Устройство и принцип работы

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ КРАСНОЯРСКОГО КРАЯ
КАНСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ
Специальность: 140102 Теплоснабжение и теплотехническое оборудование
Дисциплина: ПМ.01. МДК.01.01 Раздел 2 Теплоснабжение
ПРОЕКТ
ТЕПЛОПОДГОТОВИТЕЛЬНОЙ
УСТАНОВКИ
Методическое руководство для выполнения
курсовых и дипломных проектов
МР.00479926.140102.14.ПЗ
Выполнили преподаватели
Т.П.Фастович и Н.Л.Мазур
Рекомендовано редакционно-издательским советом СибГТУ в качестве методического
руководства для студентов средних и высших профессиональных учебных заведений
Канск 2014 г.
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Самостоятельная работа студентов является основным способом овладения учебным материалом в свободное от учебных занятий время.
Одной из форм самостоятельной деятельности студентов является написание рефератов, выполнение курсовых и дипломных работ.
Выполнение таких видов работ способствует формированию у студентов
навыков к самостоятельному научному творчеству, повышению его теоретической и профессиональной подготовки, лучшему усвоению учебного материала,
интересу к избранной специальности.
Курсовой проект является одним из важнейших видов учебного процесса
и выполняется студентами в соответствии с учебным планом.
Дипломный проект завершает подготовку специалиста и показывает его
готовность решать теоретические и практические задачи, систематизировать и
углублять знания по специальности, применять их при решении конкретных
практических ситуаций.
Учебным планом специальности 140102 «Теплоснабжение и теплотехническое оборудование» предусмотрено выполнение курсового проекта по ПМ.01
МДК 01.01 Раздел 2 «Теплоснабжение» для дневного и заочного отделения.
Данное методическое пособие разработано для облегчения работы студентов над курсовым и дипломным проектом по темам «Проект теплоподготовительной установки для теплоснабжения населённого пункта», «Проект центрального теплового пункта для ЖКХ жилого микрорайона». В работе даны теоретические выкладки, методики расчёта и пример расчёта и выбора основного и
вспомогательного оборудования схемы ТПУ, приведены характеристики оборудования, эскизы, справочные таблицы.
Данное методическое пособие позволит студентам выполнить курсовой и
дипломный проект своевременно и с хорошим качеством.
Лист
2
Содержание
Введение……….................................................................................................... 4
1 Определение тепловой нагрузки посёлка…………………………………… 7
2 Выбор вида теплоносителя и определение его расхода……………………. 13
3 Обоснование и выбор схемы ТПУ…………………………………………… 16
4 Расчет принципиальной тепловой схемы ТПУ……………………………... 19
5 Выбор схемы основного и вспомогательного оборудования……………… 29
6 Тепловой расчет подогревателей………………………………………......... 38
7 Выбор и расчет системы регулирования отпуска тепла………….………… 49
8 Выбор схемы подготовки воды для подпитки теплосети………………….. 52
9 Вопросы без аварийной эксплуатации подогревателей……………………. 55
Список использованных источников………………………………………….. 61
Приложение А….................................................................................................. 62
Приложение Б….................................................................................................. 67
Приложение В….................................................................................................. 85
Изм. Лист.
Разработал
Руководитель
№ Документа Подпись Дата
КП.00479926.140102.14.ПЗ
ПРОЕКТ ТЕПЛОПОДГОТОВИТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКИ ДЛЯ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ ПОСЕЛКА в г. Пермь
Пояснительная записка
Литер Лист
Листов
КПК гр.26тз
ВВЕДЕНИЕ
Развитие отечественной теплоэнергетики неразрывно связано с именами
русских ученых и инженеров. Основы теплотехнической науки были заложены в
середине XVIII века.
В 1766 году талантливый русский ученый-теплотехник Ползунов И. И.
Создал в Барнауле первую в мире тепловую установку для привода заводских
механизмов, которая включала паровой котел.
Практическое использование паросиловых установок дало новый источник энергии и сыграло большую роль в развитии промышленного производства.
Ряд теоретических и экспериментальных работ по исследованию рабочих процессов котельных установок был проведен в конце восемнадцатого и начале девятнадцатого века учеными В. В. Петровым и Л. Д. Захаровым.
Теплофикация - одно из прогрессивных направлений развития теплоэнергетики. Теплофикацией называют централизованное теплоснабжение на базе
комбинированного производства тепловой и электрической энергии.
Электрические станции, где осуществляется совместная выработка и отпуск в соответствующие сети тепловой и электрической энергии называется теплоэлектроцентраль.
Развитие промышленных ТЭЦ началось в 1926 году, когда была построена ТЭЦ ВТИ в Москве, доставляющей пар на производство и на отопление заводов.
Широкое развитие теплофикации началось после постановления июльского пленума ЦК ВКП. В соответствии с решением пленума были построены
ТЭЦ и тепловые сети в ряде крупных городов. В 1934 году на ТЭЦ ВТИ впервые
в мировой практике был установлен прямоточный котел конструкции Рамзина,
паропроизводительностью 55,5 кг/с на параметры 14 МПа, 500 0С. В 1940 году
уже работало около 100 ТЭЦ с отпуском теплоты в размере 105 миллионов ГДж,
годовая экономичность топлива достигла 25 миллионов тонн условного топлива.
В 1940 году наша страна занимала первое место в мире.
К 1945 году установленная мощность ТЭЦ превысила уровень прошлых
лет и составила 3,5 ГВт. С 1945 года строятся новые ТЭЦ с использованием отечественного и зарубежного оборудования. К 1950 году мощность ТЭЦ увеличилась до 5 ГВт, отпуск теплоты - до 293,3 миллионов ГДж, а экономия топлива
достигла 5 миллионов тонн условного топлива.
За 10 лет (с 1950 по 1960 год) на ТЭЦ было установлено более 500 турбин. В результате увеличения начальных параметров пара с 2,6 - 3,5 до 9 МПа,
удельный расход топлива снизился от 450 г/(КВт·ч) до 395 г/(КВт·ч). Очень высокое развитие теплоэнергетика получила за десятилетие, начиная с 1960 года по
1970 год. Мощность ТЭЦ возросла в 2,8 раза.
В дальнейшем теплоэнергетика развивалась все больше и больше. С каждым годом мощность ТЭЦ возрастала в несколько раз. Серийно выпускались
турбины различного типа и мощности.
Лист
4
Основными положениями энергетической программы России предусмотрены на длительную перспективу в следующих направлениях: повышение эффективности использования действующих ТЭЦ путем их модернизации, расширение действующих ТЭЦ и районных котельных на органическом топливе, использование ядерного топлива и использование теплоты нерегулируемых отборов пара турбины АЭС; оснащение современным оборудованием и автоматикой
всех систем централизованного теплоснабжения народного хозяйства, повышение технического уровня и надежности тепловых сетей и т.о.
Дальнейшее развитие теплоэнергетики, как на органическом, так и на
ядерном топливе, должно сократить численность обслуживающего персонала на
1,5 - 2 миллиона человек и снизить расход топлива на 60 - 75 миллионов тонн
условного топлива в год.
Эффективность теплоэнергетики обеспечивается в нашей стране регулярным выполнением исследований по результатам, которых осуществлялись все
новые технические решения. Наиболее крупный научный вклад был внесен учеными ВТИ, ЦКТИ, ЭНИН, ВНИПИ энергопрограмма, НИИ энергосеть проекта,
ХТЗ, ТКЗ и др. Большой вклад в создании теплофикационного оборудования
внесли ЛМЗ, УТМЗ и другие заводы.
В России производится свыше 2 млрд. Гкал тепла, и на это расходуется
более 400 млн. т.у.т. (включая расход топлива на электроэнергию, идущую на
перекачку теплоносителя в системах централизованного теплоснабжения, и работу котельных), или около 43 % всех первичных энергоресурсов, использованных в 2000 г. внутри страны. Производство тепла снизилось примерно на 20 %
по сравнению с 1990 г из-за сокращения его расхода на производственнотехнологические нужды при одновременном росте потребления тепла населением и социальной сферой.
Разрыв между требуемым и возможным для населения уровнями оплаты
возник не в результате реформы экономики страны и ее ЖКХ, а достался населению России в наследство от социальной политики, которая проводилась в Советском союзе. По обеспеченности общей площадью жилья на одного человека, развитию водопровода, канализации, электро- и теплоснабжения Россия имеет показатели стран с высокими душевыми доходами. В то же время среднедушевой доход жителей России продолжает соответствовать доходам населения стран с
уровнем жизни ниже среднемирового значения. Но в этих странах нет такой развитой социальной структуры как в России. В таких условиях лишать услуг ЖКХ
семьи, которые не способны их оплачивать, социально не допустимо, да и в
большинстве случаев технически не возможно. Опережающее поднять цену на
тепло и другие жилищно-коммунальные услуги до бездотационного уровня значит нарастить нищету в стране с относительно бедным населением. В обоих
случаях теплоснабжающие организации не выигрывают, а потеряют часть спроса
и, в конечном итоге, доходов. В теплоснабжении населения, как и в целом в сфере услуг, в наибольшей степени обострились противоречия между социальными
и экономическими целями реформы ЖКХ.
Лист
5
Порядок в учете и контроле количества и качества тепла, которое расходует население, отсутствует. По этому одним из первоочередных задач в теплоснабжении должно стать наведение порядка в нормативах расхода тепла на
отопление в соответствие с теплотехническими и другими характеристиками
жилых зданий и горячее водоснабжение на основе объективно определенных санитарно-гигиенических данных.
Лист
6
1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОВОЙ НАГРУЗКИ ПОСЕЛКА
По тепловым сетям подается теплота различным тепловым потребителям.
Несмотря на значительное разнообразие тепловой нагрузки, ее можно разбить на
две группы по характеру протекания во времени: сезонная нагрузка и круглогодичная нагрузка.
Сезонные потребители - используют тепло не круглый год, а только в течение какой-то его части (сезона), при этом расход тепла и его изменения по
времени зависят главным образом от климатических условий: температуры
наружного воздуха, направления и скорости ветра, солнечного излучения, влажности воздуха и т. п. Основную роль играет наружная температура.
К сезонным потребителям относятся: отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха. Основная задача отопления заключается в поддержании
внутренней температуры помещений на данном уровне. Расход тепла в течение
суток у сезонных потребителей меняется относительно мало, что объясняется
небольшим, обычно суточным изменением температуры наружного воздуха и
большой теплоаккумулирующей способностью здания. Поэтому сезонная
нагрузка имеет сравнительно постоянный суточный график и переменный годовой график.
Круглогодичные потребители - используют тепло в течение всего года. К
круглогодичной нагрузке относятся технологическая нагрузка и горячее водоснабжение. Исключением являются только некоторые отрасли промышленности,
главным образом связанные с переработкой сельскохозяйственного сырья, работа которых имеет сезонный характер. График технологической нагрузки зависит
от профиля производственных предприятий и режима их работы, а график
нагрузки горячего водоснабжения - от благоустройства жилых и общественных
зданий, состава населения и распорядка его рабочего дня, а также от режима работы коммунальных предприятий - бань, прачечных.
Технологическая нагрузка и горячее водоснабжение в отличие от сезонной нагрузки весьма слабо зависит от наружной температуры, и имеют переменный суточный график. Параметры и расход теплоты для технологических нужд
зависят от характера технологического процесса, типа производственного оборудования, общей организации работы и т. д. Усовершенствование и рационализация технологического процесса могут вызвать коренные изменения в размере и
характере тепловой нагрузки.
При проектировании данной системы теплоснабжения населенного пункта города Пермь необходимо определить тепловую нагрузку, необходимую для
данного района, т. е. Тепловую нагрузку санитарно-бытовых потребителей для
данного микрорайона.
Лист
7
К санитарно-бытовым потребителям относятся потребители, которым
тепло необходимо для отопления, вентиляции и горячего водоснабжения. Мы
будем вести расчет по укрупненным показателям. Тепловая нагрузка по всем категориям зданий определяется на основании таблицы 1.
Таблица 1 - Исходные данные для определения тепловой нагрузки поселка
№
п/п
Категория
здания
1
Жилые дома
Административные здания
Гостиницы
Кинотеатры
Столовая
Детские сады
Детские ясли
Школы
Больницы
Бани
Прачечная
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Число
Объемпотребитеный покалей горязатель на
чей воды
1000 чел.
на 1000
м3
чел.
3
60∙10
m жителей
tвн
о
С
qв
qо
Р
q
3
3
Вт/м Вт/м Час л/су
∙К
∙К
тки
18
-
0,302
10
100
700
5
16
0,093
0,44
5
10
500
750
1000
1250
500
3000
600
450
825
5
50
50
50
25
200
5
10
172 кг белья
18
16
16
20
20
20
20
27
18
0,27
0,81
0,12
0,13
0,08
0,326
1,16
0,91
0,44
0,407
0,407
0,395
0,44
0,383
0,419
0,326
0,383
10
5
5
5
10
2
12
15
15
100
10
4
25
25
7
100
90
25
Тепловая нагрузка определяется следующим образом:
1.1
Определяем расход тепла на отопление, Qо, Вт
Q0  q0 VH  (tвн  tн ) ,
(1)
где: qо - удельная отопительная характеристика, Вт/м3 К;
VH - объем здания по наружному обмеру, м3;
tвн, tн - температуры внутри помещения и снаружи, оС.
Определяем объем здания по наружному обмеру VH, м3:
1 Жилые дома:
VHЖил.дом  60  103  8  480000 м3 ;
Лист
8
2 Административное здание:
VHАдм. зд.  700  8  5600 м3 ;
3 Гостиница:
VHГост.  500  8  4000 м3 ;
4 Кинотеатр:
VHКинот.  750  8  6000 м3 ;
5 Столовая:
VHСтол.  1000  8  8000 м3 ;
6 Детский сад:
VHДет.сад  1250  8  10000 м3 ;
7 Детские ясли:
VHДет. ясли  500  8  4000 м3 ;
8 Школа:
VHШкола  3000  8  24000 м3 ;
9 Больница:
VHБольн.  600  8  4800 м3 ;
10 Бани:
VHБани  450  8  3600 м3 ;
11 Прачечная:
VHПрач.  825  8  6600 м3 .
Определяем расход тепла по всем категориям зданий, Qо, Вт:
1 Q0Ж . Д .  0,302  480000  18  34  7537920 Вт;
2 Q0Адм. зд.  0,44  5600  16  34  123200 Вт;
3 Q0Гост.  0,44  4000  18  34  91520 Вт;
4 Q0Кинот.  0,407  6000  16  34  122100 Вт;
5 Q0Стол.  0,407  8000  16  34  162800 Вт;
6 Q0Дет.сад  0,395 10000  20  34  213300 Вт;
7 Q0Дет. ясли  0,44  4000  20  34  95040 Вт;
8 Q0Школа  0,383  24000  20  34  496368 Вт;
9 Q0Больн.  0,419  4800  20  34  108604,8 Вт;
10 Q0Бани  0,326  3600  27  34  71589,6 Вт;
11 Q0Прач.  0,383  6600  18  34  131445,6 Вт.
Определяем суммарный расход тепла на отопление; Σ Q0, МВт:
Q0  9153888 Вт  9,15 МВт.
Лист
9
1.2 Определяем расход тепла на вентиляцию, Qв, Вт
Qв  qв VH  (tвн.  tнрв ) ,
(2)
где qв - удельная вентиляционная характеристика здания, Вт/м3∙К;
tнрв - расчетная температура наружного воздуха для систем вентиляции,
о
С.
1 QвЖ . Д .  0 Вт;
2 QвАдм. зд..  0,093  5600  (16  20)  18748,8 Вт;
3 QвГост.  0 Вт;
4 QвКинот.  0,27  6000  (16  20)  58320 Вт;
5 QвСтол.  0,81  8000  (16  20)  233280 Вт;
6 QвДет.сад.  0,12 10000  (20  20)  48000 Вт;
7 QвДет. ясли.  0,13  4000  (20  20)  20800 Вт;
8 QвШкола.  0,08  24000  (20  20)  76800 Вт;
9 QвБольн.  0,326  4800  (20  20)  62592 Вт;
10 QвБани.  1,16  3600  (27  20)  196272 Вт;
11 QвПрач.  0,91 6600  (18  20)  228228 Вт.
Суммарный расход тепла на вентиляцию составил:
Qв  943040,8 Вт  0,94 МВт.
1.3 Определяется число потребителей горячей воды, m, чел.:
жд
1 m`  8000 чел.;
Адм. зд.
 5  8  40 чел.;
2 m`
3
4
5
6
m`Гост..  5  8  40 чел.;
m`Кинот.  50  8  400 чел.;
m`Стол.  50  8  400 чел.;
m`Дет.сад.  50  8  400 чел.;
 25  8  200 чел.;
7 m`
Школа.
 200  8  1600 чел.;
8 m`
Больн.
 5  8  40 чел.;
9 m`
Бани .
10 m`  10  8  80 чел.;
Прач.
11 m`  172  8  1376 кг. белья.
Дет. ясл.
Лист
10
1.4 Определяем расход тепла на горячее водоснабжение, Qгв, Вт, по
формуле:
Qгв  m  q  c  (tгор  tхол) /  3,6 ,
(3)
где m - число потребителей горячего водоснабжения;
q - удельный расход горячей воды на одного потребителя,
л/сутки;
c - теплоемкость воды, 4,19 кДж/кг∙К;
tгор и tхол - температура горячей и холодной воды, оС.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
8000 100  4,19  (65  5)
 5586666,66 Вт;
10  3,6
Qгвжд 
Qгвад. зд 
40  10  4,19  (65  5)
 5586,66 Вт;
5  3,6
QгвГост. 
40  100  4,19  (65  5)
 27933,33 Вт;
10  3,6
Qгвкино 
400 10  4,19  (65  5)
 55866,66 Вт;
5  3,6
QгвСтол. 
400  4  3  3  4,19  (65  5)
 201120 Вт;
5  3,6
QгвДет.сад 
400  25  4,19  (65  5)
 139666,66 Вт;
5  3,6
QгвДет. ясли 
200  25  4,19  (65  5)
 34916,66 Вт;
10  3,6
QгвШкола 
1600  7  4,19  (65  5)
 391066,66 Вт;
2  3,6
QгвБольн. 
40 100  4,19  (65  5)
 23277,77 Вт;
12  3,6
10
11
QгвБани 
80  90  4,19  (65  5)
 33520 Вт;
15  3,6
QгвПрач. 
1376  25  4,19  (65  5)
 160151,11Вт.
15  3,6
Суммарный расход тепла на горячее водоснабжение:
 Qгв  6659772,17 Вт  6,66 МВт.
После чего определяется суммарный расход тепла на поселок, Qпос, МВт,
по формуле:
 Qпос   Q0   Qв   Qгв
,
 Qпос  9,15  0,94  6,66  16,75 МВт.
(4)
Лист
11
После этого при заданном температурном графике  nр /  ор = 130/70 оС находится расход воды на поселок.
Лист
12
2 ВЫБОР ВИДА ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЕГО РАСХОДА
2.1 Выбор вида теплоносителя
Теплоноситель - это вещество, участвующее в процессе теплообмена
между различными веществами в теплообменных аппаратах.
Теплоносители бывают греющие и нагреваемые. Теплоносители, имеющие большую температуру и отдающие тепло, называются греющими. Теплоносители, имеющие меньшую температуру и воспринимающие тепло, называются
нагреваемыми. Обычно в качестве греющего используется пар, а нагреваемого вода.
Теплоноситель должен иметь: высокий коэффициент теплоотдачи; высокую температуру кипения при атмосферном давлении; малую вязкость, для снижения затрат на транспортировку; малую стоимость и доступность в местных
ресурсах; взрывопожарную безопасность; не токсичность; малый удельный объем для снижения сечения газоходов.
Теплоноситель должен также иметь достаточно большую теплоту парообразования, плотность и теплоемкость. Иметь необходимую термостойкость и
не оказывать неблагоприятного воздействия на материал аппаратуры. Теплоносители должны быть химически стойкими и неагрессивными, даже при достаточно длительном воздействии высоких температур. При выборе теплоносителя
учитываются технические и экономические показатели по всем элементам станции.
В данном курсовом проекте выбранным видом теплоносителя является
вода. Энергетически вода выгоднее пара. Применение многоступенчатого подогрева воды на станции позволяет повысить удельную комбинированную выработку электроэнергии.
Основными преимуществами воды как теплоносителя, по сравнению с
паром являются: большая удельная комбинированная выработка электроэнергии
на базе теплового потребления; сохранение конденсата на станции, что имеет
особенно важное значение для станции большого давления. Возможность центрального регулирования однородной тепловой нагрузки или определения сочетания двух разных видов нагрузки при одинаковом отношении расчетных нагрузок у абонентов; более высокий КПД; повышенная аккумулирующая способность водяной системы.
Лист
13
2.2 Определяем суммарный расход воды на отопление поселка, ∑Gо,
кг/с, по формуле:
Q
 G о  c  ( о ) ,
пр
ор
(5)
где Σ Q0- суммарный расход тепла на отопление, Вт;
c - теплоемкость воды, 4,19 кДж/кг∙К;
 nр /  ор - заданный температурный график (130/70).
Находим суммарный расход воды на отопление.
G
о

