Проектирование производственно-отопительной котельной с котлами ДКВР 6,5-13

Выбранный тип насоса изначально комплектуется  преобразователем частоты и датчиком давления, что позволяет автоматизировать работу насоса.

 

3.1.3 Выбор сетевых насосов

Сетевые насосы предназначены для  обеспечения циркуляции теплоносителя  в тепловой сети. Сетевые насосы устанавливаются на выходе из котельной  в обратной линии тепловой сети перед  подогревателями, так как температура  сетевой воды в данной точке не превышает 70 °С. В котельной должно быть установлено не менее двух сетевых  насосов. Расход одного насоса:

	(3.1.3)
Где – максимальный расход сетевой воды, т/ч;  – коэффициент  запаса; N – количество параллельно работающих насосов.

В качестве сетевых применяем два насоса GRUNDFOS TPE 125-320/4-S A-F-A BAQE. Один насос является основным, второй – резервным. Насосы комплектуются встроенным преобразователем частоты серии CUE, позволяющим осуществлять плавное регулирование подачи насосов в широких пределах.

Управление насосом может осуществляться с помощью пульта дистанционного управления R100, который  позволяет  задавать и считывать количественные параметры, такие как "Текущее  значение", "Скорость", "Входная  мощность" и "Энергопотребление".

Основные характеристики насоса представлены в таблице 3.1.3.

 

Таблица 3.1.3 – Технические характеристики насоса GRUNDFOS TPE 125-320/4-S A-F-A BAQE

Материал корпуса	Чугун
Материал рабочего колеса	Чугун
Привод насоса	Трехфазный асинхронный электродвигатель
Рабочая жидкость	Вода в системе отопления
Диапазон температур жидкости	0 .. 120 °C
Частота вращения	1450 об/м
Текущий рассчитанный расход	145 м3/ч
Общий гидростатический напор насоса	20 м
Тип электродвигателя	180MA
Номинальная мощность электродвигателя	18,5 кВт
Промышленная частота	50 Гц
Номинальное напряжение	380 В
Номинальный ток	30..37 A
Номинальная скорость	240..1750 об/м
Класс защиты	IP55
Вес нетто	379 кг
Полный вес	429 кг

 

3.1.4 Выбор подпиточных насосов

Подпиточные насосы служат для восполнения  утечек воды из системы теплоснабжения. Подпитка ведется химически обработанной водой из бака деаэратора. Вода подается в обратную линию тепловой сети.

 Производительность подпиточных  насосов выбирается равной удвоенной  величине полученного количества воды для восполнения возможной аварийной подпитки:

(3.1.4)

В котельной устанавливаем два  подпиточных насоса GRUNDFOS CR 5-4 A-FGJ-A-V HQQV, один из них является резервным. Основные характеристики насоса представлены в таблице 3.1.4.

 

Таблица 3.1.4 – Технические характеристики насоса GRUNDFOS CR 5-4 A-FGJ-A-V HQQV

Материал корпуса	Чугун
Материал рабочего колеса	Нержавеющая сталь
Привод насоса	Трехфазный асинхронный электродвигатель
Рабочая жидкость	Вода в системе отопления
Диапазон температур жидкости	-20 .. 90 °C
Частота вращения	2856 об/м
Текущий рассчитанный расход	6,7 м3/ч
Общий гидростатический напор насоса	14,9 м
Тип электродвигателя	71B
Номинальная мощность электродвигателя	0,55 кВт
Промышленная частота	50 Гц
Номинальное напряжение	380 В
Номинальный ток	1,44 A
Номинальная скорость	2830-2850 об/м
Пусковой ток	480-520 %
Класс защиты	IP55
Вес нетто	24,7 кг
Полный вес	27,4 кг

 

3.1.5 Выбор конденсатных насосов

Конденсатные насосы предназначены  для подачи конденсата, возвратившегося  с производства в деаэратор. Производительность конденсатного насоса равна часовому расходу конденсата от технологического потребителя:

(3.1.5)

Где   – расход пара на технологические нужды, т/ч;

 – процент возврата конденсата.

Выбираем два конденсатных насоса GRUNDFOS CR 5-4 A-FGJ-A-V HQQV, один из них является резервным. Основные характеристики насоса представлены в таблице 3.1.5.

 

Таблица 3.1.5 – Технические характеристики насоса GRUNDFOS CR 5-4 A-FGJ-A-V HQQV

Материал корпуса	Чугун
Материал рабочего колеса	Нержавеющая сталь
Привод насоса	Трехфазный асинхронный электродвигатель
Рабочая жидкость	Вода в системе отопления
Диапазон температур жидкости	-20 .. 90 °C
Частота вращения	2856 об/м
Текущий рассчитанный расход	6,7 м3/ч
Общий гидростатический напор насоса	14,9 м
Тип электродвигателя	71B
Номинальная мощность электродвигателя	0,55 кВт
Промышленная частота	50 Гц
Номинальное напряжение	380 В
Номинальный ток	1,44 A
Номинальная скорость	2830-2850 об/м
Пусковой ток	480-520 %
Класс защиты	IP55
Вес нетто	24,7 кг
Полный вес	27,4 кг

2. Выбор теплообменников

Выбор теплообменников производится на основании теплового расчета  установки. На практике,  обычно выполняются  только проверочные расчеты для  определения пригодности выбранных по каталогам теплообменников для заданных расчетных условий. Поверхности нагрева серийно изготавливаемых теплообменников должны быть несколько больше требуемых по расчету, то есть выбираться с запасом. В курсовом проекте выбор ведется по теплопроизводительности и площади поверхности нагрева.

