Namen izračuna toplotne sheme kotlovnice je določiti zahtevano toplotna moč(toplotna moč) kotlovnice in izberite vrsto, število in moč kotlov. Toplotni izračun vam omogoča tudi določitev parametrov in pretokov pare in vode, izbiro standardnih velikosti in števila opreme in črpalk, nameščenih v kotlovnici, izbiro armatur, avtomatizacije in varnostne opreme. Toplotni izračun kotlovnice je treba izvesti v skladu s SNiP N-35-76 "Kotlovske instalacije. Standardi oblikovanja« (s spremembami v letih 1998 in 2007). Toplotne obremenitve za izračun in izbiro kotlovske opreme je treba določiti tri značilne načine: maksimalna zima - pri povprečni zunanji temperaturi v najhladnejši petdnevnici; najhladnejši mesec - pri povprečni zunanji temperaturi v najhladnejšem mesecu; poletje - pri izračunani zunanji temperaturi toplega obdobja. Navedene povprečne in izračunane zunanje temperature so vzete v skladu z gradbenimi predpisi in predpisi za gradbeno klimatologijo in geofiziko ter za projektiranje ogrevanja, prezračevanja in klimatizacije. Spodaj so kratke smernice za izračun za maksimalni zimski režim.

V toplotni shemi proizvodnje in ogrevanja paro kotlovnice, se tlak pare v kotlih vzdržuje enak tlaku R, potreben proizvodni porabnik (glej sliko 23.4). Ta para je suha nasičena. Njeno entalpijo, temperaturo in entalpijo kondenzata lahko najdete iz tabel termofizikalne lastnosti voda in vodna para. Tlak pare usta, uporablja se za ogrevanje omrežne vode, toplovodne sistemske vode in zraka v grelnikih, pridobljenih z dušenjem pare s pritiskom R v reducirnem ventilu RK2. Zato se njegova entalpija ne razlikuje od entalpije pare pred reducirnim ventilom. Entalpija in temperatura parnega kondenzata po tlaku usta je treba določiti iz tabel za ta tlak. Končno se v ekspanderju delno tvori para s tlakom 0,12 MPa, ki vstopa v deaerator neprekinjeno čiščenje, delno pa pridobljeno z dušenjem v reducirnem ventilu RK1. Zato je treba v prvem približku njegovo entalpijo vzeti za enako aritmetično sredino entalpije suhega nasičena para pri pritiskih 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 potrošnikov, ogrevanje, oskrba s toplo vodo in prezračevanje ter poraba toplote za lastne potrebe kotlovnica.

Toplotna moč tehnoloških odjemalcev se določi glede na podatke iz potnega lista proizvajalca ali izračuna po dejanskih podatkih o tehnološki proces. Pri približnih izračunih lahko uporabite povprečne podatke o stopnjah porabe toplote.

V pogl. 19 je opisan postopek za izračun toplotne moči za različne odjemalce. Največja (izračunana) toplotna moč ogrevanja industrijskih, stanovanjskih in upravnih prostorov se določi glede na prostornino stavb, izračunane vrednosti temperature zunanjega zraka in zraka v vsaki od stavb. Izračuna se tudi največja toplotna moč prezračevanja industrijske zgradbe. Prisilno prezračevanje v stanovanjskem razvoju ni predvideno. Po določitvi toplotne moči vsakega od porabnikov 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 porabnikov ustrezajo oznakam, sprejetim v pogl. 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 - koeficient ohranjanja toplote v omrežjih.

Toplotne izgube v omrežjih se določijo glede na način vgradnje, vrsto izolacije in dolžino cevovodov (za več podrobnosti glej poglavje 25). IN predhodni izračuni lahko vzame G| c = 0,85-0,95.

Poraba pare za ogrevanje kg/s:

kjer / p, / k - entalpija pare in kondenzata, / p določa /? od; / do = = z in t 0K, kJ/kg; / ok - temperatura kondenzata po OK, °С.

Izguba toplote iz izmenjevalnikov toplote v okolje lahko vzamemo enako 2 % prenesene toplote, G | potem = 0,98.

Poraba pare za prezračevanje, kg/s:

usta, kJ/kg.

Poraba pare na oskrba s toplo vodo, kg/s:

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

Za določitev nazivne parne zmogljivosti kotlovnice je potrebno izračunati pretok pare, ki se dovaja zunanjim porabnikom:

Pri podrobnih izračunih toplotne sheme se določi poraba dodatne vode in delež izpuha, poraba pare za deaerator, poraba pare za kurilno olje, za ogrevanje kotlovnice in druge potrebe. Za približne izračune se lahko omejimo na oceno porabe pare za lastne potrebe kotlovnice ~ 6% porabe za zunanje porabnike.

