Дипломная работа: Реконструкция схемы внутристанционных коллекторов теплосети

Местные сопротивления:

Общее падение давления в трубопроводе подвода сетевой воды , Па:

Потеря напора сетевой воды в трубопроводах подвода сетевой воды , м:

Трубопровод отвода воды:

Удельное падение давления определяется по формуле:

Линейное падение давления в трубопроводе отвода сетевой воды определяется по формуле:

Местные сопротивления :

Местное падение давления определяется по формуле:

Общее падение давления в трубопроводе отвода сетевой воды определяется по формуле:

Па

Потеря напора сетевой воды в трубопроводах отвода сетевой воды определяется по формуле:

Общее падение давления в трубопроводах:

Потери напора в трубопроводах:

Расчет остальных участков трубопроводов аналогичен. Результаты сведены в таблице 10.

Общее падение давления в коллекторах теплосети:

Потери напора в трубопроводах теплосети:

.

5 Реконструкция деаэрационной установки

5.1 Деаэрационная установка ДСА-300

Для восполнения потерь сетевой воды в теплосети включена система подпитки, состоящая из деаэраторов типа ДСА-300, производительностью 300 т/ч, насосов подпитки №5 и №6, включенных параллельно, системы задвижек и трубопроводов, гидравлически связывающих систему теплоснабжения. Пар на деаэрацию поступает из теплофикационного отбора турбины 1,2 ата с температурой 104 0С. Химически очищенная вода подается с ХВО-3 с температурой 300С. Исходные данные:

Таблица 11- Технические характеристики насоса подпитки теплосети №5 типа 8к-12

Таблица 12- Технические характеристики насоса подпитки теплосети №6 типа 8к-12

Схема работы деаэратора. Термический струйный деаэратор на рисунке 1 является смешивающим подогревателем и выполняется в виде вертикальной цилиндрической колонки 1, установленной на резервуаре (баке) питательной воды 2. Вода, поданная насосом в верхнюю часть колонки 1, стекает через отверстия в тарелках 3, раздробляясь при этом на мелкие капли. Навстречу падающей воде движется греющий пар. Высоту колонки и путь воды рассчитывают так, чтобы на этом пути вся вода была подогрета до температуры насыщения (кипения). При кипении воды из нее выделяются растворенные в ней газы, которые с небольшим количеством пара (выпар) отводятся через штуцер 4 в верхней части колонки. Обычно выпар составляет 2 кг на 1 т деаэрирированной воды. Вода в атмосферных деаэраторах подогревается до 104 0С температура кипения при давлении 0,12МПа ( 1,2 кгс/см2). Вода с такой температурой поступает в питательный насос. Чтобы горячая вода при входе в питательный насос не вскипала, и насос мог надежно подавать в котел горячую воду высокой температуры, давление воды перед насосом должно быть больше того давления, при котором происходит образование пара при данной температуре В связи с этим деаэраторы устанавливаются на сравнительно большой высоте над питательными насосами – не ниже 14 м при температуре воды 160 0С и еще выше при более высокой температуре воды.

1- цилиндрическая колонка; 2- резервуар; 3- тарелки; 4- штуцер; 5- водоуказательное стекло; 6- устройство автоматического регулирования подачи пара; 7- предохранительный клапан; 8- устройство автоматического регулирования подачи воды.

Рисунок 1- Схема атмосферного смешивающего деаэратора

Емкость питательных баков основных деаэраторов составляет 5 – 20-минутный запас для работы станции при максимальной нагрузке.

Деаэраторы являются важнейшим элементом оборудования электростанции и снабжаются устройствами для автоматического регулирования подачи пара 6 и воды 8, водоуказательными стеклами 5, сниженными указателями уровня, устройствами сигнализации нижнего уровня воды в аккумуляторном баке, предохранительными клапанами 7, устанавливаемыми на баках, регуляторами перелива, монометрами для измерения давления в деаэраторной колонке и самопишущими кислородомерами, показывающими содержание кислорода в воде при выходе из деаэратора.

5.1.1 Исходные данные:

Таблица 13- Расход химически очищенной воды на подпитку по месяцам.

По данным таблицы видно, что максимальный расход приходится на сентябрь и составляет 210 т/ч.

Таблица 14- Общие данные

Таблица 15- Характеристика потоков воды и пара:

Продолжение таблицы 15

5.1.2 Тепловой расчет деаэратора

Тепловой баланс деаэрационной установки составляется для определения полного расхода пара, подводимого к деаэратору.

В зависимости от тепловой схемы энергоустановки в деаэратор вводится то или иное количество потоков воды и пара. Тепловые балансы должны рассматриваться для режимов работы деаэратора, указанных в технических заданиях на проектирование.

В случае избытка тепла в деаэраторе (отрицательный расход пара) техническое задание на проектирование деаэратора подлежит уточнению, в ходе которого должны быть дополнительно проанализированы и проверены условия работы деаэратора в тепловой схеме установки.

В общем виде уравнение теплового баланса деаэратора запишется как равенство потоков тепла, введенных в деаэратор и вышедших из него

Q1+Q2+Q3+Q4=Q5+Q6+Q7+Q8 , (5.1)

где Q1 – тепло, внесенное с основным потоком греющего пара, ккал/ч;

  Q2 – тепло, внесенное с некипящими потоками воды, ккал/ч;

  Q3 - тепло, внесенное с кипящими потоками воды, ккал/ч;

  Q4 - тепло, внесенное с прочими потоками воды, ккал/ч;

  Q5 – тепло, отведенное с деаэрированной водой, ккал/ч;

  Q6 – тепло выпара, ккал/ч;

  Q7 – потеря тепла деаэратором в окружающую среду, ккал/ч;

  Q8 – тепло пара, отбираемого из деаэратора, ккал/ч.

Уравнение теплового баланса деаэратора как смешивающего теплообменного аппарата имеет вид:

, (5.2)

где Dп- расход нагревающего пара, т/ч;

- энтальпия греющего пара, ккал/кг;

- энтальпия химически очищенной воды, ккал/кг;

= 30 ккал/кг- принимаем по термодинамическим таблицам;

η- коэффициент, учитывающий потери тепла в окружающую среду; принимаем в первом приближении η= 0,98;

Gптс- общий расход воды на подпитку, т/ч;

tптс- температура нагреваемой воды на выходе из деаэратора,0С;

tхов- температура нагреваемой воды на входе в деаэратор, 0С.

Определим расход греющего пара в первом приближении:

т/ч.

Расход химически очищенной воды на деаэратор:

Gхов =Gптс- Dп=210- 25,97=184,03 т/ч.

Тепло, подведенное с химически обработанной водой, Qхов,:

Qхов = Gхов хов =184,0330=5,52 Гкал/ч.

Тепло, внесенное с холодными потоками воды Q2, Гкал/ч:

Q2= Qхол= 5,52 Гкал/ч.

Количество выпара Dвып принимаем из соотношения 1,5-2 кг на1 тонну деаэрированной воды по рекомендации руководящих указаний по проектированию термических деаэрационных установок.

При производительности колонки 300 т/ч количество выпара составит 0,600 кг/ч.

Тепло, отведенное с выпаром, Qвып , Гкал/ч:

Qвып= Dвып вып,(5.3)

где вып – энтальпия паровоздушной смеси выпара, может быть принята равной энтальпии насыщенного пара в деаэраторе , вып = iн.

Qвып= 0,600 640,7=0,384 Гкал/ч.

Тепло, отведенное с деаэрированной водой, Qд, Гкал/ч :

Qд = G д,  (5.4)

где G- количество деаэрированной воды ( производительность деаэратора), т/ч ;

д- энтальпия деаэрированной воды, определяемая по термодинамическим таблицам, ккал/кг.

Qд = 300 104,4= 31,32 Гкал/ч.

Количесво тепла, потребное на нагрев воды в деаэраторе, ∆Q, Гкал/ч:

∆Q= Qд- Qхол= 31,32 - 5,52= 25,8 Гкал/ч.

Расход тепла на деаэратор ∑Q, Гкал/ч:

∑Q= ∆Q + Qвып = 25,8+0,384=26,184 Гкал/ч.

Уточненное значение расхода пара на деаэратор, Dп, т/ч:

,

 т/ч.

5.2 Деаэратор АВАКС

Деаэратор «АВАКС» - вавкуумно-атмостферный кавитационно струйный предназначен для удаления из воды растворенных в ней газов, применяется в системах водопользования теплоэнергетических установок и теплоснабжения.

В этих деаэраторах используется принцип вихревой центробежной интенсификации массообмена. Вода подается в деаэратор, приобретая сильное вращательное движение. При этом действие центробежных сил на периферии выше, чем в середине вихря, из-за чего в центре образуется область пониженного давления, куда Архимедова сила выталкивает из жидкости пузырьки выделяющегося газа. Чем глубже вакуум, тем ниже температура кипения. Обычно вакуумные деаэраторы работают при температуре 60-800 С, оптимальной с точки зрения затрат на поддержания вакуума и температурного режима.

Вакуумно-атмосферные деаэраторы типа АВАКС имеют следующие основные особенности:

1) Деаэрация производится без подвода греющего пара.

2) АВАКС производит деаэрацию воды при t = (60 – 95 ) ºС.

3) Давление деаэрированной воды на выходе из деаэратора превышает атмосферное, несмотря на то, что выпар удаляется эжектором.

4) В традиционных деаэраторах осуществляется только термическая струйная и барботажная деаэрация.

В вакуумно-атмосферных деаэраторах АВАКС кроме термической деаэрации использованы процессы дросселирования, кавитации, турбулентной диффузии, центробежной сепарации, что позволило увеличить скорость деаэрации ориентировочно в 300 раз. Это дало возможность уменьшить объем деаэратора в 250 раз, рабочую массу в 30 раз (масса АВАКС 30-40 кг.).

5) Малые габариты деаэратора обуславливают высокую точность его изготовления и сборки в заводских условиях, обеспечивают возможность полного контроля и управления деаэрацией, гарантируют получение стабильно высоких (О 2 < 20 мкг/дм3 ) результатов деаэрации.

6) Затраты на монтаж деаэратора АВАКС ориентировочно в 100 раз меньше, чем для других вакуумных деаэраторов, так как не требуется монтаж вышки и прокладки внешних коммуникаций.

7) Запуск деаэратора АВАКС и вывод его на рабочий режим осуществляется в течение двух минут.

8) Не требуется регистрация деаэратора АВАКС в органах Госэнергонадзора и Госгортехнадзора.

9) Конструкция вакуумного деаэратора АВАКС настолько совершенна и проста, что его эксплуатация сведена только к его пуску и выключению.

  В комплект поставки деаэрационной установки входит:

1) Деаэратор АВАКС в сборе с ответными фланцами1 шт.

2) Эжектор типа «ЭВ» в сборе с ответными фланцами1 шт.

3) Кран шаровой Ду 25 в комплекте со штуцерами 1 шт.

4) Стекло смотровое Ф 32 мм 1 шт.

5) Шланг соединительный Ф 32 мм  1 комп.

6) Хомут Ф 50 мм4 шт.

5.2.1 Устройство и принцип работы

Принципиальная схема деаэратора «АВАКС» приведена на рисунке 2.

Деаэратор состоит из следующих основных частей: завихрителя 1; корпуса 2; обтекателя 3.

Поток воды, поступающий под давлением в деаэратор, раскручивается завихрителем до определенных скоростей. Раскрученный поток за счет центробежных сил прижимается к стенкам корпуса, образуя вакуумную полость, в которой происходит испарения воды и выделение растворенного газа. Парогазовая смесь (выпар) удаляется из деаэратора с помощью эжектора через газоотводящую трубку. Продеаэрированная вода проходит обтекатель и уходит на слив.

1- центробежный завихритель; 2- корпус; 3- обтекатель

Рисунок 2- Принципиальная схема деаэратора АВАКС

Проектируемая схема деаэрации подпиточной воды представлена на рисунке 3. Вода на деаэрацию поступает с ХВО-3 с температурой 300С. Перед подачей в деаэрационную установку необходим подогрев воды до 600С в теплообменном аппарате. Давление на входе деаэратора должно быть 3,5 кгс/см2. Для поддержания этого давления устанавливаем насос подачи недеаэрированной воды. Выход деаэрированной воды осуществляем трубопроводом Ду 70 и Ду 100 в существующий корпус деаэрационного бака от колонки ДС-300.

Рисунок 3- Проектируемая схема деаэрации

Выпар из трубки деаэратора засасывается потоком рабочей воды в эжекторе типа ЭВ, предлагаемого в поставке от Кинешимского машиностроительного завода. Подача рабочей воды на эжектор осуществляется насосом К100-65-200. Пароводяная смесь попадает в общий коллектор Ду 150 и в охладитель выпара, находящийся на нулевой отметке.

5.2.2 Проектирование схемы

Принимаем к установке шесть деаэраторов трех типов:

Таблица 16 – Выбор деаэраторов

Деаэраторы устанавливаем на металлической площадке, сваренной над баком-аккумулятором. Стойки над баком-аккумулятором свариваем из двух швеллеров №16 при вертикальной нагрузке до 3 тонн, скрепленных перьями вовнутрь. Швеллеры скрепляем пластинами из листа №6(6мм). Сечение стойки-250 мм(расстояние между полочками). Через каждые 0,5 м навариваем накладки из листа №6 размером 220×150мм. Высота стоек 4м, пролет между стойками при уклоне 0,0002 до 8,5м. Деаэраторы устанавливаются на горизонтальном участке трубопровода. В целях обеспечения удобства обслуживания деаэраторов и монтажа эжектора и емкостного оборудования расстояние между горизонтальной осью деаэратора и нулевой отметкой (пола) рекомендуется принять 1,5…2 метра.

Таблица 17– Характеристика насоса К100-65-200.

5.2.3 Расчет теплообменного аппарата

Таблица 18- Исходные данные:

1)  Тепловая мощность подогревателя

, (5.5)

 где G – количество подогреваемой воды

с – теплоёмкость воды, с=4,19 кДж/(кгК),

 - температура воды при выходе из подогревателя,

 - температура воды при входе в подогреватель.

 кДж/ч=7332,5 кДж/с=6,3 Гкал/ч

2)  Часовой расход обогревающего пара, D, кг/ч, находится из уравнения теплового баланса

, (5.6)

где  - теплосодержание (энтальпия) обогревающего пара при выходе из подогревателя,

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6