зовнішніх теплових навантажень забезпечується водою з розрахунковими температурами 150/70 0С.
Покриття теплопостачання особистих потреб забезпечується частково за рахунок водогрійних котлів – підігрів вихідної та хімочищеної води, деаерація у вакуумному деаераторі та частково за рахунок роботи парових котлів – пари на мазутне господарство, на деаератор живильної води. Принцип роботи водогрійних котлів на газу та на мазуті відрізняється.
В опалювальному періоді індівідуальними котловими регуляторами температури (рециркуляції) у залежності від виду палива, що спалюється, забезпечуються наступні температури: при роботі на газі 70 0С на вході в котел; при роботі на мазуті 150 0С на виході з котла.
Загальнокотельним регулятором витрат (перепуску) при цьому підтримується задача витрати через котли.
Температура в мережі підтримується регулятором палива одного із працюючих котлів, інші котли працюють у режимі заданого теплового навантаження.
У літньому періоді регулятор палива котла підтримує задані температури на вході та виході з котла, у залежності від виду палива, що спалюється.
Витрата води через котел при відключеному клапані перепуску забезпечується впливом на клапан рециркуляції.
Передбачається робота рециркуляційних насосів на загальний рециркуляційний колектор – загальнокотельня рециркуляція з індивідуальним агрегатированим регулюванням рециркуляційної води на кожен котел.
Оснащення котельні реціркуляційною системою по груповому принципу установки рециркуляційних насосів у комбвнації з агрегатованою установкою регуляторів рециркуляції забезпечує розширену можливість включення дійсно необхідної якості працюючих агрегатів у залежнсоті від перемінної потреби водогрійних котлів у рециркуляційній воді.
Циркуляція води в теплових мережах забеспечується мережними насосами.
Влітку як мережні насоси використовуються зимові підпиточні насоси.
З метою попередження газової корозії конвективних поверхонь нагрівання котлів за допомогою рециркуляційних насосів підтримуютьсч температурні режими по мережній воді tк = 70 0С = const при спалюванні газу і tк = 150 0С = const при спалюванні мазуту.
Вихідна вода, що надходить у котельню, перед водопідготовчою установкою підігрівається у водоводяному теплообміннику.
Крім того, передбачений підігрів частини вихідної води в охолоджувачі конденсату, що надходить з виробництва.
Підігрів хімобробленої води до 50 0С перед вакуумними деаераторами здійснюється у водоводяному підігрівнику хімочищеної води і частково в охолоджувачі робочої води.
Після деаерації підпиточна вода з температурою 70 0С самотечією подається в баки-акумулятори або на підпиточні насоси.
У вакуумних деаераторах пароповітряна суміш відсмоктується водоструминними ежекторами і разом з робочою водою скидуються в бак.
Після виділення газових включень вода з температурою 33-34 0С знову подається до ежекторів насосами робочої води після охолодження до 30 0С у водоводяному охолоджувачі робочої води.
Щоб уникнути випадкового відключення від деаератора одночасно обох акумуляторних баків і відповідних гідрогазоотворів, їхні затвори на трубопроводах, що підводять, повинні бути у відкритому положенні. Вони закриваються тільки при ремонті одного з баків-акумуляторів.
Подача води в пряму лінію мережі (вода на гаряче водопостачання) улітку здійснюється зимовими підпиточними насосами, що працюють в якості літніх мережних.
Циркуляція мережної води для власних потреб (підігрів вихідної і хімочищеної води, а також гріюча вода до вакуумного деаератора) здійснюється по внутрішньому контуру котельні спеціальними насосом власних потреб, який зєднаний паралельно з рециркуляційними насосами.
1.1 Опис котельні
Котельня призначена для постачання теплом опалювально-вентиляційних установок та систем гарячого водопостачання жилових, суспільних і промислових будинків, а також постачання парою промислових підприємств, та відноситься до другої категорії по надійності відпуска тепла споживачам.
Співвідношення розрахункових теплових навантажень:
- опалення, вентиляція - 80%;
- гаряче водопостачання – 20%.
Паливо – природний газ і високосірчаний мазут.
Теплоносій для зовнішніх споживачів – вода з розрахунковими температурами 150/70 0С і пара з параметрами Р = 1,37 МПа, t = 194 0С.
Регулювання відпуску тепла якісне за графіком.
Напори мережної води в стіні будинку котельні:
- прямої води узимку – 1,03 МПа (105 мм вод.ст.);
- прямої води влітку – 0,59 МПа (60 мм вод.ст.);
- зворотньої води – 0,2 МПа (20 мм вод.ст.).
Розігрів мазуту здійснюється парою. Компонування котельні виконане з відкритою установкою тягодуттєвих машин для районів з розрахунковою температурою – 30 0С.
Теплові розрахунки проекту виконані для умов роботи котельні в районах з розрахунковою температурою зовнішнього повітря для проектування опалення – 24 0С.
У котельні встановлені два водогрійних котла КВ-ГМ-100 і два парових котла ДЕ-25-14ГМ. КВ-ГМ-100 являє собою сталевий прямоточний агрегат, призначений для нагрівання мережної води. Основні проектні рішення (допоміжне устаткування, головні трубопроводи і т.і.) прийняті з урахуванням можливості розширення котельні.
Теплові навантаження і вихідні дані по режимах наведені в таблиці 1.1.
Таблиця 1.1 – Теплові навантаження і вихідні дані по режимах
| Найменування | Одиниця вимірювання | Режими | ||||
| Розрахунковий | Середній найбільш холодного місяця | Середньоопалювальний | У точці перелому | Літній | ||
| Температура зовнішнього повітря | 0С | -24,0 | -13,5 | -5,7 | +1,0 | ≥+8,0 |
| Температура мережної води: | ||||||
| - прямої | 0С | 150,0 | 108,3 | 88 | 70,0 | 70,0 |
| - зворотньої | 0С | 70,0 | 55,8 | 48,5 | 41,7 | 70,0 |
| Зовнішні теплові навантаження: | ||||||
| - на опалення і вентиляцію | МВт (Гкал/год) | 183157 | 120104 | 8976,3 | 64,656 | -- |
| - на гаряче водопостачання | МВт (Гкал/год) | 4539 | 4639 | 4639 | 4639 | 3126 |
| - на витрати в мережах | МВт (Гкал/год) | 4,74 | 3,83,3 | 3,53 | 3,02,6 | 0,70,6 |
| - загальна | МВт (Гкал/год) | 232,0200 | 169,8146,3 | 138,5118,3 | 113,697,6 | 31,726,6 |
| Витрати мережної води: | ||||||
| - на гаряче водопостачання з прямої лінії мережі | м3/год | 603,8 | 603,8 | 603,8 | 603,8 | 480 |
| - на втрати в мережах | м3/год | 39,5 | 43,0 | 46,1 | 51,6 | 12,0 |
| Усього на вході в котельню | м3/год | 1373 | 1497 | 1660 | 1930 | 96,4 |
| Усього на виході з котельні | м3/год | 2016,3 | 2143,8 | 2309,9 | 2585,4 | 588,4 |
1.2 Опис котла
Газомазутний водогрійний котел типу КВ-ГМ-100 виконаний водотрубним, прямоточним з П-образною замкненою компоновкою поверхонь нагрівання.
Котел призначений для одержання гарячої води з температурою 150 0С в окремих котельнях для використання в системах опалення, вентиляції і гарячого водопостачання обєктів промислового і побутового призначення, на ТЕЦ як піково-резервні джерела тепла.
Котел використовується для роботи як в основному режимі, так і в пвковому (для підігріву мережної води відповідно від 70 до 150 0С).
Котел КВ-ГМ-100 повинен працювати з постійною витратою води.
Як розрахункові палива прийняті: мазут марки М100 та природний газ з Qнр = 37,3 МДж/м3.