(2.8)
где qг.в - укрупненный показатель среднего потока теплоты, Вт, расходуемой на горячее водоснабжение одного человека с учетом общественных зданий поселка, принимается в зависимости от средней за отопительный период нормы потребления воды при температуре 55 оС на одного человека g, л/сут:
Максимальный поток теплоты, Вт, расходуемой на горячее водоснабжение жилых и общественных зданий
(2.9)
Для производственных зданий максимальный поток теплоты, Вт, расходуемой на горячее водоснабжение, определяют по формуле
(2.10)
где Gv - часовой расход горячей воды, м3/ч; rв - плотность воды, принимается равным 983 кг/м3; Св - удельная теплоемкость воды, равная 4,19 кДж/(кг×оС); tг - расчетная температура горячей воды, равная 55 оС; tх - расчетная температура холодной (водопроводной) воды, принимаемая в зимний период равной 5 оС, а летний период 15 оС.
(q=250л/ч- расход на 1 душевую)
Для животноводческих помещений максимальный поток теплоты, Вт, расходуемой на горячее водоснабжение (tг = 40...60 оС) для санитарно-технических нужд (подмывание вымени, мытье молочной посуды, доильных аппаратов, молокопроводов, шлангов и другого оборудования, уборка помещений), подсчитывают по формуле
(2.11)
где b - коэффициент неравномерности потребления горячей воды в течение суток, принимают b = 2,5; ni - число животных данного вида в помещении; gi - среднесуточный расход воды на одно животное, кг, принимают для коров 15 кг, телят и молодняка 2 кг, свиноматок 3 кг, свиней на откорме 0,5 кг.
Поток теплоты, Вт, расходуемой на горячее водоснабжение жилых, общественных и производственных зданий в летний период, по отношению к отопительному снижается и определяется по следующим формулам:
для жилых и общественных зданий
(2.12)
для производственных зданий
(2.13)
Жилые дома:
Для производственных зданий максимальный поток теплоты, расходуемой на горячее водоснабжение
Животноводческое помещение:
В летний период.
Жилые дома и общественные здания:
Для производственных зданий:
2.1.3 Расход теплоты на технологические нужды
Поток теплоты, Вт, расходуемой на технологические нужды ремонтных мастерских и автогаражей, подсчитывают по формуле
(2.14)
где y - коэффициент спроса на теплоту, равный 0,6...0,7; G - расход теплоносителя (воды или пара), кг/ч; h - энтальпия теплоносителя, кДж/кг; hвоз - энтальпия обратной воды или возвращаемого конденсата, кДж/кг (можно принять hвоз = 270...295 кДж/кг); p - коэффициент возврата обратной воды или конденсата, обычно принимаемый равным 0,7.
Расход пара D (G = D) для ремонтных мастерских можно принять равным 100...120 кг/ч.
Поток теплоты, Вт, расходуемой на технологические нужды животноводческих помещений, определяют по укрупненным нормам расхода пара и горячей воды на тепловую обработку кормов
(2.15)
где b - коэффициент неравномерности потребления теплоты на технологические нужды в течение суток, принимают b = 4; Mi - количество подлежащего тепловой обработке корма данного вида в суточном рационе одного животного, кг; di - удельный расход пара или горячей воды на обрабатываемый корм данного вида, кг/кг; hi - энтальпия используемого пара или горячей воды, кДж/кг; ni - число животных данного вида в помещении.
Поток теплоты, Вт, расходуемой на пастеризацию молока
(2.16)
где mм - масса молока, обрабатываемая в пастеризаторе, кг/ч; См - теплоемкость молока, равная 3,94 кДж/(кг×оС); t’’м - температура молока после пастеризации, принимают t’’м = 85 оС; t’м - температура молока до пастеризации, (у охлажденного t’м = 5 оС, после дойки t’м = 35 оС).
Гараж:
Поток теплоты, расходуемой на технологические нужды животноводческих помещений:
2.2 Построение годового графика тепловой нагрузки
Годовой расход теплоты на все виды теплопотребления можно определить аналитически или графически из годового графика тепловой нагрузки. По годовому графику устанавливаются также режимы работы котельной в течение всего года. Строят такой график в зависимости от длительности действия в данной местности различных наружных температур.
Средневзвешенная расчетная внутренняя температура определяется по выражению
(2.17)
где Vi – объемы зданий по наружному обмеру, м3; ti –расчетные внутренние температуры этих зданий, оС.
мф=6937,39 Вт/мм mτ=16,7 ч/мм
Разделим график на 8 прямоугольников и 8 треугольников:
1) S=267*2=534 S=0,5*7*2=7
2) S=7*248=1736 S=0,5*7*19=66,5
3) S=17*228=3876 S=0,5*20*17=170
4) S=32*208=6656 S=0,5*20*32=320
5) S=55*188=10340 S=0,5*55*20=550
6) S=63*168=10584 S=0,5*63*20=630
7) S=67*147=9849 S=0,5*67*22=737
8) S=88*116=10208 S=0,5*88*31=1364
(2.18)
где F - площадь годового графика тепловой нагрузки, мм2; mф и mt - масштабы расхода теплоты и времени работы котельной, соответственно Вт/мм и ч/мм.
