Подбор сетевых и подпиточных насосов.

Закрытая система теплоснабжения работающая при повышенном графике регулирования с суммарным тепловым потоком Q = 296 МВт и с расчетным расходом теплоносителя G = 1850 т/ч. Потери напора в теплофикационном оборудовании источника теплоты DH_ист= 25 м. Суммарные потери напора в подающей и обратной магистралях тепловой сети DH_под+DH_обр= 40 м. Потери напора в системах теплопотребителей DH_аб= 30 м. Статический напор на источнике теплоты H_ст= 40 м. Потери напора в подпиточной линии H_пл= 10 м. Превышение отметки баков с подпиточной водой по отношению к оси подпиточных насосов z = 3 (м).

Требуемый напор сетевого насоса определим по формуле:

Подача сетевого насоса G_сн должна обеспечить расчетный расход теплоносителя G_d

По приложению №2 принимаем к установке по параллельной схеме три рабочих и один резервный насосы СЭ 1250-100 обеспечивающие требуемые параметры при некотором избытке напора, который может быть сдросселирован на источнике теплоты. КПД насоса составляет 82%.

Требуемый напор подпиточного насоса H_пнопределяем по формуле:

Подача подпиточного насоса G_пнв закрытой системе теплоснабжения должна компенсировать утечку теплоносителя G_ут.

Величина утечки принимается в размере 0,75% от объема системы теплоснабжения V_сист. При удельном объеме системы 60 м 3 /МВт и суммарном тепловом потоке Q = 296 МВт объем системы V_сист составит:

Величина утечки G_ут составит:

По приложению №3принимаем к установке по параллельной схеме два рабочих и один резервный насосы

6 К-8аобеспечивающие требуемые параметры с небольшим избытком напора (8 м) с КПД 70%.

Расчет самокомпенсации.

Определить изгибающее напряжение от термических деформаций в трубопроводе диаметром d_н= 200 мм у неподвижной опоры А (рис.) при расчетной температуре теплоносителя t = 110 0 С и температуре окружающей среды t_о= -38 0 С. Модуль продольной упругости стали Е = 2×10 5 МПа, коэффициент линейного расширения a = 1,25×10 -5 1/ 0 C. Сравнить с допускаемым напряжением d_доп= 86 МПа

Определим линейное удлинение DL₁ длинного плеча L₁

При b= 40 0 и n = L₁/L₂ = 2.5 находим изгибающее напряжение у опоры А по формуле:

Полученное изгибающее напряжение превышает допускаемое s_доп= 80 МПа. Следовательно данный угол поворота не может быть использован для самокомпенсации.

Расчет тепловой изоляции.

Определить по нормируемой плотности теплового потока толщину тепловой изоляции для двухтрубной тепловой сети с d_н= 200 мм, проложенной в канале типа КЛП 100×55. Глубина заложения канала h_к= 3,5 м. Среднегодовая температура грунта на глубине заложения оси трубопроводов t ₀ = 4 0 С. Теплопроводность грунта l_гр= 2,0 Вт/м град. Тепловая изоляция — маты из стеклянного штапельного волокна с защитным покрытием из стеклопластика рулонного РСТ. Среднегодовая температура теплоносителя в подающем трубопроводе t₁ = 78 0 С, в обратном t₂ = 41 С.

Определим внутренний d_вэ и наружный d_нэ эквивалентные диаметры канала по внутренним (1.0´0,55м) и наружным (2,07´0,83м) размерам его поперечного сечения

Термическое сопротивление внутренней поверхности канала R_пк

определим по формуле:

Термическое сопротивление стенки канала R_к, приняв коэффициент теплопроводности железобетона определим по формуле:

Термическое сопротивление грунта R_гр при глубине заложения оси труб h = 3 м и теплопроводности грунта определим по формуле:

Приняв температуру поверхности теплоизоляции 40 0 С, определим средние температуры теплоизоляционных слоев подающего t_тп и обратного t_то трубопроводов согласно:

Коэффициенты теплопроводности тепловой изоляции (матов из стеклянного штапельного волокна) для подающего , и обратного , трубопроводов:

= 0,042 + 0,00028 ×t_тп= 0,042 + 0,00028 × 59 = 0,06 Вт/( м × 0 С)

= 0,042 + 0,00028 ×t_то= 0,042 + 0,00028 × 40,5= 0,053 Вт/( м × 0 С)

Термическое сопротивление поверхности теплоизоляционного слоя, приняв предварительно толщину слоя изоляции d_и= 50 мм = 0,05 мопределим по формуле:

Примем по приложению №16 методического пособия, нормируемые линейные плотности тепловых потоков для подающего q₁₁ = 41,6 Вт/м и обратного q₁₂ = 17,8 Вт/м трубопроводов. Определим суммарные термические сопротивления для подающего R_tot,1 и обратного R_tot,2 трубопроводов при К₁= 0,8 (см. приложение №20)

Коэффициенты взаимного влияния температурных полей подающего и обратного трубопроводов:

Определим требуемые термические сопротивления слоёв для подающего R_кп и обратного R_ко трубопроводов, м× град/Вт

Определим требуемые толщины слоев тепловой изоляции для подающего d_к1 и обратного d_к2

Расчет компенсаторов

Компенсатор — устройство, позволяющее воспринимать и компенсировать перемещения, температурные деформации, вибрации, смещения.

