Основные положения при выполнении курсового проекта

Производственная теплогенерирующая установка (ТГУ) предназначена для снабжения паром заданных параметров технологических установок и агрегатов.

Исходными данными для разработки принципиальной схемы производственной ТГУ являются:

- тип котельного агрегата (паровой низкого давления МПа) с естественной циркуляцией воды,

- теплоноситель – пар насыщенный давлением 0, 5 – 0, 7 МПа,

- расход пара на технологические нужды ,

- количество возвращаемого конденсата ,

- характеристика исходной воды (солесодержание

- вид используемого топлива.

Схема составляется отдельными блоками оборудования, которые объединяются затем в принципиальную схему.

В блоке технологического потребления пара вырабатывается насыщенный пар давлением 0, 7МПа, который поступает через распределительное устройство к потребителю и на собственные нужды ТГУ. Насыщенный пар под давлением 0, 7МПа получается в редукционно-охладительной установке (РОУ) путем дросселирования пара, поступающего от котельного агрегата давлением 1, 4МПа и добавления необходимого количества питательной воды. Материальный баланс блока выражается

= (1)

Где: – расход пара на технологические цели, принимается по исходным данным, кг/с; – расход пара на собственные нужды ТГУ (принимается предварительно); –расход возвращаемого с производства конденсата (определяется по величине . –расход насыщенного пара из котельного агрегата давлением МПа, кг/с; ход питательной воды для получения пара заданных параметров по исходным данным, кг/с.

Входящие в уравнение (1) величины принимаются по исходным данным, рассчитываются или задаются предварительно с последующим уточнением.

Уравнение материального и теплового балансов РОУ определяется уравнениями, соответственно, (2) и (3)

(2)

(3)

Где: – энтальпия сухого насыщенного пара при давлении, соответственно, 0, 7МПа и 1, 4МПа; – энтальпия питательной воды, определяемая для температур =70-100⁰С.

Из совместного решения уравнений (2) и (3) находим

(4)

Для ТГУ расход пара определяется из уравнения (2)

Полученный после РОУ пар расходуется на технологическое потребление, собственные нужды и компенсацию потерь

(5)

Расход на собственные нужды ТГУ предварительно принимается равным 7-15% внешнего потребления пара

(6)

Расход пара на компенсацию потерь и другие неучтенные расходы пара принимаются в размере 2-3% внешнего потребления пара

(7)

Для котельного агрегата (КА), состоящего из котельного агрегата, сепаратора непрерывной продувки (СНП) и охладителя (Т№1) воды, сливаемой из СНП в барботер (БР) и далее в канализацию.

Расход пара из КА определяется по (5), а расход продувочной воды из условия поддержания солевого состава котловой воды по проценту продувки

(8)

Где: – процент непрерывной продувки

Процент непрерывной продувки принимается предварительно равной 2-10% паропроизводительности КА

(8а)

Сепаратор непрерывной продувки (СНП) устанавливается с целью уменьшения тепловых потерь с продувочной водой. Использование СНП экономически обосновано при расходе кг/с.

В СНП происходит снижение давления продувочной воды – от рабочего давления в КА 1, 4МПа до 0, 15МПа.

Расчет СНП производится с целью определения расхода пара из сепаратора на основе уравнений материального и теплового балансов

(9)

(10)

Где: , , - энтальпия кДж/кг котловой воды, насыщенного пара и воды при давлении 0, 15МПа

Расход пара из СНП

(11)

Блок водоподготовки, состоящий из оборудования водоподготовки и деаэратора, предназначен для умягчения воды.

Температура исходной воды принимается в летний период =+15⁰C, а в зимний +5⁰С, а ее расход определяется с учетом использования ее на собственные нужды (взрыхление, промывка, регенерация и т.п.) 15-20% ее расхода

=(1, 15-1, 2) (12)

Расход ХВО определяется как сумма всех потерь в источнике и потребителе воды.

Нагрев химобработанной воды производится в теплообменниках Т№3 и Т№4 перед деаэратором (ДР), в котором удаляются коррозионно-активные газы. При атмосферной деаэрацией (температура насыщения в деаэраторе 102-104⁰С) рекомендуется температура воды на входе в деаэратор 60-90⁰С. При вакуумной деаэрации (температура насыщения в деаэраторе 70⁰С) – 55-65⁰С.

Уравнение теплового баланса для теплообменника исходной воды Т№2

(13)

Расход пара, кг/с на подогреватель Т№2 исходной воды

(14)

Водо-водяной подогреватель химочищенной воды Т№4 рассчитывается аналогично

(15)

Где: -энтальпия ХВО воды на выходе из подогревателя рассчитывается по рекомендованной для данного типа деаэратора; –энтальпия ХВО воды на входе в Т№4 (искомая величина); -энтальпия воды на входе в деаэратор; – энтальпия питательной воды (температура принимается не ниже 70⁰С).

Температура на входе в подогреватель Т№4 (на выходе Т№3) из формулы (15)

(16)

Для определения требуемого расхода пара в пароводяном подогревателе Т№3 используем уравнение аналогичное (14)

(17)

При работе деаэратора образуется выпар, состоящий из удаляемых из воды коррозионно-активных газов (О₂ и СО₂) и насыщенного пара. Расход выпара, кг/с

Где: –удельный расход выпара из деаэратора, принимаем равным 0, 002кг/кг.

Охладитель выпара Т№5 предназначен для снижения тепловых потерь. Исходя из теплового баланса Т№5 температура ХВО воды после охладителя равна

(19)

Материальный баланс деаэратора

(20)

Где расход конденсата

А расход воды на деаэратор

(21)

Тепловой баланс деаэратора

= (22)

Из теплового баланса деаэратора находим на деаэрацию

(23)

Расчетное значение расхода на собственные нужды, зная , можно определить

(24)

Расчетная паропроизводительность ТГУ

(25)

Т.к. на первом этапе расчетов расход пара на собственные нужды был принят произвольно и поэтому расчетные значения по формуле (25) необходимо сравнить с (5). Расхождение указанных величин не должно превышать 2%.

100