Проект производственно-отопительной котельной сельскохозяйственного назначения

В зимнее время она складывается из максимальных расходов тепла на все виды теплопотребления:

Qр.з.=1,2∙(ΣФот+ΣФв+ΣФг.в.+ΣФт),

1,2 – коэффициент запаса, учитывающий потери тепла в тепловых сетях, расход тепла на собственные нужды котельной и резерв на возможное увеличение теплопотребления хозяйством:

Qр.з.=1,2∙(1034000+575400+1583000+1152000)= 5213000 Вт

В летнее время нагрузку котельной составляют максимальные расходы тепла на технич. нужды и горячее водоснабжение:

Qр.л.=1,2∙(ΣФт+ΣФг.в.л.),

Qр.л.=1,2∙(575400+674200)= 1499000 Вт

С помощью графика тепловой нагрузки определим годовой расход тепла (ГДж/год).

Qгод=3,6∙10-6∙F∙mQ∙mn, где

F – площадь годового графика тепловой нагрузки, мм2.

mQ и mn – масштабы расхода тепла и времени работы котельной, соответственно Вт/мм и ч/мм.

Qгод=3,6∙10-6∙15290∙31600∙50=86950 ГДж/год

ВЫБОР ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ

Согласно СНиП 2.04.07-86 "Тепловые сети. Нормы проектирования" при цёнтрализованном теплоснабжении для отопления, вентиля­ции, горячего водоснабжения и, если возможно, для технологических целей в качестве теплоносителя должна использоваться вода.

Температура воды в подающем трубопроводе тепловой сети при расчетной температуре наружнодо воздуха принимается 150 оС, в обратном трубопроводе - 70 оС.

Применение в качестве теплоносителя перегретой воды дает большую экономию металла труб за счет уменьшения их диаметра, снижает затраты энергии, потребляемой сетевыми насосами, поскольку сокращается общее количество воды, циркулирующей в системе.

Использование одного теплоносителя для всех видов тепловой нагрузки значительно упрощает систему теплоснабжения, делает ее дешевле в сооружении, надежнее в эксплуатации.  Если для технологичёских целей необходим пар, то в производственных зданиях и сооружениях при соответствующем технико-экономическом обосновании его можно использовать в качестве единого теплоносителя и для остальных видов потребления теплоты. B тех же случаях, когда котельная обслуживает жилую застройку и. производственные объекты, требующие пар для технологических нужд, допускается применение двух теплоносителей: воды и пара.

ПОДБОР КОТЛОВ.

Расчетную тепловую мощность котельной принимают по тепловой нагрузке для зимнего периода:

Фуст = Фр, где

Фуст – суммарная тепловая мощность всех котлов, установленных в котельной, Вт.

В соответствие с тепловой нагрузкой для зимнего периода выбираем котел типа ДКВР-2,5-13 в количестве 3 шт.

Технические характеристики котла ДКВР-2,5-13 (приложение 11[2])

РЕГУЛИРОВАНИЕ ОТПУСКА ТЕПЛОТЫ КОТЕЛЬНОЙ.

В связи с тем, что тепловая нагрузка потребителей не постоянна, а изменяется в зависимости от температуры наружного воздуха, режима работы системы вентиляции, расхода воды на горячее водоснабжение и технологические нужды, экономичные режимы выработки тепловой энергии котельной должны обеспечиваться центральным регулирова­нием отпуска теплоты по преобладающему виду тепловой нагрузки. Вид теплоносителя определяет способ регулирования отпуска теплоты потребителям.

При теплоснабжении жилых, общественных и производственных сельскохозяйственных зданий и сооружений центральное качествен­ное регулирование в водяных тепловых сетях обычно ведут по отопи­тельной нагрузке. Температуру теплоносите­ля изменяют в соответствии с температур­ным графиком, который строят в зависимос­ти от расчетных температур наружного воздуха.

При построении графика температур воды в тепловой сети, исходят из ана­литических зависимостей температуры воды в подающем τп и обратном τ0 трубопроводах от наружной температуры tн. Поскольку эти зависимости близки к линейным, можно ограничить­ся приближенным построением графика при параметрах теплоносите­ля 150–170°С для климатического района с температурами tн = –27oС, tн.в.=–16оС.