9153888
 36,41 кг / с.
4190  (130  70)
2.3 Определяем суммарный расход воды на вентиляцию поселка,
∑Gв, кг/с, по формуле:
Q
 G в  c  ( в ) ,
пр
ор
(6)
где Σ Qв - суммарный расход тепла на вентиляцию, Вт;
c - теплоемкость воды, 4,19 кДж/кг∙К;
 nр /  ор - заданный температурный график (130/70).
Находим суммарный расход воды на вентиляцию.
943040,8
 Gв  4190  (130  70)  3,75 кг / с.
Лист
14
2.4 Определяем суммарный расход воды на горячее водоснабжение
поселка, Gг.в., кг/с, по формуле:
Q
 G г.в  c  ( г.в )
пр
ор
,
(7)
где Σ Qг.в - суммарный расход тепла на горячее водоснабжение, Вт;
c - теплоемкость воды, 4,19 кДж/кг∙К;
 nр /  ор - заданный температурный график (130/70).
Находим суммарный расход воды на горячее водоснабжение.
G
|
г .в

6659772,17
 26,49 кг / с.
4190  (130  70)
Находим расход воды на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение в целом.
 Gсети   Gо   Gв   Gг.в
(8)
,
 Gсети  36,41  3,75  26,49  66,65 кг / с.
Производим проверку полученного суммарного расхода сети
∑Gпос =
Q
пос
,
с( пр   ор )
16756
∑Gпос =
 66,55 кг/с.
4,19(130  70)
(9)
Данный расход воды подготавливается на ТЭЦ и направляется по тепловым сетям к потребителям.
Лист
15
3 ОБОСНОВАНИЕ И ВЫБОР СХЕМЫ ТПУ
Задача теплофикационного оборудования ТЭЦ и котельных заключается
в подготовке теплоносителя к транспорту по тепловым сетям и в приеме использованного теплоносителя на ТЭЦ или в котельных.
Выбираем водяную систему теплоснабжения. В этой системе основное
теплофикационное оборудование ТЭЦ состоит обычно из пароводяных подогревателей, в которых отработавший пар из отборов или противодавления турбины,
а иногда и острый пар после редукционно-охладительных установок нагревает
воду, циркулирующую в тепловой сети; сетевых насосов, осуществляющих циркуляцию воды в тепловой сети; установок для подготовки подпиточной воды и
восполнения водоразбора и утечек воды из сети, включающих водоподготовку,
деаэрационное оборудование, аккумуляторы горячей воды и подпиточные насосы.
Теплофикационное оборудование ТЭЦ снабжается приборами КИПиА
для автоматического поддержания заданных параметров теплоносителя и учета
расхода тепла и теплоносителя. Теплофикационные установки ТЭЦ могут выполняться как центральными для всей ТЭЦ, так и поагрегатно при отдельных
теплофикационных турбинах.
Установки для выполнения водоразбора и утечки воды из сети сооружаются в большинстве случаев центрального типа для всей станции.
Если источником теплоснабжения является котельная с паровыми котлами, то наиболее оправданной в экономическом смысле будет одноступенчатая
ТПУ, где отсутствуют пиковые подогреватели. Это объясняется тем, что в котельной отсутствует пар различных параметров, требуемый на пиковые и основные подогреватели и для его получения необходимо было бы установить специальное дополнительное оборудование (РУ, РСУ).
В настоящее время на ТЭЦ и в котельных применяются, как правило,
теплофикационные подогревательные установки поверхностного типа.
Наибольшее применение нашли 2-х ступенчатые теплоподготовительные подогревательные установки.
В данном проекте источником теплоснабжения является ТЕЦ, к установке принимаем принципиальную тепловую схему ТПУ с 2-х ступенчатой подогревательной установкой.
На рисунке 1 показана принципиальная тепловая схема ТПУ. По этой
принципиальной схеме делается тепловой расчет.
Вода из обратной линии тепловой сети проходит через грязевик и водомер и поступает в сетевой насос, который подает воду через подогревательную
установку в подающую линию тепловой сети.
Лист
16
Подогревательная установка состоит из трех последовательно соединенных теплообменников: охладителя конденсата, основного подогревателя, пикового подогревателя.
Конденсат греющего пара из пикового подогревателя поступает в основной подогреватель. Из основного подогревателя конденсат дренируется в охладитель конденсата, откуда он при помощи конденсатных насосов подается в
станционный деаэратор.
Установка охладителя конденсата имеет целью обеспечить устойчивую
работу конденсатного насоса. Охладитель конденсата обычно рассчитывается на
понижение температуры конденсата до 90-95 оС. Вода для восполнения потерь в
сети и разбора воды на горячее водоснабжение подается подпиточными насосами во всасывающий коллектор сетевого насоса. Подпиточная вода должна быть
предварительно обработана, т. е. освобождена от солей карбонатной жесткости и
деаэрирована.
Лист
17
1 - пиковый подогреватель; 2 - основной подогреватель; 3 - охладитель конденсата; 4 - конденсатоотводчик; 5 - РОУ; 6 атмосферный деаэратор; 7 - химводоочистка; 8 - подогреватель химочищенной воды; 9 - охладитель деаэрированной воды;
10 - бак аккумулятор; 11 - конденсатный насос; 12 - подпиточный насос; 13 - грязевик; 14 - сетевой насос.
Лист
18
Рисунок 1 - Принципиальная тепловая схема ТПУ
4 РАСЧЕТ ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ ТЕПЛОВОЙ СХЕМЫ ТПУ
В задачи теплового расчета схемы ТПУ входит распределение тепловой
нагрузки поселка между подогревателями, определение их поверхности нагрева,
выбор типа и количества подогревателей, при известных расходах сетевой воды
и параметрах теплоносителей.
4.1 Определяем тепловую нагрузку пикового подогревателя, Qпб, МВт, (1):
Температурный график тепловой сети:
 пр / ор  130 / 70о С
Давление на пиковый бойлер принимаем:
Рпб  0,6 МПа
пб
iп  2756,4 кДж / кг
Энтальпии на пиковом бойлере:
iкпб  670,4 кДж / кг
Роб  0,12МПа
Давление на основной бойлер принимаем:
Энтальпии на основной бойлер:
iноб  2683,8 кДж / кг
iкоб  439,36 кДж / кг
Gсети , с пб , пр
Д пб , iппб
Д пб , iкпб
''
Gсети , спб , tоб
Рисунок 2 - Схема включения пикового подогревателя
Температура насыщения при давлении на основной бойлер: t ноб  104,81о С
''
Qпб  Gсети  с  ( пр  tоб
),
(10)
где t об'' - температура воды на выходе из основного подогревателя, оС:
''
t об
 t ноб  (5  7),
(11)
где tноб - температура насыщения при давлении на основной бойлер, оС
''
t об
 104,81  7  97,81o C ;
Qпб  66,65  4,19  130  97,81  8,99 МВт .
Лист
19
4.2 Определение тепловой нагрузки основного подогревателя, Qоб, МВт,
(2):
||
Gсети , соб , tоб
Д об , iпоб
Д об , i коб
|
Gсети , соб , t об
Рисунок 3 - Схема включения основного подогревателя
''
'
Qоб  Gсети  с  (t об
 t об
),
(12)
где t об' - температура воды на входе в основной подогреватель, принимаем
80оС.
Qоб  66,65  4,19  (97,81  80)  4,97 МВт .
4.3 Определение тепловой нагрузки охладителя конденсата, Qок, МВт,
(3):
''
Gсети , сок , t об
'
Gок , t ок
''
Gок , t ок
Gсети , с ок , ор
Рисунок 4 - Схема включения охладителя конденсата
Qок  Qпос  Qпб  Qоб
(13)
Qок  16,75  8,99  4,97  2,79 МВт .
Лист
20
4.4 Определяем поверхность нагрева пикового подогревателя, Fпб, м2,
(1):
Fпб 
Qпб
,
К пб  t српб
(14)
где Qпб - тепловая нагрузка пикового подогревателя, МВт;
Кпб - коэффициент теплопередачи в аппарате, принимаем 3000,
Вт/(м2·оК) с последующим уточнением;
tсрпб - средний температурный напор в пиковом подогревателе, оС.
t српб 
t б  t м
,
t б
ln
t м
(15)
где Δtб - большая разность температур, оС;
Δtм - меньшая разность температур, оС;
Они определяются по температурному графику, показывающему характер изменения температур теплоносителей вдоль поверхности нагрева.
Зная численные значения этих величин, определяются:
t oC
''
t б  t нпб  t об
 158,84  97,81  61,03о С ;
158,84
t м  t нпб   пр  158,84  130  28,84 о С ;
130
97,81
F
M
2
t српб 
Fпб 
61,03  28,84
 42,94 о C;
61,03
ln
28,84
8,99 106
 69,78 м 2 .
3000  42,94
Рисунок 5 - Температурный график пикового подогревателя
4.5 Определяем поверхность нагрева основного подогревателя, Fоб, м2,
(2):
Fоб 
Qоб
,
К об  tсроб
(16)
где Qоб - тепловая нагрузка основного подогревателя, МВт;
Коб - коэффициент передачи в аппарате, принимаем 3000, Вт/(м2·К);
tсроб - средний температурный напор в основном подогревателе, оС.
Лист
21
t сроб 
t б  t м
,
t б
ln
t м
(17)
где Δtб - большая разность температур, оС;
Δtм - меньшая разность температур, оС;
Они определяются по температурному графику, для случая противотока.
Зная численные значения этих величин, определяются:
t oC
'
t б  t ноб  t об
 104,81  80  24,81о С;
104,81
97,81
''
t м  t ноб  t об
 104,81  97,81  7 о С;
t сроб 
80
F
M
2
24,81  7
 14,07 о C ;
24,81
ln
7
Fоб 
4,97 10 6
 117,74 м 2 .
3000 14,07
Рисунок 6 - Температурный график основного подогревателя
4.6 Определяем поверхность нагрева охладителя конденсата, Fок, м2, (3):
Fок 
Qок
,
К ок  t срок
(18)
где Qок - тепловая нагрузка охладителя конденсата, МВт;
Кок - коэффициент передачи в аппарате, принимаем 2000, Вт/(м2·К);
tсрок - средний температурный напор в охладителе конденсата, оС.
t срок 
t б  t м
,
t б
ln
t м
(19)
где Δtб - большая разность температур, оС;
Δtм - меньшая разность температур, оС;
Они определяются по температурному графику, для случая противотока.
Зная численные значения этих величин, определяются:
Лист
22
t oC
t б  t к   ор  90  70  20 о С ;
104,81
''
t м  t ноб  t ок
 104,81  89,98  14,83о С ;
90
89,98
где t ок' ' - температура воды на выходе из охладителя конденсата.
70
F
M
2
''
t ок

