Svrha proračuna toplotnog dijagrama kotlarnice je određivanje potrebnog toplotnu snagu(kapaciteta grijanja) kotlarnice i odaberite vrstu, broj i performanse kotlova. Termički proračun također vam omogućava da odredite parametre i troškove pare i vode, odaberete veličine i količine opreme i pumpi instaliranih u kotlarnici, odaberete armature, automatizaciju i sigurnosnu opremu. Toplotni proračun kotlarnice mora se izvršiti u skladu sa SNiP N-35-76 „Instalacije kotla. Standardi dizajna" (sa izmjenama i dopunama 1998. i 2007.). Termička opterećenja za proračun i izbor opreme kotlovnice treba odrediti za tri karakteristična režima: maksimalna zima - pri prosječnoj vanjskoj temperaturi u najhladnijim petodnevnim periodima; najhladniji mjesec - pri prosječnoj vanjskoj temperaturi u najhladnijem mjesecu; ljeto - na projektovanoj temperaturi spoljašnjeg vazduha tokom toplog perioda. Navedene prosječne i projektne vanjske temperature zraka uzimaju se u skladu sa građevinskim propisima za građevinsku klimatologiju i geofiziku i za projektiranje grijanja, ventilacije i klimatizacije. Ispod su kratka uputstva za proračun maksimalnih zimskih uslova.

U termičkom dijagramu industrijskog sistema grijanja pare kotlarnici, pritisak pare u kotlovima se održava jednak pritisku R, potreban proizvodni potrošač (vidi sliku 23.4). Ova para je suvo zasićena. Njegova entalpija, temperatura i entalpija kondenzata mogu se naći iz tabela termofizička svojstva vode i vodene pare. Pritisak pare usta, koristi se za grijanje mreže vode, tople vode u sistemu vodosnabdijevanja i zraka u grijačima, dobijenih prigušivanjem pare pritiskom R u reduktorskom ventilu RK2. Stoga se njena entalpija ne razlikuje od entalpije pare prije reduktorskog ventila. Entalpija i temperatura tlaka kondenzata pare usta treba odrediti iz tabela za ovaj pritisak. Konačno, para sa pritiskom od 0,12 MPa koja ulazi u deaerator se delimično formira u ekspanderu kontinuirano duvanje, a dijelom dobiveno prigušivanjem u reducirnom ventilu RK1. Stoga, kao prvu aproksimaciju, njegovu entalpiju treba uzeti jednakom srednjoj aritmetičkoj vrijednosti entalpije suhe zasićena para pri pritiscima R i 0,12 MPa. Entalpija i temperatura kondenzata pare sa pritiskom od 0,12 MPa moraju se odrediti iz tabela za ovaj pritisak.

Toplotna snaga kotlarnice jednaka je zbiru toplotnih snaga tehnoloških potrošača, grijanje, opskrba toplom vodom i ventilacija, kao i potrošnja toplinske energije za sopstvene potrebe kotlovnica

Toplotna snaga tehnoloških potrošača utvrđuje se prema podacima iz pasoša proizvođača ili se obračunava prema stvarnim podacima o tehnološki proces. U približnim proračunima možete koristiti prosječne podatke o stopama potrošnje topline.

U pogl. 19 je propisana procedura za obračun toplinske snage za različite potrošače. Maksimalna (obračunata) toplotna snaga grijanja industrijskih, stambenih i administrativnih prostorija utvrđuje se u skladu sa zapreminom zgrada, izračunatim vrijednostima temperature vanjskog zraka i zraka u svakoj zgradi. Izračunava se i maksimalna snaga toplinske ventilacije. industrijske zgrade. Prisilna ventilacija nije predviđeno u stambenoj izgradnji. Nakon određivanja toplinske snage svakog potrošača, izračunava se potrošnja pare za njih.

Proračun potrošnje pare za van termalnih potrošača vrši se prema zavisnostima (23.4)-(23.7), u kojima oznake toplotne snage potrošača odgovaraju oznakama usvojenim u pogl. 19. Toplotna snaga potrošača mora biti izražena u kW.

Potrošnja pare za tehnološke potrebe, kg/s:

gdje je /p, /k entalpija pare i kondenzata pod pritiskom R , kJ/kg; G| c je koeficijent očuvanja topline u mrežama.

Toplotni gubici u mrežama određuju se u zavisnosti od načina ugradnje, vrste izolacije i dužine cjevovoda (za više detalja vidi Poglavlje 25). IN preliminarni proračuni može se uzeti G| c = 0,85-0,95.

Potrošnja pare za grijanje, kg/s:

gdje je /p, /k entalpija pare i kondenzata, /p je određeno sa /? from; /k = = c in t 0K , kJ/kg; / ok - temperatura kondenzata nakon OK, °C.

Gubici toplote iz izmenjivača toplote u okruženje može se uzeti jednakim 2% prenesene toplote, G| onda = 0,98.

Potrošnja pare za ventilaciju, kg/s:

usta, kJ/kg.

Potrošnja pare po opskrba toplom vodom, kg/s:

gdje su /p, /k entalpija pare i kondenzata, respektivno, određene po usta, kJ/kg.

