На основнии СНиП II-35-76 котельные установки
ГОСТ 21.606-95 Правила исполнения рабочей документации тепломеханических ответов котельных.
Расчет годовых и часовых нагрузок на ТГУ
Максимально часовой отпуск тепла
Для открытыхсистем
Q1max=Q0max+Qвmax+Qсргв+Qтех
Для закртых совокупностей
Q1max=Q0max+Qвmax+Qгвmax+Qтех
Qсргв=0,5 Qгвmax
В закрытых совокупностях теплопотери = 2%
Расход тепла на личные потребности от 3 до 10%
Определяется количество котлов
Отпуск тепла потребителю в летний период
Выработка тепла в летний период
Определение нагрузок потребителей
Tв-18
Tсро- средняя температура за отоп периуд
Tро-холодная 5 дневка
?z-количество дней в отопительном периодех/24
Нагрузка на вентиляцию
Z- количество часов работы вентиляции
?о-часы
Нагрузка на ГВС и разработку
?о-часв отопительном периоде
?-часов в годы (8400)
Годовая нагрузка котельной
Kсн- личные потребности
Kпот-утраты
Минимаьная нагрузка котельной
Часовая выработка тепла при минимальных нагрузках
Тепловые нагрузки котельной при tр.в
Часовой отпуск тепла потребителю при tр.в
Выработка тепла при tр.в
потребления и График выработки тепла
Требования к питательной воде Черта природных вод.
Водоподготовка
Водоподготовка – это комплекс средств через что осуществляется возмещение утрат пара и воды котельной.
Химическое уровень качества воды характеризуется следующими параметрами
1) Сухой остаток
2) Утраты при прокаливании сухого остатка
3) Жесткость
4) Щелочность
5) Окисляемость
6) Концентрация водородных ионов рН
7) Содержание катионов, силикатов, активного хлора и кислорода
Вода это раствор электролитов в ней находятся хорошие ионы(катионы) (Са2, Mg2,Fe2,Al2)
Отрицательно заряженные ионы (анионы) (Cl SO4 CO2 SiO3 PO4 OH)
Реакция воды
Кислая среда рН 1-3
Слабокислая рН 3-6
Нейтральная рН 7
Слабощелочная рН7-10
Сильнощелочная рН 10-14
Сухой остаток
Сухой остаток – это количество примеси минерального и органического происхождения в мг/кг полученная при выпаривания воды и высушенная при температуре 110 градусов Цельсия.
Утраты сухого остатка
Утраты сухого остатка характеризуют количество содержащихся в воде органических веществ каковые удаляются при прокаливании сухого остатка при 800 градусов Цельсия.
Жесткость
Виды жесткости
1) Неспециализированная жесткость – суммарная содержание в воде магния и катионов кальция(мг–эквив/кг)[Жо]
1 мг–эквив/кг соответствует содержанию 20 мг/кг Са2 либо 12,16 мг/кг Mg2
2) Карбонатная жесткость – временная жесткость [Жк]
Жк определяется по содержании в воде магния и бикарбонатов кальция , при нагревании бикарбонаты преобразовываются в карбонаты и образуют накипь либо углекислый газ и шлам ( употребляется продувка для накипи и удаления шлама)
3) Некарбонатная [Жнк] – содержание остальных солей (CaCl2, MgCl2 CaSО4 MgSO4) (при кипячении выпадают в осадок)
Удаляются так же продувкой
Неспециализированная жесткость
Жо=Жк+Жнк
Магниево-кальциевая жёсткость
Жо=Жca+Жmg
Мягкая вода Жо до 2 мг–эквив/кг
От 2-5 мг–эквив/кг средняя Жёсткость
5-10 мг–эквив/кг Твёрдая вода
10 и выше мг–эквив/кг Весьма твёрдая
Окисляемость
Окисляемость характеризует содержание в воде примесей (по большей части органических)
Окисляемость определяется в мг кислорода (О2) расходуемого на окисление примесей.
Неспециализированная щелочность
Различают следующие виды щелочности
1) Неспециализированная щелочность [Що]
2) Гидроксильная [Щг]
3) Карбонатная[Щк]
4) Бикарбонатная[Щб]
Так же в воде смогут находиться другие анионы кислот но так как их содержание не существенно при определении неспециализированной щелочности ими пренебрегают
Щоб=Щг+Щк+Щб
Щелочность так же приводится в справочных данных
Требования к питательной воде
Предельно допустимая жёсткость питательной воды
Предельно допустимая жёсткость питательной воды – зависит от типа котла и принимается в следующих приделах [Сп.в.] мг-экв/кг
| Для котлов давления | На жидком горючем | На вторых горючих |
| До 4 Мпа | ||
| От 4 до 10Мпа | ||
| От 10 и выше МПа |
Содержание кислорода в воде
До 10 МПа – 20 мкг/кг
Для 10 Мпа и выше 10 мкг/кг
Схема продувки
1) Барабан
2) Сепаратор (расширитель)
3) Дроссельный вентиль
4) Пар в деаэратор
5) Водопровод соленой воды
6) Теплообменник
7) Колодец
Водопровод технической воды
9) Линия отбора пара с конденсатоотводчиков
Описание схемы
Котел (1) производит пар числом (D), с давлением (p) , наряду с этим учитываются утраты пара в %. Данный пар проходит редукционно охладительную установку (РОУ) (13) где его давление понижается до (р1), за тем пар поступает в атмосферный деаэратор (9) (р1), так же данный пар отправляется в двух ступенчатые подогреватели бойлеры (8) для подогрева сетевой воды. Пар со сниженным давлением (р1) так же употребляется для подогрева исходной воды (подпиточной) в подогревателе (14).Вырабатываемый пар с давлением (р1) употребляется для подогрева исходной воды в подогревателе (4)
Продувочная вода из котла с параметрами (…) поступает в сепаратор постоянной продувки(2) . Вода из сепаратора отправляется в дренаж а пар в головку деаэратора(9)
Конденсат выходит из бойлеров (8) и направляется в сборный конденсато-провод за подогревателем (4). От подогревателя (4) конденсат направляется в сборный конденсато провод и от подогревателя (14). Целый конденсат направляется в горовку атмосферно деаэратора (9)
Исходная вода предварительно подогревается паром в подогревателе 4 до 30ºС (для лучшей очитки) и поступает на хим. водоочистку (ХВО). Отбор подпиточной воды на возмещение утрат ГВС в открытых совокупностях осуществляется по окончании первой ступени ХВО. Подпиточная вода нагревается до заданной температуры (t-в деаэраторе (9*)) в подогревателях (15) (14) и поступает в вакуумный деаэратор (9*). Подпитачная вода охлаждается в подогревателе (15) и поступает в бак накопитель (16), из которого подпилочным насосом (7) по мере необходимости подается в сеть
Потребителю (6а) теплоноситель поступает по окончании бойлеров (8) циркуляция в сети осуществляется сетевыми насосами (11)
Исходная вода по окончании второй ступени ХВО подогревается в утилизаторе выпара (10) из деаэраторов и подается в деаэратор (9)
Из деаэратора питательная вода, питательным насосом (3) подается в котел (1)
Выпоры из деаэраторов (9) и (9*)направляются в подогреватель (10) а конденсат сбрасывается в дренаж
Расчет тепловой схемы
Этапы расчета тепловой семы
1) Выбор либо ориентировочное определение параметров рабочего тела на различных участках тепловой схемы
2) Составление уравнений материальных балансов для потоков рабочего и теплоносителя тепла
3) решение и Составление уравнений теплового баланса с учетом утрат теплоты, ответ уравнений начинают с внешних частей ( по ходу тепло рабочего и носителя тела) тепловой схемы – подогревателей сырой воды, сетевой воды, питательной воды и.т.д
4) Определение затрат пара, воды либо другого теплоносителя на отдельные элементы тепловой схемы – подогреватели , ХВО, деаэраторы и.т.д
5) Уточнение полного расхода теплоты из котельной, и определение невязки балансов
6) Определение тепловой экономичности установки.
