Проект рабочей котельной

i_п.в. – энтальпия питательной воды, ккал/кг,

i_пр. – энтальпия котловой воды, ккал/кг,

 – низшая теплота сгорания  топлива, ккал/м³,

η_к – КПД котла,

 м³/ч.

V_г – объём дымовых газов перед дымососом;

                                                             [9] стр. 197 (37)

α_ух – коэффициент присосов воздуха;

 – теоретический объём  дымовых газов;

V_о – теоретически необходимый объём воздуха;

V_г = 10,65 + (1,1 – 1)*9,49 = 11,6 м³/м³

м³

В котельной будут установлены 3 дымососа марки Д-3,5м-1500.

Технические характеристики дымососа Д-3,5м-1500:

Производительность: 4300 м³/ч;

Мощность двигателя: 3 КВт;

Давление: 450 даПа;

Габаритные размеры: 692х585х690 мм;

Масса: 100 кг.

Часовая производительность одного вентилятора равна:

                                               [9] стр. 198 (38)

α_т – коэффициент избытка воздуха в топке;

t_в – температура воздуха перед вентилятором;

м³

В котельной будут установлены 3 вентилятора марки ВД-2,8-1500.

Технические характеристики вентилятора ВД-2,8-1500:

Производительность: 1300 м³/ч;

Мощность двигателя: 3 КВт;

Потребляемая мощность: 0,4 КВт;

Габаритные размеры: 500х525х580 мм;

Масса: 65 кг.

 

2.8 Мероприятия по охране окружающей среды

2.8.1 Расчет выбросов токсичных веществ в атмосферу

 

Продукты сгорания, расчет оказывают определяющее влияние  на энергетические и экологические показатели различных теплотехнических установок.

Однако помимо этих продуктов при  сгорании образуется и ряд других веществ, которые вследствие их малого количества не учитываются в энергетических расчетах, но определяют экологические показатели топок, печей, тепловых двигателей и других устройств современной теплотехники.

В первую очередь к числу экологически вредных продуктов сгорания следует отнести так называемые токсичные газы.

Токсичными называют вещества, оказывающие негативные воздействия на организм человека и окружающую среду. Основными токсичными веществами являются оксиды азота (NО_х), оксид углерода (СО).

Оксиды азота. При сгорании топлив главным образом образуется оксид азота NO, который затем в атмосфере окисляется до NO₂.

Образование NO увеличивается с  ростом температуры газов и концентрации кислорода и не зависит от углеводородного состава топлива.

Находящийся в атмосфере NO₂ представляет собой газ красновато-бурого цвета, обладающий в больших концентрациях удушливым запахом. NO₂ оказывает негативное воздействие на слизистые оболочки глаз и

Оксид углерода (СО) образуется во время сгорания при недостатке кислорода или при диссоциации СO₂. Основное влияние на образование СО оказывает состав смеси: чем она богаче, тем выше концентрация СО.

Оксид углерода - бесцветный и не имеющий запаха газ. При вдыхании вместе с воздухом он интенсивно соединяется с гемоглобином крови, что уменьшает ее способность к снабжению организма кислородом. Симптомы отравления организма газом СО: головная боль, сердцебиение, затруднение дыхания и тошнота.

Расчет выбросов окиси  углерода

                                               ,             [10] стр. 15 (39)

где С₀₀ – выход окиси углерода при сжигании 1 т топлива, кг/т, определяется по формуле: , где R – коэффициент для природного газа = 0,5; 35590 кг/м³; q₄ = 0 ; q₃ = 0,5.

  , м³/ч.

Расчет выбросов окислов  азота

                          ,                 [10] стр. 15 (40)

где - количество окислов азота = 0,05; b - коэффициент, учитывающий степень сжигания выбросов азота, для малых котлов = 0.

м³/ч.

Выбросы SO₂ для природного газа принято считать равными 0.

Расчет объема дымовых газов без влаги при нормальных условиях

                                                       , м³/м³,                [10] стр. 15 (41)

где

, где ккал/м³.

м³/м³.

Расчет объемной концентрации

                                                        ;               [10] стр. 16 (42)

;

.

2.8.2 Расчет и выбор дымовой трубы

 

В котельных обычно устанавливают железобетонные, кирпичные и металлические одноствольные трубы с вентиляционным зазором.

Согласно НТП устанавливают  одну трубу на три котла.

