QХВО = GХВО(iд-i’’с.в-Di)/hпод, Вт, (13)
где iд — энтальпия этой воды в деаэраторе, Дж/кг; Di —снижение энтальпии химочищенной воды, Дж/кг.
Поскольку в охладителе выпара 17, показанном на рис. 2-9, каждый 1 кг подпиточной воды нагревается примерно на 2 оС, величиной Di в выражении (13) и подогревом воды в охладителе выпара можно пренебречь. Количество горячей воды, отбираемой из котлоагрегатов для подогрева химочищенной воды, было найдено из выражения (12); вся горячая вода после подогревателя 25 идет в подогреватель 24, что видно из рис. 2-9. Последней величиной, которая необходима для определения количества горячей воды за котлоагрегатами, является расход воды на рециркуляцию. Его определяют из выражения баланса тепла и расходов воды:
Gкi2=Gрi1+(G-DG)i’’т.с+GХВОiд+G1i’2, Вт,
откуда
Gр =(Gкi2-(G-DG)i’’т.с-GХВОiд-G1i’2)/i1, кг/с. (14)
В этом выражении неизвестными являются две величины — расход воды на рециркуляцию Gp и энтальпия воды перед котлоагрегатом i2. Последней можно задаться, исходя из обеспечения температуры воды на входе в котлоагрегат не ниже 70 оС при работе последнего на природном газе и 90—110°С — на высокосернистом мазуте в зависимости от содержания серы в топливе. В основном же энтальпия воды i2 и расход воды на рециркуляцию определяются режимом работы тепловых сетей. Энтальпия воды, возвращающейся из сетей, i’’т.с может быть определена для нескольких режимов по рис. 2-6, из которого следует, что лишь при минимальных температурах наружного воздуха и параллельном включении теплообменников горячего водоснабжения температура воды в обратной линии тепловых сетей составляет 70 °С. При всех остальных режимах и последовательном включении теплообменников она ниже и, начиная с конца отопительного сезона, лежит на уровне ~43°С. Вследствие этого расход воды на рециркуляцию переменен и увеличивается с повышением температуры наружного воздуха. Поскольку количество воды, идущей на подпитку закрытой системы теплоснабжения, невелико, расход греющей ее воды незначителен, а температура мала. Это позволяет в выражении (14) в первых расчетах пренебречь величиной G1i’2. При необходимости более точных расчетов можно, пользуясь балансом расхода воды и тепла, последовательно в точках I, II, III и IV (рис. 2-9) написать:
для точки I
(G - DG)i’’т.с + DGiд = GiI,
или
G(iI - i’’т.с) = DG(iд - i’’т.с),
откуда
iI = DG(iд - i’’т.с)/G + i’’т.с,
так как все входящие в последнее выражение величины известны;
для точки II соответственно
GIIiII = GIiI + G1i’’2,
где i’’2 — энтальпия воды после подогревателей, но GI = G; iI было найдено; G1 известно из (12), a GII=G+G1. Отсюда
iII = (GiI + G1i’’2)/(G + G1), Дж/кг.
В точке III температура воды постоянна, а количество ее уменьшается до величины GIII=G+G1—Gпер, кг/с, где Gпер — количество воды, подаваемое сетевыми насосами 3 из обратного в подающий трубопровод тепловых сетей. Это количество воды зависит от выбранных условий: при постоянной температуре горячей воды за котлоагрегатами ее расход больше, чем при постоянной температуре воды на входе в агрегат. Больше и расход воды на рециркуляцию, однако температура воды на входе в котлоагрегат выше, и при сернистых топливах последний лучше защищен от низкотемпературной коррозии. Если учесть необходимость подогрева мазута до температуры, обычно большей 100°С, то целесообразность поддержания постоянной и максимальной температуры воды за котлоагрегатами, использующими сернистое топливо, будет очевидной. При сжигании газа рациональней поддерживать постоянную температуру воды, равную 70°С, на входе в котлоагрегат. Следовательно, при сжигании газа количество воды в точке III может быть найдено следующим путем:
GIII = Gк – Gр + Gпер = G + G1 – Gпер, кг/с.
При известной величине i2 =const из уравнения (14) при определенном заводом-изготовителем расходе воды через котлоагрегат Gк можно найти величину Gp и подсчитать Gпер с помощью последнего уравнения. С другой стороны, расход воды в точке IV должен быть равен расходу воды через агрегат:
GIV = Gк, т. е. GIV = G+G1—Gпер+Gp
или Gпер=G+G1+Gpeц.
