Расчет тепловой схемы паровой котельной и выбор основного оборудования паросиловой ТЭЦ

Министерство образования  и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

 

ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ  УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра теплоэнергетики

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

 

по дисциплине: «Источники и системы теплоснабжения предприятий»

 

на тему: «Расчет тепловой схемы паровой котельной и  выбор основного оборудования паросиловой  ТЭЦ»

Вариант № 8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил: студент 

группы ТЭ-05-1

Заковряшин С. М.

Принял: Захарьева Н.Г.

 

 

 

 

 

 

 

 

Иркутск 2007 г. 
Оглавление

 

1. Задание……………………………………………………………………………3
2. Исходные данные………………………………………………………………...4
3. Описание принципиальной тепловой схемы котельной………………………5
4. Расчетная производительность котельной……………………………………..8
5. Выбор числа котлов с учётом условий их работы в неотопительном периоде и требований аварийного резервирования……………………………………………..19
6. Определение расхода топлива в котельной……………………………………21
7. Выбор основного оборудования ТЭЦ………………………………………….23
8. Заключение………………………………………………………………………26
9. Список использованной литературы…………………………………………...27

 

Задание

 

Задача по выбору основного  оборудования паровой котельной  формулируется следующим образом.

Для заданных:

- климатических характеристик  места расположения котельной;

- расходов и параметров  пара, отпускаемого от котельной  промышленным предприятиям, а также расходов и температур возвращаемого конденсата;

- расчетных расходов  теплоты на отопление, вентиляцию  и горячее водоснабжение, отпускаемой от котельной внешним потребителям в горячей воде с заданным температурным графиком;

- вида системы горячего  водоснабжения;

- вида основного топлива  в котельной.

Требуется:

- выбрать тип паровых  котлов и подготовить ПТС котельной;

- определить расчетную  производительность котельной;

- выбрать состав паровых  котлов с учетом условий их  работы в неотопительный период, а также требований аварийного резервирования котлов;

- определить часовой  и годовой расход топлива для  котельной;

- выбрать основное  оборудование ТЭЦ;

- рассчитать и выбрать  пиковые источники.

При выборе состава котлов на практике приходится учитывать различные ограничения, связанные с вредными воздействиями теплоисточников на окружающую среду. Однако рассмотрение методики учета экологических ограничений не входит в объем расчета тепловой схемы котельной.

 

Исходные данные

 

Город: Краснодар

Расчетные тепловые нагрузки жилого микрорайона:

отопление: 20 МВт

вентиляция: 2 МВт

горячее водоснабжение: 6 МВт

Расчетные тепловые нагрузки промузла:

отопление: 115 МВт

вентиляция: 47 МВт

горячее водоснабжение: 24 МВт

Пар на производство высокого давления:

расход: т/ч

давление: Р_в=3,1 МПа

температура: ^оС

Пар на производство низкого  давления:

расход: т/ч

давление: Р_н=1,3 МПа

температура: ^оС

Доля тепловой нагрузки в паре в неотопительный период от расчётного значения:

паропровод высокого давления: 0,8

паропровод низкого  давления: 0,9

Возврат конденсата от потребителей пара:

Пар высокого давления:

процент возврата: 100 %

температура: t_к=50 ^оС

Пар низкого давления:

процент возврата: 100 %

температура: t_к= 40 ^оС

Норма подачи пара потребителям при аварии в котельной:

пар высокого давления: 90 %

пар низкого давления: 100 %

Годовое число часов  использования расчётной парой  нагрузки:

пар высокого давления: 5100 ч/год

пар низкого давления: 4600 ч/год

Система теплоснабжения: закрытая

Расчётная температура  сетевой воды в подающем трубопроводе: ^оС

Основное топливо: мазут

 

3. Описание принципиальной тепловой схемы котельной

 

Рис.1. Принципиальная тепловая схема промышленной паровой котельной для закрытой системы теплоснабжения

 

На рис. 1 приведена схема, в которую входят следующие блоки, включающие группы элементов схемы с общим функциональным назначением.

1) Блок подачи пара  внешним потребителям:

1.1. Внешний паропровод с высоким давлением пара, отпускаемого непосредственно от котлов.

1.2. Внешний паропровод  с низким давлением пара.

1.3. Редукционно-охладительная  установка (РОУ), предназначенная  для получения пара низкого  давления с заданными параметрами.

1.4. Трубопроводы конденсата, возвращаемого от внешних потребителей  пара.

1.5. Бак сбора возвращаемого  конденсата.

1.6. Конденсатный насос.

1.7. Конденсатоочистка.

2) Блок нагрева сетевой  воды для внешних потребителей:

2.1. Подающий трубопровод.

2.2. Обратный трубопровод.

2.3. Сетевой насос.

2.4. Подогреватель сетевой  воды (ПСВ).

2.5. Редукционная установка  (РУ), предназначенная для снижения  давления пара до 0,6 МПа.

2.6. Охладитель конденсата, предназначенный для охлаждения  конденсата после ПСВ для предотвращения вскипания конденсата в конденсатопроводе и в деаэраторе питательной воды.

3) Блок подготовки  и подачи подпиточной воды  для тепловой сети:

3.1. Насос сырой воды.

3.2. Подогреватель сырой  воды, предназначен для подогрева  сырой воды перед ХВО до температуры 30 – 40 ⁰С.

3.3. Химводоочистка для  тепловой сети (ХВОТС).

3.4. Деаэратор подпиточной  воды для тепловой сети (ДПТС) атмосферного типа.

