Подбор питательных и сетевых насосов

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 2

Для принудительной циркуляции воды в тепловых сетях в котельной устанавливают два сетевых насоса с электроприводом (один из них резервный). Подачу сетевого насоса (м3/ч), равную часовому расходу сетевой воды в подающей магистрали, определяют по формуле [2]:

где Q_р.в=Q_р-Q_с.н - расчетная тепловая нагрузка, покрываемая теплоносителем - водой, Вт; t_п и t₀ - расчетные температуры прямой и обратной сетевой воды, ⁰С; - плотность обратной воды (при t₀=70⁰С =977,8 кг/м³); Q_с.н - тепловая мощность, потребляемая котельной на собственные нужды (подогрев и деаэрация воды, отопление вспомогательных помещений и др.), [2].

Вт

м³/ч

Напор, развиваемый сетевым насосом, примем кПа.

Подпиточные насосы компенсируют разбор воды из открытых тепловых сетей на горячее водоснабжение и технологические нужды, а также восполняют утечки воды, составляющие 1...2% ее часового расхода. Подача подпиточного насоса (м3/ч):

, где Q_г.в - расчетная тепловая нагрузка горячего водоснабжения, Вт;
Q_т.н.в– часть расчетной тепловой нагрузки на технологические нужды, покрываемая теплоносителем - водой, Вт; t_г и t_х - расчетные температуры горячей и холодной воды, ^°С; _пп - плотность подпиточной воды, можно принять , кг/м³.[2]

м³/ч

Напор развиваемый подпиточным насосом, кПа.

В качестве сетевых насосов будем использовать два центробежных насоса 2К-6 (один резервный) напор 300кПа, КПД 60%

В качестве подпиточных – два вихревых насоса ВКС 1/16 напор 400 кПа, КПД 30%.

Мощность (кВт) потребляемая насосом с электроприводом:

где Q_н - подача насоса, м³/ч; Р_н - напор, создаваемый насосом, кПа; - КПД насоса.[2]

Для сетевого насоса:

кВт

Для подпитачного насоса:

кВт.

В качестве электродвигателя для сетевого насоса возьмем двигатель 4АС90L2У3 КПД 80%, мощность 3,5 кВт, cosφ = 0,86.[3]

Для подпиточного насоса – электродвигатель 4АС71B2У3 КПД 72%, мощность 1,2 кВт, cosφ = 0,87.[3]

6. Расчет водоподготовки

В производственно-отопительных котельных получила распространение до котловая обработка воды в натрий-катионитовых фильтрах с целью ее умягчения. Объем катионита (м³), требующийся для фильтров, находят по формуле:

где Qvp - расчетный расход исходной воды, м³/ч; - период между регенерациями катионита (принимают равным 8...24 ч); Н₀ - общая жесткость исходной воды, мг-экв/кг; Е - объемная способность катионита, г-экв/м³ (для сульфоугля Е=280...350 г-экв/м³.[2]

Примем: Н₀= 6,49 мг-экв/кг для Тверской области; Е = 300 г-экв/м³; τ = 16 ч.

Расчетный расход исходной воды:

где 4,5 - расход воды на регенирацию 1 м³ катионита, м³; - расход исходной воды, м³/ч. Для водогрейной котельной он равен количеству воды, подаваемой подпиточным насосом =Q_пп.н.[2]

м³/ч

м³

Расчетная площадь поперечного сечения одного фильтра:

, где h - высота загрузки катионита в фильтре, равная 2...3 м; n - число рабочих фильтров (1..3).[2]

м²

По таблице 21 [2] подбираем фильтры с площадью поперечного сечения F, близкой к расчетной Fр (с запасом в сторону увеличения). Дополнительно к выбранному количеству фильтров устанавливают один резервный.

В котельной будет установлено 3 фильтра (два рабочих и один резервный) площадью поперечного сечения 0,39 м² и диаметром 700 мм.

Определим фактический межрегенерационный период (ч) и число регенерации каждого фильтра в сутки n_р:

где F - площадь поперечного сечения выбранного фильтра, м²; 1,5 - продолжительность процесса регенерации, ч.[2]

ч;

Число регенераций в сутки по всем фильтрам

Для регенерации натрий-катионитовых фильтров используют раствор поваренной соли NaCl (6...8%). Расход соли (кг) на одну регенерацию фильтра определяют по формуле:

, где а - удельный расход поваренной соли, равный 200 г/(г*экв).

кг

Суточный расход соли по всем фильтрам

кг

В котельных малой мощности, если месячный расход повареной соли менее 3т, ее хранят в сухом виде, а для получения солевого раствора используют солерастворители.

Стандартные солерастворители подбирают следующим образом. Определяют объем соли (м³) на одну регенерацию.[2]

м³

Тогда при высоте загрузки соли h ≈0,6м диаметр солерастворителя (м):

По таблице 21 [2] выбираем солерастворитель, диаметр которого близок к расчетному, это солерастворитель с диаметром 450 мм. Высота слоя кварца 0,5 м и полезный объем для соли 0,2 м³.

Деаэрация (дегазация) питательной и подпиточной воды позволяет снизить содержание в ней агрессивных газов - кислорода и углекислоты. В водогрейных котельных используют деаэраторы, работающие под вакуумом (0,02...0,03 МПа), соответствующим температуре кипения воды 60...70⁰С. Подбирают деаэраторы по их производительности. [2]

7. Составление тепловой схемы котельной

Тепловая схема иллюстрирует взаимосвязь между отдельными элементами оборудования котельной и отображает тепловые процессы связанные с трансформацией теплоносителя и исходной воды.

Тепловая схема котельной представлена на чертеже.

Расчет тепловой схемы.

1. Температуру воды перед сетевыми насосами tсм определяем из уравнения теплового баланса точки смешения А:

где Q0 = Qп - Qпп - расход воды в обратной магистрали, м3/ч; - плотность смешной воды, принимают ;
t_пп=60^ОС - температура подпиточной воды, принимается равной температуре горячей воды, разбираемой потребителями непосредственно из сети; с_р=4,19 кДж/(кг*0С).[2]

Выразим tсм:

^ОС

2. Расход воды на перепуск Q_пер по линии обвода котла находим из уравнения теплового баланса при смешении потоков в точке Б:

где t_вых - проектная температура воды за котлом (115⁰С); и - плотность воды на выходе из котла и в подающей магистрали, кг/м³

м³/ч

3. Расход воды в линии рециркуляции для предварительно принятого значения t_рец= 100^оС перед поступлением воды в напорный коллектор сетевых насосов:

где и - плотность воды рециркулируемой (для принятого значения tрец и добавочной (при температуре tх),кг/м3; - КПД подогревателя (0,97...0,98); Qдоб - расход добавочной воды с учетом потерь в тепловой схеме самой котельной (Qдоб=1,05Qпп), м3/ч; tг - температура воды, подаваемой в деаэратор 70^ОС; tх - температура холодной воды 50С.[2]

КПД подогревателя примем равным 0,97

Выразим :

м³/ч

4. Температура воды на входе в котел t_вх определяется из уравнения теплового баланса точки смешения В. Температура t_вхдолжна быть не менее 65⁰С, если топливо – газ.