Определить размеры П-образного компенсатора и его реакцию для участка трубопровода с длиной пролета между неподвижными опорами L = 150 м. Расчетная температура теплоносителя t₁= 110 0 С. Расчетная температура наружного воздуха для проектирования систем отопления t₀ = -38 0 С. Учесть при расчетах предварительную растяжку компенсатора.

Приняв коэффициент температурного удлинения a= 1,20×10 -2 мм/м× 0 С, определим расчетное удлинение участка трубопровода по формуле:

Расчетное удлинение Dl_р с учетом предварительной растяжки компенсатора составит

По приложению №23, ориентируясь на Dl_p, принимаем П-образный компенсатор имеющий компенсирующую способность Dl_к= 120 мм, вылет H = 2,0 м, спинку с = 1,88 м. По приложению №24 определим реакцию компенсатора Р при значении Р_к= 0,72 кН/см и Dl_р= 13,3 (см)

Определение расчетного количества подпиточной воды. Подбор сетевых и подпиточных насосов для расчетного режима.

Расчетный расход воды, , для подпитки тепловых сетей следует принимать [1]:

а) в закрытых системах теплоснабжения — численно равным 0,75% фактического объема воды в трубопроводах тепловых сетей и присоединенных к ним системах отопления и вентиляции зданий;

б) в открытых системах теплоснабжения — равным расчетному среднему расходу воды на горячее водоснабжение с коэффициентом 1,2 плюс 0,75% фактического объема воды в трубопроводах тепловых сетей и присоединенных к ним системах отопления, вентиляции и горячего водоснабжения зданий;

в) при отсутствии данных по фактическим объемам воды в системах теплоснабжения равным 65 на 1 МВт расчетного теплового потока при закрытой системе теплоснабжения, 70 на 1 МВт – при открытой системе и 30 на 1 МВт — при отдельных сетях горячего водоснабжения;

г) для открытых и закрытых систем теплоснабжения должна предусматриваться дополнительно аварийная подпитка химически не обработанной и не деаэрированной водой, расход которой принимается в количестве 2% объема воды в трубопроводах тепловых сетей и присоединенных к ним системах отопления, вентиляции и в системах горячего водоснабжения для открытых систем теплоснабжения.

При наличии нескольких отдельных тепловых сетей, отходящих от коллектора теплоисточника, аварийную подпитку допускается определять только для одной наибольшей по объему тепловой сети.

Для открытых систем теплоснабжения аварийная подпитка должна обеспечиваться только из систем хозяйственно-питьевого водоснабжения.

Подбор сетевых насосов.

Напор сетевого насоса рассчитываем по формуле:

(1.27)

м

м

Подачу (производительность) сетевых и подкачивающих (рабочих) насосов принимаем по формуле:

(1.28)

Выбираем сетевой насос: Grundfos NK 250-500 -A BAQE и один резервный.

Техническая характеристика насоса:

— Расход воды 1100 m³/ч,

— Рабочее давление на входе 1,08Мпа

— Температура перекачиваемой воды 180 о С

— КПД не менее 85%

— Мощность 150 кВт

Выбираем сетевой насос: Grundfos NK 250-500 -A BAQE и один резервный.

Техническая характеристика насоса:

— Расход воды 1100 m³/ч,

— Рабочее давление на входе 1,08Мпа

— Температура перекачиваемой воды 180 о С

— КПД не менее 85%

— Мощность 150 кВт

Подбор подпиточных насосов.

Подачу (производительность) рабочих подпиточных насосов в закрытых системах теплоснабжения следует принимать равной расчетному расходу воды на компенсацию утечки из тепловой сети 6(а), а в открытых системах – равной сумме максимального расхода воды на горячее водоснабжение 6(б).

К установке принимаем насосы марки 4КМ-12, приведенные в [1, прил. 6]. К установке принимаем два насоса, один из которых является резервным. Данные насосы обладают следующими характеристиками:

Производительность 69

КПД не менее 77%

на валу насоса 9,8 кВт

электродвигателя 14 кВт

Допустимая высота всасывания 6,5, м

Диаметр рабочего колеса 174, мм

К установке принимаем насосы марки 4КМ-12, приведенные в [1, прил. 6]. К установке принимаем два насоса, один из которых является резервным. Данные насосы обладают следующими характеристиками:

Производительность 69

КПД не менее 77%

на валу насоса 9,8 кВт

электродвигателя 14 кВт

Допустимая высота всасывания 6,5, м

Диаметр рабочего колеса 174, мм

Продольный профиль главной линии тепловой сети.

