Курсовая работа: Проектирование котельной малой мощности

Название: Проектирование котельной малой мощности
Раздел: Рефераты по физике
Тип: курсовая работа

Содержание

Введение

1.Исходные данные для проектирования водогрейной котельной

2.Построение температурного графика отпуска тепловой энергии потребителям и графика переключения работы котлов

3.Подбор основного оборудования котельной

3.1 Подбор котлоагрегата

3.1.1 Тепловые нагрузки

3.1.2 Режим теплопотребления

3.1.3 Характеристика оборудования

3.1.4 Загрузка котлоагрегатов

3.2 Газовое оборудование. Горелочные устройства

4. Тепловой расчет контура системы отопления и вентиляции котельной

5.Тепловой расчет контура системы горячего водоснабжения котельной

6.Подбор вспомогательного оборудования котельной

Заключение


Введение

Тепловая энергия – один из основных видов энергии, используемых человеком для обеспечения необходимых условий его жизнедеятельности. Централизованное теплоснабжение промышленности и жилищно-коммунального хозяйства от котельных в настоящее время и на перспективу является, наряду с теплофикацией, одним из основных направлений развития теплоснабжения.Последнее десятилетие характеризуется техническим прогрессом в области котельных установок, освоением новых видов котельно-топочного и вспомогательного оборудования.Развитие котлостроения для котельных осуществляется в направлении создания паровых котлоагрегатов низкого давления. Совершенствование топочного оборудования направлено на создание универсального оборудования для сжигания широкой гаммы твердых топлив и высокоэкономичных газомазутных горелочных устройств. Наблюдающийся в теплоэнергетике переход на внедрение блочного оборудования и оборудования повышенной заводской готовности постепенно распространяется и на котельные централизованного теплоснабжения.К проектным решениям по котельным централизованных систем теплоснабжения предъявляются повышенные требования в части экономичности и современного технического уровня. Между тем при разработке проектов котельных многочисленными проектными организациями до сих пор встречается подход к их проектированию как к решению локальной задачи, без учета требований схем теплоснабжения по выбору источников тепла.

В данной курсовой работе запроектирована котельная малой мощности, построен температурный график отпуска тепловой энергии потребителям, подобрано основное и вспомогательное оборудование.


1. Исходные данные для проектирования водогрейной котельной

Таблица 1

№ п/п Показатель Размерность Значение
1 Проектируемый район (город, область) г. Тверь
1.1. Вид застройки (промзона, жилой или административный сектор) Адм. сектор
1.2. Назначение котельной (центральная, автономная, пиковая) автономная
1.3. Количество обслуживающего персонала чел 1
2 Климатические данные * :
2.1. Температура наиболее холодной пятидневки °С -29
2.2. Средняя температура воздуха за отопительный период °С -22
2.3. Расчетная летняя температура воздуха °С 24,8
2.4. Продолжительность отопительного периода сут/год 236
3. Расчетная тепловая нагрузка на нужды:
3.1. - отопления Мкал/ч 800
3.2. - горячего водоснабжения Мкал/ч 500
3.3. - вентиляции Мкал/ч 800
3.4. - прочие (вид нужд) Мкал/ч 0
4. Система теплоснабжения:
4.1. Вид (открытая или закрытая) закрытая
4.2. Количество трубопроводов (двух - или четырехтрубная) четырехтрубная
4.3. Вид прокладки трубопроводов (подземная -канальная или бесканальная; надземная)

подземная

канальная
4.4. Схема присоединения системы теплоснабжения (зависимая - элеваторная или насосная; независимая) зависимая
4.5. Тип компенсаторов тепловых удлинений П – образные
4.6. Тип устанавливаемых отопительных приборов у потребителя (радиаторы, регистры, конвекторы) радиаторы
4.7. Температурный график отпуска тепловой энергии °С 95/70
4.8. Температура горячей воды °С 60
4.9. Гидравлическое сопротивление
- системы отопления и вентиляции кПа 112
- системы горячего водоснабжения кПа 30
4.10. Водяной объем
- системы отопления и вентиляции м3 5,6
- системы горячего водоснабжения м3 1,5
5. Источник водоснабжения городской водопровод
5.1. Жесткость исходной воды мг-экв/м3 5
5.2. Температура исходной воды (зимний и летний период) °С 5/15
6. Источник топливоснабжения городской газопровод
6.1. Вид топлива Природный газ
6.2. Теплотворная способность ккал/м3 8788
6.3. Плотность кг/ м3 0,8
6.1. Минимальное давление газа на входе в котельную МПа 0,1
6.2. Максимальное давление газа на входе в котельную МПа 0,6

Прим.* - по данным СНиП 2.01.01-82. Строительная климатология и геофиз.


2. Построение температурного графика отпуска тепловой энергии потребителям и графика переключения работы котлов

Таблица 2Исходные данные для построения температурного графика отпуска тепловой энергии потребителю водогрейной котельной

Показатель Обозначение Размерность Значение
Расчетная температура подающего трубопровода °С 95
Расчетная температура обратного трубопровода °С 70
Расчетная температура наружного воздуха °С -29
Расчетная температура внутреннего воздуха °С 18
Расчетная температура воды на входе в систему отопления °С 95
Коэффициент смешения U 0

Расчетные температуры определяются по формулам:

(1)

(2)

(3)

Таблица 3Расчетные данные для построения температурного графика отпуска тепловой энергии потребителю водогрейной котельной

Наружный воздух,ºС Подающий трубопровод,ºС Обратный трубопровод,ºС Система отопления,ºС Внутренний воздух,ºС
-29 95,0 70,0 95,0 18
-28 93,6 69,2 93,6 18
-27 92,3 68,3 92,3 18
-26 90,9 67,5 90,9 18
-25 89,5 66,6 89,5 18
-24 88,1 65,8 88,1 18
-23 86,7 64,9 86,7 18
-22 85,3 64,1 85,3 18
-21 83,9 63,2 83,9 18
-20 82,5 62,3 82,5 18
-19 81,1 61,4 81,1 18
-18 79,7 60,5 79,7 18
-17 78,3 59,6 78,3 18
-16 76,8 58,7 76,8 18
-15 75,4 57,8 75,4 18
-14 73,9 56,9 73,9 18
-13 72,5 56,0 72,5 18
-12 71,0 55,1 71,0 18
-11 69,5 54,1 69,5 18
-10 68,1 53,2 68,1 18
-9 66,6 52,2 66,6 18
-8 65,1 51,3 65,1 18
-7 63,6 50,3 63,6 18
-6 62,1 49,3 62,1 18
-5 60,5 48,3 60,5 18
-4 59,0 47,3 59,0 18
-3 57,4 46,3 57,4 18
-2 55,9 45,2 55,9 18
-1 54,3 44,2 54,3 18
0 52,7 43,1 52,7 18
1 51,1 42,1 51,1 18
2 49,5 41,0 49,5 18
3 47,9 39,9 47,9 18
4 46,2 38,8 46,2 18
5 44,5 37,6 44,5 18
6 42,8 36,4 42,8 18
7 41,1 35,3 41,1 18
8 39,4 34,0 39,4 18
9 37,6 32,8 37,6 18
10 35,8 31,5 35,8 18

Рис. 1 – Температурный график отпуска тепловой энергии потребителям

Таблица 4Расчетные данные для построения графика переключения работы водогрейных котлов

1 2 3 4 5
tнв Qp Qk Nk z
-29 2501 1600 2 78,2
-28 2448 1600 2 76,5
-27 2395 1600 2 74,8
-26 2341 1600 2 73,2
-25 2288 1600 2 71,5
-24 2235 1600 2 69,8
-23 2182 1600 2 68,2
-22 2129 1600 2 66,5
-21 2075 1600 2 64,9
-20 2022 1600 2 63,2
-19 1969 1600 2 61,5
-18 1916 1600 2 59,9
-17 1862 1600 2 58,2
-16 1809 1600 2 56,5
-15 1756 1600 2 54,9
-14 1703 1600 2 53,2
-13 1650 1600 2 51,5
-12 1596 1600 1 99,8
-11 1543 1600 1 96,4
-10 1490 1600 1 93,1
-9 1437 1600 1 89,8
-8 1384 1600 1 86,5
-7 1330 1600 1 83,1
-6 1277 1600 1 79,8
-5 1224 1600 1 76,5
-4 1171 1600 1 73,2
-3 1117 1600 1 69,8
-2 1064 1600 1 66,5
-1 1011 1600 1 63,2
0 958 1000 1 95,8
1 905 1000 1 90,5
2 851 1000 1 85,1
3 798 1000 1 79,8
4 745 1000 1 74,5
5 692 1000 1 69,2
6 639 1000 1 63,9
7 585 1000 1 58,5
8 532 1000 1 53,2
9 479 1000 1 47,9
10 426 1000 1 42,6

Рис. 2- График переключения котлоагрегатов.


3. Подбор основного оборудования котельной

3.1 Котлоагрегаты

3.1.1Тепловые нагрузки

В котельной любого назначения максимальная величина нагрузки должна соответствовать установленной теплопроизводительности агрегатов. Тепловые нагрузки на систему отопления и вентиляции включают в себя: перспектива– 20%, собственные нужды – 5-10% и транспортные потери – 7%.Расчет приведен в таблице 5.

Таблица 5Сводные данные по тепловым нагрузкам

№ п/п Показатель Доля, % Значение Единицы измерения
1 Тепловая нагрузка на отопление и вентиляцию
1.1 Без перспективы 100 1600 Мкал/ч
1.2 С перспективой 20 320 Мкал/ч
1.3 Итого с перспективой 120 1920 Мкал/ч
1.4 Собственные нужды 5 96 Мкал/ч
1.5 Транспортные потери теплоты 7 134,4 Мкал/ч
1.6 Итого с потерями 132

2150,4

2500,9

Мкал/ч

кВт
2 Тепловая нагрузка на горячее водоснабжение
2.1 Без перспективы 100 500 Мкал/ч
2.2 С перспективой 20 100 Мкал/ч
2.3 Итого с перспективой 120 600 Мкал/ч
2.4 Собственные нужды 5 30 Мкал/ч
2.5 Транспортные потери теплоты 7 42 Мкал/ч
2.6 Итого с потерями 132

672

781,5

Мкал/ч

кВт

3.1.2 Режимы теплопотребления

Таблица 6Сводные данные по режимам теплопотребления

№ п/п Показатель Режим теплопотребления

Максимально-

зимний

 Средне-отопительный Летний
1. Температура наружного воздуха, °С -29 -2 24,8
2. Температура холодной воды, °С 5 5 15
3. Температура в помещении, °С 18 18 18
4. Тепловая нагрузка на нужды ОиВ, Мкал/ч 2150,4 915 0
5. Тепловая нагрузка на нужды СГВ, Мкал/ч 672 672 549,8
6. Расход сетевой воды на нужды ОиВ, т/ч 86 83 0
7. Расход сетевой воды на нужды СГВ, т/ч 12,2 12,2 12,2

3.1.3 Характеристика оборудования

Таблица7Сводные данные по характеристике котлоагрегатов

Производительность /марка Мощность, кВт Кол-во, шт. Расход топлива,м3 /ч КПД, % Давление по газу, кПа

Сопротивление

газового тракта, Па

Сопротивление

водного тракта, кПа

Водяная емкость

котла, м3

Длина камеры

сгорания, мм

Габаритные размеры

котла, мм
ЗИОСАБ-1600 1600 1 198 92 6 650 2,2 2,45 2990 4227´1770´2040
ЗИОСАБ-1000 1000 2 123 91,5 6 400 1,7 1,42 1692 3492´1490´1590

3.1.4 Загрузка котлоагрегатов

Таблица 8Сводные данные по загрузке котлоагрегатовпри различных режимах работы источников тепла

№ п/п Показатель Нагрузка, Мкал/ч Количество котлов
1 Максимально зимний 2150,4 2
2 Средний отопительный 915 1
3 Летний 0 0
1 Максимально зимний 672 1
2 Средний отопительный 672 1
3 Летний 549,8 1

3.2 Газовое оборудование. Горелочные устройства

Таблица 9Технические характеристики горелок

№ п/п

 Показатель Контур СОиВ Контур СГВ

Ед.

изм.
1 Исходные данные по котлоагрегатам
1.1. Производительность /марка ЗиОСаб-1600 ЗиОСаб-1000 ЗиОСаб-1000 -
1.2. Мощность 1600 1000 1000 кВт
1.3. Количество 1 1 1 шт
1.4. Расход топлива 198 123 123 м3 /ч
1.5. КПД 92 91,5 91,5 %
1.6. Длина камеры сгорания 2990 1692 1692 %
1.7. Расчетная мощность горелочного устройства 1739,13 1098,90 1098,90 кВт
2 Технические характеристики
2.1. Производительность /марка Weishaupt G8/1-D Weishaupt G5-D -
2.2. Мощность 1740 1100 кВт
2.3. Тип пламенной головы G7/2a-213 G7/1a-213 -
2.4. Количество 2 1 шт
2.5. Длина пламени 230 230 мм
2.6. Диаметр арматуры 65 50 мм
2.7. Диаметр газового дросселя 54 50 мм
2.8. Габариты 868*278*494 577*245*430 мм

4. Тепловой расчет контура системы отопления и вентиляции котельной

Исходные данные для расчёта расходов воды в котельной

Рис. 3 - Расчётная тепловая схема контура СО и В

С помощью системы анализа для каждого узла схемы контура запишем материальный и энергетический балансы вида:

ΣGвх = ΣGвых

ΣЕвх = ΣЕвых

Q1 =1376 ккал/ч; Q2 =860 ккал/ч

У1: G11 -G14 -G13 =0 У2: G15 -G12 +G13 =0 У3: G21 -G24 -G23 =0

У4: G25 -G22 +G23 =0 У5: G14 +G24 -G2 =0 У6: G1 -G25 -G15 =0

К1: G12 – G11 = 0 ; G12 ∙ 80 – G11 ∙ 95= - Q1

К2: G22 – G21 = 0 ; G22 ∙ 80 – G21 ∙ 95= - Q2

Таблица 11 Расчетная матрица для контура СО и В

G11 G12 G13 G14 G15 G21 G22 G23 G24 G25 G1 G2 R
К1 -1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
-95 80 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 -1376
У4 0 0 0 0 0 0 -1 1 0 1 0 0 0
0 0 0 0 0 0 -80 95 0 75 0 0 0
У2 0 -1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0
0 -80 95 0 75 0 0 0 0 0 0 0 0
К2 0 0 0 0 0 -1 1 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 -95 80 0 0 0 0 0 -860
У1 1 0 -1 -1 0 0 0 0 0 0 0 0 0
У3 0 0 0 0 0 1 0 -1 -1 0 0 0 0
У5 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 -1 0
У6 0 0 0 0 -1 0 0 0 0 -1 1 0 0

Диаметры трубопроводов определяют по формуле (4):

, мм(4)

где расход теплоносителя, м3 /ч, определяемый теорией графов;

скорость движения воды в трубах, принимается равной 1 м/с.

Таблица12Подбор диаметров для контура СО и В

№

п/п

 расход в контуре,G

расчетный внутренний

диаметр трубы, dвн

Маркировка трубы,

Dн х d
м3/ч мм
1 91,7 G11 215 219х5
2 91,7 G12 215 219х5
3 22,9 G13 108 108х3
4 68,8 G14 186 194х6
5 68,8 G15 186 194х6
6 57,3 G21 170 180х6
7 57,3 G22 170 180х6
8 14,3 G23 85 89х3
9 43 G24 147 152х5
10 43G25 147 152х5
11 111,8 G1 238 245х8
12 111,8 G2 238 245х8

5. Тепловой расчет контура системы горячего водоснабжения котельной

Исходные данные для расчёта расходов воды в котельной

Рис. 4 - Расчётная тепловая схема контура СГВ

С помощью системы анализа для каждого узла схемы контура запишем материальный и энергетический балансы вида:

ΣGвх = ΣGвых

ΣЕвх = ΣЕвых

Q =860 ккал/ч;

У1: G11 – G13 – G3 = 0 У2: G4 + G13 – G12 = 0

К1: G12 – G11 = 0 ; G12 ∙ 80 – G11 ∙ 95= - Q

ТО: G3 + G21 – G22 – G4 = 0 ; G3 ∙ 95 + G21 ∙ 5 – G22 ∙ 60 – G4 ∙ 75 = 0

Таблица 13Расчетная матрица для контура СГВ

G11 G12 G13 G21 G22 G3 G4 R
К1 -1 1 0 0 0 0 0 0
-95 80 0 0 0 0 0 -860
У2 0 -1 1 0 0 0 1 0
0 -80 95 0 0 0 75 0
ТО 0 0 0 1 -1 1 -1 0
0 0 0 5 -60 95 -75 0
У1 1 0 -1 0 0 -1 0 0

Таблица14Подбор диаметров для контура СГВ

№

п/п

 расход в контуре,G

расчетный внутренний

диаметр трубы, dвн

Маркировка трубы,

Dн х d
м3/ч мм
1 2 3 4
1 57,3G11 170 180х6
2 57,3G12 170 180х6
3 14,3G13 85 89х3
4 15,6G21 89 89х3
5 15,6G22 89 89х3
6 43G3 147 152х5
7 43 G4 147 152х5

6. Подбор вспомогательного оборудования котельной

Таблица 15Подбор теплообменников

№ параметр среда
греющая нагреваемая ед. изм.
теплообменник СГВ
1 исходные данные
1.1. нагрузка 672 кВт
1.2. температура воды на входе 95 5 ˚C
1.3. температура воды на выходе 75 60 ˚C
1.4. потери давления 5 5 ˚C
1.5. запас по нагрузке 5 %
2 результаты расчета
2.1. марка теплообменника FP 14-75-1-NH
2.2. запас по нагрузке 50,87 %
2.3. площадь теплообмена 10,22 м2
2.4. масса 162 кг
2.5. расход среды 8,04 2,92 м3 /ч
2.6. потери давления 4,86 3,72 кПа
2.7. MAX рабочая температура 95 ˚C
2.8. объем воды 13,47 7,77 л
3 габариты
3.1. высота 837,5 мм
3.2. длина 700 мм
3.3. ширина 325 мм

Таблица 16 Подбор ГРП

N пункта Параметр Давление Ед. измерения
максимальное минимальное
1. Исходные данные
1.1 Давление на входе 0,6 0,1 МПа
1.2 Давление на выходе 3 кПа
1.3 Макс. расход газа 444 м3 /ч
1.4 Мин. расход газа 44,4 м3 /ч
2. Технические характеристики
2.1 Тип ГРП шкафной
2.2 Марка ГСГО /25-08
2.3 Регулятор давления РДБК1П-50/25
2.4 Загрузка ГРП при макс. расходе 43 77,1 %
2.5 Загрузка ГРП при мин. расходе 0,2 0,6 %
2.6 Габариты 1955*660*1510 мм

Таблица 17Подбор циркуляционных насосов

№ параметр значение ед. изм
насос контура СГВ
1 исходные данные
1.1. расход теплоносителя 8,04 м3/ч
1.2. сопротивление в водяном контуре котла 1,7 кПа
1.3. сопротивление в теплообменнике 4,9 кПа
1.4. суммарные потери давления в контуре 6,6 кПа
1.5. запас по напору 5 %
1.6. напор насоса 6,93 (0,71) кПа(м)
2 технические характеристики
2.1. марка WILO-Top-S30/4 1~ PN 10
2.2. производительность 8,1 м3/ч
2.3. напор насоса 1,01 м
2.4. КПД насоса 0,65 %
2.5. кол-во (с резервным) 2 шт
2.6. частота 2340 об/мин
2.7. мощность электропривода 0,145 кВт

Таблица 18Подбор сетевых насосов

№ расход теплоносителя значение ед. изм
насос контура СОиВ
1 исходные данные
1.1. расход теплоносителя 2,92 м3/ч
1.2. сопротивление в магистрали 112 кПа
1.3. сопротивление в теплообменнике 3,72 кПа
1.4. сопротивление абонента СО 35 кПа
1.5. суммарные потери давления в контуре 150,72 кПа
1.6. напор на всасывающем патрубке насоса 150 кПа
1.7. требуемый напор для насоса 300,72 кПа
1.8. запас по напору 5 %
1.9. напор насоса 315,76 (32,2) кПа(м)
2 технические характеристики
2.1. марка NP 32/160-1,5/2-12
2.2. производительность 3 м3/ч
2.3. напор 34 м
2.4. КПД насоса 0.65 %
2.5. кол-во (с резервным) 3 шт
2.6. частота 2870 об/мин
2.7. мощность электропривода 1,5 кВт
насос контура СГВ
1 исходные данные
1.1. расход теплоносителя 4,77 м3/ч
1.2. сопротивление в магистрали 30 кПа
1.3. сопротивление в теплообменнике 4,57 кПа
1.4. сопротивление абонента ГВС 15,2 кПа
1.5. суммарные потери давления в контуре 49,77 кПа
1.6. напор на всасывающем патрубке насоса 150 кПа
1.7. требуемый напор для насоса 199,77 кПа
1.8. запас по напору 5 %
1.9. напор насоса 209,76 (21,4) кПа(м)
2 технические характеристики
2.1. марка IPL32/160-1,1/2
2.2. производительность 5,33 м3/ч
2.3. напор 25 м
2.4. КПД насоса 0,55 %
2.5. кол-во (с резервным) 2 шт
2.6. частота 2900 об/мин
2.7. мощность электропривода 1,1 кВт

Таблица 19Подбор подпиточных насосов

№ расход теплоносителя значение ед. изм
насос контура СОиВ
1 исходные данные
1.1. объем воды в трубопроводе 5,6 м3
1.2. объем воды в СО 15,44 м3
1.3. объем воды в системе теплоснабжения 21,04 м3
1.4. величина утечки теплоносителя 0,16 м3/ч
1.5. высота наиболее высокого здания 22,5 м
1.6. статический напор в СОиВ 175 кПа
1.7. сопротивление в подпиточной линии 100 кПа
1.8. требуемый напор для насоса 275 кПа
1.9. запас по напору 5 %
1.10. напор насоса 29,44 м
2 технические характеристики
2.1. марка NP 32/160-1,5/2-12
2.2. производительность 0,2 м3/ч
2.3. напор 30 м
2.4. КПД насоса 0,55 %
2.5. кол-во (с резервным) 2 шт
2.6. частота 2870 об/мин
2.7. мощность электропривода 1,16 кВт
насос контура СГВ
1 исходные данные
1.1. объем воды в трубопроводе 1,5 м3
1.2. объем воды в системе потребителя ГВ 9,65 м3
1.3. объем воды в системе теплоснабжения 11,15 м3
1.4. величина утечки теплоносителя 0,08 м3/ч
1.5. высота наиболее высокого здания 22,5 м
1.6. статический напор в СГВ 175 кПа
1.7. сопротивление в подпиточной линии 100 кПа
1.8. требуемый напор для насоса 275 кПа
1.9. запас по напору 5 %
1.10. напор насоса 29,44 м
2 технические характеристики
2.1. марка NP 32/160-1,5/2-12
2.2. производительность 0,2 м3/ч
2.3. напор 30 м
2.4. КПД насоса 0,55 %
2.5. кол-во (с резервным) 2 шт
2.6. частота 2970 об/мин
2.7. мощность электропривода 1,16 кВт

Таблица 20Подбор рециркуляционных насосов

№ расход теплоносителя значение ед. изм
рециркуляционный насос контура СОиВ
1 исходные данные
1.1. расход теплоносителя 22,9 м3/ч
1.2. сопротивление в водяном контуре котла 2,2 кПа
1.3. запас по напору 5 %
1.4. напор насоса 2,31 кПа
2 технические характеристики
2.1. марка Wilo TOP -S50/7 1~PN 6/10
2.2. производительность 24,7 м3/ч
2.3. напор 1,15 м
2.4. КПД насоса 0,65 %
2.5. кол-во 1 шт
2.6. частота 2850 об/мин
2.7. мощность электропривода 0,651 кВт
рециркуляционный насос контура СГВ
1 исходные данные
1.1. расход теплоносителя 14,3 м3/ч
1.2. сопротивление в водяном контуре котла 1,7 кПа
1.3. запас по напору 5 %
1.4. напор насоса 1,785 кПа
2 технические характеристики
2.1. марка Wilo TOP -D65 3~ PN 6/10
2.2. производительность 14,7 м3/ч
2.3. напор 0,184 м
2.4. КПД насоса 0,65 %
2.5. кол-во 1 шт
2.6. частота 1350 об/мин
2.7. мощность электропривода 0,108 кВт

Таблица 21Подбор расширительных баков

№ параметр значение ед. изм.
расширительный бак на контур СОиВ
1 исходные данные
1.1 объем воды - -
1.2 в котле 2,71 м3
1.3 количество котлов 1 шт
1.4 в трубопроводах 0,5 м3
1.5 суммарный объем воды в контуре 3,21 м3
1.6 3218,0 л
1.7 рабочая температура воды 95 ˚C
1.8 статическая высота установки 17,5 м
1.9 тепловая нагрузка контура 2150,4 кВт
2 расчет бака
2.1 коэффициент расширения 0,0559 -
2.2 объем расширения 179,89 л
2.3 предварительное давление 2,0 бар
2.4 максимальное давление 4 бар
2.5 коэффициент использования объема 0,35 -
2.6 требуемый объем бака 513,97 л
3 результаты расчета
3.1 марка бака Elko-flex EDER CV600
3.2 номинальная емкость 600 л
3.3 арматура техобслуживания Elko-flex 1"
3.4 диаметр бака 700 мм
3.5 высота бака 1970 мм
3.6 внутренний диаметр трубопровода DN50
расширительный бак на контур СОиВ
1 исходные данные
1.1 объем воды
1.2 в котле 1,2 м3
1.3 количество котлов 1 шт
1.4 в трубопроводах 0,08 м3
1.5 суммарный объем воды в контуре 1,28 м3
1.6 1278,0 л
1.7 рабочая температура воды 95 ˚C
1.8 статическая высота установки 17,5 м
1.9 тепловая нагрузка контура 2150,4 кВт
2 расчет бака
2.1 коэффициент расширения 0,0559 -
2.2 объем расширения 71,44 л
2.3 предварительное давление 2,0 бар
2.4 максимальное давление 4 бар
2.5 коэффициент использования объема 0,35 -
2.6 требуемый объем бака 204,11 л
3 результаты расчета
3.1 марка бака Elko-flex EDER СV250
3.2 номинальная емкость 250 л
3.3 арматура техобслуживания Elko-flex 3/4"
3.4 диаметр бака 600 мм
3.5 высота бака 1180 мм
3.6 внутренний диаметр трубопровода DN50
расширительный бак на контур СГВ
1 исходные данные
1.1 объем воды
1.2 в котле 1,2 м3
1.3 количество котлов 1 шт
1.4 в теплообменнике 0,013 м3
1.5 в трубопроводах 0,08 м3
1.6 суммарный объем воды в контуре 1,293 м3
1.7 1291,0 л
1.8 рабочая температура воды 95 ˚C
1.9 статическая высота установки 17,5 м
1.10 тепловая нагрузка контура 672 кВт
2 расчет бака
2.1 коэффициент расширения 0,0559 -
2.2 объем расширения 72,17 л
2.3 предварительное давление 2,0 бар
2.4 максимальное давление 4 бар
2.5 коэффициент использования объема 0,35 -
2.6 требуемый объем бака 206,2 л
3 результаты расчета
3.1 марка бака Elko-flex EDER СV250
3.2 номинальная емкость 250 л
3.3 арматура техобслуживания Elko-flex 3/4"
3.4 диаметр бака 600 мм
3.5 высота бака 1180 мм
3.6 внутренний диаметр трубопровода DN25