Nato se največja produktivnost kotlovnice ob upoštevanju približno porabe pare za lastne potrebe določi kot

kje spati= 1,06 - koeficient porabe pare za pomožne potrebe kotlovnice.

velikost, pritisk R in goriva, se izbere vrsta in število kotlov v kotlovnici z nazivno močjo pare 1G ohm iz standardnega obsega. Za vgradnjo v kotlovnico, na primer, priporočamo kotle tipov KE in DE kotlovnice Biysk. Kotli KE so zasnovani za delo različne vrste trdo gorivo, kotli DE - za plin in kurilno olje.

V kotlovnici mora biti nameščenih več kotel. Skupna zmogljivost kotlov mora biti večja ali enaka D™*. V kotlovnico je priporočljivo vgraditi kotle enake velikosti. Za predvideno število kotlov enega ali dva je predviden rezervni kotel. Pri ocenjenem številu kotlov treh ali več rezervni kotel običajno ni nameščen.

Pri izračunu toplotne sheme vroča voda kotlovnica se toplotna moč zunanjih porabnikov določi na enak način kot pri izračunu toplotne sheme parne kotlovnice. Nato se določi skupna toplotna moč kotlovnice:

kjer je Q K0T - toplotna moč toplovodnega kotla, MW; na sn == 1,06 - koeficient porabe toplote za pomožne potrebe kotlovnice; QB Živjo - toplotna moč /-tega porabnika toplote, MW.

Po velikosti QK0T izbere se velikost in število toplovodnih kotlov. Tako kot v parni kotlovnici mora biti število kotlov vsaj dva. Navedene so značilnosti toplovodnih kotlov.

Shema povezave je odvisna od vrste kotlov, nameščenih v kotlovnici. ^ Možne so naslednje možnosti:

Parni in toplovodni kotli;

Parni kotli;

Parni, toplovodni in parni kotli;

Toplovodni in parni kotli;

Parni in parni kotli.

Sheme za priključitev parnih in toplovodnih kotlov, ki so del parne kotlovnice, so podobne prejšnjim shemam (glej sliko 2.1 - 2.4).

Priključne sheme za parne kotle so odvisne od njihove zasnove. Obstajata 2 možnosti:

jaz. Priključitev parnega kotla z ogrevanjem omrežne vode v bobnu kotla (glej sliko 2.5)

^ 1 – parni kotel; 2 – ROU; 3 - dovodni parovod; 4 - cevovod za kondenzat; 5 - odzračevalnik; 6 – napajalna črpalka; 7 – HVO; 8 in 9 – PLTS in OLTS; 10 – omrežna črpalka; 11 – grelnik vode za ogrevanje, vgrajen v boben kotla; 12 – regulator temperature vode v PLTS; 13 – regulator dopolnjevanja (regulator tlaka vode v OLTS); 14 - dovodna črpalka.

^ Slika 2.5 - Shema povezave parnega kotla z ogrevanjem omrežne vode v bobnu kotla

Omrežni grelnik vode, vgrajen v boben kotla, je toplotni izmenjevalnik mešalnega tipa (glej sliko 2.6).

Omrežna voda vstopa v kotlovski boben skozi umirilno omaro v votlino razdelilne omarice, ki ima perforirano stopničasto dno (vodilo in mehurčkaste plošče). Perforacija zagotavlja curek vode proti mešanici pare in vode, ki prihaja iz izhlapevalnih grelnih površin kotla, kar vodi do segrevanja vode.

^ 1 – telo bobna kotla; 2 – voda iz OLTS; 3 in 4 - izklop in povratni ventili; 5 - zbiralnik; 6 - pomirjujoča škatla; 7 - razdelilna škatla s stopničastim perforiranim dnom; 8 - vodilni list 9 - mehurčkov list; 10 - mešanica pare in vode iz izhlapevalnih grelnih površin kotla; 11 – vračanje vode na izhlapevalne grelne površine; 12 – izpust nasičene pare v pregrelnik; 13 – ločevalna naprava, npr. stropna perforirana plošča 14 - žleb za izbiro omrežne vode; 15 – oskrba z vodo v PLTS;

^ Slika 2.6 - Grelnik omrežne vode vgrajen v boben kotla

Toplotna moč kotla Qк je sestavljena iz dveh komponent (toplota ogrevane vode v omrežju in toplota pare):

Q K \u003d M C (i 2 - i 1) + D P (i P - i PV), (2.1)

Kjer je M C masni pretok ogrevana omrežna voda;

I 1 in i 2 sta entalpije vode pred in po segrevanju;

D P - zmogljivost pare kotla;

I P - entalpija pare;

Po preoblikovanju (2.1):

. (2.2)

Iz enačbe (2.2) izhaja, da sta pretok ogrevane vode MC in parna zmogljivost kotla DP medsebojno povezani: pri QK = const se s povečanjem parne zmogljivosti poraba omrežne vode zmanjša, z zmanjšanjem zmogljivost pare, se poraba omrežne vode poveča.

Razmerje med pretokom pare in količino ogrete vode je lahko različno, vendar mora biti pretok pare najmanj 2 % skupne mase pare in vode, da se omogoči izstop zraka in drugih faz, ki se ne kondenzirajo. iz kotla.

II. Priključki parnega kotla z ogrevanjem omrežne vode v ogrevalnih površinah, vgrajenih v dimnik kotla (glej sliko 2.7)

Slika 2.7 - Shema priključitve ogrevanega parnega kotla

omrežne vode v ogrevalnih površinah, vgrajenih v dimnik kotla

Na sliki 2.7: 11* - omrežni grelnik vode, izdelan v obliki površinskega toplotnega izmenjevalnika, vgrajenega v dimnik kotla; ostale oznake so enake kot na sliki 2.5.

Ogrevalne površine omrežnega grelnika so nameščene v dimovodni cevi kotla, poleg ekonomajzerja, v obliki dodatnega dela. IN poletno obdobje ko manjka ogrevalna obremenitev, vgrajeni omrežni grelec deluje kot odsek ekonomajzerja.

^ 2.3 Tehnološka struktura, toplotne moči ter tehničnih in ekonomskih kazalnikov kotlovnice

2.3.1 Tehnološka zgradba kotlovnice

Oprema kotlovnice je običajno razdeljena na 6 tehnoloških skupin (4 glavne in 2 dodatni).

^ Pojdite na glavno Tehnološke skupine vključujejo opremo:

1) za pripravo goriva pred zgorevanjem v kotlu;

2) za pripravo napajalne in omrežne napajalne vode;

3) za proizvodnjo hladilne tekočine (para ali ogrevane vode), t.j. kotel-agregat

Gati in njihovi dodatki;

4) za pripravo hladilne tekočine za transport po ogrevalnem omrežju.

^ Med dodatnimi skupine vključujejo:

1) električna oprema kotlovnice;

2) instrumentacijski in avtomatski sistemi.

V parnih kotlih se glede na način priključitve kotlovskih enot na naprave za toplotno obdelavo, na primer na omrežne grelnike, razlikujejo naslednje tehnološke strukture:

1. centralizirano, na katero se pošilja para iz vseh kotlovskih enot

V centralnem parovodu kotlovnice, nato pa se razdeli v naprave za toplotno obdelavo.

2. Sekcijski, pri katerem vsaka kotlovska enota deluje na popolnoma določeno

Deljena naprava za toplotno obdelavo z možnostjo preklopa pare na sosednje (ki se nahajajo drug ob drugem) toplotne obdelave. Oblikuje se oprema, povezana s preklopno sposobnostjo kotlovski odsek.

3. Struktura blokov, pri katerem vsaka kotlovska enota deluje na določeno

Deljena naprava za toplotno obdelavo brez možnosti preklopa.

^ 2.3.2 Toplotna moč kotlovnice

Toplotna moč kotlovnice predstavlja skupno toplotno moč kotlovnice za vse vrste toplotnih nosilcev, ki se sproščajo iz kotlovnice preko ogrevalno omrežje zunanji potrošniki.

Razlikovati med nameščeno, delovno in rezervno toplotno močjo.

^ Instalirana toplotna moč - vsota toplotnih zmogljivosti vseh kotlov, nameščenih v kotlovnici, ko delujejo v nazivnem (potnem) načinu.

Delovna toplotna moč - toplotna moč kotlovnice, ko deluje z dejansko toplotno obremenitvijo v določenem času.

IN rezervna toplotna moč Razlikovati med toplotno močjo eksplicitne in latentne rezerve.

^ Toplotna moč eksplicitne rezerve - vsota toplotnih moči hladnih kotlov, nameščenih v kotlovnici.

Toplotna moč skrite rezerve- razlika med nameščeno in obratovalno toplotno močjo.

^ 2.3.3 Tehnični in ekonomski kazalniki kotlovnice

Tehnični in ekonomski kazalniki kotlovnice so razdeljeni v 3 skupine: energetska, ekonomska in operativno (delujoče), ki so namenjeni oceni tehnične ravni, učinkovitosti in kakovosti delovanja kotlovnice.

^ Energetski indikatorji kotlovnice vključujejo:



. (2.3)

Količina toplote, ki jo ustvari kotlovska enota, se določi z:

Za parne kotle:

kjer je D P količina pare, proizvedene v kotlu;

I P - entalpija pare;

I PV - entalpija napajalne vode;

D PR - količina čiste vode;

I PR - entalpija izpuhane vode.

^ Za toplovodne kotle:

, (2.5)

kjer je M C masni pretok omrežne vode skozi kotel;

I 1 in i 2 sta entalpije vode pred in po segrevanju v kotlu.

Količino toplote, prejete pri zgorevanju goriva, določi produkt:

, (2.6)

Kjer je B K poraba goriva v kotlu.

