Bestimmung der installierten Wärmeleistung des Heizraums. Berechnung des Wärmediagramms des Heizraums, Auswahl der Standardgröße und Anzahl der Kessel. Berechnungen korrigieren - zusätzliche Punkte

Kesselhäuser können sich in den ihnen zugewiesenen Aufgaben unterscheiden. Es gibt Wärmequellen, die nur dazu dienen, Objekte mit Wärme zu versorgen, es gibt Warmwasserquellen und es gibt gemischte Quellen, die gleichzeitig Wärme und Warmwasser erzeugen. Da die vom Heizraum bedienten Gegenstände möglicherweise sind verschiedene Größen und Verbrauch, dann sollten Sie beim Bau besonders vorsichtig bei der Leistungsberechnung sein.

Heizraumleistung – Summe der Lasten

Um richtig zu bestimmen, welchen Leistungskessel Sie kaufen sollten, müssen Sie eine Reihe von Parametern berücksichtigen. Dazu gehören die Eigenschaften des verbundenen Objekts, seine Bedürfnisse und der Bedarf an Reserve. Im Einzelnen setzt sich die Heizraumleistung aus folgenden Größen zusammen:

• Beheizung von Räumlichkeiten. Traditionell basierend auf der Fläche. Es sollte jedoch auch berücksichtigt werden Wärmeverluste und in die Berechnung die Ausgleichsleistung einbeziehen;
• Technologischer Bestand. Dieser Posten umfasst die Beheizung des Heizraums selbst. Für einen stabilen Betrieb der Geräte ist ein bestimmtes thermisches Regime erforderlich. Es ist im Ausrüstungspass angegeben;
• Warmwasserversorgung;
• Aktie Gibt es Pläne, die beheizte Fläche zu vergrößern?
• Andere Bedürfnisse. Ist ein Anschluss an den Heizraum geplant? Nebengebäude, Schwimmbäder und andere Räumlichkeiten.

Beim Bau wird oft empfohlen, die Leistung des Heizraums auf den Anteil von 10 kW Leistung pro 100 Quadratmeter festzulegen. In der Realität ist die Berechnung des Anteils jedoch deutlich schwieriger. Es ist notwendig, Faktoren wie „Ausfallzeiten“ von Geräten während der Nebensaison, mögliche Schwankungen des Warmwasserverbrauchs zu berücksichtigen und auch zu prüfen, wie machbar es ist, den Wärmeverlust des Gebäudes mit der Leistung des Gebäudes auszugleichen Heizungsraum. Oft ist es wirtschaftlicher, sie auf andere Weise zu beseitigen. Basierend auf dem oben Gesagten wird deutlich, dass es sinnvoller ist, die Leistungsberechnung Spezialisten anzuvertrauen. Dadurch sparen Sie nicht nur Zeit, sondern auch Geld.

Dieser Heizraum dient zur Wärmeversorgung von Heizungs-, Lüftungs-, Warmwasserversorgungs- und Prozesswärmeversorgungssystemen. Je nach Art des Energieträgers und dem Schema seiner Versorgung des Verbrauchers wird der HRSG als Dampflieferant mit Kondensat- und Warmwasserrückführung klassifiziert geschlossenes Schema Wärmeversorgung.

Wärmeleistung von HRSG wird durch die Summe des stündlichen Wärmeverbrauchs für Heizung und Lüftung im maximalen Wintermodus, des maximalen stündlichen Wärmeverbrauchs für technologische Zwecke und des maximalen stündlichen Wärmeverbrauchs für bestimmt Warmwasserversorgung(bei geschlossene Systeme Wärmenetze).

Arbeitsleistung des Geräts- die Gesamtleistung der in Betrieb befindlichen Kesseleinheiten bei tatsächlicher Belastung in einem bestimmten Zeitraum. Die Betriebsleistung wird aus der Summe der thermischen Belastung der Verbraucher und der darin eingesetzten thermischen Energie ermittelt eigene Bedürfnisse Heizungsraum Die Berechnungen berücksichtigen auch Wärmeverluste im Dampf-Wasser-Kreislauf der Kesselanlage und Wärmenetze.

Ermittlung der maximalen Produktivität der Kesselanlage und der Anzahl der installierten Kessel

Q ku U = Q ov +Q heißes Wasser +Q tex +Q ch +DQ, W (1)

wobei Q ov, Q Warmwasser, Qtech jeweils der Wärmeverbrauch für Heizung und Lüftung, Warmwasserversorgung und technologischer Bedarf sind, W (wie angegeben); Qch – Wärmeverbrauch für den Eigenbedarf der Kesselanlage, W; DQ - Verluste im Kreislauf der Kesselanlage und in Wärmenetzen (akzeptiert in Höhe von 3 % der gesamten Wärmeleistung der Wärmebehandlungsanlage).

