Проектирование котельной малой мощности

Содержание



Введение

1. Исходные данные для проектирования водогрейной котельной

	2. Построение температурного графика отпуска тепловой энергии потребителям и графика переключения работы котлов

3. Подбор основного оборудования котельной

3.1 Подбор котлоагрегата

3.1.1 Тепловые нагрузки

3.1.2 Режим теплопотребления

3.1.3 Характеристика оборудования

3.1.4 Загрузка котлоагрегатов

3.2 Газовое оборудование. Горелочные устройства

4. Тепловой расчет контура системы отопления и вентиляции котельной

5. Тепловой расчет контура системы горячего водоснабжения котельной

6. Подбор вспомогательного оборудования котельной

Заключение






Введение



Тепловая энергия – один из основных видов энергии, используемых человеком для обеспечения необходимых условий его жизнедеятельности. Централизованное теплоснабжение промышленности и жилищно-коммунального хозяйства от котельных в настоящее время и на перспективу является, наряду с теплофикацией, одним из основных направлений развития теплоснабжения. Последнее десятилетие характеризуется техническим прогрессом в области котельных установок, освоением новых видов котельно-топочного и вспомогательного оборудования. Развитие котлостроения для котельных осуществляется в направлении создания паровых котлоагрегатов низкого давления. Совершенствование топочного оборудования направлено на создание универсального оборудования для сжигания широкой гаммы твердых топлив и высокоэкономичных газомазутных горелочных устройств. Наблюдающийся в теплоэнергетике переход на внедрение блочного оборудования и оборудования повышенной заводской готовности постепенно распространяется и на котельные централизованного теплоснабжения. К проектным решениям по котельным централизованных систем теплоснабжения предъявляются повышенные требования в части экономичности и современного технического уровня. Между тем при разработке проектов котельных многочисленными проектными организациями до сих пор встречается подход к их проектированию как к решению локальной задачи, без учета требований схем теплоснабжения по выбору источников тепла.

В данной курсовой работе запроектирована котельная малой мощности, построен температурный график отпуска тепловой энергии потребителям, подобрано основное и вспомогательное оборудование.






1. Исходные данные для проектирования водогрейной котельной



Таблица 1

№ п/п

Показатель

Размерность

Значение

1

Проектируемый район (город, область)

г. Тверь

1.1.

Вид застройки (промзона, жилой или административный сектор)

Адм. сектор

1.2.

Назначение котельной (центральная, автономная, пиковая)

автономная

1.3.

Количество обслуживающего персонала

чел

1

2

Климатические данные * :



2.1.

Температура наиболее холодной пятидневки

°С

-29

2.2.

Средняя температура воздуха за отопительный период

°С

-22

2.3.

Расчетная летняя температура воздуха

°С

24,8

2.4.

Продолжительность отопительного периода

сут/год

236

3.

Расчетная тепловая нагрузка на нужды:



3.1.

- отопления

Мкал/ч

800

3.2.

- горячего водоснабжения

Мкал/ч

500

3.3.

- вентиляции

Мкал/ч

800

3.4.

- прочие (вид нужд)

Мкал/ч

0

4.

Система теплоснабжения:



4.1.

Вид (открытая или закрытая)

закрытая

4.2.

Количество трубопроводов (двух - или четырехтрубная)

четырехтрубная

4.3.

Вид прокладки трубопроводов (подземная -канальная или бесканальная; надземная)

подземная

канальная

4.4.

Схема присоединения системы теплоснабжения (зависимая - элеваторная или насосная; независимая)

зависимая

4.5.

Тип компенсаторов тепловых удлинений

П – образные

4.6.

Тип устанавливаемых отопительных приборов у потребителя (радиаторы, регистры, конвекторы)

радиаторы

4.7.

Температурный график отпуска тепловой энергии

°С

95/70

4.8.

Температура горячей воды

°С

60

4.9.

Гидравлическое сопротивление





- системы отопления и вентиляции

кПа

112



- системы горячего водоснабжения

кПа

30

4.10.

Водяной объем







- системы отопления и вентиляции

м3

5,6



- системы горячего водоснабжения

м3

1,5

5.

Источник водоснабжения

городской водопровод

5.1.

Жесткость исходной воды

мг-экв/м3

5

5.2.

Температура исходной воды (зимний и летний период)

°С

5/15

6.

Источник топливоснабжения

городской газопровод

6.1.

Вид топлива

Природный газ

6.2.

Теплотворная способность

ккал/м3

8788

6.3.

Плотность

кг/ м3

0,8

6.1.

Минимальное давление газа на входе в котельную

МПа

0,1

6.2.

Максимальное давление газа на входе в котельную

МПа

0,6

Прим.* - по данным СНиП 2.01.01-82. Строительная климатология и геофиз.






	2. Построение температурного графика отпуска тепловой энергии потребителям и графика переключения работы котлов

	

	Таблица 2 Исходные данные для построения температурного графика отпуска тепловой энергии потребителю водогрейной котельной

	Показатель

	Обозначение

	Размерность

	Значение

	Расчетная температура подающего трубопровода

	

	°С

	95

	Расчетная температура обратного трубопровода

	

	°С

	70

	Расчетная температура наружного воздуха

	

	°С

	-29

	Расчетная температура внутреннего воздуха

	

	°С

	18

	Расчетная температура воды на входе в систему отопления

	

	°С

	95

	Коэффициент смешения

	U

	

	0



	Расчетные температуры определяются по формулам:



 (1)

 (2)

 (3)



Таблица 3 Расчетные данные для построения температурного графика отпуска тепловой энергии потребителю водогрейной котельной