Da bi se odredio nazivni izlaz pare kotlarnice, potrebno je izračunati potrošnju pare koja se isporučuje vanjskim potrošačima:

Detaljnim proračunima toplotnog kruga određuju se utrošak dodatne vode i udio ispuhivanja, potrošnja pare za deaerator, potrošnja pare za loženje lož ulja, za grijanje kotlarnice i druge potrebe. Za približne proračune možemo se ograničiti na procjenu potrošnje pare za vlastite potrebe kotlovnice na ~6% potrošnje za vanjske potrošače.

Tada se maksimalna produktivnost kotlovnice, uzimajući u obzir približnu potrošnju pare za vlastite potrebe, određuje kao

Gdje to dn= 1,06 - koeficijent potrošnje pare za sopstvene potrebe kotlarnice.

Po veličini, pritisku R i goriva, odabire se vrsta i broj kotlova u kotlarnici sa nazivnom izlaznom parom 1G ohm iz standardnog raspona. Za ugradnju u kotlarnicu preporučujemo, na primjer, kotlove tipa KE i DE iz kotlovnice Biysk. KE kotlovi su dizajnirani za rad razne vrste čvrsto gorivo, DE kotlovi - na plin i lož ulje.

U kotlarnici mora biti ugrađeno više kotlova. Ukupna produktivnost kotlova mora biti veća ili jednaka D™*. Preporučljivo je ugraditi kotlove iste veličine u kotlovnicu. Rezervni kotao se obezbjeđuje kada je procijenjeni broj kotlova jedan ili dva. Kada je procijenjeni broj kotlova tri ili više, rezervni kotao se obično ne instalira.

Prilikom izračunavanja termičke šeme vruća voda kotlarnice određuje se toplinska snaga vanjskih potrošača, kao i kod proračuna toplinskog kruga parne kotlarnice. Tada se utvrđuje ukupna toplotna snaga kotlovnice:

gdje je Q K0T toplotna snaga toplovodne kotlovnice, MW; k sn == 1,06 - koeficijent potrošnje toplote za sopstvene potrebe kotlarnice; QBHi- toplotna snaga /-og potrošača toplote, MW.

Po veličini Q K0T odabire se standardna veličina i broj kotlova za toplu vodu. Kao iu parnoj kotlarnici, broj kotlova mora biti najmanje dva. Date su karakteristike toplovodnih kotlova.

Dijagram priključka ovisi o vrsti kotlova instaliranih u kotlarnici. ^ Moguće su sljedeće opcije:

Parni i toplovodni kotlovi;

Parni i toplovodni kotlovi;

Kotlovi za grijanje pare, vode i parne vode;

Kotlovi za grijanje vode i parne vode;

Parni i parno-vodeni kotlovi.

Dijagrami povezivanja parnih i toplovodnih kotlova koji su dio kotlovnice za grijanje pare i vode slični su prethodnim dijagramima (vidi Sl. 2.1 - 2.4).

Dijagrami priključka za kotlove za grijanje pare i vode ovise o njihovom dizajnu. Postoje 2 opcije:

I. Povezivanje kotla za grijanje par-voda sa grijanjem vode iz mreže unutar bubnja kotla (vidi sliku 2.5)

^ 1 – kotao za grijanje vode na paru; 2 –ROU; 3 – dovodni parovod; 4 – cjevovod kondenzata; 5 – odzračivač; 6 – pumpa za napajanje; 7 – HVO; 8 I 9 – PLTS i OLTS; 10 – mrežna pumpa; 11 – bojler za grijanje ugrađen u bubanj kotla; 12 – regulator temperature vode u PLTS; 13 – regulator dopune (regulator pritiska vode u OLTS-u); 14 – pumpa za šminkanje.

^ Slika 2.5 – Šema priključka za kotao za grijanje par-voda sa grijanjem mrežne vode unutar bubnja kotla

Grijač vode za grijanje ugrađen u bubanj kotla je izmjenjivač topline miješanog tipa (vidi sliku 2.6).

Mrežna voda ulazi u bubanj kotla kroz kutiju za umirivanje u šupljinu razvodne kutije koja ima perforirano stepenasto dno (vodičica i mjehurići). Perforacija obezbeđuje mlaz vode prema mešavini pare i vode koja dolazi sa evaporativnih grejnih površina kotla, što dovodi do zagrevanja vode.

^ 1 – tijelo bubnja kotla; 2 – voda iz OLTS-a; 3 I 4 – zaključavanje i nepovratni ventili; 5 – kolektor; 6 – kutija za smirenje; 7 – razvodna kutija sa stepenastim perforiranim dnom; 8 – vodilica; 9 – mehurasti list; 10 – mješavina pare i vode sa evaporativnih grijnih površina kotla; 11 – povrat vode na evaporativne grejne površine; 12 – izlaz zasićene pare u pregrijač; 13 – uređaj za odvajanje, npr 14 – rov za prikupljanje vode iz mreže; 15 – vodosnabdijevanje PLTS-a;.

