Проектирование котельной малой мощности

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ 

 ВОЛОГОДСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ 
 
 
 

КАФЕДРА ТЕПЛОГАЗОСНАБЖЕНИЯ И ВЕНТИЛЯЦИИ 
 
 
 
 
 
 
 
 

Курсовой  проект

«ПРОЕКТИРОВАНИЕ КОТЕЛЬНОЙ МАЛОЙ  МОЩНОСТИ»

                                                                            Выполнил: Машутинский А.А

                                                                            Группа СТ-42

                                                                            Принял: Синицын А.А

Вологда,2008

     ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

    ВОЛОГОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ 

    КАФЕДРА ТЕПЛОГАЗОСНАБЖЕНИЯ И ВЕНТИЛЯЦИИ 
 

    ЗАДАНИЕ 

    НА  КУРСОВОЙ ПРОЕКТ 

    «ПРОЕКТИРОВАНИЕ КОТЕЛЬНОЙ МАЛОЙ  МОЩНОСТИ»  

    ПО ДИСЦИПЛИНЕ «ТЕПЛОГЕНЕРИРУЮЩИЕ УСТАНОВКИ» 
 

    студенту группы СТ-42 Машутинскому А.А  

    1.Исходные  данные

    Данные  для курсового проекта взять  по выданному варианту согласно табл. 2 и 3. Оформить исходные данные в табл. 1 курсового проекта. 

    2. Содержание расчетно-пояснительной  записки

1. Введение;
2. Исходные данные для курсового проекта;
3. Определение основных параметров работы котельной;

    2.4. Построение   температурных   графиков   отпуска   тепловой энергии потребителям;

    2.5.  Подбор основного оборудования котельной;

    2.6.  Тепловой расчет контуров котельной;

    2.7.  Подбор вспомогательного оборудования котельной;

    2.8.  Определение технико-экономических показателей работы котельной;

    2.9.  Расчет тарифа на тепловую энергию;

    2.10.  Заключение. 

    Требования  к расчетно-пояснительной  записке.

    Записка должна состоять из теоретической части и приложений, в которые входят все производимые расчеты. Расчет выполняется в табличной форме с обязательной ссылкой на теоретическую часть. Количество страниц в расчетно-пояснительной записке не должно превышать 40. Электронный текст оформляется на страницах формата А4, выполненных в редакторе Microsoft Word. Поля: 20 мм со всех сторон. Шрифт: Times New Roman Cyr , 14. Межстрочный интервал: 1 - 1,5. Формулы выполняются в редакторе Equation Editor. Обязательны автоматическая расстановка переносов и нумерация страниц.

    3. Графическая часть  курсового проекта 

    Графическая часть курсового проекта выполняется  на 1 листе чертежной бумаги формата А1 (841x594 мм). На листе чертежей должны быть приведены:

• Тепловая схема котельной;
• План котельной с расстановкой оборудования;
• Поперечный разрез котельной с указанием топливно-воздушного цикла;
• Спецификация;

    Чертеж  может быть выполнен с помощью  графического редактора Corel Draw, AutoCAD и Kомпас-3D. 

    4. Рекомендуемая литература 

    1. Энергетическое топливо СССР: (ископаемые угли, горючие сланцы, торф, мазут и горючий газ). Справочник / Матвеева И.И., Новицкий Н.В., Вдовченко B.C. и др. - М.: Энергия, - 1979. - 129 с, ил.

    2. Стаскевич Н.Л. Справочник по  газоснабжению и использованию  газа / Стаскевич Н.Л., Северинец Г.Н., Вигдорчик Д.Я. - Л.: Недра, -1990. – 762 с, ил.

    3. Тепловые сети (СНиП 2.04.07-86*). - М: Минстрой  России, - 1994.

    4. Котельные установки (СниП П-35-76). - М.: Стройиздат, - 1977.

    5. Строительная климатология и  геофизика (СНиП 2.01.01-82) - М.: Стройиздат, - 1982.

    6. Роддатис    К.    Ф.    Справочник    по    котельным    установкам    малой производительности   /   Роддатис   К.   Ф.,   Полтарецкий   А.   Н.   -   М.: Энергоатомиздат, - 1989.

    7. Е. Ф. Бузников. Производственные  и отопительные котельные / Е. Ф. Бузников, К. Ф. Роддатис, Э. Я. Берзиньш. - М.: Энергоатомиздат, - 1984.

    8. Н. Б. Либерман. Справочник по  проектированию котельных установок  систем  централизованного теплоснабжения / Н.Б. Либерман, М.Т. Нянковская. - М.: Энергия, - 1979. 
 
 

    Срок  сдачи

    курсового проекта    "24"   декабря   2008г. 

    Дата  выдачи задания  "24"   октября   2008г. 

    Консультант по курсовому проекту Синицын А.А. 
 

Таблица 1  

Исходные  данные для проектирования водогрейной  котельной 

    Продолжение табл. 1

Прим.* - по данным СНиП 2.01.01-82. Строительная  климатология и геофизика 

    Дополнительные  требования к проекту. 

1. Запроектировать автономную котельную с учетом перспективной  застройки микрорайона (20%);
2. Принять к проекту закрытую четырехтрубную систему теплоснабжения с П-образными компенсаторами;
3. Источник водоснабжения - городской водопровод;
4. Источник газоснабжения - городской газопровод;
5. В качестве дымовой трубы использовать металлическую с надземными примыкателями и общей теплоизоляцией;
6. При проектировании водоснабжения котельной объем подпитки предусмотреть в соответствии с требованиями СНиП «Тепловые сети»; качество подпиточной воды должно соответствовать требованиям норм;
7. Требования к основному оборудованию котельной

• использовать водогрейные водотрубные котлы;

• предусмотреть в котельной не менее трех котлов;
• для соблюдения расчетной температуры воды на входе в колы предусмотреть установку рециркуляционных насосов;
• котлы должны работать с кпд не ниже 91% и иметь диапазон регулирования нагрузки от 30% до 100% расчетной мощности;
• котлы оборудовать автоматикой безопасности в соответствии с требованиями СНиП «Котельные установки»;
• котлы оснастить современными газовыми горелками с автоматикой регулирования процессов горения;
• котлы оборудовать автоматикой регулирования параметров теплоносителя на входе и выходе котла;
• внутренние системы газораспределения и газопотребления выполнить в соответствии с требованиями Правил безопасности систем газораспределения и газопотребления;
• предусмотреть тепловую изоляцию трубопроводов котельной с применением современных теплоизоляционных материалов;

    8. Требования к вспомогательному  оборудованию котельной

    • предусмотреть установку коммерческого узла учета отпущенной тепловой энергии, холодной воды и топлива.

СОДЕРЖАНИЕ 

1.ОПРЕДЕЛЕНИЕ  ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ

 РАБОТЫ  КОТЕЛЬНОЙ………………………………………………………...9

1.1 Определение  тепловых нагрузок на систему                        

 отопления  и вентиляции и систему горячего  водоснабжения…………….9

1.2 Построение  температурных графиков отпуска тепловой энергии…….9

1.3 Определение  тепловых нагрузок и расходов                                          

 теплоносителя  для разных режимов работы котельной………………….11

2. ПОДБОР  ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ВОДОГРЕЙНОЙ КОТЕЛЬНОЙ…….14

2.1 Подбор  оборудования котлоагрегата…………………………………..14

2.2 Тепловой  расчет контуров котельной………………………………….16

2.2.1 Тепловой  расчет контура системы отопления  и вентиляции…….16

2.2.2 Тепловой  расчет контура системы горячего  водоснабжения……20

2.3 Подбор  теплообменников……………………………………………….22

2.4 Подбор  газового оборудования…………………………………………23

2.4.1 Подбор  горелочных устройств……………………………………..23

2.4.2 Подбор  газораспределительной установки………………………..24

2.5 Подбор  насосного оборудования для системы          

отопления и вентиляции и системы горячего водоснабжения…………...25

2.5.1 Циркуляционные  насосы котловых контуров…………………….25

2.5.2 Сетевые  насосы контура системы отопления                          

и вентиляции и контура системы горячего водоснабжения……………26 

2.5.3 Подпиточные  насосы……………………………………………….27

2.5.4 Рециркуляционный  насос…………………………………………..28

2.6 Расчет  системы удаления дымовых газов……………………………...29

2.7 Подбор  водоподготовки котельной…………………………………….32                                                  

2.8 Подбор  расширительных баков………………………………………...33

ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………………...35

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ……………………………...36

ПРИЛОЖЕНИЯ………………………………………………………………...37 

ВВЕДЕНИЕ

    В настоящее время в нашей стране наблюдается рост промышленности, рост городов. Это приводит к увеличению объемов использования тепловой энергии. Строительство новых больших тепловых станций очень трудоемко и капиталоемко. Предпочтение отдается котельным с относительно малой производительностью тепла. К тому же такие котельные занимают небольшую территорию, управление осуществляется автоматикой, требуется минимум обслуживающего персонала.

    В курсовом проекте требуется рассчитать котельную малой мощности. Топливом для нее служит природный газ  Тульского городского газопровода. Поставлена задача – подобрать оборудование котельной: котлы, насосы, расширительные баки, теплообменники и пр. По условию известно количество теплоты, используемое потребителями. 
1.ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ РАБОТЫ КОТЕЛЬНОЙ 

    1.1 Определение тепловых нагрузок  на систему отопления и вентиляции и систему горячего водоснабжения 

    В котельной установке любого типа максимальная величина нагрузок должна соответствовать установленной  теплопроизводительности агрегатов без резервного. Тепловые нагрузки на систему отопления и вентиляции и систему горячего водоснабжения включают в себя перспективу – 20%, собственные нужды котельной  – 10% и транспортные потери тепла – 7%. В соответствии с итоговыми нагрузками подбирается мощность котлоагрегатов.

    Расчет  тепловых нагрузок приведен в табл. 1. 

    Определение тепловых нагрузок на систему отопления  и вентиляции и систему горячего водоснабжения 

    Таблица 1

    1.2 Построение температурных графиков отпуска тепловой энергии 

    Согласно  норм, в районах с расчетной температурой наружного воздуха для проектирования отопления ниже, чем -30°С в качестве температуры начала и завершения отопительного сезона следует принимать t = +10°С и усредненной расчетной температуры внутреннего воздуха для жилых и административных зданий 20°С.

    Расчетные зависимости для построения температурного графика:

– расчетная  температура воды в подающем трубопроводе

,         (1)

– расчетная  температура воды в обратном трубопроводе

,               (2)

– расчетная  температура воды на входе в систему  отопления

,                                                 (3)

где U – коэффициент смешения, ;

   t₁^р – температура воды в подающем трубопроводе, t₁^р =105°С;

   t₂^р – температура воды в обратном трубопроводе, t₂^р = 70 °С;

   t₃^р – температура воды на входе в систему отопления, t₃^р = 95 °С;

   t_вн^р – усредненная температура внутреннего воздуха помещения, t_вн^р = 16 °С;

   t_нв^р – усредненная температура наружного воздуха, t_нв^р = -27 °С;

   t_нв – температура наружного воздуха, °С. 

    Расчетные данные для построения температурного графика и температурный график представлены в табл. 2. 

    Расчетные данные для построения температурного графика 

    Таблица 2

Продолжение табл. 2

    Температурный график

где t_вн – температура воздуха в помещении;

    t₁ – температура воды в подающем трубопроводе котлового контура;

    t₂ – температура воды в обратном трубопроводе сетевого контура;

    t₃ – температура воды в подающем трубопроводе сетевого контура.  

    1.3 Определение тепловых нагрузок и расходов теплоносителя для разных режимов работы котельной 

    Расчет  выполняется для принципиальной тепловой схемы котельной исходя из следующих условий: котельная предназначена для снабжения горячей водой жилого здания для нужд отопления и горячего водоснабжения. Тепловые нагрузки котельной с учетом потерь в наружных сетях при максимально зимнем режиме следующие: на отопление - 2286 кВт; на горячее водоснабжение – 460,5 кВт. Тепловые сети работают по температурному графику 105 - 70°С. Расчетная минимальная температура наружного воздуха -27°С.

Расчет ведется  для трех характерных режимов  работы системы теплоснабжения: максимально-зимнего, среднеотопительного и летнего. Все значения температур принимаем из СНиП 23-01-99 «Строительная климатология». 

    Тепловая  нагрузка на отопление и вентиляцию, Мкал/ч, определяется по формуле:

     ,                                                  (4)

где Q_СО^р – расчетная тепловая нагрузка на систему отопления, Q_СО^р =1965,6 Мкал/ч;

     t_нв^ф – фактическая температура наружного воздуха, °С;

       t_вн ^ф– фактическая температура внутреннего воздуха помещения, t_вн = 16 °С;

   t_вн^р – расчетная температура внутреннего воздуха помещения, t_вн^р =16                °С;

      t_нв^р – расчетная температура наружного воздуха, t_нв^р = -27 °С; 

    Тепловая  нагрузка на горячее водоснабжение, Мкал/ч:

     ,                                                  (5)

где Q_ГВ^р – расчетная тепловая нагрузка на систему горячего водоснабжения,  Q_ГВ^р = 396 Мкал/ч;