Технология работы производственной котельной
![Дипломная: Технология работы производственной котельной](https://gugn.ru/work/1354144/cover.png)
Расход осветленной воды на нужды механических фильтров в сутки составит Часовой расход Взрыхляющая промывка механических фильтров требует интенсивного расхода воды i = 15 т/сек мІ, что составляет в час с учетом общего расхода воды цеха х.в.п. 184 т/час пропускная способность подающей сети составит По условиям водоснабжения завода такой расход по водопроводной сети недопустим. Поэтому с целью… Читать ещё >
Технология работы производственной котельной (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Содержание Реферат Введение
1. Технико-экономическое обоснование
2. Расчет тепловой схемы и выбор вспомогательного оборудования
3. Топливоподача
4. Водоподготовка
5. Безопасность и экологичность проекта
6. Экономический расчет
7. Электроснабжение
8. КИП и автоматика Библиографический список
Реферат В проекте рассматривается производственная котельная ЗАО «Металлургический холдинг» завода РММЗ города Ревды. Во второй главе представлено технико-экономическое обоснование данного дипломного проекта. В третьей главе описана тепловая схема котельной, произведен ее расчет и выбрано вспомогательное оборудование. В 4 главе произведен расчет газоснабжения. В 5 главе рассматривается водоподготовка сырой воды. В главе 6 приведены мероприятия по безопасной работе персонала в котельной. Приведен расчет дымовой трубы и сведения о влиянии работы котельной на экологию района. Расчет себестоимости электроэнергии представлен в главе 7. В электрической части (8) произведен выбор электродвигателей к насосам, вентиляторам и дымососам. В девятой главе приведено назначение и описание основных регуляторов и сигнализаций.
Введение
Действующая котельная расположена в средней части территории Ревдинского Метизно-Металлургического Завода (РММЗ, расположенного в черте города Ревды). Рабочая площадка котельной имеет отметку + 4,7 м.
Котельная производственно-отопительная. В котельной установлено два паровых котла ДЕ-25−14ГМ. Тепловая мощность котельной 32 Гкал/ч.
Котельная вырабатывает тепло, идущее на отопление, вентиляцию, горячее водоснабжение и технологические нужды предприятия.
Основным видом топлива в котельной является природный газ, резервным — мазут. Проектом предусмотрено газооборудование котельной, рассчитанное на три котла.
Тепловая сеть закрытая, 2-х трубная. Прокладка сети внутри завода воздушная, за территорией завода надземная.
Источником сырой воды является городской пруд. Для подготовки воды используется метод двухступенчатого Na-катионирования предварительно умягченной воды. На подпитку теплосетей воду берут из городского водопровода. Для подготовки воды используется метод одноступенчатого Na-катионирования.
Несмотря на то, что еще в 1968 году котельная была переведена на газовое топливо, проектировалась она на твердом. В 1974 — 1975 годах была произведена реконструкция котельной, в результате чего был демонтирован котёл ДКВР-10, а на его месте установлен ДЕ-25−14 ГМ. Химводоочистка из помещения центральной котельной была перенесена в другое, отдельно стоящее здание, а на её месте был установлен третий котёл ДЕ-25−14 ГМ.
1. Технико-экономические обоснование Существующее положение.
Производственная площадка метизного производства ЗАО «НСММЗ» имеет следующие теплоэнергетические мощности:
Центральная котельная.
— два паровых котла ДЕ-25−14ГМ производительностью 16 Гкал/час каждый.
2.Внутренние энергоресурсы:
2.1. Мартеновский цех:
— два котла — утилизатора КУ-60-у производительностью 4,5 Гкал/час каждый;
— две установки СИО производительностью 3,2 Гкал/час каждая.
2.2. Прокатный цех:
— две установки СИО производительностью 2,5 Гкал/час каждая.
Максимально возможная суммарная выработка тепла по заводу — 52,2 Гкал/час.
В 2003 году к отопительному сезону были переведены на автономные источники теплоснабжения (миникотельные, ТГГ) следующие объекты предприятия:
Перечень объектов, переведённых на автономное теплоснабжение приведен в таблице 2.1.
Таблица 2.1
Объект | Марка котла, теплогенератора | количество | Общая мощность, Гкал/час | |
Оцинковальный цех | ТГГ-250−01 | 5шт. | 1,980 | |
ШКУ АБК | КВ2у-400 | 3шт. | 0,890 | |
АТП АБК и проходная | КВ2у-150 | 3шт. | 0,439 | |
АТП гаражные боксы | КВ2у-035 | 2шт. | 0,077 | |
АТП производ. помещения | ТГГ-250−01 | 6шт. | 2,374 | |
Тарный цех АБК, столярный уч-к | УКМ-1,0 ВГ (КВ2у-400) | 1шт. (4шт.) | 1,200 | |
Тарный цех таро-ремонтный уч-к | ТГГ-250−01 | 1шт. | 0,396 | |
Заводоуправление, бытовые ЖДЦ | УКМ-0,5ВГ (КВ2у-400) | 1шт. (2шт.) | 0,602 | |
РСЦ АБК | КВ2у-150 | 2шт. | 0,292 | |
РСЦ столярный уч-к | ТГГ-250−01 | 1шт. | 0,396 | |
Клуб | КВ2у-400 | 2шт. | 0,593 | |
Шурупный цехпроизвод. помещения | ТГГ-250−01 | 14шт. | 5,538 | |
Шурупный цех АБК, ЦЗЛ, КНС | УКМ-1,0ВГ (КВ2у-400) | 1шт. (4шт.) | 1,200 | |
Центральная насосная станцияпроизвод. помещения | ТГГ-250−01 | 1шт. | 0,396 | |
Депо АБК | КВ2у-150 | 2шт. | 0,198 | |
Депоэкипировочный пункт | Электрокотельная (ТЕРМ) | 1шт. | 0,039 | |
Депопроизвод. помещения | ТГГ-250−01 | 2шт. | 0,791 | |
БОСпроизвод. помещения | ТГГ-250−01 | 8шт. | 3,164 | |
Итого суммарное теплопотребление объектов автономного теплоснабжения | 20,565 | |||
Остальные объекты ЗАО «НСММЗ» остаются абонентами централизованного теплоснабжения.
В связи с расширением теплоэнергетическое хозяйство предприятия претерпевает следующие изменения:
1. Строительство новых производственных объектов — ввод новых теп-ловых нагрузок. В таблице 2.2 приведён перечень абонентов, привязанных к центральной котельной, новых производственных объектов и их нагрузок.
Таблица 2.2
Перечень абонентов ЦК | Нагрузка, Гкал/час | Технологическая нагрузка (пар), Гкал/час | Суммарная нагрузка по объекту, Гкал/час | |
Существующие производственные объекты: | ||||
Оцинковальный цех | 1,011 | 0,087 | 1,098 | |
Сталепроволочный цех | 11,129 | 4,914 | 16,043 | |
Гвоздильный цех | 3,809 | 3,809 | ||
Мазутное хоз-во | 0,010 | 0,300+4,500(слив) | 0,310+4,500(слив) | |
Энергоцех | 0,34 | 0,700 | 1,04 | |
Компрессорная | 0,137 | 0,137 | ||
Участок БОС | 0,694 | |||
Прачечная | 0,476 | |||
Главная распределительная станция | 0,014 | 0,014 | ||
Насосная серной кислоты | 0,008 | |||
Насосная соляной кислоты | 0,009 | 0,009 | ||
Здравпункт | 0,013 | 0,013 | ||
Пожарное депо | 0,074 | 0,074 | ||
ЦРМО | 0,040 | 0,040 | ||
Центральный склад | 0,148 | 0,148 | ||
Экомет | 0,383 | 0,383 | ||
Пристрой шурупного цеха | 2,256 | 0,700 | 2,256 | |
Существующий прокатный цех | 3,400 | 3,600 | ||
Новые производ-ственные объекты: | ||||
Кисолородная станция | 1,000 | 1,000 | ||
Насосная с градирней | 0,050 | 0,050 | ||
ЭСПЦ-2 (полное развитие) | 2,920 | 2,920 | ||
Бытовой корпус для ЭСПЦ-1 и для ЭСПЦ-2 | 2,900 | 2,900 | ||
Новый прокатный цех | 2,000 | 2,000 | ||
Итого | 31,673 | 7,879+4,5(слив мазута) | 39,552+4,5(слив мазута) | |
2. Ликвидация мартеновского и прокатного цехов ведёт к закрытию тепловых мощностей:
2.1. Мартеновский цех.
— два котла — утилизатора КУ-60-у общей производительностью 9 Гкал/час;
— две установки СИО общей производительностью 6,4 Гкал/час.
2.2. Прокатный цех.
— две установки СИО общей производительностью 5 Гкал/час.
Суммарная производительность 20,4 Гкал/час.
В результате максимально возможная выработка тепла центральной котельной после ликвидации мартеновского и прокатного цехов будет
52,2 — 20,4 = 31,8 Гкал/час.
Баланс выработки и отпуска тепловой энергии центральной котельной приведен в таблице 2.3:
Таблица 2.3
Произ-во тепловой энергии, Гкал/час | Расход пара на технол. нужды, Гкал/час | Расход тепла на отопление объектов ЦК, новых производственных объектов | Расход пара сторонним организациям, Гкал/час | Суммарный расход, Гкал/час | Баланс, Гкал/час | |
31,800 | 7,879+4,5(слив мазута) | 31,673 | 0,390 | 39,942+4,5(слив мазута) | — 8,142 | |
Таким образом, на предприятии складывается отрицательный баланс тепловой энергии (с дефицитом тепловой энергии -8,142Гкал/час).
Существуют два пути дальнейшего развития теплоэнергетического хозяйства предприятия:
Централизованное теплоснабжение объектов.
Автономное теплоснабжение объектов.
Вариант 1. Развитие централизованного теплоснабжения объектов.
Предлагается установить 1 дополнительный котел ДЕ-25−14 ГМ с производительностью 16 Гкал/час.
Баланс выработки и отпуска тепловой энергии приведен в таблице 2.4:
Таблица 2.4
Теплопроизводительные мощности | Суммарные теплопроизводительные мощности, Гкал/час | Суммарный расход, Гкал/час | Баланс | ||
наименование | нагрузка, Гкал/час | 39,942 | 8,058 | ||
ДЕ-25−14ГМ | |||||
ДЕ-25−14ГМ | |||||
ДЕ-25−14ГМ | |||||
Таким образом, расчёт показывает, что при установке дополнительного котла ДЕ-25−14 ГМ создаётся положительный баланс тепловой энергии (с резервом по теплу 8,058Гкал/час); предприятие может обеспечить необходимыми энергоресурсами своих абонентов.
Технико-экономические показатели данного варианта:
1.Необходимые капитальные вложения.
Установка котла в центральной котельной согласно сметам 4−66 495ТХ-СМ Уралгипромез 14.05.2003 г. составит 10 396 тыс. руб.:
— стоимость проектно наладочных работ — 350 тыс. руб.;
— стоимость котла ДЕ-25−14 ГМ заводской комплектации — 3580 тыс. руб.;
— монтаж котла ДЕ-25−14 ГМ — 6466 тыс. руб.
2. Строительная стоимость 1Гкал.
Тепловая мощность котла ДЕ-25−14 ГМ составляет 16Гкал/час, тогда строительная стоимость 1Гкал
3. Затраты электроэнергии на выработку 1Гкал.
Для работы котла ДЕ-25−14 ГМ необходимы следующие тягодутьевые устройства (Таблица 2.5):
Таблица 2.5
Назначение | Количество, шт. | Технические характеристики | Мощность эл./двигателя, кВт | ||
Производительность, м3/час | Напор, кгс/м2 | ||||
Дымососы | 47,2 | ||||
Вентиляторы | 42,5 | ||||
Питательные насосы | |||||
Подпиточные насосы | |||||
Итого суммарная потребляемая мощность, кВт | 137,7 | ||||
Тепловая мощность котла ДЕ-25−14 ГМ 16 Гкал/час, тогда затраты электроэнергии на выработку 1Гкал
4. Себестоимость 1Гкал.
С = 187,11 руб./Гкал (расчёт приведён в приложении № 1)
Вариант 2. Развитие автономного теплоснабжения.
В Таблице 2.6 приведён один из предполагаемых вариантов перевода объектов централизованного теплоснабжения и вновь строящихся объектов на автономное теплоснабжение.
Таблица 2.6
Объекты предприятия | Марка котла, теплогенератора | Количество | Общая мощность, Гкал/час | Стоимость | |
Гвоздильный цех | ТКУ-0,15 (КСТ-50−7) ТГГ-250−01 | 1шт. (3шт.) 9шт. | 3,896 | 4400 тыс. руб. | |
Здание «ИнТехРемонт» (настоящий прокатный цех) | ТКУ-0,25 (КВ-Г-0,25−95) ТГГ-250−01 | 1шт. (3шт.) 7шт. | 3,414 | 4130 тыс. руб. | |
Компрессорная | ГПВ-140 газовая колонка (для гвс) | 1шт. 1шт. | 0,120 | 626 тыс. руб. | |
Пожарное депо | КВ2у-035 | 3шт. | 0,090 | 802 тыс. руб. | |
Экомет | ТГГ-250−01 | 1шт. | 0,396 | 602 тыс. руб. | |
Оцинковальный цех (производственные помещения) | УКМ-1,0ВГ (КВ2у-400) | 1шт. (4шт.) | 1,200 | 3000 тыс. руб. | |
Оцинковальный цех (бытовки) | КВ2у-150 | 3шт. | 0,439 | 1500 тыс. руб. | |
Центральный склад | ТКУ-0,25 (КВ-Г-0,25) | 1шт. | 0,215 | 740 тыс. руб. | |
Сталепроволочный цех | Миникотельная (с водогрейными котлами SK 725) ТГГ-250−01 | 1шт. (3шт.) 24шт. | 12,904 | 11 000 тыс. руб. | |
ЭСПЦ-2 (полное развитие) | Миникотельная (с водогрейными котлами SK 725) | 1шт. (3шт.) | 3,4 | 8977,2 тыс. руб. | |
Бытовой корпус ЭСПЦ-1 и для ЭСПЦ-2 | Миникотельная (с водогрейными котлами SK 725) | 1шт. (3шт.) | 3,4 | 8977,2 тыс. руб. | |
Новый прокатный цех | Миникотельная (с водогрейными котлами SK 725) | 1шт. (2шт.) | 2,064 | 7000 тыс. руб. | |
Итого суммарная стоимость на установку автономного теплоснабжения | 51 754,4тыс.руб | ||||
Технико-экономические показатели данного варианта:
1. Необходимые капитальные вложения.
51 754,4 тыс. руб.
2. Строительная стоимость 1Гкал.
Суммарное тепловое потребление объектов, переведённых на автономное теплоснабжение 31,538Гкал/час.,
тогда строительная стоимость 1Гкал
3. Затраты электроэнергии на выработку 1Гкал.
На автономных котельных — 12,9кВт, При передачи тепла от теплогенератора — 36кВт.
4. Себестоимость 1Гкал.
С = 346,20 руб./Гкал (расчёт приведён в приложении № 2)
Сравнительные показатели централизованного и автономного теплоснабжения объектов предприятия приведены в таблице 2.7.
Таблица 2.7
Централизованное теплоснабжение | Автономное теплоснабжение | |
Необходимые капитальные вложения | ||
10 396 тыс. руб. | 51 754,4 тыс. руб. | |
Строительная стоимость 1Гкал | ||
649,75 тыс. руб. | 1641,017 тыс. руб. | |
Затраты электроэнергии на выработку 1Гкал | ||
8,6кВт | Котельные — 12,9кВт Теплогенераторы — 36кВт | |
Себестоимость 1Гкал | ||
187,11 руб. | 353,808 руб. | |
Приложение № 1.
Расчет нормируемых теплопотерь тепловыми сетями.(таблица 2.8)
Исходные данные для расчёта потерь трубопроводами системы отопления Число часов в рассматриваемом периоде 5496
Ср. температура теплоносителя в тр./пр. прямой сетевой воды 79
Ср. температура теплоносителя в тр./пр. обратной сетевой воды 50
Исходные данные для расчёта потерь трубопроводами системы ГВС Число часов в рассматриваемом периоде 3192
Ср. температура теплоносителя в тр. /пр. ГВС 65
Ср. температура теплоносителя в циркуляционном тр./пр. 50
Таблица 2.8
Усл. диаметр тр./пр., мм | Длина тр./пр., м | Удельные теплопотери на прямом тр./пр., Вт/м | Удельные теплопотери на обратном тр./пр., Вт/м | Общие теплопотери, кВт | |
68,4 | 43,44 | ||||
62,4 | 6,23 | ||||
43,1 | 33,33 | ||||
35,4 | 22,57 | ||||
28,3 | 7,.4 | ||||
25,7 | 9,4 | ||||
Итого общие годовые теплопотери трубопроводами отопления 672,15 МВт/год (578,05Гкал/год) | |||||
Часовые теплопотери трубопроводами отопления 0,122 МВт/час (0,105Гкал/час) | |||||
59,2 | |||||
36,9 | |||||
23,8 | |||||
21,5 | |||||
Итого общие годовые теплопотери трубопроводами ГВС 357МВт/год (307Гкал/год) | |||||
Часовые теплопотери трубопроводами ГВС 0,112кВт/час (0,096Гкал/час) | |||||
Приложение № 2
Распределение затрат по переделу (таблица 2.9):
миникотельная.
Расчётные данные:
— Qрн=7900 ккал/м3;
— B=16 500 м3;
— ¦З=93%;
работа круглосуточная, в работе два котла.
Месячная выработка тепла
Таблица 2.9
Наименование статьи затрат | Ед. изм. | Кол-во единиц на 1Гкал | Цена за единицу, руб. | Стоимость единицы, руб. | Кол-во единиц на выработанное число Гкал | Стоимость выработанных Гкал | |
Топливо | |||||||
газ | тыс. м3 | 0,1361 | 1011,39 | 137,6502 | 16,5 | 16 687,9350 | |
Энергетич. затраты | |||||||
электроэнергия | кВт | 12,9 | 0,9390 | 12,1131 | 1563,8154 | 1468,4227 | |
питьевая вода | м3 | 5,2546 | 3,82 | 20,0726 | 2433,3400 | ||
итого: | 3901,7627 | ||||||
З/плата осн. рабочих | руб. | 16,7401 | 2029,3354 | ||||
начисления на з/плату | руб. | 6,3110 | 765,0573 | ||||
итого: | руб. | 23,0511 | 2794,3927 | ||||
Цеховые расходы: | |||||||
амортизация | руб. | 67,3324 | 8162,4400 | ||||
текущий ремонт | руб. | 13,4665 | 1632,4900 | ||||
аренда транспорта | руб. | 1,6498 | 200,0000 | ||||
топливо (бензин) | т | 0,69 | 10 900,00 | 7,52 | 0,084 | 911,7407 | |
сервисное обслужива; ние оборудования котельной | руб. | 8600,0000 | |||||
итого: | 19 506,6707 | ||||||
итого по переделу: | 42 890,7611 | ||||||
Себестоимость 1 Гкал, выработанной миникотельной
3. Описание тепловой схемы.
В качестве теплоносителей в котельной приняты:
Вода с расчетной температурой в прямой магистрали 150 єC
в обратной магистрали 70 єC;
2. Насыщенный пар на технологические нужды с давлением 1,4 МПа и температурой 194 єC;
Центральная котельная Ревдинского Метизно-Металлургического завода питается от двух независимых источников воды. Исходная (сырая) вода из городского пруда с расходом 98,6 т/ч поступает на подогреватель сырой воды, подогревается до температуры 25єC. Затем подогретая вода поступает в водоподготовительную установку ВПУ, где очищается, проходя через механические фильтры, умягчается по методу двухступенчатого Na-катионирования и поступает на теплообменник непрерывной продувки, где охлаждает продувочную воду из котла до температуры 40єC. Далее продувочная вода поступает в продувочный колодец. После теплообменника непрерывной продувки ХОВ с температурой 35єC поступает в охладитель выпара, где подогревается до температуры 41єC и далее поступает в верхнюю часть питательного деаэратора. Выпар из деаэратора идет в охладитель выпара, охлаждается и поступает в продувочный колодец.
Из деаэратора питательная вода с температурой 104єC поступает в охладитель деаэрированной воды. В охладителе деаэрированной воды питательная вода с температурой 104єC охлаждается до температуры 70єC, нагревая ХОВ до температуры 59єC. После охладителя деаэрированной воды охлажденная питательная вода подается питательными насосами в котлы ДЕ-25−14ГМ. На выходе из котлов получаем пар с параметрами: Р=1,4 МПа, tS=198єC. Пар от котлов поступает в паровой коллектор, а от туда распределяется по абонентам. Часть пара с расходом 21,6 т/ч идет на технологические нужды, часть, проходя через редукционную установку, идет на деаэраторы и сетевые подогреватели, часть пара (2 т/ч) идет к потребителю.
Для подпитки теплосети используется вода из городского водопровода.
Вода предварительно нагревается в теплообменнике, затем по методу одноступенчатого Na-катионирования умягчается и поступает подпиточные деаэраторы, предварительно нагреваясь в водоводяных подогревателях. Деаэрированная подпиточная вода с температурой 104єC охлаждается в пароводяных подогревателях до температуры 70єC, нагревая ХОВ до температуры 59єC. Затем вода подается насосами в баки аккумуляторы, а оттуда на всас подпиточных насосов.
3. Расчет тепловой схемы и выбор вспомогательного оборудования
1.Определим температуру на входе в подогреватель сырой воды:
G с.в.- расход сырой воды (G с.в.=98,6 т/ч);
t с.в.- температура сырой воды;
t" - температура подогретой воды (t" =25єС);
i'- энтальпия конденсата (Р=1,4 МПа, t=198єС)
i'=830,1 кДж/кг;
i" - энтальпия пара (Р=1,4 МПа, t=198єС)
i" =2788,4 кДж/кг.
Dрасход пара на подогреватель сырой воды (D=3,95 т/ч);
зКПД теплообменного аппарата;
С-теплоемкость воды (С=4,19 кДж/кг),
2. Определим расход ХОВ на теплообменник непрерывной продувки:
Dвып — расход пара на выпар (Dвып=0,2 т/ч);
i' - энтальпия конденсата (i'=435,95 кДж/кг);
i" - энтальпия пара (i" =2661,92 кДж/кг);
t'2 — температура ХОВ после подогревателя непрерывной продувки;
t" 2 — температура ХОВ после охладителя выпара (t" 2=41єC).
3.Определим температуру воды продувочной воды:
Gпр — расход воды на продувку (Gпр=2,62 т/ч);
Gвпу — расход воды из ВПУ (Gвпу=18,07 т/ч);
t'1 — температура продувочной воды;
t" 1 — температура охлажденной продувочной воды;
t'2 — температура ХОВ после ВПУ (t'2=25єC);
t" 2 — температура ХОВ после теплообменника (t" 2=35єC),
4. Расход пара на питательный деаэратор:
Gпиьрасход питательной воды (Gпит=103,2 т/ч);
Dвып — расход пара на выпар;
Gтех — расход воды на технические нужды котельной (Gтех=10,8 т/ч);
Dпрод — расход пара после сепаратора непрерывной продувки (Dпрод=0,58 т/ч);
Gвпу — расход ХОВ после ВПУ;
Gб — расход воды после охладителя конденсата (Gб=61 т/ч);
Gконд — расход конденсата из подогревателя исходной воды (Gконд=3,95 т/ч);
Gхов — расход ХОВ (Gхов=4,8 т/ч).
5. Определим расход питательной воды после деаэратора ГВС:
Gвпу — расход ХОВ после ВПУ на охладитель деаэрированной воды (Gвпу=80,71 т/ч);
t'1 — температура конденсата (t'1=70єC);
t" 1 — температура питательной воды (t" 1=104єC);
t'2 — температура ХОВ после ВПУ;
t" 2 -температура ХОВ после охладителя деаэрированной воды (t" 2=59єC).
6. Определим расход ХОВ на охладитель деаэрированной воды:
Dхов — расход пара на подогреватель ХОВ (Dхов=4,8 т/ч);
t'2 — температура ХОВ воды после охладителя деаэрированной воды;
t" 2 — температура воды после подогревателя ХОВ (t" 2=89єC);
i' - энтальпия конденсата;
i" -энтальпия пара.
7. Определим расход пара на охладитель выпара перед деаэратором ГВС:
Gвпу — расход ХОВ после ВПУ;
С — теплоемкость воды;
з — КПД теплообменника;
i' - энтальпия конденсата (i'=435,95 кДж/кг);
i" -энтальпия пара (i" =2661,92 кДж/кг);
t'2 — температура ХОВ;
t" 2 — температура ХОВ после охладителя выпара (t" 2=90єC).
8. Определим расход пара на деаэратор ГВС:
Gд — расход питательной воды;
Dвып — расход пара на выпар;
Gвпу — расход ХОВ.
9. Определим расход сетевой воды :
Gб — расход конденсата после подогревателя сетевой воды;
t'1- температура конденсата после охладителя конденсата (t'1=80єC);
t" 1 — температура конденсата после подогревателя сетевой воды;
t'2 — температура обратной воды (t'2=70єC);
t" 2 — температура обратной воды после охладителя конденсата.
4 Топливоподача В настоящем разделе рассматривается вопрос топливоснабжения центральной паровой котельной «РММЗ».
По проекту устанавливается третий котел типа ДЕ 25−14 ГМ. Основное топливо — газ, резервное — мазут.
Газ берется из газопровода Ингрим-Серов. По газопроводу заводской сети газ подается к газорегуляторной установке (ГРУ). Выходное давление газа 3 кгс/см2. Расход газа на котел ДЕ 25−14 ГМ составляет 1900 нм3/ч (по данным Бийского котельного завода). На котле ДЕ 25−14 ГМ устанавливается одна горелка типа ГМП-16. Требуемое давление перед горелкой 0,25 кгс/см2.
Основное назначение ГРУ — снижение давления газа до заданного и поддержания его в контрольной точке постоянным (в заданных пределах) не зависимо от изменения входного давления и расхода газа. Кроме того в ГРУ осуществляется: очистка газа от механических примесей, контроль входного и выходного давлений, измерение расхода газа. ГРУ должно обеспечивать полное прекращение подачи газа к котлам в случае выхода за допустимые параметры выходного давления газа. ГРУ центральной котельной РММЗ расположено в здании котельной.
Оборудование ГРУ:
регулятор давления универсальный системы Казанцева;
механический фильтр;
предохранительный сбросной клапан;
средства измерения;
импульсные трубки;
сбросные и продувочные трубопроводы;
запорная арматура (задвижки, вентиля);
обводная линия (байпас).
Вентиляция в месте установки ГРУ должна обеспечивать не менее 3-х кратного воздухообмена в течение часа. Освещение ГРУ выполнено во взрывобезопасном исполнении. В зимнее время в месте установки ГРУ необходимо поддерживать температуру воздуха не ниже + 5 єC.
Учет расхода газа производится с помощью диафрагмы и самопишущих дифманометров. Перед диафрагмой устанавливается технический термометр для замера температуры газа в газопроводе.
Аэродинамический расчет газопровода от котла ДЕ-25−14ГМ до регулятора давления.
Для расчета газопровода центральной паровой котельной выбираем наиболее удаленный от ГРУ котел № 3, к горелке которого подводится газ.
Проведем пересчет газа от нормальных условий (Pн = 760 мм.рт.ст.; Т = 0 оС или 273 оК;) к рабочим условиям (Р = 1,25 ата, Т = 20 оС или 293 о К).
V20 = 2,782, м3/час
= 0,359, кг/м3;
V20 — расход газа при данном давлении, м3/час;
Vн — расход газа в нм3/час;
Т — абсолютная температура газа в о К;
Р — давление газа в мм.рт.ст.
V20 = 2,782 = 1630 м3/час;
= 0,359 = 0,87 кг/м3
Для проведения аэродинамического расчета газопровода необходимо определить полную потерю давления в газопроводе, состоящую из потерь на трение и потерь в местных сопротивлениях.
Робщ = Р тр + Рмест, кгс/м2;
Потеря давления на трение определяется по формуле:
Р тр =, кгс/м2;
— безразмерный коэффициент;
D — диаметр газопровода, м;
l — длина газопровода, м;
W — скорость газового потока, м/сек;
g — 9,81 м/сек — ускорение свободного падения;
— плотность газа, (0,87 кг/м3)
При турбулентном характере газового потока:
;
Re — критерий Рейнольдса:
= ;
— кинематическая вязкость газа м2/сек (из справочника = 14);
Потеря давления в местных сопротивлениях определяется по формуле:
Рмест =, кгс/м2
где безразмерный коэффициент местного сопротивления;
W — скорость газового потока;
плотность газа, (0,87 кгс/м3)
Для проведения расчета трассу от ГРУ до котла ДЕ-25−14ГМ № 3
разбиваем на участки .
Участок № 1
От горелки ГМП-16 котла ДЕ-25−14ГМ № 3 до общего газопровода.
Диаметр газопровода D = 1594,5.
Длина газопровода — 18 м.
Скорость газа на участке № 1
м/сек;
Площадь газопровода м/сек;
(Скорость газа в трубопроводах обычно принимается 25−40 м/сек).
Потери в газопроводе:
Р1 = Р тр1 + Рмест1 + Рдиаф Потери на трение:
кгс/м2;
;
;
;
коэффициент :
=
Р тр1 =, кгс/м2
Потери давления в местных сопротивлениях
кгс/м2
Сумма коэффициентов местного сопротивления для участка № 1 будет равна:
.
пер= 0,1 — коэффициент местного сопротивления перехода;
кр = 2 — коэффициент местного сопротивления крана;
кол = 0,5 — коэффициент местного сопротивления крутозагнутого колена;
зас = 3,9 — коэффициент местного сопротивления заслонки.
Принимаем угол открытия ;
кл = 5 — коэффициент местного сопротивления клапана ПКН-200;
зад = 0,25 — коэффициент местного сопротивление задвижки;
тр = 1,1 — коэффициент местного сопротивления тройника;
кгс/м2;
Сопротивление измерительной диафрагмы диаметром 150 мм (по данным КИП) равно 250 мм.вод.ст.
Общая потеря на участке № 1:
Робщ1 = Ртр + Рмест + Рдиаф = 50 + 590 + 250 = 890 кгс/м2;
Т.о. расчетное давление в основном газопроводе перед отводом на котел ДЕ-25−14ГМ № 3 должно быть не ниже:
Ргаз = Ргор + Робщ1 = 2500 + 890 = 3390, кгс/м2 или Ргаз = 1,34 ата;
Произведем пересчет характеристик газа при данном давлении:
V2 = 2,782 = 1521 м3/час;
= 0,359 = 0,936 кг/м3;
Участок № 2
Участок от отвода на котел № 3 до отвода на котел № 2. Участок прямой. Диаметр газопровода D2 = 2737. Длина газопровода L2 = 8 м. Расход газа через газопровод на участке № 2 1521 мі/час.
Скорость газа в газопроводе:
м/сек;
Площадь газопровода:
;
м/сек;
Потеря давления:
Р2 = Р тр2 ;
Потерь на местные сопротивления нет. Потери на трение:
кгс/м2;
;
;
;
коэффициент :
=;
кгс/м2;
Давление изменилось незначительно, дальнейший расчет ведем при тех же параметрах газа.
Участок № 3
Участок от отвода на котел № 2 до отвода на котел № 1. Участок прямой. Диаметр газопровода D2 = 2737. Длина газопровода L2 = 8 м. Расход газа через газопровод на участке № 2 3042 мі/час.
Скорость газа в газопроводе:
м/сек;
Площадь газопровода:
;
м/сек;
Потеря давления:
Р3 = Р тр3 + Рмест3;
Потери на трение:
кгс/м2;
;
;
;
коэффициент :
=;
Р тр3 =, кгс/м2;
кгс/м2;
отв = 0,28 — отвод на котел ДЕ-25−14ГМ № 2;
кгс/м2;
Робщ3 = 5,2 + 3,5 = 8,7 кгс/м2 9 кгс/м2;
Давление изменилось незначительно. Дальнейший расчет ведем при тех же параметрах газа.
Участок № 4
Участок от отвода на котел ДЕ-25−14ГМ № 1 до ГРУ. Диаметр газопровода D4 = 2737. Длина участка № 4 l4 = 33 м.
Расход газа на участке:
V4 = 31 521 = 4563 м3/час;
Скорость газа в газопроводе:
м/сек;
Площадь газопровода:
;
= 19 м/сек;
Потеря давления:
Р4 = Р тр4 + Рмест4;
Потери на трение:
кгс/м2;
;
;
;
коэффициент :
=;
Р тр4 =, кгс/м2;
кгс/м2;
Сумма коэффициентов местного сопротивления для участка № 4 будет равна:
;
отв = 0,28 — отвод на котел ДЕ-25−14ГМ № 1;
кол = 0,5 — коэффициент местного сопротивления крутозагнутого колена;
пер= 0,1 — коэффициент местного сопротивления перехода;
зад = 0,25 — коэффициент местного сопротивление задвижки;
;
кгс/м2;
Сопротивление измерительной диафрагмы диаметром 150 мм (по данным КИП) равно 250 мм.вод.ст.
Общая потеря на участке № 4:
Робщ4 = Ртр4 + Рмест4 + Рдиаф = 28,5 + 68,9 + 250 = 347,4 кгс/м2;
Потеря давления по всей трассе проектируемого газопровода составит:
Рсумм = Ргаз + Робщ2 + Робщ3 + Робщ4;
Рсумм = 3390 + 1,5 + 9 + 347,4 = 3747,9 кгс/м2.
Таким образом, на выходе из ГРУ давление газа должно быть равным: Р = 1,3931 ата.
Принимаем давление за регулятором 1,4 ата. Рабочее давление для горелки уточняется при наладке котла в эксплуатационном режиме.
5 Водоподготовка В данном разделе необходимо проверить обеспечит ли существующая ВПУ расширенную котельную химочищенной водой в необходимом количестве с требуемым качеством:
Для этого произведем следующие расчеты:
Выбор схемы ВПУ;
Выбор марки и количества деаэраторов;
Выбор марки и количества фильтров;
Расчет процесса регенерации.
Основной задачей водоподготовки является борьба с коррозией и накипью.
Коррозия поверхностей нагрева котлов, подогревателей и трубопроводов тепловых сетей вызывается кислородом и углекислотой, которые проникают в систему с питательной водой.
При нагреве и испарении воды из нее выпадают различные растворенные соли, часть из которых осаждаются на поверхностях нагрева в виде плотного слоя с низкой теплопроизводительностью — накипи, что приводит к снижению КПД устройств и агрегатов.
Деаэрация воды основана на повышении её температуры до кипения, при котором происходит выделение газов из воды.
Химводоподготовка предназначена для обеспечения питательной водой паровых котлов ДЕ-25−14ГМ, систем испарительного охлаждения (СИО) мартеновского и прокатного цехов, котлов-утилизаторов мартеновского цеха.
По данным завода и проведенным расчетам потребность в питательной воде составит:
где Gкот = 75 т/час — производительность котельной;
Gсм = 12 т/час — производительность СИО мартена;
Gсп = 10 т/час — производительность СИО прокатного цеха;
Gку = 15 т/час — производительность КУ;
Gгв = 30 т/час — расход воды на горячее водоснабжение;
Gпод = 5 т/час — среднечасовая подпитка сети.
k1 и k 2 = 1,08 и 1,05 соответственно коэффициенты продувки и потери в сетях;
Таким образом:
из них расход воды:
а) на блок № 1 ~ 30 м3/час б) на блок № 2 — 170−30=140 м3/час Описание схемы питательной установки Схема питательной установки состоит из двух блоков:
блок № 1 для покрытия нужд горячего водоснабжения:
блок № 2 для покрытия нужд паропроизводящих установок завода и подпитки тепловых сетей .
ХОВ по двум раздельным трубопроводам подается к блокам № 1 и № 2.
В состав блока № 1 входят:
Деаэратор (в комплектной поставке) производительностью 50 т/час.
Пароводяные теплообменники.
Баки аккумуляторы горячей воды.
Насосы горячей воды.
Редуционная установка производительностью Q = 16 т/час.
Насосы горячего водоснабжения.
В состав блока № 2 входят:
Два деаэратора ДА-100, производительностью по 100 т/час.
Питательные насосы котлов ДЕ-25−14ГМ, котлов утилизаторов и систем испарительного охлаждения.
Пароводяные теплообменники.
Редуционная установка, общая с блоком № 1.
Установка сбора конденсата.
Баланс тепла деаэратора блока № 2.
1. Пар от редуционной установуи. Dр = х1
Теплосодержание редуцированного пара i? р = 666 ккал/кг
2. Пар из сепаратора непрерывной продувки. Dс.н.п. = 0.77 м3/час Теплосодержание пара сепаратора (при Р=3ата) iс.н.п = 651 ккал/кг
3. Конденсат от подогревателя сырой воды. Dк=8.0 м3/час Теплосодержание = 80 ккал/кг iк = 80 ккал/кг Химочищенная вода. конденсата а) теплосодержание х.в.о. без установки пароDх. о = х2
водяных теплообменников за деаэратором iх. о = 40 ккал/кг б) с установкой пароводяных теплообменников iх. о = 80 ккал/кг Составляем уравнение теплового баланса где: с учетом расхода на горячее водоснабжение расход питательной воды на блок № 2 будет
;
Необходимое количество х.в.о. поступающей в деаэратор и количество редуцированного пара идущего на деаэрацию определяется решением этих двух уравнений. В расчете рассмотрим 2 варианта:
а) Вариант с установкой теплообменников.
б) Вариант без установки теплообменников.
Подставляя данные и решая уравнения теплового баланса имеем:
а) вариант с установкой теплообменников
принимаем 126 т/ч б) вариант без установки теплообменников.
берем 118 м3/час Для дальнейшего расчета оборудования х.в.о. принимаем вариант с установкой пароводяных теплообменников.
Таким образом принимаем, что для питания блока № 2 потребуется 126 т/ч х.в.о.
С учетом расхода х.в.о. на блок № 1 общий расход х.в.о. составит С учетом собственных нужд цеха х.в.о. принятых 20% от общей производительности потребность в осветленной воде составит Запроектированная схема по принципу работы не имеет изменения. Однако ввиду увеличения производительности х.в.о. добавляется количество устанавливаемых механических и Na-катионитных фильтров и проводятся необходимые расчеты для выбора вспомогательного оборудования.
Исходные данные для выбора оборудования химводоподготовки.
Расчетная производительность х.в.о. по осветленной воде составляет:
Анализ воды Ревдинского пруда (по данным лаборатории завода):
жесткость общая (в течении года) от 1,5−2,3 (мг-экв)/л;
щелочность — 0,82 мг/л;
жесткость карбонатная — 1,5 (мг-экв)/л;
жесткость некарбонатная — 0,8 (мг-экв)/л;
сухой остаток в течении года — 80−150 мг/л.
Норма качества питательной воды для паровых котлов при докотловой обработке согласно указаниям «Правил котлонадзора»:
жесткость воды общая — 0,2 (мг-экв)/л;
— содержание кислорода — 0.03 (мг-экв)/л;
содержание железа — 0,2 мг/л;
содержание масла — 3 мг/л.
значение pH: 8,5−10,5
Расчет основного оборудования установки химводоподготовки.
Фильтры осветлительные.
Основные расчетные показатели.
Расчетная скорость фильтрования (при осветлении воды без отстойников):
а) нормальный режим 5 м/час б) форсированный режим 7 м/час
2. Длительность работы фильтра от промывки до промывки (при указанных скоростях) а) 9 часов б) 18 часов
3. Расчетное сопротивление фильтра перед промывкой — 10 мм вод. ст.
4. Расчетная интенсивность промывки (снизу вверх) — 15 л/сек мІ
5. Длительность промывки фильтра водой — 6 мин
6. Расход осветленной воды на 1 промывку — 5,4 мі/м І .
7. Расчетный удельный расход осветленной воды на собственные нужды осветлительных фильтров, % от количества фильтрата.
8. Продувка сжатым воздухом (перед промывкой) а) напор воздуха — 1 кг/смІ;
б) интенсивность продувки 20 л/сек мІ;
в) длительность продувки 6 мин.;
г) расход воздуха — 3,6 мі/м І
Общая площадь фильтрования где производительность х.в.п. с учетом собственных нужд скорость фильтрования.
Для установки выбираем фильтр типа 2,6−6.
Техническая характеристика выбранного осветлительного фильтра.
Тип 2,6−6
Диаметр — 2,6 м Давление — рабочее 6 кг/смІ, пробное 9 кг/ м2
Площадь фильтрования — 5,3 мІ
Высота фильтрующего слоя — 1 м Объем фильтрующей загрузки — 7,86 мі
Вес фильтрующей загрузки 10,28 т Вес конструкции фильтра — 3,755 т Вес арматуры — 0,375 т Нагрузочный вес фильтра — 28 т Удельное давление на фундамент — 6,8 кг/смІ
12. Оптовая цеха 40 руб.
13. Изготовитель — Таганрогский завод «Красный котельщик»
Расчетное количество рабочих фильтров
принимаем 6 фильтров общая площадь фильтрования
площадь фильтрования 1 фильтра Режим работы осветительного фильтра.
В расчете рассматриваем 2 режима работы фильтров:
а) нормальный предусматривающий работу фильтров при периодическом одного фильтра на ремонт;
б) форсированный — при ремонте одного фильтра и при отключении другого фильтра на промывку.
а) нормальный режим где q — среднечасовой расход воды на собственные нужды мі/час
принимаем 15 мі/час где d — расход воды на одну промывку при взрыхляющей промывке взрыхленной водой, мі
(5,4 показатели фильтра)
n = 6 число рабочих фильтров принятых к установке (седьмой резервный)
r = 2 число промывок фильтра в сутки (принято по технической характеристике фильтра) б) форсированный режим где 2 — число отключенных фильтров (один в ремонте, один в промывке).
Ввиду того, что расчет произведен на зимний период при максимальной производительности х.в.о. рабочие скорости фильтров при среднем режиме работы будут меньше.
На основании расчета к установке принимаем 8 фильтров, из них;
а) 6 фильтров ш 2,6 м рабочих б) 1 — резервный в) один существующий фильтр ш 2,5 м использовать как перегрузочный.
Расход осветленной воды на нужды механических фильтров в сутки составит Часовой расход Взрыхляющая промывка механических фильтров требует интенсивного расхода воды i = 15 т/сек мІ, что составляет в час с учетом общего расхода воды цеха х.в.п. 184 т/час пропускная способность подающей сети составит По условиям водоснабжения завода такой расход по водопроводной сети недопустим. Поэтому с целью уменьшения одновременного расхода осветленной воды из трубопровода проектом предусматривается установка промывочных баков.
Баки устанавливаются на корпусе здания х.в.о. в помещении деаэраторов на отметке 12 м.
Емкость баков для промывки определяется по формуле:
где, а = 2 коэффициент запаса емкости.
К установке принимаем 2 бака, емкостью по 30 мі
Na — катионирование воды.
Проектом оставлено ранее принятое решение двухступенчатой обработки воды.
Исходными данными для расчета Na-катионитных фильтров являются:
а) их производительность б) общая жесткость воды в) остаточная жесткость фильтрата (после Naкатионирования).
Исходная жесткость обрабатываемой воды из Ревдинского пруда составляет 1,5−2,3 мг-экв/л.
В фильтрах I ступени производится умягчение воды до остаточной жесткости 0,1 мг-экв/л. После этого обрабатываемая вода поступает на Na-катионитные фильтры II ступени.
Согласно рабочего проекта для заказа заводу выбраны Na-катионитные фильтры ш 2000 мм.
Ввиду значительного увеличения мощности х.в.п. проведен перерасчет на новую мощность, для выявления необходимого количества указанного оборудования. Диаметр фильтров оставлен 2,0 м.
Основные показатели для расчета Na-катионитных фильтров приведены в таблице 5.1.
Расчетно-технологические показатели Таблица 5.1
Наименование | Един. изм. | Сульфоуголь | Примечания | ||
мелкий | крупный | ||||
Высота слоя | м | 2,2−2,8 | 2,2−2,8 | ||
Крупность зерен | мм | 0,3−0,8 | 0,5−1,1 | ||
Полная обменная способность | гр/экв мі | ||||
Расчетная обменная способность | гр/экв мі | ||||
Скорость фильтрования воды в зависимости от общей жесткости воды до 3 мг-экв/л | м/ч | 25−50 | 25−50 | ||
Удельный расход поваренной соли на регенерацию сульфоугля при общей жесткости до 3 мг-экв/л с учетом работы совместно фильтров I и IIступени | г/г-экв | ||||
Крепость регенерационного раствора через сульфоуголь | % | 5−8 | 5−8 | ||
Скорость фильтрования регенерационного раствора через сульфоуголь | м/ч | 3−4 | 3−4 | ||
Взрыхление сульфоугля перед регенерациейа) интенсивностьб) длительность | л/мІсекмин | 2,812 | 3,012 | ||
Скорость фильтрования осветленной отмывочной воды через сульфоуголь после регенерации | м/ч | 6−8 | 6−8 | ||
Удельный расход осветленной воды на отмывку | мі/ мі | ||||
Общая длительность регенерации Naкатионитного фильтраВ том числе: а) взрыхлениеб) пропуск регенерационного растворав) отмывка | ЧасМинМинМин | 212−1515−3030−50 | 212−1515−3030−50 | ||
Общий удельный расход осветленной воды на регенерациюа) без использования промывочной воды для взрыхленияб) с использованием промывочной воды на взрыхления | мі/ мімі/ мі | 5,85,0 | 5,85,0 | ||
Температура обрабатываемой воды | °С | 20−30 | 20−30 | ||
Техническая характеристика фильтра I ступени
1. Давление:
а) рабочее — 6 кг/смІ
б) пробное — 9 кг/смІ
2. Площадь фильтрования — 3,14 мІ
3. Диаметр фильтра — 2000 мм
4. Высота фильтрующего слоя — 2,5 м
5. Фильтрующая загрузка (объем) — 7,85 мі
6. Вес сульфоугля (ж = 0,7 т/ мі) — 5,5 т
7. Вес конструкции фильтра — 2,59 т
8. Вес арматуры фильтра — 0,116 т
9. Нагрузочный вес фильтра — 15 т
10. Удельное давление на фундамент — 6 кгс/смІ
11. Оптовая цеха — 1040 руб.
12. Изготовитель — Таганрогский завод «Красный котельщик».
Расчеты по оборудованию Na-катионирования Расчет Na-катионитных фильтров I ступени Количество Na-катионитных фильтров I ступени (при круглосуточной работе) принимают не менее 2-х, кроме того один резервный. Рекомендуемые скорости фильтрования принимают 25−50 м/час.
Количество осветленной воды поступающей наNa-катионитные фильтры равно
Необходимая общая площадь фильтрования при принятой для расчета скорости 25 м/час будет:
Площадь фильтра ш 2,0 и
Расчетное количество фильтров будет:
принимаем 2 фильтра К установке принимаем 3 фильтра типа ФИПа 1−2,0−6 два рабочих, один резервный.
Фильтры изготовления Таганрогского завода «Красный котельщик».
Рабочие скорости фильтрования при:
а) нормальном режиме б) форсированный режим Резервный фильтр при необходимости может использоваться не только при ремонте одного из фильтров, но и при регенерации.
Расчет произведен при максимальной производительности паропроизводящих установок (т.е. на зимний период). При усредненном расходе х.в.о. скорости соответственно будут меньше. Количество солей жесткости удаляемых в Na-катионитных фильтрах I ступени за сутки составляет:
где — 0,1 жесткость фильтруемой воды удаляемая в фильтрах первой ступени Число регенераций каждого фильтра в сутки в сутки где: площадь фильтра высота загрузки катионита в фильтр рабочая объемная способность сульфоугля
количество солей жесткости удаляемых в сутки.
Межрегенерационный период фильтра определяется по формуле где: tрег час — время регенерации Na-катионитyого фильтрах принимают 2 часа.
Количество одновременно регенерируемых фильтров определяется по формуле.
где: Q = 2 шт количество одновременно работающих фильтров.
Расход 100% соли на одну регенерацию одного фильтра будет:
где: — удельный расход соли на регенерацию.
Расход насыщенного раствора соли (26%) на регенерацию одного фильтра где: = 1.2 г/ мі - удельный вес 26% раствор Расход технической соли на регенерацию фильтров первой ступени в сутки.
где: 96,5 — содержание NaCl в технической соли Расход воды на регенерацию Na-катионитного фильтра слагается из:
а) расхода воды на взрыхляющую промывку фильтра б) расхода воды на приготовление регенерационного раствора соли где: b = 8% - концентрация регенерационного раствора взр = 1,056 т/ мі - уд. вес регенерационного раствора в) расхода воды на отмывку катионита от продуктов регенерации где: qот — удельный расход воды на отмывку катионита, для сульфоугля принимается 4 мі/ мі
Общий расход воды на регенерацию Na-катионитного фильтра I ступени составит:
а) без учета использования отмывочной воды на взрыхляющую промывку
б) с учетом использования отмывочной воды на взрыхляющую промывку Расход воды на регенерацию фильтров I ступени в сутки будет:
а) без учета использования отмывочных вод б) с учетом использования отмывочных вод где: m = 1,6, а = 2
Часовой расход на собственные нужды фильтров первой ступени Расчет Na-катионитных фильтров II ступени Исходные данные
Q = 154 т/ч — максимальный расход воды подлежащий обработке
H0 = 0,1 мг-экв/литр — жесткость воды поступающая на фильтры II
ступени после обработки воды фильтрах I ступени Расчетные показатели Na-катитонитных фильтров II ступени приведены в таблице 5.2.
Расчет начинают с подбора диаметра, обеспечивающего рекомендуемый скоростной режим фильтрования.
К установке принимаем фильтры типа ФИПа II-2.0−6
Расчетно-технологические показатели Na-катионитных фильтров II ступени Таблица 5.2
Наименование | Един. изм. | Численное значение | Примечания | |
Высота сульфоугля | м | 1,5 | ||
Крупность зерен сульфоугля | мм | 0,5−1,1 | ||
Полная обменная способность | гр/экв мі | |||
Расчетная обменная способность | гр/экв мі | |||
Скорость фильтрования воды: а)нормальнаяб) максимально кратковременная | м/ч | |||
Удельный расход поваренной соли на регенерацию (при общем солесодержании до 3 мг-экв/л с учетом работы фильтров I ступени) | г/г-экв | |||
Крепость регенерационного раствора поваренной соли | % | 8−12 | ||
Взрыхление сульфоугля перед регенерациейа) интенсивностьб) длительность | л/мІсекмин | |||
Скорость фильтрования осветленной отмывочной воды через сульфоуголь после регенерации | м/ч | 6−8 | ||
Удельный расход осветленной воды на отмывку | мі/ мі | |||
Общая длительность регенерации фильтра | Час | |||
Общий удельный расход осветленной воды на регенерацию сульфоугляа) без использования промывочной воды для взрыхленияб) с использованием промывочной воды на взрыхления | мі/ мімі/ мі | 6,55,0 | ||
Температура обрабатываемой воды | °С | 20−30 | ||
На второй ступени катионирования устанавливают обычно 2 фильтра, с высотой слоя катионита 1,5 м.
Техническая характеристика фильтра 2N-2,0 II ступени
1. Давление:
а) рабочее — 6 кг/смІ
б) пробное — 9 кг/смІ
2. Площадь фильтрования — F = 3,14 мІ
3. Диаметр фильтра — d = 2000 мм
4. Высота фильтрующего слоя — H = 1,5 м
5. Oбъем сульфоугля — V = 4,7 мі
6. Вес сульфоугля (ж = 0,7 т/ мі) — P = 3,3 т
7. Вес конструкции фильтра — 2,116 т
8. Вес арматуры фильтра — 0,291 т
9. Нагрузочный вес фильтра — 13,1 т
10. Удельное давление на фундамент — 5,1 кгс/смІ
11. Оптовая цеха 1000 руб.
12. Изготовитель — Таганрогский завод «Красный котельщик».
Рабочие скорости фильтрования при:
а) нормальном режиме б) форсированный режим Число регенераций каждого фильтра в сутки в сутки где:
Расход 100% поваренной соли на одну регенерацию Na-катионитного фильтра где: — удельный расход NaCl на I регенерацию.
Расход насыщенного раствора 26% раствора NaCl на I регенерацию Расход технической соли в сутки на I регенерацию фильтров второй ступени составит:
Расход воды на регенерацию Na-катионитного фильтра слагается из:
а) расхода воды на взрыхляющую промывку фильтра
i = 3 л сек м2; tвзр= 12 мин.
б) расхода воды на приготовление 8% раствора в) расхода воды на отмывку катионита от продуктов регенерации где: qот = 4 мі/ мі удельный расход воды на отмывку катионита Общий расход воды на регенерацию натрий-катионитных фильтров II ступени составит:
а) без учета использования отмывочной воды на взрыхляющую промывку б) с учетом использования отмывочной воды на взрыхляющую промывку При наличии двух работающих фильтров (каждый из них в сутки регенерируется 0,127 раз).
Общий расход воды на регенерацию в сутки будет:
а) с использованием отмывочной воды =
б) без использования отмывочной воды
Расход воды по цехам х.в.о. для технологических нужд.
В сутки:
1. На механические фильтры — 348 мі/сутки
2. На Na-катионитные I ступени — 111 мі/сутки
3. На Na-катионитные II ступени — 5,35 мі/сутки Итого — 465 мі/сутки В пересчете на час ;
Выбор бака мерника В ступенях двухступенчатого Na-катионирования емкость баков мерников выбирают по фильтрам II ступени, т.к. расход соли на одну регенерацию этих фильтров больше чем на регенерацию фильтров I ступени.
а) расход соли на одну регенерацию фильтров первой ступени равен б) то же, на фильтры второй ступени Бак мерник установим с учетом проведения регенераций фильтров I и II ступени.
Общий расход соли на I регенерацию фильтров Для получения 8% раствора NaCl необходимое количество воды на 648 кг соли будет
8 кг — 92 л.
655 — х
Емкость бака мерника
К установке оставляем бак мерник с а) рабочей емкостью
б) геометрической емкостью
Резервуары мокрого хранения соли.
Суточный технической соли на нужды технологии для Na-катионитных фильтров I и II ступени, согласно расчету составляет Объем резервуара мокрого хранения соли рассчитывается по формуле где: 1,5 — расчетный объем баков мокрого хранения на1 т реагента, мі
b = 10 — 30 — необходимый запас количество суток в зависимости от способа доставки
P = 5 — 10 — остаток соли на 5 — 10 суток предусматриваемый перед поступлением основного запаса .
К выполнению разработанные рабочие чертежи мокрого хранения соли с резервуарами объемом 140 мі, т.к. по условиям стесненности территории разместить хранилище большой емкости не представляется возможным.
Подогреватель сырой воды.
Согласно схеме проекта вода при входе в здание х.в.о. подогревается до 30 С. Подогрев сырой воды производится в пароводяном теплообменнике установленном в блоке с охладителем конденсата. Пар в подогреватель подается из РУ 13/6 ата. Расчет теплообменника произведен для зимнего режима работы паропроизводящих установок завода, т. е. при максимальной производительности химводоподготовки по осветленной воде равной 186 т/час. Для выбора оборудования подогрева сырой воды произведен расчет.
Исходные данные для расчета.
Общее количество тепла передаваемое паром в установке теплообменников составляет:
где: — расход сырой подогреваемой воды
— температура нагретой воды
— температура поступающей воды.
Параметры пара поступающего в пароводяной теплообменник
— давление пара от РУ
— температура пара
— теплосодержание пара Расход пара на подогрев воды где: — теплосодержание конденсата на выходе из водо-водяного теплообменника
— то же, пара поступающего в пароводяной теплообменник С каждого кг пара в установке используется тепла Техническая характеристика пароводяного подогревателя выпуска таганрогского завода.
Производительность — 200 т Поверхность нагрева — 31,2 м²
Расчетные параметры:
по греющему пару:
давление — 1,2 ата температура — 104,2 С по воде:
давление — 8 ата (к расчету принимаем в ата) температура на входе — 5 С на выходе — 40 С Рабочие параметры:
по греющему пару:
давление (до) — 8 ата температура (не более) — 180 С по воде:
давление — 8 ата температура на входе (не менее) — 5 С Пробное гидравлическое давление:
парового пространства — 10 кгс/см2
водяного пространства — 10 кгс/см2
Расчет на расчетном режиме:
воды — 200 т/час пара — 13,40 т/час Количество трубок — 312
Размер трубки:
диаметр — 16 мм толщина стенки — 1 мм длина — 2000 мм Число ходов воды — 2
Вес подогревателя:
без воды — 0,900 т полностью заполненный водой — 1,298 т Распределение тепла в блоке теплообменников:
а) в паровом теплообменнике б) в водоводяном В процентном отношении к расходу общего тепла это составит:
передается в водоводяном блоке теплообменника
то же, в пароводяном теплообменнике Температура нагрева воды в водоводяном теплообменнике будет Т.о. на выходе из водоводяного теплообменника температураводы поступающая в пароводяной теплообменник будет Принимаем к установке пароводяной подогреватель производительностью 200 т/ч.
Выбор схемы водоподготовительной установки.
Основные критерии выбора схемы обработки воды для паровых котлов:
Величина продувки котла П 10%;
Содержание углекислоты в паре Ссо2 20 мг/кг;
Величина относительной щелочности котловой воды
%;
Величина продувки котла:
где Sкв, Sпв и Sп — солесодержание котловой воды, питательной воды и пара (величиной Sп можно пренебречь). Sов — сухой остаток обработанной воды, мг/кг; - доля обработанной воды в питательной.
6. Безопасность и экологичность проекта Котельная расположена в средней части территории Ревдинского Метизно-Металлургического Завода (РММЗ, расположенного в черте города Ревда). Котельная сжигает природный газ. Котельная относится к предприятиям с непрерывным производственным процессом. Обслуживание осуществляется имеющимся персоналом (таблица 6.1).
Таблица 6.1
№ п/п | Должность | 1-я смена | 2-я смена | 3-я смена | 4-я смена | Всего в сутки | Примечание | |
1. | Начальник котельной | ; | ; | ; | ||||
2. | Мастер смены | |||||||
3. | Оператор котельной | |||||||
4. | Дежурный оператор ХВО | |||||||
5. | Лаборант-химик | |||||||
6. | Дежурный слесарь | |||||||
7. | Дежурный электрик | |||||||
8. | Табельщица и нормировщик | ; | ; | ; | ; | |||
9. | Уборщица | ; | ; | ; | ; | |||
Всего | ||||||||
Обеспечение безопасности рабочих.
Котельная полностью автоматизирована, в ней имеются административно — бытовые помещения, операторская.
Управление котельной ведется из операторской комнаты. Оператор должен следить за работоспособностью оборудования. Согласно штатному расписанию в операторской комнате должны постоянно находиться 2 оператора, поочередно сменяя друг друга на пульте управления.
Операторская комната является защитой сразу от нескольких вредных производственных факторов. Она отделяет рабочее место оператора от опасных движущихся и вращающихся механизмов. Оборудование рабочего места выполнено в соответствии с ГОСТ 12.2.003−91. На ограждениях установлены сигнальные таблички с надписью «ОПАСНО» сгласно ГОСТ 12.4.026−01 ССБТ.
Электроснабжение осуществляется от сети 380 В с изолированной нейтралью. По степени опасности поражения людей электрическим током площадка, на которой располагаются котлы (в том числе и операторская комната), относится к категории «Особо опасное помещение».
Операторы — осуществляют свою работу, руководствуясь «Правилами эксплуатации электроустановок потребителей, 1992 г.», «Правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей, 1995 г.».
Размеры проходов для обслуживания основного и вспомогательного оборудования соответствуют требованиям правил Госгортехнадзора.
Для безопасной работы оператора в котельной предусмотрены следующие мероприятия:
рабочее и аварийное освещение для эксплуатации технологического оборудования котельной;
места постоянного пребывания оператора (щитовые, КиП) отгорожены в отдельно изолированные от шума помещения;
устройства зануления для защиты оператора от повреждения электрическим током;
Котлы и вспомогательное оборудование оснащены необходимыми средствами защиты, отключающими котел при возникновении аварийных режимов работы и осуществляющими звуковую и световую сигнализацию при отклонении технологических параметров от нормы.
Все технические устройства: технологические установки и оборудование систем теплоснабжения имеют технические паспорта и сертифицированы в соответствии требованиям промышленной безопасности в установленном Законодательством порядке. Все химические вещества. Применяемые в качестве водоумягчителей и стабилизирующих средств солевых отложений в системах водоснабжения имеют санитарно — гигиенические сертификаты Госсанэпиднадзора Минздрав России выпускаются, по техническим условиям, утвержденным Министерством промышленности России.
Для удобного и безопасного обслуживания и ремонта оборудования в котельной предусматривается:
постоянные площадки и лестницы;
соединительные площадки по нескольким основным отметкам между соседними колами;
применение ручных и электрических талей, местных кранов;
применение холодильников для отбора проб насыщенного и перегретого пара, а также котловой и питательной воды;
обеспечение свободного доступа к мазутным форсункам котлов для обслуживания и ремонта;
расположение вентилей, регулирующих подачу мазута к форсункам, в стороне от отверстий для установки форсунок, с целью предотвращения ожогов в случае обратного удара пламени;
применение зонально — защитных устройств для розжига горелок.