| |||||
МЕНЮ
| Диплом - Проектирование котельной4 [5] g=7 0,5 - доля умягчения отмывочной воды Межрегенерационный период работы фильтра t =1*24/0,04-2 = 598ч 2 - время регенерации фильтра, принимаем по табл. 5-4 [5] Скорость фильтрования (ф=11,66/(0,76*1)=15,34м/ч Расход 100%-ной соли на одну регенерацию натрий-катионитного фильтра П ступени: QNaCl=424*0,76*2*350/1000=225,57 кг/рег где g - удельный расход соли на регенерацию фильтров, 350г.экв/м3 по табл. 5-4 [5] Объем 26%-ного насыщенного раствора соли на одну регенерацию составит: Qн.р=QNaCl*100/(1000*1,2*26)=225*57*100/(1000*1,2*26)=0,72м3 где 1,2 - удельный вес насыщенного раствора соли при t =20°С 26 - 26%-ное содержание соли NaCl в насыщенном растворе при t =20°С Расход технической соли в сутки Qтехн= QNaCl*100/93=225*57*0,04*100*1/93=9,7 кг/сут где 93 - содержание NaCl в технической соли, % Расход технической соли на регенерацию фильтров в месяц Qм=Qт*30=9,7*30=291 кг Расход воды на регенерацию натрий-катионитного фильтра слагается из: а) расхода воды на взрыхляющую промывку фильтра Вв=b*z/100=30*76*60*15/1000=2,05м3 где b - интенсивность взрыхляющей промывки фильтров л/м2 принимается по табл. 5-4 [5], b=30 л/м2 z - продолжительность взрыхляющей промывки, мин. принимается по табл. 5-4 [5], z=15 б) расхода воды на приготовление регенерационного раствора соли Врег=QNaCl*100/(1000*g*()=225,57*100/(1000*7*1,04)=3,1м3 где 100 - концентрация регенерационного раствора, принимается по табл. 5-4 [5] ( - плотность регенерационного раствора, принимается по табл. 15.6 [5], (=1,04 кг/м3 в) расхода воды на отмывку катионита от продуктов регенерации: Вотм=q*(*tрег=7*0,76*2=10,64 м3 где q - удельный расход воды на отмывку катионита, принимается 7 м3/м3 по табл. 5-4 [5] Расход воды на одну регенерацию натрий-катионитного фильтра П-ой ступени с учетом использования отмывочных вод для взрыхления: Врег=2,05+3,1+(10,64-2,05)=13,74м3/рег Расход воды в сутки в среднем составит: Всут=13,74*0,04 = 0,55м3/сут 2. Натрий-катионитные фильтры 1 ступени Принимаются к установки как и для второй ступени два фильтра ( = 1000мм, Н=2м. Количество солей жесткости подлежащих удалению определяется по формуле: A1=24*(К0-0,l)=24х(8,6-0,1)х11,66=2378,64 г.экв/л где Ж- общая весткость воды, поступающая в натрий-катионитные фильтры 0,1 - остаточная жесткость после первой ступени катионирования. Рабочая обменная способность сульфоугля при натрий-катионировани. Е=0,74*0,82*550-0,5*7*8,6=304 г.экв/м3 Число регенерации натрий-катионитных фильтров первой ступени: n=2378,64/(0,76*2*304*2)=2,57 рег/сут Межрегенерационный период работы каждого фильтра Т1=24*2/2,57-2=16,67 Нормальная скорость фильтрации при работе всех фильтров: (ф=11,66/(0,76*2)=7,67 Максимальная скорость фильтрации (при регенерации одного из фильтров) (ф=11,66/(0,76*(2-1))=15,34 м/ч Расход 100%-ной соли на одну регенерацию натрий-катионитного фильтра первой ступени QNaCl=304*0,76*2*150/1000=69,31 кг/рег Объем 26%-ного насыщенного раствора соли на одну регенерацию Q=69,31*100/(1000*1,2*26)=0,22 м3 Расход технической соли в сутки Qс=69,31*257*100*2/93=383,07 кг/сут Расход технической соли на регенерацию натрий-катионитных фильтров первой ступени в месяц Qм=30*383,07=11492 кг/мес. Расход воды на взрыхляющую промывку фильтра Впр=3*0,76*60*12/1000=2,05 м3 Расход воды на приготовление регенерационного раствора соли Врег=69,21*100/(1000*7*1,04)=0,95 м3 Расход воды на отмывку катионита Вотм=7*0,76*2=10,64 м3 Расход воды на одну регенерацию натрий-катионитного фильтра 1 ступени с учетом использования отмывочных вод для взрыхления В=2,05+0,95+(10,64-2,05)=11,59 м3/рег Расход воды на регенерацию натрий-катионитных фильтров 1 ступени в сутки Всут=11,59*2,57*2=59,57 м3/сут Среднечасовой расход воды на собственные нужды натрий-катионитных фильтров первой и второй ступени: в=59,57*0,55/24=2,51 м3/ч 2.4. РАСЧЕТ СЕТЕВОЙ УСТАНОВКИ 2.4.1. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ВОДОВОДЯНОГО ПОДОГРЕВАТЕЛЯ Исходные данные: 1. Температура греющей воды (конденсата) на входе в подогреватель (табл. 1.4. п.34) Т1=165оС 2. Температура греющей воды (конденсата) на выходе из подогревателя (табл. 1.4 п.3З) Т2=80оС 3. Температура нагреваемой воды на входе в подогреватель (табл. 1.4 п.5) t2=70оС 4. Температура нагреваемой вода на выходе из подо- гревателя (табли.5 п.59) t1=82,34оС 5. Расчетный расход сетевой воды( табл. 1.5п .6) G=51,37кг/с РАСЧЕТ Принимаем к установке два водоводяных подогревателя. Так как в работе будут находиться две установки, то расход нагреваемой воды через одну установку составит: G1=G/2=51,37/2=25,68 кг/с Расход греющей воды определяем из уравнения теплового баланса подогревателя: G1*(t1-t2)*C=G2*(T1-T2)*C*( где ( - коэффициент,учитывающий снижение тепловой мощности за счет потерь в окружающую среду, принимаем (=0,96 G2=(25,68*(82,34-70))/((165-80)*0,96)=3,88 кг/с Средняя температура греющей воды Тср=(165+80)/2=122,5оС 7. Эквивалентный диаметр межтрубного пространства dэ=(D2-z*d2н)/(D-z*dн)=(0,2592-109*0,0162)/(0,259- 109*0,016)=0,019559м 6. Скорость воды в трубках (тр=G1/((тр*()=25,68/(0,01679*1000)=1,53 м/с 9. Скорость воды в межтрубном пространстве (мтр=G2/((мтр*1000)=3,88/(0,03077*1000)=0,126 м/с 10. Коэффициент теплоотдачи от греющей воды к стенкам трубок (1=1,163*А1*(0,8мтр/d0,2э=1,163*2567,99*1,530,8/0,0195590,2=1495,7 Вт/м2к где А1 - Температурный множитель, определяемыйп по формуле A1=1400+18*Тср-0,035*Т2ср=1400+10*122,5-0,035*122,52=3079,8 11. Коэффициент теплоотдачи от стенок трубок к нагреваемой воде (2=1,163*А2*(0,8тр/d0,2э=1,163*2567,99*1,530,8/0,0140,2=9815,03 Вт/м2к где A2=1400+18*tср-0,035t2ср=1400+l8*76,17-0,035*76,172=2567,99 12. Коэффициент теплопередачи К0=1/(1/(1+б/(+1/(2)=1/(1/1495,7+0,001/105+1/9815,03)=1283 Вт/м2к где б - толщина стенок латунных трубок ( - коэффициент теплопроводности латуни (=105 Вт/мк при t =122оС Коэффициент теплопередачи с учетом коэффициента загрязнения поверхности нагрева: К=К0*m=1283*0,75=962,25 Вт/м2к где m - поправочный коэффициент на загрязнение и неполное омывание поверхности нагрева =0,75 13. Поверхность нагрева подогревателя Н=G1*C*(t1-t2)/(K*(t)=25,68*4190*(82,34-70)*0,85/(962,25*34,44)=34,06 м2 14. Количество секций подогревателя Z=H/Fi=34,06/20,3=1,7 где Fi - поверхность нагрева одной секции водоподогревателя Принимаем 2 секции 2. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ВОДОВОДЯНОГО ПОДОГРЕВАТЕЛЯ Потери напора воды в трубах 1. Внутренний диаметр трубок dвн=0,014м 2. Длина одного хода подогревателя: L=4м 3. Коэффициент трения / при средних значениях чисел Рейнольдса и коэффициенте шероховатости а=0,0002м принимаем равным 0,04 4. Коэффициенты местных сопротивлений для одной секции: вход в трубки - 1 выход из трубок - 1 поворот в колене - 1,7 Сумма коэффициентов местных сопротивлений ((=3,7 5. Потери напора воды в трубках для двух секций водоводяного подогревателя при длине хода 4м (h=((*Z/dвн+(()*(2тр*(/2=(0,04*4/0,014+3,7)*1,532*1000/2*2=354 МПа где ( - плотность воды, принимаем равной 1000м/м3 - количество секций подогревателя, соединенных последовательно ( - коэффициент трения Потери напора в межтрубном пространстве 1. Эквивалентный диаметр живого сечения межтрубного пространства dмтрэ=0,019559м 2. Коэффициент трения при средних значениях чисел Рейнольдса и коэффициенте шероховатости а=0,0002м и принимаем равным 0,04 3. Коэффициент местного сопротивления подогревателя по межтрубному пространству определяем по формуле: (=13,5*(мтр/(п=0,03077/0,03765*13,5=11,03 где (п - площадь сечения подходящего патрубка Средняя температура нагреваемой воды tср=(t1*t2)/2=(70+82,34)/2=76,17оС Среднелогарифмическая разность температур между греющей и нагре ваемой водой (t=((tб-(tм)/ln((tб-(tм)=(82,66-10)/ln(82,66/10)=34,44оС Где (tб - большая разность температур = 165-82,34 = 82,66 °С (tм - меньшая разность температур = 80-70=10 °С Для сетевой установки типа БПСВ-14 к дальнейшему расчету выписываем конструктивные данные водоводяного подогревателя 140СТ 34-588-68 3 а) внутренний диаметр корпуса Двн = 259 мм б) наружный и внутренний диаметр трубок dн=16мм, dвн=14мм в) число трубок в живом сечении подогревателя Z=109 г) площадь живого сечения трубок (тр=0,01679м2 д) площадь сечения межтрубного пространства (мтр=0,03077м2 е) поверхность нагрева одной секции Fi=20,3м2 (п=0,03765м2 (мтр - площадь живого сечения межтрубного пространства принимаем (м =0,03077м2 3 4. Потери напора воды в межтрубном пространстве двух секций водоводяного подогревателя (hмтр=(0,04*4/0,019559+11,03)*(0,1262*1000)/2*2=305 Па где L - длина одного хода подогревателя, L=4м (мтр - скорость воды в межтрубном пространстве, (мтр=0,126м/с (из теплового расчета водоводяного подогревателя) (=1000 - плотность воды в кг/м3 2.4.3. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ПАРОВОДЯНОГО ПОДОГРЕВАТЕЛЯ Исходные данные: - Температура греющего пара при давлении 0,7 МПа (табл. 1.4 р.15) Т1=165°С - Температура нагреваемой воды на входе в подогреватель t2=82,34°С (табл. 1.5 п.59) - Температуру нагреваемой воды на выходе из подогревателя t1=150°С (табл. 1.4 п.3) 1. Количество теплоты расходуемое в подогревателе Q=25,68*4190*(150-82,34)*10-6=7,28 МВт где G1=25,68 кг/с - расход нагреваемой воды (из теплового расчета водоводяного подогревателя) 2. В сетевой установке БЛСВ-14 в качестве пароводяного подогревателя принят подогреватель 050СT 34-577-69. Из табл. 3 выписываем его техническую характеристику: а) поверхность нагрева Н =53,9м2 б) наружный диаметр Дн = 630мм в) длина трубок L =3м г) внутренний диаметр корпуса D =616мм д) число трубок Z=392 шт. е) диаметр латунных трубок 16мм ж) приведенное количество трубок в вертикальном ряду Zпр=17,8 шт. з) площадь живого сечения межтрубеого пространства (мтр=0,219м2 и) площадь живого сечения одного хода трубок (тр=0,0151м2 Скорость воды в трубках: (тр=25,68/(0,0151*1000)=1,7 м/с 4. Средняя температура нагреваемой воды tср=(150+82,34)/2=116,2 оС 5. Среднелогарифмическая разность температур между паром и водой: (t=(82,66-15)/(82,66/15)=39,64 оС где (tб - большая разность температур (tб=165-82,34=82,66 оС (tм - меньшая разность температур (tм=165-150=15 оС 6. Средняя температура стенок трубок tстср=(Tср+ tср)/2=(165+116,2)/2=140,6 оС 7. Коэффициент теплоотдачи от пара к стенкам трубок (1=А2*1,163/(Zпр*dн*(T-tстср))=4*8352,6*1,163/(17,8*0,016*(165- 140,6))=5983 Вт/м2к где А2 - температурный множитель, определяемый по формуле А2=4320+47,54*Т-0,14*Т2=4320+47,54*165-0,14*1652=8352,6 8. Коэффициент теплоотдачи от стенок трубок кводе: (2=А1*1,163*(0,8тр/d0,2вн=3019*1,163*1,70,8/0,0140,2=12602 Вт/м2к где A1 - температурный множитель ,определяемый по формуле A1 = 1400+18*tср-0,035*t2ср=1400+18*116,2-0,035*116,22=3019 9. Коэффициент теплопередачи К0=1/(1/(1+0,001/(+1/(2)=1/(1/5983+0,001/105+1/12602)=3914 Вт/м2к Коэффициент теплопередачи с учетом коэффициента загрязнения поверхности нагрева: К=3914*0,75 = 2935,5 Вт/м2к где 0,75- поправочный коэффициент на загрязнение и неполное смывание поверхности нагрева, m = 0,75 10. Поверхность нагрева пароводяного подогревателя H=7,28*106/(2935,5*39,64)=62,56 м2 11. Количество подогревателей Z=60,4/53,9=1,16 Принимаем 2 рабочих 2.4.4. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ПАРОВОДЯНОГО ПОДОГРЕВАТЕЛЯ Потери напора в трубках пароводяного подогревателя определяются по формуле: (h=(hтр+(hмс=((*L/dэ*Z+(()*(тр*(/2=(0,04*3/0,014*4+13,5)*1,72*1000/2=69050 Па где (hтр - потери напора на трение (hмс - потери напора на местные сопротивления ( - коэффициент трения, принимаемый при средних значениях чисел Рейнольдса и коэффициенте шероховатости = 0,0002м равным 0,04 (-плотность воды, 1000 кг/м3 L - длина одного хода пароводяного подогревателя, принимаем 3м Z - количество ходов подогревателя, в данном дипломном проекте расчитывается четырехходовой пароводяной подогреватель (( - сумма коэффициентов местных сопротивлений. Коэффициент местных сопротивлений для четырехходового пароводяного подогревателя вход в камеру - 1,5 вход из камеры в трубки 1х4 - 4 выход из трубок в камеру 1х4 - 4 поворот на 180o в камере - 2,5 выход из камеры - 1,5 Сумма коэффициентов местных сопротивлений для четырехходового пароводяного подогревателя марки 050СТ 34-577-68 будет составлять (( =13,5 3. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ В технико-экономическом разделе дипломного проекта производится сравнение использованных двух видов топлива на реконструируемой котельной: Основного - угля ГР и перспективного - газа от дегазации газовых выбросов шахт, а также определяется сметная стоимость строительных и монтажных работ. Технико-экономические расчеты производятся в гривнах с использованием переводных индексов стоимости строительно-монтажных работ в цены 1993г., коэффициентов рыночных отношений, а также индекса удорожения цен 1997г. к ценам 1995г. Тогда общий переводный индекс для строительно-монтажных работ: 80,6*1013*1,8562*10-5=1,516 и для оборудования 48,2*3452*1,8562*10-5=3,03 3.1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ 1. Годовая выработка тепловой энергии, ГДж (Qвырг=(Qгтп+(Qсн (3.1) где Qгтп - годовая отпущенная тепловая энергия, Qсн - годовой расход тепловой энергии на обственные нужды котельной, Qсн = 15*Qот (Qгтп=Qопов*nоп*3,6+Qзгв*nоп*3,6+Qлгв*(8400-nоп)*3,6+Qлтех*(8400- nоп)*3,6+Qзтех*nоп*3,6 (3.2) где nоп - число часов отопительного периода, nоп=4320( табл. 1.1) Qзгв - расчетный расход тепловой энергии в зимний период, Qзгв = 1,36 МВт (табл. 1.2) Qлгв - то же в летний период, Qлгв = 0,963 МВт (табл. 1.3) Qтех - расход тепловой энергии на технологию в зимний и летний периоды Qзтех = 11,69 МВт, Qлтех = 1,24 МВт (табл.1.3) Qопов - расход тепловой энергии за отопительный период на отопление и вентиляцию, МВт Qопов= Qров*(tвп-tсроп)/(tвп-tро)=15,86*(18+1,6)/(18+24)=7,4 (Qгопт - годовая отпущенная тепловая энергия (Qсн - годовой расход тепловой энергии на собственные нужды котельной (Qсн=0,15*Qот Тогда: Qготп=7,4*4320*3,6+1,36*4320*3,6+0,963(8400-4320)*3,6+1,24(8400- 4320)*3,6+11,69*4320*3,6 =350396 ГДж/г Qгвыр=350396+0,15*350396=402955,4 ГДж/г 2.Годовой расход топлива, т/год уголь Вг=Кптх * Qгвыр / (ку * Qрн где Кпт – коэффициент, учитывающий потери топлива для угля - Кпт =1,07; для газа дегазации Кпт =1,05 (ку - к.п.д. брутто котельной, для угля (ку =83,96%, для газа (ку =0,93 -при сгорании каменного угля Вкт=1,07*402955,4/0,8396*22040=25298 т/г -при сгорании газа от дегазации Вгт=1,05*402955,4*106/0,93*39750=11,44*106 м3/год 3.Стоимость угля по фабрике 101,6 грн за 1т Стоимость газа дегазации 84,4 грн. за 103 м3 4.Цена за воду 0,560 грн. за 1м3 для шахтных котельных 5.Цена за 1 кВт/ч потребляемой электроэнергии Сд=0,06 грн., а за 1 кВт установленной мощности Сд=0,07 грн. 6.Штатное расписание котельной при работе: на угле – 22 человека, в том числе ИТР – 3 чел., рабочих – 17 чел., механизаторы – 2 чел. на газе дегазации – 18 чел., в т.ч. ИТР – 3 чел., рабочих – 15 чел., механизатор – 1 чел. 7.Годовые амортизационные отчисления: -по зданиям и сооружениям – 5,5% -по оборудованию – 12,5% 8.Месячный фонд зароботной платы с премиями и начислениями на одного работающего по котельной. Аср=170 грн. 9.Установленная мощность котлоагрегатов. Qуст=28,91 МВт (табл. 1.3) 10.Годовой расход воды, м3 Свг=Сзсв*nоп+Слсв(8400-n(оп) где Свг ,Сзсв – расход воды в зимний и летний периоды (табл. 1.5. п.44), м3/ч Свг=11,66*4320+4,03(8400-4320)=66813,6 м3/ч 11.Установленная мощность токоприемников, кВа Nу=Эуд*Qуст где Эуд - удельная установленная мощность электродвигателей, кВт/МВт. При Qуст = 28,91 МВт по табл. 10.6 для каменного угля Эуд = 12,4 кВт/МВт и для газа дегазации Эуд = 13,05 кВт/МВт Тогда установленная мощность токоприемников, кВа при сгорании каменного угля Nуу = 12,4 * 28,91 = 358,5 и при сгорании газа (метана) от дегазации Nгу = 13,05 * 28,91 = 377,28 12. Расход электроэнергии, кВт/год Эг=Nу*Ки*Т Эуг=358,5*0,7*3872=971,678*103 кВт*ч 13. Число часов использования электрической мощности при средней нагрузке Т=Qгвых/(Qуст*3,6)=402955,4/(28,91*3,6)=3872 3.2. РАСЧЕТ ДОГОВОРНОЙ СТОИМОСТИ СТРОИТЕЛЬНО-МОНТАЖНЫХ РАБОТ В табл. 3.1 приведены капитальные затраты производственно-отопительной котельной с двумя паровыми котлоагрегатами КЕ-25 для закрытой системы теплоснабжения. Здание котельной из железобетонных панелей. В табл. 3.1 приведены цены 1984г. Таблица 3.1 Сводка затрат на строительство котельной | | |Затраты, тыс. руб. | |№ |Наименование работ и затрат |Строитель-|Монтажные |Оборудова-|Всего | | | |ные работы|работы |ние | | |1 |2 |3 |4 |5 |6 | |1. |Общестроительные работы по |34,64 |- |- |34,64 | | |зданию котельной | | | | | |2. |Работы по котлоагрегатам |2,734 |- |- |2,734 | | |КЕ-25 (общестроительные, | | | | | | |обмуровка, изоляция) | | | | | |3. |Теплоизоляция оборудованияи |1,116 |- |- |1,116 | | |трубопроводов | | | | | |4. |Работы по газоходам, |2,468 |- |- |2,468 | | |воздуховодам, фундаментам | | | | | |5. |Приобретение и монтаж |- |14,68 |398,48 |413,16 | Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 |
ИНТЕРЕСНОЕ | |||
|