Расчет тепловых схем котельной

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

ОРЕНБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Электроэнергетический факультет

Кафедра теплоэнергетики


Расчетно-графическая работа

по дисциплине «Теоретические основы теплотехники»


ГОУ ОГУ 140106. 6 0 10. 20 О


Руководитель:

кандидат технических наук

Соколов В.Ю.

Исполнитель:

Студент гр. 08 ЭОП

Трофимов А.И.


Оренбург 2010

Содержание


1. Введение

1.1 Перечень обозначений к расчету тепловой схемы

1.2 Условные обозначения принятые в схеме

1.3 Исходные данные

2 Расчет тепловой схемы котельной

2.1 Определение параметров воды и пара

2.2 Общие замечания о расчете водоподогревательных установок

2.3 Расчет подогревателей сетевой воды

2.4 Определение расхода пара на подогрев сетевой воды и на технологические нужды

2.5 Ориентировочное определение общего расхода свежего пара

2.6 Расчет редукционно-охладительной установки (РОУ)

2.7 Расчет сепаратора непрерывной продувки

2.8 Расход расхода химически очищенной воды

2.9 Расчет пароводяного подогревателя сырой воды №2

2.10 Расчет пароводяного подогревателя сырой воды №1.

2.11 Общие замечания о расчете деаэратора.

2.12 Расчет деаэратора

2.13 Проверка точности расчета первого приближения

2.14 Уточненный расчет РОУ

2.15 Уточненный расход тепловой схемы

2.16 Проверка математического баланса линии дедуцированного пара

2.17 Определение полной нагрузки на котельную

3 Составление теплового баланса котельной

4 Определение количества котлоагрегатов, устанавливаемых в котельной

5 Список используемой литературы


Введение


Данная расчетно-графическая работа преследует цели углубленной проработки основных типов тепловых схем котельной, подробного расчета заданного варианта тепловой схемы и отдельных её элементов, составление теплового баланса котлоагрегата на его основе, определение стоимости годового расхода топлива для различных вариантов компоновки котлоагрегатов.

Тепловая схема во многом определяет экономичность работы котельной. Подробный расчёт тепловой схемы с составлением его теплового баланса позволяет определить экономические показатели котельной, расхода пара и воды, по которым производится выбор основного и вспомогательного оборудования.

Составление теплового баланса котлоагрегата позволяет оценить его экономичность для вариантов с использованием водяного экономайзера и без него.

Приведённая методика расчётов тепловой схемы и составление теплового баланса парогенератора максимально упрощена с целью уменьшения объёма необходимых расчетов. Определение параметров воды и пара в состояние насыщения производится по табл. 1 приложения.


1.1 Перечень обозначений к расчёту тепловой схемы.


- давление пара на выходе из котлоагрегата. MПa;

- давление пара после РОУ, МПа;

- температура воды на выходе из сетевых подогревателей, °С;

- температура воды в обратной линии теплосети, °С;

- температура конденсата, возвращаемого с производства, °С;

- температура конденсата на выходе из бойлера, °С;

-температура конденсата после i-го подогревателя. °С;

- температура сырой воды, °С;

- температура воды на входе и выходе из химводоочистки, °С;

- температура смеси на выходе из конденсатного бака, °С;

- теплота парообразования при давлении кДж/кг;

- степень сухости пара на выходе из котлоагрегата:

- степень сухости пара на выходе из расширителя непрерывной продувки

- энтальпия кипящей воды в котлоагрегате, кДж/кг;

- энтальпия кипящей воды в расширителе непрерывной продувки (при

давлении .) кДж/кг;

- энтальпия влажного пара на входе из котлоагрегата, кДж/кг;

- энтальпия влажного пара на входе из расширителя непрерывной

продувки, кДж/кг;

- энтальпия сухого насыщенного пара при давлении , кДж/кг;

- энтальпия сухого насыщенного пара при давлении . кДж/кг;

- энтальпия сырой воды, кДж/кг;

- энтальпия воды перед и после химводоочистки, кДж/кг;

- паропроизводительность котельной, кг/с;

- паропроизводительность одного котлоагрегата, кг/с;

- расход пара на технологические нужды, кг/с;

- расход пара в подогревателе сетевой воды (бойлеры), кг/с;

- количество пара, выделяющегося в расширителе из продувочной воды, кг/с;

- расход пара на деаэрацию, кг/с;

- расход пара на подогрев сырой воды перед химводоочисткой, кг/с;

- расход острого пара, поступающего в РОУ, кг/с;

- количество редуцированного пара, кг/с;

- количество выпара из деаэратора, кг/с;

- потери пара внутри котельной, кг/с;

- потери пара внутри котельной в процентах от;

- расход котловой воды на непрерывную продувку, кг/с;

- расход котловой воды на продувку в процентах от;

- возврат конденсата от потребителя, кг/с;

- возврат конденсата от потребителя в процентах от;

- расход увлажняющей воды, поступающего в РОУ, кг/с;

- расход воды через сетевой подогреватель (бойлер), кг/с;

- потери воды в теплосети, кг/с;

- потери воды в теплосети в процентах от ;

- расход воды через химводоочистку, кг/с;

-расход деаэрированной воды на выходе из деаэратора, кг/с;

- расход воды из расширителя непрерывной продувки, кг/с;

- расход тепла на подогрев сетевой воды, кДж/с;

- расход тепла на технологические нужды, кДж/с.

1.2 Условные обозначения принятые в схемах.


пар

деаэрированная вода

сырая вода

химически очищенная вода

конденсат

продувочная вода

вторичный пар


1.3 Исходные данные


Начальная буква фамилии студента А,Б,В Г,Д,Е Ж,З,И К,Л,М Н,О,П Р,С,Т У,Ф,Х Ц,Ч,Ш Щ,Э Ю,Я
Номер тепловой схемы 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23

Рисунок 19

Исходные данные:

№/№

Наименование

Ед. изм.

Исходные данные
1

Пар для технологических нужд производства:

- давление пара на выходе из котлоагрегата, ;

- сухость пара на выходе из котлоагрегата, ;

- расход пара на технологические нужды,


МПа


-


кг/с

1,32


0,99


14,82
2

Температура сырой воды,

єС 5
3

Давление пара после РОУ,

МПа 0,111
4

Сухость пара на выходе из расширителя непрерывной продувки,

- 0,96
5

Потери пара в котельной в процентах от ,

% 1,5
6

Расход тепловой воды на непрерывную продувку в процентах от ,

% 1,2
7

Расход тепла на подогрев сетевой воды,

кДж/с 15,6Ч103
8

Температура воды на выходе из сетевых подогревателей,

єC 95
9

Температура в обратной линии теплосети,

єС 41
10 Возврат конденсата от потребителя m в процентах от D сум % 70
11

Потери воды в тепловой сети,

% 4,1
12

Температура конденсата после подогревателя,

єС 81
13

Температура конденсата после охладителя,

єС 75
14

Температура конденсата после подогревателя,

єС 85
15

Температура конденсата после подогревателя,

єС 90
16

Температура воды перед и после ХВО,

єС 30

2.Расчет тепловой схемы котельной


2.1 Определение параметров воды и пара


При давлении Р1 = 1,32 МПа в состоянии насыщения имеем [1-32] = 192 єС, = 2786,3 кДж/кг, = 816,5 кДж/кг, = 1969,8 кДж кг.

При давлении = 0,119 МПа в состоянии насыщения имеем [1-31] = 105 єС, = 2684,1 кДж/кг, = 440,17 кДж/кг, = 2243,9 кДж/кг.

Энтальпия влажного пара на выходе из котлоагрегата:


кДж/кг.


Энтальпия влажного пара на выходе из расширителя:


кДж/кг.


Энтальпия воды при температуре ниже 100 єС может быть с достаточной точностью определена без использования таблиц по формуле:


,


где = 4,19 кДж/кг град.

В дальнейшем определение энтальпии воды (конденсата) особо оговариваться не будет.

2.2 Общие замечания о расчете водоподогревательных установок.


Для водоподогревателя:


. (1)


Для пароводяных водоподогревателей:


, (2)


где W1 и W2 – расходы воды (греющей и подогреваемой), кг;

, и , начальные и конечные температуры воды, єС;

– расход греющего пара, кг/с;

– энтальпия пара, кДж/кг;

– энтальпия конденсата, кДж/кг;

– коэффициент, учитывающий потери тепла аппаратом и трубопроводами в окружающею среду ().


Рис. 1. Схема водоподогревательной установки.

2.3 Расчет подогревателей сетевой воды.


Определим расход воды через сетевой подогреватель из уравнения теплового баланса:


(3)

кг/с.


Потери воды в тепловой сети заданы в процентах от :


кг/с.


Подпиточный насос подает в тепловую сеть воду из деаэратора с энтальпией = 440,17 кДж/кг в количестве . Поэтому расход тепла на подогрев сетевой воды в бойлерах уменьшится на величину:


,


где соответствует температуре = 41єC, = 171,63 кДж/кг;


кДж/кг.


Расход пара на подогрев сетевой воды определяется из уравнения:

.


Откуда:


кг/с.


2.4 Определение расхода пара на подогрев сетевой воды и на технологические нужды


Расход тепла на технологические нужды составит:


, (4)


где iко – средневзвешенная энтальпия конденсата от технологических потребителей:


. (5)


В случае отсутствия возврата конденсата от технологических потребителей iко = iсв.


кДж/с.


Суммарный расход на подогрев сетевой воды и на технологические нужды составит:



Расход пара и воды на технологические нужды составит:


кг/с.


2.5 Ориентировочное определение общего расхода свежего пара


Суммарный расход острого пара на подогрев сырой воды перед химводоочисткой и деаэрацию составит 3 – 11% от Dо.

Примем:


кг/с.


Общий расход свежего пара:


кг/с.

2.6 Расчет редукционно-охладительной установки (РОУ)


Назначение РОУ – снижение параметров пара за счет дросселирования и охлаждения его водой, вводимой в охладитель в распыленном состоянии. РОУ состоит из редукционного клапана для снижения давления пара, устройства для понижения температуры пара путем впрыска воды через сопла, расположенные на участке паропровода за редукционным клапаном и системы автоматического регулирования температуры и давления дросселирования пара.

В охладителе РОУ основная часть воды испаряется, а другая с температурой кипения отводится в конденсатные баки или непосредственно в деаэратор.

Примем в расчетно-графическом задании, что вся вода, вводимая в РОУ, полностью испаряется, и пар на выходе является сухим, насыщенным.

Подача охлажденной воды в РОУ производственных котельных обычно осуществляется из магистрали питательной воды после деаэратора.

Тепловой расчет РОУ ведется по балансу тепла (рис. 2).


Рис. 2. Схема РОУ.

Расход редукционного пара с параметрами