Моделирование, оптимизация и управление теплотехническими системами: Задания к лабораторным и контрольным работам

УДК 658.26

Авторы составители :

Задания к лабораторным и контрольным работам по курсу «Моделирование, оптимизация и управление теплотехническими системами» для студентов заочного отделения специальности 43 01 05 «Промышленная теплоэнергетика». – Гомель, ГГТУ им. П.О. Сухого, 2005. – 25 с.

Задания содержат набор вариантов заданий для выполнения лабораторных и контрольных работ при изучении темы «Моделирование тепловых схем котельных».

Для  студентов специальности «Промышленная теплоэнергетика» заочного отделения.

Рецензент: доц. к.т.н.

©Учреждение образования «Гомельский государственный технический университет имени П. О. Сухого», 2005

ВВЕДЕНИЕ

Практическое пособие содержит набор индивидуальных заданий, выполнение которых позволит получить студентам практические навыки работы с современными тепловыми схемами котельных установок. Во время выполнения лабораторных работ студенты повысят свой уровень логического мышления при разработке алгоритмов расчета теплотехнических систем.

Обязательным условием защиты лабораторных и контрольных работ является наличие тепловой схемы котельной с указанием на ней рассчитанных расходов и температур теплоносителей. При выполнении лабораторных и контрольных работ студент должен использовать данные своего варианта.

1. РАСЧЕТ ТЕПЛОВОЙ СХЕМЫ КОТЕЛЬНОЙ С ВОДОГРЕЙНЫМИ КОТЛАМИ

        Основной целью расчета тепловой схемы котельной является выбор основного и вспомогательного оборудования с определением исходных данных для последующих технико-экономических расчетов.

Рис. 1. Тепловая схема водогрейной котельной

Расчет тепловой схемы котельной базируется на решении уравнений теплового и материального баланса, составляемых для каждого элемента схемы. Увязка этих уравнений производится в конце расчета в зависимости от принятой схемы котельной. При расхождении предварительно принятых в расчете величин с полученными в результате расчета более 1 % расчет следует повторить, подставив в качестве исходных данных полученные значения.

Расчет тепловой схемы котельной с водогрейными котлами (рис. 1), работающей на закрытую систему теплоснабжения, производят в следующей последовательности.

Составить таблицу исходных данных для расчета. Эта таблица составляется на основании проекта системы теплоснабжения или расчета расходов теплоты различными потребителями по укрупненным показателям. В этой же таблице указываются значения, предварительно принятые для последующих расчетов. Расчет производится для трех характерных режимов: максимально-зимнего, наиболее холодного месяца и летнего.

Рассмотрим расчет максимально-зимнего режима для конкретной котельной.

Суммарный расход теплоты на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение:

Q =  = 40 + 10 = 50, МВт.                                                   (1.1)

Расход сетевой воды в подающей линии системы теплоснабжения для нужд горячего водоснабжения:

-  при параллельном включении местных теплообменников:

 т/ч;                                                 (1.2)

-  при двухступенчатой схеме присоединения местных теплообменников:

 т/ч,                                                                            (1.3)

где  – температура сетевой воды в подающей линии, 110 °С; – температура сетевой воды в обратной линии, 60°С; – температура горячей воды, подаваемой потребителям, 55 °С;– температура сырой воды, 5 °С.

Для определения расхода воды местные теплообменники предварительно вычисляется тепловая нагрузка подогревателя первой ступени (теплообменник на обратной линии сетевой воды):

 МВт,                                                     (1.4)

где – минимальная разность температур греющей и подогреваемой воды, принимается равной 10 °С.

Тепловая нагрузка подогревателя второй ступени:

 МВт.                                                                        (1.5)

Расход сетевой воды на местный теплообменник второй ступени:

 т/ч.                                                                           (1.6)

Расход сетевой воды на отопление и вентиляцию:

 т/ч.                                                  (1.7)

Расход воды внешними потребителями на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение:

 т/ч.                                             (1.8)

Температура обратной сетевой воды после внешних потребителей:

- при параллельной схеме присоединения местных теплообменников горячего водоснабжения:

°C;                                                                                 (1.9)

- при двухступенчатой схеме присоединения местных теплообменников:

°С;                                                                      (1.10)

где h – КПД подогревателя, во всех режимах принимается равным