Расчет технологического контура
Qтех=Iтех*Gтех
Qка=Iка*Gка
I=c*t
Расчет теплофикационного контура для закрытой совокупности ГВС
? – не более 2% утрат
Утраты в тепло сетях
Расчет выработки пара котельной
0,02 процент утрат !!!!! поменять так как принимали
Должно выполнятся условие
Dвыр[N1]
Следующим этапом определяется подогреватель исходной воды
Расчёт теплообменников
Gив=Gподп+G’пит
Gут Gпр+D(G)пот+Gконд
Для определения количество исходной воды употребляющегося в расчете подогревателя исходной воды нужно начальной отыскать все материальные утраты котельной .
Материальный баланс по котельным агрегатом
Расчет сепаратора постоянной продувки
Qпот= 2% так как и брали раньше!!!!
Восход солнца деаэратора проводится в 2 этапа так как в нем сходятся все главные материальные потоки (предварительный и поверочный )
Предварительный расчет деаэратора
Материальные утраты в тепловой схеме
Затем возвращаемся к расчету теплообменника исходной воды (стр 20)
После этого последовательно рассчитываются все теплообменники входящие в тепловую схему
Температуры воды поступающая в деаэратор должна быть не меньше 80 гарусов
В случае, если температура воды поступающая в деаэратор образовывает менее 80 градусов нужно установить дополнительный подогреватель химически очищенной воды ХОВ за счет пара вырабатываемого в котле.
Поверочный расчет деаэратора
Расчет дэаэратора начинают с составления уравнения материального баланса
По окончании чего составляется уравнение теплового баланса
Проверяется невязка баланса
Если ?д не равняется 0 проводится уточнение затрат пара за счет сокращения либо повышения расхода пара на личные потребности
Пересчитываем – последовательно эта поправка выносится в выработку пара в расход питательной воды, а после этого проверяется баланс деаэратора повторно
До котловая подготовка воды
Схема подготовки добавочной воды.
1- Насос
2- Теплообменник
3- Осветитель
4- Дозаторы коагулянта
5- Дозаторы коагулянта
6- Дозаторы коагулянта
7- Бак
8- Механический фильтр
9- Катоновой фильтр
Коагуляция – процесс в то время, когда взвевание частицы слипаются в хлопья и выпадают в осадок
Al2(SO4)3-Al+3+SO4-2
Гидролиз
Al+3+HOH- AlOH2++H+
Осветление воды
Известкование – вводят гашеной извести Са(ОН)2 при громадной щелочности
Для уменьшения жёсткости при вводе извести совместно вводится сода
Умягчение воды
Способ катионного обмена основан на способности некоторых не растворимых в воде материалов – катионов поглощать присутвующие в воде катионы магния и кальция, наряду с этим зависимость от применяемого способа ХВО воде отдаются катионы натрия ,водорода либо аммония(NH4), которым предварительно насыщают материал
Na-катионирование
Выбор схемы обработки воды
Данные для выбора схемы обработки воды
1) Анализ воды источника водоснабжения
2) Требования, предъявляемые потребителем химически обработанной воды
3) качество и Возврат конденсата( для паровых котлов)
Нужно учитывать:
1) Мероприятия по защите экологии , методом сокращения либо исключения сброса загрязнённых солями либо взвесью стоков.
2) Наличие на предприятии тех либо иных реагентов ( едкий натрий, известь, серная кислота итп).
3) Сезонность доставки реагентов.
4) Возможность сброса шламовых вод.
5) Сейсмическая активность района итд.
Полный цикл
Длительность полного цикла работы фильтра, час
Количество в один момент регенерируемых фильтров
Количество в один момент регенерируемых фильтров не должно быть больше одного
Тип термических деаэраторов
1) Атмосферного типа (р=1-1,6 ата)
2) Повышенного давления (р=6-7 ата) использование для громадных энергетических котлов. Для температуры воды более 145С
3) Вакуумные ( давление ниже атмосферного)
Химическое деаэраирирование
Химическое деаэраирирование употребляется в маленьких котельных а случаях в то время, когда установка термического деаэратора не целесообразна осуществляется процесс введением сульфита натрия при температуре 70 С.