Наружный воздух,ºС

Подающий трубопровод,ºС

Обратный трубопровод,ºС

Система отопления,ºС

Внутренний воздух,ºС

-29

95,0

70,0

95,0

18

-28

93,6

69,2

93,6

18

-27

92,3

68,3

92,3

18

-26

90,9

67,5

90,9

18

-25

89,5

66,6

89,5

18

-24

88,1

65,8

88,1

18

-23

86,7

64,9

86,7

18

-22

85,3

64,1

85,3

18

-21

83,9

63,2

83,9

18

-20

82,5

62,3

82,5

18

-19

81,1

61,4

81,1

18

-18

79,7

60,5

79,7

18

-17

78,3

59,6

78,3

18

-16

76,8

58,7

76,8

18

-15

75,4

57,8

75,4

18

-14

73,9

56,9

73,9

18

-13

72,5

56,0

72,5

18

-12

71,0

55,1

71,0

18

-11

69,5

54,1

69,5

18

-10

68,1

53,2

68,1

18

-9

66,6

52,2

66,6

18

-8

65,1

51,3

65,1

18

-7

63,6

50,3

63,6

18

-6

62,1

49,3

62,1

18

-5

60,5

48,3

60,5

18

-4

59,0

47,3

59,0

18

-3

57,4

46,3

57,4

18

-2

55,9

45,2

55,9

18

-1

54,3

44,2

54,3

18

0

52,7

43,1

52,7

18

1

51,1

42,1

51,1

18

2

49,5

41,0

49,5

18

3

47,9

39,9

47,9

18

4

46,2

38,8

46,2

18

5

44,5

37,6

44,5

18

6

42,8

36,4

42,8

18

7

41,1

35,3

41,1

18

8

39,4

34,0

39,4

18

9

37,6

32,8

37,6

18

10

35,8

31,5

35,8

18








	Рис. 1 – Температурный график отпуска тепловой энергии потребителям



Таблица 4 Расчетные данные для построения графика переключения работы водогрейных котлов

1

2

3

4

5

tнв

Qp

Qk

Nk

z

-29

2501

1600

2

78,2

-28

2448

1600

2

76,5

-27

2395

1600

2

74,8

-26

2341

1600

2

73,2

-25

2288

1600

2

71,5

-24

2235

1600

2

69,8

-23

2182

1600

2

68,2

-22

2129

1600

2

66,5

-21

2075

1600

2

64,9

-20

2022

1600

2

63,2

-19

1969

1600

2

61,5

-18

1916

1600

2

59,9

-17

1862

1600

2

58,2

-16

1809

1600

2

56,5

-15

1756

1600

2

54,9

-14

1703

1600

2

53,2

-13

1650

1600

2

51,5

-12

1596

1600

1

99,8

-11

1543

1600

1

96,4

-10

1490

1600

1

93,1

-9

1437

1600

1

89,8

-8

1384

1600

1

86,5

-7

1330

1600

1

83,1

-6

1277

1600

1

79,8

-5

1224

1600

1

76,5

-4

1171

1600

1

73,2

-3

1117

1600

1

69,8

-2

1064

1600

1

66,5

-1

1011

1600

1

63,2

0

958

1000

1

95,8

1

905

1000

1

90,5

2

851

1000

1

85,1

3

798

1000

1

79,8

4

745

1000

1

74,5

5

692

1000

1

69,2

6

639

1000

1

63,9

7

585

1000

1

58,5

8

532

1000

1

53,2

9

479

1000

1

47,9

10

426

1000

1

42,6

	

	

Рис. 2- График переключения котлоагрегатов.






3. Подбор основного оборудования котельной



3.1 Котлоагрегаты



3.1.1Тепловые нагрузки

В котельной любого назначения максимальная величина нагрузки должна соответствовать установленной теплопроизводительности агрегатов. Тепловые нагрузки на систему отопления и вентиляции включают в себя: перспектива– 20%, собственные нужды – 5-10% и транспортные потери – 7%.Расчет приведен в таблице 5.



Таблица 5 Сводные данные по тепловым нагрузкам

№ п/п

Показатель

Доля, %

Значение

Единицы измерения

1

Тепловая нагрузка на отопление и вентиляцию

1.1

Без перспективы

100

1600

Мкал/ч

1.2

С перспективой

20

320

Мкал/ч

1.3

Итого с перспективой

120

1920

Мкал/ч

1.4

Собственные нужды

5

96

Мкал/ч

1.5

Транспортные потери теплоты

7

134,4

Мкал/ч

1.6

Итого с потерями

132

2150,4

2500,9

Мкал/ч

кВт

2

Тепловая нагрузка на горячее водоснабжение

2.1

Без перспективы

100

500

Мкал/ч

2.2

С перспективой

20

100

Мкал/ч

2.3

Итого с перспективой

120

600

Мкал/ч

2.4

Собственные нужды

5

30

Мкал/ч

2.5

Транспортные потери теплоты

7

42

Мкал/ч

2.6

Итого с потерями

132

672

781,5

Мкал/ч

кВт






3.1.2 Режимы теплопотребления



Таблица 6 Сводные данные по режимам теплопотребления

№ п/п

Показатель

Режим теплопотребления





Максимально-

зимний

Средне-отопительный

Летний

1.

Температура наружного воздуха, °С

-29

-2

24,8

2.

Температура холодной воды, °С

5

5

15

3.

Температура в помещении, °С

18

18

18

4.

Тепловая нагрузка на нужды ОиВ, Мкал/ч

2150,4

915

0

5.

Тепловая нагрузка на нужды СГВ, Мкал/ч

672

672

549,8

6.

Расход сетевой воды на нужды ОиВ, т/ч

86

83

0

7.

Расход сетевой воды на нужды СГВ, т/ч

12,2

12,2

12,2



3.1.3 Характеристика оборудования



Таблица7 Сводные данные по характеристике котлоагрегатов

	Производительность /марка

	Мощность, кВт

	Кол-во, шт.

	Расход топлива,м3/ч

	КПД, %

	Давление по газу, кПа

	Сопротивление 

	газового тракта, Па

	Сопротивление 

	водного тракта, кПа

	Водяная емкость

	котла, м3

	Длина камеры

	сгорания, мм

	Габаритные размеры

	 котла, мм

	ЗИОСАБ-1600

	1600

	1

	198

	92

	6

	650

	2,2

	2,45

	2990

	422717702040

	ЗИОСАБ-1000

	1000

	2

	123

	91,5

	6

	400

	1,7

	1,42

	1692

	349214901590



3.1.4 Загрузка котлоагрегатов



Таблица 8 Сводные данные по загрузке котлоагрегатов при различных режимах работы источников тепла

	№ п/п

	Показатель

	Нагрузка, Мкал/ч

	Количество котлов

	1

	Максимально зимний

	2150,4

	2

	2

	Средний отопительный

915

	1

	3

	Летний

	0

	0

	1

	Максимально зимний

	672

	1

	2

	Средний отопительный

672

	1

	3

	Летний

	549,8

	1



3.2 Газовое оборудование. Горелочные устройства



Таблица 9 Технические характеристики горелок



№ п/п

Показатель

Контур СОиВ

Контур СГВ

Ед.

изм.

1

Исходные данные по котлоагрегатам



1.1.

	Производительность /марка

	ЗиОСаб-1600

	ЗиОСаб-1000

	ЗиОСаб-1000

-

1.2.

	Мощность

	1600

	1000

	1000

кВт

1.3.

	Количество

	1

	1

	1

шт

1.4.

	Расход топлива

	198

	123

	123

м3/ч

1.5.

	КПД

	92

	91,5

	91,5

%

1.6.

	Длина камеры сгорания

	2990

	1692

	1692

%

1.7.

	Расчетная мощность горелочного устройства

	1739,13

	1098,90

	1098,90

кВт

2

Технические характеристики

2.1.

	Производительность /марка

Weishaupt G8/1-D

	Weishaupt G5-D

-

2.2.

	Мощность

	1740

	1100

кВт

2.3.

	Тип пламенной головы

G7/2a-213

G7/1a-213

-

2.4.

Количество

2

1

шт

2.5.

Длина пламени

230

230

мм

2.6.

Диаметр арматуры

65

50

мм

2.7.

Диаметр газового дросселя

54

50

мм

2.8.

Габариты

868*278*494

577*245*430

мм

	




4. Тепловой расчет контура системы отопления и вентиляции котельной



Исходные данные для расчёта расходов воды в котельной



	

	Рис. 3 - Расчётная тепловая схема контура СО и В

	

С помощью системы анализа для каждого узла схемы контура запишем материальный и энергетический балансы вида:



ΣGвх = ΣGвых

ΣЕвх = ΣЕвых

Q1 =1376 ккал/ч; Q2 =860 ккал/ч

У1: G11-G14-G13=0 У2: G15-G12+G13=0 У3: G21-G24-G23=0

У4: G25-G22+G23=0 У5: G14+G24-G2=0 У6: G1-G25-G15=0

К1: G12 – G11 = 0 ; G12∙ 80 – G11∙ 95= - Q1

К2: G22 – G21 = 0 ; G22∙ 80 – G21∙ 95= - Q2



Таблица 11 Расчетная матрица для контура СО и В

 

G11

G12

G13

G14

G15

G21

G22

G23

G24

G25

G1

G2

R

К1

-1

1

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0



-95

80

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

-1376

У4

0

0

0

0

0

0

-1

1

0

1

0

0

0



0

0

0

0

0

0

-80

95

0

75

0

0

0

У2

0

-1

1

0

1

0

0

0

0

0

0

0

0



0

-80

95

0

75

0

0

0

0

0

0

0

0

К2

0

0

0

0

0

-1

1

0

0

0

0

0

0



0

0

0

0

0

-95

80

0

0

0

0

0

-860

У1

1

0

-1

-1

0

0

0

0

0

0

0

0

0

У3

0

0

0

0

0

1

0

-1

-1

0

0

0

0

У5

0

0

0

1

0

0

0

0

1

0

0

-1

0

У6

0

0

0

0

-1

0

0

0

0

-1

1

0

0



	Диаметры трубопроводов определяют по формуле (4):

	

	, мм (4)

	

где расход теплоносителя, м3/ч, определяемый теорией графов;

скорость движения воды в трубах, принимается равной 1 м/с.



Таблица12 Подбор диаметров для контура СО и В

№

п/п

расход в контуре,G

расчетный внутренний

диаметр трубы, dвн

Маркировка трубы,

Dн х d



м3/ч

мм



1

91,7 G11

215

219х5

2

91,7 G12

215

219х5

3

22,9 G13

108

108х3

4

68,8 G14

186

194х6

5

68,8 G15

186

194х6

6

57,3 G21

170

180х6

7

57,3 G22

170

180х6

8

14,3 G23

85

89х3

9

43 G24

147

152х5

10

43G25

147

152х5

11

111,8 G1

238

245х8

12

111,8 G2

238

245х8

	




5. Тепловой расчет контура системы горячего водоснабжения котельной

	

Исходные данные для расчёта расходов воды в котельной

	

	

	Рис. 4 - Расчётная тепловая схема контура СГВ

С помощью системы анализа для каждого узла схемы контура запишем материальный и энергетический балансы вида:



ΣGвх = ΣGвых

ΣЕвх = ΣЕвых

Q =860 ккал/ч;

У1: G11 – G13 – G3 = 0 У2: G4 + G13 – G12 = 0 

К1: G12 – G11 = 0 ; G12∙ 80 – G11∙ 95= - Q

ТО: G3 + G21 – G22 – G4 = 0 ; G3∙ 95 + G21∙ 5 – G22∙ 60 – G4∙ 75 = 0



Таблица 13 Расчетная матрица для контура СГВ

 

