Проектирование производственноотопительной котельной для жилого района г Смоленска

Министерство образования и науки Российской Федерации

Южно-Уральский государственный университет

Кафедра промышленной теплоэнергетики

Проектирование производственно – отопительной котельной

для жилого района г. Смоленска

Пояснительная записка к курсовому проекту

по дисциплине

«Источники и системы теплоснабжения

промышленных предприятий»

Э – 450.140104.2006.085.02.ПЗ

Нормоконтролер:

Руководитель:

Кириллов В. В. _________

«___»________2006 г.

Автор работы:

Студент группы Э-450

Давыдов И. С.__________

«___»_____2006 г.

Проект защищен

с оценкой ____________

«___»________2006 г.

Челябинск

2006 г.

Аннотация

Давыдов Илья Сергеевич. Расчет производственно-отопительной котельной для жилого района г. Смоленска. Челябинск, ЮУрГУ, Энергетический факультет, 2006 г, 38 с, 4 рисунка, 16 таблиц, 1 лист формата А1. Библиография литературы – 7 наименований.

В данном проекте приводится расчет производственно-отопительной котельной для жилого района города Смоленска. В основной части проекта рассчитаны тепловые нагрузки на отопление вентиляцию и горячее водоснабжение, а также расходы воды на отопление и вентиляцию. Выполнен гидравлический и тепловой расчет паропровода по заданной схеме, а также контактный теплообменник с активной насадкой. Приведено обоснование выбора основного оборудования тепловой схемы котельной, а также развернутая тепловая схема производственно-отопительной котельной на листе формата А1.

Содержание

1.Расчет тепловых нагрузок отопления, вентиляции и горячего водоснабжения……………………………………………………..……………...5

1.1 Сезонная нагрузка………………………..……………………….…………..6

1.2 Круглогодичная нагрузка…………………………………………………….7

2.Расчет температур сетевой воды……………….…………………..…………10

3.Расчет расходов сетевой воды……………………………………….……….13

4.Гидравлический расчет паропровода……………………………….……….14

5.Тепловой расчет паропровода………………………………………….……..17

6.Принципиальная тепловая схема котельной…………………………..…….19

7.Расчет тепловой схемы котельной………………………………….………..21

7.1 Расчет тепловой схемы паровой части котельной………………………..21

7.2. Расчет тепловой схемы паровой части котельной……………………….25

8.Расчет контактного теплообменника с активной насадкой….……………28

8.1 Тепловой расчет КТАН……………………………………………………..28

8.2 Гидравлический расчет КТАН…………………….……………………….31

9.Выбор оборудования тепловой схемы котельной…………………………..32

Заключение………………………………………………………….……………36

Список литературы…………………………………………………...………….37

Приложение…………………………………………………………….………..38

1.Расчет тепловых нагрузок отопления, вентиляции и горячего водоснабжения

В качестве потребителя коммунально-бытовой нагрузки выбран микрорайон г. Смоленска. с жилыми домами квартирного типа и этажностью 5 и более этажей.

Исходные данные для определения сезонной и круглогодичной тепловых нагрузок:

1. Расчетная температура воздуха проектирования отопления tно, оС34

2. Средняя температура наиболее холодного месяца tнхм, оС……..-16,9

3. Расчетная температура воздуха внутри жилых помещений tв , оС+20

4. Расчетная температура горячей воды у абонента tг , оС………..+55

5. Расчетная температура холодной водопроводной воды в летний период tх, оС…………………………………………………………………..+15

6. Расчетная температура холодной водопроводной воды в зимний период tх, оС…………………………………………………………………..+5

7. Количество квадратных метров жилой площади на одного жителя Fуд ,м2/чел……………………………………………………………………...18

8. Количество жителей z, чел…………………………………….90000

9. Укрупненный показатель максимального теплового потока на отопление жилых зданий на 1 м2 общей площади qo , Вт/м……………….87

10. Норма среднего недельного расхода горячей воды для жилых помещений, a, л/сут……………………………………..……………………..105

11. Норма среднего недельного расхода горячей воды для общественных и административных зданий, b, л/сут………………………...25

12. Коэффициент, учитывающий расход тепла на общественные здания, k1………………………………………………………………….. 0,25

13. Коэффициент, учитывающий тип застройки зданий, k2……..…..0,6

14. Продолжительность работы системы отопления,no, сут..………218

Коэффициент учитывающий изменение средненедельного расхода тепла на ГВС в неотопительный период по отношению к отопительному, в0,8

1.1 Сезонная нагрузка

Производственно-отопительная котельная рассчитывается для трех режимов работы, поэтому необходимо, чтобы нагрузки отопления и вентиляции были определены для следующих температур наружного воздуха:

· температура начала отопительного периода tн=+8 0С;

· средняя температура наиболее холодного месяца tнхм=-16,9 0С;

· расчетная температура воздуха проектирования отопления tно=-34 0С

Таблица 1 Расчет сезонных нагрузок

1.2 Круглогодичная нагрузка

Таблица 2 Расчет круглогодичной нагрузки

2. Расчет температур сетевой воды

Значения температур сетевой воды в зависимости от температур наружного воздуха определяются методом регулирования тепловых нагрузок и температурным графиком теплосети. В данном случае имеем качественное регулирование по совмещенной нагрузке в закрытой системе теплоснабжения при температурном графике теплосети 150/70 0С.

Таблица 3 Расчет температур сетевой воды

Текущие значения температур воды в прямом и обратном трубопроводе рассчитываем по формулам:

,

где –– величина относительной тепловой нагрузки:

Таблица 4 Температуры сетевой воды

Независимо от метода регулирования тепловых нагрузок необходимо учитывать, что при любых температурах наружного воздуха температура сетевой воды в подающем трубопроводе не может опускаться ниже 65 °С. Поэтому при определенной температуре наружного воздуха (tни) происходит смена метода регулирования с качественного на количественное или наоборот.

Из (рис.2) в точке излома температурного графика определяем температуру наружного воздуха tни=+5°С.

Температуры сетевой воды и должны быть рассчитаны с учетом нагрузки отопления и ГВС. , .

Для двух подогревателей const. Можно рассчитать по формуле:

Для расчетного режима, при котором поверхность теплообмена подогревателей будет максимальна, то есть при tн=tни=4,8°С, находим величину:

где величина недогрева водопроводной воды в подогревателе первой ступени П1, принимается в диапазоне 5…10°С.

Определим температуру воды в подогревателе первой ступени:

.

Для любой наружной температуры находят и .

Выполним пересчет сетевой воды и результаты сведем в таблицу:

Таблица 5 Пересчет температур сетевой воды

3. Расчет расходов сетевой воды

Расход сетевой воды на абонентском вводе поддерживается постоянным и равным:

(tн≤tни)

При tн>tни расход сетевой воды находим по текущей тепловой нагрузке :

, кг/с

Расход воды на вентиляцию определяем так же, но по температурам сетевой воды и :

(tн≤tни)

(tн>tни) , кг/с

4. Гидравлический расчет паропровода

Гидравлический расчет паропровода выполняется от потребителей к источнику, чтобы определить параметры пара у источника.

Исходные данные:

Схема паропровода изображена на бланке задания (стр.2)

Технологический теплоноситель – сухой насыщенный водяной пар.

Результаты гидравлического расчета паропровода приводятся в таблице 6.

Таблица 6. Гидравлический расчет паропровода

5. Тепловой расчет паропровода

Прокладка паропровода надземная, поэтому расчетная температура окружающей среды соответствует температуре наружного воздуха в максимально зимнем режиме tно.

Паропровод полностью изолирован, задвижки изолированы на ѕ от площади поверхности, компенсаторы изолированы полностью.

Результаты теплового расчета сведены в таблицу 7.

Таблица 7 Тепловой расчет паропровода

Условные обозначения:

1 - котел паровой;

2 - редукционный клапан;

3 - сепаратор непрерывной продувки;

4 - водоводяной теплообменник №1;

5 - пароводяной теплообменник №2;

6 - пароводяной теплообменник №3;

7 - водоводяной теплообменник №4;

8 - пароводяной теплообменник №5;

9 - водоводяной теплообменник №6;

10 - водоводяной теплообменник №7;

11 - пароводяной теплообменник №8;

12 - конденсатоотводчик;

13 - КТАН;

14 - водоструйный эжектор;

15 - деаэратор вакуумный;

16 - бак рабочей воды;

17 - регулятор температуры;

18 - котел водогрейный;

19 - редукционно-охладительная установка

20 - блок ХВО;

21 - деаэратор атмосферный.

7. Расчет тепловой схемы котельной

7.1 Расчет тепловой схемы паровой части котельной

Таблица 8 Исходные данные для расчета паровой части котельной

На принципиальной тепловой схеме производственно-отопительной котельной (рис. 4) представлена паровая часть, результаты расчета которой приводятся в таблице 9.

Таблица 9 Расчет паровой части котельной

Выбор паровых котельных агрегатов будим производить из расчета обеспечения покрытия тепловой нагрузки.

