ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 06.12.2023
Просмотров: 100
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
оС.
Деаэраторы – это подогреватели смешивающего типа, предназначенные для термической деаэрации воды, то есть для удаления коррозионно-агрессивных газов – кислорода и свободной углекислоты. Эти газы вызывают коррозию поверхностей нагрева котлов и трубопроводов. Деаэраторы, работающие при давлении, близком к атмосферному (порядка 0,12 МПа), называют атмосферными.
Термическая деаэрация воды основана на законе Генри, согласно которому растворимость газов в воде пропорциональна его парциальному давлению в газовой смеси, соприкасающейся с поверхностью воды. При повышении температуры воды до температуры насыщения, соответствующей давлению в деаэраторе, парциальное давление газа над кипящей водой снижается до нуля, что снижает до нуля его растворимость. При достижении температуры кипения происходит выделение образующихся в объеме жидкости газовых пузырьков. Кроме того, растворенные газы выделяются из жидкости диффузией. Для этого подается пар. В целях улучшения условий выделения газов необходимо максимально увеличивать поверхность контакта деаэрируемой воды с паром, чтобы растворенные газы могли быстро выделяться. Это достигается сливом деаэрируемой воды через дырчатые тарелки для образования большого числа струй с малым диаметром. Чтобы обеспечить максимально возможную разность скоростей газов в воде и в паровом объеме, используется противоток в направлениях движения греющего пара и потоков воды.
При закрытой системе теплоснабжения расход воды на подпитку тепловых сетей обычно незначителен. В этом случае часто в котельных не выделяют отдельного деаэратора для подготовки подпиточной воды тепловых сетей, а используют деаэратор питательной воды паровых котлов. Отбор подпиточной воды производят из верхней зоны деаэраторного бака, чтобы предохранить деаэратор от опорожнения в случае аварии в тепловой сети (разрыв труб), когда расход воды может возрасти в несколько раз по сравнению с нормальным режимом. Аварийный расход подпиточной воды покрывается за счет сырой воды, которая подводится к подпиточным насосам. Так как температура подпиточной воды тепловых сетей обычно ниже 100 оС, то эта вода после деаэратора охлаждается в водо-водяном теплообменнике (ПХОВ) и является теплоносителем для подогрева химически очищенной воды перед деаэратором. Подпиточным насосом вода из бака деаэратора подается в трубопровод перед сетевыми насосами. Последние прокачивают сетевую воду сначала через охладитель конденсата и затем через пароводяной подогреватель сетевой воды, откуда вода подается в тепловые сети поселка или микрорайона.
Для приема производственного конденсата устанавливают баки сбора конденсата. Емкость бака выбирается из расчета приема получасового приема возвращаемого конденсата.
Редукционная установка для снижения давления пара (РУ) или редукционно-охладительная установка для снижения давления и температуры пара (РОУ) предусматриваются в тепловых схемах котельных, если для технологических потребителей используется пар более низкого давления, по сравнению с параметрами пара, вырабатываемыми паровыми котлами. Для подогревателей сетевой воды и подогревателей собственных нужд котельной также используется редуцированный пар после РУ или РОУ.
Система теплоснабжения закрытая.
Температурный график 150-70 ºС.
Пар на технологические нужды:
Температура возвращаемого конденсата tк =95 оС.
Тепловая нагрузка микрорайона для теплоснабжения
= 20 МВт
В производственно-отопительных котельных для технологических или коммунально-бытовых потребителей, а также собственных нужд котельной часто требуется пар более низкого давления по сравнению с номинальными параметрами котла. Понижение давления пара осуществляется простым дросселированием с помощью редукционного клапана или вентиля. Процесс дросселирования протекает при постоянной энтальпии пара (h=const). В рассматриваемом примере дросселирование пара до давления 0,6 МПа (слабо перегретый пар с температурой 190 ºС) необходимо только для собственных нужд котельной и сетевых подогревателей. Поэтому в схеме (рис. 5.1) на этой линии предусмотрена редукционная установка (РУ). Параметры пара, отпускаемого на производство, соответствуют номинальным параметрам пара, вырабатываемого котлом, и изменять их не требуется.
Расчет общей производительности котельной выполняется методом последовательных приближений. В первом приближении расход пара на собственные нужды котельной принимают в пределах 5…7% от расхода пара внешними потребителями. С уменьшением доли возврата конденсата расход пара на собственные нужды возрастает. Затем уточняют величину собственных нужд котельной. Расчет считается законченным, если расхождение предварительно принятых и уточненных значений составляет менее 2…3%.
Расход сетевой воды для нужд теплоснабжения определяется по формуле:
,
где
− энтальпии воды в подающей и обратной линиях тепловой сети
, кДж/кг;
с – теплоемкость воды, кДж/(кг∙оС); с = 4,19 кДж/(кг∙оС);
.
Расход редуцированного пара на подогреватели сетевой воды:
(5.1)
где
− энтальпия редуцированного пара при Р=0,6 МПа и tп=190 ºС,
=2827 кДж/кг (слабо перегретый пар) [11].
