У барабанних котлах безперервне продування здійснюється з водного простору верхнього барабана і забезпечує рівномірне видалення розчинених солей у котловій воді. Для утилізації теплоти безперервного продування використовують розширювачі-сепаратори.

Продувальна вода з температурою насичення при тиску в котлі подається у розширювач безперервного продування, в якому тиск води падає до 0,12–0,17 МПа. Внаслідок цього частина продувальної води випаровується і надходить у деаератор у вигляді вторинної пари.

Вода, яка залишилась у розширювачі, надходить у теплообмінник, де охолоджується до температури, близької 50°С, а потім спрямовується у продувальний колодязь.

Величина безперервної продувки Рпр залежить від продуктивності котла і виражається в процентах.

Кількість вторинної пари, яка виділяється з продувальної води, визначається з рівняння теплового балансу розширювача.

Рисунок 2.3 Схема безперервного продування

                                 (2.5)

Звідки

де Двп – кількість вторинної пари, яка виділяється з продувальної води, кг/с;

Мпр – кількість продувальної води, яка виділяється з котлів при продуванні, кг/с;

                        (2.6)

 – ентальпія продувальної води, яка дорівнює ентальпії киплячої води при тиску в котлі, =830 кДж/кг;

 – ентальпія киплячої води при тиску 0,12 МПа, =483 кДж/кг;

 – ентальпія сухої насиченої пари при тиску 0,12 МПа, =2700 кДж/кг;

2.3.3 Розрахунок теплообмінних апаратів

У теплових схемах котельних ТЕЦ широко використовують теплообмінне обладнання (підігрівники) поверхневого типу для підігрівання живильної, мереженої та охолодження продувальної води.

Кількість тепла що віддається парою

                                                (2.7)

Кількість тепла що сприймається мережевою водою

                                      (2.8)

Рисунок 2.4 Схема підігрівача мережевої води

де ∑QM – кількість тепла що споживається споживачами, кВт;

(2.9)

Дмп – кількість пари яка надходить до МП з котла при тиску в котлі, кг/с;

 – ентальпія сухої насиченої пари при тиску в котлі, =2788 кДж/кг;

 – ентальпія води що відводиться з МП при тиску Р= 1,4 МПа, =830 кДж/кг;

tгв – температура гарячої води в мережі, tгв =150 °С;

txв – температура води що повертається з мережі, txв =70 °С;

ММВ – витрата мережевої води через МП, кг/с;

Cводи – теплоємність мережевої води, Своди =4,19 кДж/кг · °С.

З (2.7)

З (2.8)

Підігрівач сирої води, поверхневого типу, пароводяний для підігріву сирої води перед хімводоочисткою (ХВО).

Рисунок 2.5 Схема підігрівача сирої води

Тепловий баланс підігрівача сирої води

,                                     (2.10)

де Мсв – кількість сирої води що проходить через підігрівач, кг/с;

Дпсв – кількість пари яка подається на підігрівач сирої води з деаератора, кг/с;

 – температура сирої води після підігрівача, =30°С;

 – температура сирої води що подається на підігрівач, =10°С;

 – ентальпія пари що подається до ПСВ з деаератора, =2684 кДж/кг;

 – ентальпія води що відводиться з ПСВ при тиску Р=0,12 МПа, =293,3 кДж/кг;

Своди – теплоємність сирої води, Своди=4,19 кДж/кг · °С

З (2.10)

ОПВ поверхневого типу, водо-водяний, призначений для утилізації теплоти продувальної води після сепаратора безперервного продування.

Рисунок 2.6 Схема охолоджувача продувальної води

Тепловий баланс охолоджувача продувальної води

                                    (2.11)

де ΔМпр – кількість води зі шламом що надходить в ОПВ з сепаратора, кг/с;

Двп – кількість вторинної пари, яка виділяється з продувальної води, кг/с;

Мсв – кількість сирої води що проходить через ОПВ, кг/с;

 – температура хімічно-очищеної води після ОПВ, °С;

 – температура сирої води після підігрівача, =30 °С;

tk – температура води зі шламом що скидається в дренаж, tk =40°С;

 – ентальпія води що відводиться з ПСВ при тиску Р=0,12 МПа, кДж/кг;

Своди – теплоємність води, Своди – 4,19кДж/кг·°С.

