Расчет тепловой схемы котельной

 

Имеем:

 

,

 

 кг/с.

 

где    - потери конденсата от технологических потребителей, кг/с;

, - возврат конденсата от потребителя в процентах от ;

 - потери продувочной воды, кг/с;

- потери пара  внутри котельной, кг/с;

- потери воды в теплосети, кг/с;

- количество выпара из деаэратора, кг/с;

- расход воды через химводоочистку, кг/с;

- расход сырой  воды на химводоочистку, кг/с.

 

1.9 Расчет пароводяного подогревателя сырой воды.

 

Рисунок 7 - Схема  пароводяного подогревателя сырой  воды

 

Уравнение теплового  баланса подогревателя:

 

 ,

 

Расход редуцированного  пара в подогревателе сырой воды:

 

,

 

 

 кг/с.

 

где    - расход нагретой воды, кг/с;

,   - начальная и конечная энтальпия нагреваемой воды, ºС;

- расход греющего пара, кг/с;

- энтальпия пара после  РОУ, кДж/кг;

- энтальпия конденсата, кДж/кг;

- коэффициент, учитывающий  потери тепла аппаратом и трубопроводами  в окружающею среду ().

 

1.10 Расчет конденсатного бака.

 

 

Рисунок 9 - Узел конденсатного бака

 

Температура смеси конденсата, определяется из выражения:

 

,

 

где  - расход конденсата, кг/с;

  - температуры конденсата, °С;

 

 

Суммарное количество конденсата, поступающее в конденсатный бак, будет равно:

 

.

 

Находим суммарное  количество воды , которое поступает в конденсатный бак. В бак подаются потоки конденсата от технологических потребителей и вода из химводоочистки.

 

,

 

 кг/с;

 

,

 

 кг/с;

 

,

 

 кг/с.

 

Температура смеси конденсата:

 

,

 

 °С.

 

1.11 Расчет охладителя выпара.

 

Охладитель  выпара на рассчитываемой схеме не предусмотрен.

 

1.12 Общие замечания о расчете  деаэратора.

 

В курсовом проекте применен смешивающий термический  деаэратор атмосферного типа ( МПа). Подогрев воды, поступающей в деаэратор, до температуры насыщения осуществляется редуцированным паром ().

Газы, выделяемые деаэрированной водой, переходят в паровой поток и остатком неконденсированного избыточного пара (выпара) удаляются из деаэрационной колонки через штуцер, а затем сбрасываются в барботер (иногда через охладитель выпара). Расход избыточного пара () по имеющимся опытным данным ЦКТИ составляет 2 – 4 кг на 1 тонну деаэрированной воды. В курсовом проекте следует принять: , где - суммарный расход деаэрируемой воды.

 

 

Рисунок 10 - Узел деаэратора

 

Энтальпия пара (выпара) принимается равной энтальпии пара при данном давлении (принимаем равным ). Деаэрированная вода () из бака деаэратора подается питательным насосом (ПН) в котельный агрегат.

При расчете  деаэратора неизвестными являются расход пара на деаэратор () и расход деаэрированной воды (). Эти величины определяются при совместном решении уравнений массового и теплового балансов деаэратора.

 

Произведем  уточнение ране принятого расхода .

Суммарный расход деаэрируемой воды:

 

.

 

Принимаем значение возврата конденсата после подогревателя  сырой воды, , согласно рассчитываемой схеме, равным расходу редуцированного пара в подогревателе сырой воды, ; а возврат конденсата после сетевого подогревателя (бойлера), , равным расходу пара в подогревателе сетевой воды, :

 

 кг/с,

 

,

 

 кг/с.

 

Запишем уравнение  теплового и массового балансов (предположим для деаэратора )(Рисунок 10):

 

,

 

где – энтальпия воды в деаэраторе (принимаем равной энтальпии кипящей воды в расширителе), кДж/кг.

 

.

 

Рисунок 11 - Расчетная схема деаэратора

 

Из уравнения  находим:

 

,

 

 

 

 

 

Подставляем полученное значение в уравнение (27) и решаем его относительно :

 

 

 

 

 

 

 

 кг/с,

 

 кг/с.

 

где     - давление в атмосферном деаэраторе, МПа;

  - количество редуцированного  пара, кг/с;

- количество выпара  из деаэратора, кг/с; 

- суммарный расход деаэрируемой  воды, кг/с;

- расход деаэрированной  воды на выходе из деаэратора, кг/с;

- возврат конденсата  после сетевого подогревателя  (бойлера), кг/с;

- энтальпия конденсата  после подогревателя сетевой  воды (бойлера), кДж/кг;

- расход пара в подогревателе  сетевой воды, кг/с;

- возврата конденсата  после подогревателя сырой воды, кг/с;

-  расход редуцированного  пара в подогревателе сырой  воды, кг/с;

- энтальпия конденсата, кДж/кг;

- расход воды через  химводоочистку, кг/с;

 – энтальпия воды на выходе из химводоочистки, кДж/кг;

- количество пара, выделяющегося  в расширителе из продувочной  воды, кг/с;

- энтальпия влажного  пара в расширителе непрерывной  продувки, кДж/кг;

- расход деаэрированной  воды на выходе из деаэратора, кг/с; 

- расход воды на питание  котельных агрегатов, кг/с;

- энтальпия воды в  деаэраторе, кДж/кг;

- расход воды на подпитку  тепловой сети, кг/с;

 - расход пара на деаэрацию, кг/с;

- энтальпия влажного  пара после РОУ при давлении  ,кДж/кг;

 

1.13 Проверка точности расчета первого приближения.