Рисунок 7 - Температурный
график охладителя конденсата
''
t ок

t срок 
Qок
  ор ;
0,5  Gсети  с
(20)
2,79 103
 70  89,98о С;
0,5  66,65  4,19
20  14,83
 17,28о C ;
20
ln
14,83
2,79 10 6
Fок 
 92,26 м 2 .
1750 17,28
4.7 Определяем расход пара на подогревательную установку, Д, кг/с:
Определяем расход пара на пиковый подогреватель, (1):
Определяем из уравнения:
Qпб  Д пб  (iппб  iкпб )  пб
(21)
Из этого уравнения выражаем:
Д пб 
Qпб
,
(i  iкпб )  пб
пб
п
(22)
где Qпб - тепловая нагрузка пикового подогревателя, смотри формулу, 10;
iппб - энтальпия пара при давлении на пиковый подогреватель,
2756,4, кДж/кг;
пб
iк - энтальпия конденсата при давлении на пиковый подогреватель,
670,4, кДж/кг;
 пб - КПД подогревателя принимаем, 0,98.
Д пб 
8,99 10 3
 4,39 кг / с.
(2756,4  670,4)  0,98
Лист
23
Определяем расход пара на основной подогреватель, (2):
Определяем из уравнения:
Qоб  Д об  (iпоб  iкоб )  об  Д пб  iкпб
(23)
Из этого уравнения выражаем:
Д об
Qоб  Д пб  iкпб  

,
(iпоб  iкоб )   об
(24)
где Qоб - тепловая нагрузка основного подогревателя, смотри формулу, 12;
iпоб - энтальпия пара при давлении на основной подогреватель, 2683,8,
кДж/кг;
об
iк - энтальпия конденсата при давлении на основной подогреватель,
439,36, кДж/кг;
 пб - КПД подогревателя принимаем, 0,98;
 - доля слива конденсата, 0,5.
Д об
4,97 103  4,39  670,4  0,5

 1,59 кг / с.
(2683,8  439,36)  0,98
4.8 Расчет охладителя деаэрированной воды, (9):
Gд , сд , t д'
Gхов ,t2
Gхов ,t1
Gд , сд , t д' '
Рисунок 8 - Схема включения деаэрированной воды
Определяем тепловую нагрузку охладителя деаэрированной воды,
Qодв, МВт;
Qодв  Gсети  c  (t 2  t1 ),
(25)
где t1 , t 2 - температура нагреваемой воды до и после охладителя деаэрированной воды, 5/31, оС;
Gсети - расход сетевой воды, 66,65, кг/с.
Qодв  66,65  4,19  (31  5)  7,26 МВт .
Лист
24
Определяем расход деаэрированной воды, Gд, кг/с:
Gд 
Qодв
,
с  (t д'  t д' ' )
(26)
где t д' - температура деаэрированной воды до охладителя, 104, оС;
t д' ' - температура деаэрированной воды после охладителя, 78, оС.
Gд 
7,26 103
 66,64 кг / с.
4,19  (104  78)
Определяем поверхность охлаждения охладителя деаэрированной воды, Fодв,
м2:
Fодв 
Qодв
,
К одв  tсродв
(27)
где Qодв - тепловая нагрузка охладителя деаэрированной воды, МВт;
Кодв - коэффициент передачи в аппарате, принимаем 2000, Вт/(м2·К);
одв
- средний температурный напор в охладителе деаэрированной воды,
tср
о
С.
t сродв 
t б  t м
,
2
(28)
где Δtб - большая разность температур, оС;
Δtм - меньшая разность температур, оС.
Они определяются по температурному графику, для случая противотока.
Зная численные значения этих величин, определяются:
t oC
t б  t д'  t 2  104  31  73о С;
104
t м  t д' '  t1  78  5  73о С;
78
t сродв 
73  73
 73о C ;
2
31
5
F
Fодв 
M
2
7,26 10 6
 49,72 м 2 .
2000  73
Рисунок 9 - Температурный график
охладителя деаэрированной воды
Лист
25
4.9 Расчет подогревателя химочищенной воды, (8):
''
G хов , с хов , t хов
Д хов , iхов
'
Д хов , i хов
Gхов , схов , t хов
Рисунок 10 - Схема включения подогревателя химочищенной воды
Определяем тепловую нагрузку подогревателя химочищенной воды, Qхов,
МВт;
Qхов  Gсети  c  (t 2'  t1' ),
(29)
где t1' , t 2' - температура нагреваемой воды до и после подогревателя химочищенной воды, 31/85, оС;
Gсети - расход сетевой воды, 66,65, кг/с.
Qхов  66,65  4,19  (85  31)  15,08 МВт .
Определяем расход пара на подогреватель химочищенной воды, Дхов, кг/с:
Д хов 
Qхов
,
'
(i хов  i хов
) 
(30)
где i хов - энтальпия пара до подогревателя химочищенной воды,
2756,4, кДж/кг;
'
i хов - энтальпия пара после подогревателя химочищенной воды,
670,4, кДж/кг.
Д хов 
15080
 7,37 кг / с.
(2756,4  670,4)  0,98
Определяем поверхность нагрева подогревателя химочищенной воды, Fхов,
м2:
Лист
26
Qхов
,
К хов  tсрхов
Fхов 
(31)
где Qхов - тепловая нагрузка подогревателя химочищенной воды, МВт;
Кхов - коэффициент передачи в аппарате, принимаем 3000, Вт/(м2·К) с
последующим уточнением;
хов
tср - средний температурный напор в подогревателе химочищенной
воды, оС.
t срхов 
t б  t м
,
t б
ln
t м
(32)
где Δtб - большая разность температур, оС;
Δtм - меньшая разность температур, оС.
Они определяются по температурному графику, для случая противотока.
Зная численные значения этих величин, определяются:
'
t б  t пхов  t хов
 158,84  85  73,84 о С;
t oC
158,84
t м  t кхов  t хов  97,81  31  66,81о С;
97,81
t срхов 
85
31
F
M
2
73,84  66,81
 70,26 о C ;
73,84
ln
66,81
Fхов 
15,08  106
 71,54 м 2 .
3000  70,26
Рисунок 11 - Температурный график
подогревателя химочищенной воды
Лист
27
4.10 Расчет деаэратора
Gхов , c, t хов
Д п , iп
Gд , c, tд
Рисунок 12 - Схема включения деаэратора
Находим расход греющего пара на деаэратор, Дп, кг/с:
Д п  G хов  Gд ;
Д п  i п  G хов  c хов  t хов  Gд  c д  t д ;
Дп 
(33)
Gд  cд  t д  G хов  c хов  t хов
;
iп
где Gд - расход деаэрированной воды, кг/с;
tд , t хов - температуры деаэрированной и химически очищенной воды, оС;
с - теплоемкость воды.
Дп 
66,64  4,19  104  66,65  4,19  85
 1,97 кг / с.
2683,8
После расчета делаем выбор оборудования ТПУ.
Лист
28
5 ВЫБОР ОСНОВНОГО И ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО
ОБОРУДОВАНИЯ СХЕМЫ
5.1 Выбор типа и количества подогревателей
По расчетным поверхностям нагрева принимаются к установке подогреватели следующих типов:
Для пиковых подогревателей и основных наибольшее применение нашли
подогреватели типа ПСВ, которые изготавливаются с 1966 года Саратовским заводом тяжелого машиностроения взамен подогревателей типа БО и БП.
Подогреватели выбираются таким образом, чтобы их суммарная поверхность была на 10 – 15% больше расчетной. Желательно в параллель устанавливать однотипные подогреватели с одинаковой поверхностью нагрева.
Для охладителей конденсата наиболее применимы горизонтальные теплообменники.
По результатам расчета тепловой схемы ТПУ принимаем:
Пиковые подогреватели:
Из расчета тепловой схемы Fпб = 69,78 м2
К установке принимаем два рабочих подогревателя типа ПСВ-45-7-15 характеристика которых приведена ниже:
1 Количество и длина трубок
228х3410 мм;
2 Поверхность нагрева
45 м2;
3 Число ходов воды
2;
4 Площадь проходного сечения по воде
0,02584 м2;
5 Длинна конденсатной пленки
1,32 м;
6 Расход воды
180 т/час;
7 Расчетное давление:
в трубках вода
15 атм.;
в корпусе пар
7 бар.;
8 Расчетная температура воды:
на входе
70 оС;
на выходе
150 оС;
9 Расчетная теплопроизводительность
7,2 гкал/час.
Основные подогреватели:
Из расчета тепловой схемы Fоб = 117,74 м2
К установке принимаем два рабочих подогревателя типа ПСВ-90-7-15,
характеристика которых приведена ниже:
1 Количество и длинна трубок
456х3410 мм;
2 Поверхность нагрева
90 м2;
3 Число ходов воды
4;
4 Площадь проходного сечения по воде
0,0259 м2;
5 Длина конденсатной пленки
1,31 м;
6 Расход воды
175 т/ч;
Лист
29
7 Расчетное давление:
в трубках вода
в корпусе пар
8 Расчетная температура воды:
на входе
на выходе
9 Расчетная теплопроизводительность
15 атм.;
7 бар.;
70 оС;
150 оС;
14 гкал/час.
Охладители конденсата:
Из расчета тепловой схемы Fок = 92,26 м2.
К установке принимаем три подогревателя типа
которых приведены ниже:
1 Поверхность охлаждения
2 Число трубок одного хода
3 Число корпусов (последовательно включенных)
4 Число ходов в трубках
5 Число ходов в межтрубном пространстве
6 Диаметр корпуса внутренний
7 Рабочее давление трубного пространства
ОГ-35, характеристики
35 м2;
41 шт;
4 шт;
8 шт;
8 шт;
329 мм;
13 кгс/см2.
Охладители деаэрированной воды:
Из расчета тепловой схемы Fодв = 49,72 м2.
К установке принимаем два рабочих подогревателя типа ОГ-35, характеристики которых приведены ниже:
1 Поверхность охлаждения
35 м2;
2 Число трубок одного хода
41 шт;
3 Число корпусов (последовательно включенных) 4 шт;
4 Число ходов в трубках
8 шт;
5 Число ходов в межтрубном пространстве
8 шт;
6 Диаметр корпуса внутренний
329 мм;
7 Рабочее давление трубного пространства
13 кгс/см2.
Подогреватели химочищенной воды:
Из расчета тепловой схемы Fхов = 71,54 м2.
К установке принимаем два рабочих подогревателя типа ПСВ-45-7-15 характеристика которых приведена ниже:
1 Количество и длина трубок
228х3410 мм;
2 Поверхность нагрева
45 м2;
3 Число ходов воды
2;
4 Площадь проходного сечения по воде
0,02584 м2;
5 Длинна конденсатной пленки
1,32 м;
6 Расход воды
180 т/час;
7 Расчетное давление:
в трубках вода
15 атм.;
в корпусе пар
7 бар.;
Лист
30
8 Расчетная температура воды:
на входе
на выходе
9 Расчетная теплопроизводительность
70 оС;
150 оС;
7,2 гкал/час.
5.2 Выбор типа и количества насосов
Сетевые насосы:
Служат для обеспечения циркуляции воды в двухтрубных водяных тепловых сетях по замкнутому контуру от источника теплоснабжения через подающую линию сетей, местные системы потребления тепла и обратную линию сетей
к источнику теплоснабжения.
Эти насосы работают на чистой, как правило химочищенной воде, прошедшей деаэрацию, температура которой на всасе насосов колеблется от 30 до
75 0С.
Подбор насосов осуществляется по каталогам. Определяющими параметрами для подбора насосов служит производительность насоса и напор, который
он должен создать в сети. Количество насосов должно быть не менее 2-х, из которых один рабочий один резервный.
Напор сетевых насосов можно принять 70-80 м.вод.ст. После выбора
насосов надо дать их характеристику.
Из расчета тепловой схемы расход сетевой воды составляет: 66,65 кг/с =
239,94 м3/ч.
Принимается необходимый напор сетевых насосов 80 м.вод.ст., к установке принимаем насосы типа 4НДВ-60, в количестве - 2 рабочих 1 резервный с
характеристикой:
1 Производительность
120-180 м3/ч;
2 Напор
94-84 м.вод.ст.;
3 Мощность двигателя
75 кВт;
4 Число оборотов
2950 об/мин;
5 Наиболее допустимая температура воды
100 оС.
Подпиточные насосы:
Так, как по заданию система теплоснабжения - открытая, то расход подпиточной воды должен обеспечивать подачу воды на восполнение ее утечек из
сетей, и разбора воды в местные системы горячего водоснабжения.
Производительность подпиточных насосов определяется из условия:
Qподп  1%  Gсети  Gг.в.
(34)
где Gгор.в – расход воды на горячее водоснабжение, м3/ч.
Qподп  1%  239,94  95,364  97,76 м 3 / ч
Лист
31
Напор подпиточных насосов принимается 30-40 м.вод.ст.
На основании производительности и напора выбираем насосы типа 4к-12,
1 рабочий, 1 резервный с характеристикой:
1 Производительность
65-120 м3/ч;
2 Напор
38-28 м.вод.ст.;
3 Мощность двигателя
17-15 кВт;
4 Число оборотов
2900об/мин;
5 Наиболее допустимая температура воды
105 оС.
Конденсатные насосы:
Согласно действующим нормам технологического проектирования ТЭС
производительность конденсатных насосов (м3/час), выбирается по полному количеству конденсата бойлеров.
Д к.н  Д пб  Д об  Д хов
(35)
где Дпб – расход пара на пиковый подогреватель, кг/с;
Доб – расход пара на основной подогреватель, кг/с.
Дкн= 4,39 + 1,59 + 7,37 = 48,06 м3/ч
Напор конденсата бойлерных насосов д.б. достаточным для преодоления
сопротивления конденсатопроводов, давления в деаэраторе и гидростатического
напора, определяемого из разности уровней установки насоса и деаэратора.
Принимаем напор конденсатных насосов 30-40 м.вод.ст.
По напору и производительности выбираем насосы типа 3к-6а, в количестве двух, 1 рабочий, 1 резервный с характеристикой:
1 Производительность
30-65 м3/ч;
2 Напор
45-30 м.вод.ст.;
3 Мощность двигателя
14-11 кВт;
4 Число оборотов
2920 об/мин;
5 Наиболее допустимая температура воды
105 оС.
После выбора оборудования строим полную схему ТПУ.
5.3 Выбор конденсатного бака
Для приема производственного конденсата устанавливается бак сбора поступающего из системы конденсата для последующей его перекачки конденсатным насосом на ТЭЦ. Конденсатный бак применяется в разомкнутых системах
парового отопления низкого и высокого давлений. В системах низкого давления
бак непосредственно соединен с атмосферой, используется "под налив"; в системах высокого давления - герметичные, в которых конденсат и пролетный пар
находятся под избыточным давлением. Конденсатный бак представляет собой
горизонтальный, стальной сосуд с эллиптическим или коническим днищем, в
верхней части которого размещен герметичный люк для осмотра и чистки бака.
Лист
32
Снабжен патрубками для приема конденсата из системы отопления и для
слива конденсата при опорожнении бака, а также штуцерами для установки указателя уровня конденсата и сигнализатора уровня. Открытый бак имеет патрубок
для сообщения полости бака с атмосферой, закрытый - патрубок для установки
предохранительного клапана или выкидного приспособления и для отвода пролетного пара и пара вторичного вскипания. Вместимость бака принимается, как
правило, равной одночасовому расходу конденсата при ручном пуске перекачивающих насосов и 15-минутному расходу при автоматическом включении конденсатных насосов.
По условиям расход конденсата составил 48,06 м3/час
Выбираем конденсатный бак (рис. 13) с характеристикой
1 Объем резервуара- Vк,б,
50 м3;
2 Длинна резервуара
9050 мм;
3 Внутренний диаметр
2760 мм;
4 Масса
5150 кг.
1 — корпус; 2 — лаз; 3 — переливная труба; 4 — водомерное стекло; 5 —
отверстие для конденсатной трубы; 6 — патрубок к насосу; 7 — отверстие
для воздушной трубы; 8 — фланец спускной трубы.
Рисунок 13 - Конденсатный бак
5.4 Выбор грязевика
В тепловых сетях применяются грязевики, они устанавливаются перед
насосами, на подающем трубопроводе при вводе в тепловой пункт, на обратном
трубопроводе в тепловых пунктах перед регулирующими устройствами, водомерами и диафрагмами не более одного в тепловом пункте и перед регуляторами
давления в узлах рассечки. Количество грязевиков в технологических узлах
должно быть минимально необходимым. При расходе воды в сети 66,65 кг/с
условный проход составит 259 мм, к установке принимаем вертикальный грязевик типа ГВ-250-1,6 серия ТС-567 (рис. 14) с технической характеристикой:
1 Условный проход
220 мм;
2 Рабочее давление
1,6 МПа;
3 Температура среды
200 оС;
4 Производительность
247 м3/час.
Лист
33
1 – Корпус; 2 – Штуцер; 3 – Ручка; 4-5 – Заглушка; 6 – Сетка; 7-14 – Прокладки.
Рисунок 14 - Грязевик вертикальный ГВ (ТС-567)
Грязевики используются на электростанциях, в котельных, элеваторных
узлах, тепловых вводах зданий и сооружений различного назначения и др. Рабочая температура до 200 оС. Грязевики предназначены для очистки воды от крупных и средних взвешенных частиц в системах отопления, горячего водоснабжения и теплоснабжения вентиляционных систем.
Устройство и принцип работы:
Грязевик представляет собой узел расширения трубопровода с изменением направления потока воды и фильтрацией её специальной сеткой. Под сеткой происходит отсечение, выпадение в осадок и накапливание крупных и средних взвешенных частиц.
Работа грязевика заключается в приёме исходной воды, фильтровании
её от средних и крупных взвешенных частиц, отводе очищенной воды и периодической очистке нижней части корпуса от накопившейся грязи.
Условием нормальной работы грязевика является постепенное нарастание гидравлического сопротивления в грязевике по показаниям приборов на линии трубопровода до и после грязевика.
5.5 Выбор редукционно-охладительной установки
Редукционно-охладительные установки (РОУ) предназначены для снижения давления и температуры первичного (острого) пара до заданных параметров
вторичного (редукционного) пара. Они широко используются на ТЭЦ для резервирования котлов среднего давления, а также пара из отборов или противодавлений турбин, паром котлов высокого давления (РОУ высоких параметров), для
подачи пара среднего и низкого давления на подогреватели сетевой воды и непосредственно потребителям, а также для утилизации пара при растопке котлов
(РОУ средних и низких параметров). Последние широко используются также и в
паровых котельных.
Лист
34
РОУ высоких параметров с давлением первичного пара 100, 140, 160 и
260 ат изготавливаются Венюковским арматурным заводом (ВАЗ). РОУ средних
и низких параметров изготавливает Барнаульский котельный завод (БКЗ).
РОУ работает следующим образом. Первичный пар проходит редукционный клапан, где снижает давление пара при критическом перепаде, и поступает в
пароохладитель с дросселирующими решетками. При проходе через дросселирующие решетки давление пара постепенно снижается от давления за редукционным клапаном до заданного давления вторичного (редуцированного) пара. В
пароохладителе температура пара снижается за счет отдачи им части тепла на
испарение воды, впрыскиваемой в камеру под давлением через форсунки механического распыливания. Из камеры пароохладителя пар поступает в трубопровод редуцированного пара, где его параметры лишь приблизительно равны заданным. Для предотвращения повышения давления пара за РОУ на трубопроводе редуцированного пара устанавливается импульсно-предохранительное
устройство, состоящее из импульсного клапана и собственно предохранительного клапана. До РОУ и после него обычно устанавливается отключающая запорная арматура.
Охлаждающая вода под соответствующим давлением, превышающим
давление пара после редукционного клапана, по трубопроводу поступает на регулирующий клапан, с помощью которого поддерживается постоянное давление
воды на входе в распыливающие форсунки и вода подается в камеру охладителя.
Если давление поступающей на впрыск воды значительно превышает необходимое, то перед регулирующим клапаном монтируется дросселирующее
устройство. В этом дросселирующем устройстве происходит начальное снижение давления воды.
Для данного курсового проекта выбор РОУ производится по следующим
параметрам:
РОУ 39/6 = ДПБ + ДОБ + ДХОВ + ДД т/ч
(36)
РОУ 39/6 = 4,39 + 1,59 + 7,37 + 1,97 = 55,15 т/ч;
РОУ 6/1,2 = ДОБ + ДД
(37)
РОУ 6/1,2 = 1,59 + 1,97 = 12,81 т/ч.
Исходя из полученных данных к установке принимаем:
РОУ 39/6 (БКЗ) - с параметрами:
Производительность
Давление острого пара
Давление редуцированного пара
Температура острого пара
Температура редуцированного пара
60 т/ч;
39 ат;
6,0 ат;
450 оС;
190 оС.
Лист
35
РОУ 6/1,2 (БКЗ) – с параметрами:
Производительность
Давление острого пара
Давление редуцированного пара
Температура острого пара
Температура редуцированного пара
20 т/ч;
7 ат;
1,2 ат;
300 оС;
130 оС.
1 —задвижка; 2 — редукционный клапан; 3 — решетка; 4 — охладитель
пара; 5 — форсунка; 6 — предохранительный клапан; 7 — дроссельная
шайба; 8 — регулирующий клапан; I — подвод свежего пара; I I — пар к
потребителю; I I I — охлаждающая вода.
Рисунок 15 - Схема редукционно-охладительной установки
5.6 Выбор деаэратора
Деаэраторы (или дегазаторы), широко применяемые в теплоподготовительных установках, предназначены для удаления из воды растворенных в ней
неконденсирующихся газов. Наиболее агрессивный газ, способствующий коррозии металлов - кислород. Поэтому именно его содержание в воде, циркулирующей в теплоподготовительных установках и тепловых сетях, строго регламентируется. В деаэраторах вместе с кислородом должна удаляться также свободная
углекислота, которая обладает агрессивными свойствами, хотя и в меньшей степени, чем кислород. Попадание в теплообменники даже таких инертных газов,
как азот, также крайне нежелательно, так как оно препятствует теплопередаче и
снижает теплопроизводительность подогревателей. Поэтому в деаэраторах необходимо удалять из воды все неконденсирующиеся газы.
Деаэрация воды в специальных установках основывается на том, что если
парциальное давление газа в воде больше, чем его парциальное давление в пространстве над водой, то при этом происходит выделение газов из воды - десорбция газов.
Лист
36
Расход питательной воды, Gп.в, т/ч, определим по формуле
GП .В  GГ .В  Д П  1%GСЕТИ ,
(38)
где GГ.В – расход воды на горячее водоснабжение поселка;
ДП – расход греющего пара на деаэратор;
1%GСЕТИ - один процент от расхода всей сети.
Подставив значения в формулу, получим
GП .В  26,49  1,97  0,6665  104,85 т / ч.
Согласно полученных расчетов, к установке принимаем два барботажных
деаэратора атмосферного типа ДСА-75/25 производительностью 75 т/ч каждый,
с характеристикой приведенной ниже:
1 Производительность
75 т/ч;
2 Давление рабочее (изб.)
0,02 МПа;
3 Температура
104 0С;
4 Геометрическая емкость бака
29,7 м3;
5 Полезная емкость бака
25,0 м3;
6 Масса без воды
7950 кг;
7 Масса с водой
38950 кг.
В комплекте с деаэратором ДСА-75 поставляется охладитель выпара горизонтального типа, поверхностью охлаждения 8 м2; наружный диаметр корпуса
325 мм; полная длина охладителя 2550 мм. Завод-изготовитель - Черновицкий.
Данное оборудование представлено на развернутой тепловой схеме
ТПУ, выполнены на листе 01 графической части.
Лист
37
6 ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ПОДОГРЕВАТЕЛЕЙ
Этот расчет делается на основании выбранных подогревателей. Расчет
ведется для каждого подогревателя по определенному бланку.
Некоторые данные берутся из расчета схемы ТПУ. Причем учитывается,
что при установке параллельно нескольких подогревателей одной ступени подогрева тепловую нагрузку каждой ступени следует делить на число подогревателей.
Поверочный расчет производится для установления возможности применения имеющихся или стандартных теплообменных аппаратов для необходимых
технологических процессов. При поверочном расчете заданы размеры аппарата и
условие его работы; требуется определить конечные параметры теплоносителей
и теплопроизводительность аппарата.
Следовательно, цель расчета является выбор условий обеспечивающихся
оптимальный режим работы аппарата. В некоторых случаях при таком расчете
теплопроизводительность аппарата является заданной, а требуется определить,
например, расход и начальную температуру одной из сред.
Рассмотрим последовательность конструкторного расчета.
Подбор необходимых исходных данных.
1) Тип теплообменного аппарата (кожухотрубчатый, пластинчатый, ребристый, оросительный, погружной или другой).
2) Теплоносители (газ, пар или жидкость).
3) Теплопроизводительность аппарата: расход одного из теплоносителей
и его начальная и конечная температура.
Требуется определить:
1) Физические параметры и скорости движения теплоносителей.
2) Расход другого теплоносителя из управления теплового баланса
3) Среднюю разность температур (ее называют также движущей силы
процесса теплообмена)
4) Коэффициенты теплоотдачи и теплопередачи
5) Поверхность теплообмена
6) Конструктивные размеры аппарата (диаметр труб, их число и длину, а
также диаметр кожуха в кожухотрубчатом аппарате, число и форму пластин в
пластинчатом, форму и количество ребер в ребристом, диаметр, длину и количество труб в оросительном теплообменнике и др.)
7) Диаметр патрубков для входа и выхода теплоносителей.
Лист
38
Таблица 2 – Таблица для расчета пикового подогревателя типа ПСВ-45-7-15
Наименование элемента расчета
1
Расчетный расход тепла
Температура насыщенного пара
Температура воды входящей в
подогреватель и выходящей из
него
Средняя температура воды
Разность температур воды на
входе и на выходе в подогреватель
Среднелогорифмическая разность температур между паром
и водой
Удельный вес воды при средней
температуре
Площадь сечения трубок одного
хода при числе трубок в одном
ходу
Скорость воды в трубках
Коэффициент теплоотдачи от
стенки к воде при нагревании
Размерность
2
Вт
о
С
Расчетные формулы и
условные обозначения
3
Q
tn
о
С
t1 и t2
о
С
о
С
о
Расчет
Результат
4
Задано
Задано
5
4,495·106
158,84
Задано
97,81 и 130
t1  t 2
2
97,81  130
2
113,9
t  t2  t1
130  97,81
32,19
t ср 
t ср 
С
t 2  t1
t t
ln n 2
t n  t1
42,94
кг/м3
в
Таблица 5
946,9
м2
f тр
Из характеристики подогревателя
0,02584
4,495 10 6
3600  946,9  (130  97,81)  0,02584
1,58
11 (1,58  946,9) 0,8  0,01750, 2
8565,5
м/с
Вт/м2К
Wв 
Q
3600   в  (t 2  t 1 )  f в
 в  Ан  (Wв   в )0,8  d вн0, 2
Лист
39
Продолжение таблицы 2
1
Температура стенки трубок
Разность между температурой
насыщения пара и стенкой
Температура пленки конденсата
Коэффициент теплопередачи от
конденсирующегося пара и вертикальной стенки
Длина конденсатной пленки
Значение коэффициента
Теплота парообразования при tn
Толщина слоя накипи в стенки
трубки
Коэффициент теплопроводности
накипи и стенки трубок
Коэффициент теплопередачи
2
5
t ст 
 в  t ср   n  t n
8565,5 113,9  5000 158,84
8565,5  5000
130,46
о
С
о
С
  tn  tст
158,84  130,46
28,38
о
С
tпл  0,5  (tn  tст )
0,5  (158,84  130,46)
144,65
в  n
Ч
Н 
n  А  4
Вт/м2К
м
Дж/кг
Н
А
Ч
м
 нак и  тр
Вт/м2К
 нак и  тр
Вт/м К
2
Расчетная поверхность нагрева
теплообменника
Принятая по типовой конструкции поверхность
Невязка баланса (не менее 10%,
но более 15%)
4
3
К
м2
м2
%
40
Лист
Вывод: Подогреватель справиться с нагрузкой
1
1
1  тр  нак