Расчёту подлежат высота и диаметр  устья трубы. Высота зависит от объема дымовых газов и от концентрации в них SO₂ и Nо_х.

Высота трубы:

            ,м,   [10] стр. 24 (43)

где:

- коэффициент, зависящий от конструкции  трубы. Для одноствольных труб =1;

А – коэффициент, зависящий от географического  положения котельной = 200;

F – коэффициент, учитывающий  скорость осаждения токсичных  выбросов. =1;

m – коэффициент, зависящий  от скорости выброса дымовых  газов из устья. W_опт.= 3,04 м/с (скорость выбросов дымовых газов), тогда m=0,85;

- секундный расход дымовых газов, м³/с:

                                   м³/с;       [10] стр. 25 (44)

- количество котлов на трубу.  =2

- разность между температурой уходящих газов и средней температурой самого жаркого месяца в полдень

                                                               =      [10] стр. 25 (45)

- температура самого жаркого месяца в полдень

=120 – 24,2 = 95,8 °С

n – коэффициент, зависящий от параметра

                                                          [10] стр. 26 (46)

h – предварительно  принятая высота трубы

h = 30 м

; n = 3 N – количество дымовых труб.

В соответствии с НТП N = 3

= 0,035 м³/м³

= 0,21 м³/м³

- секундный расход топлива.

                                               м³/с                    [10] стр. 27 (47)

 м³/с

                                                                           [10] стр. 27 (48)

где D – паропроизводительность одного котла, т/ч;

К=

=35,59 МДж/кг – низшая теплота сгорания топлива;

               м  [10] стр. 27 (49)

h=21 м

 Диаметр устья:

                                               м                 [10] стр. 27 (50)

 где:

  ; N; W – смотри выше.

 м

 В соответствии с рекомендациями выбирается кирпичная труба:

H = 21 м; Д_у=0,345 м

 

2.9 Перечень средств автоматизации, защиты и контроля

 

Таблица 2 – Данные об основной аппаратуре для измерения, управления, сигнализации, регулирования и автоматической защиты.

Наименование	Кол-во	Тип (марка)	ГОСТ (ТУ)
Система автоматизации в составе:	1 компл.	СА-ГВК	ТУ 4389-007-50802029-01
блок управления и сигнализации	1	БУС-8	1896.01.00.000
блок коммутационной аппаратуры	1	БКА-5	1896.02.00.000
датчик пламени	1	ДПУ	0991.04.00.000
блок электрического поджига	1	БЭП-1	вГЗ.246.249 ТУ
Сигнализатор уровня воды	1	СУВ-4Э-1Р	ТУ 4218-006-50802029-01
Сигнализатор горючих газов	1	СГГ6М-П10	ИБЯЛ. 413531.008 ТУ-2001
Сигнализатор СО	1	СОЮЗ-В	КНРД. 413411.011 ТУ
Клапан электромагнитный:
Ду 65, ~ 220 В	3	ВН Н-0,5
Ду 40, ~ 220 В	1	ВН Н-1К фл.	ТУ РБ 05708554.023-97
Ду 20, ~ 220 В	1	ВН Н-4
Электромагнит~ 220 В, 50 Гц	1	ЭМ 33-41111-20-УЗ	ТУ 16-729-393-83
Датчик-реле напора и тяги	1	ДНТ-1	ТУ-25-02.160.217-83Е
Датчик-реле напора	1	ДН-6	ТУ-25-02.160.217-83Е
	2	ДН-2,5
Манометр сигнлизирующий	2	ДМ 2005Cr-1,6МПа-IV	ТУ 25-7329.004-90
Сирена сигнальная	1	СС-1 У5	ТУ 25-05-1044-76
Напоромер 0-2,5кПа	2	НМП-52-М2-УЗ	ТУ 25-7305.014-90
Тягонапоромер 0,3¸0¸0,3 кПа	1	ТНМП-52-М2-УЗ	ТУ 25-7305.014-90
Напоромер 0-10 кПа	1	НМП-52-М2-УЗ	ТУ 25-7305.014-90

 

Автоматика регулирования.

 

Автоматика регулирования СА-ГВК предназначена для регулирования параметров технологического процесса котлоагрегатов. Каждый автоматический регулятор имеет: датчик (первичный прибор); регулирующий прибор (усилитель); исполнительный механизм; регулирующий орган.

