Проектирование отопительной котельной для теплоснабжения п. Шеркалы Тюменской области

 

1.3 Расчет температур сетевой воды

 

Таблица 4.

Расчет температур сетевой  воды

Величина		Единица измерения	Расчет
Наименование	Расчетная формула или способ определения
Расчетная температура воды в подающем трубопроводе	(по условию)	ºС	150
Расчетная температура воды в обратном трубопроводе	(по условию)	ºС	70
Температура воды в стояке местной системы после смешения на вводе		ºС	95
Перепад температур воды в местной системе		ºС	95 – 70 = 25
Перепад температур тепловой сети		ºС	150 – 70 = 80
Температурный напор нагревательного прибора местной системы		ºС

 

Текущие значения температур сетевой воды в подающем и обратном трубопроводах рассчитываем по формулам:

,  (1)

; (2)

где – величина относительной тепловой нагрузки: 

.                                              (3) 

Таблица 5. Температуры  сетевой воды

 

tн	+ 8	+ 3	0	– 5	– 10	– 15	– 20	– 25	– 30	– 35	– 40
	0,20	0,28	0,33	0,42	0,50	0,58	0,67	0,75	0,83	0,92	1
	65,0	65,0	69,3	80,1	90,8	101,3	111,6	121,9	132,0	142,0	150,0
	28,4	32,7	35,3	39,7	44,0	48,3	52,7	57,0	61,3	65,7	70,0

 

Рис. 2. Графики температур сетевой воды

 

 

 

 

1.4 Расчет расходов сетевой воды

 

Таблица 6. Расчет расходов сетевой воды

 

Величина		Единица измерения	Расчет
Наименование	Расчетная формула или способ определения
Расчетный расход воды на отопление (tн = tно)		кг/с	171
Расход воды на отопление при  tн = + 8 ºС		кг/с	85
Расчетный расход воды на вентиляцию (tн = tно)		кг/с	20,5
Расход воды на вентиляцию при tн = + 8 ºС		кг/с	10,3

 

При t_н > t_ни:

, (4)

 кг/с.

 

При t_н < t_ни:

 (5)

 

Таблица 7. Расчет расходов воды сетевой воды на ГВС

 

tн	+ 8	+ 3	0	– 5	– 10	– 15	– 20	– 25	– 30	– 35	– 40
	184	184	165	146	127	112	101	91	84	78	74

 

 

 

 

Рис. 3. Графики расходов сетевой  воды

 

 

2. Расчет тепловой  схемы котельной

 

2.1 Построение тепловой схемы котельной

 

2.2 Расчет тепловой схемы котельной

 

Таблица 8.

Расчет котельной

Расчетная величина	Обозначение	Расчетная формула или способ определения	Единица измерения	Расчетный режим tно = - 41 °С
Расход теплоты на отопление  и вентиляцию			МВт	64,3
Расход теплоты на ГВС		Из расчета	МВт	24,9
Общая тепловая мощность ТГУ			МВт	89,2
Температура прямой сетевой воды на выходе из ТГУ		По рис. 2	ºС	150
Температура обратной сетевой  воды на входе в ТГУ		По рис. 2	ºС	70
Расход сетевой воды на отопление  и вентиляцию			кг/с	191,5
Расход сетевой воды на ГВС			кг/с	74
Общий расход сетевой воды			кг/с	265,5
Расход воды на подпитку и потери в т/с			кг/с	6,64
Расход теплоты на собственные  нужды			МВт	2,68
Общая тепловая мощность ТГУ			МВт	91,88
Расход воды через котельные  агрегаты			кг/с	273
Температура воды на выходе из котла			ºС	150
Расход воды через котел на собственные нужды			кг/с	7,9
Расход воды на линии рециркуляции			кг/с	0
Расход воды по перемычке			кг/с	0
Расход химочищенной воды			кг/с	6,64
Расчетная величина	Обозначение	Расчетная формула или способ определения	Единица измерения	Расчетный режим tно = - 41 °С
Расход исходной воды			кг/с	7,64
Расход греющей воды на Т№2			кг/с	3,32
Температура греющей воды после  Т№1			°С	24
Расход выпара из деаэратора			кг/с	0,01
Расход греющей воды на деаэрацию			кг/с	2,21
Расчетный расход воды на собственные нужды			кг/с	5,53
Расчетный расход воды через котельный агрегат			кг/с	271
Ошибка расчета	δ		%	0,73

 

 

3. Тепловой расчет котла

 

3.1 Технические характеристики котла КВ-ГМ-30-150

 

Целью поверочного теплового  расчета котлоагрегата является определение (по имеющимся конструктивным характеристикам, заданной нагрузке и топливу) следующих параметров: температуры воды и продуктов сгорания на границах между поверхностями нагрева, КПД агрегата, расхода топлива.

Конструкция котлоагрегата  разработана с учетом максимальной степени заводской блочности и унификации деталей, элементов и узлов котлоагрегатов, работающих на различных видах топлива.

Котлы КВ-ГМ-30-150, выполненные  по П-образной схеме, эксплуатируются, и выпуск их продолжается на Дорогобужском котельном заводе. Котел КВ-ГМ-30-150 поставляется заводом только для работы в основном отопительном режиме (вход воды осуществляется в нижний коллектор заднего топочного экрана, выход воды - из нижнего коллектора фронтового экрана).

Топочная камера имеет  горизонтальную компоновку. Конфигурация камеры в поперечном разрезе повторяет  профиль железнодорожного габарита. Конвективная поверхность нагрева расположена в вертикальной шахте с подъемным движением газов.

Котел КВ-ГМ-30-150 предназначен для сжигания газа и мазута. На фронтовой  стенке котла установлена одна газомазутная горелка с ротационной форсункой. Для удаления наружных отложений с конвективных поверхностей котел снабжен дробеочисткой.

Схема циркуляции: последовательное движение воды по поверхностям нагрева, вход - в нижний коллектор заднего  топочного экрана, выход - из нижнего  коллектора фронтового экрана.

 Обмуровка надтрубная, несущего каркаса нет. Топочный и конвективный блоки имеют опоры, приваренные к нижним коллекторам котлоагрегата. Опоры на стыке топочного и конвективного блоков неподвижные.

 Габаритные размеры котла: длина - 11800 мм, ширина - 3200 мм, высота - 7300 мм.

 

Таблица 9.

Технические характеристики котла КВ-ГМ-30-150

Наименование величины	Единица измерения	Значение
Номинальная теплопроизводительность	Гкал/час	30
Расход воды	т/час	370
Расход топлива:
газ	м3/час	3680
мазут	кг/час	3490
Температура уходящих газов
газ	°С	160
мазут	°С	250
КПД при номинальной нагрузке
на газе	%	91,2
на мазуте	%	87,7
Гидравлическое сопротивление  котла	кгс/м2	19000
Давление воды расчетное	кгс/см2	25
Видимое теплонапряжение топочного  объема
газ	ккал/м3 час	551´103
мазут	ккал/м3 час	480´103

 

3.2 Конструктивные характеристики котла

 

Топочная камера полностью  экранирована трубами диаметром 60´3 мм с шагом 64 мм. Экранные трубы привариваются непосредственно к камерам диаметром 219´10 мм. В задней части топочной камеры имеется промежуточная экранированная стенка, образующая камеру догорания. Экраны промежуточной стенки выполнены также из труб диаметром 60´3 мм, но установлены в два ряда с шагом S₁ = 128 мм и S₂ = 182 мм.

Конвективная поверхность  нагрева расположена в вертикальной шахте с полностью экранированными  стенками. Задняя и передняя стены  выполнены из труб диаметром 60´3 мм с шагом 64 мм.

Боковые стены экранированы вертикальными трубами диаметром 83´3,5 мм с шагом 128 мм. Эти трубы служат также стояками для труб конвективных пакетов, которые набираются из U-образных ширм из труб диаметром 28´3 мм. Ширмы расставлены таким образом, что трубы образуют шахматный пучок с шагом S₁ = 64 мм и S₂ = 40 мм. Передняя стена шахты, являющаяся одновременно задней стеной топки, выполнена цельносварной. В нижней части стены трубы разведены в четырехрядный фестон с шагом S₁ = 256 мм и S₂ = 180 мм. Трубы, образующие переднюю, боковые и заднюю стены конвективной шахты, вварены непосредственно в камеры диаметром 219´10 мм.

 

Таблица 10.

Конструктивные характеристики котла КВ-ГМ-30-150

Наименование величины	Единица измерения	Значение
Глубина топочной камеры	мм	8484
Ширина топочной камеры	мм	2880
Глубина конвективной шахты	мм	2300
Наименование величины	Единица измерения	Значение
Ширина конвективной шахты	мм	2880
Ширина по обмуровке	мм	3200
Длина по обмуровке (с горелкой)	мм	11800
Высота от уровня пола до верха  обмуровки (оси коллектора)	мм	6680
Радиационная поверхность нагрева	м2	126,9
Конвективная поверхность нагрева	м2	592,6
Полная площадь поверхности  нагрева	м2	719,5
Масса в объеме поставки	кг	32400

 

 

3.3 Топочное устройство котла КВ-ГМ-30-150

 

Котел снабжен газомазутной ротационной горелкой РГМГ-30. К достоинствам ротационных форсунок можно отнести бесшумность в работе, широкий диапазон регулирования, а также экономичность их эксплуатации, так как расход энергии на распыливание значительно ниже, чем при механическом, паровом или воздушном распыливании.

Основными узлам горелочного  устройства являются: ротационная форсунка, газовая часть периферийного типа, воздухонаправляющее устройство вторичного воздуха и воздуховод первичного воздуха.

Ротор форсунки представляет собой полый вал, на котором закреплены гайки-питатели и распыливающий стакан.

Ротор приводится в движение от асинхронного электродвигателя с  помощью клиноременной передачи. В передней части форсунок установлен завихритель первичного воздуха аксиального типа с профильными лопатками, установленными под углом 30°. Первичный воздух от вентилятора первичного воздуха подается к завихрителю через специальные окна в корпусе форсунки.

Воздухонаправляющее устройство вторичного воздуха состоит из воздушного короба, завихрителя аксиального типа с профильными лопатками, установленными под углом 40° и переднего кольца, образующего устье горелки.

Газовая часть горелки  периферийного типа состоит из газораспределяющей кольцевой камеры с однорядной системой газовыдающих отверстий одного диаметра и двух газоподводящих труб.

 

Таблица 11.

Технические характеристики горелки РГМГ-30

Наименование величины	Единица измерения	Значение
Номинальная теплопроизводительность	Гкал/час	30
Диапазон регулирования	%	10-100
Ротационная форсунка:
Диаметр распыливающего стакана	мм	200
Частота вращения стакана	об/мин	5000
Вязкость мазута перед форсункой	°ВУ	8
Давление мазута перед форсункой	кгс/см2	2
Электродвигатель:
Тип	-	АОЛ2-31-2М101
Мощность	кВт	3
Частота вращения	об/мин	2880
Автономный вентилятор первичного воздуха (форсуночный):
Тип	-	30 ЦС-85
Производительность	м3/час	3000
Давление воздуха	мм вод. ст.	850
Тип электродвигателя	-	АО-2-52-2
Мощность	кВт	13
Частота вращения	об/мин	3000
Аэродинамическое сопротивление  горелки по первичному воздуху не менее	кгс/см2	900
Температура первичного воздуха	°С	10-50
Диаметр патрубка первичного воздуха	мм	320
Воздухонаправляющее устройство вторичного воздуха:
Тип короба	-	С обычным прямым подводом воздуха
Ширина короба	мм	580
Сопротивление лопаточного аппарата	кгс/см2	250
Газовая часть:
Тип газораздающей части	-	Периферийная с двусторонним подводом
Число газовыдающих отверстий	шт	21
Диаметр газовыдающих отверстий	мм	18
Сопротивление газовой части	кгс/см2	3000-5000
Диаметр устья горелки	мм	725
Угол раскрытия амбразуры	°	60
Габаритные размеры
Диаметр присоединительного фланца	мм	1220
Длина	мм	1446
Высота	мм	1823
Масса	кг	869