Гидрозин N2H4+O2 -N2+H2O
Аммиак
Сорбционное деаэрирование
Фильтрование через металлическую либо чугунную стружку с графитом( сорбент графит)
Устанавливаются в модульных котельных.
Техническое водоснабжение
В произвольных тепло генерирующих установках не считая воды применяемых в качестве теплоносителя требуется техническая вода , громаднейшее количество технической воды требуется в твердо топливных котельных , она расходуется на
1) Удаление шлака и залы при слоевом сжигании.
2) Охлаждение других поверхностей и балок контактирующих с температурами более 400 С.
3) при полевом сжигании на потребности совокупности пыле изготовление и охлаждение подшипников мельниц.
4) при применении мазута техническая вода тратится на обмывку поверхностей нагрева.
5) Во всех котельных тех вода нужна для охлаждения подшипников насосов , вентиляторов, дымососов, охлаждения сепарированной воды, проб пара, итд.
В качестве технической воды употребляется исходная вода прошедшая механическую очистку , так же допустимо ее повторное применение. При малом загрязнении тех вода планирует в баки и возможно использована на потребности шлака и зола удаления. Рекомендуется применять для потребностей шлака и зола удаления воды от продувки, конденсат выпара из деаэратора и другие виды конденсата не возвращаемые в цикл .
По окончании совокупности гидравлического шлака удаления воду так же возможно применять по окончании фильтрации в отстойниках.
В случаях в то время, когда техническая вода может вступать в контакт с сетевой либо питательной водой употребляется ХОВ(химически очищенная вода)
Компоновка оборудование котельной
Котельные подразделяются
1) Открытые ( укрытия постоянных мест обслуживания tн -20
2) Полу открытые ( деаэраторы, зола уловители, вентиляторы и дымососы – вне строения),При tн -20 -30 С
3) Закрытые ( все оборудование в строении и при ниже tн ниже -30С
Строения котельных каркасного типа с размером пролетов 6-12-18-24-30м по большей части употребляются одно этажные строения , для довольно много топливных довольно много этажные.
ТГУ имеют постоянный и временный торец .
Административно бытовые помещения размещаются со стороны постоянного торца (допустимо размещение на антресолях .
В целях ХВО находится со стороны постоянного торца и непременно отделяется от вторых посещений стеной , в этом цеху по мимо оборудования нужного для ХВО смогут размещаться трансформаторы, мастерские итп.
Котельные имеющие площадь более 200м должны иметь не меньше 2-ух выходов наружу ( по СНиП котельные установки)
Все котельные агрегаты устанавливаются в один последовательность что бы хвостовые поверхности котельного агрегата прилегали к фронтальной стенке (фронтом наружу) . расстояние от фронтовой котловой поверхностью котла до стенки принимается в зависимости от метода подачи горючего ( газ и мазут не меньше 1 метра, уголь 3 метра)
Расстояние между котлами не меньше 2 метров , расстояние от котлов экономайзеров до стенку не меньше 1 метра.
Для обслуживания оборудования устанавливаются лестницы и площадки шириной не меньше 800мм (эти площадки лестницы должны иметь ограждение, высота ограждения не меньше 800 мм)
Насосы теплообменники итп размещаются между котлами и ХВО
Деаэратор размещается так что бы расстояние от него до питательных насосов было минимальным.
Д/З начертить разрез и здание котельной с указанием главного оборудования и горючее подачей в строения
Дымовые трубы
Утраты давления в трубе
w0 – скорость в выходном сечении трубы .
скорость вычисляем от расхода и площади
(4 входа в трубу это максимум)
Самотяга
Самотяга – величина давления, появляющаяся из за разности плотностей наружного воздуха и дымовых газов.