− энтальпия конденсата после сетевых подогревателей,
при
= 80 ºС, = 335,2 кДж/кг [11];
− кпд подогревателей (
= 0,98).
Расход свежего пара до редуцирования на подогреватели сетевой воды:
, (5.2)
где
− энтальпия свежего пара, при Р = 1,4 МПа и tп = 225 ºС
=2867 кДж/кг [4];
− энтальпия питательной воды при 
= 100 ºС; 
= 419,6 кДж/кг
кг/с.
Суммарный расход свежего пара внешними потребителями:
.
Если параметры пара, отпускаемого на производство, заданы ниже, чем параметры пара, вырабатываемого паровым котлом, то заданный расход пара на технологические нужды необходимо пересчитать на параметры острого пара по формуле (5.2) с учетом заданных параметров пара, отпускаемого на производство. Кроме того, в схеме котельной (рис. 5.1) необходимо предусмотреть дополнительную редукционную установку РУ.
Расход пара на собственные нужды котельной предварительно принимаются в размере 5% внешнего потребления пара:
.
Потери пара внутри котельной принимаются в размере 2…5% от расхода пара в котельной (примем 3%):
.
Общая паропроизводительность котельной будет:
Количество потерянного на производстве конденсата:
,
где
− доля возвращаемого конденсата (по заданию).
Количество возвращаемого конденсата тогда будет Gк = 4 кг/с.
Общие потери конденсата с учетом 3% его потерь внутри котельной
Величина подпитки, характеризующая потери воды в тепловых сетях, принимается равной 2% от общего расхода сетевой воды.
Расход химически очищенной воды равен сумме потерь конденсата на производстве и количества воды, необходимой для подпитки тепловых сетей.
Расход сырой воды должен компенсировать потери на собственные нужды ВПУ и обеспечить нужды котельной в химически очищенной воде. Собственные нужды ВПУ принимаются равными 25% от расхода химически очищенной воды, тогда расход сырой воды будет:
Расход пара на пароводяной подогреватель сырой воды определяется из уравнения теплового баланса:
где
− энтальпии воды до и после подогревателя сырой воды.
Вода нагревается в подогревателе сырой воды с 5 до 30 ºС, при этом энтальпии воды соответственно будут:
Деаэраторы – это подогреватели смешивающего типа, предназначенные для термической деаэрации воды, то есть для удаления коррозионно-агрессивных газов – кислорода и свободной углекислоты. Эти газы вызывают коррозию поверхностей нагрева котлов и трубопроводов. Деаэраторы, работающие при давлении, близком к атмосферному (порядка 0,12 МПа), называют атмосферными.
Термическая деаэрация воды основана на законе Генри, согласно которому растворимость газов в воде пропорциональна его парциальному давлению в газовой смеси, соприкасающейся с поверхностью воды. При повышении температуры воды до температуры насыщения, соответствующей давлению в деаэраторе, парциальное давление газа над кипящей водой снижается до нуля, что снижает до нуля его растворимость. При достижении температуры кипения происходит выделение образующихся в объеме жидкости газовых пузырьков. Кроме того, растворенные газы выделяются из жидкости диффузией. Для этого подается пар. В целях улучшения условий выделения газов необходимо максимально увеличивать поверхность контакта деаэрируемой воды с паром, чтобы растворенные газы могли быстро выделяться. Это достигается сливом деаэрируемой воды через дырчатые тарелки для образования большого числа струй с малым диаметром. Чтобы обеспечить максимально возможную разность скоростей газов в воде и в паровом объеме, используется противоток в направлениях движения греющего пара и потоков воды.
При закрытой системе теплоснабжения расход воды на подпитку тепловых сетей обычно незначителен. В этом случае часто в котельных не выделяют отдельного деаэратора для подготовки подпиточной воды тепловых сетей, а используют деаэратор питательной воды паровых котлов. Отбор подпиточной воды производят из верхней зоны деаэраторного бака, чтобы предохранить деаэратор от опорожнения в случае аварии в тепловой сети (разрыв труб), когда расход воды может возрасти в несколько раз по сравнению с нормальным режимом. Аварийный расход подпиточной воды покрывается за счет сырой воды, которая подводится к подпиточным насосам. Так как температура подпиточной воды тепловых сетей обычно ниже 100 оС, то эта вода после деаэратора охлаждается в водо-водяном теплообменнике (ПХОВ) и является теплоносителем для подогрева химически очищенной воды перед деаэратором. Подпиточным насосом вода из бака деаэратора подается в трубопровод перед сетевыми насосами. Последние прокачивают сетевую воду сначала через охладитель конденсата и затем через пароводяной подогреватель сетевой воды, откуда вода подается в тепловые сети поселка или микрорайона.
Для приема производственного конденсата устанавливают баки сбора конденсата. Емкость бака выбирается из расчета приема получасового приема возвращаемого конденсата.