^ Slika 2.6 – Mrežni bojler ugrađen u bubanj kotla

Kapacitet grijanja kotla Qk sastoji se od dvije komponente (toplota grijane vode u mreži i toplina pare):

Q K = M C (i 2 – i 1) + D P (i P – i PV), (2.1)

Gdje M C – protok mase grijana voda iz mreže;

I 1 i i 2 – entalpije vode prije i poslije zagrijavanja;

D P – izlaz pare kotla;

I P – entalpija pare;

Nakon transformacije (2.1):

. (2.2)

Iz jednadžbe (2.2) proizlazi da su potrošnja zagrijane vode M C i izlaz pare kotla D P međusobno povezani: pri Q K = const, s povećanjem izlazne pare, potrošnja vode iz mreže opada, a sa smanjenjem pare proizvodnja, potrošnja vode u mreži se povećava.

Odnos između potrošnje pare i količine zagrijane vode može biti različit, ali potrošnja pare mora biti najmanje 2% ukupne mase pare i vode kako bi se omogućilo da zrak i druge nekondenzujuće faze pobjegnu iz kotla.

II. Priključci na kotao za grijanje par-voda sa grijanjem mrežne vode u grijaćim površinama ugrađenim u dimovodni kanal (vidi sliku 2.7)

Slika 2.7 – Dijagram priključka za grijani kotao za grijanje para-voda

mrežne vode u grijaćim površinama ugrađenim u dimovodni kanal kotla

Na slici 2.7: 11* - mrežni bojler, izrađen u obliku površinskog izmjenjivača topline ugrađenog u dimovodni kanal kotla; preostali simboli su isti kao na slici 2.5.

Površine grijanja mrežnog grijača nalaze se u dimovodu kotla, pored ekonomajzera, u vidu dodatnog dijela. IN letnji period kada je odsutan opterećenje grijanja, ugrađeni grijač mreže služi kao dio ekonomajzera.

^ 2.3 Tehnološka struktura, toplotne snage i tehničko-ekonomskih pokazatelja kotlovnice

2.3.1 Tehnološka struktura kotlarnice

Oprema kotlarnice se obično dijeli u 6 tehnoloških grupa (4 glavne i 2 dodatne).

^ Na glavne tehnološke grupe uključuju opremu:

1) za pripremu goriva pre sagorevanja u kotlu;

2) za pripremu kotlovske napojne i dopunske vode;

3) za proizvodnju rashladnog sredstva (para ili zagrijane vode), tj. bojler-

Gate i njihova pomoćna oprema;

4) pripremiti rashladnu tečnost za transport kroz toplovodnu mrežu.

^ Među dodatnim grupe uključuju:

1) elektro oprema kotlarnice;

2) instrumentacija i sistemi automatizacije.

U parnim kotlovnicama, ovisno o načinu povezivanja kotlovskih jedinica na jedinice za toplinsku obradu, na primjer, na mrežne grijače, razlikuju se sljedeće tehnološke strukture:

1. centralizirano, u koje se usmerava para iz svih kotlova

Do centralnog parovoda kotlarnice, a zatim se distribuira u jedinice za toplinsku obradu.

2. Sectional, pri čemu svaka kotlovska jedinica radi na potpuno definisanoj

Podijeljena jedinica za toplinsku obradu s mogućnošću prebacivanja pare na susjedne (koje se nalaze u blizini) jedinice za toplinsku obradu. Oprema povezana mogućnošću zamjene oblika dio kotlarnice.

3. Blok struktura, pri čemu svaka kotlovska jedinica radi na određenom

Podeljeno postrojenje za termičku obradu bez mogućnosti preklapanja.

^ 2.3.2 Toplotna snaga kotlarnice

Toplotna snaga kotlarnice predstavlja ukupan kapacitet grijanja kotlovnice za sve vrste rashladnih tečnosti koje se napajaju iz kotlarnice preko toplovodne mreže eksternih potrošača.

Postoje instalirani, operativni i rezervni toplotni kapaciteti.

^ Instalirana toplotna snaga – zbir toplinskih snaga svih kotlova instaliranih u kotlarnici kada rade u nazivnom (pasoškom) načinu rada.

Radna toplotna snaga - toplinska snaga kotlarnice pri radu sa stvarnim toplinskim opterećenjem u datom trenutku.

IN rezervna toplotna snaga razlikovati toplotnu snagu eksplicitne i latentne rezerve.

^ Eksplicitna rezerva toplotne snage – zbir toplotne snage kotlova instaliranih u kotlarnici iu hladnom stanju.

Toplotna snaga latentne rezerve– razlika između instalirane i radne toplotne snage.

^ 2.3.3 Tehnički i ekonomski pokazatelji kotlarnice

Tehnički i ekonomski pokazatelji kotlovnice podijeljeni su u 3 grupe: energetski, ekonomski I operativni (radnici), koji su, shodno tome, namijenjeni procjeni tehničkog nivoa, efikasnosti i kvaliteta rada kotlarnice.

^ Energetski indikatori kotlarnice uključuju:



. (2.3)

Količina topline koju proizvodi kotlovska jedinica određena je:

Za parne kotlove:

gdje je D P količina pare proizvedene u kotlu;

I P – entalpija pare;

I PV – entalpija napojne vode;

D PR – količina vode za pročišćavanje;

I PR – entalpija uduvane vode.

