Расчет тепловых схем котельной
котельной" width="20" height="24" align="BOTTOM" border="0" />,
,
и расхода увлажняющей
воды
определяем
из уравнения
теплового
баланса РОУ:
.
(6)
Из уравнения материального баланса РОУ:
.
(7)
Решая совместно уравнения (6) и (7), получим:
,
(8)
где
– расход острого
пара, кг/с, с
параметрами
,
;
– энтальпия
влажного пара,
кДж/кг;
– энтальпия
увлажняющей
воды, поступающей
в РОУ, кДж/кг.
Определим расход свежего пара, поступающего в РОУ:
Определим расход возврата конденсата от потребителя m:
кг/с.
Составляем схему РОУ:
Рис. 3. Узел РОУ.
Определяем расход увлажняющей воды:
кг/с,
кг/с.
2.7 Расчет сепаратора непрерывной продувки
Непрерывная продувка барабанных котлоагрегатов осуществляется для уменьшения солесодержания котловой воды и получения пара надлежащей чистоты. Величина продувки (в процентах от производительности котлоагрегатов) зависит от солесодержания питательной воды, типа котлоагрегатов и т.п.
Для уменьшения
потерь тепла
и конденсата
с продувочной
водой применяются
сепараторы
– расширители
(рис. 4). Давление
в расширителе
непрерывной
продувки принимается
равным
.
пар из расширителя
непрерывной
продувки обычно
направляют
в деаэраторы.
Тепло продувочной воды (от сепаратора непрерывной продувки) экономически целесообразно использовать при количестве продувочной воды больше 0,27 кг/с. Эту воду обычно пропускают через теплообменник подогрева сырой воды. Вода из сепаратора подается в охладитель или барботер, где охлаждается до 40 – 50 єС, а затем сбрасывается в канализацию.
Рис. 4. Схема непрерывной продувки.
Расход продувочной
воды из котлоагрегата
определяется
по заданному
его значению
в процентах
от
.
кг/с.
Количество пара, выделяющегося из продувочной воды, определяется из уравнения теплового баланса:
,
и массового баланса сепаратора:
.
Рис. 5. Узел сепаратора непрерывной продувки.
Имеем:
(10)
кг/с.
Расход воды из расширителя:
кг/с.
2.8 Расчёт расхода химически очищенной воды
Общее количество воды, добавляемой из химводоочистки, равно сумме потерь воды и пара в котельной, на производстве и тепловой сети.
1) Потери конденсата от технологических потребителей:
.
кг/с.
2) Потери продувочной
воды
=
0,236 кг/с.
3) Потери пара
внутри котельной
заданы в процентах
от
:
кг/с.
4) Потери воды
в теплосети
=
2,847 кг/с.
5) Потери пара
с выпаром из
деаэратора
могут быть
определены
только при
расчете деаэратора.
Предварительно
примем
=
0,05 кг/с.
Общее количество химически очищенной воды равно:
(11)
кг/с.
Для определения расхода сырой воды на химводоочистку, необходимо учесть количество воды, идущей на взрыхление катионита, его регенерацию, отмывку и прочие нужды водоподготовки. Их обычно учитывают величиной коэффициента К = 1,10 – 1,25. В данной расчетно-графическом задании следует принимать К = 1,20.
Имеем:
кг/с.
2.9 Расчет пароводяного подогревателя сырой воды №2
Запишем уравнение теплового баланса подогревателя:
,
(12)
отсюда энтальпия пара на выходе из подогревателя:
кДж/кг,
где
= 376,94 при tр
= 90 єС.
Температура
сырой воды на
выходе из
подогревателя
=
5,9 єС.
Рис. 7. Схема пароводяного подогревателя сырой воды №2.
2.10 Расчет пароводяного подогревателя сырой воды №1.
Рис. 7. Схема пароводяного подогревателя сырой воды.
Запишем уравнение теплового баланса подогревателя:
.
(13)
Расход редуцированного пара в подогреватель сырой воды:
кг/с
2.11 Общие замечания о расчете деаэратора
Для удаления
растворенных
в воде газов
применяются
смешивающие
термические
деаэраторы.
В общем случае
они могут быть
атмосферного
типа с давлением
в колонке 0,11 –
0,13 МПа, повышенного
давления и
вакуумные с
давлением ниже
атмосферного.
В курсовом
проекте применен
смешивающий
термический
деаэратор
атмосферного
типа (
= 0,17 МПа). Под термической
деаэрацией
воды понимают
удаление растворенных
в ней воздуха
при нагреве
до температуры
кипения, соответствующей
давлению деаэраторной
колонке. Целью
деаэрации
является удаление
входящих в
состав воздуха
агрессивных
газов, вызывающих
коррозию металла
оборудования
(кислорода и
угольной кислоты).
Подогрев воды,
поступающей
в деаэратор,
до температуры
насыщения
осуществляется
редуцированным
паром (
).
Газы, выделяемые
деаэрированной
воды, переходят
в паровой поток
и остатком
неконденсированного
избыточного
пара (выпара)
удаляются из
деаэрированной
колонки через
штуцер, а затем
сбрасываются
в барботер
(иногда через
охладитель
выпара). Расход
избыточного
пара ()
по имеющимся
опытным данным
ЦКТИ составляет
2 – 4 кг на 1 тонну
деаэрированной
воды. В курсовом
проекте следует
принять:
,
где
-
суммарный
расход деаэрируемой
воды.
Энтальпия пара
(выпара) принимается
равной энтальпии
сухого насыщенного
пара при данном
давлении ().
Деаэрированная
вода (
)
из бака деаэратора
подается питательным
насосом (ПН) в
котельный
агрегат.
При расчете
деаэратора
неизвестными
являются расход
пара на деаэратор
()
и расход деаэрированной
воды ().
Эти величины
определяются
при совместном
решении уравнений
массового и
теплового
балансов деаэратора.
Произведем
уточнение ране
принятого
расхода
.
Суммарный
расход деаэрируемой
воды (из-за
отсутствия
возврата конденсата
примем
:
кг/с,
кг/с.
2.12 Расчет деаэратора
Неизвестным
в расчете являются
расход деаэрированной
воды
и расход пара
на деаэрацию.
Запишем уравнение
теплового и
массового
балансов (предположим
для деаэратора
ηп
= 1):
,
(15)
.
(16)
Из уравнения (16) находим:
Подставляем
полученное
значение в
уравнение (15)
и решаем его
относительно
:
кг/с;
кг/с.
Рис. 10. Расчётная схема деаэратора.
2.13 Проверка точности расчета первого приближения
Из уравнения
массового
баланса линии
редуцированного
пара определяем
значение
:
кг/с.
При расчете
деаэратора
получено
= 0,348 кг/с. Ошибка
расчета составляет
32%. Допустимое
расхождение
3%. Следовательно,
необходимо
провести второй
цикл приближения.
2.14 Уточненный расчет РОУ
Расчет редуцированного пара:
кг/с.
Из уравнения
(6) и (7) имеем:
;
.
Отсюда:
кг/с.
кг/с.
Общий расход свежего пара:
кг/с.
2.15 Уточненный расход тепловой схемы
1) Расчет расширителя непрерывной продувки:
кг/с;
кг/с;
кг/с.
2) Расчет расхода химически очищенной воды:
кг/с;
кг/с;
кг/с.
3) Расчет пароводяного подогревателя сырой воды №2:
кДж/кг.
4) Расчет пароводяного подогревателя сырой воды №1:
кг/с.
5) Расчет конденсатного бака отсутствует.
6) Расчет деаэратора:
кг/с;
кг/с.
2.16 Проверка математического баланса линии редуцированного пара
Аналогично 2.16 имеем:
кг/с.
Из расчета
деаэратора
=
0,789 кг/с. Расхождение
составляет
0,019%, дальнейших
уточнений не
требуется.
2.17 Определение полной нагрузки на котельную
Полная нагрузка определяется по формуле:
кг/с.
В тоже время:
кг/с.
3 Составление теплового баланса котельной
Тепловой баланс котельной составляется для определенных КПД, оценки относительной величины различных потерь, что позволяет оценить экономичность предложенной тепловой схемы.
Суммарное поступление теплоты в схему:
кВт
Здесь:
кг/с.
Расход теплоты с паром на технологические нужды с учетом возврата конденсата:
кВт.
Процент расхода теплоты на технологические нужды:
%.
Расход теплоты в теплосеть с учетом потерь воды в теплосети:
кВт
Аналогично:
%.
Полезно расходуемый процент теплоты (КПД схемы):
%.
Суммарные потери теплоты:
%.
Основные составляющие потерь теплоты:
1) Потери от утечек свежего пара:
кВт;
%.
2) Потери в окружающую среду в бойлере:
кВт;
%.
Неучтенные потери составляют:
%
%.
При выполнении курсового проекта неучтенные потери не должны превышать 1%. Для выполнения этого условия при расчете различных тепловых схем котельных может возникнуть необходимость учесть не только указанные ранее потери.
Продолжим вычисление потерь:
3) Потери с водой при производстве химводоочистки:
кВт;
%.
4) Потери теплоты со сбрасыванием в барботер продувочной водой (после водоводяного подогревателя):