Теплопроизводительность теплообменника, т.е. количество передаваемой теплоты, определяется из уравнения теплового баланса.

Для водо-водяного теплообменника:

(3.2.1)

где – теплоемкость воды;

– расход греющей и нагреваемой  воды, кг/с.

Площадь поверхности нагрева теплообменника определяется по формуле:

(3.2.2)

где Q –  количество передаваемой теплоты, кВт;

К – коэффициент теплопередачи. Для ориентировочного расчета;

t', t” – температуры теплоносителя на входе и выходе из теплообменника, °С;

- коэффициент, учитывающий потери теплоты от наружного охлаждения. Принимаем ;

 – среднелогарифмический температурный  напор:

(3.2.3)

где – большая и меньшая разности температур теплоносителей на входе и выходе из теплообменника, °С.

Для паро-водяного теплообменника:

(3.2.1)

где D – расход пара, кг/с;

 – энтальпии пара и конденсата, кДж/кг.

Площадь поверхности нагрева теплообменника определяем по выражению:

(3.2.2)

где K – коэффициент теплопередачи. Для ориентировочного расчета в соответствии с [8] принимаем – для паро-водяных теплообменников и для водо-водяных теплообменников.

η – коэффициент, учитывающий потери теплоты в окружающую среду. Принимаем η=0,98.

Результаты расчета параметров Q и F сведены в таблицу 3.2.1.

 

Таблица 3.2.1 – Расчет основных параметров теплообменников

Наименование, обозначение	Температура греющей среды на входе t'1, °С	Температура греющей среды на выходе t"1, °С	Температура нагреваемой среды  на входе t'2, °С	Температура нагреваемой среды  на выходе t"2, °С	Расход нагреваемой среды Gнагрев, кг/с	Среднелогарифмический температурный  напор ∆t, °С	Коэффициент теплопередачи К, кВт/м2·°С	Теплопроизводительность Q, кВт	Площадь поверхности теплообмена F, м2
Охладитель непрерывной продувки, К8	111,35	60	5	14,41	27,13	74,00	1,7	1070	8,68
Подогреватель сырой воды, К9	164,95	95	14,41	40	7,54	101,15	3,5	808	2,33
Сетевой подогреватель, К10	164,95	164,95	76,57	130,00	26,54	57,59	3,5	5943	30,08
Охладитель конденсата,  К11	164,95	105,77	70,00	76,57	7,37	58,16	1,7	203	2,1
Охладитель выпара, К12	Поставляется в комплекте с  деаэратором

 

Для установки в котельной выбираем разборные теплообменники пластинчатого типа, как наиболее эффективные. Пластинчатые теплообменники применяются для теплообмена между различными жидкими и газообразными средами. Кроме высокого коэффициента теплопередачи достоинствами разборных пластинчатых теплообменников являются удобство обслуживания, возможность изменения мощности, компактность и устойчивость к вибрации.

Устройство разборного пластинчатого  теплообменника показано на рисунке 3.2.1.

Рисунок 3.2.1 – Устройство разборного пластинчатого  теплообменника

1-неподвижная плита с  присоединительными патрубками; 2-верхняя направляющая; 3-нижняя направляющая; 4-задняя прижимная плита; 5-теплообменные пластины с уплотнительными прокладками;

6-комплект резьбовых шпилек; 7-задняя стойка.

 

Основные преимущества разборных  пластинчатых теплообменников:

1. Экономичность и простота обслуживания. При засорении пластинчатый теплообменник может быть разобран, промыт и собран двумя работниками в течение 4-6 часов.
2. Низкая загрязняемость поверхности теплообмена вследствие высокой турбулентности потока жидкости, образуемой рифлением, а также качественной полировки теплообменных пластин.
3. Срок эксплуатации уплотнительной прокладки у ведущих европейских производителей достигает 10 лет. Срок работы теплообменных пластин: 20-25 лет. Стоимость замены уплотнений колеблется в пределах 15-25% от стоимости пластинчатого теплообменника, что дешевле аналогичного процесса замены латунной трубной группы в кожухотрубном теплообменнике, составляющей 80-90% от стоимости аппарата.
4. Стоимость монтажа пластинчатого теплообменника составляет 2-4% от стоимости оборудования, что на порядок ниже, чем у кожухотрубного теплообменника. Низкие массогабаритные показатели пластинчатого теплообменника позволяют сэкономить на монтаже и уменьшить площади, отводимые под теплообменное оборудование.
5. Изменяемость под задачи: в случае необходимости площадь поверхности теплообмена в пластинчатом теплообменнике может быть легко уменьшена или увеличена простым извлечением или добавлением пластин.
6. Устойчивость к вибрациям: пластинчатые теплообменники высокоустойчивы к наведенной двухплоскостной вибрации, вызывающей повреждения кожухотрубного теплообменника.
7. Меньшие последствия при гидроударах. Самое негативное последствие гидравлического удара для разборного пластинчатого теплообменника — выход из строя прокладок. В то время как для паяного или сварного, кожухотрубного в том числе, возможно повреждение.