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

 

Рисунок 2.8.1 – Устройство и габаритные размеры деаэратора ДА

1-Бак деаэраторный; 2-колонка  деаэрационная; 3-охладитель выпара; 4-устройство предохранительное;

5-регулятор уровня; 6-регулятор  давления; 7-холодильник отбора проб; 8-барботажное устройство;

9-барботажная тарелка; 10-перепускная  тарелка; 11-верхняя тарелка; 12-пароперепускное  устройство;

13-указатель уровня; 14-люк-лаз.

 

В состав деаэратора ДА-50/15 входят:

• деаэрационная колонка;
• деаэраторный бак;
• охладитель выпара;
• комбинированное предохранительное устройство для защиты от аварийного повышения давления и уровня.

В деаэраторе ДА-50/15 применена двухступенчатая схема дегазации: две ступени размещены в деаэрационной колонке первая ступень - струйная, вторая - барботажная. В деаэраторном баке размещена третья, дополнительная ступень, в виде затопленного барботажного устройства.

Вода, подлежащая деаэрации, подается в колонку (2) через штуцеры (А, 3, И, Г). Здесь она последовательно проходит струйную и барботажную ступени, где осуществляется ее нагрев и обработка паром. Из колонки вода струями стекает в бак, после выдержки в котором отводится из деаэратора через штуцер (Ж).

Основной пар подается в бак деаэратора через штуцер (Е), вентилирует паровой объем бака и поступает в колонку. Проходя сквозь отверстия барботажной тарелки (9), пар подвергает воду на ней интенсивной обработке (осуществляется догрев воды до температуры насыщения и удаление микроколичеств газов). При увеличении тепловой нагрузки срабатывает гидрозатвор пароперепускного устройства (12), через которое пар перепускается в обвод барботажной тарелки. При снижении тепловой нагрузки гидрозатвор заливается водой, прекращая перепуск пара.

Из барботажного отсека пар направляется в струйный отсек. В струях происходит нагрев воды до температуры, близкой к температуре насыщения, удаление основной массы газов и конденсация большей части пара. Оставшаяся парогазовая смесь (выпар) отводится из верхней зоны колонки через штуцер (Б) в охладитель выпара (3) или непосредственно в атмосферу. Процесс дегазации завершается в деаэраторном баке (1), где происходит выделение из воды мельчайших пузырьков газов за счет отстоя. Часть пара может подаваться через штуцер в размещенное в водяном объеме бака барботажное устройство (8), предназначенное для обеспечения надёжной деаэрации (особенно в случае использования воды с низкой бикарбонатной щёлочностью (0,2...0,4 мг-экв/кг) и высоким содержанием свободной углекислоты (более 5 мг/кг) и при резко переменных нагрузках деаэратора.

Конструкция внутренних устройств деаэрационной колонки обеспечивает удобство внутреннего осмотра. Перфорированные листы внутренних устройств изготавливаются из коррозионно-стойкой стали.

Охладитель выпара поверхностного типа состоит из горизонтального корпуса и размещенной в нем трубной системы (материал трубок - латунь либо коррозионно-стойкая сталь). Химически очищенная вода проходит внутри трубок и направляется в деаэрационную колонку через штуцер (А). Парогазовая смесь (выпар) поступает в межтрубное пространство, где пар из нее практически полностью конденсируется. Оставшиеся газы отводятся в атмосферу, конденсат выпара сливается в деаэратор или дренажный бак.

Для обеспечения безопасной эксплуатации деаэраторов предусматривается их защита от опасного повышения давления и уровня воды в баке с помощью комбинированного предохранительного устройства. Устройство подключается к деаэраторному баку через штуцер перелива. Устройство состоит из двух гидрозатворов, один из которых защищает деаэратор от превышения допустимого давления, а другой от опасного повышения уровня, объединенных в общую гидравлическую систему, и расширительного бака. Расширительный бак служит для накопления объёма воды (при срабатывании устройства), необходимого для автоматической заливки устройства (после устранения нарушения в работе установки), т.е. делает устройство самозаливающимся. Диаметр парового гидрозатвора определён исходя из наибольшего допустимого давления в деаэраторе при работе устройства 0,07 МПа и максимально возможного в аварийной ситуации расхода пара в деаэратор при полностью открытом регулирующем клапане и максимальном давлении в источнике пара.

Бак деаэратора имеет антикоррозийное покрытие, деаэрационная колонка и бак имеют наружную теплоизоляцию.

Полный назначенный срок службы деаэратора – 20 лет.

Средний ресурс до капитального ремонта – не менее 24000 ч.

 

3. Расчет и выбор вспомогательного оборудования котельной

1. Выбор насосов

Питательные устройства являются ответственными элементами котельной установки, обеспечивая безопасность ее эксплуатации.

Питательные устройства должны иметь паспорт завода-изготовителя и обеспечивать необходимый расход питательной воды при давлении, соответствующем полному открытию рабочих предохранительных клапанов, установленных на паровом котле.

Насосы в данном курсовом проекте выбираются по производительности. Производительность насоса подбирается с учетом коэффициента запаса .

В проектируемой котельной используем насосы с электроприводом. В соответствии со СНиП II-35-76 «Котельные установки» [2], при использовании насосов с электроприводом, они должны быть подключены к двум независимым источникам электроснабжения.

Число и производительность питательных насосов выбираются с таким расчетом, чтобы в случае остановки наибольшего по производительности насоса оставшиеся обеспечили подачу воды в необходимых количествах.

 

  3.1.1 Выбор насосов исходной воды

Насос исходной воды служит для подачи сырой воды из системы водопровода жилого района к оборудованию водоподготовки котельной. Данные насосы выбираются исходя из максимальной потребности котельной в химически очищенной воде (Gхво), включая расход воды на собственные нужды химводоочистки. При определении расхода учитывается коэффициент запаса .

Расчетный расход сырой воды для выбора насоса:

(3.1.1)

Для питания котельной выбираем два насоса марки GRUNDFOS CR 15-4 (Вертикальный многоступенчатый центробежный насос с нормальным всасыванием типа "ин-лайн" для монтажа  на плите-основании). Один из них является резервным. Основные характеристики насоса представлены в таблице 3.1.1.

 

Таблица 3.1.1 – Технические характеристики насоса GRUNDFOS CR 15-4

Материал корпуса	Чугун
Материал рабочих колес и промежуточных камер	Нержавеющая сталь
Привод насоса	Трехфазный асинхронный электродвигатель
Рабочая жидкость	Чистая вода
Диапазон температур жидкости	-20 .. 120 °C
Частота вращения	2917 об/м
Номинальная подача	17 м3/ч
Гидростатический напор насоса	44,8 м
Тип электродвигателя	112MC
Номинальная мощность электродвигателя	4 кВт
Промышленная частота	50 Гц
Номинальное напряжение	380 В
Номинальный ток	8 A
Пусковой ток	1120-1230 %
Cos φ	0,88-0,84
Класс защиты	IP55
Вес нетто	78 кг
Полный вес	103 кг

 

3.1.2 Выбор питательных насосов

Питательные насосы предназначены для бесперебойного снабжения паровых котлов питательной водой. Количество и подача питательных насосов выбирается так, чтобы в случае остановки самого мощного насоса оставшиеся обеспечили подачу воды в количестве, необходимом для питания всех рабочих паровых котлов.

Расчетный расход питательной воды:

(3.1.2)

Для питания котлов выбираем два насоса GRUNDFOS CRE 32-2 A-F-A-E HQQE. Один из них является резервным.  Основные характеристики насоса представлены в таблице 3.1.2.

 

Таблица 3.1.2 – Технические характеристики насоса GRUNDFOS CRE 32-2 A-F-A-E HQQE

Материал корпуса	Чугун
Материал рабочих колес и промежуточных камер	Нержавеющая сталь
Привод насоса	Трехфазный асинхронный электродвигатель
Рабочая жидкость	Чистая вода
Диапазон температур жидкости	-30 .. 120 °C
Частота вращения	3525 об/м
Номинальный/максимальный расход	36/111 м3/ч
Общий/максимальный напор насоса	43/268 м
Тип электродвигателя	112MC
Номинальная мощность электродвигателя	7.5 кВт
Промышленная частота	50 Гц
Номинальное напряжение	380 В
Номинальный ток	14,8-11,6 A
Номинальная скорость	360-3530 об/м
Пусковой ток	1120-1230 %
Класс защиты	IP55
Вес нетто	103 кг
Полный вес	126 кг

 

Двигатель насоса снабжен защитой от перегрузки и перегрева.

Расход питательной воды не является постоянной величиной, и меняется в зависимости от режима работы котельной установки. Для обеспечения плавного регулирования подачи питательных насосов, экономии электроэнергии и увеличения ресурса оборудования, электродвигатели питательных насосов подключаются к источнику электроснабжения через преобразователи частоты.

Использование преобразователей частоты позволяет осуществлять автоматическое плавное регулирование подачи питательных насосов в зависимости от расхода воды. При этом исключаются гидроудары и обеспечивается экономия электроэнергии за счет регулирования подачи насоса частотой вращения рабочего колеса, а не закрытием задвижки.

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

 

3.1.3 Выбор сетевых насосов

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

 Расход одного насоса:

	(3.1.3)
– коэффициент запаса;

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

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

Основные характеристики насоса представлены в таблице 3.1.3.

 

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

Материал корпуса	Чугун
Материал рабочего колеса	Чугун
Привод насоса	Трехфазный асинхронный электродвигатель
Рабочая жидкость	Вода в системе отопления
Диапазон температур жидкости	0 .. 120 °C
Частота вращения	1450 об/м
Номинальный расход	155 м3/ч
Номинальный/максимальный гидростатический напор насоса	27/322 м
Тип электродвигателя	180MA
Номинальная мощность электродвигателя	18,5 кВт
Промышленная частота	50 Гц
Номинальное напряжение	380 В
Номинальный ток	30..37 A
Номинальная скорость	240..1750 об/м
Класс защиты	IP55
Вес нетто	379 кг
Полный вес	429 кг

 

3.1.4 Выбор подпиточных насосов