Редукционная установка для снижения давления пара (РУ) или редукционно-охладительная установка для снижения давления и температуры пара (РОУ) предусматриваются в тепловых схемах котельных, если для технологических потребителей используется пар более низкого давления, по сравнению с параметрами пара, вырабатываемыми паровыми котлами. Для подогревателей сетевой воды и подогревателей собственных нужд котельной также используется редуцированный пар после РУ или РОУ.
Проектируемая котельная предназначена для отпуска пара технологическим потребителям и горячей воды для теплоснабжения микрорайона.
Рассмотрим пример расчета тепловой схемы котельной при следующих исходных данных:
Система теплоснабжения закрытая.
Температурный график 150-70 ºС.
Пар на технологические нужды:
-
расход пара Dп = 5 кг/с; -
давление пара Р = 1,4 МПа; -
температура пара tп= 225 ºС.
Доля возвращаемого конденсата = 0,8.
Температура возвращаемого конденсата tк =95 оС.
Тепловая нагрузка микрорайона для теплоснабжения
= 20 МВтВ производственно-отопительных котельных для технологических или коммунально-бытовых потребителей, а также собственных нужд котельной часто требуется пар более низкого давления по сравнению с номинальными параметрами котла. Понижение давления пара осуществляется простым дросселированием с помощью редукционного клапана или вентиля. Процесс дросселирования протекает при постоянной энтальпии пара (h=const). В рассматриваемом примере дросселирование пара до давления 0,6 МПа (слабо перегретый пар с температурой 190 ºС) необходимо только для собственных нужд котельной и сетевых подогревателей. Поэтому в схеме (рис. 5.1) на этой линии предусмотрена редукционная установка (РУ). Параметры пара, отпускаемого на производство, соответствуют номинальным параметрам пара, вырабатываемого котлом, и изменять их не требуется.
Расчет общей производительности котельной выполняется методом последовательных приближений. В первом приближении расход пара на собственные нужды котельной принимают в пределах 5…7% от расхода пара внешними потребителями. С уменьшением доли возврата конденсата расход пара на собственные нужды возрастает. Затем уточняют величину собственных нужд котельной. Расчет считается законченным, если расхождение предварительно принятых и уточненных значений составляет менее 2…3%.
Расход сетевой воды для нужд теплоснабжения определяется по формуле:
,где
− энтальпии воды в подающей и обратной линиях тепловой сети
, кДж/кг;
с – теплоемкость воды, кДж/(кг∙оС); с = 4,19 кДж/(кг∙оС);
.Расход редуцированного пара на подогреватели сетевой воды:
(5.1)где
− энтальпия редуцированного пара при Р=0,6 МПа и tп=190 ºС, =2827 кДж/кг (слабо перегретый пар) [11]. − энтальпия конденсата после сетевых подогревателей, при
= 80 ºС, = 335,2 кДж/кг [11]; − кпд подогревателей ( = 0,98).Расход свежего пара до редуцирования на подогреватели сетевой воды:
, (5.2)где
− энтальпия свежего пара, при Р = 1,4 МПа и tп = 225 ºС =2867 кДж/кг [4]; − энтальпия питательной воды при = 100 ºС; = 419,6 кДж/кг кг/с.Суммарный расход свежего пара внешними потребителями:
.Если параметры пара, отпускаемого на производство, заданы ниже, чем параметры пара, вырабатываемого паровым котлом, то заданный расход пара на технологические нужды необходимо пересчитать на параметры острого пара по формуле (5.2) с учетом заданных параметров пара, отпускаемого на производство. Кроме того, в схеме котельной (рис. 5.1) необходимо предусмотреть дополнительную редукционную установку РУ.
Расход пара на собственные нужды котельной предварительно принимаются в размере 5% внешнего потребления пара:
.Потери пара внутри котельной принимаются в размере 2…5% от расхода пара в котельной (примем 3%):
.Общая паропроизводительность котельной будет:
Количество потерянного на производстве конденсата:
,где
− доля возвращаемого конденсата (по заданию).Количество возвращаемого конденсата тогда будет Gк = 4 кг/с.
Общие потери конденсата с учетом 3% его потерь внутри котельной
Величина подпитки, характеризующая потери воды в тепловых сетях, принимается равной 2% от общего расхода сетевой воды.
Расход химически очищенной воды равен сумме потерь конденсата на производстве и количества воды, необходимой для подпитки тепловых сетей.
Расход сырой воды должен компенсировать потери на собственные нужды ВПУ и обеспечить нужды котельной в химически очищенной воде. Собственные нужды ВПУ принимаются равными 25% от расхода химически очищенной воды, тогда расход сырой воды будет:
Расход пара на пароводяной подогреватель сырой воды определяется из уравнения теплового баланса:
где
− энтальпии воды до и после подогревателя сырой воды.Вода нагревается в подогревателе сырой воды с 5 до 30 ºС, при этом энтальпии воды соответственно будут: