Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск

 , (3.2)

где i¢¢р – энтальпия редуцированного пара, при р = 0,6 МПа, t = 190 ºC, i¢¢р = 2867 кДж/кг (слабо перегретый пар);

 i¢к – энтальпия конденсата после сетевых подогревателей, i¢к = 80С, i¢к = 335,2 кДж/кг

кпд подогревателей ()

 кг/с

Суммарный расход свежего пара до редуцирования на внешних потребителей,  , кг/с

, (3.3)

, (3.4)

, (3.5)

где i¢р – энтальпия свежего пара, при р = 0,7 МПа, tп = 180 ºС i¢р = 2798,83 кДж/кг;

 кг/с

 кг/с

 кг/с

Расход пара на собственные нужды, кг/с, предварительно принимается в размере 5 % от внешнего потребления пара

, (3.6)

 кг/с

Потери внутри котельной принимаем 2-5% от общего расхода пара. Принимаем потери пара 3%.

, (3.7)

 кг/с

Общая паропроизводительность котельной будет:

 (3.8)

 кг/с

Количество потерянного на производстве конденсата, , кг/с

, (3.9)

 кг/с

Количество возвращаемого конденсата тогда будет  кг/с

 (3.10)

 = 12,772-6,11-0,59-0,372-1,566 = 4,134 кг/с.

Потери конденсата с учётом 3% его потерь внутри котельной, , кг/с

, (3.11)

 кг/с

Расход химически очищенной воды при величине потерь в тепловой сети 2% от общего расхода сетевой воды, , кг/с

, (3.12)

 кг/с

Расход на собственные нужды ВПУ принимаем равным 25% от расхода химически очищенной воды, получим расход сырой воды, , кг/с

, (3.13)

 кг/с

Расход пара на пароводяной подогреватель сырой воды, , кг/с

, (3.14)

 кг/с

Количество воды поступающей от непрерывной продувки,, кг/с

Продувка может составлять 2-10% номинальной производительности котла. Если Gпр > 0,28 кг/с необходимо устанавливать расширитель продувки. Примем размер продувки 5%.

; (3.15)

кг/с

Расширитель продувки необходим.

3.2 Расчёт расширителя продувки

Рисунок 2 - Схема потоков расширителя продувки

Количество пара, полученного в расширителе продувки, , кг/с

, (3.16)

где i¢пр – энтальпия воды при давлении в котле 0,7 МПа;

i¢¢пр – энтальпия воды при давлении в расширителе продувки 0,12 МПа;

i¢п – энтальпия пара при давлении в расширителе продувки;

х – степень сухости пара, выходящего из расширителя;

i¢пр = 4,19×195 = 817,1 кДж/кг;

i¢¢пр = 4,19×104 = 435,8 кДж/кг;

i¢п = 2684,5 кДж/кг;

x = 0,98 кг/кг;

кг/с

3.3 Расчёт подогревателя химически очищенной воды

Подогрев химически очищенной воды после ВПУ производится в водоводяном теплообменнике за счет охлаждения подпиточной воды для тепловой сети после деаэратора со 104 до 70оС.

Рисунок 3 - Схема работы теплообменника для подогрева ХОВ

Температура химически очищенной воды, поступающей в деаэратор, определяется из уравнения теплового баланса , оС

, (3.17)

 ºС

Энтальпия ХОВ, поступающей в деаэратор:

 кДж/кг

3.4 Расчёт деаэратора

Рисунок 4 – Схема потоков, поступающих в деаэратор

Параметры потоков:

конденсат с производства – Gк = 4,134 кг/с; tкп = 95 0С; iкп = 398 кДж/кг;

конденсат из подогревателей сырой воды – Dсв = 0,174 кг/с; iк// = 670,5 кДж/кг

пар из расширителя продувки – Dпр = 0,11 кг/с; i/п = 2683 кДж/кг;

конденсат сетевых подогревателей – Dпсв = 6,21 кг/с; iк/ = 335,2 кДж/кг; tк/ = 80 0C;

ХОВ – Gхов = 2,858 кг/с; t//хов = 40,9 0C; i/хов = 171,37 кДж/кг;

греющий пар – iр// = 2867 кДж/кг.

Суммарное количество воды и пара, поступающего в деаэратор без учета расхода греющего пара, , кг/с

, (3.18)

 кг/с

Средняя энтальпия смеси в деаэраторе, , кДж/кг

 кДж/кг

Температура смеси , оС

,

оС

Расход пара на деаэратор, , кДж/кг

, (3.19)

где iпв – энтальпия питательной воды, кДж/кг;

 кг/с

Суммарный расход редуцированного пара для собственных нужд внутри котельной, , кг/с

, (3.20)

 кг/с

Расход свежего пара на собственные нужды, , кг/с

, (3.21)

 кг/с

Паропроизводительность котельной, т/ч, с учетом внутренних потерь 3 %

, (3.22)

 кг/с = 46 т/ч

Расхождение:

% < 3 %

3.5 Выбор основного оборудования

Принимаем для установки газомазутные котлы марки ДЕ–6,5–14ГМ производительностью 6,73 т/ч каждый. Принимаем к установке 8 котлов, общая паропроизводительность:

 т/ч, запас 14,56%.

Проверим соответствие условию надёжности: в случае выхода из строя одного большого котла, оставшиеся должны покрывать нагрузку холодного месяца, т.е. паропроизводительность котельной должна быть не меньше 44,1 т/ч:

, (3.23)

 кг/с

, (3.24)

 кг/с

, (3.25)

 кг/с

, (3.26)

5,7 = 10,87 кг/с

; (3.27)

кг/с = 42,53 т/ч;

В случае выхода из строя одного из котлов общая паропроизводительность будет:

т/ч > 42,53 т/ч – условие выполняется.

Принципиальная схема котельной с паровыми котлами представлена на формате А3 (Лист 2).

4 ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ

Задачей гидравлического расчета является определение диаметров участков теплосети и падение давления в них. Поскольку в начале расчета неизвестен ряд требуемых величин, то задачу решают методом последовательных приближений.

Расчет начинают с магистральных участков и ведут от самого дальнего участка в направлении источника.

Задают удельное линейное падение давления. Для магистральных участков трубопроводов принимается Rл = 80 Па/м, в ответвлениях по расчету, но должно выполняться условие Rл ≤ 300 Па/м.

Расход сетевой воды в трубопроводах G, кг/с, определяется по формуле

, (4.1)

где Q – тепловая нагрузка расчетного участка, кВт;

с – теплоемкость воды, с = 4,187 кДж/(кг×град);

t 1, t2 – температуры сетевой воды в подающей и обратной линиях.

Рассчитывают необходимый диаметр трубопровода d, м, по формуле

d = А G0.38 / R, (4.2)

где А= 117 ∙ 10-3 м0,62 / кг0,19 при kэ = 0,0005 м.

Затем округляют его до стандартного и уточняют значение Rл по формуле:

 = А G2 / d5.25 , (4.3)

где А = 13,62 ∙ 10-6 м3,25 кг, если kэ = 0,0005 м.

Полное падение давления на участке , Па

ℓ(1+α), (4.4)

где α – коэффициент местных потерь давления;

α =, (4.5)

где Z – опытный коэффициент, принимаем .

Потери напора на участке , м

, (4.6)

где ρ – плотность воды при средней температуре теплоносителя, кг/м3.

Произведём расчёт второго участка.

Участок 1.

,

 кг/с

 м, стандартный принимаем d1 = 0,082 м

 Па/м

 Па

 м.

Аналогичным образом рассчитываются остальные участки магистралей. Затем переходят к ответвлениям. Ответвления рассчитывается как транзитный участок с заданным падением давления. Падение давления в ответвлении равно сумме падений давления на участках, расположенных от места ответвления к абоненту до конца главной магистрали, Па:

 (4.7)

Определяется предварительное удельное линейное падение давления в ответвлении:

 (4.8)

По этому значению рассчитывается предварительный диаметр, далее он округляется до стандартного, затем уточняется значение удельного линейного падения давления, определяются потери давления и напора аналогично расчету главной магистрали.

Произведём расчёт тринадцатого участка.

Участок 13:

 Па;

 кг/с;

 Па/м

 м, стандартный принимаем d14 = 0,07 м;

 Па/м

 Па

 м.

Аналогичным образом рассчитываются все остальные ответвления. Затем определяются суммарные потери напора от котельной до рассматриваемого абонента SDН. Полученные результаты занесены в таблицу 6.

Необходимо, чтобы суммарные потери давления по магистральным линиям расходились не более чем на 15 %.

% < 15 %.

Таблица 6 – Гидравлический расчет трубопроводов

Страницы: 1, 2, 3