Določanje instalirane toplotne moči kotlovnice. Izračun toplotnega diagrama kotlovnice, izbor standardne velikosti in števila kotlov. Popravljanje izračunov - dodatne točke

Kotlovnice se lahko razlikujejo glede na naloge, ki so jim dodeljene. Obstajajo viri toplote, ki so namenjeni le oskrbi objektov s toploto, obstajajo viri tople vode in mešani, ki proizvajajo toploto in toplo vodo hkrati. Ker so lahko predmeti, ki jih služi kotlovnica različne velikosti in porabo, potem morate biti med gradnjo še posebej previdni pri izračunu moči.

Moč kotlovnice – vsota bremen

Če želite pravilno določiti, kakšno moč kotla morate kupiti, morate upoštevati številne parametre. Sem spadajo značilnosti povezanega objekta, njegove potrebe in potreba po rezervi. V podrobnostih je moč kotlovnice sestavljena iz naslednjih količin:

• Ogrevanje prostorov. Tradicionalno vzeto glede na površino. Vendar je treba upoštevati tudi to toplotne izgube in v izračun vključijo moč za njihovo nadomestilo;
• Tehnološka zaloga. Ta postavka vključuje ogrevanje same kotlovnice. Za stabilno delovanje opreme je potreben določen toplotni režim. Navedeno je v potnem listu opreme;
• Oskrba s toplo vodo;
• Zaloga Ali obstajajo načrti za povečanje ogrevane površine;
• Druge potrebe. Ali je predviden priklop na kotlovnico? gospodarska poslopja, bazeni in drugi prostori.

Pogosto se med gradnjo priporoča nastavitev moči kotlovnice na podlagi deleža 10 kW moči na 100 kvadratnih metrov. Vendar je v resnici izračunati delež veliko težje. Upoštevati je treba dejavnike, kot so "nedelovanje" opreme v času izven sezone, morebitna nihanja v porabi tople vode in preveriti tudi, kako je izvedljivo nadomestiti toplotne izgube stavbe z močjo kurilnica. Pogosto jih je bolj ekonomično odpraviti z drugimi sredstvi. Na podlagi zgoraj navedenega postane očitno, da je bolj racionalno zaupati izračun moči strokovnjakom. To bo pomagalo prihraniti ne le čas, ampak tudi denar.

Ta kotlovnica je zasnovana za oskrbo s toploto sistemov ogrevanja, prezračevanja, oskrbe s toplo vodo in procesne toplote. Glede na vrsto nosilca energije in shemo njegove dobave potrošniku je HRSG razvrščen kot oskrba s paro s povratkom kondenzata in toplo vodo po zaprta shema oskrba s toploto.

Toplotna moč HRSG je določena s seštevkom urne porabe toplote za ogrevanje in prezračevanje v največjem zimskem režimu, največje urne porabe toplote za tehnološke namene in največje urne porabe toplote za oskrba s toplo vodo(pri zaprti sistemi ogrevalna omrežja).

Delovna moč enote- skupna moč delujočih kotlovskih enot pri dejanski obremenitvi v določenem časovnem obdobju. Obratovalna moč je določena na podlagi vsote toplotne obremenitve porabnikov in porabljene toplotne energije lastne potrebe kurilnica V izračunih so upoštevane tudi toplotne izgube v krogu para-voda kotlovnice in toplotnih omrežij.

Določitev največje produktivnosti kotlovske instalacije in števila nameščenih kotlov

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

kjer so Q ov, Q topla voda, Qtech poraba toplote za ogrevanje in prezračevanje, oskrbo s toplo vodo in za tehnološke potrebe, W (kot je določeno); Qch - poraba toplote za lastne potrebe kotlovnice, W; DQ - izgube v ciklu kotlovske naprave in v ogrevalnih omrežjih (sprejeto v višini 3% celotne toplotne moči enote za toplotno obdelavo).

Q gv = 1,5 MW;

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

Poraba toplote za tehnološke potrebe se določi po formuli:

Qtex = Дtex (h STEAM -h HV), MW (2)

kjer je D tech = 10 t/h = 2,77 kg/s - poraba pare za tehnologijo (kot je navedeno); h nap = 2,789 MJ/kg -entalpija nasičena para pri tlaku 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 moč, ki jo porabi HRSG za lastne potrebe, je odvisna od njegove vrste in vrste goriva ter od vrste sistema za oskrbo s toploto. Pred namestitvijo se porabi za ogrevanje vode kemično čiščenje, odzračevanje vode, segrevanje kurilnega olja, vpihovanje in čiščenje ogrevalnih površin itd. Sprejemamo v okviru 10-15% zunanje skupna poraba toplota za ogrevanje, prezračevanje, oskrbo s toplo vodo in 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

Potem toplotna moč KU za tri načine delovanja kotlovnice bo:

1) največja zima:

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

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

2) najhladnejši mesec:

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

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

kje t ampak = -31°C - projektna temperatura za načrt ogrevanja - najhladnejša petdnevnica (Kob = 0,92); t nv = - 17°С - projektna temperatura za načrt prezračevanja - in hladno obdobje leta (parametri A).

