Введение. Изложены рекомендации по расчету тепловых схем котельных с паровыми котлами, рассчитанными для работы при давлении пара 14 МПа (пар насыщенный)

Изложены рекомендации по расчету тепловых схем котельных с паровыми котлами, рассчитанными для работы при давлении пара 14 МПа (пар насыщенный).

Предусматривается выполнение расчетов для наиболее характерных режимов работы котельных.

По отдельным позициям для ускорения расчетов в работе приведены аналитический и графический методы.

В основу определения расхода пара на деаэрацию питательной воды, являющегося наиболее сложным элементом расчета, положен только графический метод.

1.1. Исходные данные для проектирования, содержание и объем расчетного задания

В работе по приведенной методике (п. 1.2) необходимо осуществить расчет тепловых схем котельных для закрытой и открытой систем теплоснабжения. Методика иллюстрируется соответствующими примерами расчета котельных с паровыми котлами, рассчитанными для работы при давлении пара 14 МПа (пар насыщенный).

Исходные данные для расчета следует принимать по приложению 26 методических указаний с выбором варианта задания по двум последним цифрам зачетной книжки. Для заданного города принимают следующие климатологические данные: расчетную температуру наружного воздуха для проектирования отопления t _о, ℃; расчетную температуру наружного воздуха для проектирования вентиляции t_v, ℃; среднюю температуру наружного воздуха за отопительный период t _от, ℃; продолжительность отопительного периода n, сут.

Все остальные недостающие исходные данные следует принять из примера расчета (таблицы 1 и 3).

Работа состоит из расчетно-пояснительной записки объемом 40−50 страниц формата А-4 и графической части, включающей 1−2 листа формата А1.

Все расчеты в записке должны сопровождаться соответствующими пояснениями, ссылками на источники и проводиться в единицах системы СИ. Ссылки на литературные источники помещаются в тексте в квадратные скобки, формулы нумеруются, а схемы, графики и таблицы кроме нумерации должны иметь и названия. В конце пояснительной записки должен быть приведен в алфавитном порядке список используемой литературы, норм, каталогов, типовых проектов, альбомов с точным указанием авторов, названия издания, места издания, года издания и количества страниц.

При выполнении чертежей и схем необходимо руководствоваться требованиями ГОСТ 21.605-82 «Сети тепловые», а также ЕСКД.

Общие положения

1.2.1. Расчет тепловой схемы котельной производится с целью определения расхода пара и воды для отдельных узлов при характерных режимах работы котельной и составления общего материального баланса пара и воды.

Расчет выполняется параллельно для всех режимов с применением табличной формы в рекомендуемой последовательности (см. таблицы 2 и 4).

Расчетом определяется температура различных потоков воды (сетевой, подпиточной, химочищенной исходной) и конденсата.

1.2.2. На расчетной тепловой схеме котельной (рисунка 1 и 2) указываются направления основных потоков теплоносителя, его расходы и параметры.

1.2.3. Расчет теплой схемы котельной выполняется в следующей последовательности:

– рассчитывается предварительный пароводяной баланс котельной (без учета непрерывной продувки), который используется в расчете химводоочистки для установления необходимости непрерывной продувки, ее величины, а также для уточнения собственных нужд химводоочистки;

– производится полный расчет тепловой схемы котельной по всем позициям, в частности уточняется пароводяной баланс, суммарная паровая нагрузка котельной и намечаются варианты для выбора типоразмера и количества котлов. Выбор основного варианта установки котлов производится при составлении технико-экономического обоснования.

В процессе расчета тепловой схемы методом последовательных приближений уточняется расход пара на деаэрацию питательной воды. Предлагаемый метод расчета позволяет уточнить этот расход после одного приближения, причем погрешность находится в пределах 5 %;

– результаты расчета являются исходными данными для расчета и выбора оборудования отдельных узлов тепловой схемы и основных трубопроводов котельной. Выбор числа и единичной мощности котлов также производится на основании результатов расчета тепловой схемы. В случае наличия двух или более вариантов установки котлов выбор следует производить на основании технико-экономического обоснования.

1.2.4. Методика расчета тепловых схем и примеры приведены для наиболее общего случая тепловой схемы – отопительно-производственной котельной (с теплоносителями – высокотемпературная вода и насыщенный пар).

Расчеты отопительной (теплоноситель, высокотемпературная вода) и производственной котельных (теплоноситель, насыщенный пар) являются частными случаями общего расчета тепловой схемы.

1.2.5. Расчетные режимы.

Для отопительно-производственной и отопительной котельных расчет ведется для четырех характерных режимов:

– максимального зимнего при расчетной температуре наружного воздуха для проектирования отопления и вентиляции;

– при средней температуре наиболее холодного месяца;

– при температуре наружного воздуха в точке излома температурного графика сетевой воды (при наличии нагрузки на горячее водоснабжение);

– летнего режима.