^ Za kotlove za toplu vodu:

, (2.5)

gdje je M C maseni protok vode iz mreže kroz kotao;

I 1 i i 2 su entalpije vode prije i nakon zagrijavanja u kotlu.

Količina topline dobivena izgaranjem goriva određena je proizvodom:

, (2.6)

Gdje je B K potrošnja goriva u kotlu.

1. 
   Udio potrošnje topline za vlastite potrebe kotlovnice(odnos apsolutne potrošnje topline za vlastite potrebe prema količini proizvedene topline u kotlovskoj jedinici):

, (2.7)

gdje je Q CH apsolutna potrošnja topline za vlastite potrebe kotlovnice, koja ovisi o karakteristikama kotlovnice i uključuje potrošnju topline za pripremu napojne i dopunske vode kotla, grijanje i prskanje loživog ulja, grijanje kotlarnica, dovod tople vode u kotlarnicu itd.

U literaturi su date formule za obračun artikala potrošnje topline za vlastite potrebe

1. 
   Efikasnost mreža kotlovske jedinice, što za razliku od efikasnosti kotlovska jedinica bruto, ne uzima u obzir potrošnju topline za vlastite potrebe kotlovnice:

, (2.8)

Gdje
- proizvodnja topline u kotlovskoj jedinici bez uzimanja u obzir potrošnje topline za vlastite potrebe.

Uzimajući u obzir (2.7)

1. 
   Efikasnost toplotni tok, koji uzima u obzir gubitke toplote pri transportu rashladnih tečnosti unutar kotlarnice usled prenosa toplote u okolinu kroz zidove cevovoda i curenja rashladnog sredstva: η t n = 0,98÷0,99.
2. 
   ^ Efikasnost pojedinačni elementi toplotni dijagram kotlarnice:

efikasnost redukciono-rashladna jedinica – η red;

Efikasnost odzračivač nadopunjene vode – η DPV ;

Efikasnost grijači mreže – η sp.

6. Efikasnost kotlovnica– proizvod efikasnosti svi elementi, jedinice i instalacije koji čine toplinski krug kotlarnice, na primjer:

^ Efikasnost parna kotlovnica koja opskrbljuje parom potrošaču:

. (2.10)

Učinkovitost parne kotlovnice koja opskrbljuje potrošača grijanom mrežnom vodom:

Efikasnost kotlarnica za toplu vodu:

. (2.12)

1. 
   Specifična potrošnja standardno gorivo za proizvodnju toplotne energije- masa ekvivalentnog goriva utrošenog na proizvodnju 1 Gcal ili 1 GJ toplotne energije koja se isporučuje vanjskim potrošačima:

, (2.13)

Gdje B mačka– potrošnja ekvivalentnog goriva u kotlarnici;

Q otp– količinu topline koja se isporučuje iz kotlarnice do vanjskog potrošača.

Potrošnja ekvivalentnog goriva u kotlovnici određena je izrazima:

,
; (2.14)

,
, (2.15)

Gdje su 7000 i 29330 toplina sagorijevanja standardnog goriva u kcal/kg standardnog goriva. I

KJ/kg standardne težine

Nakon zamjene (2.14) ili (2.15) u (2.13):

, ; (2.16)

. . (2.17)

Efikasnost kotlovnica
I specifična potrošnja standardno gorivo
su najvažniji energetski indikatori kotlovnice i zavise od vrste instaliranih kotlova, vrste goriva koje se sagorijeva, snage kotlarnice, vrste i parametara rashladnih sredstava koja se isporučuju.

Ovisnost kotlova koji se koriste u sistemima za opskrbu toplinom o vrsti sagorijenog goriva:

^ Ekonomski pokazatelji kotlovnica uključuju:

1. 
   Kapitalne izdatke(kapitalna ulaganja) K, koji predstavljaju zbir troškova vezanih za izgradnju novog ili rekonstrukciju

postojeća kotlarnica.

Kapitalni troškovi ovise o kapacitetu kotlovnice, vrsti instaliranih kotlova, vrsti goriva koja se sagorijeva, vrsti rashladne tekućine koja se isporučuje i nizu specifičnih uslova (udaljenost od izvora goriva, vode, autoputa, itd.).

^ Približna struktura kapitalnih troškova:

Građevinsko-montažni radovi – (53÷63)% K;

Troškovi opreme – (24÷34)% K;

Ostali troškovi – (13÷15)% K.

1. 
   Specifični kapitalni troškovi k UD (kapitalni troškovi po jedinici toplotne snage kotlarnice Q KOT):

. (2.18)

Specifični kapitalni troškovi nam omogućavaju da odredimo očekivane kapitalne troškove za izgradnju novoprojektovane kotlovnice
po analogiji:

, (2.19)

Gdje - specifični kapitalni troškovi za izgradnju slične kotlovnice;

- toplotna snaga projektovane kotlovnice.