1. 
   Delež porabe toplote za pomožne potrebe kotlovnice(razmerje med absolutno porabo toplote za lastne potrebe in količino proizvedene toplote v kotlu):

, (2.7)

kjer je Q CH absolutna poraba toplote za pomožne potrebe kotlovnice, ki je odvisna od značilnosti kotlovnice in vključuje porabo toplote za pripravo napajalne in omrežne vode, ogrevanje in brizganje kurilnega olja, ogrevanje kotlovnica, dovod tople vode do kotlovnice itd.

Formule za izračun postavk porabe toplote za lastne potrebe so podane v literaturi

1. 
   učinkovitosti mreža kotlovske enote, kar v nasprotju z učinkovitostjo bruto kotlovska enota, ne upošteva porabe toplote za pomožne potrebe kotlovnice:

, (2.8)

Kje
- proizvodnja toplote v kotlovnici brez upoštevanja porabe toplote za lastne potrebe.

Ob upoštevanju (2.7)

1. 
   učinkovitosti toplotni tok, ki upošteva toplotne izgube med transportom toplotnih nosilcev znotraj kotlovnice zaradi prenosa toplote v okolje skozi stene cevovodov in puščanja toplotnih nosilcev: η t n = 0,98÷0,99.
2. 
   ^ učinkovitosti posamezne elemente toplotna shema kotlovnice:

učinkovitosti redukcijsko-hladilna naprava - η vrsta;

učinkovitosti odzračevalnik nadomestne vode – η dpv ;

učinkovitosti omrežni grelniki - η cn.

6. učinkovitosti kotlovnica je produkt učinkovitosti vsi elementi, enote in instalacije, ki tvorijo toplotno shemo kotlovnice, npr.

^ učinkovitosti parna kotlovnica, ki odvaja paro potrošniku:

. (2.10)

Učinkovitost parne kotlovnice, ki potrošniku oskrbuje ogrevano omrežno vodo:

učinkovitosti bojler za toplo vodo:

. (2.12)

1. 
   Specifična poraba referenčno gorivo za proizvodnjo toplote je masa standardnega goriva, uporabljenega za proizvodnjo 1 Gcal ali 1 GJ toplotne energije, dobavljene zunanjemu porabniku:

, (2.13)

Kjer B mačka– poraba referenčnega goriva v kotlovnici;

Q otp- količina toplote, ki se sprosti iz kotlovnice zunanjemu porabniku.

Ekvivalentna poraba goriva v kotlovnici je določena z izrazi:

,
; (2.14)

,
, (2.15)

Kjer sta 7000 in 29330 kalorična vrednost referenčnega goriva v kcal/kg referenčnega goriva. in

KJ/kg c.e.

Po zamenjavi (2.14) ali (2.15) v (2.13):

, ; (2.16)

. . (2.17)

učinkovitosti kotlovnica
in specifično porabo referenčno gorivo
so najpomembnejši energetski kazalniki kotlovnice in so odvisni od vrste vgrajenih kotlov, vrste porabljenega goriva, moči kotlovnice, vrste in parametrov dobavljenih toplotnih nosilcev.

Odvisnost in za kotle, ki se uporabljajo v sistemih za oskrbo s toploto, od vrste zgorevalnega goriva:

^ Ekonomski kazalniki kotlovnica vključujejo:

1. 
   Investicijski odhodki(kapitalska naložba) K, ki je vsota stroškov, povezanih z gradnjo novega ali rekonstrukcijo

obstoječa kotlovnica.

Kapitalski stroški so odvisni od zmogljivosti kotlovnice, vrste vgrajenih kotlov, vrste porabljenega goriva, vrste dobavljenih hladilnih sredstev in številnih posebnih pogojev (oddaljenost od virov goriva, vode, glavnih cest itd.).

^ Ocenjena struktura stroškov kapitala:

Gradbena in instalacijska dela - (53÷63)% K;

Stroški opreme – (24÷34) % K;

Drugi stroški - (13÷15)% K.

1. 
   Specifični kapitalski stroški k UD (kapitalski stroški v zvezi z enoto toplotne moči kotlovnice Q KOT):

. (2.18)

Specifični kapitalski stroški omogočajo določitev pričakovanih kapitalskih stroškov za gradnjo na novo zasnovane kotlovnice
po analogiji:

, (2.19)

Kje - specifični kapitalski stroški za izgradnjo podobne kotlovnice;

- toplotna moč projektirane kotlovnice.

1. 
   ^ Letni stroški povezani s proizvodnjo toplote vključujejo:

stroški za gorivo, elektriko, vodo in pomožni material;

Plača in z njimi povezani odbitki;

Dajatve amortizacije, t.j. prenos stroškov opreme ob obrabi na stroške proizvedene toplotne energije;

Vzdrževanje;

Splošni stroški.



. (2.20)

1. 
   Navedeni stroški, ki so vsota letnih stroškov, povezanih s proizvodnjo toplotne energije, in dela kapitalskih stroškov, določenih s standardnim koeficientom učinkovitosti kapitalskih naložb E n:

. (2.21)

Recipročna vrednost E n daje dobo vračila za kapitalske izdatke. Na primer, ko je E n \u003d 0,12
vračilna doba
(leta).

Kazalniki uspešnosti, kažejo na kakovost delovanja kotlovnice in zlasti vključujejo:



. (2.22)


. (2.23)



. (2.24)

Ali ob upoštevanju (2.22) in (2.23):

. (2.25)

^ 3 OBAVA TOPLOTE IZ TERMOELEKTRAR (SPTE)

3.1 Načelo kombinirane proizvodnje toplote in električne energije električna energija

Oskrba s toploto iz SPTE se imenuje ogrevanje - daljinsko ogrevanje na osnovi kombinirane (skupne) proizvodnje toplote in električne energije.

Alternativa soproizvodnji je ločena proizvodnja toplote in električne energije, torej kadar se električna energija proizvaja v kondenzacijskih termoelektrarnah (KTE) in termalna energija- v kurilnicah.

Energetska učinkovitost daljinskega ogrevanja je v tem, da se za proizvodnjo toplotne energije uporablja toplota pare, ki se izčrpa v turbini, kar odpravlja:

Izguba preostale toplote pare po turbini;

Zgorevanje goriva v kotlovnicah za pridobivanje toplotne energije.

Razmislite o ločeni in kombinirani proizvodnji toplote in električne energije (glej sliko 3.1).

1 – generator pare; 2 - parna turbina; 3 – električni generator; 4 - kondenzator parna turbina; 4* - omrežni grelnik vode; 5 - črpalka; 6 – PLTS; 7 – OLTS; 8 - omrežna črpalka.

Slika 3.1 - Ločena (a) in kombinirana (b) proizvodnja toplote in električne energije

D Za možnost uporabe preostale toplote pare, ki se izčrpa v turbini za potrebe oskrbe s toploto, jo iz turbine odstranimo z nekoliko več visoki parametri kot v kondenzator, namesto kondenzatorja pa lahko vgradite omrežni grelec (4*). Primerjajmo cikle IES in SPTE za

TS - diagram, v katerem območje pod krivuljo označuje količino toplote, ki se dovaja ali odvaja v ciklih (glej sliko 3.2)

Slika 3.2 - Primerjava ciklov IES in SPTE

Legenda za sliko 3.2:

1-2-3-4 in 1*-2-3-4 – oskrba s toploto v ciklih elektrarne;

1-2, 1*-2 – segrevanje vode do vrelišča v ekonomajzerju kotla;

^ 2-3 – izhlapevanje vode v izhlapevalnih grelnih površinah;

3-4 – pregrevanje pare v pregrevalniku;

4-5 in 4-5* - parna ekspanzija v turbinah;

5-1 – kondenzacija pare v kondenzatorju;

5*-1* - kondenzacija pare v omrežnem grelniku;

q e do- količina toplote, ki je ekvivalentna proizvedeni električni energiji v ciklu IES;

q e T- količino toplote, ki je ekvivalentna električni energiji, proizvedeni v ciklu SPTE;

q do je toplota pare, ki se odvaja skozi kondenzator v okolje;

q T- toplota pare, ki se uporablja za oskrbo s toploto za ogrevanje omrežne vode.

IN
Iz primerjave ciklov izhaja, da v ogrevalnem ciklu v nasprotju s kondenzacijskim teoretično ni toplotnih izgub pare: del toplote se porabi za proizvodnjo električne energije, preostala toplota pa za oskrbo s toploto. Hkrati se zmanjša specifična poraba toplote za proizvodnjo električne energije, kar lahko ponazorimo s Carnotovim ciklom (glej sliko 3.3):

Slika 3.3 - Primerjava ciklov IES in SPTE na primeru Carnotovega cikla

Legenda za sliko 3.3:

Tp je temperatura dovoda toplote v ciklih (temperatura pare na vstopu v

turbina);

Tk je temperatura odvzema toplote v ciklu CES (temperatura pare v kondenzatorju);

Tt- temperatura odvzema toplote v ciklu SPTE (temperatura pare v omrežnem grelniku).

q e do , q e T , q do , q T- enako kot na sliki 3.2.

Primerjava specifične porabe toplote za proizvodnjo električne energije.

Kazalniki	IES	SPTE
Količina toplote, povzel v ciklu IES in SPTE:	q P \u003d Tp ΔS	q P \u003d Tp ΔS
Količina toplote, enakovredno proizvedena električna energija:	Tako daljinsko ogrevanje v primerjavi z ločeno proizvodnjo toplote in električne energije zagotavlja: Izključitev kotlovnic v sistemih za oskrbo s toploto. Zmanjšanje specifične porabe toplote za proizvodnjo električne energije. Centralizacija oskrbe s toploto (zaradi velike toplotne moči SPTE), ki ima v primerjavi z decentralizacijo številne prednosti (glej 1.3).