Таблица 22Расчет системы удаления дымовых газов для котла ЗиОСаб 1600

№ параметр режим ед. изм.
макс-зимний
аэродинамический расчет высоты дымовой трубы
1 исходные данные
1.1. тепловая нагрузка на котел 1500 Мкал/ч
1.2. КПД котлоагрегата 92 %
1.3. аэродинамическое сопротивление котла 0,65 кПа
1.4. требуемое разрежение на выходе из котла 0,05 кПа
1.5. температура дымовых газов 160 ˚C
1.6. температура наружного воздуха -29 ˚C
1.7. температура воздуха в помещении 18 ˚C
1.8. состав топлива
метан СН4 91,9 %
этан C2H6 2,1 %
пропан C3H8 1,3 %
бутан C4H10 0,4 %
пентан C5H12 0,1 %
азот N2 3 %
углекислый газ CO2 1,2 %
1.9. коэффициент избытка воздуха 1,1 -
1.10. скорость газов в газоходе 20 м/с
1.11. скорость газов в дымовой трубе 20 м/с
1.12. плотность воздуха при н.у. 1,293 кг/м3
1.13. плотность дымовых газов при н.у. 1,26 кг/м3
1.14. потери теплоты с химнедожегом 7,63 %
1.15. потери теплоты с физнедожегом 0 %
2 расчетные данные
2.1. определение диаметра газоходов
2.1.1. теоретически необходимое кол-во в-ха 9,56 м3/м3
2.1.2. действительное количество воздуха 10,52 м3/м3
2.1.3. действительный объем дымовых газов 11,55 м3/м3
2.1.4. теплота сгорания газа 8586,50 ккал/м3
36,1 МДж/м3
2.1.5. плотность природного газа 0,786 кг/м3
2.1.6. суммарный расход топлива 189,88 м3/ч
2.1.7. 0,05 м3/с
2.1.8. действительный расход воздуха 1997,54 м3/ч
2.1.9. действительный объем продуктов сгорания 3478,46 м3/ч
2.1.10. минимальный диаметр газохода 248,08 мм
2.1.11. фактический диаметр газохода (по типоразмерам производителя) 250 мм
2.1.12. фактическая скорость в газоходе 19,69 м/с
2.2. расчет высоты дымовой трубы по ПДК
2.2.1. коэффициент конструкции горелок 2 -
2.2.2. коэффициент влияния температуры воздуха 0,5 -
2.2.3. коэффициент влияния избытка воздуха 1 -
2.2.4. удельный выброс оксидов азота 0,04 г/МДж
2.2.5. расчет выбросов оксидов азота 20,6 г/с
2.2.6. коэффициент доли потерь с химнедожегом топлива 0,75 г/Мкал
2.2.7. расчет выбросов монооксида углерода 10,3 г/с
2.2.8. коэффициент распределения темп-ры в-ха 160,00 -
2.2.9. Коэф. скорости оседания вред. вещ-в 1,00 -
2.2.10. минимальная высота дымовой трубы по оксиду азота 8,83 м
2.2.11. минимальная высота дымовой трубы по монооксиду углерода 1,97 м
2.2.12. высота дымовой трубы по ПДК 8,83 м
2.3. расчет самотяги дымовой трубы
2.3.1. коэффициент дымовой трубы 0,34 -
2.3.2. температура дым. газов на выходе из дымовой трубы 158 ˚C
2.3.3. средняя рабочая температура дымовых газов 159 ˚C
2.3.4. плотность дымовых газов при рабочих условиях 0,8 кг/м3
2.3.5. плотность воздуха при рабочих условиях 1,45 кг/м3
2.4. потери давления в газоходе
2.4.1. длина газохода 2106 мм
2.4.2. КМС газохода 0,9 -
2.4.3. коэффициент сопротивления трения 0,02 -
2.4.4. потери давления на трении 2,55 кПа
2.4.5. потери давления в местных сопротивлениях 13,64 кПа
2.4.6. суммарные потери давления в газоходе 16,19 кПа
2.5. потери давления в дымовой трубе
2.5.1. КМС дымовой трубы 0,9 -
2.5.2. коэффициент сопротивления трения 0,02 -
2.5.3. потери давления на трении 2,55 кПа
2.5.4. потери давления в местных сопротивлениях 13,64 кПа
2.5.5. суммарные потери давления в трубе 23,65 кПа
2.6. определение требуемой высоты трубы
2.6.1. величина самотяги СУДГ 53,7 кПа
2.6.2. проверка тяги 29,64 кПа
2.6.3. высота дымовой трубы по самотяге 3,65 м
2.6.4. высота дымовой трубы требуемая (по ПДК и самотяге) 8,26 м
2.6.5. высота дымовой трубы требуемая (по ПДК, самотяге и режиму работы) 8,26 м

Таблица 23Расчет системы удаления дымовых газов для котла ЗиОСаб 1000

№ параметр режим ед. изм.
max-зимний среднеот.
аэродинамический расчет высоты дымовой трубы
1 исходные данные
1.1. тепловая нагрузка на котел 650,4 915 Мкал/ч
1.2. КПД котлоагрегата 70,5 96,5 %
1.3. аэродинамическое сопротивление котла 0,4 0,4 кПа
1.4. требуемое разрежение на выходе из котла 0,05 0,05 кПа
1.5. температура дымовых газов 160 160 ˚C
1.6. температура наружного воздуха -29 -3 ˚C
1.7. температура воздуха в помещении 18 18 ˚C
1.8. состав топлива
метан СН4 91,9 91,9 %
этан C2H6 2,1 2,1 %
пропан C3H8 1,3 1,3 %
бутан C4H10 0,4 0,4 %
пентан C5H12 0,1 0,1 %
азот N2 3 3 %
углекислый газ CO2 1,2 1,2 %
1.9. коэффициент избытка воздуха 1,1 1,1 -
1.10. скорость газов в газоходе 20 20 м/с
1.11. скорость газов в дымовой трубе 20 20 м/с
1.12. плотность воздуха при н.у. 1,293 1,293 кг/м3
1.13. плотность дымовых газов при н.у. 1,26 1,26 кг/м3
1.14. потери теплоты с химнедожегом 29,13 3,13 %
1.15. потери теплоты с физнедожегом 0 0 %
2 расчетные данные
2.1. определение диаметра газоходов
2.1.1. теоретически необходимое кол-во в-ха 9,57 9,57 м3/м3
2.1.2. действительное количество воздуха 10,978 10,978 м3/м3
2.1.3. действительный объем дымовых газов 12,18 12,18 м3/м3
2.1.4. теплота сгорания газа 8987,21 8987,21 ккал/м3
37,6 37,6 МДж/м3
2.1.5. плотность природного газа 0,773 0,773 кг/м3
2.1.6. суммарный расход топлива 102,65 105,5 м3/ч
2.1.7. 0,03 0,03 м3/с
2.1.8. действительный расход воздуха 1126,89 1158,18 м3/ч
2.1.9. действительный объем продуктов сгорания 1983,04 2038,10 м3/ч
2.1.10 минимальный диаметр газохода 187,31 189,89 мм
2.1.11 фактический диаметр газохода 190 190 мм
2.1.12 фактическая скорость в газоходе 19,44 19,98 м/с
2.2. расчет высоты дымовой трубы по ПДК
2.2.1. коэффициент конструкции горелок 2 2 -
2.2.2. коэффициент влияния температуры воздуха 0,5 0,5 -
2.2.3. коэффициент влияния избытка воздуха 1 1 -
2.2.4. удельный выброс оксидов азота 0,04 0,04 г/МДж
2.2.5. расчет выбросов оксидов азота 21,57 15,80 г/с
2.2.6. коэффициент доли потерь с химнедожегом топлива 0,33 0,46 г/Мкал
2.2.7. расчет выбросов монооксида углерода 10,78 10,54 г/с
2.2.8. коэффициент распределения темп-ры в-ха 160,00 160,00 -
2.2.9. коэффициент скорости оседания вредных в-в в атмосферном воздухе 1,00 1,00 -
2.2.10 минимальная высота дымовой трубы по оксиду азота 9,69 8,96 м
2.2.11 минимальная высота дымовой трубы по монооксиду углерода 2,11 2,21 м
2.2.12 высота дымовой трубы по ПДК 8,26 8,29 м
2.3. расчет самотяги дымовой трубы
2.3.1. коэффициент дымовой трубы 0,34 0,34 -
2.3.2. температура дым. газов на выходе из дымовой трубы 156 157 ˚C
2.3.3. средняя рабочая температура дымовых газов 158 159 ˚C
2.3.4. плотность дымовых газов при рабочих условиях 0,8 0,8 кг/м3
2.3.5. плотность воздуха при рабочих условиях 1,45 1,31 кг/м3
2.4. потери давления в газоходе
2.4.1. длина газохода 2106 2106 мм
2.4.2. КМС газохода 0,9 0,9 -
2.4.3. коэффициент сопротивления трения 0,02 0,02 -
2.4.4. потери давления на трении 3,28 3,46 кПа
2.4.5. потери давления в местных сопротивлениях 13,31 14,04 кПа
2.4.6. суммарные потери давления в газоходе 16,59 17,5 кПа
2.5. потери давления в дымовой трубе
2.5.1. КМС дымовой трубы 0,3 0,3 -
2.5.2. коэффициент сопротивления трения 0,02 0,02 -
2.5.3. потери давления на трении 12,86 13,62 кПа
2.5.4. потери давления в местных сопротивлениях 13,31 14,04 кПа
2.5.5. суммарные потери давления в трубе 26,17 27,66 кПа
2.6. определение требуемой высоты трубы
2.6.1. величина самотяги СУДГ 53,59 42,3 кПа
2.6.2. проверка тяги 27,05 14,43 кПа
2.6.3. высота дымовой трубы по самотяге 4,05 5,44 м
2.6.4. высота дымовой трубы требуемая (по ПДК и самотяге) 8,26 8,29 м
2.6.5. высота дымовой трубы требуемая (по ПДК, самотяге и режиму работы) 8,29 м