Q gw = 1,5 MW;

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

Der Wärmeverbrauch für technologische Zwecke wird durch die Formel bestimmt:

Qtex = Дtex (h STEAM -h ХВ), MW (2)

wobei D tech = 10 t/h = 2,77 kg/s – Dampfverbrauch für Technologie (wie angegeben); h nap = 2,789 MJ/kg -Enthalpie gesättigter Dampf bei einem Druck von 1,4 MPa; h XB = 20,93 kJ/kg = 0,021 MJ/kg – Enthalpie von kaltem (Quell-)Wasser.

Qtex = 2,77 (2,789 – 0,021) = 7,68 MW

Die vom HRSG für den Eigenbedarf verbrauchte Wärmeleistung hängt von seiner Art und Art des Brennstoffs sowie von der Art des Wärmeversorgungssystems ab. Es wird zum Erhitzen des Wassers vor der Installation aufgewendet chemische Reinigung, Entgasung von Wasser, Erhitzen von Heizöl, Ausblasen und Reinigen von Heizflächen usw. Wir akzeptieren innerhalb von 10-15 % des Äußeren Gesamtverbrauch Wärme für Heizung, Lüftung, Warmwasserversorgung und technischen Bedarf.

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

Dann Wärmekraft KU für drei Betriebsarten des Heizraums beträgt:

1) maximaler Winter:

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

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

2) der kälteste Monat:

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

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

wo aber = -31°C – Auslegungstemperatur für Heizungsauslegung – kältester Fünf-Tage-Zeitraum (Kob = 0,92); t nv = - 17°С - Auslegungstemperatur für Lüftungsauslegung - in kalte Periode Jahre (Parameter A).

Auswahl der Anzahl der Raumfahrzeuge.

Vorläufige maximale Anzahl an Raumfahrzeugen Winterzeit kann durch die Formel bestimmt werden:

Wir finden es mit der Formel:

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

nächstgelegene Raumsonde DKVR-6.5-13

Bei der endgültigen Entscheidung über die Anzahl der Raumfahrzeuge müssen folgende Bedingungen erfüllt sein:

• 1) Die Anzahl der Raumfahrzeuge muss mindestens 2 betragen
• 2) Bei Ausfall eines der Kessel müssen die verbleibenden in Betrieb befindlichen Kessel die Wärmeleistung des kältesten Monats liefern
• 3) Es muss die Möglichkeit einer Reparatur des Raumfahrzeugs vorgesehen werden Sommerzeit(mindestens ein Kessel)

Anzahl der Raumfahrzeuge für die kälteste Zeit: Q cu n.h.m / Q ka=11,78/6,6=1,78=2 KA

Anzahl der Raumfahrzeuge für die Sommerperiode: 1,13 (Q Warmwasser + Qtex)/ Q ka=1,13(3,34+7,68)=1,88=2 KA.

3.3. Auswahl des Kesseltyps und der Kesselleistung

Anzahl der in Betrieb befindlichen Kesseleinheiten nach Modus Heizperiode hängt von der erforderlichen Wärmeleistung des Heizraums ab. Die maximale Betriebseffizienz der Kesseleinheit wird bei Nennlast erreicht. Daher müssen Leistung und Anzahl der Kessel so gewählt werden, dass sie in verschiedenen Betriebsarten der Heizperiode Belastungen nahe der Nennlast haben.

Die Anzahl der in Betrieb befindlichen Kesseleinheiten wird durch den relativen Wert der zulässigen Reduzierung der thermischen Leistung des Kesselhauses im kältesten Monat der Heizperiode bei Ausfall einer der Kesseleinheiten bestimmt

, (3.5)

Wo ist die minimal zulässige Leistung des Kesselhauses im kältesten Monat? – maximale (berechnete) Wärmeleistung des Heizraums, z– Anzahl der Kessel. Aus dem Zustand wird die Anzahl der installierten Kessel ermittelt , Wo

Backup-Kessel werden nur dann installiert, wenn besondere Anforderungen an die Zuverlässigkeit der Wärmeversorgung bestehen. In Dampf- und Warmwasserkesselhäusern werden in der Regel 3–4 Kessel installiert, was und entspricht. Es sollten Kessel gleichen Typs und gleicher Leistung installiert werden.

