Курсовой проект Производственно-отопительная котельная установка

Подбор производится по теплопроизводительности (), Гкал/ч
=3,5 МВт
=150-70 °С
Принимаем горизонтальный подогреватель сетевой воды ПСГ-800-3-8-1.
По методу дробления мощностей принимаем к установке 2 блочные водоподогревательные установки ПСГ-800-3-8-1: летом работает 1, а зимой 2.
Подогреватели сетевой воды модель ПСГ-800-3-8-I - технические характеристики
Площадь поверхности теплообмена по наружному диаметру труб, м2 .............800
Рабочее давление в пространстве, МПа (кгс/см2):
   паровом..................................................................................................................0,3(3,0)
   водяном..................................................................................................................0,8(8,0)
Расчетные параметры пара:
  давление, МПа (кгс/см2) абс..............................................................................0,03-0,25(0,3-2,5)
  максимальная температура греющего пара на входе, 0С................................250
  расход, т/ч:
  номинальный.......................................................................................................58
  максимальный......................................................................................................116
Расчетные параметры воды:
  давление, МПа (кгс/см2) абс...............................................................................0,9(9,0)
  максимальная температура греющего пара на входе, 0С................................120
  расход, т/ч:
  номинальный......................................................................................................1250
  максимальный....................................................................................................2000
Максимальная разность температур на входе и выходе, 0С............................50
Расчетный тепловой поток, 10-6 Вт (ккал/ч):
  номинальный......................................................................................................34,9(30)
  максимальный....................................................................................................69,8(60)
Скорость воды в трубах поверхности теплообмена, м/с:
  номинальная.......................................................................................................1,59
  максимальная......................................................................................................2,54
Расчетное гидравлическое сопротивление водяного пространства, МПа (м вод ст), не более:
  номинальная......................................................................................................0,035(3,5)
  максимальная.....................................................................................................0,084(8,4)
Масса, кг..............................................................................................................19100



9.2 Циркуляционные насосы

Циркуляционные насосы (сетевые) подбираются для зимнего и летнего режимов по производительности и напору. Насосы подбираем по производительности сетевой воды
37,6 т/ч, 16,1 т/ч, напор Нзима=400 кПа, Нлето=300 кПа.
Необходимый напор 1,4 МПа.
Выбираем насос Stratos GIGA производитель Wilo
Напор 45 м.
Оборотов в минуту – 500-5130
Расход 44 м3/ч.

9.3 Подпиточные насосы

Насосы подбираются по расходу и напору воды
Производительность их следует брать равной 5 % от максимального расхода в сети
, т/ч
, т/ч
(20-30) м.вод.ст.
Принимаем к установке насос Wilo HWJ20250L1
Полный напор, м – 42
Расход, м3/ч – 2,7
Мембранный бак, л – 50
Устанавливаем параллельно два насоса: рабочий и резервный.
Для обеспечения необходимого расхода в летний период вокруг насосов устанавливаем обводную линию.



9.4 Подбор питательных насосов

Питательных насосов должно быть не менее двух. Принимаем к установке питательные насосы от двух источников энергии – электросети и пара. Суммарная подача электронасосов не менее 110 % от номинальной производительности котлов. Суммарная подача насосов с паровым приводом не менее 50 % от номинальной производительности котлов.
Насосы подбираем по производительности и напору питательной воды.
Насос подбираем по напору питательной воды Н=12,03 м.
Подача – 38 м3/с
Мощность – 37 кВт
Частота – 3000 об/мин.
Выбираем питательный насос ЦНС 38-198.

10. Удаление газообразных продуктов сгорания

Для удаления газообразных продуктов сгорания служат тяговые приборы: дымовые трубы и дымосос вместе с дымовой трубой.
В современных производственно-отопительных котельных основным тяговым прибором является дымосос, а труба служит лишь для отвода продуктов сгорания дальше от среды обитания.
Для того чтобы выбрать искусственную или естественную тягу, нкжно определить необходимую высоту трубы.
При всех условиях подбора оборудования необходимо определить сопротивления газового тракта
, Па (60)
где – сопротивление газового тракта при максимальной нагрузке, Па;
- сопротивление топки, =40 Па;
- сопротивление котельной установки, =546 Па;
- сопротивление экономайзера, Па.
10.1 Газовое сопротивление экономайзера

, Па (мм вод.ст.) (61)
где – число рядов труб по глубине пучка, =8;
- скорость газов, м/с;
- плотность газов при средней температуре, кг/м3.
, Па


10.2 Газовое сопротивление дымовой трубы

Сопротивление трубы складывается из сопротивления трения и потери с выходной скоростью.
При постоянном уклоне в трубе сопротивление трения определяется:
(62)
где – коэффициент сопротивления трения, принимается равным =0,05 для кирпичных и бетонных труб;
- уклон по внутренней образующей футеровки в конусных трубах. Можно принять =0,02;
- скорость в выходном сечении, =10 м/с;
- плотность дымовых газов, =0,285 кг/м3.
кгс/см2=43,67 Па

Потери давления о выходной скоростью определяется:
(63)
- скорость в выходном сечении, =10 м/с;
– коэффициент местного сопротивления выхода, =1,0;
- плотность дымовых газов, =0,285 кг/м3.
кгс/см2=139,7 Па
Полное газовое сопротивление дымовой трубы:
, Па (64)
, Па
Подсчитываем полное газовое сопротивление установки
, Па

10.3 Определение высоты дымовой трубы при естественной тяге

Высота дымовой трубы
, м (65)
где – искомая высота трубы, м;
- газовое сопротивление котельной установки, Па, =824,87 Па;
- температура наружного воздуха наиболее холодного месяца, °С,
=-23°С;
- средняя температура газов в трубе, С, = 227,5 °С;
- среднее барометрическое давление в данной местности, гПа, =1010 гПа;
, м




11. Определение высоты дымовой трубы по условиям рассеяния вредных выбросов (по санитарным нормам)

Загрязнения воздушной среды котельными установками связано с выбросами в дымовую трубу токсичных газов SO2 и SO3 и мелкодисперсной золы. Кроме того, при высоких температурах в ядре факела происходит частичное окисление азота с образованием азота NO, NO2.
Расчет рассеивания вредных примесей в атмосфере производится в соответствии со СНиП 369-74 при неблагоприятных метеорологических условиях.
В современных производственных и отопительных котельных дымовая труба служит не для создания тяги, а отводов продуктов сгорания на определенную высоту, при которой обеспечивается рассеивание вредностей до допустимых санитарными нормами концентраций в зоне нахождения людей.
При сжигании природного газа минимальная высота дымовой трубы определяется
(66)
где А – коэффициент стратификации атмосферы, учитывающий распределение температуры в атмосфере по высоте. Принимается в зависимости от географической широты города, А=160;
- максимальный секундный выброс NO2, г/с.
F - коэффициент, учитывающий скорость оседания токсичных веществ в атмосфере для газообразных веществ, скорость примерно равна нулю, F =1;
m, n - коэффициенты, учитывающие условия выхода продуктов сгорания из устья дымовой трубы, m=n=1;
ПДКNO2=0.2 мг/м3;
- разность температур уходящих газов и окружающего воздуха, °С.
, °С
- расход дымовых газов на выходе из трубы, м3/с.
, м3/с
Суммарное количество оксидов азота, выбрасываемых в атмосферу с дымовыми газами:
, г/с (67)
где – расход топлива, зимой на 4 котла рассчитывается;
- теплота сгорания топлива, МДж/м3;
- удельный выброс NO2, г/МДж.
, г/МДж (68)
где Д – номинальная паропроизводительность котельного агрегата, т/ч, Д=4 т/ч;
, г/МДж
, г/с
м

По расчету оказалось что , 118 м ˃ 7,54 м, щем оптимальное решение из двух вариантов
1. Высокая труба для естественной тяги, удовлетворяющая и санитарным требованиям.
2. Дымовая труба, с высотой, посчитанной по санитарным нормам плюс дымосос для искусственной тяги.
Высоту дымовой трубы принимаем 30 м.

Подбор дымососов
Искусственная тяга создается дымососами – аппаратами, схожими с вентиляторами, но более массивными, имеющими охлаждающие водой подшипники (у некоторых типов) и направляющие аппараты для регулирования производительности. В небольших котельных в качестве дымососов применяют вентиляторы среднего давления.
В котельных, имеющих вентиляторное дутье, на долю дымососов выпадает лишь поддержание необходимого разрежения вдоль всего газового тракта. Начиная с топки. Дымососы как и вентиляторы устанавливаем индивидуально к каждому котлу, т.к. паропроизводительность больше 1,56 т/ч.

Производительность дымососа:
м3/ч (69)
где 1,1 – значение коэффициента, учитывающего утечку воздуха через неплотности воздуховодов;
– максимальный расход топлива в м3/ч;
– объем дымовых газов на входе в дымосос, в м3/ м3;
м3/ч
Напор дымососа:
Па
Па
Подбираем дымосос.
Принимаем центробежный дымосос одностороннего всасывания типа ДН-8.
Характеристика дымососа
Производительность – 6970 м3/ч
Полное давление – 63 даПа
Мощность – 1,5 кВт
Масса – 535 кг
Изготовитель – Бийский котельный завод

12. Архитектурная компоновка

Объемно-планировочные решения здания котельной должны отвечать требованиям межотраслевой унификации промышленных зданий с обязательным использованием унифицированных сборных конструкций и деталей заводского изготовления. По классификации строительных норм котельные отнесены к сооружениям ІІ класса.
Компоновка и конструкция здания котельной. А также расположение оборудования должны обеспечивать возможность перспективного расширения котельной:
1) здание котельной должно иметь одну свободную торцевую стену;
2) конструкции перекрытия котельной должны опираться на продольные стены здания.
Здание котельной, как правило, выполняются одноэтажными и однопролетными с расположением вспомогательного оборудования в общем зале без выделения их в отдельные помещения. Административные и бытовые помещения предусматриваются внутри основного помещения котельной со стороны ее постоянного торца. Однако можно использовать и другие свободные площади производственных помещений.
В котельных, оборудованных котлами до 4 т/ч, можно располагать следующие административно-бытовые помещения: лаборатория химводоочистки, механическую мастерскую, комнату начальника котельной, контору, сан. узлы, гардероб.
Проходы между котлами, экономайзером и стенами котельной (кроме передней) делают не менее 1 м, а между отдельными выступающими частями – не менее 0,8 м.
Список используемой литературы

1. СП 89.13330.2012 Котельные установки.
2. СНиП 41-02-2003 Тепловые сети.
3. ГОСТ 21.206-93 Условные обозначения трубопроводов.
4. СП 131.13330.2012 Строительная климатология.
5. ПБ 10-574-03.2008 правила устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов.
6. Кузнецов Н.В., Митор В.В., Дубовский И.Е, Красина Э.С. Тепловой расчет котельных агрегатов (нормативный метод). Изд.2-е, перераб. и доп. – М.: Энергия, 1973 – 296с.
7. Делягин Г.Н., Лебедев В.Н., Пермяков Б.А. Теплогенерирующие установки: Учебник для ВУЗов. – М.: Стройиздат, 1986, - 599с.
8. Роддатис К.Ф., Полтарецкий А.Н. Справочник по котельным установкам малой производительности/ Под ред. Роддатиса К.Ф. – М.: Энергоиздат, 1989- 488 с.
9. Эстеркин Р.И. котельные установки. (Курсовое и дипломное проектирование). – Л.: Энергоатомиздат, 1989 – 227с.
10. Карягин Н.П. Проектирование производственно-отопительных котельных установок. Горький, 1981 – 63с.
11. Гордеев А.В. ,Лебедева Е.А. Экологическая оценка котельной установки. Часть 2. Нормативы предельно допустимых сбросов в водоемы. Нижний Новгород, 2003 – 44с.









40