Выбор деаэратора питающей воды (№10)

Выбор деаэратора производится по расходу деаэрированной воды G_пв=8,021 гк/с=28,88 т/ч. По [2. таблица 7] выбираем деаэратор атмосферного давления ДА-50. Характеристики:

Номинальная производительность 50 т/ч=13,89 кг/с.

Диаметр и толщина стенки корпуса колонки - 812×6 мм.

Высота колонки - 2360 мм.

Полезная вместимость аккумуляторного бака -15,0 м³.

Диаметр аккумуляторного бака - 2016,0 мм.

Толщина стенки аккумуляторного бака - 8,0 мм.

Поверхность охладителя выпара - 2,0 м².

Выделяющиеся газы О₂ и СО₂, и вместе с ними небольшое количество водяного пара, выбрасываются в атмосферу. Концентрация кислорода не должна превышать за атмосферным деаэратором 30 – 50 мкг/кг. Содержание свободной углекислоты в деаэрированной воде должно быть равно нулю.

Установка резервных деаэраторов не предусматривается. Для предотвращения кавитации в питательных и в подпиточных насосах деаэраторы в зависимости от охлаждения питательной воды устанавливаются на высоту 2,0 м

при 80 ^ОС.

Деаэраторы атмосферного типа состоит из деаэраторного бака, деаэрационной колонки и гидрозатвора (рисунок 2.8).

 

Рис. 14 –Общий вид деаэратора

Для обеспечения безопасной эксплуатации деаэратора предусмотрено предохранительное устройство - гидрозатвор, защищающий его от опасного превышения давления и уровня воды в баке. В деаэраторах атмосферного типа применена двухступенчатая схема дегазации - первая, струйная, вторая, барботажная. В деаэраторе ДА - 5 обе ступени дегазации размещены в деаэрационной колонке.

Расчет и выбор конденсатного бака

Для приема конденсата с производства, из теплообменников собственных нужд в котельных устанавливают конденсатный бак.

Определяем емкость бака, равную получасовому расходу возвращаемого конденсата [2. формула (4,6)], м³:

V_кон.= 0,5*G_к.о.∙ν',

где ν'- удельный объем воды, м³/кг (из таблицы 1);

0,5 – время, час.

V_кон.= 0,5*5,025_.*0,0011*3600=9,95 м³.

Принимаем цилиндрический бак с эллиптическими днищами и с объемом бака V_кон.= 10 м³.

 

Выбор насосов

Насосы выбираются по производительности и напору. Напор рассчитывается как сумма линейных и местных сопротивлений при движении воды, геометрической разности уровней воды и разности избыточных давлений в аппаратах, между которыми установлен насос. Наиболее часто в энергетике используются центробежные насосы рис. 15:

Рис. 15 –Общий вид центробежного насоса.

 

Питательный насос (№16)

Расчетный напор питательного насоса [2. формула (4.7)], кПа:

,

где р_к – избыточное давление в барабане котла, р_к =1300 кПа;

– запас давления на открытие предохранительных клапанов, принимается равным 0,10 номинального давления в барабане котла;

р_эк – сопротивление водяного экономайзера, по воде принимается равным 150 кПа;

– сопротивление питательных трубопроводов от насоса до котла с учетом сопротивления автоматических регуляторов питания котла принимается равным 150 кПа;

– сопротивление всасывающих трубопроводов принимается равным 50 кПа;

р_с.в – давление, создаваемое столбом воды, равным по высоте расстоянию между осью барабана котла и осью деаэратора. Высота от площадки до оси барабана котла 3445 мм. Деаэратор установлен на высоте 3606 мм от площадки до центральной оси деаэратора. При этих размерах разница между осями барабана и бака составит (-0,16) м. или (-1,61) кПа;

р_д – избыточное давление в деаэраторе, р_д=20 кПа;

1,1 – коэффициент запаса.

Н_пн=1,1(1300*(1+0,1)+150+150+50-1,61-20)=1934,23 кПа (193 м. вод. ст.).

Это избыточное давление, а абсолютное должно быть на 0,1 МПа больше, т.е. 2,03 МПа.

Производительность всей котельной: D = 6,796 кг/с = 24,465 т/ч.

Все вспомогательное оборудование принимается исходя из работы основного оборудования в номинальном режиме, т.е. на котлы в номинальном режиме их работы нужно подавать с учетом запаса в 10% - 33 т/час питательной воды

По [2. таблице 12] принимаем секционный насос ЦНСГ 38-198;

ОАО «Катайский насосный завод»

Характеристика:

Производительность -38 м³/ч, что превышает требуемую 33 м3/час.

Полный напор -198 м. вод. ст.

Температура перекачиваемой среды до +105 ºС.

Мощность двигателя- 30,6 кВт.

Устанавливаем один рабочий насос на три котла и один резервный насос. Давление на выходе питательных насосов будет равно сумме давления на входе в насос (на выходе из деаэратора)Р= 0,1 МПа и полного напора насоса 198 м.вод.ст.=1,98 МПа. Т.е.2,08 МПа, что превышает необходимое 2,03 МПа.

 

Подпиточный насос (№14)

Этот насос поддерживает необходимое давление в тепловой сети. Напор, развиваемый насосом должен быть не менее давления обратной сетевой воды. Обычно это давление выбирается из расчета полного заполнения тепловой сети в ее верхних точках. При горизонтальном рельефе местности и 5 этажных домах достаточно 3*5+3=18 м. вод. ст., то есть Н_{обр.сети}=18 м. вод. ст.