Kotlovnice se lahko razlikujejo po nalogah, ki so jim dodeljene. Obstajajo viri toplote, ki so namenjeni samo zagotavljanju toplote predmetom, obstajajo viri za ogrevanje vode in obstajajo mešani viri, ki proizvajajo toploto in toploto hkrati. vroča voda. Ker so objekti, ki jih oskrbuje kotlovnica, lahko različne velikosti in porabo, potem je treba med gradnjo skrbno pristopiti k izračunu moči.

Moč kotlovnice - vsota obremenitev

Če želite pravilno določiti, kakšno moč je treba kupiti kotel, morate upoštevati številne parametre. Med njimi so značilnosti povezanega objekta, njegove potrebe in potreba po rezervi. Podrobno je moč kotlovnice sestavljena iz naslednjih količin:

• Ogrevanje prostorov. Tradicionalno vzeto glede na območje. Vendar je treba upoštevati tudi toplotne izgube in je v izračunu moči za njihovo nadomestilo;
• Tehnološka zaloga. Ta postavka vključuje ogrevanje same kotlovnice. Za stabilno delovanje opreme je potreben določen toplotni režim. Naveden je v potnem listu za opremo;
• Oskrba s toplo vodo;
• Zaloga. Ali obstajajo načrti za povečanje ogrevane površine;
• Druge potrebe. Ali je predvidena priključitev na kotlovnico gospodarska poslopja, bazene in druge prostore.

Pogosto je med gradnjo priporočljivo položiti moč kotlovnice na podlagi deleža 10 kW moči na 100 kvadratnih metrov. Vendar je v resnici izračun deleža veliko težji. Upoštevati je treba dejavnike, kot so "izpadi" opreme med sezono izven konice, možna nihanja porabe tople vode, pa tudi preveriti, kako je smiselno kompenzirati toplotne izgube v stavbi z močjo električne energije. kotlovnica. Pogosto jih je bolj ekonomično odpraviti na druge načine. Glede na zgoraj navedeno postane očitno, da je bolj racionalno zaupati izračun moči strokovnjakom. To bo pomagalo prihraniti ne le čas, ampak tudi denar.

Toplotna moč kotlovnice je skupna toplotna moč kotlovnice za vse vrste toplotnih nosilcev, ki se dovajajo iz kotlovnice preko ogrevalnega omrežja do zunanjih porabnikov.

Razlikovati med nameščeno, delovno in rezervno toplotno močjo.

Instalirana toplotna moč - vsota toplotne moči vseh kotlov, nameščenih v kotlovnici, ko delujejo v nazivnem (potnem) načinu.

Delovna toplotna moč - toplotna moč kotlovnice, ko deluje z dejansko toplotno obremenitvijo v določenem času.

Pri rezervni toplotni moči ločimo toplotno moč eksplicitne in latentne rezerve.

Toplotna moč eksplicitne rezerve je vsota toplotnih moči kotlov, nameščenih v kotlovnici, ki so v hladnem stanju.

Toplotna moč skrite rezerve je razlika med nameščeno in obratovalno toplotno močjo.

Tehnični in ekonomski kazalniki kotlovnice

Tehnično-ekonomski kazalniki kotlovnice so razdeljeni v 3 skupine: energetske, ekonomske in obratovalne (delovne), ki so namenjene oceni tehnične ravni, učinkovitosti in kakovosti delovanja kotlovnice.

Energetska učinkovitost kotlovnice vključuje:

1. Učinkovitost bruto kotla (razmerje med količino toplote, ki jo proizvede kotel, in količino toplote, prejete pri zgorevanju goriva):

Količina toplote, ki jo ustvari kotlovska enota, se določi z:

Za parne kotle:

kjer je DP količina pare, proizvedene v kotlu;

iP - entalpija pare;

iPV - entalpija napajalne vode;

DPR - količina čiste vode;

iPR - entalpija vode za izpihovanje.

Za toplovodne kotle:

kjer je MC masni pretok ogrevalne vode skozi kotel;

i1 in i2 - entalpije vode pred in po segrevanju v kotlu.

Količino toplote, prejete pri zgorevanju goriva, določi produkt:

kjer je BK - poraba goriva v kotlu.

2. Delež porabe toplote za pomožne potrebe kotlovnice (razmerje med absolutno porabo toplote za pomožne potrebe in količino proizvedene toplote v kotlovnici):

kjer je QCH absolutna poraba toplote za pomožne potrebe kotlovnice, ki je odvisna od značilnosti kotlovnice in vključuje porabo toplote za pripravo napajalne in omrežne vode, ogrevanje in brizganje kurilnega olja, ogrevanje kotlovnice. , dovod tople vode do kotlovnice itd.

