Конструкція котла КОЛВІ

Конструкція котла складається з наступних основних елементів:

- Котел є горизонтальною циліндровою конструкцією що включає корпус, дверці топкі, короб димових газів, опору, теплоізоляцію і декоративне облицювання. Для котлів КОЛВІ 250-3000 на верхній створюючій корпуси розташовані патрубки підведення і відведення води з фланцями, патрубок для установки запобіжних клапанів…

- Корпус виконаний…

Пальниковий блок

- Газовий пальниковий блок - повністю автоматизований пальниковий блок що включає;

- вентилятор високого тиску, спеціальної конструкції, що забезпечує надійну роботу пальника;

- фланець кріплення пальника, що ковзає уздовж сопла, дозволяє знайти оптимальне положення сопла (і тим самим полум'ю) в камері згорання;

- сопло з головкою згорання, сконструйоване таким чином, що дозволяє реалізувати пальнику самі кращі параметри згорання;

- електронні пристрої, управляють циклами роботи пальника і контролюють її безпеку;

- автоматичний газо-магнитный блок, завдяки якому досягається оптимальне утворення газоповітряної суміші і безпечна робота пальника.

По засобу регулювання теплової потужності пальники бувають:

- одноступеневі (регулювання –УВМ.100%/ВИМК.);

- двоступеневі (регулювання –УВМ. I ступінь 40-60%, УВМ. II ступінь 100%);

- з плавним регулюванням (УВМ.30%, зростання 100%/ВИМК.)…

Регулювання подачі газу здійснюється настройкою пропускної здатності газових клапанів і регуляторів тиску газу.

Регулювання подачі повітря для горіння здійснюється встановленням засувки вентилятора у необхідне положення.

2.3 Водопідготовка

Водно-хімічний режим роботи автономної котельні має забезпечити роботу котлів, тепло споживаючого обладнання та трубопроводів без корозійних пошкоджень і відкладень накипу та шламу на внутрішніх поверхнях.

Якість живильної води повинна відповідати таким величинам:…

Як джерело водопостачання для автономної котельні застосовується господарсько-питний водопровід з накопичувальним баком.

2.4 Насосне обладнання

В автономній котельні встановлено такі групи насосів:

- циркуляційні насоси …

Висновки по розділу

Технологічна система теплопостачання передбачає використання транспортабельних котлів КОЛВІ, які включають газовий водогрійний котел. Підігріта вода передається в систему мережним насосом. У разі втрати частини води передбачений підживлюючий насос. Для реалізації розрахунків необхідно виконати: теплові та гідравлічні розрахунки, розрахунок циркуляційного тиску в системах водяного опалення, гідравлічний розрахунок трубопроводів систем водяного опалення, розрахунок опалювальних приладів, визначимо кількість секцій чавунного радіатора, розрахунок системи підлогового опалення.

В третьому розділі виконується теплові та гідравлічні розрахунки систем теплопостачання, виконується підбір обладнання яке забезпечить необхідну теплопродуктивність та церкуляцію води в мережі. Теплове навантаження розраховується за окремими методчними вказівками до курсового проекту: «Теплопостачання с\г підприємств» Загальний об’єм 15-20 сторінок. Розділ повинен мати розрахункові формули, таблиці параметрів, результати обчислень.

3 ТЕПЛОВІ ТА ГІДРАВЛІЧНІ РОЗРАХУНКИ

3. 1 Розрахунок циркуляційного тиску в системах водяного опалення

Визначимо природній (гравітаційний) тиск, який ви­никає в системі водяного опа­лення.

