Проект строительства котельной мощностью 4 МВт

2.2.2 Расчет схемы рециркуляции

Регулирование отпуска теплоты потребителям производится изменением температуры прямой воды в зависимости от температуры наружного воздуха (качественное регулирование), принимается температурный график 95/70°С.

Температурный график центрального регулирования системы

теплоснабжения 95-70 0С.

Рис. Схема рециркуляции.

Нагретая вода выходит из котла с температурой 86ºС.

Делится на два потока:

· часть воды подается в подогреватель;

· другая часть – в трубопровод прямой сетевой воды.

В подогревателе происходит процесс теплообмена между греющей и нагреваемой водой.

Греющая вода – вода из котла с температурой 86ºС, нагреваемая – подается в подогреватель с температурой 5ºС и нагревается до 60ºС (для ГВС).

Греющая вода при теплообмене остывает и выходит из подогревателя с температурой 56ºС. Затем происходит слияние потоков, вода с температурами 86ºС и 56ºС смешивается, приобретая температуру 65ºС (рис).

Далее происходит деление на потока:

· часть воды подается на рециркуляционный насос;

· другая часть – в трубопровод прямой сетевой воды.

Для того чтобы исключить образование конденсата на греющих поверхностях котла и продлить срок его эксплуатации необходимо подавать воду в котел с температурой 60ºС. Поэтому часть потока, идущего на рециркуляционный насос смешивается с обратной сетевой водой до температуры 60ºС и подается в котел (рис.).

Рециркуляция нужна только в переходный период года, в зимний период – обеспечивается температурный график 95/70, насос рециркуляции не работает, задвижки закрыты.

Но так как в трубопроводе прямой сетевой воды температура 65ºС, ее нужно охладить до 38ºС (по температурному графику для +8ºС температура прямой сетевой воды равна 38ºС). Поэтому часть сетевой прямой воды подмешивается с сетевой обратной водой (рис.), для обеспечения заданной температуры.

Участок 1

Рис. Расчетная схема участка 1

Определим температуру на выходе из котла:

Gсет·с(tп-tо)+ GГВС·с(tz-tc)= Gк·с(t1-tк)

35·4,19(38-33)+5,16·4,19(60-5)=17,5·4,19(t1-60)

Из этого уравнения определим t1

t1= 86ºС

Подогреватель ГВС рассчитывается для температуры наружного воздуха +8ºС (невыгодные условия).

Примем скорость в трубках ω=1м/с, тогда площадь живого сечения трубок fтр можно найти по формуле:

,

где GГВС – максимальный расход на горячее водоснабжение, кг/с;

ω – скорость в трубках, м/с;

ρ – плотность воды, ρ=1000кг/м³.

Принимаем по [1] fтр=0,0057 м2

Принимаем [1] к установке водо-водяной подогреватель 09ОСТ 34-488-68 9-168×2000-Р ПВ-z-09 с площадью поверхности нагрева F = 3,4 м², число трубок n=37; Дн=168 мм; Двн=158 мм; площадь живого сечения: трубок f=0.0057 м², межтрубного пространства f=0.0122м².

Зная площадь межтрубного пространства, найдем расход:

Gмт=Fмт·ω

Gмт=0,0122·1=0,0122м³/с·1000кг/м³=12,2кг/с

Определим температуру на выходе из подогревателя, ºС, выразим из уравнения:

Q=Gмт·с(t2-t4)η

ºС

Определим температуру смешанной воды, ºС:

,

ºС

Участок 2

Рис. Расчетная схема участка 2

Составим уравнение теплового баланса:

Q=G6t6+G9t9=G12t12

G6·65º+ G9·33º=17,5·60º

Так как G12=G6+G9, тогда

G6=17,7-G9

Подставим в уравнение:

(17,7-G9)·86+ G9·33=1050

Найдем расходы:

G9=2,73 кг/с G6= 14,77кг/с

Участок 3

Рис. Расчетная схема участка 3

Для получения заданной температуры 38ºС в трубопроводе прямой сетевой воды с расходом G11=35 кг/с, нужно охладить воду с температурой 65 ºС и расходом

G7= 2,73 кг/с. Для этого, из трубопровода обратной сетевой воды подаем воду с температурой 33ºС и расходом G10=G11-G7=35-2,73=32,77кг/с.

2.2.3 Расчет подогревателя

Площадь поверхности нагрева скоростных водоподогревателей, м2 определим по формуле:

, м2

где Q – расчетный расход теплоты, ккал/ч;

Q = 1195882 Вт/ч · 1,16 = 1030932,8 ккал/ч;

k - коэффициент теплопередачи подогревателя, ккал/(м2 · ч · ºС);

∆Т – среднелогарифмическая разность температур между греющей и нагреваемой средой, ºС.

Определим коэффициент теплопередачи подогревателя:

где μ –коэффициент, учитывающий накипь и загрязнение трубок, μ=0,8;

α1 и α2 – коэффициенты теплоотдачи от греющей среды к стенкам трубок и от стенок к нагреваемой воде, ккал/(м2·ч·ºС).

 Скачать реферат