Выбираю паровой котельный агрегат Е-35-14. Для покрытия нагрузки ставим два таких котла. Его краткая характеристика:

· номинальная паропроизводительность, кг/с: 9,72

· абсолютное давление пара, МПа: 1,4

· температура питательной воды, 0С: 100

7.2 Расчет тепловой схемы водогрейной части котельной

Таблица 10 Исходные данные для расчета водогрейной части котельной

Таблица 11 Расчет водогрейной части котельной

Полученная погрешность меньше допустимой (2%)

Выбор водогрейных котельных агрегатов будим производить из расчета обеспечения покрытия нагрузки отопления, вентиляции и горячего водоснабжения.

Выбираю три водогрейных котельных агрегата КВГМ-50

Краткая характеристика КВГМ-50:

· номинальная теплопроизводительность, МВт: 58

· расчетный расход воды, кг/с: 172

· расчетные температуры, 0С:

- на входе 70

- на выходе 150

· вид топлива: газ или мазут

· поверхность нагрева, м2: 1468

8. Расчет контактного теплообменника с активной насадкой

8.1 Тепловой расчет КТАНа

Таблица 12.Характеристика топлива, сжигаемого в котельных агрегатах

Таблица 13 Тепловой расчет КТАНа

8.2 Гидравлический расчет КТАНа

Таблица 14 Гидравлический расчет КТАНа

9. Выбор оборудования тепловой схемы котельной

Для удаления агрессивных газов и деаэрации воды устанавливаем два деаэратора:

В паровой части котельной:

Деаэратор атмосферный ДА-100/25

- расход воды 100 т/ч;

- рабочее давление 1,2 кгс/см2.

В водогрейной части котельной:

Вакуумный деаэратор ДВ – 25

- расход воды 25 т/ч;

- рабочее давление 0,3 кгс/см2.

Комплектуется охладителем ОВВ-8.

Таблица 15 Расчет теплообменного оборудования (производственная часть)

Выбираю следующие теплообменные аппараты:

Т№1: Водо-водяной 07 ОСТ 34-588-68 7-114х2000 ПВ-z-07

Площадь поверхности нагрева: 1,76 м2

Число трубок: 12

Т№2: Пароводяной ПП2-4-2-II

Площадь поверхности нагрева: 4,07 м2;

Число трубок: 19

Т№3: Пароводяной ПП2-6-2-II

Площадь поверхности нагрева: 6,08 м2;

Число трубок: 68

Т№4: Водо-водяной 18 ОСТ 34-588-68 18-377х4000 ПВ-z-18

Площадь поверхности нагрева: 40,1 м2

Число трубок: 283

Т№5: Водо-водяной 11 ОСТ 34-588-68 11-219х2000 ПВ-z-11

Площадь поверхности нагрева: 5,89 м2

Число трубок: 37

Таблица 16 Расчет теплообменного оборудования (отопительная часть)

Выбираю следующие теплообменные аппараты:

Т№6: Водо-водяной 18 ОСТ 34-588-68 18-377х4000 ПВ-z-18

Площадь поверхности нагрева: 40,1 м2

Число трубок: 283

Т№7 Водо-водяной 17 ОСТ 34-588-68 17-377х2000 ПВ-z-17

Площадь поверхности нагрева: 19,8 м2

Число трубок: 212

Т№8 Водо-водяной 13 ОСТ 34-588-68 13-273х2000 ПВ-z-17

Площадь поверхности нагрева: 10,0 м2

Число трубок: 64

Заключение

В результате расчета данного проекта мы рассчитали сезонную и круглогодичную тепловую нагрузку котельной, а также рассчитали расходы воды на отопление и вентиляцию (см. рис 1,2).

Выполнили гидравлический и тепловой расчет паропровода и получили следующие данные:

· требуемое давление пара у источника (Pк = 0,729 МПа) для обеспечения потребителям заданного давления Раб = 0,70 МПа.

· потери тепла через изоляцию на трех участках (см. табл. 7)

Разработали принципиальную тепловую схему котельной (см. рис. 4).

Прозводственно-отопительная котельная была разбита на две части производственную и отопительную.

По результатам расчета паровой части котельной для обеспечения требуемой технологической нагрузки были выбраны два паровых котельных агрегата Е-35-14

Водогрейная часть котельной была рассчитана на четыре режима работы в зависимости от температуры наружного воздуха.

Для обеспечения отопительной нагрузки были выбраны три водогрейных котла марки КВГМ-50.

Проведен тепловой и гидравлический расчет КТАНа.

Выбрано теплообменное оборудование для котельной.

Приведена развернутая тепловая схема производственно-отопительной котельной на листе формата А1.