3.4. Eigenschaften von Kesseleinheiten

Dampfkesselanlagen werden je nach Leistung in drei Gruppen eingeteilt: geringer Strom(4…25 t/h), mittlere Leistung(35...75 t/h), hohe Energie(100...160 t/h).

Basierend auf dem Dampfdruck können Kesseleinheiten in zwei Gruppen eingeteilt werden: niedriger Druck(1,4...2,4 MPa), Durchschnittsdruck 4,0 MPa.

Zu den Niederdruck- und Niederleistungsdampfkesseln gehören DKVR-, KE- und DE-Kessel. Dampfkessel erzeugen gesättigten oder leicht überhitzten Dampf. Neu Dampfkocher KE- und DE-Niederdruck haben eine Kapazität von 2,5…25 t/h. Kessel der KE-Serie sind für die Verbrennung ausgelegt fester Brennstoff. Die Hauptmerkmale der Kessel der KE-Serie sind in Tabelle 3.1 aufgeführt.

Tabelle 3.1

Basic Designmerkmale Kessel KE-14S

Kessel der KE-Serie können stabil im Bereich von 25 bis 100 % der Nennleistung betrieben werden. Kessel der DE-Serie sind für die Verbrennung flüssiger und gasförmiger Brennstoffe ausgelegt. Die Hauptmerkmale der Kessel der DE-Serie sind in Tabelle 3.2 aufgeführt.

Tabelle 3.2

Hauptmerkmale der Kessel der DE-14GM-Serie

Kessel der DE-Serie erzeugen gesättigte ( T=194 0 C) oder leicht überhitzter Dampf ( T=225 0 C).

Warmwasserkesseleinheiten sorgen dafür Temperaturdiagramm Betrieb von Wärmeversorgungssystemen 150/70 0 C. Es werden Wasserheizkessel der Marken PTVM, KV-GM, KV-TS, KV-TK hergestellt. Die Bezeichnung GM bedeutet Gasöl, TS – Festbrennstoff mit Schichtverbrennung, TK – Festbrennstoff mit Kammerverbrennung. Warmwasserboiler sind in drei Gruppen unterteilt: niedrige Leistung bis 11,6 MW (10 Gcal/h), mittlere Leistung 23,2 und 34,8 MW (20 und 30 Gcal/h), hohe Leistung 58, 116 und 209 MW (50, 100 und 180 Gcal/h). H). Die Hauptmerkmale der KV-GM-Kessel sind in Tabelle 3.3 aufgeführt (die erste Zahl in der Spalte „Gastemperatur“ gibt die Temperatur bei der Verbrennung von Gas an, die zweite die Temperatur bei der Verbrennung von Heizöl).

Tabelle 3.3

Hauptmerkmale der KV-GM-Kessel

Charakteristisch	KV-GM-4	KV-GM-6.5	KV-GM-10	KV-GM-20	KV-GM-30	KV-GM-50	KV-GM-100
Leistung, MW	4,6	7,5	11,6	23,2
Wassertemperatur, 0 C	150/70	150/70	150/70	150/70	150/70	150/70	150/70
Gastemperatur, 0 C	150/245	153/245	185/230	190/242	160/250	140/180	140/180

Um die Anzahl der installierten Kessel in einem Dampf-Wasser-Heizkesselraum zu reduzieren, wurden einheitliche Dampf-Wasser-Heizkessel geschaffen, die entweder eine Art von Kühlmittel – Dampf oder Heißwasser – oder zwei Arten – sowohl Dampf als auch Dampf – erzeugen können heißes Wasser. Basierend auf dem PTVM-30-Kessel wurde der KVP-30/8-Kessel mit einer Kapazität von 30 Gcal/h für Wasser und 8 t/h für Dampf entwickelt. Beim Betrieb im Dampf-Wasser-Heizmodus werden im Kessel zwei unabhängige Kreisläufe gebildet – Dampf- und Wasserheizkreis. Bei unterschiedlicher Ansteuerung der Heizflächen kann sich die Wärme- und Dampfproduktion verändern und dabei unverändert bleiben totale Kraft Kessel Der Nachteil von Dampf-Wasser-Kesseln ist die Unmöglichkeit einer gleichzeitigen Regelung von Dampf und Dampflast. heißes Wasser. In der Regel wird der Betrieb des Kessels durch die Wärmeabgabe an das Wasser geregelt. In diesem Fall wird die Dampfleistung des Kessels durch seine Eigenschaften bestimmt. Es können Regime mit übermäßiger oder fehlender Dampfproduktion auftreten. Um überschüssigen Dampf in der Wasserleitung des Netzes zu nutzen, muss ein Dampf-Wasser-Wärmetauscher installiert werden.

Der Zweck der Berechnung des Wärmediagramms eines Heizraums besteht darin, die erforderliche Wärmeleistung (Heizleistung) des Heizraums zu bestimmen und den Typ, die Anzahl und die Leistung der Heizkessel auszuwählen. Mit der thermischen Berechnung können Sie auch die Parameter und Kosten von Dampf und Wasser bestimmen, die Größe und Menge der im Heizraum installierten Geräte und Pumpen auswählen sowie Armaturen, Automatisierungs- und Sicherheitsausrüstung auswählen. Die thermische Berechnung des Heizraums muss gemäß SNiP N-35-76 „Kesselinstallationen“ durchgeführt werden. Design Standards“ (in der Fassung von 1998 und 2007). Thermische Belastungen Zur Berechnung und Auswahl der Heizraumausrüstung müssen diese für drei charakteristische Modi ermittelt werden: maximaler Winter - bei durchschnittlicher Außentemperatur im kältesten Fünf-Tage-Zeitraum; der kälteste Monat - bei durchschnittlicher Außentemperatur im kältesten Monat; Sommer - bei der Auslegungstemperatur der Außenluft während der Warmzeit. Die angegebenen Durchschnitts- und Auslegungstemperaturen der Außenluft werden gemäß den Bauvorschriften für Bauklimatologie und Geophysik sowie für die Auslegung von Heizung, Lüftung und Klimatisierung ermittelt. Nachfolgend finden Sie eine kurze Anleitung zur Berechnung maximaler Winterbedingungen.

Im Wärmediagramm der industriellen Heizungsanlage Dampf Im Kesselraum wird der Dampfdruck in den Kesseln auf dem gleichen Druck gehalten R, benötigter Produktionsverbraucher (siehe Abb. 23.4). Dieser Dampf ist trocken gesättigt. Seine Enthalpie, Temperatur und Kondensatenthalpie können den Tabellen entnommen werden thermophysikalische Eigenschaften Wasser und Wasserdampf. Dampfdruck Mund, Wird zum Erhitzen von Netzwasser, Warmwasserversorgungswasser und Luft in Heizgeräten verwendet und durch Drosselung von Dampf mit Druck gewonnen R im Druckminderventil RK2. Daher unterscheidet sich seine Enthalpie nicht von der Enthalpie des Dampfes vor dem Druckminderventil. Enthalpie und Temperatur des Dampfkondensatdrucks Mund Für diesen Druck sollte aus Tabellen ermittelt werden. Schließlich wird im Expander teilweise Dampf mit einem Druck von 0,12 MPa gebildet, der in den Entgaser eintritt kontinuierliches Blasen und teilweise durch Drosselung im Druckminderventil erreicht RK1. Daher sollte seine Enthalpie in erster Näherung gleich dem arithmetischen Mittelwert der Enthalpien von trockenem Sattdampf bei Drücken angenommen werden R und 0,12 MPa. Für diesen Druck müssen die Enthalpie und die Temperatur von Dampfkondensat bei einem Druck von 0,12 MPa aus Tabellen ermittelt werden.

Die Wärmeleistung des Heizraums ist gleich der Summe der Wärmeleistungen technologische Verbraucher, Heizung, Warmwasserversorgung und Belüftung sowie Wärmeverbrauch für den Eigenbedarf des Heizraums.

Die Wärmeleistung technologischer Verbraucher wird anhand der Passdaten des Herstellers ermittelt oder anhand tatsächlicher Daten berechnet technologischer Prozess. In ungefähren Berechnungen können Sie durchschnittliche Daten zu Wärmeverbrauchsraten verwenden.

In Kap. 19 legt das Verfahren zur Berechnung der Wärmeleistung für verschiedene Verbraucher fest. Die maximale (berechnete) Wärmeleistung zur Beheizung von Industrie-, Wohn- und Verwaltungsräumen wird in Abhängigkeit vom Gebäudevolumen, den berechneten Werten der Außenlufttemperatur und der Luft in jedem Gebäude bestimmt. Außerdem wird die maximale thermische Lüftungsleistung berechnet. Industriegebäude. Zwangsbelüftung in der Wohnbebauung nicht vorgesehen. Nach der Ermittlung der Wärmeleistung jedes Verbrauchers wird der Dampfverbrauch für ihn berechnet.