З (2.11)

2.3.4 Розрахунок охолоджувача випару деаератора

Суміш корозійно-активних газів і пари – це випар, який безперервно відводиться з верхньої частини (головки) деаератора.

Для утилізації теплоти випару використовують пароводяні теплообмінники – охолоджувачі. Випар надходить з деаератора при тиску 0,12 МПа до охолоджувача, де і конденсується, а гази виходять в атмосферу. Конденсат випару у великих котельнях повертається в цикл, а у дрібних скидається в дренаж.

Рисунок 2.7 Схема охолоджувача випару деаератора

Розрахунок охолоджувача випару деаератора підживлюючої води Тепловий баланс охолоджувача випару деаератора підживлюючої води

                                   (2.12)

де Мпв – кількість хімічно-очищеної води що надходить до деаератора підживлюючої води, кг/с.

                                               (2.13)

 – втрати води в мережі, =0,675 (кг/с);

 – кількість випару деаератора підживлюючої води, кг/с;

 – температура підживлюючої води після охолоджувача випару, °С;

 – температура хімічно-очищеної води після ОПВ, °С;

 – ентальпія води, що скидається в дренаж з ОВДпв при тиску Р=0,12 МПа, =438,1кДж/кг;

 – ентальпія випару при тиску Р=0,12 МПа, =2684 кДж/кг;

Своди – теплоємність води, Своди =4,19кДж/кг·°С;

                                        (2.14)

Мпв = 0,675 + 0,003 = 0,678 (кг/с);

3 (2.12)

Розрахунок охолоджувача випару деаератора живильної води

Тепловий баланс охолоджувача випару деаератора підживлюючої води

                                  (2.15)

де Мхов – кількість хімічно очищеної води що надходить до деаератора живильної води, кг/с,

                                (2.16)

 – кількість випару деаератора живильної води, кг/с,

Своди – теплоємність води, Своди =4,19кДж/кг·°С;

 – ентальпія води, що скидається в дренаж з ОВДжв при тиску Р=0,12 МПа, =438,1кДж/кг;

 – ентальпія випару при тиску Р=0,12 МПа, =2684 кДж/кг;

 – температура хімічно-очищеної води після ОПВ, °С;

 – температура хімічно-очищеної води після ОВДжв, °С;

2.3.5 Розрахунок конденсатного бака

Конденсатні баки потрібні для збирання конденсату, який повертається від технологічних споживачів, з пароводяних підігрівників сирої води.

f

Рисунок 2.8 Схема конденсатного бака

Кількість конденсату МКБ визначається, як сума відповідних кількостей конденсату, що повертається з виробництва.

МКБ=ДПСВ+ΔДТ                                           (2.17)

Якщо у конденсатний бак надходить конденсат з охолоджувача випару Дов, тоді сумарна кількість конденсату визначається за формулою:

МКБ=Дпсв+ΔДт+Дов                                              (2.18)

Тепловий баланс конденсатного бака:

                              (2.19)

де МКБ – кількість конденсату що надходить в конденсатний бак, кг/с;

Дмп – кількість конденсату що повертається з підігрівача мереженої води, кг/с;

Дпсв – кількість конденсату що повертається з підігрівача сирої води, кг/с;

ΔДТ – кількість конденсату що повертається з виробництва, кг/с,

ΔДт = Дт – ΔМТ = 1,11 – 0,056 = 1,054 (кг/с)             (2.20)

ісум – ентальпія суміші конденсатів, кДж/кг;

 – ентальпія конденсату від технологічних потреб,  =209 кДж/кг;

 – ентальпія конденсату при тиску Р=0,12 МПа, =293, ЗкДж/кг;

МкБ =0,023 + 1,054 + 0,047 = 1,124 (кг/с);

2.3.6 Розрахунок деаератора

Деаератори потрібні для видалення розчинених у живильній воді корозійно-активного кисню та вуглекислого газу. Крім корозії поверхні нагріву котла, трубопроводів, арматури, присутність цих газів значно погіршує процес теплопередачі, що призводить до збільшення витрати палива. Тому деаерація живильної та додаткової води є обов'язковим процесом водопідготовки.

Одним з поширених способів деаерації живильної води є термічний. З підвищенням температури розчинність газів у воді різко зменшується, а при температурі кипіння практично дорівнює нулю і вони повністю видаляються з води. У теплових схемах котелень, які розглядаються, застосовуються деаератори, що працюють при тиску, близькому до атмосферного (Р=0,12 МПа) і температури 104 °С, для чого в деаератор подається пара після редукційно-охолоджуючої установки з таким же тиском і температурою.

Термічний деаератор являє собою змішувальний підігрівник атмосферного тиску, що складається з вертикальної циліндричної колони, яка встановлюється на горизонтальному барабані для збирання деаерованої води.

Суміш газів і пари (випар) безперервно відводяться від головки деаератора в охолоджувач випару, де пара конденсується, а гази виходять в атмосферу. Теплота випару утилізується і використовується для підігрівання хімічно очищеної води, конденсат випару скидається в дренаж.

Деаерована вода живильним насосом спрямовується у водяний економайзер парового котла, (економайзер водогрійного котла) і охолоджувач РОУ.

Розрахунок деаератора підживлюючої води (Дпв)

Деаератор підживлюючої води призначений для деаерації води п підживлює систему теплопостачання.

Рисунок 2.9. Схема деаератора

Тепловий баланс деаератора підживлюючої води

                     (2.21)

де Мпв – кількість хімічно очищеної води що надходить до деаератора, кг/с;

ДДпв – кількість пари що надходить до деаератора, кг/с;

 – кількість випару деаератора підживлюючої води, кг/с;

 – втрати води в мережі,  =0,675 (кг/с);

Своди – теплоємність води, Своди =4,19 кДж/кг·°С;

 – температура підживлюючої води після охолоджувача випару, °С

tпв – температура деаерованої води, гш=104 °С;

 – ентальпія випару при тиску Р=0,12 МПа, =2684 кДж/кг;

3 (2.21)

Розрахунок деаератора живильної води

Деаератор живильної води призначений для деаерації води що живі систему котлоагрегатів.

Тепловий баланс деаератора живильної води

  (2.22)

де Джв – кількість живильної води що подається до системи живлення котлів, кг/с;

 – кількість випару деаератора живильної води, кг/с;

МКБ - кількість конденсату що надходить в конденсатний бак, кг/с;

Мхов – кількість хімічно очищеної води що надходить до деаератора живильної води, кг/с;

Двп – кількість вторинної пари, яка виділяється з продувальної води, кг/с;

Дджв – кількість пари що надходить до деаератора, кг/с;

                                          (2.23)

З (2.23)  Дджв

tЖВ – температура деаерованої води, °С;

txoв – температура хімічно-очищеної води після ОВДжв, °С;

 – ентальпія випару (пари) при тиску Р=0,12 МПа, =2684 кДж/кг;

ісум – ентальпія суміші конденсатів, кДж/кг;

Своди – теплоємність води, Своди=4,19 кДж/кг·°С;

З (2.22) , (кг/с)

, (кґ/с).

З розрахунку теплової схеми можна зробити висновок, що кількість води, яка підводиться з деаератора живильної води до котлів більша загальної кількості пари отриманої з котлів, отже резерв забезпечений.

3. Технологічні рішення

3.1 Тепломеханічні рішення

Проект розроблений виходячи з принципу комплексної поставки на будівельний майданчик обладнання серійного заводського виготовлення у вигляді блоків, які підлягають зборці на заводах монтажних організацій.

Установка блоків виконується на підсилену підлогу без фундаментів, з кріпленням опорних конструкцій блоків до підлоги самоанкерующимося болтами. Основні показники по теплопродуктивності котельної приведені в таблиці 1.

Таблиця 3.1. Теплопродуктивність котельні у різних режимах

Утворення пари в котлах передбачено при надлишковому тиску 1,4 МПа. При цьому запобіжні клапани налаштовуються на наступний надлишковий тиск:

– контрольний 1,42 МПа;

– робочий 1,43 Мпа.

Зовнішнім споживачам передбачений відпуск пари з надлишковим тиском 1,4 Мпа.

Виготовлення мереженої води передбачено у блоці підігрівачів на протязі опалювального періоду. Регулювання відпуску пари в мережі якісне. Температура прямої мереженої води на виході з блоку прийнята постійною І рівна 150°С на протязі всього періоду.

Підтримання температури прямої мереженої води в залежності від температури зовнішнього повітря передбачено перепуском частини мереженої води в пряму.

Підживлення тепломережі виконують насосом за допомогою регулятора тиску «після себе».

Нагрів води системи централізованого гарячого водопостачання організований в пароводяних підігрівачах, деаерація у вакуумному деаераторі.

Для запобігання аерації атмосферним повітрям гарячої води, яка знаходиться в баках-акумуляторах, приміняється герметизуючи рідина АГ-4. Бак зберігання герметика передбачений для використання в період ремонту бака-акумулятора. Дегазація живильної і підживлюючої води організована в атмосферному деаераторі.

Омагнічена вода після станції водопідготовки паралельними потоками проходить поверхневі теплообмінники-охолоджувачі, де утилізують тепло низькопотенційних і низько витратних середовищ. Потім об'єднаний потік омагніченої води направляють в підігрівачі гарячого водопостачання.

При цьому, в період роботи котельні на паливі – газ, омагнічену воду попередньо направляють в теплоутилізатори котлоагрегатів, де використовують для утилізації тепла димових газів.

Потік омагніченої води на пом'якшення в станцію водопідготовки формує регулятор зміщення при температурі 40°С. Консервація непрацюючих котлів передбачена конденсатом під тиск деаератора.

3.2 Станція водопідготовки

Норма якості води для систем споживання води котельної приведена в таблиці 3.2.

Таблиця 3.2 Норми якості води

В якості вихідної прийнято воду з господарчо-питного водопроводу, яка відповідає нормам ГОСТ 2874–82 «Питна вода» хімічного складу:

– карбонатна жорсткість – не більше 7,0 ммоль/л;

– загальна жорсткість – не більше 7,0 ммоль/л;

– сухий залишок – до 1000 мг/л;

– мутність – не більше 1,5 мг/л;

– окислюваність – не більше 6,0 мг/л;

– вміст заліза: варіант 1 – від 0,3 до 1,0 мг/л;

– варіант 2 – до 0,3 мг/л.

Тиск вихідної води в водопроводі прийнято рівним 0,25 Мпа. Для приведення якості води до відповідності з нормами передбачено два варіанта станції водопідготовки.

Варіант 1 призначений для вхідної води з вмістом заліза від 0,3 до 1,0 мг/л і включає в себе:

– знезалізнення загального потоку води;

– магнітну обробку загального потоку води;

– пом'якшення потоку добав очної живильної води способом натрій-катіонування.

Пом'якшення організовано в блочних установках ВПУ – 5,0 виробництва Мопастирищенського машинобудівного заводу.

Знезалізнення передбачено аерацією води повітрям від компресора з наступним фільтруванням через фільтри з сульфовугіллям.

Розрахункові дані приведені в таблиці 3.

Таблиця 3.3 Розрахункові дані по установкам пом'якшення

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6