Визначимо гідростатичний тиск водитиск стовпа води справа:

Р_пр= g(h1ρ₀+h₂ ρ_о+h₃ρ_о +h₄ ρ_о), (3.1)

- тиск стовпа води зліва:

Р_лів= g(h1ρ_г+h₂ ρ_г+h₃ρ₃ +h₄ ρ_г) (3.2)

- різниця між ними:

ΔР_пр= р_пр - р_лів=gh₂(ρ_о - ρ_г). (3.3)

При визначенні гравітаційних тисків в розрахунках, які не потребують високої точності, можна скористатись таким спрощенням. Різниця густин води при температурах 95 і 70 °С дорівнює 15,91 кт/м³. В звичайному для систем водяного опалення проміжку температур можна прийняти лінійну залежність між густиною і температурою, рахуючи, що зміні температури на 1 °С відповідає зміна густини на 15,91:25 = 0,64 кг/ (м²°С). Тоді замість ΔР_пр = ΔР₁ — ΔР ₂можна ввести в розрахунок Δt= t₁ - t₂.

g(h1ρ_г – h1ρ₁) = 9,81·0,64(t₂ –t₁) = 6,2 (t₂ –t₁). (3.4)

В насосних системах розрахунковий циркуляційний тиск виз­начається за формулою:

Δр_р.ц=р_н+ Б(Δр_пр+ Δр_пр.тр), (3.5)

де Δр_н— тиск, який створюється насосом або елеватором, виходячи з техніко-економічних розрахунків його рекомендується приймати при звичайній довжині кілець системи (близько 120 м) рівним 10000 —12000 Па; Δр_пр.тр-природний тиск від охолодження води в трубопроводах, Па.

Для систем довільної довжини Δр_нможна прийняти рівним:

Δр_н=80 Σⁱ, (3.6)

де Σⁱ - сума довжин ділянок розрахункового кільця.

Визначимо розрахунковий циркуляційний тиск для однотрубної системи водяного опалення з природною циркуляцією в будинку. Параметри теплоносія: t_г = 95 °С; t₀ = 70 °С. Вертикальна відстань між серединою котла і серединою опалювального приладу І поверху h₁=1,65 м, теж, II поверху h₂ = 4,65 м. Горизонтальна відстань до розрахункового стояка 20 м.

Природний циркуляційний тиск для опалювальних приладів І, II поверхів:

Δр_прI …Па;

Δр_прII=…..Па;

При відстані до розрахункового стояка 20 мΔр_пр.тр≈ 300Па.

Δр_р.ц1=…. Па;

Δр_р.ц2 = ….Па;

3.2 Гідравлічний розрахунок трубопроводів систем водяного опалення

Для визначення діаметрів трубопроводів систем опалення застосовують загальні закони гідравліки. …

Втрати тиску на тертя розрахункової ділянки обчислюються за формулою:

Δр_т = RL, (3.8)

де R—питома втрата тиску на тертя (втрати на 1 м), Па/м [ 8 ];

R = , (3.9)

де — коефіцієнт тертя; V— швидкість руху теплоносія, м/с; ρ— густина теплоносія, кг/м³; d— внутрішній діаметр трубопроводу, м.

Значення коефіцієнта тертя залежить від режиму руху теплоносія…

В трубопроводах систем опалення здебільшого спостерігається турбулентний рух (ламінарний зустрічається дуже рідко — за малих витрат води і малих діаметрах трубопроводів). Коефіцієнт R визначається за формулами для турбулентного руху рідини в залежності від стану внутрішньої поверхні трубопроводів (гладка труба, шорстка труба).

R = 0,8125·λ· . (3.11)

За формулою (3.11) складені розрахункові номограми і таблиці; для полегшення розрахунків робота по визначенню діаметрів проводиться за ними при заданих Rі G.

Для того, щоб теплоносій рухався розрахунковою ділянкою, потрібно, щоб різниця тисків Ар перевищувала втрати тиску або дорівнювала їм:

Δр≥Δр_т + Δр_м. (3.12)

Запас тиску може становити 5-10%.Розрахунок трубопроводів починають з викреслювання аксонометричної схеми системи опалення.

На схемі вибирають розрахункове циркуляційне кільце - головне, тобто найдовше і найбільш навантажене.

