Реконструкция котельной Довск-2 и перевод её на газ (Расчёт и выбор вспомогательного оборудования котельной)

4. Расчёт и выбор вспомогательного оборудования котельной

В данном разделе дипломного проекта необходимо рассчитать и выбрать:

1.  Подогреватель водоводяной исходной воды

2.  водоводяной подогреватель, предназначенный для горячего водоснабжения ( вода с температурой t = 55⁰ С );

3.  насосы :

а) циркуляционный;

б) сетевой;

в) насосов горячего водоснабжения;

г) исходной воды;

4.  грязевик, предназначенный для очистки воды в обратном трубопроводе.

4.1. Расчет и выбор подогревателей воды

4.1.1 Расчет водоводяного исходной воды подогревателя

Расход греющей воды :

Q_м =  , м³/ч ;               (4.1)

где   Q_гв – расчетный расход тепла, Гкал/ч : Q_гв = 0,215 Гкал/ч ;

t_пв  - температура греющей воды на входе в подогреватель, ⁰С : t_пв = 70 ⁰С ;

t_ов  - температура греющей воды на выходе из водоводяного подогревателя, ⁰С : t_ов = 40 ⁰С .

Q_м =  = 7,1 м³/ч ;

Расход нагреваемой воды :

Q ^з_т =  , м³/ч ,             (4.2)

где    t₁ – температура нагреваемой воды на входе в подогреватель, ⁰С :

t₁ = 15 ⁰С,

t₂ – температура нагреваемой воды на выходе из подогревателя, ⁰С :                        t₂=30⁰С

Q ^з_т =  = 8,6 м³/ч ;

Температура нагреваемой воды на входе в подогреватель в летний период будет равна t₁ = 15 ⁰С, тогда расход нагреваемой воды равен :

Q ^л_т =  = 14,33 м³/ч .

Задаемся ориентировочно типом и номером водоводяного подогревателя 09ОСТ34-588-68 (09-159×2000-Р-3), характеристику которого заносим в таблицу 4.1.

Таблица 4.1.

Характеристика водоводяного подогревателя [10]

Скорость нагреваемой воды в трубках :

V ^з_т = , м/с,                          (4.3)

где    f_т – площадь живого сечения трубок, м²

V ^з_т =  = 0,7 м/с

Скорость греющей воды, проходящей по межтрубному пространству :

V_м = , м/с,                                                 (4.3)

где    f_м.п. – площадь сечения межтрубного пространства, м² .

V_м =  = 0,16 м/с

Средняя температура греющей воды :

t_{ср. г} = , ⁰С                                           (4.4)

t_{ср. г} =  = 55 ⁰С

Средняя температура нагреваемой воды :

t_{ср. н} = , ⁰С                                          (4.5)

t_{ср. н} =  = 22,5 ⁰С

Коэффициент теплоотдачи от воды, проходящей по межтрубному пространству:

 , ккал/(м²*ч*⁰С),                            (4.6)

где   А₁ – коэффициент, определяемый по выражению :

А₁ = 1400 + 18 · t_{ср. г} – 0,035 · t²_{ср. г}                             (4.7)

А₁ = 1400 + 18 · 55 – 0,035 · 55² = 2284;

d_экв – эквивалентный диаметр трубок, м : d_экв = 0,0207 м.

 = 1147 ккал/(м²·ч*⁰С)

Коэффициент теплоотдачи от стенок трубок к нагреваемой воде :

 , ккал/(м²*ч*⁰С),                            (4.8)

где    А₂ – коэффициент, определяемый по выражению :  

А₂ = 1400 + 18 · t_{ср. н} – 0,035 · t²_{ср. н}                 (4.9)

А₂ = 1400 + 18 · 22,5 – 0,035 · 22,5² = 1787 ;

d_вн – внутренний диаметр трубок, м

d_вн =  , м                                         (4.10)

d_вн =  = 0,014 м

 = 3154 ккал/(м²·ч·⁰С).

Коэффициент теплоотдачи водоводяного подогревателя :

К₀ =  , ккал/(м²*ч*⁰С) ,                 (4.11)

где     - толщина стенки трубки, м : = 0,001 м ;

 - коэффициент теплопроводности латуни при температурном напоре Δt , ккал/(м²·ч·⁰С)

Δt =  , ⁰С ,                                    (4.12)

где     - больший и меньший температурные напоры, ⁰С :

Δt ^л_б = 70 – 30 = 40 ⁰С ;

Δt _м = t_пв - t₂ = 40 – 15 = 25 ⁰С.                  (4.13)

Δt ^л =  = 32 ⁰С

 = 103,181 ккал/(м²·ч·⁰С) [12, стр.166, табл. 17.1].

 =833 ккал/(м²·ч·⁰С)

Коэффициент теплопередачи подогревателя при загрязненной поверхности нагрева :

К = К₀ * μ , ккал/(м²·ч·⁰С),                       (4.14)

где    μ – поправочный коэффициент на загрязнение и неполное омывание поверхности нагрева : μ = 0,8.

К^л = 833 · 0,8 = 666 ккал/(м²·ч·⁰С)

Определяем поверхность нагрева водоводяного подогревателя :

F =  , м²                              (4.15)

F^Л =  = 10,11 м²

Количество секций водоводяного подогревателя :

n =  , шт,                          (4.16)

где    F_с – поверхность нагрева одной секции водоводяного подогревателя, м² :

F_с = 3,4 см. табл. 4.1,