Возможен и другой подход к выяснению расхода воды на перепуск и на рециркуляцию: при известном расходе воды в подающей магистрали тепловых сетей Gо.в и последовательном включении теплообменников горячего водоснабжения, когда из уравнения (2) известны температура t’’т.с или энтальпия i’’т.с, расход воды через перепускную линию в первом приближении можно найти из уравнений баланса тепла, пренебрегая изменением температуры энтальпии и расходом воды в точках I и II:
Gпер(i1 - i’’т.с)= Gо.в(i’т.с - i’’т.с),
откуда
Gпер= (Gо.в(i’т.с - i’’т.с))/(i1 - i’’т.с), кг/с,
где величина i’т.с — энтальпия воды на входе в тепловые сети — определяется в зависимости от температуры наружного воздуха и способа регулирования тепловых сетей, например, с помощью рис. 2-6; i’’т.с находят из уравнения (2); i1 принимается постоянной и равной св.150оС при сжигании сернистых теплив и подсчитывается при сжигании газа. Найдя ориентировочный расход через линию перепуска с помощью приведенных ранее уравнений, можно уточнить энтальпии воды в точках I, II и III для определения i’’т.с. При параллельном включении теплообменников горячего водоснабжения в последнее уравнение подставляют величину G из (5). Расход на рециркуляцию воды при тех же допущениях можно найти из уравнения
Gрец(i1 - i’’т.с)= G(i2 - i’’т.с),
откуда
Gрец = (G(i2 - i’’т.с))/(i1 - i’’т.с), кг/с,
где G при последовательном и параллельном включении теплообменников горячей воды определяют из выражения
G = (Qо.в – Qг.в)/(i1 – i2), кг/с,
а далее проводят те же уточнения расчета.
Суммарное количество тепла, которое необходимо получить в котельных агрегатах, составляет:
åG = Gо.в + Gг.в + Gс.в + GХВО + Gм.х + Gпот, кг/с, (15)
и полный расход воды через них
åGк = åG/(i1 – i2), кг/с, (16)
что при числе агрегатов n дает возможность найти расход воды через один котлоагрегат:
Gк = åG/n, кг/с, (17)
т. е. определить единичную тепло-производительность водогрейного котлоагрегата с учетом сказанного ранее об их числе и расходе воды через каждый из агрегатов. Это позволяет, пользуясь каталогами или справочниками, подобрать соответствующий агрегат, соблюдая условие Qединn³åQ. Затем надлежит сопоставить расход воды через агрегат åG/n с расходом, установленным заводом — изготовителем котлоагрегата; если åG/n³G завода-изготовителя, расчет можно считать законченным. После этого проверяют, какое число водогрейных котлов должно работать при среднем зимнем и летнем режимах, а в некоторых случаях и среднем для наиболее холодного месяца года. При составлении уравнений материального баланса не учитываются расходы на восполнение потерь с выпаром из деаэратора, расход воды на собственные нужды химводоочистки, потери тепла оборудованием и трубопроводами котельной.
Далее принято, что температура воды в точках I, II и III (рис. 2-9) одинакова и равна температуре воды, возвращаемой из тепловых сетей, а расход воды на рециркуляцию Gрец равен расходу воды в линии перепуска. Считая теплоемкость воды при всех ее температурах постоянной и учитывая сказанное, можно составить следующие уравнения:
G1 = (GХВО(tд - t’с.в))/(t1 - t’’с.в);(18)
Gрец = (G + DGт.с + G1)(t2 - t’’т.с)/(t1 - t’’т.с); (19)
Gрец = Gпер = (G + DG)(t1 – tд)/(t1 - t’’т.с), (20)
решив которые совместно, определяют температуру воды на выходе из водогрейных котлов:
t1 = (G + DG + G1)(t2 - t’’т.с)/(G + DG) + tд, оС. (21)
Если же пренебречь для закрытых систем теплоснабжения величиной G1, небольшой по сравнению с величиной G+DG, то уравнения (19) и (21) еще более упростятся.
Такая методика позволяет относительно быстро провести сравнительные расчеты принципиальных тепловых схем с водогрейными котлоагрегатами для основных режимов. Последующие расчеты тепловых схем следует вести по более точным формулам.
Рис. 2-6. График необходимой температуры воды в тепловых сетях в зависимости от температуры наружного воздуха.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.