конвективные пучки получают теплоту не только путем конвективного теплообмена, но и теплоту прямого излучения топки. При расчете такой поверхности нагрева используют методику расчета конвективных поверхностей нагрева с учетом тепловосприятия прямого излучения топки.

Таблица 17. Тепловой расчет конвективного пучка

Величина	Обозначение	Формула или способ определения	Единица	Расчет
Полная площадь поверхности нагрева	Н	По конструктивным размерам (табл. II−9 [2])	м2	592,6
Диаметр труб	d	По конструктивным размерам	мм	0,028
Средняя длина труб	l	По конструктивным размерам	м	0,75
Поперечный шаг труб	s1	По конструктивным размерам	м	0,064
Продольный шаг труб	s2	По конструктивным размерам	м	0,04
Относительный поперечный шаг труб	s1/d	По конструктивным размерам	-	2,29
Относительный продольный шаг труб	s2/d	По конструктивным размерам	-	1,43
Размеры поперечного сечения газохода	A B	По конструктивным размерам	м м	2,3 2,88
Эффективная толщина излучающего слоя	s		м	0,084
Температура газов перед конвективным пучком	u¢	u²т − из расчета топки	°С	1090
Энтальпия газов перед конвективным пучком	I¢	I²т − из расчета топки	кДж/м3	20768,49
Температура газов за конвективным пучком	u²	По выбору (стр. 53 [2])	°С	160
Энтальпия газов за конвективным пучком	I²	По I−u таблице	кДж/ м3	2705,5
Количество теплоты, отданное конвективному пучку	Qг	φ×(I¢ − I²)	кДж/ м3	18376,5
Средняя температура газов	uср	0,5×(u¢ + u²)	°С	625
Коэффициент теплоотдачи конвекцией	αк	αн × Сz × Cs × Cф, рис. 6−5 [2]		105,84
Суммарная оптическая толщина запыленного газового потока	kps	(kгrn + kзлmзл) × p × s		60,98
Степень черноты излучающей среды	a	1 − е − kps	−	0,12
Коэффициент тепловой эффективности	ψ	Стр. 48 [2]	°С	0,8
Температура загрязнения стенки трубы	tст	tкип + Δt	°С	135
Коэффициент теплоотдачи излучением	αл	αн × a		11
Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке	α1	ξ(αк + αл)		116,84
Тепловосприятие конвективного пучка	ε0	ψ×a1		92
Температурный напор на входе в пучок	Dtб	u¢-t¢	°C	940
Температурный напор на выходе из пучка	Dtм	u¢¢-t¢¢	°С	90
Средний температурный напор	Δt	Табл. 6−1 [2]	°С	353
Расхождение расчетных тепловосприятий	ΔQ		%	0,8

3.8 Сводная таблица теплового расчета котла и расчетная невязка теплового баланса

Таблица 18. Тепловой баланс котла

Величина	Обозначение	Единица	Результат
Располагаемая теплота топлива	Qрр	кДж/м3	36764,6
Температура уходящих газов	uух	°С	160
Потери теплоты с уходящими газами	q2	%	6,99
КПД	h	%	90,6
Расход топлива на котел	Вр	м3/с	1,047
Топка
Теплота, вносимая воздухом	Qв	кДж/м3	20,7
Полезное тепловыделение	Qт	кДж/м3	36601,47
Температура газов на выходе из топки	u¢¢т	°С	1090
Энтальпия газов на выходе из топки	I¢¢т	кДж/м3	20768,49
Тепловосприятие	Qл	кДж/м3	16211,2
Конвективный пучок
Температура газов на входе	u¢	°С	1090
Температура газов на выходе	u¢¢	°С	160
Энтальпия газов на входе	I¢	кДж/м3	21152,67
Энтальпия газов на выходе	I¢¢	кДж/м3	2705,5
Тепловосприятие	Q	кДж/м3	18392,8

Невязка теплового баланса составила 1,8 %, расчет считаем верным.

4. Выбор оборудования

Таким образом, на основании расчетов тепловой схемы котельной предусматривается установка четырех водогрейных котлов КВ-ГМ-30-150. Для каждого котла устанавливается: дымосос Д-13,5x2, n = 750 об/мин с электродвигателем мощностью 55 кВт; дутьевой вентилятор ВД-15,5, n = 750 об/мин с электродвигателем мощностью 55 кВт.

Сетевые насосы водогрейных котлов являются ответственными элементами тепловых схем. Сетевые насосы выбирают по расходу сетевой воды G, т/ч. В котельной с водогрейными котлами и подогревателями сетевой воды должно быть установлено не менее двух сетевых насосов. Определив по расчету Gmax = 358,8 кг/с = 1291,6 т/ч.

