Проектирование автономных источников теплоснабжения

Тип:
Добавлен:

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

. КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТА И УЧАСТКА CТРОИТЕЛЬСТВА

. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОТНОСТИ И ТЕПЛОТЫ СГОРАНИЯ ПРИРОДНОГО ГАЗА

.1 Определение плотности и теплоты сгорания природного газа

. РАСЧЕТ В ТЕПЛЕ И ТОПЛИВЕ

.1 Исходные данные

.2 Расчет расчетных расходов тепла на отопление

. ПОДБОР ОБОРУДОВАНИЯ КОТЕЛЬНОЙ

.1 Подбор основного оборудования

.1.1 Подбор котлов

.1.2 Подбор горелок для котлов

.1.3 Подбор теплообменника

.2 Подбор насосного оборудования

.2.1 Подбор сетевого насоса

.2.2 Насос для циркуляции ГВС

.2.3 Насос для вентиляции

.2.4 Подбор насосов циркуляции контуров отопления 1, 2, 3, 4 и цокольного этажей

.2.5 Подбор подпиточного насоса

.3 Подбор расширительных баков на обратном сетевом трубопроводе и для контура котлов мощностью 440 кВт

.4 Подбор химводоподготовки

.5 Подбор запорной арматуры в котельной

.6 Подбор дымовой трубы

.7 Подбор труб

. ГАЗОСНАБЖЕНИЕ КОТЕЛЬНОЙ

.1 Подбор сетевого ГРПШ

.2 Определение диаметра обводного газопровода

.3 Защита газопроводов от коррозии

.4 Расчет газопровода низкого давления

.5 Расчет приточно-вытяжной вентиляции

. ЭКОЛОГИЧНОСТЬ ПРОЕКТА

.1 Выбросы загрязняющих и токсичных веществ с дымовыми газами в атмосферу

.2 Методы подавления образования окислов азота в топках котлов

.3 Сточные воды котельных и пути сокращения вредных выбросов

. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ГАЗОВЫХ КОНВЕКТОРОВ

.1 Общие сведения

.2 Классификация газовых конвекторов

.3 Область применения газовых конвекторов в России.

.4 Оценка технико-экономического эффекта от установки газовых

конвекторов

. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ КОТЕЛЬНОЙ

.1 Анализ условий труда при эксплуатации котельной.

.2 Меры безопасности при эксплуатации котельной.

.3 Расчет освещенности помещения котельной.

.4 Пожарная безопасность зданий и сооружений

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ВВЕДЕНИЕ

Доля природного газа в топливном балансе Российской Федерации большая и так как природный газ непосредственно считается очень эффективным топливом, в условиях экономического кризиса газификация может составить основой социально-экономического развития, обеспечить лучшие условия труда и быт населения, а также не будет загрязнять окружающую среду. Кроме того, природный газ является ценным сырьем для большинства химических промышленностей. Использование газового топлива обеспечивает больше внедрение эффективных методов передачи теплоты.

Одним из значимых вопросов при использовании природного газа встает вопрос его рационального использования, говоря другими словами, сокращение удельного расхода с помощью введения экономических научно-технологических процессов, при которых наиболее полно реализуются положительные свойства газа. Использование газового топлива дает возможность исключить потери теплоты, определяемых механическим и химическим недожогом. Снижение потерь теплоты с уходящими продуктами горения достигается сжиганием газа при небольших коэффициентах расхода воздуха. При работе устройств на газовом топливе может быть также ступенчатое использование продуктов горения.

В дипломной выпускной квалификационной работе спроектирована крышная газовая котельная для отопления и снабжения ГВС административного здания по улице Козленская в городе Вологде, подобраны диаметры трубопроводов, определены расходы газа, подобрано основное оборудование.

1. КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТА И УЧАСТКА СТРОИТЕЛЬСТВА

Территория, выделенная под газоснабжение крышной котельной административного здания, находится по ул. Козленская 63 в городе Володе.

Проект выполнен в соответствии с требованиями нормативных документов:

СП 89.13330. «Котельные установки».

«Правила устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов с давлением пара не более 0,7 Мпа, водогрейных котлов и водоподогревателей с температурой нагрева воды не выше 115 ».

«Правила технической эксплуатации тепловых энергоустановок».

СП 41-104-2000 «Проектирование автономных источников теплоснабжения».