В газоходах и котле при перемещении потока газов в низ отмечается отрицательная тяга, вверх хорошая
Н – растояние по вертикали между центрами начального и конечного сечения участка
v- средняя температура потока
р0 – приведённая плотность дымовых газов
Поправка на отличие плотностей выздуха и дымовых газов при давлении хорошем от 760 мм.рт.ст
Перепад полных давлений по газовому тракту
?hт’’ – разряжение на выходе из топки, нужное для предотвращения выбивания газов, принимается 20 Па
Подбор дымососа
Полное давление
С 20% запасом
Производительность 1 котла
С запасом 10%.
ТОПЛИВОПОДАЧА
Описание схемы подачи не более 2 страниц
Транспортировка
Транспортировка горючего может осуществляться
1) ЖД
2) Водным
3) Автомобильным
4) Трубопроводным транспортом
5) В редких случаях по обоснованию авиационных.
Выбор метод доставки горючего зависит
1) О годового потребления
2) Расстояния до места добычи либо производства
3) Вида горючего
4) Наличия коммуникаций
Горючее на больших котельный (начиная от районах и выше) разделяется на 3 вида
1) Главное – всегда сжигает котельная
2) Резервное – предназначена для применения при ограничении либо прекращении подачи главного
3) Аварийное – резервное горючее, снабжающего непрерывность работы, при краткосрочном применении.
Комплекс устройств для приема , подготовки и хранения горючего именуется топливным хозяйством .
Для определение нужных площадей складирования жёсткого горючего задаются запасом горючего.
1) Двухнедельный запас при применении ЖД транспортом
2) Одно недельный при применении автотранспортом
3) 1-2 месяца при удаления расходного склада потом чем на 10 км
Склады жёсткого горючего
Различают 3 вида складских помещении
1) Базовые( у ЖД для снабжения нескольких объектов)
2) Расходные
3) Аварийные( резервные)
Со склада в котельную либо на переработку горючее подается при помощи ленточных транспортеров
Топливный бункер
Жидкое горючее
Ёмкости дял хранения мазута именуются мазутохранилища они бывают
1) ЖБ
2) Железные
На данный момент допускается применение лишь наземных мазутохранилиш
Глава горючее подача
Уголь – с бассейна для того чтобы на такое расстояние ЖД транспортом позже автомобильным транспортом(минимум 20 максимум 100) резервное горючее не предусмотрено.
ПДК залы0,05
Шлако – и золоудаление
В котлах применяющих жёсткое горючее предусматриваются ручные либо механические совокупности для шлака и удаления залы , выбор совокупности зависит от мощности ТГУ и проводится следующим образом.
1) В случае, если месса шлака и залы 200 кг/ч то используются ручные шлака-зола удаление.
2) В случае, если 200 но
3) До 8000 кг/ч – непрерывно действующие . Употребляются совокупности гидрозола удаления, либо пневмозола удаления, либо скреберные установки)
4) Более 12 кг/ч – так же неизменно действующие , дополнительно нужно резервировать наименее надежных узлов.
Гидрозолоудаление
Технико-экономические показатели ТГУ
На стадии проектирования эксплуатации реконструкции ТГУ в административном порядке выполняют технико-экономический расчет что разрешает распознать самоё рациональное ответ целесообразность реконструкции , рентабельность ТГУ. Срок окупаемости итп.
Первоначально определяются капитальные и эксплуатационные затраты по удельным нормативам
Данные
1) Коэффициент капитальных затрат на оборудование ,% nоб
2) Монтаж оборудования, ,% nмон
3) сооружения и Здания,% nзд
4) Амортизационные отчисления на сооружения и здания,% uзд
5) Амортизационные отчисления на оборудование,% ктр
6) удельная цена горючего руб/тон ут, с ут
7) Расстояние от места отправками до места разгрузки горючего, ( для угля либо мазута) км, L
Протяженность внутригородских перевозок горючего ( для мазута и угля) 100-120 км L
9) Удельная мощность установленных двигателей , кВт/Гкас,э
10) Годовое время работы котельной , ч/год ,
11) Коэффициент применения установленной электрической мощности, %, kэ
12) Плата за установленную энергетическую мощность , руб/кВт, суст
13) Плата за практически израсходованную электричество руб/кВт*ч, сф
14) Удельные затраты на воду , руб/м3, св
15) Удельная годовая заработная плат одного трудящегося тыс.руб/год , с зап
16) Коэффициент штатного персонала, чел/(Гкал/ч), т
17) Среднемесячная зарплата в регионе
18) Продажная цена единицы выработанной тепловой энергии руб/Гкал, спр min ,max.