Проверка:
,
что примерно соответствует данным, полученным на основе годового графика тепловой нагрузки.
2.3 Подбор котлов
Отопительно-производственные котельные в зависимости от типа установленных в них котлов могут быть водогрейными, паровыми или комбинированными - с паровыми и водогрейными котлами.
Расчетную тепловую мощность котельной принимают по тепловой нагрузке для зимнего периода
(2.19)
где Фуст - суммарная тепловая мощность всех котлов, установленных в котельной, Вт.
В котельной должно быть не менее двух и не более четырех (стальных) или шести (чугунных) котлов, причем котлы однотипные по теплоносителю должны иметь одинаковую площадь поверхности нагрева. Устанавливать резервные котлы не допускается.
Если для покрытия нагрузок требуется горячая вода, и пар, то в зависимости от принятых параметров теплоносителей котельную оборудуют либо одними паровыми котлами, работающими как на паровые, так и на водяные сети (через водоподогреватели), либо водогрейными и паровыми котлами. В котельных последнего типа летом работают только паровые котлы, покрывающие нагрузку горячего водоснабжения и паровую технологическую нагрузку.
Число котлов в котельной
(2.20)
где Фк - тепловая мощность одного котла, Вт.
Для более рационального использования котлов значение Фк должно быть равно или кратно летней тепловой нагрузке котельной Фр.л. Допускается работа котлов с перегрузкой или недогрузкой, не превышающей 25 % средней нагрузки.
Котёл «Универсал-5»
Площадь поверхности, м2 33,1
Число секций 30
Тепловая мощность, кВт 463
- установим 5 котлов.
Отопительный период работает с недогрузкой:
В общем случае недогрузка не превышает допустимого значения 25%
2.4 Составление и расчет тепловой схемы котельной
2.4.1 Расчет расхода теплоносителя в прямой и обратной магистрали сети теплоснабжения
При централизованном теплоснабжении для отопления, вентиляции, горячего водоснабжения и, если возможно, для технологических целей в качестве теплоносителя должна использоваться вода [19].
Температура воды в подающем трубопроводе тепловой сети при расчетной температуре наружного воздуха принимается равной 150 оС, в обратном трубопроводе она составляет 70 оС. И только в тех случаях, когда расчетная тепловая нагрузка Фр £ 5,8 МВт, допускается применение в подающей магистрали воды с температурой 95...110 оС в соответствии с расчетной температурой в местных системах отопления.
Расход воды, м3/ч, в подающей магистрали тепловой сети может быть найден по выражению
(2.21)
где Фр.в - расчетная тепловая нагрузка, покрываемая теплоносителем водой, Вт; tп и tо - расчетные температуры прямой и обратной сетевой воды, оС; rо - плотность обратной воды (при tо = 70 оС rо = 977,8 кг/м3).
Расчетная тепловая нагрузка
(2.22)
где Фс.н - тепловая мощность, потребляемая котельной на собственные нужды (подогрев и деаэрация воды, отопление вспомогательных помещений и др.)
Фс.н = (0,03...0,1)(SФот+ + SФв +SФг.в.+ SФт).
Расход в обратной магистрали Gо меньше Gп на величину потерь в тепловых сетях (1...3 % от Gп) и расхода воды на горячее водоснабжение и технологические нужды. Эти потери восполняются подпиткой тепловой сети Gпп, м3/ч, деаэрированной водой в количестве
(2.23)
где Фг.в - расчетная тепловая нагрузка горячего водоснабжения, Вт; Фт.н.в - часть расчетной тепловой нагрузки на технологические нужды, покрываемой теплоносителем - водой, Вт; tг и tх - расчетная температура горячей и холодной воды, оС; rпп - плотность подпиточной воды, можно принять равной rо, кг/м3.
Расход воды в обратной магистрали, м3/ч
(2.24)
2.4.2 Составление тепловой схемы котельной
Тепловая схема иллюстрирует взаимосвязь между отдельными элементами оборудования котельной и отображает тепловые процессы, связанные с трансформацией теплоносителя и исходной воды.
Принципиальная тепловая схема водогрейной котельной с отпуском теплоты в открытые тепловые сети показана на рисунке 2.2. Вода из обратной магистрали поступает во всасывающий коллектор сетевых насосов СН. Сюда же насосами ПН подается подпиточная вода в количестве Gпп.
Исходная вода для подпитки сети поступает из водопровода, проходит через подогреватель 1, фильтры химводоочистки 2, подогреватель химочищенной воды 3 и вакуумный деаэратор 4. В этом деаэраторе поддерживается вакуум 0,03 МПа за счет отсасывания из колонки деаэратора паровоздушной смеси водоструйным эжектором 5. Часть воды Gпер после сетевых насосов перепускается в обвод котлов 6 и смешивается с водой, нагретой в котлах, регулируя температуру в подающей магистрали на уровне, соответствующем температурному графику сети.
Для поддержания температуры на входе в котел tвх на уровне, исключающем выпадение конденсата из дымовых газов на хвостовых поверхностях нагрева котла, часть нагретой воды в количестве Gрец рециркуляционным насосом РН возвращается в напорный коллектор сетевых насосов.
Теплота этой воды используется также для нагрева добавочной воды в подогревателях 3 и 1.