Количество подпиточной воды G_пит = 1,176 кг/с =4,2 т/ч.

К установке принимаем 2 насоса (1 рабочий и 1 резервный) типа ЛМ 32-6,3/20, Напор и расход немного выше требуемых:

подача -6,3 м³/ч,

напор- 20 м. вод. ст.

Мощность электродвигателя -1,5 кВт.

Избыточное давление в обратной магистрали будет 20 м. вод. ст. = 0,2 МПа, а абсолютное Р_обр=0,3 МПа

 

Сетевой насос (№18)

Чугунные радиаторы не выдерживают избыточное давление выше 0,6 МПа. Примерно 10 м. вод. ст. теряется при прохождении сетевых подогревателей. В каждом теплообменнике давление воды падает примерно на 0,05 МПа (5 м.вод.ст).

Напор сетевых насосов: H_сн=Н_п + Н_с = 10 + 30 = 40 м.в.ст.

где Н_п- сопротивление сетевых подогревателей, принимаем Н_п= 10 м. вод. ст.;

Н_с – сопротивление сети и абонента принимается, исходя их расчета тепловой сети. В данной работе принимаем условно Н_с = 30 м. вод. ст.

Расход сетевой воды G_сети=58,824 кг/с = 212 т/ч

К установке принимаем 2 сетевых насоса (1 рабочий и 1 резервный)

Выбираем насос ТР 250-700/2 производства фирмы "Grundfos"

Характеристики:

подача -240 м³/ч,

напор –47 м. вод. ст.

Мощность электродвигателя- 45 кВт.

Температура перекачиваемой среды до +150 ºС.

Габаритные размеры (длина-ширина-высота): 543×1183×587 мм.

Частота вращения 2970 об/мин

масса агрегата – 645 кг

Таким образом, на выходе из насосов давление будет равно сумме давлений на входе в насосы Р_обр=0,3 МПа и напора насоса, т.е. Р=0,77 МПа. В теплообменниках подогрева сетевой воды потеряется около 0,1 МПа и на выходе из котельной прямая сетевая вода будет иметь абсолютное давление Р= 0,67 МПа, а избыточное давление не выше 0,57 МПа. Давление воды в чугунном радиаторе на 1 этаже ближайшего к котельной дома будетниже допустимого 0,6 МПа.

 

2.9.3 Конденсатный насос на деаэратор (№20)

Напор, развиваемый конденсатным насосом: Нкн=Рд+Нск+Нд

где Рд – избыточное давление в деаэраторе, Рд =0,02 МПа =2 м. вод. ст.;

Нск – сопротивление нагнетающего трубопровода, принимаем Нск=15 м. вод. ст.;

Нд – высота установки деаэратора, принимаем Нд = 3 м.

Нкн=2+15+3=20 м. вод. ст.

Расход конденсата Gк = 5,025 кг/с = 18,1 т/ч.

К установке принимаем 2 конденсатных насоса (1 рабочий и 1 резервный)

типа КС-20-50, производства ОАО «Катайский насосный завод»

Характеристики:

подача -20 м3/ч,

напор -50 м. вод. ст.

мощность электродвигателя -7,5 кВт.

Частота вращения 2900 об/мин

масса насоса – 115 кг

масса агрегата – 211 кг

 

 

Насос сырой воды (№17)

Насос сырой воды должен преодолеть сопротивление теплообменников (5 м. вод. ст. на каждый) и водоподготовки до 20-30 м.в.ст и поднять воду в деаэратор. Давление исходной, сырой воды редко превышает 10-20 м. вод. ст.

Напор, развиваемый насосом: Н_св = Н_ск+Н_то+Н_хво+Н_д

где Н_то- сопротивление теплообменников, принимаем Н_эк = 2*5=10 м. вод. ст.;

Н_тр – сопротивление нагнетающего трубопровода, принимаем Н_ск=15 м. вод. ст.;

Н_впу – сопротивление ВПУ, принимаем Н_впу=20 м. вод. ст.;

Н_д – с учетом высоты установки и высоты колонки деаэратора принимаем Н_д=6,5.

Н_св = 10+15+20+6,5=51,5 м. вод. ст.

Количество сырой воды G_св = 3,398 кг/с = 12,2 т/ч.

К установке принимаем 2 центробежных консольных насоса (1 рабочий и 1 резервный) типа К-80-50-200, производства ОАО «Катайский насосный завод»

Характеристики:

подача -50 м³/ч,

напор- 50 м. вод. ст.

Мощность электродвигателя -15 кВт.

Частота вращения – 2900 об/мин.

 

У выбранного насоса расход очень большой, а напора даже мало. Лучше выбрать импортный насос с более близкими к необходимым характеристиками, иначе будет очень большой перерасход электроэнергии.

 

3. Расчет химводоподготовки

Качество питательной воды для паровых котлов с рабочим давлением 1,4 МПа в соответствии с нормативными документами:

- общая жесткость 0,02 мг.экв/л;

- растворенный кислород 0,03 мг/л;

- свободная углекислота - отсутствие.

При выборе схем обработки воды и при эксплуатации паровых котлов качество котловой (продувочной) воды нормируют по общему солесодержанию (сухому остатку). Величина его обуславливается конструкцией сепарационных устройств, которыми оборудован котел, и устанавливается заводом изготовителем.

Качество воды источника водоснабжения Таблица 5

Источник (река)	Место отбора пробы	Сухой остаток, мг/дм3	Жесткость, мг-экв/дм3
Ж о	Ж	Ж Са
Томь	г. Кемерово		1,6	1,0	1,17