Головне циркуляційне кільце складається з ділянок і подаючих, і зворотних трубопроводів. Ділянкою називається частина трубопроводу, на якій не змінюється витрата теплоносія. Для розрахунку діаметрів потрібно від витрат тепла перейти до витрат води, кг/год [ 3 ]:

G = , (3.13)

де - теплове навантаження ділянки, Вт; с - питома теплоємність води, 4,187 кДж / (кг·°С);t_г-температура гарячої води, °С; t_о— температура охолодженої води, °С.

Потім визначають середню питому втрату тиску на тертя на 1 м кільця.

Залежно від G і R знаходяться діаметри трубопроводів на ділянці, швидкість руху води і фактичні питомі втрати тиску на тертя R_ф. За формулою (3.8) обчислюються втрати тиску на тертя.

Далі визначається кількість коефіцієнтів місцевих опорів на ділянці і знаходяться втрати тиску в місцевих опорах. Потім обчислюються загальні гідравлічні втрати в кільці і порівнюються з діючим тиском. При невиконанні умови (3.12) здійснюється перерахунок діаметрів декількох ділянок кільця.

Розраховане таким чином кільце в подальшому приймається в якості опорного для гідравлічного ув'язування всіх інших кілець системи. Для кожного циркуляційного кільця є точки, спільні з розрахованим кільцем, де відбувається розділення або злиття потоків. Одне з півкілець між цими загальними точками завжди складене вже розрахованими ділянками кільця. Задача полягає в підборі діаметрів ділянок другого півкільця таким чином, щоб гідравлічні втрати в них були рівні вже підрахованим втратам тиску між загальними точками на ділянках головного циркуляційного кільця. При цьому чим ближче значення тих і інших втрат, тим краще. Точно ув'язати втрати тиск;/ в півкільцях не завжди вдається, проте необхідно витримати певну величину нев 'язки між ними, яка у водяних тупикових системах рівна ± 15%.

3. 3 Розрахунок опалювальних приладів

Для визначення площі поверхні опалювальних приладів потрібно знайти поверхневу густину теплового потоку приладу - тепловий потікq_пр, що передається від теплоносія в навколишнє середовище через 1 м² площі поверхні приладу, тобто:

q_пр =, (3.15)

де Q - тепловий потік через поверхню опалювального приладу, Вт; F - площа поверхні приладу, м².

Враховуючи основне рівняння теплопередачі [ 11 ]:

Q = F· k · Δt_сер, (3.16)

де k—коефіцієнт теплопередачі, Вт/(м^2·0С); Δt -середній температурний напір, °С, можна записати:

q_пр = k · Δt_сер. (3.17)

Отже густина теплового потоку приладів залежить від тих самих факторів, що і коефіцієнт теплопередачі. Тому на практиці для спрощення розрахунків визначають з урахуванням всіх факторів відразу густину теплового потоку опалювального приладу. Для цього вико­ристовують поняття номінальна густина теплового потоку q_нм. Визначення q_нм здійснюють в результаті теплових випробувань опалювального приладу за стандартних умов роботи в системі водяного опалення, коли витрата води в приладі становить G_пр^ст= 0,1 кг/с, середній температурний напір.

Δt_сер^ст =t_сер – t_п = 0,5 · (t_вх + t_вих) – t_п

де t_вх- температура води на вході в прилад, 105 °С;

t_вих- температура води на виході з приладу, 70 °С;

t_п- температура повітря в приміщенні, 18 °С.

За величиною q_номможна визначити розрахункову густину теплового потоку опалювального приладу для умов роботи, відмінних від стандартних, за формулами:

- для теплоносія: — води

q_пр = q_ном ., (3.18)

де G_прдійсна витрата води в опалювальному приладі, кг/с,

G_пр = (3.19)

п, р- експериментальні значення показників степеня;

с_пр- коефіцієнт, що враховує схему приєднання опалювального приладу і зміни показника степеня р в різних діапазонах витрати теплоносія.

Розрахункова площа опалювального приладу визначається за формулою.