1. 
   ^ Godišnji troškovi koji se odnose na proizvodnju toplotne energije uključuju:

troškovi goriva, struje, vode i pomoćnog materijala;

Plaća i pripadajući odbici;

Troškovi amortizacije, tj. prenošenje troškova opreme kako se istroši na trošak proizvedene toplotne energije;

Održavanje;

Opšti troškovi kotlova.



. (2.20)

1. 
   Prikazani troškovi, koji predstavljaju zbir godišnjih troškova vezanih za proizvodnju toplotne energije i dijela kapitalnih troškova utvrđenih standardnim koeficijentom efikasnosti ulaganja E n:

. (2.21)

Recipročna vrijednost E n daje period povrata za kapitalne troškove. Na primjer, sa E n =0,12
period otplate
(godine).

Indikatori učinka, ukazuju na kvalitet rada kotlarnice i posebno uključuju:



. (2.22)


. (2.23)



. (2.24)

Ili uzimajući u obzir (2.22) i (2.23):

. (2.25)

^ 3 SNABDIJEVANJE TOPLOTNOM IZ Kombinovanih termoelektrana (CHP)

3.1 Princip kombinovane proizvodnje toplotnih i električna energija

Opskrba toplinom iz termoelektrana se naziva daljinsko grijanje - centralizovano snabdevanje toplotom zasnovano na kombinovanoj (zajedničkoj) proizvodnji toplotne i električne energije.

Alternativa daljinskom grijanju je odvojena proizvodnja toplinske i električne energije, odnosno kada se električna energija proizvodi u kondenzacijskim termoelektranama (CHP), i toplotnu energiju- u kotlarnicama.

Energetska efikasnost daljinskog grejanja leži u činjenici da se toplota pare koja se ispušta u turbini koristi za proizvodnju toplotne energije, čime se eliminiše:

Gubitak preostale topline pare nakon turbine;

Sagorijevanje goriva u kotlarnicama za proizvodnju toplinske energije.

Razmotrimo odvojenu i kombinovanu proizvodnju toplotne i električne energije (vidi sliku 3.1).

1 – generator pare; 2 - parna turbina; 3 – električni generator; 4 – kondenzator parna turbina; 4* - mrežni bojler; 5 - pumpa; 6 – PLTS; 7 – OLTS; 8 – mrežna pumpa.

Slika 3.1 – Odvojena (a) i kombinovana (b) proizvodnja toplotne i električne energije

D Da bi se preostala toplota pare koja se iscrpljuje u turbini iskoristila za potrebe snabdevanja toplotom, ona se iz turbine uklanja sa nešto više visoki parametri nego u kondenzatoru, a umjesto kondenzatora možete ugraditi mrežni grijač (4*). Uporedimo cikluse IES i CHP u

TS - dijagram u kojem područje ispod krive pokazuje količinu dovedene ili uklonjene topline u ciklusima (vidi sliku 3.2)

Slika 3.2 – Poređenje ciklusa IES i CHP

Legenda za sliku 3.2:

1-2-3-4 I 1*-2-3-4 – opskrba toplinom u ciklusima elektrane;

1-2, 1*-2 – zagrijavanje vode do temperature ključanja u ekonomajzeru kotla;

^ 2-3 – isparavanje vode u evaporativnim grijaćim površinama;

3-4 – pregrijavanje pare u pregrijaču;

4-5 I 4-5* - ekspanzija pare u turbinama;

5-1 – kondenzacija pare u kondenzatoru;

5*-1* - kondenzacija pare u grijaču mreže;

q e To– količina toplotne energije koja je ekvivalentna proizvedenoj električnoj energiji u ciklusu IES;

q e T– količina toplote koja je ekvivalentna proizvedenoj električnoj energiji u ciklusu CHP;

q To– toplota pare koja se odvodi kroz kondenzator u okolinu;

q T– toplina pare koja se koristi u opskrbi toplinom za grijanje vode u mreži.

I
Iz poređenja ciklusa proizlazi da u ciklusu grijanja, za razliku od ciklusa kondenzacije, teoretski nema gubitaka topline iz pare: dio topline se troši na proizvodnju električne energije, a preostala toplina se koristi za opskrbu toplinom. Istovremeno, specifična potrošnja toplote za proizvodnju električne energije opada, što se može ilustrirati Carnotovim ciklusom (vidi sliku 3.3):

Slika 3.3 – Poređenje CES i CHP ciklusa na primjeru Carnot ciklusa

Legenda za sliku 3.3:

Tp– temperatura dovoda toplote u ciklusima (temperatura pare na ulazu

Turbina);

Tk– temperatura odvođenja toplote u IES ciklusu (temperatura pare u kondenzatoru);

Tt- temperatura odvođenja toplote u CHP ciklusu (temperatura pare u grijaču mreže).

q e To , q e T , q To , q T- isto kao na slici 3.2.

Poređenje specifične potrošnje topline za proizvodnju električne energije.