По оси абсцисс откладывают значения наружной температуры, по оси ординат – температуру сетевой воды. Начало координат совпадает с расчетной внутренней температурой для жилых и общественных зданий (18°С) и температурой теплоносителя, также равной 18°С. На пересечении перпендикуляров, восстановленных к осям координат в точках, соответствующих температурам τг = 150°С и tн = –27оС, .нахо­дят точку А, а проведя горизонтальную прямую от температуры обратной воды 70°С - точку В. Соединив точки А и В с началом коор­динат, получают график изменения температуры прямой и обратной воды в тепловой сети в зависимости от температуры наружного воз­духа.

При наличии нагрузки горячего водоснабжения температура теплоносителя в подающей линии сети открытого типа не должна опускаться ниже 60°С, поэтому температурный график для подающей воды имеет точку излома G, левее которой τп = const. Подачу теплоты на отопление при постоянной температуре тп регулируют изменением расхода теплоносителя.

Минимальная температура обратной воды определяется, если через точку С провести вертикальную линию до пересечения с графи­ком обратной воды. Проекция точки D на ось ординат показывает наименьшее значение т0.

Перпендикуляр, восстановленный из точки, соответствующей расчетной наружной вентиляционной температуре (–16 °С), пересекает прямые АС и BD в точках Е и F, показывающих максимальные темпе­ратуры прямой и обратной воды для систем вентиляции. В рассмат­риваемом примере это будут температуры соответственно 102 и 52 оС, которые в диапазоне от tн.в. до tн остаются неизменными (линии ЕК и FL). В этом диапазоне температур наружного воздуха вентиляционные установки работают с рециркуляцией, степень которой регулируется таким образом, чтобы температура воздуха, поступающего в калори­феры, оставалась постоянной.

ПОДБОР ПИТАТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ И СЕТЕВЫХ НАСОСОВ.

Для паровых котлов с избыточным давлением пара свыше 68,7 кПа устанавливают конденсатные и питательные баки. Роль питательного бака может выполнять резервуар термического деаэратора, объем которого должен быть = 2/3 Vпб. Вместимость конденсаторных баков (м3) подсчитывается по формуле:

Vп.б.=Qmп.в∙р∙10-3, где

р – доля возвращенного конденсата (р=0,7)

Qmп.в – расход питательной воды при расчетной нагрузке котельной кг/ч.

Расход питательной воды равен:

Qmп.в=Q∙ (1+П/100), где

Q – расчетная паропроизводительность всех котлов,

П – продувка котлов, % (при питании котлов химически очищенной водой П=0,5…3%)

Qmп.в=2∙8250∙(1+1/100)=16670 Вт

Вместительность конденсационных баков равна:

Vк.б.=16670∙0,7∙10-3=11,667 м3

Вместительность питательных баков (м3):

Vп.б.=Qmп.б. ∙10-3

Vп.б.=16670∙10-3=16,67 м3

Подача конденсатного насоса (м3/ч) должна быть равна часовому объему конденсата Vк.б., а напор, создаваемый насосом с учетом потерь давления в конденсатопроводе и высоты подъема конденсата до места ввода его в головку деаэратора, принимают равным 150…200 кГа.

Из питательных баков вода подается в котлы. Подача питательного насоса с электроприводом должна быть не менее 110% суммарной максимальной производительности всех котлов:

8250∙1,1=9075 м3/ч

Подача парового насоса должна составлять не менее 50% номинальной паропроизводительности всех котлов.

8250∙0,5=4125 м3/ч

Следовательно в качестве конденсационных и питательных насосов выбираем насосы типа 2,5ЦВ-1,1 (приложение 7).

Для принудительной циркуляции воды в тепловых сетях в котельной устанавливают 2 сетевых насоса с электроприводом (один из них – резервный). Подачу сетевого насоса (м3/ч), равную часовому расходу сетевой воды в подающей магистрали определяют по формуле:

, где

Фр.в.=Фр–Фс.н. – расчетная тепловая нагрузка, покрываемая теплоносителем – водой, Вт

tп и tо – расчетные температуры прямой и обратной сетевой воды, оС.

ρо – плотность обратной воды (при to=70oC, ρо=977,8 кг/м3)

Qс.н.–тепловая мощность, потребляемая котельной на собственные нужды.

Qс.н. =(0,03…0,1)(ΣФот+ΣФв+Σг.в+ΣФт),

Qсет.н.=3,6∙(5213000-434400)/(4,19∙(150–70)∙977,8)=52,49 м3/ч;

В качестве сетевых насосов выбираем насосы типа 2К–18.