 в  п тр нак
Q
К  tср
Fр 
Fпр
Fпр  Fр
Fр
 100
2600  4
2086
1,32  28,38
Из характеристики подогревателя
Рисунок 3
Таблица 6
Из характеристики подогревателя
Принимается
7102,4
1,32
2600
2086
0,0002 и
0,00075
2 и 100
1
1
1
0,0002 0,00075



8565,5 7102,4
2
100
2739,38
4,495 10 6
2739,38  42,94
38,21
Из характеристики подогревателя
45
45  38,21
100
38,21
17,7
Таблица 3 – Таблица для расчета основного подогревателя типа ПСВ-90-7-15
Наименование элемента расчета
1
Расчетный расход топлива
Температура насыщенного пара
Температура воды входящей в подогреватель и выходящей из него
Средняя температура воды
Разность температур воды на входе и
на выходе в подогреватель
Среднелогарифмическая разность
температур между паром и водой
Удельный вес воды при средней
температуре
Площадь сечения трубок одного хода при числе трубок в одном ходу
Скорость воды в трубках
Коэффициент теплоотдачи от стенки
к воде при нагревании
Температура стенки трубок
Размерность
2
Вт
о
С
о
С
о
С
о
С
о
Расчетные формулы и
условные обозначения
3
Q
tn
Расчет
Результат
4
Задано
Задано
5
2,485·106
104,81
t1 и t2
Задано
80 и 97,81
t1  t 2
2
80  97,81
2
88,9
t  t2  t1
97,81  80
17,81
t ср 
t ср 
С
t 2  t1
t t
ln n 2
t n  t1
14,07
кг/м3
в
Таблица 5
965
м2
f тр
Из характеристики подогревателя
0,0259
2,485  10 6
3600  965  (97,81  80)  0,0259
1,55
10,2  (1,55  965) 0,8  0,0175 0, 2
7941,08
7941,08  88,9  5000  104,81
7941,08  5000
95,04
м/с
Вт/м2К
о
С
Wв 
Q
3600   в  (t 2  t 1 )  f в
 в  Ан  (Wв   в )0,8  d вн0, 2
t ст 
 в  t ср   n  t n
в  n
Лист
41
Продолжение таблицы 3
1
2
Разность между температурой насыо
С
щения пара и стенкой
о
Температура пленки конденсата
С
Коэффициент теплопередачи от конденсирующегося пара и вертикаль- Вт/м2К
ной стенки
Длина конденсатной пленки
м
Значение коэффициента
Теплота парообразования при tn
Дж/кг
Толщина слоя накипи в стенки трубм
ки
Коэффициент теплопроводности
Вт/м2К
накипи и стенки трубок
Коэффициент теплопередачи
Вт/м2К
Расчетная поверхность нагрева теплообменника
Принятая по типовой конструкции
поверхность
Невязка баланса (не менее 10%, но
более 15%)
м2
м2
%
Вывод: Подогреватель справится с нагрузкой
3
4
5
  tn  tст
104,81  95,04
9,77
tпл  0,5  (tn  tст )
0,5  (104,81  95,04)
99,92
n  А  4
Ч
Н 
2244,4
1,31  9,77
8733,63
Из характеристики подогревателя
Рисунок 3
Таблица 6
Из характеристики подогревателя
2400
2244,4
0,0002 и
0,00075
Принимается
2 и 100
 тр  нак



 в  н тр нак
1
1
1
0,0002 0,00075



7941,08 8733,63
2
100
2874,16
Q
К  tср
2,485 10 6
2874,16 14,07
61,45
Из характеристики подогревателя
90
90  61,45
100
61,45
46
Н
А
Ч
 наки тр
накитр
К
2400  4
1
1
1
Fр 
Fпр
Fпр  Fр
Fр
 100
1,31
Лист
42
Таблица 4 – Таблица для расчета охладителя конденсата типа ОГ-35
Наименование элемента расчета
1
Расчетный расход топлива
Температура греющего пара на входе и выходе
Температура воды входящей в подогреватель и выходящей из него
Средняя температура греющей воды
Средняя температура нагреваемой
воды
Большая и меньшая разность температур между греющей и нагреваемой водой
Среднелогарифмическая разность
температур между паром и водой
Разность температур воды входящей
и выходящей в трубное и межтрубное пространство
Удельные веса греющей и нагреваемой воды при средних температурах
Скорость воды в трубках
Размерность
2
Вт
Расчетные формулы и
условные обозначения
3
Q
о
С
tпв и tов
Задано
о
С
t1 и t2
Задано
70 и 89,98
о
С
tср.гр  0,5  tпв  tов 
0,5  (104,81  90)
97,4
о
С
tср.н  0,5  t1  t2 
0,5  (70  89,98)
80
о
С
t б и t м
С температурного графика
20 и 14,83
20  14,83
20
ln
14,83
17,28
t срок 
t б  t м
t
ln б
t м
Расчет
Результат
4
Задано
5
0,93·106
104,81 и
90
о
С
о
С
t тр и t пр
∆tтр= tпв - t2
∆tпр= tов – t1
14,83 и 20
кг/м3
 тр и  пр
Таблица 5
960 и
971,8
0,93  106
3600  960  14,83  0,0104
1,74
м/с
Wтр 
Q
3600   тр  tтр  f тр
Лист
43
Окончание таблицы 4
1
Скорость воды в межтрубном пространстве
Коэффициент при остывании
Коэффициент при нагревании
Коэффициент теплоотдачи при
охлаждении воды
Коэффициент теплоотдачи при
нагревании воды
Толщина слоя накипи в стенки
трубки
Коэффициент теплопроводности
накипи и стенки трубок
Коэффициент теплопередачи
2
3
м/с
Q
3600   пр  tпр  f пр
5
0,93 106
3600  971,8  20  0,0219
0,6
Рисунок 4
Рисунок 4
13,5
9,3
-
А0
Ан
Вт/м2К
в|  А0  (Wпр   пр )0,8  dн0, 2
4725,32
Вт/м2К
в||  Ан  (Wтр   тр )0,8  dвн0,2
7864,74
м
 нак и  тр
Из характеристики подогревателя
0,0002 и
0,002
накитр
Принимается
2 и 100
Вт/м2К
Вт/м К
2
Расчетная поверхность нагрева теплообменника
Принятая по типовой конструкции
поверхность
Невязка баланса (не менее 10%, но
более 15%)
Wпр 
4
м2
м2
%
Вывод: Подогреватель справиться с нагрузкой
К
1
1
1
1  тр  нак



 в|  в|| тр нак
1
1
0,0002 0,002



4725,32 7864,74
2
100
Q
К  tср
0,93  10 6
2179,71  17,28
24,69
Из характеристики подогревателя
35
35  24,69
 100
24,69
41,7
Fр 
Fпр
Fпр  Fр
Fр
 100
2179,71
Лист
44
Таблица 5 – Таблица для расчета охладителя деаэрированной воды типа ОГ-35
Наименование элемента расчета
1
Расчетный расход топлива
Температура греющего пара на входе и выходе
Температура воды входящей в подогреватель и выходящей из него
Средняя температура греющей воды
Средняя температура нагреваемой
воды
Большая и меньшая разность температур между греющей и нагреваемой
водой
Среднелогарифмическая разность
температур между паром и водой
Разность температур воды входящей
и выходящей в трубное и межтрубное пространство
Удельные веса греющей и нагреваемой воды при средних температурах
Скорость воды в трубках
Скорость воды в межтрубном пространстве
Размерность
2
Вт
Расчетные формулы и
условные обозначения
3
Q
о
С
о
Расчет
Результат
4
Задано
5
3,63·106
tпв и tов
Задано
104 и 78
С
t1 и t2
Задано
5 и 31
о
С
tср.гр  0,5  tпв  tов 
0,5  (104  78)
91
о
С
tср.н  0,5  t1  t2 
0,5  (5  31)
18
о
С
t б и t м
С температурного графика
73 и 73
о
С
73  73
2
73
о
С
t тр и t пр
∆tтр= tпв - t2
∆tпр= tов – t1
73 и 73
кг/м3
 тр и  пр
Таблица 5
965 и 998
t срок 
t б  t м
2
м/с
Wтр 
Q
3600   тр  tтр  f тр
3,63 106
3600  965  73  0,0104
1,37
м/с
Wпр 
Q
3600   пр  tпр  f пр
3,63 106
3600  998  73  0,0219
0,63
Лист
45
Продолжение таблицы 5
1
Коэффициент при остывании
Коэффициент при нагревании
Коэффициент теплоотдачи при
охлаждении воды
Коэффициент теплоотдачи при
нагревании воды
Толщина слоя накипи в стенки
трубки
Коэффициент теплопроводности
накипи и стенки трубок
Коэффициент теплопередачи
2
-
3
А0
Ан
Вт/м2К
в|  А0  (Wпр   пр )0,8  dн0, 2
4758,85
Вт/м2К
в||  Ан  (Wтр   тр )0,8  dвн0,2
4558,86
м
 нак и  тр
Из характеристики подогревателя
0,0002 и
0,002
Вт/м2К
накитр
Принимается
2 и 100
Вт/м К
2
Расчетная поверхность нагрева теплообменника
Принятая по типовой конструкции
поверхность
Невязка баланса (не менее 10%, но
более 15%)
м2
м2
%
Вывод: Подогреватель справиться с нагрузкой
К
4
Рисунок 4
Рисунок 4
1
5
12,8
6,5
1
 тр  нак
 || 

|
 в  в тр нак
1
1
0,0002 0,002



4758,85 4558,86
2
100
1819,87
Q
К  tср
3,63 10 6
1819,87  73
27,32
Из характеристики подогревателя
35
35  27,32
100
27,32
28,1
1
1
Fр 
Fпр
Fпр  Fр
Fр
 100
Лист
46
Таблица 6 – Таблица для расчета подогревателя химочищенной воды типа ПСВ-45-7-15
Наименование элемента расчета
1
Расчетный расход топлива
Температура греющего пара на входе и выходе
Температура воды входящей в подогреватель и выходящей из него
Средняя температура греющей воды
Средняя температура нагреваемой
воды
Большая и меньшая разность температур между греющей и нагреваемой
водой
Среднелогарифмическая разность
температур между паром и водой
Разность температур воды входящей
и выходящей в трубное и межтрубное пространство
Удельные веса греющей и нагреваемой воды при средних температурах
Скорость воды в трубках
Размерность
2
Вт
Расчетные формулы и
условные обозначения
3
Q
о
С
tпв и tов
Задано
о
С
t1 и t2
Задано
31 и 85
о
С
tср.гр  0,5  tпв  tов 
0,5  (158,84  97,81)
128,32
о
С
tср.н  0,5  t1  t2 
0,5  (31  85)
58
о
С
t б и t м
С температурного графика
73,84 и
66,81
73,84  66,81
73,84
ln
66,81
70,26
t срок 
t б  t м
t
ln б
t м
Расчет
Результат
4
Задано
5
7,54·106
158,84 и
97,81
о
С
о
С
t тр и t пр
∆tтр= tпв - t2
∆tпр= tов – t1
73,84 и
66,81
кг/м3
 тр и  пр
Таблица 5
934 и 985
7,54 10 6
3600  934  73,84  0,02584
1,17
м/с
Wтр 
Q
3600   тр  tтр  f тр
Лист
47
Продолжение таблицы 6
1
Скорость воды в межтрубном пространстве
Коэффициент при остывании
Коэффициент при нагревании
Коэффициент теплоотдачи при
охлаждении воды
Коэффициент теплоотдачи при
нагревании воды
Толщина слоя накипи в стенки
трубки
Коэффициент теплопроводности
накипи и стенки трубок
Коэффициент теплопередачи
2
м/с
Wпр 
Q
3600   пр  tпр  f пр
4
5
7,54 10 6
3600  985  66,81 0,02584
1,23
Рисунок 4
Рисунок 4
15,5
8,6
-
А0
Ан
Вт/м2К
в|  А0  (Wпр   пр )0,8  dн0, 2
9060,89
Вт/м2К
в||  Ан  (Wтр   тр )0,8  dвн0,2
5014,66
м
 нак и  тр
Из характеристики подогревателя
0,0002 и
0,00075
Вт/м2К
 нак и  тр
Принимается
2 и 100
Вт/м2К
Расчетная поверхность нагрева теплообменника
Принятая по типовой конструкции
поверхность
Невязка баланса (не менее 10%, но
более 15%)
3
м
2
м2
%
Вывод: Подогреватель справиться с нагрузкой
К
1
1
 в|