 

Из уравнения  массового баланса линии редуцированного  пара определяем значение :

 

,

 

 кг/с.

 

При расчете  деаэратора получено кг/с. Ошибка расчета составляет 16,5%. Допустимое расхождение 3%. Следовательно, необходимо провести второй цикл приближения.

1.14 Уточненный расчет РОУ.

 

Расчет редуцированного  пара:

 

,

 

 кг/с.

 

Из уравнения  имеем:

 

;

 

,

 

Отсюда:

,

 

 кг/с.

 

,

 

 кг/с.

 

Общий расход свежего пара:

 

,

 

 кг/с.

 

где    - расход увлажняющей воды, поступающей в РОУ, кг/с;

- расход острого пара, поступающего в РОУ, кг/с;

- общий расход свежего  пара, кг/с.

 

1.15 Уточненный расход тепловой схемы.

 

1. Расчет расширителя непрерывной продувки:

 

,

 

 кг/с,

 

,

 

 кг/c,

 

,

 

 кг/с.

 

2. Расчет расхода химически очищенной воды:

 

,

 

 кг/с,

 

,

 

 кг/с,

,

 

 кг/с.

 

3. Расчет пароводяного подогревателя сырой воды:

 

,

 

 кг/с.

 

4) Расчет  конденсатного бака смотреть в пункте 1.10.

5) Расчет  охладителя выпара отсутствует.

6) Расчет  деаэратора:

 

,

 

,

 

,

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 кг/с,

 

 кг/с.

 

1.16 Проверка математического баланса линии редуцированного пара.

 

Аналогично 1.13 имеем:

 

,

 

 кг/с.

При расчете  деаэратора получено кг/с. Расхождение составляет 0,052%, дальнейших уточнений не требуется.

 

1.17 Определение полной нагрузки на котельную.

 

Полная нагрузка определяется по формуле:

 

,

 

 кг/с.

 

В тоже время:

 

,

 

 кг/с.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 Составление теплового баланса котельной.

 

Тепловой  баланс котельной составляется для  определенных КПД, оценки относительной  величины различных потерь, что позволяет  оценить экономичность предложенной тепловой схемы.

 

Суммарное поступление  теплоты в схему:

 

,

 

 кВт,

 

Здесь:

,

 

 кг/с.

 

Паропроизводительность котельной включает в себя:

 

.

 

Определим расход теплоты с паром на технологические нужды с учетом возврата конденсата:

 

,

 

 кВт.

 

Процент расхода  теплоты на технологические нужды:

 

,

 

%.

 

Расход острого  пара поступающего в РОУ, , включает в себя расход пара на подогрев сетевой воды, на деаэрацию и на подогрев сырой воды, таким образом, расход теплоты, составит:

 

,

 

,

 

,

 

%,

 

,

 

,

 

%,

 

,

 

,

 

%,

 

%.

 

Расход теплоты  на продувку котла:

 

,

 

,

 

%

 

Расход теплоты  с водой, подаваемой на питание котельных  агрегатов:

 

,

 

,

 

%,

 

Полезно расходуемый  процент теплоты (КПД схемы):

 

,

 

%.

 

Суммарные потери теплоты:

 

,

 

%.

 

Основные  составляющие потерь теплоты:

 

1. Потери от утечек свежего пара:

 

,

 

 кВт,

 

,

 

%.

 

2. Потери в окружающую среду в бойлере:

 

,

 

 кВт,

 

,

 

%.

 

Неучтенные  потери составляют:

 

%.

 

 

При выполнении курсового проекта неучтенные потери не должны превышать 1%. Для выполнения этого условия при расчете  различных тепловых схем котельных  может возникнуть необходимость  учесть не только указанные ранее  потери.

 

 

Продолжим вычисление потерь:

 

1. Потери с водой при производстве химводоочистки:

 

,

 

 кВт,

 

,

 

%.

 

2. Потери теплоты со сбрасыванием в барботер продувочной водой (после расширителя непрерывной продувки):

 

,

 

 кВт,

 

,

 

%.

 

3. Потери в окружающую среду в подогревателе сырой воды:

 

,

 

 кВт,

 

,

 

%.

 

4. Потери с выпаром:

 

,

 

 кВт,

 

,

 

%,

 

где    - паропроизводительность котельной, кг/с;

- энтальпия влажного  пара после выхода из котлоагрегата,  кДж/кг;

- расход котловой воды на непрерывную продувку, кг/с;

- энтальпия продувочной воды (равна энтальпии кипящей воды в барабане,, при давлении ), кДж/кг;

- энтальпия кипящей воды в расширителе непрерывной продувки (при давлении), кДж/кг;

- расход сырой воды  на химводоочистку, кг/с;

  - энтальпия сырой  воды, ºС;

- расход деаэрированной воды на выходе из деаэратора, кг/с;

- расход увлажняющей воды, поступающей в РОУ, кг/с;

- расход воды на подпитку  тепловой сети, кг/с;

- расход пара на технологические нужды, кг/с;

- возврат конденсата  от потребителя в процентах  от ;

  - энтальпии конденсата, °С;

- процент расхода теплоты  на технологические нужды, %;

- расход теплоты с  паром на технологические нужды  с учетом возврата конденсата, кВт;