Газоснабжение котельной административного здания осуществляется от газопровода высокого давления. Давление газа в точке подключения 0,6 Мпа, диаметр газопровода 76мм. Давление газа на входе в котельную 5 кПа. Расчетный расход газа на котельную принят 104 м3/ч. Диаметр входного газопровода в котельную 89 мм.

Для теплоснабжения здания предусмотрена крышная газовая котельная, в которой установлены два газовых водогрейных котла Viessmann Vitoplex 200 номинальной мощностью каждый 440 кВт с контроллерами управления Vitotronic 100 и газовыми горелками Weishaupt WG40N/1-A, исп. ZM-LN с мультиблоком W-M без термозатвора, мощность горелки 500 кВт, расход газа 52 м3/ч, давление подключения газа =32 мбар, =300 мбар. Горелки имеют сертификат соответствия Госстандарта России, разрешение на изготовление и применение Ростехнадзора России.

Котельная расположена на крыше. Под помещением котельной расположены вспомогательные помещения. Вход в котельную осуществляется непосредственно с эксплуатируемой кровли. Предусмотрен выход на кровлю из основного здания по маршевой лестнице.

Коммерческий учет общего расхода газа осуществляется измерительным комплексом природного газа СГ-ЭКВз-Р-0,2-250/1,6 на базе ротационного счетчика газа RVG G 160 с электронным корректором ЕК-260 для учета газа в коммерческих операциях завода изготовителя Газ-Стандарт,

На вводе газопровода в котельную устанавливается термочувствительный запорный клапан КТЗ 001-80-02 DN 80 Py16, производства ООО «Армгаз-НТ» (Россия), автоматически отключающий подачу газа при достижении температуры среды в помещении при пожаре 100.

Электромагнитный запорный клапан КПЭГ-50 Ду 50 «Газаппарат» г. Саратов, который автоматически закрывается при:

загазованности помещения больше 10% от нижнего предела концентрации воспламенения газа;

отключении электроэнергии;

загазованности по СО (порог 2).

Фильтр газовый ФГ-80-Стандарт для очистки газа от механических примесей завода-изготовителя «Газ-Стандарт».

Измерительный комплекс газа СГ-ЭКВз-Р-0,2-250/1,6 на базе ротационного счетчика газа RVG G 160 с электронным корректором ЕК-260 для учета расхода газа в коммерческих операциях завода-изготовителя «Газ-Стандарт».

Контроль загазованности помещения угарным и природным газом осуществляется сигнализатором загазованности СТГ-1Д10(В). Датчик оксида углерода встроен в прибор (блок БКС); датчик горючих газов выносной, устанавливается на расстоянии 100-200 мм ниже отметки потолка. Блок БКС устанавливается на отметке 1,6-1,8 м от уровня пола у входа в помещение котельной.

Оборудование имеет сертификаты соответствия Госстандарта России, разрешения на изготовление и применение Ростехнадзора России.

Дымоудаление от котлов осуществляется посредством дымовых теплоизолированных труб 300 и высотой 5 м, производитель ООО «Энтророс» (г. Санкт-Петербург). Дымовые трубы присоединить к системе молниезащиты здания.

Монтаж газового оборудования и газопроводов производить в соответствии со СП 62.13330.2011 «Газораспределительные системы» и ПБ 12-529-03 «Правил безопасности систем газораспределения и газопотребления».

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОТНОСТИ И ТЕПЛОТЫ СГОРАНИЯ ПРИРОДНОГО ГАЗА

В городе Вологда для обеспечения коммунальных и бытовых нужд используется газ Ухтинского месторождения. Чтобы провести расчет сети наружных газопроводов необходимо знать: средние значение низшей теплоты сгорания ,кДж/м3, плотности , кг/м3, природного газа.

2.1 Определение плотности и теплоты сгорания природного газа

Природный газ представляет собой смесь углеводородов с относительно небольшой молекулярной массой, поэтому в практических расчетах пользуются средними значениями теплоты сгорания, плотности сухого природного газа и плотности газа по воздуху.

Физические характеристики и теплоту сгорания некоторых газов Ухтинского месторождения сводим в таблицу 1.

Таблица 1 - Физические характеристики газа

Наименование компонентов газаОбъёмные доли, %Теплота сгорания низшая , кДж/м3, при t=0Плотность ρ при t=0, кг/м3Относительная плотность по воздуху , кг/м312345Метан CH488358400,71680,5545Этан C2H61,9637301,35661,0490Пропан C3H80,2933702,0191,5620Изобутан C4H100,31218402,7032,064Пентан C5H12-1463403,2212,4910CO20,3-1,97681,5291H2S-234901,53921,1906Азот N29,3-1,25050,9673

Теплотворная способность или теплота сгорания природного газа , кДж/м3, находится по формуле (1):

, кДж/м3, (1)

где - низшая теплота сгорания природного газа, кДж/м3;

- объемная доля i-го компонента, %, найденная из таблицы 1.4 [1];

- теплота сгорания i-го компонента, кДж/м3, принимаемая из таблицы 1.3 [1].