Izbira števila vesoljskih plovil.

Predhodno število vesoljskih plovil za največje zimsko obdobje lahko določimo s formulo:

Najdemo ga po formuli:

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

najbližje vesoljsko plovilo DKVR-6.5-13

Pri dokončni odločitvi o številu vesoljskih plovil morajo biti izpolnjeni naslednji pogoji:

• 1) število vesoljskih plovil mora biti najmanj 2
• 2) v primeru okvare enega od kotlov morajo preostali delujoči zagotoviti toplotno moč najhladnejšega meseca.
• 3) treba je zagotoviti možnost popravila vesoljskega plovila v poletno obdobje(vsaj en kotel)

Količina vesoljskih plovil za najhladnejše obdobje: Q cu n.h.m / Q ka=11,78/6,6=1,78=2 KA

Število vesoljskih plovil za poletno obdobje: 1,13 (Q topla voda + Qtex)/ Q ka=1,13(3,34+7,68)=1,88=2 KA.

3.3. Izbira vrste in moči kotlov

Število delujočih kotlovskih enot po načinu ogrevalna sezona odvisna od zahtevane toplotne moči kotlovnice. Največji izkoristek delovanja kotlovske enote je dosežen pri nazivni obremenitvi. Zato je treba moč in število kotlov izbrati tako, da imajo v različnih načinih ogrevalnega obdobja obremenitve blizu nazivnih.

Število kotlovskih enot v obratovanju je določeno z relativno vrednostjo dovoljenega zmanjšanja toplotne moči kotlovnice v najhladnejšem mesecu ogrevalnega obdobja v primeru okvare ene od kotlovskih enot.

, (3.5)

kje je najmanjša dovoljena moč kotlovnice v najhladnejšem mesecu; – največja (računska) toplotna moč kotlovnice, z– število kotlov. Število vgrajenih kotlov se določi iz pogoja , kje

Rezervni kotli so nameščeni le, če obstajajo posebne zahteve za zanesljivost oskrbe s toploto. V kotlovnicah za paro in toplo vodo so praviloma nameščeni 3–4 kotli, kar ustreza in. Vgrajeni morajo biti kotli iste vrste in moči.

3.4. Značilnosti kotlovskih enot

Enote parnih kotlov so glede na zmogljivost razdeljene v tri skupine - nizka moč(4…25 t/h), srednja moč(35…75 t/h), visoka moč(100...160 t/h).

Glede na tlak pare lahko kotlovne enote razdelimo v dve skupini - nizek pritisk(1,4...2,4 MPa), povprečni tlak 4,0 MPa.

Nizkotlačni in nizkotlačni parni kotli vključujejo kotle DKVR, KE, DE. Parni kotli proizvajajo nasičeno ali rahlo pregreto paro. Novo parni kotli Nizkotlačni KE in DE imajo zmogljivost 2,5…25 t/h. Kotli serije KE so zasnovani za izgorevanje trdno gorivo. Glavne značilnosti kotlov serije KE so podane v tabeli 3.1.

Tabela 3.1

Osnovno značilnosti oblikovanja kotli KE-14S

Kotli serije KE lahko stabilno delujejo v območju od 25 do 100% nazivne moči. Kotli serije DE so namenjeni za kurjenje tekočih in plinastih goriv. Glavne značilnosti kotlov serije DE so podane v tabeli 3.2.

Tabela 3.2

Glavne značilnosti kotlov serije DE-14GM

Kotli serije DE proizvajajo nasičene ( t=194 0 C) ali rahlo pregreta para ( t=225 °C).

Toplovodne kotlovske enote zagotavljajo temperaturni graf delovanje sistemov za oskrbo s toploto 150/70 0 C. Izdelujejo se kotli za ogrevanje vode blagovnih znamk PTVM, KV-GM, KV-TS, KV-TK. Oznaka GM pomeni plinsko olje, TS – trdno gorivo s plastnim zgorevanjem, TK – trdno gorivo s komornim zgorevanjem. Toplovodni kotli delimo v tri skupine: majhne moči do 11,6 MW (10 Gcal/h), srednje moči 23,2 in 34,8 MW (20 in 30 Gcal/h), velike moči 58, 116 in 209 MW (50, 100 in 180 Gcal/h). h). Glavne značilnosti kotlov KV-GM so podane v tabeli 3.3 (prva številka v stolpcu temperature plina je temperatura pri zgorevanju plina, druga pri zgorevanju kurilnega olja).

Tabela 3.3

Glavne značilnosti kotlov KV-GM

Značilno	KV-GM-4	KV-GM-6,5	KV-GM-10	KV-GM-20	KV-GM-30	KV-GM-50	KV-GM-100
Moč, MW	4,6	7,5	11,6	23,2
Temperatura vode, 0 C	150/70	150/70	150/70	150/70	150/70	150/70	150/70
Temperatura plina, 0 C	150/245	153/245	185/230	190/242	160/250	140/180	140/180

Da bi zmanjšali število nameščenih kotlov v kotlovnici za ogrevanje s paro in vodo, so bili ustvarjeni enotni kotli za ogrevanje s paro in vodo, ki lahko proizvajajo eno vrsto hladilne tekočine - paro ali vročo vodo ali dve vrsti - paro in topla voda. Na osnovi kotla PTVM-30 je bil razvit kotel KVP-30/8 s kapaciteto 30 Gcal/h za vodo in 8 t/h za paro. Pri delovanju v načinu parno-vodno ogrevanje se v kotlu tvorita dva neodvisna tokokroga - parno in vodno ogrevanje. Pri različnih aktivacijah grelnih površin se lahko proizvodnja toplote in pare spremeni, a ostane nespremenjena skupna moč kotel Pomanjkljivost parno-vodnih kotlov je nezmožnost hkratne regulacije obremenitev pare in pare. topla voda. Delovanje kotla se praviloma uravnava s sproščanjem toplote iz vode. V tem primeru je moč pare kotla določena z njegovimi značilnostmi. Lahko se pojavijo režimi s presežkom ali pomanjkanjem proizvodnje pare. Za izrabo odvečne pare na omrežnem vodovodu je potrebno vgraditi toplotni izmenjevalnik para-voda.

Namen izračuna toplotnega diagrama kotlovnice je določitev zahtevane toplotne moči (ogrevalne moči) kotlovnice ter izbira vrste, števila in produktivnosti kotlov. Toplotni izračun omogoča tudi določitev parametrov in stroškov pare in vode, izbiro velikosti in količine opreme in črpalk vgrajenih v kotlovnici, izbiro armature, avtomatizacije in varnostne opreme. Toplotni izračun kotlovnice je treba izvesti v skladu s SNiP N-35-76 "Kotelske instalacije. Standardi oblikovanja" (kakor je bil spremenjen leta 1998 in 2007). Toplotne obremenitve za izračun in izbiro opreme kotlovnice jih je treba določiti za tri značilne načine: največja zima - pri povprečni zunanji temperaturi v najhladnejšem petdnevnem obdobju; najhladnejši mesec - pri povprečni zunanji temperaturi v najhladnejšem mesecu; poletje - pri projektni temperaturi zunanjega zraka v toplem obdobju. Navedene povprečne in projektne zunanje temperature zraka so vzete v skladu z gradbenimi predpisi za gradbeno klimatologijo in geofiziko ter za projektiranje ogrevanja, prezračevanja in klimatizacije. Spodaj so kratka navodila za izračune za maksimalne zimske razmere.

V toplotnem diagramu industrijskega ogrevalnega sistema paro kotlovnici se tlak pare v kotlih vzdržuje enak tlaku p, potreben proizvodni porabnik (glej sliko 23.4). Ta para je suha nasičena. Njegovo entalpijo, temperaturo in entalpijo kondenzata najdete iz tabel termofizikalne lastnosti voda in vodna para. Tlak pare usta, uporablja se za ogrevanje omrežne vode, toplovodne vode in zraka v grelnikih, pridobljenih z dušenjem pare pod pritiskom r v reducirnem ventilu RK2. Zato se njegova entalpija ne razlikuje od entalpije pare pred reducirnim ventilom. Entalpija in temperatura tlaka parnega kondenzata usta je treba določiti iz tabel za ta tlak. Končno se para s tlakom 0,12 MPa, ki vstopa v odzračevalnik, delno tvori v ekspanderju neprekinjeno pihanje, in delno pridobljen z dušenjem v reducirnem ventilu RK1. Zato je treba kot prvi približek vzeti njegovo entalpijo enako aritmetični srednji vrednosti entalpij suhe nasičene pare pri tlakih r in 0,12 MPa. Entalpijo in temperaturo parnega kondenzata s tlakom 0,12 MPa je treba določiti iz tabel za ta tlak.