Formule za izračun postavk porabe toplote za lastne potrebe so podane v literaturi

3. Učinkovitost neto kotlovske enote, ki v nasprotju z izkoristkom bruto kotlovska enota, ne upošteva porabe toplote za pomožne potrebe kotlovnice:

kjer je proizvodnja toplote v kotlovnici brez upoštevanja porabe toplote za lastne potrebe.

Ob upoštevanju (2.7)

• 4. Učinkovitost toplotni tok, ki upošteva toplotne izgube med transportom toplotnih nosilcev znotraj kotlovnice zaradi prenosa toplote v okolje skozi stene cevovodov in puščanja toplotnih nosilcev: ztn = 0,98x0,99.
• 5. Učinkovitost posamezni elementi toplotne sheme kotlovnice:
  • * učinkovitost redukcijsko-hladilna naprava - Zrow;
  • * učinkovitost odzračevalnik napitne vode - zdpv;
  • * učinkovitost omrežni grelniki - zsp.
• 6. Učinkovitost kotlovnica - produkt učinkovitosti vsi elementi, enote in instalacije, ki tvorijo toplotno shemo kotlovnice, npr.

učinkovitosti parna kotlovnica, ki odvaja paro potrošniku:

Učinkovitost parne kotlovnice, ki potrošniku oskrbuje ogrevano omrežno vodo:

učinkovitosti bojler za toplo vodo:

7. Specifična poraba referenčnega goriva za proizvodnjo toplotne energije - masa referenčnega goriva, porabljenega za proizvodnjo 1 Gcal ali 1 GJ toplotne energije, dobavljene zunanjemu porabniku:

kjer je Bcat poraba referenčnega goriva v kotlovnici;

Qotp - količina toplote, ki se sprosti iz kotlovnice zunanjemu porabniku.

Ekvivalentna poraba goriva v kotlovnici je določena z izrazi:

kjer sta 7000 in 29330 kalorična vrednost referenčnega goriva v kcal/kg referenčnega goriva. in kJ/kg c.e.

Po zamenjavi (2.14) ali (2.15) v (2.13):

učinkovitosti kotlovnica in specifična poraba standardnega goriva sta najpomembnejša energetska kazalnika kotlovnice in sta odvisna od vrste vgrajenih kotlov, vrste porabljenega goriva, zmogljivosti kotlovnice, vrste in parametrov dobavljene toplote. nosilci.

Odvisnost in za kotle, ki se uporabljajo v sistemih za oskrbo s toploto, od vrste zgorevalnega goriva:

Ekonomski kazalniki kotlovnice vključujejo:

1. Kapitalski stroški (kapitalske naložbe) K, ki so vsota stroškov, povezanih z gradnjo novega ali rekonstrukcijo

obstoječa kotlovnica.

Kapitalski stroški so odvisni od zmogljivosti kotlovnice, vrste vgrajenih kotlov, vrste porabljenega goriva, vrste dobavljenih hladilnih sredstev in številnih posebnih pogojev (oddaljenost od virov goriva, vode, glavnih cest itd.).

Ocenjena struktura stroškov kapitala:

• * gradbena in inštalacijska dela - (53h63)% K;
• * stroški opreme - (24h34)% K;
• * drugi stroški - (13h15)% K.
• 2. Specifični kapitalski stroški kUD (kapitalski stroški na enoto toplotne moči kotlovnice QKOT):

Specifični kapitalski stroški omogočajo določitev pričakovanih kapitalskih stroškov za gradnjo na novo zasnovane kotlovnice po analogiji:

kjer - specifični kapitalski stroški za izgradnjo podobne kotlovnice;

Toplotna moč projektirane kotlovnice.

• 3. Letni stroški, povezani s proizvodnjo toplotne energije, vključujejo:
  • * stroški za gorivo, elektriko, vodo in pomožni material;
  • * plače in s tem povezane pristojbine;
  • * amortizacijski odbitki, t.j. prenos stroškov opreme ob obrabi na stroške proizvedene toplotne energije;
  • * Vzdrževanje;
  • * splošni stroški kotla.
• 4. Stroški toplotne energije, ki je razmerje med vsoto letnih stroškov, povezanih s proizvodnjo toplotne energije, in količino toplote, dobavljeno zunanjemu odjemalcu med letom:

5. Znižani stroški, ki so vsota letnih stroškov, povezanih s proizvodnjo toplotne energije, in dela kapitalskih stroškov, določenih s standardnim koeficientom investicijske učinkovitosti En:

Recipročna vrednost En daje dobo vračila za kapitalske izdatke. Na primer, pri En=0,12 vračilna doba (leta).

