Реконструкция котельной Речицкого пивзавода

 

 

 

                      1.3. Компоновка котельных

 

При компоновке  котельной преследуют цель наиболее рационально разместить основное и вспомогательное оборудование, чтобы его удобно было эксплуатировать и вместе с тем, чтобы котельная получалась компактной, с минимальным объемом здания, несложным для сооружения.

Котельные располагают в отдельных  помещениях, удовлетворяющих требованиям  Правил Госгортехнадзора, «Строительных  Норм и Правил», «Противопожарных норм строительного проектирования промышленных предприятий и населенных мест» и «Санитарных норм проектирования промышленных предприятий». Котельные помещения не должны примыкать к жилым зданиям. Нежелательно также примыкание котельных к производственным помещениям.

Различают три типа котельных: закрытые, полуоткрытые, открытые. В закрытых котельных все основное и вспомогательное  оборудование (обычно за исключением  золоулавливателей)  размещают в  закрытых помещениях. В котельных  полуоткрытого типа котельные агрегаты и некоторое наиболее ответственное вспомогательное оборудование размещают в закрытом помещении, а дымососы, дутьевые вентиляторы, золоулавливатели и деаэраторы, баки и прочее – на открытом воздухе. В открытых котельных почти все оборудование размещают на открытом воздухе, сооружая только очень небольшое помещение для укрытия персонала, обслуживающего фронт котлов, а также насосов и щитов управления. Рекомендации по выбору типа котельной даны в СНиП II-92-76.

Котельные установки проектируют только с индивидуальными дымососами, дутьевыми вентиляторами и золоулавливателями. Топливоподачу, питательные насосы, водоумягчительную установку, деаэраторы и другое оборудование, а также дымовую трубу, как правило, проектируют общие для всей котельной.

Каждую котельную установку  размещают в отдельной строительной     ячейке; вспомогательное оборудование водопарового тракта размещают в  строительной ячейке в одном из торцов котельной, причем помещение вспомогательного оборудования можно не отделять стеной от помещения котельных установок. Наряду с этим вспомогательное оборудование размещают и перед фронтом котлов. Здесь устанавливают тепловой щит, а при котельных агрегатах без воздухоподогревателей часто и дутьевые вентиляторы; в некоторых случаях перед фронтом котлов размещают питательные и сетевые насосы, водоподготовительную установку, деаэраторы.

Оборудование котельной размещают  с учетом того, чтобы ее здание можно  было выполнить из сборных железобетонных конструкций той номенклатуры и  типоразмеров, которые применяют в промышленном строительстве.

Пролет здания котельной  можно принимать равным: 6, 9, 12, 18 ,24 и 30 метров, шаг колонн 6 и 12 метров. Высоту помещения от отметки чистого пола до низа несущих конструкций на опоре следует принимать при пролете 12 м от 3,6  до 6 м включительно кратной 0,6 м, от 6 до 10,8 включительно – кратной 1,2 м, при больших высотах – кратной 1,8 м.

При пролете 18 и 24 м от 6 до 10,8  - кратной 1,2 м .

При пролете 30 м от 12,6   - кратной 1,8 м .

Кроме того при  пролете 18 м.  допускаются высоты, равные 4,8 и  5,4 м., а для пролета 24 м – 5,4 м. Для  возможности расширения котельной одну из стен ее оставляют свободной от застройки.

          Помещения,  в которых установлены котлы,  предусматриваю на каждом этаже два выхода наружу, расположенные с противоположных сторон котельной. Выходные двери должны открываться наружу от нажатия руки. Расстояние от фронта котлов или выступающих  частей топок до противоположной стены котельной принимают не менее 3 м, причем в случае установки вспомогательного  оборудования ширину свободных проходов перед фронтом котлов оставляют на менее 1,5 м. Однако это оборудование не должно мешать обслуживанию котла. Ширина остальных проходов между котлами и стенами должна быть не менее 1,3 м. Расстояние от  верхней отметки котла или от отметки верхней площади обслуживания котла до нижних частей конструкций покрытия котельной должно быть не мене 2 м. Для обслуживания котлов устанавливают лестницы и площадки из несгораемых материалов. К площадкам более 5 м устанавливают не менее 2 лестниц шириной не менее 600 мм  с углом наклона к горизонту не более 50⁰.

Площадки, предназначенные для  обслуживания арматуры, контрольно-измерительных  приборов и т.п., выполняют шириной  не менее 800 мм, остальные площадки шириной не менее 600 мм.

Котельную оборудуют надлежащей вентиляцией и обеспечивают естественным и искусственным освещением, создающим  освещенность в пределах 5-50 лк. Аварийное  освещение предусматривают от самостоятельного источника энергии. В котельной располагают средства огнетушения в соответствии действующими правилами пожарной безопасности.

 

 

 

 

1.4. Тепловая  схема котельной с паровыми  котлами

 

Для покрытия чисто паровых нагрузок или для отпуска незначительного  количества тепловой энергии в  виде горячей воды от тепловых источников, предназначенных для снабжения потребителей паром, устанавливаются паровые котлы низкого давления. Развернутая тепловая схема с четырьмя паровыми котлами показана на чертеже 2.

       Пар из котлов  поступает на редукционно-охладительные установки РОУ, где снижаются его давление и температура. Температура снижается за счет испарения поданной в РОУ питательной воды, которая распыляется за счет снижения давления  с  14 -16 кгс/см²  до  6 кгс/см².

       Основная часть  пара отпускается на производственные нужды из паропроводов котельной, часть редуцированного и охлажденного  пара используется в пароводяных подогревателях сетевой воды, откуда направляется в закрытую систему тепловых сетей. Конденсат от внешних потребителей собирается в конденсатные баки и перекачивается конденсатными насосами  в деаэраторы питательной воды. Конденсат от пароводяных подогревателей, установленных в котельной, подается прямо в деаэраторы. Кроме того, имеется трубопровод для возможности слива его в конденсатные баки.

Каждый паровой котел укомплектован  питательным центробежным электронасосом. Для всех трёх установленных котлов установлен один такой же резервный  насос. Вода в паровые котлы может  также подаваться двумя паровыми поршневыми насосами.

       Фактические напоры  теплоносителей определяются исходя  из рабочего давления пара  в котлах и расчетах гидравлического  сопротивления системы трубопроводов,  арматуры и теплообменников.

 

 

 

 

2. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ  КОТЕЛЬНОГО АГРЕГАТА

 

2.1. Общие положения

 

       Тепловой расчет  котельного агрегата может иметь  двоякое назначение:

   а) при проектировании  нового котельного агрегата по  заданным параметрам его работы (паропроизводительность, температуры  перегретого пара, питательной воды, подогрева воздуха и др.) определяют величины всех его поверхностей нагрева.

   б)   при наличии готового  котельного агрегата проверяют  соответствие всех величин поверхностей  нагрева  заданным параметрам  его работы.

      Первый вид расчета  называется конструкторским, второй  – поверочным. В курсовом проекте выполняется поверочный расчет.

      Тепловой расчет  котельного агрегата производят  по методике, разработанной Всесоюзным  теплотехническим институтом им. Ф.А. Дзержинского и центральным  котлотурбинным институтом им. И.И.  Ползунова ВТИ и ЦКТИ. Величины котельного агрегата рассчитывают последовательно, начиная с топки, с последующим переходом к конвективным поверхностям нагрева. Предварительно выполняют ряд вспомогательных расчетов: составляют сводку конструктивных характеристик элементов котельного агрегата, определяют количество воздуха, необходимого для горения, количество дымовых газов по газоходам котельного агрегата и их энтальпию; составляют тепловой баланс   котельного агрегата.

        Тепловой расчет  котельного агрегата выполняют по следующим разделам:

 

 

4. ВЫБОР ОСНОВНОГО  И  ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

 

 

4.1.  Выбор питательных насосов.

 

Питательные насосы выбираются на подачу питательной воды при максимальной мощности котельной с запасом 10 %. Расчётный напор питательного насоса должен превышать давление пара на выходе из котла с учётом потерь давления в тракте и необходимой высоты подъёма воды.

По [1]

, МПа, 

где:

   = 1,3 МПа - избыточное давление в барабане котла;

 - запас давления на открытие  предохранительных клапанов, принимается  равным 5% от  ;

=0,17 МПа – сопротивление водяного  экономайзера, принято;

=0,2 МПа - сопротивление питательных трубопроводов от насоса до котла с учётом сопротивления АРП, принято;

=0,01 МПа - сопротивление всасывающих  трубопроводов, принято;

=0,03 МПа – давление столба  воды от оси деаэраторов до  оси барабана котла, принято;

=0,12 МПа – давление воды  в деаэраторе котла;

 

 МПа

Производительность питательного насоса:

т/ч,

где:

=2  - работающий и резервный  паровые котлы в котельной;

=20 т/ч – номинальная паропроизводительность  котла;

=0,6 т/ч – расход пара на  продувку (принят ранее);

=1,1 т/ч – расход питательной  воды на РОУ (принят ранее);

= 47,7 т/ч

 

По таблице 6,8 [3] выбираются 2 питательных электронасоса (один рабочий  со 100%-ой подачей, второй – резервный) марки ЦНСГ –60- 198 с характеристиками:

производительность Q= 60 м³/ч;

давление р_п.н = 1,98 МПа;

температура питательной воды t_пв = 100 °С;

номинальная мощность электродвигателя N_эл = 50 кВт.

 

4.2.  Выбор сетевых  насосов.

 

Сетевые насосы также  выбираются по производительности и  напору. Суммарная производительность насосов выбирается из расчёта обеспечения максимального расхода сетевой воды при выходе из строя одного насоса. В котельных устанавливается не менее двух насосов.

По  =150 т/ч к установке выбираются 2 насоса Д 200-95 с характеристиками:

производительность Q= 200 м³/ч;

давление р_п.н = 0,95 МПа;

номинальная мощность электродвигателя N_эл = 85 кВт.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.3.  Выбор  сетевых подогревателей.

 

Сетевые подогреватели выбираются по необходимой площади поверхности  нагрева.

Поверхность нагрева подогревателя:

, м²,

 

где:

    = 13,94 МВт – максимальная нагрузка отопления и горячего водоснабжения;

 - коэффициент теплопередачи,  Вт/м²К, для пароводяных подогревателей по [1] выбирается равным 2000 Вт/м²К;

- средняя разность температур  между теплоносителями в подогревателе, °С;

= =27°С;

Площадь поверхности  нагрева теплообменника:

= 223,4 м².

 

Так как по СНиП II-35-76 число  устанавливаемых подогревателей для систем отопления и вентиляции должно быть не менее двух, по таблице 10.7 [1] выбираются 2 горизонтальные пароводяные теплообменники ПВП – 224 с площадью поверхности нагрева 224 м² , площадью живого сечения для прохода воды  = 0, 5488 м². Допустимое давление пара = 1 МПа, = 300°С.

 

4.4. Выбор деаэраторов.

 

Деаэратор подпитывающей  воды выбирается по максимальному её расходу. Для закрытых систем теплоснабжения суммарная ёмкость баков деаэрированной воды выбирается из расчёта 20-минутной производительности деаэратора.

 

V_б = 20·G_п.в^макс / 60 = 20 ·47,5 / 60 = 15,83 м³.

Производительность головки  деаэратора выбирается по максимальному  расходу питательной воды, т.е G_п.в^макс = 47,5 т/ч.

По таблице 5-1 [4] выбираются 2 деаэратора марки ДСА-25  с параметрами: = 1,2 МПа,

 

 

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

Природный газ как  высокоэффективный энергоноситель, широко применяемый в настоящее  время  во всех звеньях общественного производства, оказывает прямое воздействие на увеличение выпуска промышленной продукции, рост производительности труда и снижение удельных расходов топлива, а, следовательно, и себестоимости выпускаемой продукции.

В результате реконструкции  котельной Речицкого пивзавода котел ДКВР 20/13 был переведен на природный газ. При этом был произведен расчет необходимого расхода газа для покрытия заданной нагрузки, определены параметры тепловой схемы, необходимая поверхность теплообмена экономайзера, т.е. выполнен его конструктивный расчет. Кроме того, выполнен поверочный котлоагрегата, рассчитана схема водоподготовки, а также сделан выбор основного и вспомогательного оборудования. Для надежной и безопасной эксплуатации котлоагрегата разработаны схемы автоматического контроля и регулирования процессов. В проекте отражены вопросы техники безопасности и охраны окружающей среды, на основе сметно-финансовой документации произведен расчет основных технико-экономических показателей, сделан сравнительный анализ работы котла на мазуте и газе, из чего определен экономический эффект.                                                                                

 

 

3.  ЛИТЕРАТУРА