В случае отсутствия нагрузки на горячее водоснабжение режим при температуре наружного воздуха в точке излома температурного графика сетевой воды заменяется режимом в конце отопительного периода (температура наружного воздуха 8 °С).

Для отопительной котельной при наличии только отопительно-вентиляционной нагрузки исключается летний режим (котельная в летний период не работает).

Производственная котельная рассчитывается для максимального зимнего режима, режима при средней температуре самого холодного месяца и летнего.

1.2.6. Исходные данные к примеру расчета тепловой схемы отопительно-производственной котельной для закрытой системы теплоснабжения приведены в таблице 1.

Дополнительные исходные данные:

– топливо твердое; сжигание топлива – слоевое, поэтому отсутствует мазутное хозяйство, и в расчетах D _маз принято равным 0; при камерном сжигании твердого топлива требуется мазут для растопки и подсветки факела. В этом случае и в случае использования мазута в качестве топлива (основного, резервного или аварийного) необходимо предусматривать мазутное хозяйство и учитывать в расчете расход пара на мазутное хозяйство;

– возврат конденсата от производственных потребителей под напором.

Для примера расчета тепловой схемы с учетом расхода теплоты на мазутное хозяйство для отопительно-производственной котельной с открытой системой теплоснабжения в качестве топлива принят мазут.

1.2.7. Исходные данные к примеру расчета тепловой схемы отопительно-производственной котельной для открытой системы теплоснабжения приведены в таблице 3.

Примеры расчетов тепловых схем для закрытых и открытых систем теплоснабжения даны, как наиболее сложные, с использованием качественного регулирования. При использовании количественного регулирования в расчетах тепловых схем следует:

– принимать температуру прямой и обратной сетевой воды на выходе из котельной и температуру обратной сетевой воды перед сетевыми насосами во всех расчетных режимах равной температуре при максимальном режиме.

1.2.8. В приведенных примерах (таблицы 2 и 4) был принят, согласно заданию, температурный график сетевой воды 150−70 °С. Расчетные формулы температуры наружного воздуха в точке излома, температуры прямой и обратной сетевой воды составлены для заданного температурного графика.

При температурном графике 130−70 °С указанные величины могут быть определены по следующим формулам:

– температура наружного воздуха в точке излома:

;

– температура прямой сетевой воды:

;

– температура обратной сетевой воды:

.

Для иного температурного графика температуру сетевой воды в подающем и обратном трубопроводах при любой температуре наружного воздуха следует определять по формулам:

– в подающем трубопроводе:

;

– в обратном трубопроводе:

,

Где – расчетная температура в подающем трубопроводе тепловой сети при любой температуре наружного воздуха, °С;

– расчетная температура в обратном трубопроводе тепловой сети при любой температуре наружного воздуха, °С;

– расчетная температура в подающем трубопроводе местной системы, °С (95 °С);

– расчетная температура в обратном трубопроводе местной системы, °С (70 °С);

– внутренняя температура помещения;

– коэффициент снижения расхода тепла на отопление и вентиляцию в зависимости от температуры наружного воздуха;

– расчетный перепад температур в тепловой сети (150−70; 130−70; 115−70 и т.д.).

По полученным точкам строится температурный график.

Точкой излома температурного графика является точка, соответствующая температуре в подающем трубопроводе 70 °С. По этой точке по температурному графику определяется температура наружного воздуха в точке излома (t _н.изл).

1.2.9. Максимальный часовой отпуск тепла на горячее водоснабжение промышленного предприятия совпадает со среднечасовым (коэффициент часовой неравномерности K _ч согласно СНиП 2.04.01).

При отпуске тепла на горячее водоснабжение городов и населенных пунктов максимальный часовой расход принимается с коэффициентом 1,3 от среднечасового.

1.2.10. Для быстрого определения ряда расчетных величин рекомендуется использовать графики (рисунки 1, 2 приложения 21, 22, 25).

Абсолютное значение величины расхода пара на деаэрацию питательной воды вычисляется по удельному расходу пара. Удельный расход пара определяется по графику (для закрытой системы теплоснабжения – приложение 22, для открытых – приложение 23). График на рисунке 1 приложения 23 построен при коэффициенте непрерывной продувки П = 0. На величину непрерывной продувки вводится поправка (см. рисунок 3 приложения 23).

Удельные потери пара с выпаром из деаэратора приняты в примере 0,002 т на 1 т деаэрированной воды (по рекомендации ЦКТИ могут быть в пределах 0,002−0,004 т/т).

2. ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА ТЕПЛОВЫХ СХЕМ КОТЕЛЬНЫХ