Проектирование отопительной котельной для теплоснабжения п. Шеркалы Тюменской области

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 20 Сентября 2013 в 18:38, диссертация

Краткое описание

Развитие электроэнергетики ведется в основном за счет строительства крупных тепловых и атомных электростанций с мощными конденсационными турбинами 300, 500, 800 и 1000 МВт. В этих условиях постройка новых ТЭЦ экономически оправдана лишь в районах, где имеются комплексы промышленных предприятий и жилые массивы с большой концентрацией тепловых потребителей.

Содержание

Введение
Описание системы теплоснабжения
1. Расчет тепловых нагрузок отопления вентиляции и ГВС 13
1.1 Сезонная тепловая нагрузка 14
1.2 Расчет круглогодичной нагрузки 15
1.3 Расчет температур сетевой воды 17
1.4 Расчет расходов сетевой воды 19
2. Расчет тепловой схемы котельной 21
2.1 Построение тепловой схемы котельной 21
2.2 Расчет тепловой схемы котельной 22
3.Тепловой расчет котла 24
3.1 Технические характеристики котла КВ-ГМ-30-150 24
3.2 Конструктивные характеристики котла 26
3.3 Топочное устройство котла КВ-ГМ-30-150 28
3.4 Тепловой расчет котла КВ-ГМ-30-150 31
3.5 Тепловой баланс котла и расход топлива 35
3.6 Расчет теплообмена в топке 37
3.7 Расчет конвективного пучка 39
3.8 Сводная таблица теплового расчета котла и невязка баланса 41
4. Выбор оборудования 42
5. Охрана окружающей среды 44
5.1 Вещества, загрязняющие окружающую среду 44
5.2 Мероприятия по охране окружающей среды 44
5.3 Расчет концентрации загрязняющего вещества 47
5.4 Расчет высоты дымовой трубы 48
6. Автоматизация 52
7. Технико-экономический расчет 57
7.1 Постановка задачи 57
7.2 Расчет капитальных затрат 57
7.3 Расчет основных текущих затрат 59
7.4 SWOT - анализ 61
7.5 Поле сил изменений системы 63
7.6 Построение пирамиды целеполагания и дерева целей 64
7.7 Организационная структура 66
7.8 Объемы производства продукции 67
7.9 Планирование на предприятии 67
7.10 Планирование труда и заработной платы 69
7.11 Калькуляция текущих затрат на энергетическое обслуживание 77
7.12 Планирование сметы затрат на энергетическое обслуживание 79
7.13 Основные экономические показатели 80
8.Безопасность жизнедеятельности 81
8.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов 82
8.2 Влияние выявленных ОВПФ на организм человека 84
8.3 Безопасность технологических процессов 91
Заключение
Литература

Скачать полностью (385.18 Кб) Сколько стоит заказать работу?

Прикрепленные файлы: 1 файл

проектир.doc

— 1.61 Мб (Скачать документ)

3.4 Тепловой расчет котла КВ-ГМ-30-150

Исходные данные:

Топливо - природный газ, состав (%):

СН₄ - 94,9

С₂Н₆ - 3,2

С₃Н₈ - 0,4

С₄Н₁₀ - 0,1

С₅Н₁₂ - 0,1

N₂ - 0,9

CО₂ - 0,4

= 36,7 МДж/м³

Объемы продуктов сгорания газообразных топлив отличаются на величину объема воздуха и водяных паров, поступающих в котел с избыточным воздухом.

Объемы, энтальпии воздуха и продуктов сгорания определяют в расчете на 1 м³ газообразного топлива. Расчеты выполняют без учета химической и механической неполноты сгорания топлива.

Теоретически необходимый объем воздуха:

, (6)

где m и n - числа атомов углерода и водорода в химической формуле углеводородов, входящих в состав топлива.

Теоретические объемы продуктов сгорания вычисляем по формулам:

, (7)

, (8)

Объем водяных паров:

, , (9)

где d = 10 г/м³ - влагосодержание топлива, отнесенное к 1 м³ сухого газа при t = 10 °С.

Теоретический объем дымовых газов:

, (10)

Действительное количество воздуха, поступающего в топку, отличается от теоретически необходимого в α раз, где α – коэффициент избытка воздуха. Выбираем коэффициент избытка воздуха на входе в топку α_т и присосы воздуха по газоходам Δα и находим расчетные коэффициенты избытка воздуха в газоходах α².

Таблица 12.

Присосы воздуха по газоходам Dα и расчетные коэффициенты избытка воздуха в газоходах α²

Участки газового тракта	Dα	α²
Топка	0,14	1,14
Конвективный пучок	0,06	1,2

Наличие присосов воздуха приводит к тому, что объем продуктов сгорания будет отличаться от теоретического, поэтому необходимо рассчитать действительные объемы газов и объемные доли газов. Так как присосы воздуха не содержат трехатомных газов, то объем этих газов от коэффициента избытка воздуха не зависит и во всех газоходах остается постоянным и равным теоретическому.

Таблица 13.

Характеристика продуктов сгорания в поверхностях нагрева

Величина	Единица	Топка,	Конвективный пучок
Коэф. избытка воздуха	−	1,14	1,2
	м³/кг	9,06	9,65
	м³/кг	2,2	2,21
	м³/кг	12,31	12,91
	−	0,084	0,081
	−	0,178	0,171
	−	0,262	0,252

Энтальпии теоретического объема воздуха и продуктов сгорания, отнесенные к 1 м³ сжигаемого топлива при температуре u, °С, рассчитывают по формулам:

, (11)

, (12)

где , , , - удельные энтальпии воздуха, трехатомных газов, азота и водяных паров соответственно.

Энтальпию продуктов сгорания на 1 м³ топлива при a > 1 рассчитываем по формуле:

. (13)

Результаты расчетов по определению энтальпий при различных температурах газов сводим в таблицу:

Таблица 14.

Определение энтальпии продуктов сгорания в газоходах котла

u, °С	I⁰_в=V⁰ × (ct)_в	I_RO2 = V_RO2 ×(cν)_RO2	I⁰_N2 = = V⁰_N2 × (cν)_N2	I⁰_H2O = = V⁰_H2O × (cν)_H2O	I⁰_г = I_RO2 + + I⁰_N2 + I⁰_H2O
30	379,4	-	-	-	379,4
100	973,0	175,76	1001	329,18	1505,9
200	2588,1	371,28	2002	662,7	3036
300	3921,1	581,36	3018,4	1009,4	4609,1
400	5273,6	802,88	4057,9	1364,6	6225,4
500	6655,3	1035,8	5112,8	1730,9	7879,5
600	8075,9	1270,88	6190,8	2108,8	9569,7
700	9525,6	1519,44	7284,2	2500,4	11304,1
800	10994,9	1772,1	8416	2910,3	13098,5
900	12464,1	2029,04	9571,04	3322,3	14922,4
1000	13972,2	2290,1	10733,8	3760,5	16784,3
1100	15519,3	2555,2	11896,5	4198,6	18650,4
1200	17066,4	2825,6	13051,5	4645,5	20522,9
1400	20199,4	3369,6	15469,6	5576,4	24415,3
1600	23381,0	3917,68	17877,10	6542,1	28346,2
1800	26553,1	4475,12	20343,4	7338,4	32356,9
2000	29812,7	5036,72	22822,8	8558,7	36416,2
2200	33072,2	5602,48	25333,0	9589,8	40525,3

3.5 Тепловой баланс котла и расход топлива

Тепловой баланс парогенератора выражает качественное соотношение между поступившей в агрегат теплотой, называемой располагаемой теплотой и суммой полезно используемой теплоты и тепловых потерь.

Таблица 15. Расчет теплового баланса котла

Наименование	Обозначение	Расчетная формула или способ определения	Единица	Расчет
Располагаемая теплота сгорания топлива	Q^р_р	Q^р_н + Q_в.н + i_тл	кДж/м³	36764,6
Потеря теплоты от химической неполноты сгорания топлива	q₃	Табл. 4−3 [2]	%	0,5
Потеря теплоты от механической неполноты сгорания топлива	q₄	Табл. 4−3 [2]	%	0
Температура уходящих газов	u_ух	По выбору, табл. 1−3 [2]	°С	160
Энтальпия уходящих газов	I_ух	По I−u таблице	кДж/кг	3042
Температура воздуха в котельной	t_х.в.	По выбору	°С	30
Теоретическая энтальпия воздуха в котельной	I⁰_х.в.	По I−u таблице	кДж/кг	385,3
Потеря теплоты с уходящими газами	q₂		%	6,99
Потеря теплоты от наружного охлаждения	q₅	По рис. 3−1 [2]	%	1,9
Сумма тепловых потерь	Σq	q₅ + q₄ + q₃ + q₂	%	9,4
КПД котла	h_ка	100 - Σq	%	90,6
Коэффициент сохранения теплоты	φ		−	0,98
Температура воды на входе в котел	t¢_в	По расчету	°С	70
Энтальпия воды на входе в котел	I¢_в	Табл. VI−6 [2]	кДж/кг	294,6
Температура воды на выходе из котла	t¢¢_в	По расчету	°С	150
Энтальпия воды на выходе из котла	I¢¢_в	Табл. VI−7 [2]	кДж/кг	633,1
Расход воды через котел	Q_пол	По расчету	кВт	271
Расход топлива на котел	В		м³/с	1,047

3.6 Расчет теплообмена в топке

Таблица 16.

Поверочный расчет топки

Величина	Обозначение	Расчетная формула или способ определения	Единица	Расчет
Суммарная площадь лучевоспр. поверхности	Н_л	табл. II−9 [2]	м²	126,9
Полная площадь стен топочной камеры	F_ст	по конструктивным размерам	м²	137,2
Коэф. тепловой эффект-ти лучевосп. поверхности	Ψ_ср		−	0,67
Эффективная толщина излуч. слоя пламени	s		м	2,138
Полная высота топки	H_т	по конструктивным размерам	м	2,05
Высота расположения горелок	h_т	по конструктивным размерам	м	1,65
Относительный уровень расположения горелок	x_т		−	0,8
Параметр, учитыв. характер распределения т-ры в топке	M		−	0,35
Коэф. избытка воздуха на выходе из топки	α_т	Табл. 1−1	−	1,14
Присос воздуха в топке	Δα_т	Табл. 2−2 [2]	−	0,06
Температура холодного воздуха	t_хв	По выбору	°С	30
Энтальпия присосов воздуха	I⁰_прс	Табл. 1−3	кДж/м³	385,3
Кол-во теплоты, вносимое в топку воздухом	Q_в		кДж/ м³	20,7
Полезное тепловыделение в топке	Q_т		кДж/ м³	36601,47
Адиабатическая температура горения	u_а	Табл. 1−4	°С	1996,6
Температура газов на выходе из топки	u²_т	По выбору, табл. 5−3 [2]	°С	1050
Энтальпия газов на выходе из топки	I²_т	Табл. 1−4	кДж/м³	19929,29
Средняя суммарная теплоем. продуктов сгорания	Vc_cp			17,61
Объемная доля: Водяных паров Трехатомных газов		Табл. 1−2 Табл. 1−2	− −	0,178 0,084
Суммарная объемная доля трехатомных газов	r_n	Табл.1-2	−	0,262
Коэф. ослабления лучей трехатомными газами	k_г k_кокс	Рис. 5−5 [2] Стр. 31 [2]	1/ м×МПа	6,76
Коэф. ослабления лучей топочной средой	k	k_г× r_n+ k_кокс× χ₁× χ₂	1/ м×МПа	1,77
Степень черноты факела	a_ф	1 − е^{− kps}	−	0,307
Степень черноты топки	a_т		-
Тепловая нагрузка стен топки	q_F		кВт/м²
Температура газов на выходе из топки	u²_т	Рис. 5−8 [2]	°С	1090
Энтальпия газов на выходе из топки	I²_т	Табл. 1−4	кДж/м³	20768,49
Общее тепловосприятие топки	Q^л_т	φ×(Q_т − I²_т)	кДж/м³	14249,6
Средняя тепловая нагрузка лучевосп. поверхности топки	q^ср_л		кВт/м³	117,6

3.7 Расчет конвективного пучка

Конвективными называют такие поверхности нагрева, в которых процесс передачи теплоты осуществляется путем конвективного теплообмена.

конвективные пучки получают теплоту не только путем конвективного теплообмена, но и теплоту прямого излучения топки. При расчете такой поверхности нагрева используют методику расчета конвективных поверхностей нагрева с учетом тепловосприятия прямого излучения топки.

Таблица 17.

Тепловой расчет конвективного пучка

Величина	Обозначение	Формула или способ определения	Единица	Расчет
Полная площадь поверхности нагрева	Н	По конструктивным размерам (табл. II−9 [2])	м²	592,6
Диаметр труб	d	По конструктивным размерам	мм	0,028
Средняя длина труб	l	По конструктивным размерам	м	0,75
Поперечный шаг труб	s₁	По конструктивным размерам	м	0,064
Продольный шаг труб	s₂	По конструктивным размерам	м	0,04
Относительный поперечный шаг труб	s₁/d	По конструктивным размерам	-	2,29
Относительный продольный шаг труб	s₂/d	По конструктивным размерам	-	1,43
Размеры поперечного сечения газохода	A B	По конструктивным размерам	м м	2,3 2,88
Эффективная толщина излучающего слоя	s		м	0,084
Температура газов перед конвективным пучком	u¢	u²_т − из расчета топки	°С	1090
Энтальпия газов перед конвективным пучком	I¢	I²_т − из расчета топки	кДж/м³	20768,49
Температура газов за конвективным пучком	u²	По выбору (стр. 53 [2])	°С	160
Энтальпия газов за конвективным пучком	I²	По I−u таблице	кДж/ м³	2705,5
Количество теплоты, отданное конвективному пучку	Q_г	φ×(I¢ − I²)	кДж/ м³	18376,5
Средняя температура газов	u_ср	0,5×(u¢ + u²)	°С	625
Коэффициент теплоотдачи конвекцией	α_к	α_н × С_z × C_s × C_ф, рис. 6−5 [2]		105,84
Суммарная оптическая толщина запыленного газового потока	kps	(k_гr_n + k_злm_зл) × p × s		60,98
Степень черноты излучающей среды	a	1 − е ^{− kps}	−	0,12
Коэффициент тепловой эффективности	ψ	Стр. 48 [2]	°С	0,8
Температура загрязнения стенки трубы	t_ст	t_кип + Δt	°С	135
Коэффициент теплоотдачи излучением	α_л	α_н × a		11
Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке	α₁	ξ(α_к + α_л)		116,84
Тепловосприятие конвективного пучка	ε₀	ψ×a₁		92
Температурный напор на входе в пучок	Dt_б	u¢-t¢	°C	940
Температурный напор на выходе из пучка	Dt_м	u¢¢-t¢¢	°С	90
Средний температурный напор	Δt	Табл. 6−1 [2]	°С	353
Расхождение расчетных тепловосприятий	ΔQ		%	0,8

Информация о работе Проектирование отопительной котельной для теплоснабжения п. Шеркалы Тюменской области