G11

G12

G13

G21

G22

G3

G4



R

К1

-1

1

0

0

0

0

0



0



-95

80

0

0

0

0

0



-860

У2

0

-1

1

0

0

0

1



0



0

-80

95

0

0

0

75



0

ТО

0

0

0

1

-1

1

-1



0



0

0

0

5

-60

95

-75



0

У1

1

0

-1

0

0

-1

0



0






Таблица14 Подбор диаметров для контура СГВ

№

п/п

расход в контуре,G

расчетный внутренний

диаметр трубы, dвн

Маркировка трубы,

Dн х d



м3/ч

мм



1

2

3

4

1

57,3 G11

170

180х6

2

57,3 G12

170

180х6

3

14,3 G13

85

89х3

4

15,6 G21

89

89х3

5

15,6 G22

89

89х3

6

43 G3

147

152х5

7

43 G4

147

152х5

	




6. Подбор вспомогательного оборудования котельной



Таблица 15 Подбор теплообменников

№

параметр

среда







греющая

нагреваемая

ед. изм.



теплообменник СГВ



1

исходные данные

1.1.

нагрузка

672

кВт

1.2.

температура воды на входе

95

5

˚C

1.3.

температура воды на выходе

75

60

˚C

1.4.

потери давления

5

5

˚C

1.5.

запас по нагрузке

5

%

2

результаты расчета

2.1.

марка теплообменника

FP 14-75-1-NH

2.2.

запас по нагрузке

50,87

%

2.3.

площадь теплообмена

10,22

м2

2.4.

масса

162

кг

2.5.

расход среды

8,04

2,92

м3/ч

2.6.

потери давления

4,86

3,72

кПа

2.7.

MAX рабочая температура

95

˚C

2.8.

объем воды

13,47

7,77

л

3

габариты

3.1.

высота

837,5

мм

3.2.

длина

700

мм

3.3.

ширина

325

мм

	

Таблица 16 Подбор ГРП 

N пункта

Параметр

Давление

Ед. измерения





максимальное

минимальное



1.

Исходные данные

1.1

Давление на входе

0,6

0,1

МПа

1.2

Давление на выходе

3

кПа

1.3

Макс. расход газа

444

м3/ч

1.4

Мин. расход газа

44,4

м3/ч

2.

Технические характеристики

2.1

Тип ГРП

шкафной



2.2

Марка

ГСГО /25-08



2.3

Регулятор давления

РДБК1П-50/25



2.4

Загрузка ГРП при макс. расходе

43

77,1

%

2.5

Загрузка ГРП при мин. расходе

0,2

0,6

%

2.6

Габариты

1955*660*1510

мм

	

Таблица 17 Подбор циркуляционных насосов

№

параметр

значение

ед. изм

насос контура СГВ

1

исходные данные

1.1.

расход теплоносителя

8,04

м3/ч

1.2.

сопротивление в водяном контуре котла

1,7

кПа

1.3.

сопротивление в теплообменнике

4,9

кПа

1.4.

суммарные потери давления в контуре

6,6

кПа

1.5.

запас по напору

5

%

1.6.

напор насоса

6,93 (0,71)

кПа(м)

2

технические характеристики

2.1.

марка

WILO-Top-S 30/4 1~ PN 10

2.2.

производительность

8,1

м3/ч

2.3.

напор насоса

1,01

м

2.4.

КПД насоса

0,65

%

2.5.

кол-во (с резервным)

2

шт

2.6.

частота

2340

об/мин

2.7.

мощность электропривода

0,145

кВт

	

Таблица 18 Подбор сетевых насосов

№

расход теплоносителя

значение

ед. изм

насос контура СОиВ

1

исходные данные

1.1.

расход теплоносителя

2,92

м3/ч

1.2.

сопротивление в магистрали

112

кПа

1.3.

сопротивление в теплообменнике

3,72

кПа

1.4.

сопротивление абонента СО

35

кПа

1.5.

суммарные потери давления в контуре

150,72

кПа

1.6.

напор на всасывающем патрубке насоса

150

кПа

1.7.

требуемый напор для насоса

300,72

кПа

1.8.

запас по напору

5

%

1.9.

напор насоса

315,76 (32,2)

кПа(м)

2

технические характеристики

2.1.

марка

NP 32/160-1,5/2-12

2.2.

производительность

3

м3/ч

2.3.

напор

34

м

2.4.

КПД насоса

0.65

%

2.5.

кол-во (с резервным)

3

шт

2.6.

частота

2870

об/мин

2.7.

мощность электропривода

1,5

кВт

насос контура СГВ

1

исходные данные

1.1.

расход теплоносителя

4,77

м3/ч

1.2.

сопротивление в магистрали

30

кПа

1.3.

сопротивление в теплообменнике

4,57

кПа

1.4.

сопротивление абонента ГВС

15,2

кПа

1.5.

суммарные потери давления в контуре

49,77

кПа

1.6.

напор на всасывающем патрубке насоса

150

кПа

1.7.

требуемый напор для насоса

199,77

кПа

1.8.

запас по напору

5

%

1.9.

напор насоса

209,76 (21,4)

кПа(м)

2

технические характеристики

2.1.

марка

IPL 32/160-1,1/2

2.2.

производительность

5,33

м3/ч

2.3.

напор

25

м

2.4.

КПД насоса

0,55

%

2.5.

кол-во (с резервным)

 2

шт

2.6.

частота

2900

об/мин

2.7.

мощность электропривода

1,1

кВт



Таблица 19 Подбор подпиточных насосов

№

расход теплоносителя

значение

ед. изм

насос контура СОиВ

1

исходные данные

1.1.

объем воды в трубопроводе

5,6

м3

1.2.

объем воды в СО

15,44

м3

1.3.

объем воды в системе теплоснабжения

21,04

м3

1.4.

величина утечки теплоносителя

0,16

м3/ч

1.5.

высота наиболее высокого здания

22,5

м

1.6.

статический напор в СОиВ

175

кПа

1.7.

сопротивление в подпиточной линии

100

кПа

1.8.

требуемый напор для насоса

275

кПа

1.9.

запас по напору

5

%

1.10.

напор насоса

29,44

м

2

технические характеристики

2.1.

марка

NP 32/160-1,5/2-12

2.2.

производительность

0,2 

м3/ч

2.3.

напор

30 

м

2.4.

КПД насоса

0,55

%

2.5.

кол-во (с резервным)

2

шт

2.6.

частота

2870

об/мин

2.7.

мощность электропривода

1,16

кВт

насос контура СГВ

1

исходные данные

1.1.

объем воды в трубопроводе

1,5

м3

1.2.

объем воды в системе потребителя ГВ

9,65

м3

1.3.

объем воды в системе теплоснабжения

11,15

м3

1.4.

величина утечки теплоносителя

0,08

м3/ч

1.5.

высота наиболее высокого здания

22,5

м

1.6.

статический напор в СГВ

175

кПа

1.7.

сопротивление в подпиточной линии

100

кПа

1.8.

требуемый напор для насоса

275

кПа

1.9.

запас по напору

5

%

1.10.

напор насоса

29,44

м

2

технические характеристики

2.1.

марка

NP 32/160-1,5/2-12

2.2.

производительность

0,2

м3/ч

2.3.

напор

30 

м

2.4.

КПД насоса

0,55

%

2.5.

кол-во (с резервным)

2

шт

2.6.

частота

2970

об/мин

2.7.

мощность электропривода

1,16

кВт

	

Таблица 20 Подбор рециркуляционных насосов

№

расход теплоносителя

значение

ед. изм

рециркуляционный насос контура СОиВ

1

исходные данные

1.1.

расход теплоносителя

22,9

м3/ч

1.2.

сопротивление в водяном контуре котла

2,2

кПа

1.3.

запас по напору

5

%

1.4.

напор насоса

2,31

кПа

2

технические характеристики

2.1.

марка

Wilo TOP -S 50/7 1~PN 6/10

2.2.

производительность

24,7

м3/ч

2.3.

напор

1,15

м

2.4.

КПД насоса

0,65

%

2.5.

кол-во

1

шт

2.6.

частота

2850

об/мин

2.7.

мощность электропривода

0,651

кВт

рециркуляционный насос контура СГВ

1

исходные данные

1.1.

расход теплоносителя

14,3

м3/ч

1.2.

сопротивление в водяном контуре котла

1,7

кПа

1.3.

запас по напору

5

%

1.4.

напор насоса

1,785

кПа

2

технические характеристики

2.1.

марка

Wilo TOP -D 65 3~ PN 6/10

2.2.

производительность

14,7

м3/ч

2.3.

напор

0,184

м

2.4.

КПД насоса

0,65

%

2.5.

кол-во

1

шт

2.6.

частота

1350

об/мин

2.7.

мощность электропривода

0,108

кВт

	

Таблица 21 Подбор расширительных баков

№

параметр

значение

ед. изм.

расширительный бак на контур СОиВ

1

исходные данные

1.1

объем воды

-

-

1.2

в котле

2,71

м3

1.3

количество котлов

1

шт

1.4

в трубопроводах

0,5

м3

1.5

суммарный объем воды в контуре

3,21

м3

1.6



3218,0

л

1.7

рабочая температура воды

95

˚C

1.8

статическая высота установки

17,5

м

1.9

тепловая нагрузка контура

2150,4

кВт

2

расчет бака

2.1

коэффициент расширения

0,0559

-

2.2

объем расширения

179,89

л

2.3

предварительное давление

2,0

бар

2.4

максимальное давление

4

бар

2.5

коэффициент использования объема

0,35

-

2.6

требуемый объем бака

513,97

л

3

результаты расчета

3.1

марка бака

Elko-flex EDER CV600

3.2

номинальная емкость

600

л

3.3

арматура техобслуживания

Elko-flex 1"

3.4

диаметр бака

700

мм

3.5

высота бака

1970

мм

3.6

внутренний диаметр трубопровода

DN50

расширительный бак на контур СОиВ

1

исходные данные

1.1

объем воды





1.2

в котле

1,2

м3

1.3

количество котлов

1

шт

1.4

в трубопроводах

0,08

м3

1.5

суммарный объем воды в контуре

1,28

м3

1.6



1278,0

л

1.7

рабочая температура воды

95

˚C

1.8

статическая высота установки

17,5

м

1.9

тепловая нагрузка контура

2150,4

кВт

2

расчет бака

2.1

коэффициент расширения

0,0559

-

2.2

объем расширения

71,44

л

2.3

предварительное давление

2,0

бар

2.4

максимальное давление

4

бар

2.5

коэффициент использования объема

0,35

-

2.6

требуемый объем бака

204,11

л

3

результаты расчета

3.1

марка бака

Elko-flex EDER СV250

3.2

номинальная емкость

250

л

3.3

арматура техобслуживания

Elko-flex 3/4"

3.4

диаметр бака

600

мм

3.5

высота бака

1180

мм

3.6

внутренний диаметр трубопровода

DN50

расширительный бак на контур СГВ

1

исходные данные

1.1

объем воды





1.2

в котле

1,2

м3

1.3

количество котлов

1

шт

1.4

в теплообменнике

0,013

м3

1.5

в трубопроводах

0,08

м3

1.6

суммарный объем воды в контуре

1,293

м3

1.7



1291,0

л

1.8

рабочая температура воды

95

˚C

1.9

статическая высота установки

17,5

м

1.10

тепловая нагрузка контура

672

кВт

2

расчет бака

2.1

коэффициент расширения

0,0559

-

2.2

объем расширения

72,17

л

2.3

предварительное давление

2,0

бар

2.4

максимальное давление

4

бар

2.5

коэффициент использования объема

0,35

-

2.6

требуемый объем бака

206,2

л

3

результаты расчета

3.1

марка бака

Elko-flex EDER СV250

3.2

номинальная емкость

250

л

3.3

арматура техобслуживания

Elko-flex 3/4"

3.4

диаметр бака

600

мм

3.5

высота бака

1180

мм

3.6

внутренний диаметр трубопровода

DN25

	

Таблица 22 Расчет системы удаления дымовых газов для котла ЗиОСаб 1600

№

параметр

режим

ед. изм.





макс-зимний



аэродинамический расчет высоты дымовой трубы

1

исходные данные

1.1.

тепловая нагрузка на котел

1500

Мкал/ч

1.2.

КПД котлоагрегата

92

%

1.3.

аэродинамическое сопротивление котла

0,65

кПа

1.4.

требуемое разрежение на выходе из котла

0,05

кПа

1.5.

температура дымовых газов

160

˚C

1.6.

температура наружного воздуха

-29

˚C

1.7.

температура воздуха в помещении

18

˚C

1.8.

состав топлива







метан СН4

91,9

%



этан C2H6

2,1

%



пропан C3H8

1,3

%



бутан C4H10

0,4

%



пентан C5H12

0,1

%



азот N2

3

%



углекислый газ CO2

1,2

%

1.9.

коэффициент избытка воздуха

1,1

-

1.10.

скорость газов в газоходе

20

м/с

1.11.

скорость газов в дымовой трубе

20

м/с

1.12.

плотность воздуха при н.у.

1,293

кг/м3

1.13.

плотность дымовых газов при н.у.

1,26

кг/м3

1.14.

потери теплоты с химнедожегом

7,63

%

1.15.

потери теплоты с физнедожегом

0

%

2

расчетные данные

2.1.

определение диаметра газоходов

2.1.1.

теоретически необходимое кол-во в-ха

9,56

м3/м3

2.1.2.

действительное количество воздуха

10,52

м3/м3

2.1.3.

действительный объем дымовых газов

11,55

м3/м3

2.1.4.

теплота сгорания газа

8586,50

ккал/м3





36,1

МДж/м3

2.1.5.

плотность природного газа

0,786

кг/м3

2.1.6.

суммарный расход топлива

189,88

м3/ч

2.1.7.



0,05

м3/с

2.1.8.

действительный расход воздуха

1997,54

м3/ч

2.1.9.

действительный объем продуктов сгорания

3478,46

м3/ч

2.1.10.

минимальный диаметр газохода

248,08

мм

2.1.11.

фактический диаметр газохода (по типоразмерам производителя)

250

мм

2.1.12.

фактическая скорость в газоходе

19,69

м/с

2.2.

расчет высоты дымовой трубы по ПДК

2.2.1.

коэффициент конструкции горелок

2

-

2.2.2.

коэффициент влияния температуры воздуха

0,5

-

2.2.3.

коэффициент влияния избытка воздуха

1

-

2.2.4.

удельный выброс оксидов азота

0,04

г/МДж

2.2.5.

расчет выбросов оксидов азота

20,6

г/с

2.2.6.

коэффициент доли потерь с химнедожегом топлива

0,75

г/Мкал

2.2.7.

расчет выбросов монооксида углерода

10,3

г/с

2.2.8.

коэффициент распределения темп-ры в-ха

160,00

-

2.2.9.

Коэф. скорости оседания вред. вещ-в 

1,00

-

2.2.10.

минимальная высота дымовой трубы по оксиду азота

8,83

м

2.2.11.

минимальная высота дымовой трубы по монооксиду углерода

1,97

м

2.2.12.

высота дымовой трубы по ПДК

8,83

м

2.3.

расчет самотяги дымовой трубы

2.3.1.

коэффициент дымовой трубы

0,34

-

2.3.2.

температура дым. газов на выходе из дымовой трубы

158

˚C

2.3.3.

средняя рабочая температура дымовых газов

159

˚C

2.3.4.

плотность дымовых газов при рабочих условиях

0,8

кг/м3

2.3.5.

плотность воздуха при рабочих условиях

1,45

кг/м3

2.4.

потери давления в газоходе

2.4.1.

длина газохода

2106

мм

2.4.2.

КМС газохода

0,9

-

2.4.3.

коэффициент сопротивления трения

0,02

-

2.4.4.

потери давления на трении

2,55

кПа

2.4.5.

потери давления в местных сопротивлениях

13,64

кПа

2.4.6.

суммарные потери давления в газоходе

16,19

кПа

2.5.

потери давления в дымовой трубе

2.5.1.

КМС дымовой трубы

0,9

-

2.5.2.

коэффициент сопротивления трения

0,02

-

2.5.3.

потери давления на трении

2,55

кПа

2.5.4.

потери давления в местных сопротивлениях

13,64

кПа

2.5.5.

суммарные потери давления в трубе

23,65

кПа

2.6.

определение требуемой высоты трубы

2.6.1.

величина самотяги СУДГ

53,7

кПа

2.6.2.

проверка тяги

29,64

кПа

2.6.3.

высота дымовой трубы по самотяге

3,65

м

2.6.4.

высота дымовой трубы требуемая (по ПДК и самотяге)

8,26

м

2.6.5.

высота дымовой трубы требуемая (по ПДК, самотяге и режиму работы)

8,26

м

	

Таблица 23 Расчет системы удаления дымовых газов для котла ЗиОСаб 1000

№

параметр

режим

ед. изм.





max-зимний

среднеот.



аэродинамический расчет высоты дымовой трубы

1

исходные данные

1.1.