1
 в||

 тр  нак

тр нак
Q
К  tср
Fр 
Fпр
Fпр  Fр
Fр
 100
1
1
1
0,0002 0,00075



9060,89 5014,66
2
100 2396,47
7,54 10 6
2396,47  70,26
44,78
Из характеристики подогревателя
45
45  44,78
 100
44,78
0,49
Лист
48
7 ВЫБОР И РАСЧЕТ СИСТЕМЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ ОТПУСКА
ТЕПЛА
Тепловая нагрузка абонентов не постоянна. Она изменяется в зависимости от метеорологических условий (температуры наружного воздуха, ветра, инсоляции), режима расхода воды на горячее водоснабжение, режима работы технологического оборудования и других факторов. Для обеспечения высокого качества теплоснабжения, а также экономичных режимов выработки теплоты на
станции и транспорта ее по тепловым сетям выбирается соответствующий метод
регулирования.
В зависимости осуществления регулирования различают центральное,
групповое, местное и индивидуальное регулирование. Центральное регулирование производится на станции (на ТЭЦ или в котельной); групповое – на групповых тепловых подстанциях (ГТП) или (КРП); местное – на местных тепловых
подстанциях; индивидуальное – непосредственно на теплопотребляющих приборах.
Центральное регулирование ведется по тепловой нагрузке, характерной
для большинства абонентов района. Такой нагрузкой может быть как один вид
нагрузки, например отопление, так и два разных вида при определенном их количественном соотношении, например отопление, и горячее водоснабжение при
заданном отношении расчетных значений этих нагрузок.
При использовании воды принципиально возможно использовать три метода центрального регулирования: качественный – заключающийся в регулировании отпуска теплоты путем изменения температуры теплоносителя на входе в
прибор при сохранении постоянным количества теплоносителя, подаваемого в
регулируемую установку; количественный – заключающийся в регулировании
отпуска теплоты путем изменения расхода теплоносителя при постоянной температуре его на входе в регулируемую установку; качественно-количественный
– заключающийся в регулировании отпуска теплоты путем одновременного изменения расхода и температуры теплоносителя.
Качественное регулирование при постоянных расходах циркулирующей в
системах воды обеспечивает устойчивость гидравлических режимов отдельных
нагревательных приборов этих систем при переменных тепловых нагрузках.
В данном курсовом проекте рассчитываем и строим температурный график при качественном регулировании тепловой нагрузки.
 ïð = 130 0C;  ор = 70 0C; t âí = 18 0C; t нро = -34 0C;  ïð = 95 0C
Лист
49
1. Определяем тепловую нагрузку отопительного прибора, Qпр, оС:
Qпр 
Qïð 
 пр  ор
 tвн
2
(39)
95  70
 18  64.5
2
2. Определяем коэффициент φ:
tвн  tн'

tвн  tнро
(40)
18  8
 0,19 ;
18  34
18  0

 0,34 ;
18  34
18  10

 0,53 ;
18  34
18  20

 0,73 ;
18  34
18  30

 0,92 ;
18  34
18  34

 1.
18  34

3. Определяем температуру в обратной магистрали τо, оС:
 0  tвн  0,8 Q  0,5   пр  ор 


(41)
 0  18  0,19 0,8  64,5  0,5  0,19  95  70  32,7 ;
 0  18  0,34 0,8  64,5  0,5  0,34  95  70  40,96 ;
 0  18  0,530,8  64,5  0,5  0,53  95  70  50,18 ;
 0  18  0,730,8  64,5  0,5  0,73  95  70  59,02 ;
 0  18  0,92 0,8  64,5  0,5  0,92  95  70  66,83 ;
 0  18  10,8  64,5  0,5  1  95  70  70 .
4. Определяем температуру в местной системе τм, оС:
 м  tвн  0,8 Q  0,5   пр  ор 