Капитальные затраты на оборудование:
Капитальные затраты на монтаж оборудования:
,
Капитальные затраты на сооружения и здания:
Неспециализированные капитальные затраты на сооружение котельной:
n- количество котельных агрегатов
К- удельная цена капиталовложений или тыс.руб/гКал ( по радатису)
Индыксы стоимости
От 1969 к 1984 И=1,19
От 1984 к 1991 И = 1,6
2001-2016 И = 5,66
Индесы стоимости СМР и капитальных затрат при составлении смет примнимаются по территориальным нормативом от 1991 до 2001 г и от 2001 к 2016
Индексы изменяются сметной цене строительно монтажных работ по видам строительства.
Эксплуатационные затраты
Затраты на амортизацию:
Амортизация включает в себя — затраты и капитальный ремонт на оборудование.
Затраты на текущий ремонт зданий и оборудования:
Затраты на горючее
Удельный расход на горючее:
где В – часовой расход горючего 1 агрегатом ( из РГР) к.а., м3/ч.
— в гкал
Годовой расход горючего:
Делим на 1000 в случае, если приобретаем в тонне
где 
— годовая выработка котельной, Гкал/год.
Затраты на перевозку руб/то
А и b коэффициенты обозначают удельные затраты на погрузку разгрузку горючего 1 тонны на 1 км
Переход цены к 1991
С 1991 по 1999 – 25% (1,25)
С 1999 – 2001 – 129%
С 2001-2010 – 1077%
С 2011 год – 8%
2012 -7,4%
2013- 7,7%
2014 – 0%
2015 – 10%
2016 – 9%
Удельная цена горючего:
Годовые затраты на горючее:
От 60 до 80% годовых затрат эксплуатационных.
Затраты на электричество
Установленная мощность электродвигателей:
кВт/ч
Э — родатис
Практически израсходованная электричество за год:
, кВт
где ? – годовое время работы котельной, ч/год;
Годовая плата за установленную электрическую мощность:
, тыс.руб
Годовая плата за практически израсходованную электричество:
, тыс.руб, (6.14)
Годовые затраты на электричество:
, тыс.руб. (6.15)
Затраты на воду
Удельный расход воды:
, 
, (6.16)
где Gив – часовой расход исходной воды, м3/ч;
Qвыр – часовая выработка котельной, Гкал/ч.
Годовой расход воды:
, 
, (6.17)
Годовые затраты на воду:
, тыс.руб, (6.18)
Затраты на зарплату
Количество людей в штате
Зарплата
Годовые эксплуатационные затраты (с учётом неучтённых затрат):
, руб. (6.19)
Сравнительные показатели
Удельный расход условного горючего:
, кг/Гкал м3/Гкал. (6.20)
Удельный расход электричества:
, кВт/Гкал. (6.21)
Вода считается так же
Себестоимость выработанной тепловой энергии:
, руб/Гкал. (6.22)
Себестоимость отпущенной тепловой энергии:
, руб/Гкал, (6.23)
где 
— годовое количество отпущенной тепловой энергии, Гкал/год.
Проводится в сравнении себе стоимости отпущенной тепловой энергии с заданными значениями продажи тепловой энергии
6.8 Оценка рентабельности котельной:
сотп спр; (6.24)
233 618,6
Срок окупаемости
года
Нормативный срок окупаемости котельной 8-10 лет
[N1]
На основнии СНиП II-35-76 котельные установки