Материал: 1210
35
18
|
|
|
Dтехн; Р1=1,37 МПа |
|
|
|
5 |
|
|
|
0,118 МПа |
|
|
|
6 |
|
m0=0,2Dтехн |
tк=1040С |
|
|
|
||
|
tк=80 |
0С |
8 |
|
|
|
9 |
|
12 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
tк=800С |
|
|
|
3 |
С |
С |
|
|
0 |
0 |
|
|
=70 |
=40 |
|
|
л(1) |
(1) л |
|
|
; t |
; t |
|
|
техн |
техн |
|
t′св=250С |
D |
D |
|
|
|
10 |
||
=0,4 |
=0,3 |
|
|
|
|
||
0 |
0 |
|
|
m |
m |
|
|
|
13 |
|
11 |
|
|
|
|
1
iгар 377кДж
кг
Qc=16,8 МВт
iобр 293кДж
кг
4
7
16
15 17 tсв=5 0С
tp=40 0С
Рис. 2.8. Принципиальная тепловая схема паровой котельной для закрытых двухтрубных водяных и паровых сетей
71
Другая часть пара после снижения давления в редукционноохладительной установке (РОУ) 5 до 0,118 МПа поступает в пароводяной подогреватель 2 сетевой воды, который обеспечивает потребителей теплом в количестве Qс кВт в виде горячей воды. Образовавшийся конденсат под давлением греющего пара подается в охладитель конденсата 3, где охлаждается до 80 °С, а затем через конденсатоотводчик 8 в деаэратор 9.
В этот деаэратор поступает также конденсат от пароводяного подогревателя сырой воды 6, смесь возвращаемого конденсата и добавочной химочищенной воды из конденсатного бака 13 и пар из расширителя непрерывной продувки 7. Небольшой расход пара для подогрева смеси этих потоков до 102 104 °С подается в деаэратор из котлов через РОУ. В схеме предусмотрено использование тепла выхлопа деаэратора в пароводяном подогревателе 12 смеси, поступавшей из конденсатного бака. Образовавшийся конденсат сливается самотеком в канализацию.
Подача добавочной сырой воды, необходимой для покрытия утечек пара и воды в котельной и в сетях, и количество пара, безвозвратно теряемого у потребителей, осуществляется насосом 17, прокачивающим ее последовательно через водоводяной подогреватель 15, пароводяной подогреватель 6, фильтры химводоочистки 11 в конденсатный бак 13. Здесь химочищенная вода смешивается с конденсатом, возвращаемым от потребителей. Далее смесь насосами 18 через пароводяной подогреватель 12 подается в деаэратор.
Питательная вода из деаэратора питательными насосами 10 через водяной экономайзер нагнетается в котел 1. Из этого же деаэратора она самотеком поступает на всасывание подпиточных насосов 16, которые подают ее во всасывающий коллектор сетевых насосов 4. Сетевая вода из обратной линии водяных сетей в смеси с подпиточной водой прокачивается сетевыми насосами 4 через охладитель конденсата 3, бойлер 2 в подающую линию водяных сетей.
На схеме показано использование тепла непрерывной продувки паровых котлов. Для этого предусматривается подача продувочной воды от котлов в сепаратор непрерывной продувки, в котором поддерживается то же давление, что и в атмосферном деаэраторе. Поступающая в сепаратор вода частично испаряется за счет снижения ее давления до 0,118 МПа (температура пара 100 104 °С). Образовавшийся в сепараторе пар отводится в паровое пространство деаэратора, а горячая вода поступает в водоводяной теплообменник 15, исполь-
36
71
зуемый как подогреватель сырой воды. После охлаждения в теплообменнике продувочная вода сбрасывается в канализацию.
Втех случаях, когда отпуск тепла от котельной в виде горячей воды составляет значительную долю от всего отпуска тепла, следует рассматривать вариант установки в котельной наряду с паровыми также водогрейных котлов. Возможности такого варианта определяются прежде всего типоразмерами серийно изготовляемых в настоящее время водогрейных котлов. Однако даже при наличии требующихся типоразмеров котлов и заданном соотношении расчетных величин отпуска тепла в паре и горячей воде выбор между вариантами чисто паровой или пароводогрейной котельной требует техникоэкономического обоснования.
2.6.Пример расчета тепловой схемы котельной
Взадачу расчета тепловой схемы входит определение расходов, температур и давлений теплоносителей (пара и горячей воды) по их потокам в пределах установки, а также определение суммарного расхода пара и тепла на всю установку в целом при различных режимах
ееработы (см. подр. 2.2). На основании результатов этого расчета производится выбор оборудования котельной и определение ее тех- нико-экономических показателей (прил. 1, 2).
Расчет тепловых схем чисто водогрейных котельных значительно проще расчета схем паровых и пароводогрейных котельных. Методика их расчета подробно изложена в [4].
Вкачестве примера рассмотрим методику расчета тепловой схемы паровой котельной, представленной на рис. 2.8 и описанной в подр. 2.5. Котельная предназначена для отпуска пара технологическим потребителям и для подогрева горячей воды для отопления, вентиляции и горячего водоснабжения жилых и общественных зданий. Система теплоснабжения закрытая. Насыщенный пар с давлением
P1=1,37 МПа и степенью сухости X1=0,99 в количестве Dтехн=4,16 кг/с расходуется на технологические нужды. Расчетная нагрузка в виде горячей воды Qc=16,8 МВт. Энтальпия горячей воды в подающей линии водяных сетей iобр=377 кДж/кг, энтальпия обратной воды iобр=293 кДж/кг. Конденсат от подогревателей сетевой воды подается в деаэратор с температурой tк=80 °С. При расчетах принимаются температура сырой воды tсв=5 °С, ее подогрев перед химводоочисткой
38
до t′св=25 °С. Деаэрация питательной и подпиточной воды осуществляется в атмосферных деаэраторах при температуре 104 °С, питательная и подпиточная вода имеют температуру tпв=104 °С.
В котельную возвращается конденсат от технологических потребителей в количестве: m1 = 0,4Dтехн с температурой t1к =70 °С; m2= 0,3 Dтехн с температурой t2к =40 °С; m3 =0,2 Dтехн с температурой t3к =80 °С. Величина непрерывной продувки котлов αпр составляет 3% от их производительности D . Потери воды и пара в котельной αут принимаются равными 3% от D, потери в теплосети αс 1,5% от расхода в сетях Wc. Энтальпия воды iр, сливаемой в канализацию, принимается равной 167 кДж/кг. Расчет тепловой схемы выполнен для максимально зимнего режима. Топливом для котельной является малосернистый мазут марки 100.
Пар, выходящий из РОУ с давлением Р2 =0,118 МПа, принимаем сухим, насыщенным. По таблицам [11] находим его энтальпию i"2 =2680 кДж/кг.
Расход пара для подогрева сетевой воды в бойлерах определяем из уравнения
Qc Dб i2 iк Dб i2 4,19tк ,
откуда
|
|
|
|
Q |
|
|
|
|
|
16,8 103 |
|
|
|
|
|
Dб |
|
|
c |
|
|
|
|
|
|
7,17кг/с. |
|
|
|
|
i2 4,19tк |
2680 4,19 80 |
|
|
||||||||||
Расход сетевой воды |
|
|
|
16,8 103 |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
Q |
|
|
|
|
|
|
|||
|
Wc |
|
|
c |
|
|
|
|
|
200 кг/с. |
|
|
||
|
i |
|
i |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
гор |
|
|
|
377 293 |
|
|
|
||||
|
|
|
|
обр |
|
|
|
|
|
|
|
|||
Расход тепла на технологические нужды составит |
|
|
||||||||||||
где ix |
|
Qтех Dтех i1x |
4,19 mi tki , |
ti |
|
|||||||||
энтальпия влажного пара из котла, |
кДж/кг;m , |
доля и |
||||||||||||
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
i |
к |
|
температура i-го потока конденсата от технологических потребителей, °С.
В нашем случае
t1x t1 (1 X1) ri 2790 (1 0,99) 1960 2770 кДж/кг,
где t1 , r энтальпия сухого насыщенного пара и удельная теплота парообразования при давлении P1 в котлоагрегате, кДж/кг; X1 степень сухости пара на выходе из котлоагрегата.
39
Тогда
Qтех 4,16 2770 4,19 (0,4 70 0,3 40 0,2 80) 10400 Вт.
Суммарный расход тепла на подогрев сетевой воды и на технологические нужды равен
Q Qб Qтехн 16800 10400 27200 кВт.
Предварительный расход пара из котельной
D |
Q |
|
27200 |
|
11,65кг/с. |
t1x 4,19 tпв |
2770 4,19 104 |
|
В отсутствие сетевых подогревателей D=Dтехн. Расход пара на деаэрацию питательной воды Dд и на подогрев сырой воды перед химводоочисткой Dсв обычно составляет 3 11% от D [4].
В данном примере расход пара на вышеуказанные нужды принимаем 9% от D с последующим уточнением:
Dr Dд Dсв 0,09D 0,09 11,61 1,05 кг/с.
Расход острого пара, поступающего в РОУ, равен
D1 D Dтехн Dr 11,65 4,16 1,05 8,5 кг/с.
При отсутствии сетевых подогревателей D1=Dr .
Расход питательной воды c учетом продувок котельных агрегатов и потерь внутри котельной
|
|
dпр |
|
dут |
|
|
3 |
|
3 |
|
|
|
||
Wпв D 1 |
|
|
|
|
|
11,65 1 |
|
|
|
|
|
|
12,35 |
кг/с. |
100 |
|
100 |
100 |
|||||||||||
|
|
100 |
|
|
|
|
|
|||||||
2.6.1. Расчет редукционно-охладительной установки (РОУ)
Назначение РОУ снижение параметров пара за счет дросселирования (мятия) и охлаждения его водой, вводимой в охладитель в распыленном состоянии. В охладителе РОУ основная часть воды испаряется, а другая с температурой кипения отводится в конденсационные банки или непосредственно в деаэратор. Приближенно можно принять, что вся вода, вводимая в РОУ, полностью испаряется.
Подача охлаждающей воды в РОУ производственных котельных обычно осуществляется из магистрали питательной воды после деаэратора.Тепловой расчет РОУ, рис. 2.9, ведется по балансу тепла.
40