(48)
Лист
50
 м  18  0,190,8  64,5  0,5  0,19  95  70   37,45 ;
 м  18  0,340,8  64,5  0,5  0,34  95  70  49,46 ;
 м  18  0,530,8  64,5  0,5  0,53  95  70  63,43 ;
 м  18  0,730,8  64,5  0,5  0,73  95  70  77,26 ;
 м  18  0,920,8  64,5  0,5  0,92  95  70  89,83 ;
 м  18  10,8  64,5  0,5  1  95  70  95 .
5. Определяем температуру в подающей магистрали
 п , оС;
 п   0   ( пр  ор )
(49)
 п  32,7  0,19  (130  70)  44,1 ;
 п  40,96  0,34  (130  70)  61,36 ;
 п  50,18  0,53  (130  70)  81,98 ;
 п  59,02  0,73  (130  70)  102,82 ;
 п  66,83  0,92  (130  70)  122,03 ;
 ï  70  1 (130  70)  130 .
По данному расчету построен график, изображенный на рисунке 16
160
140
120
100
tор
tм
tн
80
60
40
20
0
-8
0
10
20
30
34
Рисунок 16 - Температурный график при качественном регулировании тепловой
нагрузки
Лист
51
8 ВЫБОР СХЕМЫ ПОДГОТОВКИ ВОДЫ ДЛЯ ПОДПИТКИ
ТЕПЛОСЕТИ
Для обеспечения надежной, долговечной и безаварийной работы системы
теплоснабжения необходима качественная подготовка подпиточной воды. Особенно важное значение имеет водоподготовка в открытых системах теплоснабжения, где расход подпиточной воды велик, поскольку он восполняет кроме утечек воды из сети также расход воды на горячее водоснабжение.
Подпиточная вода теплосетей не должна вызывать накипеобразования и
шламовыделения в подогревателях, трубопроводах и местных системах, а также
коррозию метала.
При наличии непосредственного водозабора подпиточная вода должна
согласно требованиям санитарного надзора соответствовать по всем показателям, в том числе по цветности и запаху питьевой воде.
Необходимость более глубокой подпиточной воды в системах с пиковыми
водогрейными котлами объясняется более высокой температурой поверхности
нагрева котлов по сравнению с пароводяными подогревателями.
Кроме того, для обеспечения в открытых системах теплоснабжения качество горячей воды, подаваемой абонентам, исходная вода, используемая для приготовления подпиточной воды должна иметь низкую окисляемость (не более 4
мг/л). Опыт эксплуатации открытых систем теплоснабжения показывает, что при
повышенной окисляемости сетевой воды в застойных зонах системы возникают
сульфидные загрязнения сообщающие воде неприятный запах и цветность. Вода,
используемая для подпитки тепловых сетей, должна быть предварительно обработана. Под обработкой подпиточной воды подразумевается удаление из нее
растворенных газов, главным образом кислорода и двуокиси углерода основных
коррозийных агентов, и создание таких условий, при которых соли временной
жесткости не распадались бы в системе и не вызывали образования накипи и
шлама. Для подпитки тепловых сетей должна применяться деаэрированная или
же вода со стабилизированной жесткостью.
Снижение карбонатной (временной) жесткости воды, используемой для
подпитки тепловых сетей, производится в большинстве случаев в катионитовых
фильтрах, то есть в фильтрах заполненных катионными материалами. Только
при мягких водах с содержанием карбонатной жесткости применяются более
простые методы обработки термическая стабилизация и последующая фильтрация.
Действующими нормами в открытых системах теплоснабжения допускается обработка подпиточной воды путем ее подкисления улучшенной контактной
серной кислотой при автоматическом дозировании кислоты и автоматической
защите от перекисления воды.
В данном проекте принята схема установки для обработки подпиточной
воды Н - катионированием и деаэрацией, изображенной на рисунке 17.
Лист
52
Установка состоит из Н - катионитового фильтра, атмосферного деаэратора и аккумулятора деаэрированной воды.
Водопроводная вода проходит через Н - катионитовый фильтр, затем
пропускается через декарбонизатор и поступает в бак умягченной воды. Из бака
вода забирается насосами и прокачивается через водо-водяной охладитель деаэрированной воды, охладитель выпара и пароводяной подогреватель в головку деаэратора. Деаэрированная вода поступает в бак, установленный под деаэратором.
Бак соединен с подпиточными насосами и аккумулятором. С помощью аккумуляторов выравнивается график нагрузки, что позволяет уменьшить требуемую
мощность водоподогревательной и деаэрационной установки.
1 - катионитовый фильтр; 2 - декарбонизатор; 3 - бак умягченной воды;
4 - насосы; 5 - охладитель деаэрированной воды; 6 - охладитель выпара; 7 пароводяной подогреватель; 8 - деаэрационная колонка; 9 - бак деаэрированной воды; 10 - подпиточные насосы; 11 - сетевые насосы; 12 - теплофикационный подогреватель; 13 - аккумулятор; а - сырая водопроводная вода;
б - греющий пар; в - холодная умягченная вода; г - горячая деаэрированная
вода; д - выпар; е - охлажденная деаэрированная вода.
Рисунок 17 - Принципиальная схема установки для обработки подпиточной
воды Н - катионированием и деаэрацией
Лист
53
В периоды малых расходов подпиточной воды, что имеет место при низкой нагрузке горячего водоснабжения, часть обработанной воды поступает из
деаэратора в аккумулятор. В периоды большой нагрузки горячего водоснабжения обработанная вода поступает в подпиточные насосы параллельно из деаэратора и аккумулятора.
При проходе воды через катионитовые фильтры катионы кальция и магния, растворенные в воде составляющие основы карбонатной (временной) жесткости, обмениваются на катионы Na и H. После катионитовой обработки в воде
остаются соли натрия щелочи и кислоты, которые при нагревании не дают осадка в виде шлама и накипи. Кальций и магний остаются в фильтре на зернах катионного вещества и в последующем выводятся из фильтра при его регенерации.
Лист
54
9 ВОПРОСЫ БЕЗАВАРИЙНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ
ПОДОГРЕВАТЕЛЕЙ
9.1 Устройство и работа подогревателей
Подогреватель сетевой воды представляет собой цилиндрический сосуд
сварной конструкции. Сборка основных узлов подогревателя осуществляется с
помощью разъемного фланцевого соединения, обеспечивающего возможность
профилактического осмотра и ремонта.
В подогревателях сетевая вода движется по трубкам, а греющий пар через
патрубок в верхней части корпуса поступает в межтрубное пространство, в котором установлены сегментные перегородки, направляющие движение потока.
Конденсат греющего пара стекает в нижнюю часть корпуса и отводится
из подогревателя через регулирующий клапан, управляемый электронным автоматическим устройством.
Аппаратура автоматического регулирования уровня конденсата поддерживает нормальный уровень конденсата в корпусе, выпускает избыток конденсата в дренажную сеть и препятствует выхода пара из корпуса.
Накапливающиеся в подогревателях неконденсирующиеся газы отводятся
через штуцер на корпусе аппарата.
Параметры воды и пара контролируются приборами, установленными на
аппарате.
Подогреватели поставляются в собранном виде в комплекте с арматурой
и контрольно-измерительными приборами в соответствии с рабочими чертежами
и спецификациями.
Аппаратура автоматического регулирования уровня конденсата в объеме
поставки завода не входит.
9.2 Инструкция по эксплуатации
Эксплуатация подогревателей сетевой воды должна проводится в соответствии с «Правилами технической эксплуатации электрических станций и сетей», действующими «Правилами устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением» и правилами технической эксплуатации.
Основной задачей эксплуатации является:
1 Обеспечение бесперебойной работы аппаратов с расчетными параметрами теплоносителей в течении всего срока эксплуатации;
2 Обеспечение наиболее экономичной работы аппарата с максимальным
использованием тепла греющей среды.
Для получения наибольшего экономического эффекта при эксплуатации
подогревателей необходимо:
Лист
55
1 Поддерживать в чистоте поверхности нагрева подогревателей, следить
за удалением воздуха и других неконденсирующихся газов из них и тем самым
обеспечить отсутствие коррозии и работу подогревателей с минимальным недогревом воды до температуры насыщения греющего пара;
2 Обеспечить минимальную работу регуляторов уровня конденсата в подогревателях.
Во время эксплуатации подогревателей в установившемся режиме необходимо следить за наличием конденсата в корпусе подогревателя и поддержанием его нормального уровня.
9.3 Подготовка к работе
Наиболее ответственными операциями в процессе эксплуатации подогревателей являются их пуски и остановы, так как при этом конструкции аппаратов
испытывают наибольшие термические напряжения в связи со значительной скоростью их нагрева или охлаждения.
Перед пуском подогревателей в работу следует убедиться в том что:
1 Все контрольно измерительные приборы установлены, подключены и
находятся в исправном состоянии;
2 Системы электронного регулирования уровня конденсата и сигнализация предельного уровня конденсата в подогревателе подключены и находятся в
исправном состоянии;
3 Все задвижки, кроме задвижки 3 (рис. 18) находятся в закрытом положении;
4 Регулирующий клапан 6 закрыт и в паровом пространстве подогревателей отсутствует вода.
Рисунок 18 - Схема пуска в работу подогревателей
Лист
56
Убедившись в исправности трубопроводов, арматуры, контрольноизмерительных приборов можно приступить к включению подогревателя в работу
для чего:
1 Откройте задвижку 1 и 2 и заполняйте трубную систему водой (конденсатом). Для контроля за заполнением трубной системы и освобождения от воздуха в верхней точке водяной камеры откройте воздушный кран 8 и закройте его
лишь после того, как из него польется вода;
2 Закройте задвижку 3 на линии байпаса и установите циркуляцию воды в
трубной системе;
3 Проверьте плотность трубной системы по водоуказательному стеклу;
4 Откройте задвижку 5, 7, 9. После дренирования паропровода задвижку 9
закройте;
5 Постепенно откройте задвижку 4 на паропроводе. Скорость повышения
температуры воды на подогревателе не должна превышать 30 град/час. Скорость
подогрева контролируется по росту температуры питательной воды за подогревателем.
После полного открытия задвижки 4 и установления в корпусе подогревателя расчетного давления, соответствующего технической характеристике аппарата, подогреватель считать включенным в нормальную эксплуатацию.
Регулирующий клапан включается в работу автоматически при достижении нормального уровня конденсата.
Автоматическое регулирование уровня конденсата в корпусе подогревателя осуществляется по схеме (рис. 19).
Рисунок 19 - Схема регулирования уровня конденсата
Лист
57
Уровень конденсата в конденсатном бачке (датчике) 2 при работе аппарата поддерживается постоянным. Изменение уровня конденсата от заданного в
корпусе подогревателя в процессе работы вызывает изменения давления в диафрагменном дифманометре 3, возникающая в случае роста (или падения) уровняв корпусе подогревателя. Разность давлений в мембранном дифманометре 3
преобразуется в электрический импульс, поступающий на усилитель 5. После
него усиленный импульс поступает на колонку дистанционного управления 6,
воздействующую на электродвигатель 7, связанный с регулирующим клапаном 8
на линии отвода конденсата из корпуса подогревателя 9. В результате этого изменяется проходное сечение клапана и поддерживается необходимый уровень
конденсата в подогревателе. Степень открытия клапана 8 фиксируется так же на
специальном указателе 4.
9.4 Отключение подогревателей
Отключение производится в следующем порядке:
1 Сначала выключается подогреватель с более высоким давлением в первом пространстве;
2 Каждый подогреватель выключается сначала с паровой, затем с водяной
стороны.
При отключении подогревателя по пару рекомендуется выдерживать следующий режим:
- постепенным открытием задвижки 4 (рис. 18) на отборе пара понизьте
давление в корпусе подогревателя, при этом скорость понижения температуры
воды на выходе из подогревателя не должна превышать 30 град/час;
- после прекращения подачи пара в корпус подогревателя закройте задвижку 7 на байпасе, закройте задвижки 1 и 2, а затем 5 на отборе конденсата
греющего пара.
При отключении подогревателей для ремонта во время остановок турбины вода из межтрубного пространства удаляется через регулирующий клапан 6,
и задвижку 5.
После отключения аппарата и удаления из него воды необходимо произвести осмотр и при обнаружении неисправностей устранить их.
При обнаружении течей в трубках в процессе эксплуатации их отглушают
конусными металлическими пробками. При наличии более 10 % отглушенных
трубок их заменяют новыми.
9.5 Порядок работы и технической эксплуатации
Подогреватели сетевой воды должны находится под постоянным наблюдением обслуживающего персонала станции или котельной.
Для обеспечения бесперебойной работы необходимо не реже трех раз в
смену производить следующий контроль:
- за температурой питательной воды (основного конденсата) на входе и выходе из подогревателя;
Лист
58
- за давлением воды и пара;
- за наличием нормального уровня конденсата в корпусе;
- за работой автоматических устройств.
Периодически проверяйте работу регулирующего клапана на сливе конденсата греющего пара, производить продувку водоуказательного стекла.
Периодическая ревизия теплообменных аппаратов в процессе эксплуатации должна производиться как с профилактическими целями, так и для выявления причин возникших неполадок.
Осмотр и очистка поверхностей нагрева подогревателей производится
при увеличении недогрева питательной воды на 4-5 оС по сравнению с расчетным, но не реже одного раза в 2-3 года, во время останова установки для текущего и капитального ремонта.
Периодичность разборки подогревателей и их допустимое загрязнение
должны быть уточнены для каждой установки, исходя из местных условий.
9.6 Техника безопасности при эксплуатации подогревателей
Подогреватель подлежит регистрации в органах надзора по безопасной
эксплуатации сосудов, работающих под давлением и подвергается в процессе
эксплуатации наружному осмотру и гидравлическому испытанию в соответствие
с правилами по эксплуатации сосудов, работающих под давлением.
Работы по ремонту подогревателя должны проводится только после ознакомления с паспортом подогревателя и под руководством ответственного производителя работ, хорошо знающего подогреватели, коммуникацию трубопроводов, их арматуру, назначение, правила обслуживания и ремонта.
До начала ремонтных работ необходимо провести мероприятия, обеспечивающие безопасность выполнения ремонта на данном подогревателе:
- подогреватель во избежание попадания в него пара или горячей воды
необходимо отключить по пару, воде, конденсату и отсосу воздуха;
- с отключенного для ремонта подогревателя следует снять давление по
пару и воде, освободить от конденсата и воды. Вся отключающая аппаратура
должна быть заперта на замок и на ней следует вывесить плакат: «Не включать работают люди».
При длительном ремонте, а так же недостаточной плотности отключающей арматуры, ремонтируемое оборудование следует отглушить. Толщина заглушек должна соответствовать параметрам рабочей среды.
По окончании ремонта ответственный производитель работ обязан лично
убедится в том, что все работы действительно окончены, заглушки сняты, с ремонтируемого участка ушли все рабочие и все инструменты убрали с рабочего
места. Только после этого можно снять замки с вентилей и задвижек. Снятие заглушек должно производиться в строгом соответствии с правилами техники безопасности.
Лист
59
№ п/п
Таблица 7 - Характерные неисправности и методы их устранения
1
2
3
4
5
Наименование неисправности, внешнее проявление и дополнительные признаки
Нарушение герметичности вальцованных соединений теплообменных труб.
Вероятная причина
Горизонтальное положение аппарата во время транспортировки; подача в корпус пара до того, как обеспечена циркуляция
воды в трубках.
Повышенный недогрев Подсос воздуха в ПСВ, работапитательной воды до
ющего с разрешением в паровом
температуры насыщепространстве неудовлетвориния греющего пара.
тельный отсос неконденсирующихся газов из парового пространства, загрязнение поверхностей нагрева подогревателей.
Переполнение парового Неудовлетворительная работа
пространства подогререгулирующего плана, водоукавателей.
зательного стекла, повреждение
теплообменных трубок.
Пропаривание фланцевого разъема на корпусе
подогревателя.
Нарушение плотности
колпачковых гаек.
Плохое качество прокладок, неравномерная затяжка шпилек
фланцевого соединения.
Ослаблена затяжка анкерных
связей.
Методы устранения
Произвести подвальцовку
теплообменных труб. создать
циркуляцию воды в трубках
до подачи пара.
Устранить неплотность во
фланцевом разделе корпуса и
паропроводящих трубах,
улучшить отсос газов, очистить теплоснабженные трубки от загрязнения.
Регулярная проверка работы
клапанов, водоуказательных
стекол, отключение поврежденных трубок пробками с
небольшой конусностью или
замена их новыми.
Замена прокладок, равномерная затяжка шпилек.
Подтянуть колпачковые гайки.
Примечание
Лист
60
СПИСОК ИСТОЧНИКОВ
1 Боровков В.М., Калютик А.А., Сергеев В.В. Ремонт теплотехнического
оборудования и тепловых сетей. Учебник для образоват. учреждений среднего проф.
образования. - М.: Издательский центр «Академия», 2011. - 208 с.
2 Боровков В.М., Калютик А.А., Сергеев В.В. Теплотехническое
оборудование. Учебник для студ. учреждений средн. проф. образования. - М.:
Издательский центр «Академия», 2011. - 192 с.
3 Варфоломеев Ю.М. Кокорин О.Я. Отопление и тепловые сети. Учебник. М.: ИНФРА-М, 2008. - 480 с.
4 Краснов В.И. Справочник монтажника водяных тепловых сетей. Учебное
пособие. - М.: ИНФРА-М, 2010. - 334 с.
5 Смирнова М.В. Теплоснабжение. Учеб. пособие для средних специальных
учеб. Заведений. - Волгоград.: Издательский дом «Ин-Фолио», 2009. - 320 с.
6 Сотникова О.А., Мелькумов В.Н. Теплоснабжение. Учебное пособие. - М.:
Издательство Ассоциации строительных вузов, 2009. - 296 с.
7 Хрусталёв Б.М., Кувшинов Ю.Я., Копко В.М. и др. Теплоснабжение и
вентиляция. Курсовое и дипломное проектирование. - М.: Изд-во АСВ, 2008. - 784 с.
8 Эстеркин Р.И. Эксплуатация, ремонт, наладка и испытания
теплотехнического оборудования. - СПб.: Энергоатомиздат, 1991. - 304 с.
Лист
61
ПРИЛОЖЕНИЕ А
(Обязательное)
Приложение А1 – Перечень элементов.
Приложение А2 – Пример выполнения титульного листа.
Рисунок А1 – График для определения коэффициента теплоотдачи от
конденсирующегося пара к горизонтальной стенке.
Рисунок А2 – График для определения коэффициента теплоотдачи от
конденсирующегося пара к вертикальной стенке.
Рисунок А3 – График для определения коэффициентов при остывании
Ао и при нагревании Ан воды.
Лист
62
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ КРАСНОЯРСКОГО КРАЯ
КАНСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ
Специальность: 140102 Теплоснабжение и теплотехническое оборудование
Дисциплина: Теплоснабжение
ПРОЕКТ ТЕПЛОПОДГОТОВИТЕЛЬНОЙ
УСТАНОВКИ ДЛЯ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ
ПОСЕЛКА В г. ПЕРМИ
Курсовой проект
Пояснительная записка
КП.00479926.140102.14.ПЗ
Руководитель проекта
__________________ ФИО
(подпись)
__________________
(дата)
Выполнил студент гр. 26 ТЗ
__________________ ФИО
(подпись)
__________________
(дата)
Лист
63
ПРИЛОЖЕНИЕ А1
Поз.
обозн.
Кол
.
Наименование
Примечание
1
Пиковый подогреватель
2
2
Основной подогреватель
2
3
Охладитель конденсата
4
Конденсатоотводчики
3
2
5
РОУ-39/6
1
6
Деаэратор
2
7
Водоподготовка
1
8
9
10
Подогреватели ХОВ
2
Охладители деаэрированной воды
2
ПСВ 45-7-15
ОГ-35
Бак конденсата
Конденсатные насосы
1
V=50 м3
2
12
13
Подпиточные насосы
2
3к-6а
4к-12
Грязевик
1
ГВ-250-1,6
14
15
Сетевые насосы
3
1
4НДВ-60
11
Изм.
Лист
Разраб.
Руковод.
РОУ-6/1,2
№ докум.
Подпись Дата
ПСВ 45-7-15
ПСВ 90-7-15
ДСА-75/25
БКЗ
КП.00479926.140102.14 ПЗ
ПРОЕКТ ТЕПЛОПОДГОТОВИТЕЛЬНОЙ
УСТАНОВКИ ДЛЯ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ ПОСЁЛКА
В Г.ПЕРМИ
Перечень элеметов
Литер.
Лист
Листов
у
1
60
КПК гр. 26тз
Рисунок А1 – График для определения
коэффициента теплоотдачи от конденсирующегося
пара к горизонтальной стенке
Рисунок А2 - График для определения
коэффициента теплоотдачи от конденсирующегося
пара к вертикальной стенке
1- 4r
Примечание: Значение коэффициента
    3600

2
2 - b = 0.724
4
3
А= 1,13 4
 2  3  3600

Лист
65
Рисунок А4 – График для определения коэффициентов при остывании
Ао и нагревании Ан воды
Лист
66
ПРИЛОЖЕНИЕ Б
(Справочное)
- Таблица Б1 – Технические характеристики подогревателей типа ПСВ.
- Таблица Б2 – Сводная таблица охладителей конденсата и водоводяных
теплообменников.
- Таблица Б3 –Расчётные данные горизонтальных пароводяных
подогревателей с латунными трубками по МВН-1436 и МВН-1437.
- Таблица Б4 – Технические характеристики горизонтальных пароводяных
подогревателей типа ТКЗ (ПН-551-63).
- Таблица Б5 – Водоводяные секционные подогреватели (ОСТ-34-588-68).
- Таблица Б6 – Емкостные пароводяные подогреватели типа СТД.
- Таблица Б7 – Скоростные водоводяные и пароводяные подогреватели.
- Таблица Б8 – Замена снятых с производства водонагревателей МВН на
подогреватели по ОСТ.
- Таблица Б9 – Основные размеры (мм) и массы вертикальных пароводяных
подогревателей.
- Таблица Б10 – Установочные размеры (мм) и массы трубных систем
подогревателей типа ПСВ.
- Таблица Б11 – Технические характеристики и основные размеры
деаэрационных колонок типа ДСА.
- Таблица Б12 – Технические характеристики редукционно-охладительных
установок Барнаульского котельного завода (БКЗ).
- Таблица Б13 – Основные физические константы воды.
- Таблица Б14 – Физические константы пара.
Лист
67
Таблица Б1 - Технические характеристики подогревателей типа ПСВ
КоличеТипоразмер по- ство и
догревателя
длина трубок (мм)
ПоЧисло Площадь
верх- ходов проходноность воды го сечения
нагрепо воде
ва (м2)
(м2)
ПСВ-45-7-15
228х3410
45
ПСВ-63-7-15
320х3410
63
ПСВ-90-7-15
456х3410
90
ПСВ-125-7-15
640х3410
125
ПСВ-200-7-15
1020х3410
200
4
2
4
2
4
2
4
2
4
2
0,01292
0,02584
0,0182
0,0364
0,0259
0,0518
0,0362
0,0724
0,0578
0,1154
Длина
конденсатной
плёнки
(м)
1,32
1,32
1,31
1,31
1,33
Расход
воды
(т/час)
90
180
120
240
175
350
250
500
400
800
Расчётное
давление
(ат), (изб)
В
В
трубкорках во- пусе
да
пар
Расчётная
температура
воды (оС)
На
На
входе выходе
Расчётная теплопроизводительность
(гкал/час)
15
7
70
150
7,2
15
7
70
150
9,6
15
7
70
150
14,0
15
7
70
150
20,0
15
7
70
150
32,0
70
70
70
70
120
150
120
150
36,2
90,5
59,5
143,0
ПСВ-315-3-23
1212х4545
315
2
0,1380
1,2
725
23
3
ПСВ-315-14-23 1212х4545
315
2
0,1380
1,25
1130
23
14
ПСВ-500-3-23
1930х4545
500
2
0,2190
1,23
1150
23
3
ПСВ-500-14-23 1930х4545
500
2
0,2190
1,19
1800
23
14
Примечание к таблице 1 «Технические характеристики подогревателей типа ПСВ»
1 - величины приведённые в знаменателе относятся к подогревателям, имеющим два хода
стем.
2 – при подсчёте теплопроизводительности подогревателей принималась С а// = 1 ккал/кг оС
3 - предельная допустимая температура пара в корпусе 400 оС
4 - диаметр латунных трубок dн/dвн = 19/17,5
по воде внутри трубных си-
Лист
68
3
4
5
6
12
24
32
28
28
2
13
14
16
№4
7
8
9
10
11
12
35
130
1,32
2,26
5,84
10,3
10,6
26,4 1,65
4,82
21,0 30,4
17
41
152
7
12
31
55
88
140
84
312
312
4
1
4
4
-
-
-
-
-
-
1
1
1
1
4
8
8
8
1
1
1
1
1
1
1
4
4
4
4
4
8
1
8
2
1
1
1
1
1
1
4
4
4
4
265
255
402
329
326
89
108
159
219
232
325
255
145
460
460
13
19
2,5
13
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
20
15
№3
То же №2
ТКЗ-ПН-55263 №1
№12
№10
№8
№6
То же №4
ОГ-130
ОГ-35
ОГ-32
ОГ-24
ОГ-6
Характеристика
1
2
Поверхность охла6
ждения,(м3)
Число трубок одного
хода, (шт)
56
Число корпусов
(последовательно
1
включенных)
Число ходов в
1
трубках
Число ходов в
2
межтрубном пространстве
Диаметр корпуса
265
внутренний, (мм)
Рабочее давление
трубного простран- 4
ства (кгс/см2)
ОГ-12
Тип подогрева
теля
Мосэн. №3
Таблица Б2 – Сводная таблица охладителей конденсата и водоводянных теплообменников
17
Лист
69
4
5
10
6
7
8
9
10
11
12
13
13
2,5
10
10
10
10
10
10
14
10
15
16
17
10
10
10
-
-
150
-
90
100
130
130
130
130
130
130
-
-
-
-
22
18
22
18
22
18
16
14
16
14
16
14
16
14
16
14
16
14
16
14
16
14
0,0259
0,0259
0,003
16
14
0,0066
0,0213
0,0468
0,0321
0,0213
0,0115
0,0055
0,004
0,004
0,0219
0,0903
22
18
0,0117
-
0,0177
-
0,00315
130
0,000175
130
0,01354
130
0,00145
130
0,0047
130
0,00185
130
0,00108
130
0,00128
130
0,0104
-
0,0043
140
0,0871
0,0071
0,0139
4
0,0139
0,0142
0,0139
Продолжение таблицы Б2
1
2
3
Рабочее давление межтрубно- 4
4
го пространства
(кгс/см2)
Рабочая температура трубного 130 100
пространства
(оС)
Рабочая температура
100 130
межтрубного
пространства
(оС)
Живое сечение
для прохода воды в трубном
пространстве
(м2)
Живое сечение
для прохода воды в межтрубном пространстве (м2)
Диаметр труб
22
22
из латуни
18
18
dн/dвн
16
14
Лист
70
Таблица Б3 - Расчётные данные горизонтальных пароводяных подогревателей с латунными трубками по МВН – 1436 и МВН - 1437
Обозна- Поверхность нагрева НаружЧисло Среднее ко- Чис- Живое
ный
чение
трубок личество
ло
сечение
(м2)
диаметр
(нородного трубок в
хотрубок
корпуса
маль),
вертикаль- дов одного
Нормаль Нормаль Д (мм) хода
н
(тип)
(шт)
ном ряду
хода, (м2)
МВН-1437 МВН-1436
(шт)
МВН-01 454
0,15
273
24
6,4
2
0,0037
МВН-02
7,18
14,5
325
38
8,0
2
0,0058
МВН-03
8,09
16,35
377
22
8,0
4
0,0033
МВН-04
9,39
19,0
426
25
8,0
4
0,0038
МВН-05
19,9
40,5
529
54
13,0
4
0,0062
МВН-06
30,6
62,3
630
83
16,0
4
0,0127
Примечание:
1. Пароводяные подогреватели по МВН-1436 имеют длину трубок 2040мм,
по МВН-1437 – 4080мм.
Соответственно этому изменяется лишь поверхность теплообмена. Остальные конструктивные характеристики остаются одинаковыми для всех типов.
2. Давление греющего пара до 10 кгс/см2; давление воды до 16 кгс/см2.
3. Трубки латунные диаметром 16/14 мм.
Согласно данным приведённым в таблице по ниже следующему бланку
проводят расчёт горизонтальных и вертикальных пароводяных теплообменников.
Таблица Б4 - Технические характеристики горизонтальных пароводяных
подогревателей типа ТКЗ (ПН-551-63)
Среднее
Наиболь Число НаружКаме- КоличеПоПлощадь
ра по- ство и
верхпроходного число тру- ший рас- трубок ный
ход воды, в одном диаметр
догре- длина
ность
сечения по бок по
вертикали т/час
вате- трубок
нагре- воде (м2)
ходу
корпуса
(рядов)
2
лей
ва, (м )
1
2
3
4
5
84х1000 4,0
84х2000 8,2
312х1000 14,5
312х2000 30,3
568х2400 66,0
0,0032
0,0064
0,0120
0,0240
0,0306
4
4
8
8
12
25
50
100
200
400
21
42
78
156
284
273
273
478
478
630
Лист
71
Таблица Б5 – Водоводяные секционные подогреватели (ОСТ 34-588-68)
Лист
72
Таблица Б6 – Ёмкостные пароводяные подогреватели типа СТД
Лист
73
Таблица Б7 – Скоростные водоводяные и пароводяные подогреватели
Лист
74
Продолжение таблицы Б7
Лист
75
Таблица Б8 – Замена снятых с производства водонагревателей МВН
на подогреватели по ОСТ
Лист
76
Таблица Б9 – Основные размеры (мм) и массы вертикальных
пароводяных подогревателей
Лист
77
Лист
78
Таблица Б10 – Установочные размеры (мм) и массой трубных систем подогревателей типа ПСВ
Таблица Б11 - Технические характеристики и основные размеры деаэрационных колонок типа ДСА
Расстояние Внутрен-
Тип
Произво- Число
между та- ний диаколонки дитель- тарелок, релками, метр коность, т/ч z
l, мм
лонки, D,
Высота
колонки,
Н, мм
Диаметры штуцеров, мм
Dу1
Dу2
Dу3
Dу4
Dу5
Масса
без воды,
кг
мм
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
ДСА-25
25
5
390
1100
2530
80
80
80
200
50
930
ДСА-75
75
5
390
1280
2760
100
100
100
300
50
1184
ДСА-100
100
5
390
1480
2790
150
150
150
300
50
1415
ДСА-150
150
5
390
1700
2950
150
150
150
400
50
1786
ДСА-200
200
5
390
1880
2990
150
150
150
400
50
2005
ДСА-300
300
5
500
2080
3680
200
200
200
600
80
2599
Лист
79
Таблица Б12 - Технические характеристики редукционно-охладительных
установок Барнаульского котельного завода (БКЗ)
Произво- Параметры редуцидительрованного пара
ность
Давление, Темпераат
тура, оС
1
2,5
5
10
20
30
40
Начальные параметры острого пара, Р, ат; t, оС
Р = 7;
t = 300
Р = 13;
t = 300
Р = 16;
t = 350
Р = 23;
t = 380
Р = 31,5;
t = 420
Р = 39;
t = 450
2
3
4
5
6
7
8
9
1,2
130
+
+
+
-
-
-
3,0
160
+
+
+
-
-
-
6,0
190
-
-
+
-
-
-
1,2
130
-
+
+
-
-
-
3,0
160
-
+
+
-
-
-
6,0
190
-
+
+
-
-
-
1,2
130
+
+
+
+
-
+
3,0
160
+
+
+
+
-
+
6,0
190
-
+
+
+
-
+
11,0
250
-
-
-
+
-
+
1,2
130
+
+
+
+
-
+
3,0
160
+
+
+
+
+
+
6,0
190
-
+
+
+
+
+
11,0
250
-
-
-
+
+
+
15,0
300
-
-
-
+
+
+
23,0
350
-
-
-
-
-
+
1,2
130
+
+
+
+
+
+
3,0
160
+
+
+
+
+
+
6,0
190
-
+
+
+
+
+
11,0
250
-
-
+
+
+
+
15,0
300
-
-
-
+
+
+
23,0
350
-
-
-
-
+
+
1,2
130
+
+
+
+
+
+
3,0
160
+
+
+
+
+
+
6,0
190
-
+
+
+
+
+
11,0
250
-
-
-
+
+
+
15,0
300
-
-
-
-
+
+
23,0
350
-
-
-
-
-
+
Лист
80
Продолжение таблицы Б12
1
60
2
3
4
5
6
7
8
9
1,2
130
-
+
+
+
+
+
3,0
160
-
+
+
+
+
+
6,0
190
-
+
+
+
+
+
11,0
250
-
-
-
+
+
+
15,0
300
-
-
-
+
+
+
23,0
350
-
-
-
-
-
+
Примечание: Знаком «+» помечены РОУ, изготовляемые на данные
параметры острого пара.
Знак «-» означает, что данные параметры острого пара РОУ не изготовляются.
Лист
81
Таблица Б13 - Основные физические константы воды
Температура во- 0
ды, оС
Удельный вес
воды, кг/м3
10 20 30 40 50 60 70 80 90
10 12 14 16 18 20
0 0 0 0 0 0
99 99 99 99 99 98 98 97 97 96 95 94 92 90 88 86
9, 9, 8, 5, 2, 8, 3, 7, 1, 5, 8, 3, 6, 7, 6, 4,
8 6 2 6 2 0 2 7 8 0 3 1 1 4 9 7
Таблица Б14 - Физические константы пара
Давление Температупара, Р, ра пара,
МПа
tн, оС
0,1
0,12
0,14
0,16
0,18
0,2
0,25
0,3
0,35
0,4
0,45
0,5
0,6
0,7
0,8
1,0
1,2
99,63
104,81
109,32
113,32
116,93
120,23
127,43
133,54
138,88
143,62
147,92
151,85
158,84
164,96
170,42
179,88
187,96
Удельный
объём пара,
υ//, м3/кг
1,6946
1,4289
1,2370
1,0917
0,9777
0,8859
0,7188
0,6058
0,5242
0,4624
0,4139
0,3748
0,3155
0,2727
0,2461
0,1943
0,1632
Энтальпия
кипящей воды,
h/, кДж/кг
417,51
439,36
458,42
475,38
490,7
504,7
535,4
561,4
584,3
604,7
623,2
640,1
670,1
697,1
716,4
762,6
798,4
Энтальпия
пара,
h//, кДж/кг
2675,7
2683,8
2690,8
2696,8
2702,1
2706,9
2717,2
2725,5
2732,5
2738,5
2743,8
2748,5
2756,4
2762,9
2767,4
2777,0
2783,4
Теплота парообразования,
ч, кДж/кг
2258,2
2244,4
2232,4
2221,4
2211,4
2202,2
2181,8
2164,1
2148,2
2133,8
2120,8
2108,4
2086,0
2065,8
2051,0
2017,5
1985,0
Лист
82
Таблица Б15 - Технические характеристики некоторых центробежных
насосов
Лист
83
Таблица Б16 - Основные технические характеристики насосов типа К и
КМ для местных и групповых подстанций
Лист
84
ПРИЛОЖЕНИЕ В
(Справочное)
Рисунок В1 – Вертикальный пароводяной подогреватель типа ПСВ-31514-23.
Рисунок В2 – Вертикальный пароводяной подогреватель типа ПСВ-90-715.
Рисунок В3 – Горизонтальный водоводяной подогреватель типа ТКЗ по
ПН 522-63.
Рисунок В4 – Горизонтальный пароводяной подогреватель типа МВН
600.
Рисунок В5 – Деаэратор ДСА барботажного типа конструкции ЦКТИ.
Лист
85
Лист
86
1 и 2 – патрубки верхней водяной камеры (Dу1, Dу2); 3 – патрубок подачи
пара (Dу3); 4 – патрубок подачи конденсата (Dу4); 5 – патрубок отвода
конденсата (Dу5); 6 – патрубок отвода неконденсирующихся газов (Dу6); 7 –
слив воды из трубной системы; 8 – верхняя водяная камера; 9 – корпус; 10 –
каркас трубной системы; 11 – трубки латунные; 12 – нижняя водяная камера; 13
– опоры подогревателя; 14 – кольцо для отсоса воздуха; 15 – уравнительный
сосуд; 16 – водоуказательное стекло.
Рисунок В2 – Вертикальный пароводяной подогреватель типа ПСВ-90-7-15
Лист
87
Лист
88
1 – передняя водяная камера; 2 – патрубки входа и выхода воды из корпуса (В, Г); 3 – трубные доски; 4 – трубки поверхности теплообмена; 5 – корпус; 6 – птрубки входа и выходаводы из трубной системы (А и Б); 7 – опоы подогревателя;
Рисунок В.3 – Горизонтальный водоводяной подогреватель типа ТКЗ по ПН 522-63
Лист
89
Рисунок В4 – Горизонтальный пароводяной подогреватель типа МВН -600
1 – корпус колонки; 2 – верхняя тарелка; 3 – нижняя тарелка; 4 – фланцы колонки и корпуса бака;5 – патрубок подачи химочищенной воды; 6 – патрубок подачи конденсата подогревателя сетевой воды; 7 – патрубок подачи конденсата от потребителей пара; 8 – патрубок для крепления трубы горячего конденсата; 9 – съёмная труба для подвода горячего конденсата; 10 – патрубок
для выпара; 11 – корпус деаэрированного бака; 12 – патрубок для подачи основного потока пара; 13 – патрубок корпуса для
крепления колонки; 14 – труба для подачи пара на барботаж; 15 - барботажное устройство типа «домик»; 16 – патрубок отвода
деаэрированной воды; 17 – патрубок отвода для слива воды из корпуса; 18 – гидрозатвор; 19 – водомерное стекло; 20 – опоры
деаэратора; 21 – люк корпуса; 22 – муфта сигнализатора уровня
Лист
90
Рисунок В5 – Деаэратор ДСА барботажного типа конструкции ЦКТИ