Выбираю в качестве сетевых насосов три центробежных насоса WILLO-IL 150/320-37/4 (два рабочих, один резервный). Для покрытия летней нагрузки Grвс = 128,6 кг/с = 462,9 т/ч устанавливаем дополнительно два рабочих и один резервный центробежные насосы WILLO-IL 150/300-30/4.

Сетевые насосы устанавливаются на обратной линии тепловых сетей, где температура сетевой воды не превышает 70°С.

Рециркуляционные насосы устанавливают для повышения температуры воды на входе в котел путем подмешивания горячей воды из прямой линии теплосетей. Подача рециркуляционных насосов определена при расчете тепловой схемы. Gpeu = 67,2 кг/с. Выбираем два насоса (один резервный) WILLO-IL 100/5-21 BF.

Для восполнения утечек воды устанавливают подпиточные насосы. Количество воды для покрытия утечек из закрытых теплофикационных систем принимают равным 0,5% от объема воды в трубопроводах системы, а подача подпиточного насоса выбирается вдвое больше для возможности аварийной подпитки сетей. Выбираем два насоса (один резервный) MVI 410/PN 16 3.

Для подачи воды от источника водоснабжения котельной -водопровода жилого района - в систему водоподготовки, устанавливают сетевые насосы. Подача этих насосов определяется максимальной потребностью в химически очищенной воде и расхода ее на собственные нужды химводоочистки. Gсв = 5,55 кг/с. Выбираю два насоса (один резервный) WILLO-IL-E 80/9-48 BF R1.

Для обеспечения надежной работы котельной со стальными водогрейными котлами обязательно удаление из воды растворенных в ней коррозионно-активных газов - кислорода и свободной углекислоты. Расход деаэрированной воды равен 4,62 кг/с = 16,6 т/ч.

Выбираем вакуумный деаэратор: ДВ-18, производительностью 18 т/ч.

Для создания вакуума и удаления газов из деаэратора используют вакуумные насосы. Выбираем ВК-25 с подачей 4-50 м3/мин. Один рабочий и один резервный.

Подогреватели исходной и химочищенной воды:

Выбираем два водоводяных теплообменника ПВ-Z-l 1 с поверхностью нагрева 5,89 м и ПВ-Z-IO с поверхностью нагрева 6,9 м .

5. Охрана окружающей среды

В настоящее время с увеличением мощностей промышленных объектов, концентрацией жилых и общественных зданий вопросы охраны окружающей среды приобретают исключительное значение.

5.1 Вещества, загрязняющие окружающую среду

Основным источником образования вредных веществ при работе котельной являются котлоагрегаты. При горении газа в атмосферу поступают следующие вредные вещества:

- окись углерода;

- окислы азота;

- сернистый ангидрид;

5.2 Мероприятия по охране окружающей среды

При сжигании различных топлив, наряду с основными продуктами сгорания (СО2, Н2О, NO2) в атмосферу поступают загрязняющие вещества в твердом состоянии (зола и сажа), а также токсичные газообразные вещества – серный и сернистый ангидрид (SO2, SO3). Все продукты неполного сгорания являются вредными (CO, CH4, C2H6).

Окислы азота вредно воздействуют на органы дыхания живых организмов и вызывают ряд серьезных заболеваний, а также разрушающе действуют на оборудование и материалы, способствуют ухудшению видимости.

Окислы азота образуются за счет окисления содержащегося в топливе азота и азота воздуха, и содержатся в продуктах сгорания всех топлив. Условием окисления азота воздуха является диссоциация молекулы кислорода воздуха под воздействием высоких температур в топке. В результате реакции в топочной камере образуется в основном окись азота NO (более 95%). Образование двуокиси азота NO2 за счет доокисления NO требует значительного времени и происходит при низких температурах на открытом воздухе.

В воде NO практически не растворяется. Очистка продуктов сгорания от NO и других окислов азота технически сложна и в большинстве случаев экономически нерентабельна. Вследствие этого, усилия направлены в основном на снижение образования окислов азота в топках котлов.

Радикальным способом снижения образования окислов азота является организация двухстадийного сжигания топлива, т. е. применение двухступенчатых горелочных устройств. Поэтому в первичную зону горения подается 50-70% необходимого для горения воздуха, остальная часть воздуха поступает во вторую зону, т.е. происходит дожигание продуктов неполного сгорания.

Снижение температуры подогрева воздуха и уменьшение избытка воздуха в топке тоже уменьшает образование окислов азота, как за счет снижения температурного уровня в топке, так и за счет уменьшения концентрации свободного кислорода.

Защита воздушного бассейна от загрязнений регламентируется предельно допустимыми концентрациями вредных веществ в атмосферном воздухе населенных пунктов. Предельно допустимая концентрация (ПДК) вредного вещества в воздухе является критерием санитарной оценки среды.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9