Kazalniki učinkovitosti kažejo na kakovost delovanja kotlovnice in zlasti vključujejo:

1. Koeficient delovnega časa (razmerje med dejanskim obratovalnim časom kotlovnice ff in koledarjem fk):

2. Koeficient povprečne toplotne obremenitve (razmerje med povprečno toplotno obremenitvijo Qav za določeno časovno obdobje in največjo možno toplotno obremenitvijo Qm za isto obdobje):

3. Koeficient izkoriščenosti največje toplotne obremenitve, (razmerje med dejansko proizvedeno toplotno energijo za določeno časovno obdobje in največjo možno proizvodnjo za isto obdobje):

Ta kotlovnica je zasnovana za zagotavljanje toplote za ogrevanje, prezračevanje, oskrbo s toplo vodo in za oskrbo s procesno toploto. Glede na vrsto nosilca energije in shemo njegove dobave odjemalcu je SPTE ena od tistih, ki odvajajo paro s povratkom kondenzata in toplo vodo skozi zaprta shema oskrba s toploto.

Toplotna moč SPTE je določena z vsoto urne porabe toplote za ogrevanje in prezračevanje v maksimalnem zimskem režimu, največje urne porabe toplote za tehnološke namene in največje urne porabe toplote za oskrbo s toplo vodo (pri zaprti sistemi ogrevalna omrežja).

KU delovna moč - skupna moč obratovanje kotlov pri dejanski obremenitvi v določenem časovnem obdobju. Obratovalna moč se določi na podlagi vsote toplotne obremenitve porabnikov in toplotne energije, ki se porabi za lastne potrebe kotlovnice. Pri izračunih so upoštevane tudi toplotne izgube v ciklu para-voda kotlovnice in toplotnih omrežij.

Določanje največje zmogljivosti kotlovnice in števila vgrajenih kotlov

Q ku U \u003d Q ov + Q gvs + Q tex + Q ch ​​+ DQ, W (1)

kjer je Q ov, Q sanitarna voda, Qtech - poraba toplote za ogrevanje in prezračevanje, oskrbo s toplo vodo in za tehnološke potrebe, W (po dodelitvi); Qch - poraba toplote za pomožne potrebe kotlovnice, W; DQ - izgube v ciklu kotlovnice in v toplotnih omrežjih (vzamemo v višini 3% celotne toplotne moči SPTE).

Q gw \u003d 1,5 MW;

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

Poraba toplote za tehnološke potrebe se določi s formulo:

Qtex \u003d Dtex (h PAR -h HV), MW (2)

kjer je D tech \u003d 10 t / h \u003d 2,77 kg / s - poraba pare za tehnologijo (glede na nalogo); h nap \u003d 2,789 MJ / kg - entalpija nasičene pare pri tlaku 1,4 MPa; h XB \u003d 20,93 kJ / kg \u003d 0,021 MJ / kg - entalpija hladne (izvorne) vode.

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

Toplotna moč, ki jo SPTE porabi za lastne potrebe, je odvisna od njene vrste in vrste goriva ter od vrste sistema za oskrbo s toploto. Pred namestitvijo se porabi za ogrevanje vode. kemično čiščenje, odzračevanje vode, ogrevanje kurilnega olja, prepihovanje in čiščenje grelnih površin itd. Sprejemamo znotraj 10-15% zunanje skupne porabe toplote za ogrevanje, prezračevanje, oskrbo s toplo vodo in tehnološke potrebe.

Q cn \u003d 0,15 * (4,17 + 3,34 + 7,68) = 2,27 MW

DQ \u003d 0,03 * 15,19 \u003d 0,45 MW

Q ku Y = 4,17 + 3,34 + 7,68 + 2,27 + 0,45 \u003d 18 W

Potem bo toplotna moč SPTE za tri načine delovanja kotlovnice:

1) največja zima:

Q ku m.z \u003d 1,13 (Q OV + Q vroče vode + Q tex); MW (3)

Q ku m.z \u003d 1,13 (4,17 + 3,34 + 7,68) = 17,165 MW

2) najhladnejši mesec:

Q ku n.kh.m \u003d Q ku m.z * (18-t nv) / (18-t but), MW (4)

Q ku n.kh.m \u003d 17,165 * (18 + 17) / (18 + 31) \u003d 11,78 MW

kje pa t = -31 ° C - projektna temperatura za načrtovanje ogrevanja - najhladnejše petdnevno obdobje (Cob \u003d 0,92); t nv \u003d - 17 ° С - projektna temperatura za načrtovanje prezračevanja - in hladno obdobje leto (parametri A).

Izbira števila vesoljskih plovil.

Predhodno število vesoljskih plovil za max. zimsko obdobje se lahko določi s formulo:

Najdemo 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 v obratovanju zagotoviti toplotno moč najhladnejšega meseca
• 3) treba je zagotoviti možnost popravila vesoljskega plovila poleti (vsaj en kotel)

Število vesoljskih plovil za najhladnejše obdobje: Q ku n.h.m / Q ka\u003d 11,78 / 6,6 \u003d 1,78 \u003d 2 KA

Število vesoljskih plovil za poletno obdobje: 1,13 (Q topla voda + Qtex) / Q ka\u003d 1,13 (3,34 + 7,68) \u003d 1,88 \u003d 2 KA.