<<
>>

1.3. Анализ известных методик расчета тепловых схем модульных котельных и систем расчетов утилизации теплоты

Расчет тепловой схемы котельных с водогрейными котлами производится по методике /11,22/, в основу которой положены зависимости теплового баланса, теплопередачи, материального баланса.

Число котлов П котельной определяется по известному уравнению:

а

где QomiQse~ отопительная нагрузка и тепловые потоки на горячее водоснабжение, Q - теплопроизводительность одного котла.

В СНиПе 11-35-76, часть 2-ая /70/ имеются рекомендации, которые можно распространить на достаточно мощные районные котельные. В соответствии с ними в котельной должно устанавливаться не менее 2-х и не более 5-ти котлов.

Число котлов и их тип выбирается за счет интуиции проектировщика по паспортным данным котлов, рекомендованных заводом - изготовителем. В паспортных данных в силу сложившейся конкуренции заводов-изготовителей приводятся завышенные данные по некоторым параметрам. Например, завод - изготовитель для некоторых котлов малой теплопроизводительности приводит КПД брутто не ниже 91% без всякого обоснования. Но в таких котлах при отсутствии хвостовых поверхностей нагрева (они работают на уравновешенной тяге) температура уходящих газов порядка 200-210°С. Тепловой баланс показывает, что теплопотери с уходящими газами в этом случае составляют не менее 12%.

В силу устаревших некоторых положений СНиП-11-35-76 /70/ нормативного метода: "Тепловой расчет котельных агрегатов" и дополнений к нему /44/ необходима корректировка некоторых зависимостей. Это касается составляющих теплового баланса: тепловых потерь с уходящими газами, теплопотерь через стенки котла. Существующие рекомендации по их оценке распространяются на водотрубные котлы, которые, как правило, для систем децентрализованного теплоснабжения не применяются.

Не ясно также, можно ли развивать хвостовые поверхности нагрева котлов модульных котельных, работающих на уравновешенной тяге, и до какого уровня?

Не решен также вопрос использования поверхностных и контактных теплоутилизаторов за котлами модульных котельных. Все оценки применимости теплоутилизаторов относятся к паровым котлам типа ДКВР, ДЕ и водогрейным котлам типа КВ-ГМ.

Целью теплового расчета теплоутилизатора является определение поверхности нагрева активной насадки и объема оросительной камеры, теплотехнических и гидравлических параметров.

Исходными данными для расчета являются температура продуктов сгорания на входе в теплоутилизатор, расход и температуры нагреваемой среды на входе и выходе из теплоутилизатора, средний расход топлива на котел и КПД брутто (паспортные данные котла) /11,53/.

Алгоритм расчета теплоутилизаторов следующий.

Приводится характеристика сжигаемого газа, его состав и удельная теплота сгорания /53/.

Характеристика котлоагрегата

Таблица 1.3. Наименование, параметры Обозначение Размерность Величина Тип котлоагрегата Температура газов за котлоагрегатом t " °С Коэффициент избытка воздуха за котлоагрегатом ОС уХ — Расход топлива В' кг/ч Тепл о произ во д итс л ьно сть котлоагрегата QLT МВт Характеристика потребителей горячей воды, нагретой в КТАНе, согласно табл. 1.4.

При режимном изменении расходов и температур нагреваемой воды в КТАНе дается характеристика данного потока по каждому режиму.

Дается характеристика котлоагрегата согласно табл. 1.3 /17/.

Таблица 1.4. Наименование потребителя Расход воды потребителей, т/ч Температура воды на входе в КТАН, °С Температура воды на выходе из КТАНа, °С Количество теплоты, получаемое потребителем, МВт Исходная вода Gi 'Г Qi Химочищенная вода Сг Qi Сетевая вода (?з п вз Другие потребители. Gi т Q\

Характеристика потребителей горячей воды /17/

Рассчитывается теплопроизводительность котлоагрегата (котельной) после установки КТАНа, ?>кот, МВт.

Если после установки КТАНа за котлоагрегатом его теплопроизводительность не меняется, то следует определить расход топлива для котлоагрегата котельной при работе с КТАНом.

Расчет расхода топлива для котлоагрегата (котельной) при работе с КТАНом/17/.

В том случае, если теплороизводительность котлоагрегата с подключением КТАНа не изменилась, необходимо сделать пересчет расхода топлива, потребляемого в котельной, так как в КТАНе реализуется теплота паров,

находящихся в дымовых газах. Расход топлива В в этом случае будет определяться по высшей теплоте сгорания Q^ III!:

где Вн - расход топлива при низшей теплоте сгорания топлива (без подключения КТАНа);

Qu> Qb ~ низшая и высшая теплота сгорания топлива; ^н^в - коэффициент полезного действия брутто при работе котлоагрегата без КТАНа и с ним.

Для технических расчетов можно пренебрегать изменением коэффициента полезного действия, тогда:

где В—Въ, B'—BHi QKar - теплопроизводительность котельной до подключения

КТАНа; Qu Qi ~ потребители тепла КТАНа, которые возвращаются в

котельную.

5.

Расчет состава и параметров дымовых газов. Объемы и параметры дымовых газов определяются по известным формулам /17/ при нормальных условиях.

Удельный объем продуктов сгорания V :

6. Выполняется теплобалансовый расчет КТАНа на основе изменения энтальпий.

С этой целью определяется расход влажных дымовых газов, проходящих через КТАН:

После чего находится падение энтальпии дымовых газов:

Для дымовых газов с различным влагосодержанием при различных коэффициентах избытка воздуха и температурах в работе /17/ приводятся номограммы по определению температуры дымовых газов при уменьшении их энтальпии. Номограммы позволяют по известной разности энтальпий и температуре дымовых газов на входе в КТАН определять температуру дымовых газов на выходе из аппарата или, в общем случае, по двум любым известным параметрам потока найти третий.

При определении температуры дымовых газов на выходе из слоев насадки КТАНа необходимо обращать внимание на то, чтобы разность температур между дымовыми газами на входе в слой и водой на выходе из слоя, а также разность температур между дымовыми газами на выходе из слоя и водой на входе в слой

была бы больше 8-:-10°С, т.е. ^ > 8 - 10°С.

В том случае, если условия не выполняются, меняют нагрузку слоя до такой величины, чтобы условия были выполнены.

7. Расчет поверхности насадки КТАНа проводят для каждого слоя (потребителя), для всех режимов, а поверхность принимается для наиболее неблагоприятного режима (большая поверхность насадки).

Поверхность слоя насадки находят по общеизвестной формуле /25/:

Рис.1.1. Змеевиковая поверхность слоя насадки КТАНа

*

Приведенная методика теплового расчета контактных теплоутилизаторов полезна при проведении проектирования теплоутилизаторов. В то же время анализ приведенных зависимостей методики расчета контактных теплоутилизаторов /17/ выявил их существенный недостаток: отсутствие информации об изменении температур продуктов сгорания (греющая среда), орошающей воды и воды, циркулирующей в трубной насадке (нагреваемые среды). Знание значений температур позволит более точно выполнить тепловой баланс и спрогнозировать надежную работу теплоутилизатора.

В КТАНе происходит взаимодействие трех тепловых потоков: от газов к орошающей воде, от газов и орошающей воды к трубной поверхности. В работах /82, 92,93/ приведен метод решения сопряженных уравнений, который можно применить и для решения задачи о взаимодействии трех сред в КТАНе.

Рис.1.2. Общий вид насадки в виде регистров труб

<< | >>
Источник: Сорокин Роман Викторович. Тепловая и экономическая эффективности модульных котельных систем децентрализованного теплоснабжения: Диссертация кандидата технических наук: 05.23.03: Воронеж, 2004. 2004

Еще по теме 1.3. Анализ известных методик расчета тепловых схем модульных котельных и систем расчетов утилизации теплоты:

  1. 1.2 Методики расчета систем отопления и вентиляции автомобилей.
  2. 2.1. Разработка методики расчета допусков при прямом контроле с учетом наработки автотранспортных средств и влияния дополнительной погрешности измерения.
  3. 2.2. Разработка методики расчета допусков при косвенном контроле с учетом влияния времени эксплуатации автотранспортных средств, дополнительной погрешности измерения и полноты проводимого контроля.
  4. 2.3. Методика расчета характеристик перевозочного процесса доставки нефтепродуктов в сети «Нефтебаза - АЗС» с использованием принципа «точно-во-время»
  5. ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА МЕТОДИК РАСЧЕТА ТЕМПЕРАТУРНОГО НАПОРА В ТВП.
  6. § 3.1. Методика расчета минимальной температуры стенки в трубчатых воздухоподогревателях.
  7. Сорокин Роман Викторович. Тепловая и экономическая эффективности модульных котельных систем децентрализованного теплоснабжения: Диссертация кандидата технических наук: 05.23.03: Воронеж, 2004, 2004
  8. ВВЕДЕНИЕ
  9. 1. АНАЛИЗ КОНСТРУКТИВНЫХ РЕШЕНИЙ КОТЛОВ МАЛОЙ ТЕПЛОПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ДЛЯ МОДУЛЬНЫХ КОТЕЛЬНЫХ И ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ В СИСТЕМАХ ДЕЦЕНТРАЛИЗОВАННОГО ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ
  10. 1.1. Общая характеристика тепловых схем и модульных автоматизированных котельных на их основе