Indikatori	IES	CHP
Količina toplote, izneveriti u ciklusu IES i CHP:	q P =Tp·ΔS	q P =Tp·ΔS
Količina toplote, ekvivalentno proizvedena električna energija:	Dakle, grijanje u odnosu na odvojenu proizvodnju toplinske i električne energije obezbjeđuje: Isključivanje kotlarnica u sistemima za snabdevanje toplotom. Smanjenje specifične potrošnje toplote za proizvodnju električne energije. Centralizacija snabdevanja toplotom (zbog velike toplotne snage termoelektrana), koja ima niz prednosti u odnosu na decentralizaciju (videti 1.3).

Kotlovnice se mogu razlikovati po zadacima koji su im dodijeljeni. Postoje izvori toplote koji imaju za cilj samo davanje toplote objektima, postoje oni koji greju vodu, a postoje i mešoviti koji istovremeno stvaraju toplotu i vruća voda. Budući da objekti koje opslužuje kotlarnica mogu biti različite veličine i potrošnju, onda prilikom gradnje treba biti posebno oprezan pri proračunu snage.

Snaga kotlarnice – zbir opterećenja

Da biste ispravno odredili koji električni kotao trebate kupiti, morate uzeti u obzir niz parametara. To uključuje karakteristike povezanog objekta, njegove potrebe i potrebu za rezervom. Detaljnije, snaga kotlarnice se sastoji od sljedećih veličina:

• Grijanje prostorija. Tradicionalno uzeto na osnovu područja. Međutim, i to treba uzeti u obzir toplotnih gubitaka i uključiti u proračun moć za njihovu kompenzaciju;
• Tehnološka zaliha. Ova stavka uključuje grijanje same kotlarnice. Za stabilan rad opreme potreban je određeni termički režim. To je naznačeno u pasošu opreme;
• Opskrba toplom vodom;
• Stock Postoje li planovi za povećanje grijane površine;
• Ostale potrebe. Da li se planira spajanje na kotlarnicu? pomoćne zgrade, bazene i druge prostore.

Prilikom izgradnje često se preporučuje podešavanje snage kotlarnice na osnovu udjela od 10 kW snage na 100 kvadratnih metara. Međutim, u stvarnosti, izračunavanje proporcije je mnogo teže. Neophodno je uzeti u obzir faktore kao što su „zastoji“ opreme tokom vanvršne sezone, moguće fluktuacije u potrošnji tople vode, kao i provjeriti koliko je izvodljivo nadoknaditi gubitak topline zgrade snagom toplote. kotlovnica. Često je ekonomičnije ukloniti ih na drugi način. Na osnovu gore navedenog, postaje očito da je racionalnije vjerovati stručnjacima za izračunavanje snage. Ovo će pomoći uštedjeti ne samo vrijeme, već i novac.

Toplotna snaga kotlovnice je ukupni kapacitet grijanja kotlovnice za sve vrste rashladnih tekućina koje se iz kotlovnice dovode kroz toplinsku mrežu do vanjskih potrošača.

Postoje instalirani, operativni i rezervni toplotni kapaciteti.

Instalirana toplotna snaga je zbir toplotnih snaga svih kotlova instaliranih u kotlarnici pri radu u nazivnom (certificiranom) načinu rada.

Radna toplotna snaga - toplotna snaga kotlarnice pri radu sa stvarnim toplotnim opterećenjem u datom trenutku.

U rezervnoj toplotnoj snazi, pravi se razlika između toplotne snage eksplicitne i latentne rezerve.

Toplotna snaga eksplicitne rezerve je zbir toplotne snage kotlova instaliranih u kotlarnici iu hladnom stanju.

Toplotna snaga latentne rezerve je razlika između instalirane i radne toplotne snage.

Tehničko-ekonomski pokazatelji kotlovnice

Tehničko-ekonomski pokazatelji kotlovnice podijeljeni su u 3 grupe: energetski, ekonomski i operativni (radni), koji su, shodno tome, namijenjeni procjeni tehničkog nivoa, efikasnosti i kvaliteta rada kotlovnice.

Energetski indikatori kotlovnice uključuju:

1. Efikasnost bruto kotlovska jedinica (omjer količine topline koju proizvodi kotlovska jedinica i količine topline dobivene izgaranjem goriva):

Količina topline koju proizvodi kotlovska jedinica određena je:

Za parne kotlove:

gdje je DP količina pare proizvedene u kotlu;

iP - entalpija pare;

iPV - entalpija napojne vode;

DPR - količina vode za pročišćavanje;

iPR je entalpija upuhivanja vode.

Za kotlove za toplu vodu:

gdje je MC maseni protok vode iz mreže kroz kotao;

i1 i i2 su entalpije vode prije i nakon zagrijavanja u kotlu.

Količina topline dobivena izgaranjem goriva određena je proizvodom:

gdje je BK potrošnja goriva u kotao.

2. Udio potrošnje topline za vlastite potrebe kotlovnice (odnos apsolutne potrošnje topline za vlastite potrebe kotlovnice prema količini proizvedene topline u kotlovnici):

gdje je QSN apsolutna potrošnja topline za vlastite potrebe kotlarnice, koja ovisi o karakteristikama kotlovnice i uključuje potrošnju topline za pripremu napojne i mrežne vode za dopunu, grijanje i prskanje lož ulja, grijanje kotla prostorija, dovod tople vode u kotlarnicu itd.

