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

5.4 Определение и расчёт продуктов сгорания газа и расхода воздуха

В качестве основного топлива в котельной используется природный газ, состав которого приведен в таблице 6.

Таблица 6.

 Состав природного газа

Удельная теплота сгорания топлива равна:

q = 34,16 МДж/м3 = 9,49 Вт · ч/м3.

Плотность газа равна: ρ = 0,879 кг/с.

Расход газа определяется по формуле:

B = (Qу · n) / (q · ηк.а ), (5.31)

где ηк.а – коэффициент полезного действия котлоагрегата, %;

Qу – установленная мощность котлоагрегата, Вт;

 n – количество котлов, шт.

B = (4370 · 4) / (9,49 · 0,92) = 2002 м3/ч.

Теоретически необходимый объём воздуха для сжигания газа определяется по формуле:

V0 = 0,0476· ∑(m + ( n/4))· Cm· Hn – O2, (5.32)

V0 = 0,0476· (2 · 78,2 + 3,5· 4,4 + 5 · 2,2 + 6,5 · 0,7 + 8 · 0,2) = 10,2 м3/ м3.

Фактический расход воздуха определяется по формуле:

Vв = V0· В· α · ((t + 273,15) / 273,15), (5.33)

где α – коэффициент избытка воздуха, α =1,05 [4].

Vв = 10,2· 2002 · 1,05 · ((28 + 273,15) / 273,15) = 23639,3 м3/ч.

Объём азота в продуктах сгорания определяется по формуле:

VN2 = В· (0,79· V0· α + (N2 /100)), (5.34)

VN2 = 2002 · (0,79·10,2· 1,05 + (14,2 /100)) = 16416,4 м3/ч.

Объём трехатомных газов в продуктах сгорания определяется по формуле:

VRO2 = 0,01· В· (СО2 + СО + Н2S +∑mСmHn (5.35)

VRO2 = 0,01· 2002 · (0,1· 78,2 + 2 · 4,4 + 3 · 2,2 + 4 · 0,7 + 5 · 0,2) = 1951,9 м3/ч.

Объём водяных паров в продуктах сгорания определяется по формуле:

VН2О = В · (Н2S + Н2 + ∑(n/2)СmHn +0,0161d) · 0,01+0,124·V0 · α, (5.36)

где d – влагосодержание газа, d = 10,4 [4].

VН2О = 2002 · (2· 78,2 + 3 · 4,4 + 5 · 2,2 + 6 · 0,2 + 0,0161 · 10,4) · 0,01+ + 0,124 · 10,2 · 1,05 = 6301,7 м3/ч.

Объём сухих продуктов сгорания определяется по формуле:

VС2 = VRO2 + VN2 + (α – 1) · V0 · В, (5.37)

VС2 = 1951,9 + 16416,4 + (1,05 – 1) · 10,2 · 2002 = 28578,5 м3/ч.

Объём продуктов сгорания определяется по формуле:

V2 = VС2 + VН2О, (5.38)

V2 = 28578,5 + 6301,7 = 34880,2 м3/ч.

5.5 Выбор основного и вспомогательного оборудования

Основное оборудование котельной – паровые котлы. В котельных промышленных предприятий с небольшим потреблением пара большое распространение получили котлы типа Е. Котел двух барабанный, с естественной циркуляцией, барабаны котла расположены по одной вертикальной оси, котельный пучок разделен двумя перегородками из жаропрочной стали, образующими газоходы. Топка имеет боковые и верхние экраны. Каждый котел оборудован одной горелкой, индивидуальным вентилятором и дымососом.

В проектируемой котельной, принимается к установке 4 котла Е 1‑9, с номинальной паропроизводительностью 1,81 кг/с, [2].

Вспомогательным оборудованием котельной является:

деаэратор;

сетевые, питательные, подпиточные насосы, насос исходной воды, конденсатный насос;

подогреватели исходной, химически очищенной, сетевой воды;

редукционно‑охладительная установка;

баковое хозяйство и трубопроводы.

Выбор деаэратора.

Деаэрация питательной воды паровых котлов и подпиточной воды тепловых сетей, является обязательной для всех котельных. Деаэраторы предназначены для удаления из воды растворенных в ней неконденсирующихся газов. Присутствие в питательной и подпиточной воде кислорода и углекислоты приводят к коррозии питательных трубопроводов, кипятильных труб, барабанов котлов и сетевых трубопроводов, что может привести к тяжелой аварии.В проектируемой котельной устанавливается два атмосферных деаэратора ДА‑1, с номинальной производительностью 1 т/ч, рабочим давлением 0,12 Мпа, температурой деаэрированной воды 104 0С, [2].

Сетевые насосы водо‑подогревательных установок выбираются по расчетному расходу сетевой воды и напору, который должен быть достаточным, чтобы покрывать все гидравлические сопротивления сети. Сетевые насосы, как правило, устанавливаются на обратной линии сетевой воды до ПСВ, и перекачивают воду с температурой до 70 0С. В проектируемой котельной устанавливается следующий сетевой насос, [3]:

тип ‑ 6К8;

подача – 140 м3/ч;

напор – 36 м;

мощность двигателя – 28 КВт.

Питательный насос должен обеспечивать необходимый расход питательной воды, при давлении соответствующему полному открытию рабочих предохранительных клапанов, установленных на паровом котле. Для питания паровых котлов устанавливается не менее двух насосов с независимыми приводами. Один из насосов должен иметь паровой привод. Производительность каждого питательного насоса должна быть не менее 110 % , максимальной паропроизводительности всех котлов, что составляет 8 т/ч.

Напор создаваемый насосом для перекачки конденсата в паровые котлы определяется по формуле:

Hн = 10 ∙ Pк + (10…20), (5.39)

где Pк – рабочее давление пара в котле, кг/см2;

10…20 – необходимый запас напора насоса, м; [1].

Hн = 10 ∙ 9 + 15 = 105 м.

Выбирается центробежный сетевой насос, [2]:

тип – ЦНСГ 13‑105;

подача – 13 м3/ч;

напор – 105 м;

мощность двигателя – 7,5 КВт.

Выбирается паровой насос, [3]:

тип – ПНП‑13;

подача – 13 м3/ч;

напор – 108 м.

Насос исходной воды:

тип – К8/18;

подача – 8м3/ч;

напор – 19 м;

мощность двигателя – 0,8 КВт.

Подпиточный насос:

тип – 1,5 К – 6б;

подача – 4 м3/ч;

напор – 12 м;

мощность двигателя – 0,5 КВт.

Во всех схемах промышленных котельных применяются подогреватели воды и другие теплообменники различного назначения. Подогрев воды в паровых котельных производится в паровых подогревателях.

Теплообменники выбираются по расчетной площади теплообмена, которая определяется по формуле:

F = G ∙ (iп – iк) / (t1‑ t2) ∙ К, (5.40)

где G – расход пара на подогреватель, т/ч;

t1, t2 – температура воды на входе и на выходе из подогревателя,0С;

К – коэффициент теплоотдачи, принимается равным 1500Вт/м2∙К.

Выбирается подогреватель исходной воды, [2]:

Тип ‑ ПП2‑24‑7‑IV;

Площадь поверхности нагрева, м2 – 24,4;

Диаметр корпуса, мм‑ 480;

Номинальный расход воды, т/ч‑41,7.

Выбирается подогреватель химически очищенной воды, [2]:

Тип ‑ ПП2‑17‑7‑IV;

Площадь поверхности нагрева, м2 – 17,2;

Диаметр корпуса, мм ‑ 426;

Номинальный расход воды, т/ч – 29,4.

Выбирается подогреватель сетевой воды, [2]:

Тип – ПСВ‑200‑7‑15;

Площадь поверхности нагрева, м2 – 200;

Избыточное рабочее давление в паровом пространстве, Мпа ‑ 0,7;

Избыточное рабочее давление в водяном пространстве, Мпа ‑ 1,5.

Для сбора и хранения конденсата устанавливается конденсатный бак , с запасом конденсата на 0,5‑1 ч.

Необходимая емкость бака определяется по формуле:

Vб = D ∙ n / γ, (5.41)

где D ‑ паропроизводительность котлов, кг/ч;

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