F_р = . (3.20)

При врахуванні додаткових факторів, що впливають на тепло­передачу приладів, формула (3.21) прийме вигляд:

F_р = , (3.21)

де Q_пр - тепловіддача опалювального приладу в приміщення, визначається за формулою:

Q_пр = Q_прим – 0,9Q_тр., (3.22)

де Q_прим - потреба приміщення в теплі; що дорівнює різниці між тепловтратами і тепловими надходженнями, Вт;

Q _{т р}— сумарна тепловіддача відкрито прокладених в межах приміщення стояків, підведень, до яких безпосередньо приєднаний прилад (коефіцієнт 0,9 враховує частку теплового потоку від теплопроводів, корисну для підтримання темпе­ратури повітря в приміщенні).

Тепловіддачу від трубопроводів можна визначати за спрощеною формулою:

Q_тр = q_вL_в+ q_гL_г., (3.23)

де q_в,q_г - тепловіддача 1 м вертикально і горизонтально прокладених труб;

L_в,L_г- довжина вертикально і горизонтально прокладених труб, м.

- коефіцієнт, який враховує додатковий тепловий потік;

-коефіцієнт додаткових втрат теплоти опалювального приладу.

Розрахункова кількість секцій чавунних радіаторів визначається за формулою:

N = , (3.24)

де - площа поверхні нагріву однієї секції, м²;

-коефіцієнт, що враховує спосіб установлення радіатора в приміщенні, при відкритому установленні - 1,0;

-коефіцієнт, що враховує кількість секцій в одному радіаторі і приймається для радіаторів типу МС-140 рівним: при кількості секцій від 3 до 15 - 1, від 16 до 20 -0,98, від 21 до 25 - 0,96, а для інших чавунних радіаторів обчислюється за формулою:

=0,92 + 0,16 . (3.25)

3.3.1 Визначення кількості секцій чавунного радіатора

МО140 - 98 однотрубного стояка системи водяного опалення. Теплове навантаження приладQ_пр= 1100 Вт, розрахункові температури t_вх=90 °С, t_вих=70 °С, t_п=20 °С.

Обчислюємо витрату води через опалювальний прилад за формулою (3.13).

G_пр =

Визначаємо розрахункову густину теплового потоку опалювального приладу, враховуючи, що q_ноп=725 Вт/м²;п=0,3; ρ = 0; с_пр=1;t_сер= 0,5 · (90 + + 70) - 20 = 60 °С:

q_пр = 725 · = 593 Вт/м².

Розрахункова поверхня нагріву приладу без врахування тепловіддачі труб становить (при і рівних 1):

F_пр =

Розрахункова кількість секцій обчислюється за формулою:

N_р =

деf_у = 0,240 м²; = 1,05 при встановлентті приладу у підвіконній ніші; = 1. Отже приймаймо 8 секцій чавунного радіатора.

3.3.2 Розрахунок системи підлогового опалення

Вихідними даними до розрахунку підлогового опалення є тепло­втрати приміщення Q,в якому влаштовується опалення, а також розміри підлоги приміщення у відповідності з архітектурним проектом. Вибираємо покриття підлоги і визначається опір теплопередачі: для мармуру, природного каменя (товщиною 25 мм), плитки з ПВХ R=0,02 м^2·0С/Вт; для паркету (товщиною 8-10мм), панелі для підлоги R= 0,05 м²⁰С/Вт; для килима (товщиною 5 мм) R = 0,09 м^{2· 0}С/Вт [ 1 7].

Визначаємо орієнтовну густину теплового потокуна 1 м² площі підлоги, Вт/м²:

q_ор= ,(3.26)

де F— площа поверхні підлоги для підігріву, м².

Приймаємо температуру води на вході і виході з контуру підло­гового опалення і обчислюється середня різниця температур:

Δt_сер = 0,5 · (t_вх + t_вих)t_в. (3.27)

Модуль укладання труб— це відстань між трубами, яка приймається 0,2; 0,25; ОД; 0,35 м, а для крайової зони 0,1 або 0,15 м.

Обчислюємо тепловіддачу 1 п. м змійовика, Вт/м:

q₁ = q · а, (3.28)

де q- фактична густина теплового потоку, Вт/м², визначена з додатка 27. Визначаємо потрібну довжина змійовика /, м:

L = . (3.29)

Якщо L> 120 м, то змійовик потрібно розділити на декілька контурів, для яких роблять окремі розрахунки по теплу і гідравлічних параметрах. Кількість тепла, яка віддається за допомогою цих змійовиків, обчислюємо за формулою:

Q_i = Q · , (3.30)

деQ_i- тепло, що віддається, I - им змійовиком; F — поверхня підлоги, яку займає I - ий змійовик.

Температура подачі для зв'язаних змійовиків приймаємо однакову.

При обчисленні теплової продуктивності нагрівальних змійовиків приміщень, через які прокладаються транзитні теплопроводи, тепловтрати цих приміщень приймаємо з урахуванням тепла, одержаного від транзитних теплопроводів:

Q^'= Q – Q_тр =Q – q₁L, (3.31)

де Q_тр- тепловіддача транзитних ділянок, Вт; L_тр—довжина транзитних ділянок, м.

Витрата води в трубопроводі змійовика визначаємо за формулою (3.13).

Втрати тиску при руху води через змійовик визначаємо за формулою, Па:

Δр=RL + Δр_м, (3.32)

де R - питомі втрати тиску по довжині змійовика, Па/м; Ар_м— втрати тиск;/ в місцевих опорах, Па.

При розрахунку втрат тиску в місцевих опорах приймається коефіцієнт для коліна s = 0,5, тоді:

Δр_м = Δр₁ Σξ, (3.33)

де Δр₁— втрати тиску в одному коліні, визначаються в залежності від швидкості руху води.

Якщо сумарні втрати тиску Δр> 20000 Па,то змійовик потрібно розділити на більш короткі ділянки або збільшити діаметр трубопроводу і повторити розрахунок по теплу й гідравлічних характеристиках для кожного з них.

Розрахуємо трубопроводи теплої підлоги для кухні загальною площею 22 м², площею, яку займають шафи, — 5,7 м² та площею для підігріву — 16,3 м². Температура внутрішнього повітря 20 °С. Тепловтрати приміщення становлять 850 Вт.

Приймаємо підлогове покриття - килим товщиною 5 мм, R=0,09 м²·⁰С/Вт.

Орієнтовна густина теплового потоку:

Q_ор = … Вт/м².

Приймаємо температури теплоносія: на вході 45°С, на виході 35°С. Середня різниця температур:

Δt_сер =… С.

Враховуючи максимальну температуру поверхні підлоги житлової зони 26°С, по q_ор, Δt_сер та R = 0,09 м^2·0С/Вт знаходимо модуль укладання труб змійовика а = 0,2 м, q= 68 Вт/м², температура поверхні підлоги25,8 < 26 °С.

Тепловіддача 1 п. мзмійовика: q₁ = 68 · 0,2=13,6 Вт/м². Тодіпотрібна довжина змійовика буде:

L=…< 120м.

На плані (рис. 3.2) викреслюється змійовик в приміщенні і заміряється фактична його довжина, яка дорівнює 62 м.

Визначаємо витрата води:

G =… кг/год.

Визначаємо діаметр труб: 16x2 мм, R=56,1Па/м, швидвисть 0,176 м/с.

Обчислюються втрати тиску на тертя:

Δр_т = R · L =…Па.

Знаходимо кількість місцевих опорів - колін, яка дорівнює 30. Тоді сума коефіцієнтів місцевих опорів буде: Σξ = 30·0,5 = 15,потім знаходяться втрати тиску в одному коліні Δр₁ в залежності від швидкості руху води 0,176 м/с: Δр₁= 16 Па, а в контурі Δр_м= 16 15 = 240 Па.

Тоді сумарні втрати тиску в змійовику становлять Δр= 3478+240 =3718 Па < 20000 Па, що допустимо.

Поиск по сайту: