Дипломная работа: Реконструкция теплоснабжения ОАО "САРЭКС" с разработкой собственной котельной

5. Теплоприготовительные установки систем теплоснабжения

5.1. Виды теплоприготовительных установок систем теплоснабжения

Теплоприготовительная установка системы теплоснабжения, это комплекс устройств и агрегатов, предназначенных для выработки тепла в виде пара или горячей воды за счёт сжигания топлива, а также подготовки теплоносителя и подачи его в систему теплоснабжения.

В зависимости от назначения теплоприготовительные установки делятся на три основные группы: паровые, пароводогрейные и водогрейные котельные.

Паровые котельные в основном предназначены для обеспечения паром технических потребителей промышленных предприятий. Отпуск тепла системам отопления, вентиляции и горячего водоснабжения производится в небольшом количестве, только для нужд предприятия.

Вторая группа котельных, при мощности более 60 МВт на основании технико-экономических расчётов оборудуется паровыми и водогрейными котлами и предназначается для отпуска тепла как в виде пара промышленным предприятиям, так и в виде воды для отопления, вентиляции и горячего водоснабжения предприятий и жилищно‑коммунального сектора. Мощность паровых и водогрейных котлов определяется соотношением тепловых нагрузок по пару и горячей воде.

Водогрейные котельные предназначены для отпуска тепла системам отопления и горячего водоснабжения потребителям жилищно-коммунального сектора или промышленных предприятий, где пар не используется на технологические нужды.

Так как на данном предприятии тепловая мощность не превышает 60 МВт, а на технологические нужды используется насыщенный пар с давлением 0,7 МПа, то в дальнейшем будем рассматривать паровую котельную.

5.2. Тепловая схема паровой котельной

Рекомендуемый вариант тепловой схемы котельной представлен на листе 4 графической части.

Котельная оборудуется паровыми котлами с параметрами пара обусловленными необходимостью технологических процессов.

Вырабатываемый пар отпускается потребителям, как с параметрами свежего пара, так и через редукционно-охладительную установку РОУ. На собственные нужды котельной, используется редуцированный пар с давлением – 0,6 Мпа. Водо-питательная установка котельной состоит из атмосферного деаэратора, пароводяных подогревателей химически очищенной воды и питательных насосов. Установка атмосферных деаэраторов обеспечивает получением деаэрированной питательной воды с температурой 104 оС, отвечающей требованиям, предъявляемым устанавливаемыми котлами.

В целях поддержания расчётного водо‑химического режима котлов предусмотрена их непрерывная и периодическая продувка. Тепло непрерывной продувки котлов используется в рабочем цикле котельной с помощью сепаратора непрерывной продувки(СНП) и охладителя непрерывной продувки (ОНП). Отсепарированный пар из сепаратора отводится в деаэраторы питательной воды, а от сепарированная продувочная вода охлаждается сырой водой в охладителе непрерывной продувки до 40 оС, после чего сбрасывается в канализацию.

После подогрева в теплообменнике (ОНП) сырая вода подогревается до 25‑30 оС в пароводяном подогревателе исходной воды, после чего после чего поступает на химводоочистку. Пройдя химводоочистку, вода с температурой

23‑ 28 оС (принимается, что в аппарате ХВО вода остывает на 2 оС) поступает на водоподогреватель химически очищенной воды, где в паровом теплообменнике нагревается до температуры 70 ‑ 80 оС. После чего направляется в деаэратор.

Все использованные в котельной пароводяные подогреватели обогреваются редуцируемым паром 0,6 Мпа, и конденсат после них через регуляторы уровня (конденсатоотводники) выдавливается непосредственно в деаэратор питательной воды. Конденсат, возвращающийся с производства, поступает в промежуточные баки и после контрольной проверки его качества насосами перекачивается в деаэраторы.

Отпуск тепла системам отопления вентиляции и горячего водоснабжения производится с горячей сетевой водой, которая нагревается в сетевых подогревателях.

Вода для подпитки тепловых сетей берётся из бака запаса подпиточной воды, пройдя охладитель подпитки, подпиточными насосами подаётся в обратный трубопровод перед сетевыми насосами.

5.3. Расчёт тепловой схемы паровой котельной

5.3.1. Расчёт тепловой схемы паровой котельной для максимально-зимнего периода

Расход технологического конденсата с производства определяется по формуле:

Gтех = μ · Dтех / 100, (5.1)

где Dтех – расход пара на технологические нужды, кг/с;

 μ - доля возврата конденсата, %;

Gтех = 60 · 1,1 / 100 = 0,66 кг/с.

Потери технологического конденсата:

Gтехпот =Dтех–Gтех, (5.2)

Gтехпот = 1,1 – 0,66 = 0,44 кг/с.

Нагрузка отопления, вентиляции, горячего водоснабжения:

Qов = Qовр · ( tвнр – tнв ) / (tвнр – tор), (5.3)

где Qовр – расчётная нагрузка отопления и вентиляции, кВт;

 tвнр – расчётная температура внутри помещений, оС;

 tор – расчётная температура для проектирования отопления, оС;

 tнв – температура наружного воздуха, оС.

 Qов = 11116,1 · (18 + 30) / (18 + 30) = 11116,1 кВт.

Расход пара на сетевые подогреватели определяется по формуле:

Dсп = (Qов + Qгв ) / (i0,7 "– iк), (5.4)

где i 0,7 "– энтальпия сухого насыщенного пара при давлении 0,7МПа, кДж/кг [2];

 iк – энтальпия конденсата возвращённого от потребителя, кДж/кг;

Dсп = (1111,6 + 1162,6) / ((2763 – (55 · 4,19)) = 4,84 кг/с.

Общий расход пара потребителями:

Dвн = Dтех + Dсп, (5.5)

 Dвн = 1,1 + 4,84 = 5,94 кг/с.

Потери пара в тепловой схеме:

 Dпот = 0,03 · Dвн, (5.6)

 Dпот = 0,03 · 5,94 = 0,2 кг/с.

Расход пара на собственные нужды ТГУ:

 Dсн = 0,08 · Dвн, (5.7)

 Dсн = 0,08 · 5,94 = 0,5 кг/с.

 Расход сетевой воды:

Gс= (Qов + Qгв) / (iс' − iс''), (5.8)

где iс', iс'' − энтальпия воды в прямой и обратной магистрали, кДж/кг;

Gс= (11116,1 + 1162,6) / [(150 · 4,19) − (70 · 4,19)] = 36,6 кг/с.

Расход воды на подпитку тепловой сети:

 Gпод = 0,015 · Gс, (5.9)

 Gпод = 0,015 · 36,6 = 0,55 кг/с.

Паропроизводительность котельной определяется по формуле:

Dкот = Dтех + Dсп + Dсн + Dпот, (5.10)

Dкот = 1,1 + 4,84 + 0,5 + 0,2 = 6,64 кг/с.

Сумма потерь пара, конденсата, сетевой воды:

Gпот= Gпоттех + Dпот + Gпод, (5.11)

Gпот= 0,44 + 0,2 + 0,55 =1,19 кг/с.

Доля потерь теплоносителя:

Пх = Gпот / Dкот, (5.12)

Пх = 1,19 / 6,64 = 0,2.

Процент продувки:

Pп= Sх· Пх·100 / (Sкв−Sх· Пх), (5.13)

где Sх−солесодержание исходной воды, мг/кг;

Sкв−солесодержание котловой воды, мг/кг, [2];

Pп= 350 · 0,2 · 100 / (3000 −350 · 0,2) =2,38.

Расход питательной воды на РОУ:

Gроу = Dкот · (i"1,4 − i"0,7) / (i"1,4 − i"пв), (5.14)

где i"пв − энтальпия питательной воды, КДж/кг, [2];

 i"1,4 − энтальпия сухого насыщенного пара при давлении Р = 1,4 МПа, кДж/кг, [2].

Gроу = 6,64 · (2790 − 2763) / (2790 − 419) = 0,1 кг/с.

Паропроизводительность ТГУ при рабочих параметрах:

D1,4 = Dкот − Gроу, (5.15)

D1,4 = 6,64 − 0,1= 6,54 кг/с.

Расход продувочной воды:

Gпр = Pп · D1,4 / 100, (5.16)

Gпр = 2,38 · 6,54 / 100 = 0,16 кг/с.

Расход пара из сепаратора непрерывной продувки:

Dс0,15 = Gпр · (iкв − i0',15) / (i"0,15 − i0',15), (5.17)

где iкв − энтальпия котловой воды, КДж/кг, [2];

i"0,15 , i0',15 − энтальпия насыщенного пара и воды, (при давлении Р = 0,15 Мпа), кДж/кг, [2].

Dс0,15 = 0,16 · (830 − 467) / (2693 − 467) = 0,03 кг/с.

Расход воды из сепаратора непрерывной продувки:

Gснп = Gпр − Dс0,15, (5.18)

Gснп = 0,16 − 0,03 = 0,13.

Расход воды из деаэратора:

Gд = Dкот + Gпр + Gподп, (5.19)

Gд = 6,64 + 0,16 + 0,55 = 7,35 кг/с.

Расход выпара деаэратора:

Dвып = d · Gд, (5.20)

где d − удельный расход выпара из деаэратора, кг/кг, [2].

Dвып = 0,005 · 7,35 = 0,04 кг/с.

Суммарные потери пара и конденсата (уточнённые):

Gпот = Gтехпот + Dпот + Gпод + Gснп+ Dвып, (5.21)

Gпот = 0,44 + 0,2 + 0,55 + 0,13+ 0,042 = 1,36 кг/с.

Расход воды: химически обработанной:

Gхво = Gпот, (5.22)

Gпот = 1,36 кг/с;

исходной:

Gисх = 1,15 · Gхво, (5.23)

Gисх = 1,15 · 1,36 = 1,56 кг/с.

Температура исходной воды после охладителя непрерывной продувки:

t = (iисх + (Gснп / Gисх ) · (i0,15 − iк ) ) / 4,19, (5.24)

где iис х− энтальпия исходной воды, (при t = 5 оС зимой), кДж/кг;

iк − энтальпия конденсата, (при t =40оС), кДж/кг.

t = (20,95+ (0,13/ 1,56) · (467 − 167,6)) / 4,19 = 11оС.

Расход пара на подогреватель исходной воды:

Dисх = Gисх · (i"исх − i'исх) / (i"0,7 − iк ), (5.25)

где i"исх , i'исх − энтальпия воды на выходе и входе в подогреватель исход ой воды, кДж/кг, [2];

iк− энтальпия конденсата (при давлении в деаэраторе и t=105 оС), кДж/кг, [2];

Dисх = 1,56 · (125,7 − 46,9) / (2763 − 439,9 ) = 0,05 кг/с.

Расход пара на подогреватель химически очищенной воды:

Dхво = Gхво · (i"хво − i'хво) / (i"0,7 − iк), (5.26)

где i"хво − энтальпия химически очищенной воды на выходе из охладителя выпора и на входе в деаэратор, кДж/кг, [2];

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14