3.5. Охладитель подпиточной  воды после ДПТС до температуры  70 ⁰С.

3.7. Пароводяной подогреватель ХОВ воды перед ДПТС.

3.8. Бак запаса подпиточной воды.

3.9. Подпиточный насос.

3.10. Редукционная установка  (РУ) для снижения давления пара  с 0,6 до 0,12 МПа.

4) Блок питательной  воды котлов:

4.1. Паровой котел.

4.2. Деаэратор питательной  воды котлов (ДПВ).

4.3. Сборный коллектор потоков конденсата от подогревателей с давлением пара 0,6 МПа.

4.4. Сборный коллектор  потоков конденсата от подогревателей  с давлением пара 0,12 МПа.

4.5. Насос для перекачки  конденсата в ДПВ. В паровых  котельных, при обосновании, могут  применяться другие схемы сбора конденсата и подачи его в ДПВ.

4.6. Питательный насос.

4.7. Подогреватель высокого  давления (ПВД) для подогрева питательной  воды перед котлом. Этот подогреватель  устанавливается в тех случаях,  когда температура питательной  воды на входе в котел по техническим требованиям завода-изготовителя должна быть 145 ⁰С, т.е. выше температуры в ДПВ.

5) Блок подготовки  и подачи добавочной воды для  котлов:

5.1. Насос сырой воды.

5.2. Охладитель сбросной  продувочной воды до максимальной  температуры сбросных вод, допускаемых нормами по защите окружающей среды.

5.3. Подогреватель сырой  воды перед ХВО; устанавливается тогда, когда в охладителе (5.2) не удается подогреть сырую воду до заданной температуры 30⁰ С.

5.4. Химводоочистка (ХВО)  для добавочной воды котлов.

5.5. Подогреватель химочищенной  воды перед ДПВ (вторая ступень подогрева).

5.6. Подогреватель химочищенной воды перед ДПВ (первая ступень подогрева).

6) Блок использования  тепла непрерывной продувки котлов:

6.1. Расширитель непрерывной  продувки котлов.

6.2. Устройство для  приема сбросной продувочной  воды после охладителя.

7) Блок собственных  нужд котельной:

7.1. Подогреватель воды  на нужды отопления, вентиляции  и горячего водоснабжения котельной. Кроме схемы этого подогревателя, приведенной на рис.1, в котельных могут применяться схемы включения такого подогревателя в контур водяных сетей с использованием сетевой воды в качестве греющего теплоносителя.

7.2. Подогреватель для  непрерывного подогрева мазута  для подсветки факела угольных котлов при их работе на сниженных нагрузках.

7.3. Калорифер для подогрева  дутьевого воздуха, устанавливается  только для котлов, работающих  на высокосернистом топливе, для  которых необходимость установки калорифера предусмотрена заводом-изготовителем. Если соответствующие данные отсутствуют, то при определении расчетной производительности котельной по настоящим Указаниям рекомендуется предусматривать установку калорифера для подогрева дутьевого воздуха для паровых котлов паропроизводительностью 50 т/ч и выше.

 

4. Расчетная   производительность   котельной

 

,

где - расход пара для обеспечения тепловых нагрузок в паре и горячей воде внешних потребителей (ВП); - расход пара на собственные нужды котельной.

 

4.1. Определение величины .

Рис. 2. Расчетная схема  потоков пара, составляющих величину

 

- расходы пара высокого (Р_В) и низкого (Р_Н) давления на производственные нужды промпредприятий;

- расход пара на подогреватель  сетевой воды (ПСВ);

- расход пара на подогреватель  сырой воды для подготовки  подпиточной воды тепловой сети (ТС);

- расход пара на деаэратор  подпиточной воды ТС.

 

4.1.1.

 

Расчетная тепловая нагрузка на ПСВ:

,

где - расчетная тепловая нагрузка на отопление жилого микрорайона и промузла:

;

- расчетные тепловые нагрузки на вентиляцию жилого микрорайона и промышленного узла; - расчетная тепловая нагрузка на горячее водоснабжение жилого микрорайона и промузла:

,

где - коэффициенты суточной неравномерности нагрузки горячего водоснабжения жилого микрорайона и промузла; - коэффициенты часовой неравномерности нагрузки горячего водоснабжения жилого микрорайона и промузла; ; - среднечасовая за отопительный период нагрузка горячего водоснабжения жилого микрорайона и промузла.

 

4.1.1.2. Расчётные потери  теплоты с утечками в тепловых сетях

 

,

где c - удельная теплоемкость воды, принимаемая равной ; -расчетные потери сетевой воды с утечками из тепловой сети, т/ч; - расчетная температура потока воды с утечкой из тепловой сети; - расчетная температура холодной воды, поступающей в котельную для компенсации утечек, принимается равной 5 ^оС.

,

где - фактический объем воды в тепловых сетях и в местных системах теплопотребления.

.

- рекомендуется принимать для  обеспечения необходимого запаса  тепловой производительности котельной  в том случае, когда утечка  сетевой воды в максимальном  зимнем режиме только из подающего  трубопровода

 

4.1.1.3. Потери теплоты  через тепловую изоляцию трубопроводов  тепловых сетей

 

,

где - доля тепловых потерь через тепловую изоляцию трубопроводов.

 

 

 

4.1.1.4. Расчётный поток теплоты, вводимой в сетевую воду с подпиточной водой

 

,

где - расчётный расход подпиточной воды:

,

где для закрытой системы  теплоснабжения ; - температура подпиточной воды, рекомендуется принимать .