тепловая нагрузка на котел

650,4

915

Мкал/ч

1.2.

КПД котлоагрегата

70,5

96,5

%

1.3.

аэродинамическое сопротивление котла

0,4

0,4

кПа

1.4.

требуемое разрежение на выходе из котла

0,05

0,05

кПа

1.5.

температура дымовых газов

160

160

˚C

1.6.

температура наружного воздуха

-29

-3

˚C

1.7.

температура воздуха в помещении

18

18

˚C

1.8.

состав топлива









метан СН4

91,9

91,9

%



этан C2H6

2,1

2,1

%



пропан C3H8

1,3

1,3

%



бутан C4H10

0,4

0,4

%



пентан C5H12

0,1

0,1

%



азот N2

3

3

%



углекислый газ CO2

1,2

1,2

%

1.9.

коэффициент избытка воздуха

1,1

1,1

-

1.10.

скорость газов в газоходе

20

20

м/с

1.11.

скорость газов в дымовой трубе

20

20

м/с

1.12.

плотность воздуха при н.у.

1,293

1,293

кг/м3

1.13.

плотность дымовых газов при н.у.

1,26

1,26

кг/м3

1.14.

потери теплоты с химнедожегом

29,13

3,13

%

1.15.

потери теплоты с физнедожегом

0

0

%

2

расчетные данные

2.1.

определение диаметра газоходов

2.1.1.

теоретически необходимое кол-во в-ха

9,57

9,57

м3/м3

2.1.2.

действительное количество воздуха

10,978

10,978

м3/м3

2.1.3.

действительный объем дымовых газов

12,18

12,18

м3/м3

2.1.4.

теплота сгорания газа

8987,21

8987,21

ккал/м3





37,6

37,6

МДж/м3

2.1.5.

плотность природного газа

0,773

0,773

кг/м3

2.1.6.

суммарный расход топлива

102,65

105,5

м3/ч

2.1.7.



0,03

0,03

м3/с

2.1.8.

действительный расход воздуха

1126,89

1158,18

м3/ч

2.1.9.

действительный объем продуктов сгорания

1983,04

2038,10

м3/ч

2.1.10

минимальный диаметр газохода

187,31

189,89

мм

2.1.11

фактический диаметр газохода 

190

190

мм

2.1.12

фактическая скорость в газоходе

19,44

19,98

м/с

2.2.

расчет высоты дымовой трубы по ПДК

2.2.1.

коэффициент конструкции горелок

2

2

-

2.2.2.

коэффициент влияния температуры воздуха

0,5

0,5

-

2.2.3.

коэффициент влияния избытка воздуха

1

1

-

2.2.4.

удельный выброс оксидов азота

0,04

0,04

г/МДж

2.2.5.

расчет выбросов оксидов азота

21,57

15,80

г/с

2.2.6.

коэффициент доли потерь с химнедожегом топлива

0,33

0,46

г/Мкал

2.2.7.

расчет выбросов монооксида углерода

10,78

10,54

г/с

2.2.8.

коэффициент распределения темп-ры в-ха

160,00

160,00

-

2.2.9.

коэффициент скорости оседания вредных в-в в атмосферном воздухе

1,00

1,00

-

2.2.10

минимальная высота дымовой трубы по оксиду азота

9,69

8,96

м

2.2.11

минимальная высота дымовой трубы по монооксиду углерода

2,11

2,21

м

2.2.12

высота дымовой трубы по ПДК

8,26

8,29

м

2.3.

расчет самотяги дымовой трубы

2.3.1.

коэффициент дымовой трубы

0,34

0,34

-

2.3.2.

температура дым. газов на выходе из дымовой трубы

156

157

˚C

2.3.3.

средняя рабочая температура дымовых газов

158

159

˚C

2.3.4.

плотность дымовых газов при рабочих условиях

0,8

0,8

кг/м3

2.3.5.

плотность воздуха при рабочих условиях

1,45

1,31

кг/м3

2.4.

потери давления в газоходе

2.4.1.

длина газохода

2106

2106

мм

2.4.2.

КМС газохода

0,9

0,9

-

2.4.3.

коэффициент сопротивления трения

0,02

0,02

-

2.4.4.

потери давления на трении

3,28

3,46

кПа

2.4.5.

потери давления в местных сопротивлениях

13,31

14,04

кПа

2.4.6.

суммарные потери давления в газоходе

16,59

17,5

кПа

2.5.

потери давления в дымовой трубе

2.5.1.

КМС дымовой трубы

0,3

0,3

-

2.5.2.

коэффициент сопротивления трения

0,02

0,02

-

2.5.3.

потери давления на трении

12,86

13,62

кПа

2.5.4.

потери давления в местных сопротивлениях

13,31

14,04

кПа

2.5.5.

суммарные потери давления в трубе

26,17

27,66

кПа

2.6.

определение требуемой высоты трубы

2.6.1.

величина самотяги СУДГ

53,59

42,3

кПа

2.6.2.

проверка тяги

27,05

14,43

кПа

2.6.3.

высота дымовой трубы по самотяге

4,05

5,44

м

2.6.4.

высота дымовой трубы требуемая (по ПДК и самотяге)

8,26

8,29

м

2.6.5.

высота дымовой трубы требуемая (по ПДК, самотяге и режиму работы)

8,29

м



Таблица 24 Расчет системы удаления дымовых газов для котла ЗиОСаб 1000

№

параметр

режим

ед. изм.





max-зимний

среднеот.



аэродинамический расчет высоты дымовой трубы

1

исходные данные

1.1.

тепловая нагрузка на котел

672

672

Мкал/ч

1.2.

КПД котлоагрегата

68,5

68,5

%

1.3.

аэродинамическое сопротивление котла

0,4

0,4

кПа

1.4.

требуемое разрежение на выходе из котла

0,05

0,05

кПа

1.5.