Продольный профиль тепловой сети является основным документом на строительство теплопроводов. Профиль вычерчиваем в графической части проекта в масштабах: вертикальный 1:100, горизонтальный 1:1000 для ИТ1.

Под профилем наносим развернутый план трассы с указанием узлов трубопроводов, поворотов, ответвлений, неподвижных опор и компенсаторные ниши.

При проектировании профиля учитываем, что минимальный уклон должен быть не менее . В таблицу заносим уклон, расстояния, отметки низа канала.

КОТЕЛЬНАЯ.

Котельная относится ко второй категории по надежности отпуска тепла. Категории помещений котельной по взрывной, взрывоопасной и пожарной безопасности согласно приложению №1 СНИП II-35-76 «Котельные установки».

В газоходы котлов КВ-ГМ-23,26-150 включены экономайзеры ЭП1-808. Экономайзер снабжен обводным газоходом с регулируемым шибером для поддержания температуры уходящих газов перед дымовой трубой в пределах 70 0 С и дополнительного пропуска дымовых газов в максимальный режиме работы котла. На всех насосах после задвижек устанавливаются фильтры магнитные типа ФМФ, гибкие вставки, обратные клапаны и задвижки.

Установленная мощность котельной -60 Гкал/ч

Температурный график -130-70 0 С.

Описание котла типа КВ-ГМ.

Водогрейные котлы типа КВ изготавливаются с 1970 г. для установки в отопительных котельных. Они выпускаются со следующей теплопроизводительностью: 4; 6,5; 10; 20 и 30 Гкал/ч.

Котлы этой серии изготавливаются из однотипных элементов и выполняются в горизонтальной компоновке, блочно- транспортабельные и состоят из двух блоков- горизонтального топочного и вертикального конвективного. Боковые стены топочной камеры полностью экранированы трубами диаметром 60х3мм с шагом 64 мм.

Конвективный блок состоит из конвективного пакета, фестона и заднего экрана. Конвективный пакет набирается из U- образных змеевиков диаметром 28х3 мм. Трубы расположены в шахматном порядке с шагом 64 и 40 мм. змеевики привариваются к вертикальным стоякам диаметром 83х3,5 мм. Фестон и задний экран конвективного блока выполнены из труб диаметром 60х3 мм с шагом 64 мм.

В котлах теплопроизводительностью 10-20 и 30 Гкал/ч имеется внутри топочная перегородка, делящая топочную камеру на собственно топку и камеру догорания. Топочные камеры котлов КВ-ГМ оборудованы ротационными газомазутными горелками. Конвективные поверхности этих котлов очищаются при использовании дробеструйной установки.

Обмуровка котлов выполняется надтрубной, облегченного типа, с непосредственным креплением к трубам.

Аэродинамическое сопротивление котла- 73 мм.вод.ст. Размеры: 11300х6000х10500 мм.

Для уменьшения присосов в газовый тракт котла снаружи изоляцию покрывают металлической листовой обшивкой толщиной 2 мм., приваренной к обвязочному каркасу.

Описание здания котельной.

По характеру сооружения и компоновке оборудования котельные под­разделяются на закрытые, полуоткрытые, и открытые. Место постройки котельной влияет на выбор её типа.

В котельной установлены параллельно стоящие паровые котлы КВ-ГМ-23,26-150, около лицевой стены дутьевые вентиляторы. В хвостовой части котла располагаются экономайзеры и дымососы. Рядом с котлами расположены фильтры, нитратный бак, бак взрыхления, конденсатный бак, паровой коллектор, теплообменники, ГРП, насосные группы сетевой, подпиточной и исходной воды, а также охладитель выпара и термический деаэратор вакуумного типа.

За пределами здания расположены трансформаторная, дымовая труба, бункер хранения соли, продувочный колодец.

В данном проекте рассматривается закрытая котельная. В котельных закрытого типа всё оборудование расположено внутри здания. Такие котельные строят в районах с расчётной температурой наружного воздуха ниже -30 °С и вне зависимости от района строительства, если котельные располагаются внутри жилого квартала.

При строительстве котельной любого типа необходимо соблюдать условия, изложенные ниже. Объёмно-планировочные решения здания котельной должны отвечать требованиям межотраслевой унификации промышленных зданий с обязательным использованием унифицированных сборных конструкций и деталей заводского изготовления. По классификации строительных норм котельных отнесены к сооружениям II класса.

Компоновка и конструкция здания котельной, а также расположение оборудования должны обеспечивать возможность беспрепятственного расширения котельной: 1)здание котельной должно иметь одну свободную стену; 2)конструкции перекрытия котельной должны опираться на продольные стены здания

Здания котельных, по возможности, выполняют одноэтажными и однопролётными с расположением вспомогательного оборудования в общем зале, не выделяя их в отдельные помещения. Очевидно, что при сжигании твёрдого топлива при механизированных системах топливоподачи и бункерных галереях можно сооружать многоэтажные и многопролётные здания. Расположение административных и бытовых помещений предусмат­ривают внутри основного помещения котельной, со стороны её постоянного торца. Однако можно использовать и другие свободные площади производственных помещений. Чтобы использовать высоту основного помещения под помещения административного и бытового назначения, устраивают антресоли,

Для удаления оборудованных котлами паропроизводительностью до Ют/ч, можно располагать следующие административно-бытовые помещения: а)лабораторию химической водоочистки; б)механическую мастерскую; в) комнату заведующего котельной; г)контору; д)санузел и гардероб. Санузел оборудуют в зависимости от количества обслуживающего персонала.

В уборных должно быть одно очко при числе пользующихся уборной до 20 человек и два очка при числе пользующихся до 40 человек. Уборные устраивают раздельно для мужчин и женщин и с отдельными тамбурами. При общем числе пользующихся уборной менее 20 человек можно устраивать одну уборную на одно очко, обслуживающую мужчин и женщин. В мужских уборных, кроме унитазов, устанавливают писсуары ( один писсуар на один унитаз ). При уборных должны быть умывальники (из расчёта один умывальник на шесть унитазов, но не менее одного на уборную), которые размещаются в тамбурах. Унитазы должны находиться в отдельных кабинах размером 1200*900 мм. Расстояние от стены, вдоль которой расположены санитарные приборы, до противоположной стены должно быть не менее 1300 мм.

Число умывальников и душей устанавливают из расчёта не менее одного крана и одного душа на 10 человек. Размеры умывальника должны быть не мене 300*450 мм, а душевой кабины — 900*900 мм. Число шкафов в гардеробной рассчитывают на число рабочих, занятых в течение суток в котельной. Проходы между рядами шкафов принимают не менее 1000 мм. Шкафы для хранения верхней одежды и спецодежды должны иметь размеры 350*300*1700 мм.

Вводно- распределительные устройства устанавливаются в помещении КТП вдоль стены. Силовые трансформаторы соединены с вводными шинными мостами. Распределительные пункты ПР устанавливаются в помещении электрощитовой вдоль кабельного канала. Пусковая аппаратура устанавливается в блоке на существующей конструкции в электрощитовой. Стойки управления с частотными преобразователями устанавливаются в зале котельной.

Распределительные сборки устанавливаются за каждым котлом совместно с частотными регуляторами дымососа и вентилятора. Силовые сети выполняются кабелем и прокладываются на лотках типа НЛ. От стоек частотного регулирования до электродвигателей и от датчиков задания параметров до стоек регулирования прокладываются экранированные медные кабели. Спуски к электродвигателям по профилю К-225. кнопки управления установлены у электродвигателя. Для ремонтного освещения установлен ящик ЯПТ-0,25 220/12 вольт. Дополнительное освещение выполнено люминесцентными светильниками над сборками котлов, стойками частотного регулирования, насосными группами и перед фронтом котлов. Все работы по монтажу силовой и распределительной сети и сети электроосвещения вести в соответствии с ПУЭ-85 и СНиП 3.05.06-885.

Предусматривается газооборудование котла КВ-ГМ, прокладка внутреннего газопровода среднего давления Ду=150 мм от газопровода Ду=300 мм. На газопроводе к котлу монтируется последовательно: отключающая задвижка Ду=150 мм, клапан предохранительный электромагнитный ПКН200(исполнительный элемент автоматики безопасности), регулирующая заслонка ЗД-150(исполнительный элемент автоматики регулирования) и рабочая задвижка Ду=100 марки МА 39010.

Розжиг горелки котла производится при помощи ЗЗУ со щита КИП. Газопровод Ду=15 к ЗЗУ берется от газопровода, идущего к котлу, до предохранительно- запорного клапана.

Для газопровода приняты стальные электросварные трубы по ГОСТ10704-81. Крепление газопроводов Ду=150 предусмотрено на отдельно- стоящих опорах и на подвеске к ферме котельной. В местах пересечения со строительными конструкциями газопровод заключен в футляр.

Продувка газопровода котла осуществляется через продувочную линию Ду=20 в атмосферу. Продувочный газопровод выведен на 1 м выше карниза крыши котельной и заземлен. Газопровод окрашен водостойкими лакокрасочными материалами.