Berechnung des Dampfverbrauchs für externe thermische Verbraucher erfolgt nach den Abhängigkeiten (23.4)-(23.7), wobei die Bezeichnungen der Wärmeleistung der Verbraucher den im Kapitel übernommenen Bezeichnungen entsprechen. 19. Die Wärmeleistung der Verbraucher muss in kW angegeben werden.

Dampfverbrauch für technologische Zwecke, kg/s:

Dabei ist /p, /k die Enthalpie von Dampf und Kondensat bei Druck R , kJ/kg; G| c ist der Wärmeerhaltungskoeffizient in Netzwerken.

Wärmeverluste in Netzen werden abhängig von der Installationsart, der Art der Isolierung und der Länge der Rohrleitungen bestimmt (weitere Einzelheiten siehe Kapitel 25). IN vorläufige Berechnungen kann G| genommen werden c = 0,85-0,95.

Dampfverbrauch zum Heizen, kg/s:

wobei /p, /k die Enthalpie von Dampf und Kondensat ist, /p wird bestimmt durch /? aus; /k = = c in t 0K , kJ/kg; / ok – Kondensattemperatur nach OK, °C.

Wärmeverluste von Wärmetauschern in Umfeld kann als 2 % der übertragenen Wärme G| angenommen werden dann = 0,98.

Dampfverbrauch für Belüftung, kg/s:

Mund, kJ/kg.

Dampfverbrauch für Warmwasserbereitung, kg/s:

wobei /p, /k die Enthalpie von Dampf bzw. Kondensat sind, bestimmt durch Mund, kJ/kg.

Um die Nenndampfleistung des Heizraums zu ermitteln, muss der an externe Verbraucher gelieferte Dampfverbrauch berechnet werden:

Detaillierte Berechnungen des Wärmekreislaufs ermitteln den Verbrauch an zusätzlichem Wasser und den Anteil der Abschlämmung, den Dampfverbrauch für den Entgaser, den Dampfverbrauch zum Heizen von Heizöl, zum Heizen des Heizraums und andere Bedürfnisse. Für überschlägige Berechnungen können wir uns darauf beschränken, den Dampfverbrauch für den Eigenbedarf des Kesselhauses auf ~6 % des Verbrauchs für externe Verbraucher zu schätzen.

Dann maximale Performance Der Heizraum wird unter Berücksichtigung des ungefähren Dampfverbrauchs für den Eigenbedarf bestimmt als

Wo zu dn= 1,06 - Dampfverbrauchskoeffizient für den Eigenbedarf des Kesselhauses.

Nach Größe, Druck R und Brennstoff werden Art und Anzahl der Kessel im Kesselraum mit Nenndampfleistung ausgewählt 1G Ohm aus dem Standardsortiment. Für den Einbau in einen Heizraum empfehlen wir beispielsweise Kessel der Typen KE und DE des Kesselwerks Biysk. KE-Kessel sind für den Betrieb konzipiert verschiedene Arten Festbrennstoffkessel, DE-Kessel – für Gas und Heizöl.

In einem Heizraum müssen mehr als ein Heizkessel installiert sein. Die Gesamtproduktivität der Kessel muss größer oder gleich sein D™*. Es wird empfohlen, im Heizraum Heizkessel gleicher Größe zu installieren. Ein Reservekessel wird bereitgestellt, wenn die geschätzte Anzahl der Kessel ein oder zwei beträgt. Wenn die geschätzte Anzahl der Kessel drei oder mehr beträgt, wird normalerweise kein Ersatzkessel installiert.

Bei der Berechnung des thermischen Schemas heißes Wasser Im Heizraum wird die Wärmeleistung externer Verbraucher ermittelt, ebenso wie bei der Berechnung des Wärmekreislaufs eines Dampfkesselraums. Anschließend wird die Gesamtwärmeleistung des Heizraums ermittelt:

wobei Q K0T die Wärmeleistung des Warmwasserkesselhauses, MW ist; k sn == 1,06 - Wärmeverbrauchskoeffizient für den Eigenbedarf des Kesselhauses; QBHi- Wärmeleistung des /ten Wärmeverbrauchers, MW.

Nach Größe QK0T die Standardgröße und Anzahl der Warmwasserkessel werden ausgewählt. Genau wie in einem Dampfkesselraum muss die Anzahl der Kessel mindestens zwei betragen. Die Eigenschaften von Warmwasserkesseln sind in angegeben.