Схема включает регулирующий прибор, в который поступает сигнал от датчика регулируемой величины. Датчик первичный прибор, который  воспринимает изменение регулируемого параметра и преобразует его в электрический сигнал. Регулирующий прибор принимает команду в виде электрического сигнала от задатчика, сравнивает её с электрическим сигналом датчика, усиливает имеющуюся разность электрических сигналов и даёт команду на включение исполнительного механизма. Исполнительный механизм воздействует на регулирующий орган. Обратная связь улучшает качество регулирования.

 

 

 

Рисунок 1 – Принципиальная схема автоматики регулирования. Д – датчик, состоит из измерительного  (мембрана, трубка и др.) и электрического преобразователей, Р.25 – регулирующий прибор с задатчиком (з), ИМ – исполнительный механизм, РО – регулирующий орган.

В котельной регулируется всего один параметр – уровень  воды в барабане.

Требования к регулированию  уровня воды в барабане наиболее жёсткие в сравнении с другими котловыми регуляторами. Это вызвано условиями безопасности и надёжности работы котла. Отклонение уровня воды от номинального значения может вызываться следующими причинами:

• изменением расхода пара (нагрузки);
• изменением количества питательной воды;
• изменением тепловыделения, которое связано с изменением подачи топлива и воздуха.

Датчиком регулятора уровня воды в барабане является дифманометр  типа ДМ, который через уровнемерную колонку подсоединён к барабану котла. Перепад давления воды соответствует уровню в барабане котла и поступает на ДМ. Сигнал от дифференциально-трансформаторной катушки ДМ поступает на регулирующий прибор (Р.25), где сравнивается с заданным и в случае неравенства этих сигналов даёт команду исполнительному механизму (ИМ) на открытие или закрытие регулирующего клапана (РО), установленного на питательной линии парового котла.

Автоматика регулирования  проверяется ежемесячно. Для проверки работы регуляторов необходимо:

1. зафиксировать по прибору на щите котла значение регулируемого параметра;
2. перевести режим работы регулятора из положения «автомат» на ручное управление;
3. тумблером в сторону «больше» или «меньше» изменить значение параметра (не более чем на 10 %);
4. возвратить переключатель режима работы регулятора в положение «автомат». Значение параметра по прибору должно восстановиться до начального.

Автоматика безопасности.

Действие автоматики безопасности должна приводить к  отключению подачи газа  к горелкам при отключении контролируемых параметров за пределы допустимых значений, а именно:

• повышение или понижение давления газа перед горелками;
• повышение давления воздуха перед горелками;
• понижение разряжения в топке;
• погашение факела горелок;
• повышение давления пара сверх рабочего;
• повышение или понижение уровня воды в барабане котла за допустимые пределы;
• неисправности звеньев защиты, включая исчезновение напряжения.

В систему защиты включено реле времени.

Датчиком давления пара в барабане является электроконтактный  манометр. При замыкании электрического контакта стрелки прибора с неподвижным контактом происходит замыкание электрической цепи промежуточного реле, которое втянет три контакта и замкнёт в свою очередь цепи светового и звуковой сигнализации, а также цепь реле времени (при нормальной работе котла цепь реле времени обесточена). По истечении определённого времени, если оператор, перейдя с автоматического регулирования на дистанционное управление, не вывел данный контролируемый параметр из предаварийного состояния, через цепь реле времени пойдёт ток. При этом произойдёт размыкание контакта цепи, питающей электромагнитный клапан ЭПЗК. Подача газа на котёл при этом прекратится.

Датчиками контроля уровня в барабане являются два электрода (ВАУ и НАУ – соответственно высшего и низшего аварийного уровней), расположенные в уровнемерной колонке барабана. Электроды подсоединены к сигнализатору положения уровня СУВ, который электрически связан с промежуточным реле.

Датчиком разряжения в топке является ДНТ. Таким же датчиком является  датчик давления воздуха.

При погасании факела, отключении дымососа или понижения давления газа перед горелкой произойдет немедленное отключение подачи газа на котёл. Так, например, при погасании факела разорвётся электрическая цепь между контрольным электродом КЭ и корпусом горелки. Датчик пламени ДПУ при этом разорвёт электрическую цепь промежуточного реле. При этом замкнутся два контакта в цепи световой и звуковой сигнализации, и разорвётся электрическая цепь питания электромагнитного клапана. Подача газа на котёл прекратится.

 

 

 

2.10 Техника безопасности и пожарная профилактика