Toplotna moč kotlovnice je enaka vsoti toplotnih moči tehnoloških porabnikov, ogrevanje, oskrba s toplo vodo in prezračevanje ter poraba toplote za lastne potrebe kotlovnice.

Toplotna moč tehnoloških porabnikov se določi glede na podatke potnega lista proizvajalca ali izračuna glede na dejanske podatke o tehnološki proces. Pri približnih izračunih lahko uporabite povprečne podatke o stopnjah porabe toplote.

V pogl. 19 določa postopek za izračun toplotne moči za različne porabnike. Največja (izračunska) toplotna moč ogrevanja industrijskih, stanovanjskih in upravnih prostorov se določi glede na prostornino stavb, izračunane vrednosti temperature zunanjega zraka in zraka v posamezni stavbi. Izračunana je tudi največja toplotna prezračevalna moč. industrijske zgradbe. Prisilno prezračevanje niso predvideni v stanovanjski gradnji. Po določitvi toplotne moči posameznega porabnika se izračuna poraba pare zanje.

Izračun porabe pare za zunanje porabniki toplote se izvaja v skladu z odvisnostmi (23.4)-(23.7), v katerih oznake toplotne moči potrošnikov ustrezajo oznakam, sprejetim v poglavju. 19. Toplotna moč porabnikov mora biti izražena v kW.

Poraba pare za tehnološke potrebe, kg/s:

kjer je /p, /k entalpija pare in kondenzata pri tlaku r , kJ/kg; G| c je koeficient ohranjanja toplote v omrežjih.

Toplotne izgube v omrežjih se določajo glede na način vgradnje, vrsto izolacije in dolžino cevovodov (podrobneje v 25. poglavju). IN predhodni izračuni lahko vzameš G| c = 0,85-0,95.

Poraba pare za ogrevanje, kg/s:

kjer je /p, /k entalpija pare in kondenzata, /p je določen z /? od; /k = = c in t 0K , kJ/kg; / ok - temperatura kondenzata po OK, °C.

Toplotne izgube iz izmenjevalnikov toplote v okolju lahko vzamemo za 2% prenesene toplote, G| potem = 0,98.

Poraba pare za prezračevanje, kg/s:

usta, kJ/kg.

Poraba pare za oskrbo s toplo vodo, kg/s:

kjer sta /p, /k entalpija pare oziroma kondenzata, določena z usta, kJ/kg.

Za določitev nazivne moči pare kotlovnice je treba izračunati porabo pare, dobavljeno zunanjim porabnikom:

Natančni izračuni toplotnega kroga določajo porabo dodatne vode in delež izpihovanja, porabo pare za odzračevalnik, porabo pare za kurilno olje, za ogrevanje kotlovnice in druge potrebe. Za približne izračune se lahko omejimo na oceno porabe pare za lastne potrebe kotlovnice na ~6% porabe za zunanje porabnike.

Potem največja zmogljivost kotlovnica se ob upoštevanju okvirne porabe pare za lastne potrebe določi kot

kje do dn= 1,06 - koeficient porabe pare za lastne potrebe kotlovnice.

Po velikosti, pritisku r in goriva se izbere vrsta in število kotlov v kotlovnici z nazivno močjo pare 1G ohm iz standardnega obsega. Za vgradnjo v kotlovnico priporočamo na primer kotle tipa KE in DE iz kotlarne Biysk. Kotli KE so zasnovani za delovanje različne vrste trda goriva, DE kotli - na plin in kurilno olje.

V kotlovnici mora biti nameščen več kotlov. Skupna produktivnost kotlov mora biti večja ali enaka D™*. V kurilnici je priporočljivo namestiti kotle enake velikosti. Rezervni kotel je predviden, ko je ocenjeno število kotlov eden ali dva. Kadar je predvideno število kotlov tri ali več, se rezervni kotel običajno ne vgradi.

Pri izračunu toplotne sheme topla voda kotlovnici se določi toplotna moč zunanjih porabnikov, tako kot pri izračunu toplotnega kroga parne kotlovnice. Nato se določi skupna toplotna moč kotlovnice:

kjer je Q K0T toplotna moč toplovodne kotlovnice, MW; k sn == 1,06 - koeficient porabe toplote za lastne potrebe kotlovnice; QBHi- toplotna moč /-ega porabnika toplote, MW.

Po velikosti QK0T izbrana je standardna velikost in število toplovodnih kotlov. Tako kot v parni kotlovnici mora biti število kotlov vsaj dva. Podane so značilnosti toplovodnih kotlov.