U literaturi su date formule za obračun artikala potrošnje topline za vlastite potrebe

3. Efikasnost net kotlovska jedinica, koja za razliku od efikasnosti kotlovska jedinica bruto, ne uzima u obzir potrošnju topline za vlastite potrebe kotlovnice:

gdje je proizvodnja topline u kotlovskoj jedinici bez uzimanja u obzir potrošnje topline za vlastite potrebe.

Uzimajući u obzir (2.7)

• 4. Efikasnost toplotni tok, koji uzima u obzir gubitke toplote tokom transporta rashladnih tečnosti unutar kotlarnice usled prenosa toplote u okolinu kroz zidove cevovoda i curenja rashladne tečnosti: ztn = 0,98h0,99.
• 5. Efikasnost pojedinačni elementi toplotnog kruga kotlarnice:
  • * efikasnost redukciono-rashladna jedinica - zrow;
  • * efikasnost odzračivač nadopunjene vode - zdpv;
  • * efikasnost grijači mreže - zsp.
• 6. Efikasnost kotlarnica - proizvod efikasnosti svi elementi, jedinice i instalacije koji čine toplinski krug kotlarnice, na primjer:

Efikasnost parna kotlovnica koja opskrbljuje parom potrošaču:

Učinkovitost parne kotlovnice koja opskrbljuje potrošača grijanom mrežnom vodom:

Efikasnost kotlarnica za toplu vodu:

7. Specifična potrošnja ekvivalentnog goriva za proizvodnju toplotne energije - masa ekvivalentnog goriva utrošenog na proizvodnju 1 Gcal ili 1 GJ toplotne energije isporučene vanjskom potrošaču:

gdje je Bkot potrošnja ekvivalentnog goriva u kotlarnici;

Qotp je količina topline koja se isporučuje iz kotlarnice do vanjskog potrošača.

Potrošnja ekvivalentnog goriva u kotlovnici određena je izrazima:

gdje su 7000 i 29330 toplina sagorijevanja standardnog goriva u kcal/kg standardnog goriva. i kJ/kg standardne težine

Nakon zamjene (2.14) ili (2.15) u (2.13):

Efikasnost kotlarnica i specifična potrošnja ekvivalentnog goriva su najvažniji energetski pokazatelji kotlarnice i zavise od vrste instaliranih kotlova, vrste goriva koje se sagorijeva, snage kotlarnice, vrste i parametara rashladnih sredstava koja se isporučuju.

Ovisnost kotlova koji se koriste u sistemima za opskrbu toplinom o vrsti sagorijenog goriva:

Ekonomski pokazatelji kotlovnice uključuju:

1. Kapitalni troškovi (kapitalna ulaganja) K, koji predstavljaju zbir troškova vezanih za izgradnju novog ili rekonstrukciju

postojeća kotlarnica.

Kapitalni troškovi ovise o kapacitetu kotlovnice, vrsti instaliranih kotlova, vrsti goriva koja se sagorijeva, vrsti rashladne tekućine koja se isporučuje i nizu specifičnih uslova (udaljenost od izvora goriva, vode, autoputa, itd.).

Približna struktura kapitalnih troškova:

• * građevinski i instalaterski radovi - (53h63)% K;
• * troškovi opreme - (24h34)% K;
• * ostali troškovi - (13h15)% K.
• 2. Specifični kapitalni troškovi kUD (kapitalni troškovi koji se odnose na jedinicu toplotne snage kotlarnice QKOT):

Specifični kapitalni troškovi omogućavaju određivanje očekivanih kapitalnih troškova za izgradnju novoprojektirane kotlovnice pomoću analoga:

gdje - specifični kapitalni troškovi za izgradnju slične kotlovnice;

Toplotna snaga projektovane kotlovnice.

• 3. Godišnji troškovi povezani sa proizvodnjom toplotne energije uključuju:
  • * troškovi goriva, struje, vode i pomoćnog materijala;
  • * plate i povezani odbici;
  • * naknade za amortizaciju, tj. prenošenje troškova opreme kako se istroši na trošak proizvedene toplotne energije;
  • * Održavanje;
  • * opšti troškovi kotlova.
• 4. Trošak toplotne energije, koji je odnos iznosa godišnjih troškova koji se odnose na proizvodnju toplotne energije i količine toplote koja se isporučuje spoljnim potrošačima tokom godine:

5. Smanjeni troškovi, koji predstavljaju zbir godišnjih troškova vezanih za proizvodnju toplotne energije i dela kapitalnih troškova utvrđenih standardnim koeficijentom efikasnosti ulaganja En:

Recipročna vrijednost En daje period povrata za kapitalne izdatke. Na primjer, sa En=0,12 period povrata (godine).

Radni indikatori ukazuju na kvalitet rada kotlarnice, a posebno uključuju:

1. Koeficijent radnog vremena (odnos stvarnog vremena rada kotlarnice ff prema kalendaru ff):

2. Prosječni koeficijent toplinskog opterećenja (odnos prosječnog toplinskog opterećenja Qav za određeni vremenski period i maksimalnog mogućeg toplinskog opterećenja Qm za isti period):

3. Faktor maksimalnog iskorišćenja toplotnog opterećenja (odnos stvarno proizvedene toplotne energije za određeni vremenski period prema maksimalno mogućoj proizvodnji za isti period):

Ova kotlarnica je projektovana za obezbeđivanje toplote u sistemima za grejanje, ventilaciju, snabdevanje toplom vodom i procesnu toplotu. Prema vrsti energetskog nosača i shemi njegove opskrbe potrošaču, HRSG se klasificira kao opskrba parom s povratom kondenzata i toplom vodom prema zatvorena šema snabdevanje toplotom.

Toplotna snaga HRSG određuje se zbirom satne potrošnje topline za grijanje i ventilaciju u maksimalnom zimskom režimu, maksimalne satne potrošnje topline za tehnološke svrhe i maksimalne satne potrošnje topline za opskrbu toplom vodom (na zatvoreni sistemi mreže za grijanje).

Radna snaga jedinice - ukupna snaga rad kotlovskih jedinica pri stvarnom opterećenju u datom vremenskom periodu. Radna snaga se utvrđuje na osnovu zbira toplotnog opterećenja potrošača i toplotne energije koja se koristi za sopstvene potrebe kotlovnice. Proračuni također uzimaju u obzir gubitke topline u ciklusu para-voda kotlovnice i toplinske mreže.

Određivanje maksimalne produktivnosti kotlovske instalacije i broja instaliranih kotlova

Q ku U = Q ov +Q topla voda +Q tex +Q ch +DQ, W (1)

gde su Q ov, Q tople vode, Qtech potrošnja toplote, respektivno, za grejanje i ventilaciju, snabdevanje toplom vodom i za tehnološke potrebe, W (kako je navedeno); Qch - potrošnja toplote za sopstvene potrebe kotlovnice, W; DQ - gubici u ciklusu instalacije kotla i u mrežama grijanja (prihvaćeni u iznosu od 3% ukupne toplinske snage jedinice za toplinsku obradu).

Q gv = 1,5 MW;

Q tople vode = 4,17*(55-15)/(55-5)= 3,34 MW

Potrošnja topline za tehnološke potrebe određena je formulom:

Qtex = Dtex (h PARA -h HV), MW (2)

gdje je D tech = 10 t/h = 2,77 kg/s - potrošnja pare za tehnologiju (kako je specificirano); h nap = 2,789 MJ/kg - entalpija zasićene pare pri pritisku od 1,4 MPa; h XB = 20,93 kJ/kg = 0,021 MJ/kg - entalpija hladne (izvorne) vode.

Qtex = 2,77 (2,789 - 0,021) = 7,68 MW

Toplotna energija koju HRSG troši za svoje potrebe zavisi od vrste i vrste goriva, kao i od vrste sistema za snabdevanje toplotom. Troši se na zagrijavanje vode prije ugradnje hemijsko čišćenje, odzračivanje vode, zagrevanje mazuta, duvanje i čišćenje grejnih površina itd. Prihvatamo u okviru 10-15% spoljne ukupne potrošnje toplote za grejanje, ventilaciju, toplovodnu i tehnološke potrebe.

Q cn = 0,15*(4,17+3,34+7,68)= 2,27 MW

DQ = 0,03*15,19 = 0,45 MW

Q ku U = 4,17+3,34+7,68+2,27 +0,45 =18 W

Tada će toplinska snaga jedinice za povrat topline za tri načina rada kotlovnice biti:

1) maksimalna zima:

Q cu m.z = 1,13 (Q OV + Q topla voda + Q tex) ;MW (3)

Q ku m.z = 1,13(4,17+3,34 +7,68) = 17,165 MW

2) najhladniji mjesec:

Q cu n.h.m = Q cu m.z *(18-t nisko)/(18-t ali) ,MW (4)

Q ku n.h.m =17,165*(18+17)/(18+31)=11,78 MW

gdje t ali = -31°C - projektna temperatura za projektovanje grejanja - najhladniji petodnevni period (Kob = 0,92); t nv = - 17°S - projektna temperatura za projektovanje ventilacije - in hladnog perioda godine (parametri A).

Odabir broja letjelica.

Preliminarni broj letjelica za maksimalan zimski period može se odrediti formulom:

Nalazimo ga pomoću formule:

Q ka=2,7 (2,789-0,4187)+0,01 5 2,7 (0,826-0,4187)=6,6 MW

najbliža letjelica DKVR-6.5-13

Prilikom donošenja konačne odluke o broju letjelica moraju biti ispunjeni sljedeći uslovi:

• 1) broj letjelica mora biti najmanje 2
• 2) u slučaju kvara jednog od kotlova, oni koji su ostali u radu moraju obezbijediti toplotnu snagu najhladnijeg mjeseca
• 3) potrebno je obezbijediti mogućnost popravke letjelice (najmanje jedan kotao)

Količina letjelica za najhladniji period: Q cu n.h.m / Q ka=11,78/6,6=1,78=2 KA

Broj letjelica za letnji period: 1,13 (Q topla voda + Qtex)/ Q ka=1,13(3,34+7,68)=1,88=2 KA.