Таблица 24Расчет системы удаления дымовых газов для котла ЗиОСаб 1000

№ параметр режим ед. изм.
max-зимний среднеот.
аэродинамический расчет высоты дымовой трубы
1 исходные данные
1.1. тепловая нагрузка на котел 672 672 Мкал/ч
1.2. КПД котлоагрегата 68,5 68,5 %
1.3. аэродинамическое сопротивление котла 0,4 0,4 кПа
1.4. требуемое разрежение на выходе из котла 0,05 0,05 кПа
1.5. температура дымовых газов 160 160 ˚C
1.6. температура наружного воздуха -29 -3 ˚C
1.7. температура воздуха в помещении 18 18 ˚C
1.8. состав топлива
метан СН4 91,9 91,9 %
этан C2H6 2,1 2,1 %
пропан C3H8 1,3 1,3 %
бутан C4H10 0,4 0,4 %
пентан C5H12 0,1 0,1 %
азот N2 3 3 %
углекислый газ CO2 1,2 1,2 %
1.9. коэффициент избытка воздуха 1,1 1,1 -
1.10. скорость газов в газоходе 20 20 м/с
1.11. скорость газов в дымовой трубе 20 20 м/с
1.12. плотность воздуха при н.у. 1,293 1,293 кг/м3
1.13. плотность дымовых газов при н.у. 1,26 1,26 кг/м3
1.14. потери теплоты с химнедожегом 31,13 31,13 %
1.15. потери теплоты с физнедожегом 0 0 %
2 расчетные данные
2.1. определение диаметра газоходов
2.1.1. теоретически необходимое кол-во в-ха 9,57 9,57 м3/м3
2.1.2. действительное количество воздуха 10,978 10,978 м3/м3
2.1.3. действительный объем дымовых газов 12,18 12,18 м3/м3
2.1.4. теплота сгорания газа 8987,21 8987,21 ккал/м3
37,6 37,6 МДж/м3
2.1.5. плотность природного газа 0,773 0,773 кг/м3
2.1.6. суммарный расход топлива 109,16 109,16 м3/ч
2.1.7. 0,03 0,03 м3/с
2.1.8. действительный расход воздуха 1198,36 1198,3 м3/ч
2.1.9. действительный объем продуктов сгорания 2108,80 2108,80 м3/ч
2.1.10 минимальный диаметр газохода 193,16 193,16 мм
2.1.11 фактический диаметр газохода (по типоразмерам производителя) 200 200 мм
2.1.12 фактическая скорость в газоходе 18,66 18,66 м/с
2.2. расчет высоты дымовой трубы по ПДК
2.2.1. коэффициент конструкции горелок 2 2 -
2.2.2. коэффициент влияния температуры воздуха 0,5 0,5 -
2.2.3. коэффициент влияния избытка воздуха 1 1 -
2.2.4. удельный выброс оксидов азота 0,06 0,06 г/МДж
2.2.5. расчет выбросов оксидов азота 32,35 16,35 г/с
2.2.6. коэффициент доли потерь с химнедожегом топлива 0,34 0,34 г/Мкал
2.2.7. расчет выбросов монооксида углерода 10,78 10,90 г/с
2.2.8. коэффициент распределения темп-ры в-ха 160,00 160,00 -
2.2.9. коэффициент скорости оседания вредных в-в в атмосферном воздухе 1,00 1,00 -
2.2.10 минимальная высота дымовой трубы по оксиду азота 12,02 9,07 м
2.2.11 минимальная высота дымовой трубы по монооксиду углерода 2,10 2,24 м
2.2.12 высота дымовой трубы по ПДК 8,26 8,29 м
2.3. расчет самотяги дымовой трубы
2.3.1. коэффициент дымовой трубы 0,34 0,34 -
2.3.2. температура дым. газов на выходе из дымовой трубы 155 157 ˚C
2.3.3. средняя рабочая температура дымовых газов 158 158 ˚C
2.3.4. плотность дымовых газов при рабочих условиях 0,8 0,8 кг/м3
2.3.5. плотность воздуха при рабочих условиях 1,45 1,31 кг/м3
2.4. потери давления в газоходе
2.4.1. длина газохода 2106 2106 мм
2.4.2. КМС газохода 0,9 0,9 -
2.4.3. коэффициент сопротивления трения 0,02 0,02 -
2.4.4. потери давления на трении 2,87 2,87 кПа
2.4.5. потери давления в местных сопротивлениях 12,27 12,25 кПа
2.4.6. суммарные потери давления в газоходе 15,14 15,12 кПа
2.5. потери давления в дымовой трубе
2.5.1. КМС дымовой трубы 0,9 0,9 -
2.5.2. коэффициент сопротивления трения 0,02 0,02 -
2.5.3. потери давления на трении 11,26 11,29 кПа
2.5.4. потери давления в местных сопротивлениях 12,27 12,25 кПа
2.5.5. суммарные потери давления в трубе 23,53 23,54 кПа
2.6. определение требуемой высоты трубы
2.6.1. величина самотяги СУДГ 53,52 42,26 кПа
2.6.2. проверка тяги 29,58 18,45 кПа
2.6.3. высота дымовой трубы по самотяге 3,64 4,63 м
2.6.4. высота дымовой трубы требуемая (по ПДК и самотяге) 8,26 8,29 м
2.6.5. высота дымовой трубы требуемая (по ПДК, самотяге и режиму работы) 8,29 м

Заключение

В результате выполнения данного курсового проекта была запроектирована автономная котельная производственной мощностью 2150 кВт с одним обслуживающим человеком в жилом секторе города Тверь. Температурный график 95-70.

В проекте содержится подбор необходимого оборудования для котельной.

Было подобрано:

1. котел ЗиОСаб мощностью 1600 кВт и два котла мощностью 1000кВТ каждый, горелочные устройства к ним марки Weishaupt;

2. Диаметры трубопроводов системы отопления и вентиляции в соответствии с ГОСТ 10704-91;

3. 5 сетевых насосов WILO;

4. 2 рециркуляционных насоса WILO ;

5. 2 циркуляционных насоса WILO ;

6. 4 подпиточный насоса WILO;

7. Дымовая труба Н=8,29м фирмы Raab серии DW_ALKON.