Плотность природного газа при нормальных условиях , кг/м3, определяется как плотность газовой смеси в зависимости от содержания и плотности отдельных компонентов в соответствии с формулой (2):

(2)

где - плотность газа при нормальных условиях (t=0 и =101,3 кПа), кг/м3;

- плотность -го компонента при нормальных условиях, принимаемая из 1.2 [1], кг/м3.

Относительная плотность газового топлива по воздуху, кг/м3, определяется по формуле (3):

кг/м3 (3)

газовый котельная отопление загазованность

где - плотность газа по воздуху, кг/м3;

- плотность -го компонента по воздуху, принимаемая из 1.2 [2], кг/м3. Подставив численные значения в формулы (1), (2) и (3), получаем средние значения теплоты сгорания , кДж/м3, плотности сухого природного газа при нормальных условиях , кг/м3, и плотности газа по воздуху ,кг/м3.

;

кг/м3.

3. РАСЧЕТ В ТЕПЛЕ И ТОПЛИВЕ

Расчет выполнен с целью определения годовой потребности в тепле и условном топливе для административного здания по адресу: г. Вологда, ул. Козленская 63.

3.1 Исходные данные

Расчет выполнен на основании предоставленных исходных данных представленных в таблице 1 с использованием расчетных формул.

Годовые расходы тепла и условного топлива определяются с использованием формул (таблица 2).

Требуемая теплопроизводительность котельной с учетом потерь тепла составляет 0,61 Гкал/ч (0,709 МВт), в том числе:

на отопление - 0,434 Гкал/ч (0,505 МВт);

на горячее водоснабжение - 0,062 Гкал/ч (0,072 МВт);

вентиляция - 0,114 Гкал/ч (0,133 МВт);

К установке в котельной принимаются два водогрейных котла Viessmann Vitoplex 200 SX 2 тепловой мощностью 440 кВт (0,378 Гкал/ч (0,439 МВт)) каждый.

Расчетная годовая потребность в тепле с учетом потерь тепла предприятия составляет 2615,6 Гкал/год, в т.ч.:

на отопление - 1063,5 Гкал/год;

на горячее водоснабжение - 457,05 Гкал/год;

на вентиляцию - 93,1 Гкал/год.

Расчетный часовой расход газа на проектируемую котельную составит 104 м3/ч.

Таблица 2 - Исходные данные

№ п/пНаименованиеПоказатель1Продолжительность отопительного периода, Пот., дн.2312Средняя температура наружного воздуха за отопительный период, , -4,13Расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления, tн, - 324Средняя температура для расчёта вентиляции, , - 325Температура воды в холодный период, , 56Температура воды в летний период, , 157Количество дней в году работы предприятия, n, дн.3508Количество часов работы предприятия, К, ч.89Расчётная температура внутреннего воздуха отапливаемых зданий, :18

3.2 Расчет расчетных расходов тепла на отопление

Если известны назначение и строительный объем здания, то максимальный часовой расход тепла на отопление определяется по удельным отопительным характеристикам по формуле (4):

(4)

Где с - коэффициент, учитывающий единицы измерения;

для ккал/ч с = 1;

- поправочный коэффициент, учитывающий зависимость тепловой характеристики здания от расчетной температуры наружного воздуха, равный 0,98;

- удельная отопительная характеристика здания, зависящая от его назначения и объема, ккал/(чм3);

- расчётная температура внутреннего воздуха отапливаемых зданий, ;

- расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления (температура наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92), ;

- строительный объем здания по наружному обмеру, м3.

Вычисленные таким образом тепловые нагрузки приведены в таблице 3.

Таблица 3 - Расчетные часовые расходы тепла

№ п/пНаименование зданияQо, ккал/чQв, ккал/ч ккал/чВсего, ккал/ч1234561Административное здание434 000 11400062000610000

Расчет годовой потребности котельной в тепле и топливе представлен в таблице 4.

Таблица 4 - Расчёт годовой потребности котельной в тепле и условном топливе

№ п/пНаименованиеРасчётная формулаР а с ч ё тПримечание123451Среднечасовой расход тепла на отопление за отопительный период , Гкал/чСП2Среднегодовой расход тепла на отопление за отопительный период , ГкалСП3Среднечасовой расход тепла на вентиляцию , Гкал/ч4Среднегодовой расход тепла на вентиляцию , Гкал5Среднечасовой расход тепла на горячее водоснабжение в летний период , Гкал/ч0,062 ··0,8= =0,0396Среднегодовой расход тепла на горячее водоснабжение , Гкал 7Годовой расход тепла на технологические нужды , Гкал-8Суммарный годовой расход тепла , Гкал1094,4+290,01+107,6=14929То же, с учётом потерь тепла ∑ Q1год , ГкалЗдесь 10% - неучтённые расходы, собственные нужды котельной, потери в тепловых сетях10Годовой расход условного топлива, т.у.т.11Годовой расход натурального топлива, тыс. м3 газ - Qрн = 7948 ккал/ нм3k = = 0,8812Расчетный расход натурального топлива, м3= 85,27

Котельные установки и ТЭЦ. Потребность в теплоэнергии представлена в таблице 5.

Таблица 5 - Потребность в теплоэнергии

На какие нуждыПрисоединённая максимальная тепловая нагрузка (Гкал/час)Количество часов работы в годуГодовая потребность в тепле (тыс. Гкал)Покрытие потребности в тепле (тыс. Гкал/год)Существующаяпроектируемая (включая существующую)СуществующаяПроектируемая (включая существующую)Котельная (ТЭЦ)Вторичные энергоресурсыИз друг. Источников 123456789Отопление-0,4345472-1,0631,063--Вентиляция--------Горячее водоснабжение-0,0622800-0,4570,457--Технологические нужды--------

Состав и характеристика оборудования, вид и годовой расход топлива представлены в таблице 6.

Таблица 6 - Состав и характеристика оборудования котельных, вид и годовой расход топлива

Тип котлов (по группам)Кол-воОбщая Мощность (Гкал/ч)Используемое топливоЗапрашиваемое топливовид основного (резервного)Удельный расход кг. ут. ГкалГодовой расход (тыс. тут)вид основного (резервного)Удельный расход кг. Ут ГкалГодовой расход (тыс. тут)123456789Действующие--------из них: демонтируемые--------Водогрейный котел Viessmann Vitoplex 200SX2 Q=440 кВт 21,2---природный газ (нет)1041,03

4. ПОДБОР ОБОРУДОВАНИЯ КОТЕЛЬНОЙ

.1 Подбор основного оборудования

.1.1 Подбор котлов

Котельные агрегаты (КА) - приборы, которые имеют топку с целью сжигания органического топлива в окислительной среде, где в результате высокотемпературных химических реакций горения образуются газообразные продукты с высокой температурой (топочные газы), теплота от которых переходит другому теплоносителю (воде или водяному пару), наиболее удобному с целью дальнейшего использования.

Газовые котлы отопления работают на природном газе или, при конструктивных возможностях, на сжиженном газе.

Газовые котлы - самый распространенный тип котлов как в России, так и во всем мире. Примерно половина всех продаваемых котлов - газовые котлы. В этом нет ничего странного, ведь газ - это самое удобное топливо для отопительных котлов.

Конструкция всех современных водогрейных котлов по принципу действия одинаковая и работают они по одной схеме. Тепловая энергия, выделяющаяся при сгорании топлива, передается нагреваемой воде. В общем случае, водогрейный котел представляет собой конструкцию из металлического корпуса с устройством теплообмена внутри.

На сегодняшний день на российском рынке можно найти водогрейные котлы почти всех крупнейших отечественных и зарубежных производителей отопительной техники.

При подборе котлов следует вычислить тепловую нагрузку на нужды теплоснабжения, Гкал/ч, по следующей формуле (5):

, ,(5)

где - тепловая нагрузка на нужды теплоснабжения, Гкал/ч;

- расчетная и фактическая нагрузка на отопление и вентиляцию, Гкал/ч;

- соответственно расчетная и фактическая нагрузка на горячее водоснабжение, Гкал/ч;

и - соответственно расчетная и фактическая температура наружного воздуха, ;

и - соответственно расчетная и фактическая температура внутреннего воздуха помещения, ;

и - соответственно расчетная и фактическая температура горячей воды, ;

и - соответственно расчетная и фактическая температура холодной воды, .

Copyright © 2018 WorldReferat.ru All rights reserved.