рабочее давление (бар) - 2,5

Котел-утилизатор выполнен в виде газотрубного котла в сварной

конструкции

из ст.41КТ.

В выхлопном трубопроводе к котлам-утилизаторам вставлены

пневматические запорные клапаны. В зависимости от темпратуры воды в

котле-утилизаторе выхлопные газы проходят через них или направляются в

обводный трубопровод. Управление клапанами происходит автоматически

при помощи термостата в зависимости от температуры воды.

*** - Т.к. в данном дипломном проекте рассматривается модернизация

системы отопления, то далее в расчет будут приниматься только условия

непосредственно влияющие на систему производства горячей воды.

В связи с тем, что вот уже вторую навигацию в зимний период т/х

«С.Есенин» используется под гостиницу возникла необходимость модернизации

существующей системы отопления, т.к. из расчетных условий видно, что данная

система не расчитана для работы в зимний период, когда температура

наружного воздуха опускается ниже отметки -25 оС , а потому не справляется

с обогревом помещений.

II. Расчет системы отопления

На основании санитарных правил, а также расчетных условий эксплуатации

теплоходов проекта №301 ( т/х «Николай Карамзин» ) произведем расчет

теплоты необходимой для обогрева помещений и удовлетворительной работы

системы кондиционирования в режиме отопления, используя новые показания

температуры наружного воздуха ( а именно - 20 оС для зимнего периода ).

Перерасчет для системы радиаторного отопления и термовентиляционной

установки не требуется поскольку по опыту работы вторую навигацию в зимний

период данные системы работают удовлетворительно и имеющегося количества

теплоты для этих двух статей вполне достаточно.

Система бойлеров горячей воды остается неизменной.

*** - Для убодства расчетов и выбора автономных и утилизационных котлов,

переведем значения теплот в систему «СИ» , т.е. из «ккал/ч» в «кДж/ч» .

|Теплота необх. Потребителям для расчетных условий в “кДж/ч” |

|Помещения с кондиционированием |359.910 ккал/ч|1.511.622 |

| | |кДж/ч |

|Помещения с термовентиляцией |40.020 ккал/ч |168.084 кДж/ч |

|Помещения с радиаторным отоплением |37.897 ккал/ч |159.167 кДж/ч |

|Теплота необходимая для бойлеров горячей воды |230.000 ккал/ч|966.000 кДж/ч |

|ИТОГО необходимое кол-во теплоты : |667.827 ккал/ч|2.804.873 |

| | |кДж/ч |

За исходную возьмем формулу расчета теплоты для системы кондиционирования:

Q = k F ( tвнутр - tнар ), где

Q – количество теплоты необходимое для обогрева помещений с

кондиционированием воздуха при разнице внутренней и наружной

температур ( tвнутр - tнар ) ;

k – коэффициент теплопроводности материала стен и потолков (

усредненный );

F – площадь обрабатываемых помещений ;

tвнутр - температура воздуха, которую необходимо поддерживать в

обрабатываемых

помещениях ;

tнар – температура наружного воздуха ;

Имеющийся расчет теплоты необходимой для системы кондиционирования:

Q = k F ( tвнутр - tнар )

1.511.622 = k F ( 21 – ( - 6 ) ), отсюда

k F = 52986

Расчет необходимого количества теплоты для нового значения tнар :

Q1 = k F ( tвнутр - tнар1 )

Q1 = 52986 ( 21 – ( -20 ) ) = 2.172.426 кДж/ч

Как видно из расчета количество теплоты необходимое для помещений с

кондиционированием в зимний период увеличилось на 660.804 кДж/ч , а целом

необходимое количество теплоты для всех потребителей составляет :

|Теплота необх. потребителям для новых расчетных условий (- 20 оС в зимний |

|период) |

|Помещения с кондиционированием |2.172.426 кДж/ч |

|Помещения с термовентиляцией |168.084 кДж/ч |

|Помещения с радиаторным отоплением |159.167 кДж/ч |

|Теплота необходимая для бойлеров горячей воды |966.000 кДж/ч |

|ИТОГО необходимое кол-во теплоты : |3.465.677 кДж/ч |

Возможные пути решения стоящей перед нами проблемы :

1. Выбрать и установить новый автономный котел с бо’льшей

теплопроизводительностью .

Цель: увеличить количество теплоты необходимой потребителям.

2. Установить дополнительные котлы-утилизаторы на ДГ.

Цель : использовать теплоту отработанных газов ДГ .

3. Установить дополнительные теплообменники во внутренний контур охлаждения

ДГ.

Цель : использовать теплоту внутреннего контура системы охлаждения ДГ .

4. Установить в климатцентры электрические ТЭНы.

Цель : получить дополнительную теплоту для обогрева помещений.

5. Полностью перекрыть подачу наружного воздуха.

Цель : производить постоянный дополнительный нагрев рециркуляционного

воздуха.

6. Установить на фотоэлементные двери дополнительные тепло-воздушные

завесы.

Цель : исключить попадание холодного наружного воздуха в коридоры и

помещения.

7. Установить в обрабатываемых помещениях дополнительные

электронагревательные приборы.

Цель : обеспечить дополнительный обогрев в помещениях.

В данном дипломном проекте будем рассматривать пункты 1 и 2 как самые

наиболее эффективные для решения проблемы.

III. Выбор автономного котла ( по имеющемуся значению необходимого

количества теплоты для всех потребителей )

По имеющимся данным о производительности, габаритах и массе водогрейных

котлов отечественного производства единственным целесообразным решением

будет установка на теплоходе данного проекта парового котла. Произведем

расчет паропроизводительности по данному значению теплопроизводительности :

Dк = Qобщ / ( iп – iпв ) = 3.465.677 / ( 2749 – 640 ) = 1530 кг/ч

где : Dк – полная паропроизводительность ;

Qобщ – полная теплопроизводительность ;

iп – энтальпия влажного насыщенного пара ;

iпв – энтальпия питательной воды ;

По полученному значению подбираем паровой котел КВ 1,6 / 5

1. Описание и параметры

Паропроизводительность - 1600 кг/ч ;

Давление пара - 0,5 Мпа ;

Температура питательной воды - 40 оС ;

Температура уходящих газов - 300 оС ;

К.П.Д. - 81 % ;

Объемная плотность теплового потока - 1150 кВт / м3 ;

Объем топки - 1, 17 м3 ;

Площадь парообразующей поверхности нагрева - 70,7 м3 ;

Количество форсунок - 1 шт ;

Давление топлива перед форсункой - 0,9 Мпа ;

Тип форсунки - паромеханическая ;

Расход топлива при 100% нагрузке - 90 кг/ч ;

Газовоздушное сопротивление котла - 2000 Па ;

Масса котла :

сухого - 6,4 т ;

с водой - 7,5 т ;

Габариты котла : - 1920 х 1530 х 1740 ;

2. Тепловой расчет автономного котла

1. Расчетные характеристики рабочей массы дизельного топлива ( исходные

данные

для составления материального баланса ).

Состав рабочей массы :

Ср = 86,3 % ; Нр = 13,3 % ; Np + Op = 0,1 % ; Ар = 0,01 % ; Wp = 0 ; Q =

42.700 кДж/кг ;

Объем трехатомных газов : VRO2 = 1,866 ? Ср / 100 = 1,61 м3 / кг ;

Теоретически необходимый объем воздуха : VО=VO2 О / 0,21 = 2, 35 / 0,21 =

11,19 м3/кг ;

VO2 О = 1,866 ? Ср / 100 + 5,6 ? Нр / 100 - Ор / 100 ??О2 = 2,

35 м3 / кг ;

?О2 = 1,44 кг/ м3 – плотность кислорода ;

Теоретический объем азота : VN2 О = 0,79 ? VО + Nр / 100 ??N2 = 8, 84 м3 /

кг ;

Теоретический объем водяных паров :

VH2O О = 0,0124 ( 9 ? Hр + WP + 0,0161 ? VO + 1,24 Gпр ) = 1,66

м3 / кг ;

Суммарный теоретический объем газов : Vг О = VRO2 + VN2 О + VH2O О = 12,11

м3 / кг ;

Низшая теплота сгорания : QнР = 42.700 кДж / кг ;

2.2. Материальный баланс процесса горения 1 кг топлива.

Марка топлива : ДТ марки “Л” по ГОСТ 305-82

Коэффициент избытка воздуха : ? = 1,2 ;

Объем водяных паров ( избыточный при ? > 1 ) : VH2O ? = 0,0161 ( ? - 1 ) ?

VO = 0,036 м3 /кг ;

Действительный объем водяных паров : VH2O = VH2O ? + VH2O 0 = 1,696 м3 / кг

;

Действительный суммарный объем дымовых газов : Vг =Vг 0 + ( ? - 1 )?

V0=14,35 м3/кг ;

Объемные доли продуктов сгорания :

углекислого газа : rRO2 = VRO2 / Vг = 0,112 ;

водяных паров : rH2O = VH2O / Vг = 0,118 ;

суммарная для трехатомных газов : rп = rRO2 + rH2O = 0,23 ;

Давление в топке без наддува : P = 0,1 МПА ;

Парциальные давления :

углекислого газа : PRO2 = P ? rRO2 = 0,0112 Мпа ;

водяных паров : PH2O = P ? rH2O = 0,0118 Мпа ;

суммарное для трехатомных газов : Pп = P ? rп = 0,023 Мпа ;

2.3. Определение энтальпии дымовых газов Iг , кДж/кг, в зависимости от их

температуры.

Таблица 1

|t0 C |Iг 0 , кДж/кг |Iв 0 , кДж/кг |IH2O ? , |Iг , кДж/кг |

| | | |кДж/кг | |

|100 |1671.95 |1477.08 |5.436 |1972.802 |

|200 |3377.81 |2976.54 |10.944 |3984.062 |

|300 |5133.85 |4509.57 |16.668 |6052.432 |

|400 |6940.76 |6064.98 |22.536 |8176.292 |

|500 |8791.36 |7653.96 |28.584 |10350.736 |

|600 |10680 |9287.7 |34.812 |12572.35 |

|700 |12618.87 |10955.01 |41.292 |14851.16 |

|800 |14621.66 |12644.7 |48.06 |17198.66 |

|900 |16659.07 |14334.39 |54.864 |19580.81 |

|1000 |18731.68 |16068.84 |62.1 |22007.55 |

|1100 |20810.73 |17848.05 |69.336 |24449.68 |

|1200 |22904.47 |19627.26 |76.716 |26906.64 |

|1300 |25036.4 |21406.47 |84.384 |29402.08 |

|1400 |27222.24 |23320.44 |92.088 |31960.42 |

|1500 |29384.34 |25054.41 |100.044 |34495.27 |

|1600 |31581.85 |26889.57 |108.036 |37067.8 |

|1700 |33794.05 |28713.54 |116.172 |39652.93 |

|1800 |36023.39 |30537.51 |124.488 |42255.38 |

|1900 |38277.59 |32417.43 |132.768 |44893.84 |

|2000 |40516.15 |34286.16 |141.336 |47514.72 |

|2100 |42785.09 |36166.08 |149.796 |50168.1 |

|2200 |45059.01 |38034.81 |158.364 |52824.34 |

Строим диаграмму I – t : ( на миллиметровой бумаге прилагается к данному

дипломному проекту )

Расчеты велись по формулам :

Теоретические энтальпии дымовых газов Iг 0 , кДж/кг :

Iг 0 = VRO2 ? (ct)RO2 + VN2 0 ? (ct)N2 + VH2O 0 ? (ct)H2O ;

Теоретические энтальпии избыточного воздуха Iв 0 , кДж/кг :

Iв 0 = V0 ? (ct)в ;

Энтальпии водяных паров содержащихся в избыточном воздухе IH2O ? , кДж/кг :

IH2O ? = VH2O ? (ct)в ;

Энтальпии дымовых газов в зависимости от температуры Iг , кДж/кг :

Iг = Iг 0 + (? - 1 ) ? Iв 0 + VH2O ? ;

2.4. Предварительный тепловой баланс и определение расхода топлива.

к.п.д. котла : ?к = 81%

Тепловые потери :

от химической неполноты сгорания : q3 = 0,7 % ;

в окружающую среду : q5 = 2,5 % ;

с уходящими газами : q2 = 100 - (?к + q3 + q5 ) = 12 % ;

Температура воздуха : tх.в. = 40 0С ;

Количество теплоты вносимое воздухом в топку : Qх.в. = ? ? V0 ? cх.в. ?

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6