температура дымовых газов

160

160

˚C

1.6.

температура наружного воздуха

-29

-3

˚C

1.7.

температура воздуха в помещении

18

18

˚C

1.8.

состав топлива









метан СН4

91,9

91,9

%



этан C2H6

2,1

2,1

%



пропан C3H8

1,3

1,3

%



бутан C4H10

0,4

0,4

%



пентан C5H12

0,1

0,1

%



азот N2

3

3

%



углекислый газ CO2

1,2

1,2

%

1.9.

коэффициент избытка воздуха

1,1

1,1

-

1.10.

скорость газов в газоходе

20

20

м/с

1.11.

скорость газов в дымовой трубе

20

20

м/с

1.12.

плотность воздуха при н.у.

1,293

1,293

кг/м3

1.13.

плотность дымовых газов при н.у.

1,26

1,26

кг/м3

1.14.

потери теплоты с химнедожегом

31,13

31,13

%

1.15.

потери теплоты с физнедожегом

0

0

%

2

расчетные данные

2.1.

определение диаметра газоходов

2.1.1.

теоретически необходимое кол-во в-ха

9,57

9,57

м3/м3

2.1.2.

действительное количество воздуха

10,978

10,978

м3/м3

2.1.3.

действительный объем дымовых газов

12,18

12,18

м3/м3

2.1.4.

теплота сгорания газа

8987,21

8987,21

ккал/м3





37,6

37,6

МДж/м3

2.1.5.

плотность природного газа

0,773

0,773

кг/м3

2.1.6.

суммарный расход топлива

109,16

109,16

м3/ч

2.1.7.



0,03

0,03

м3/с

2.1.8.

действительный расход воздуха

1198,36

1198,3

м3/ч

2.1.9.

действительный объем продуктов сгорания

2108,80

2108,80

м3/ч

2.1.10

минимальный диаметр газохода

193,16

193,16

мм

2.1.11

фактический диаметр газохода (по типоразмерам производителя)

200

200

мм

2.1.12

фактическая скорость в газоходе

18,66

18,66

м/с

2.2.

расчет высоты дымовой трубы по ПДК

2.2.1.

коэффициент конструкции горелок

2

2

-

2.2.2.

коэффициент влияния температуры воздуха

0,5

0,5

-

2.2.3.

коэффициент влияния избытка воздуха

1

1

-

2.2.4.

удельный выброс оксидов азота

0,06

0,06

г/МДж

2.2.5.

расчет выбросов оксидов азота

32,35

16,35

г/с

2.2.6.

коэффициент доли потерь с химнедожегом топлива

0,34

0,34

г/Мкал

2.2.7.

расчет выбросов монооксида углерода

10,78

10,90

г/с

2.2.8.

коэффициент распределения темп-ры в-ха

160,00

160,00

-

2.2.9.

коэффициент скорости оседания вредных в-в в атмосферном воздухе

1,00

1,00

-

2.2.10

минимальная высота дымовой трубы по оксиду азота

12,02

9,07

м

2.2.11

минимальная высота дымовой трубы по монооксиду углерода

2,10

2,24

м

2.2.12

высота дымовой трубы по ПДК

8,26

8,29

м

2.3.

расчет самотяги дымовой трубы

2.3.1.

коэффициент дымовой трубы

0,34

0,34

-

2.3.2.

температура дым. газов на выходе из дымовой трубы

155

157

˚C

2.3.3.

средняя рабочая температура дымовых газов

158

158

˚C

2.3.4.

плотность дымовых газов при рабочих условиях

0,8

0,8

кг/м3

2.3.5.

плотность воздуха при рабочих условиях

1,45

1,31

кг/м3

2.4.

потери давления в газоходе

2.4.1.

длина газохода

2106

2106

мм

2.4.2.

КМС газохода

0,9

0,9

-

2.4.3.

коэффициент сопротивления трения

0,02

0,02

-

2.4.4.

потери давления на трении

2,87

2,87

кПа

2.4.5.

потери давления в местных сопротивлениях

12,27

12,25

кПа

2.4.6.

суммарные потери давления в газоходе

15,14

15,12

кПа

2.5.

потери давления в дымовой трубе

2.5.1.

КМС дымовой трубы

0,9

0,9

-

2.5.2.

коэффициент сопротивления трения

0,02

0,02

-

2.5.3.

потери давления на трении

11,26

11,29

кПа

2.5.4.

потери давления в местных сопротивлениях

12,27

12,25

кПа

2.5.5.

суммарные потери давления в трубе

23,53

23,54

кПа

2.6.

определение требуемой высоты трубы

2.6.1.

величина самотяги СУДГ

53,52

42,26

кПа

2.6.2.

проверка тяги

29,58

18,45

кПа

2.6.3.

высота дымовой трубы по самотяге

3,64

4,63

м

2.6.4.

высота дымовой трубы требуемая (по ПДК и самотяге)

8,26

8,29

м

2.6.5.

высота дымовой трубы требуемая (по ПДК, самотяге и режиму работы)

8,29

м

	




Заключение



В результате выполнения данного курсового проекта была запроектирована автономная котельная производственной мощностью 2150 кВт с одним обслуживающим человеком в жилом секторе города Тверь. Температурный график 95-70.

В проекте содержится подбор необходимого оборудования для котельной.

Было подобрано:

 котел ЗиОСаб мощностью 1600 кВт и два котла мощностью 1000кВТ каждый, горелочные устройства к ним марки Weishaupt;

Диаметры трубопроводов системы отопления и вентиляции в соответствии с ГОСТ 10704-91;

5 сетевых насосов WILO ;

2 рециркуляционных насоса WILO ;

2 циркуляционных насоса WILO ;

4 подпиточный насоса WILO ;

Дымовая труба Н=8,29м фирмы Raab серии DW_ALKON.