Определение размеров топочной камеры, конвективного газохода и размещение горелок

Определение размеров топочной камеры, конвективного газохода и размещение горелок Топочная камера проектируемого котла представляет собой параллелепипед (ат – ширина, bт – глубина, hт – высота) Объём…

Задание

Произвести поверочный тепловой расчет отдельных поверхностей нагрева и свести тепловой баланс котла ТП-230:

Характеристика котла ТП-230

1. Номинальная паропроизводительность Dном =229 т/ч= 63,6 кг/с;

2. Температура перегретого пара tпп =509°С;

3. Давление перегретого пара рпп =12,6 МПа;

4. Давление в барабане котла рбар =13,6 МПа;

5. Температура питательной воды tпв =219°С;

6. Давление питательной воды рпв =11,5 МПа;

7. Вид топлива: бурый уголь, месторождение Анадырское, марка-3Б, класс-Р;

8. Топка имеет металлическую наружную обшивку.

Нормы для котельной в частном доме

Откуда пошла путаница?

Котельная в частном доме юридически не является «котельной».
Юридически мы проектируем не котельную, а «теплогенераторную». А котел в частном доме вовсе не котел, а «индивидуальный источник теплоснабжения», т.к. его мощность меньше 100 кВт и тем более меньше 360 кВт, которые регламентирует СП 89.

Согласно СП 89 п. 3.1– Котельная это всегда здание или комплекс зданий.

Согласно СП 60.13330.2012 п. 6.6.2 – теплогенераторы – автоматизированные котлы, рассчитанные для индивидуального теплоснабжения зданий до 360 кВт.

Поэтому СП 89 «Котельные установки», который все считают за основной документ, никаким образом не относится к котельным в частном доме. Его область применения в зданиях от 3000 м2 (от 360 кВт). Любые ссылки на этот норматив незаконны.

Основные требования к котельным:

СП 281.1325800.2016 – требования к помещению котельных (раздел 5);

СП 41-104-2000 – более ранняя версия СП 281 с более жесткими требованиями (раздел 4);

СП 31-106-2002 – требования к размещению оборудованию котла (п.6.2- 6.3) и насосных групп (п.4.4.8);

СП 7.13130.2013 – требования к выходу дымохода на кровле (п. 5.10-5.24);

СП 402.1325800.2018 – требования к размещению газового оборудования в кухне и котельной;

СП 124.13330.2012 – требования к тепловой сети, если котельная находится в отдельном здании (например, бане или гараже).

Описание конструкции котла

По характеру движения рабочей среды парогенератор ТП-230 относится к агрегатам с естественной циркуляцией. Рабочая среда непрерывно движется по замкнутому контуру, состоящему из обогреваемых и не обогреваемых труб, соединенных между собой промежуточными камерами — коллекторами и барабанами. В обогреваемой части контура вода частично испаряется, образовавшийся пар отделяется от воды в барабанах и, пройдя через пароперегреватель, подается на турбину. Испарившаяся часть котловой воды возмещается питательной водой, подаваемой питательным насосом в водяной экономайзер и далее в барабан.

Парогенератор ТП-230 выполнен по П-образной схеме. В одной его вертикальной шахте расположена топочная камера, в другой экономайзер и воздухоподогреватель, вверху в поворотном горизонтальном газоходе размещается конвективный пароперегреватель.

Характерной особенностью парогенераторов этой серии является наличие двух барабанов, соединенных по пару и воде между собой пароперепускными трубами. Начальная стадия отделения пара от воды происходит в основном в разделительном барабане меньшего диаметра. Последующее осушение пара происходит в основном барабане большего диаметра. Водоопускные трубы включены в основной барабан около его нижней образующей.

Размещение над топочной камерой двух барабанов хорошо компонуется с конструкцией топочных экранов. Сверху топка ограничивается потолочными трубами, которые являются продолжением труб фронтального экрана и включаются верхними концами непосредственно в разделительный барабан.

Дымовые газы выходят из топочной камеры через разведенные (фестонированные) в 4 ряда трубы заднего экрана, также включенные верхними концами в разделительный барабан.

Подъемные трубы работают друг с другом параллельно, однако их конфигурация, длина, освещенность факелом различна. Для обеспечения надежной циркуляции их группируют в отдельные контуры. В контур циркуляции включают подъемные трубы, идентичные по своему гидравлическому сопротивлению и тепловой нагрузке. Каждый отдельный контур имеет свои опускные трубы. В котле ТП-230 16 контуров циркуляции: по 3 контура на боковых экранах и по 5 на фронтовом и заднем экранах.

Пароперегреватель чисто конвективного типа. Регулирование температуры перегретого пара производится двумя пароохладителями поверхностного типа. Охлаждение и частичная конденсация пара осуществляется за счет нагрева части питательной воды, отводимой с этой целью из питательной линии в пароохладитель.

Двухступенчатый экономайзер, служащий для подогрева питательной воды уходящими газами, состоит из отдельных пакетов змеевиков.

Трубчатый воздухоподогреватель, предназначенный для нагрева дутьевого воздуха, транспортирующего угольную пыль при сжигании твёрдого топлива и подаваемого в зону горения топлива, состоит из двух ступеней, между которыми размещается нижняя часть (ступень) экономайзера.

Требования к котельной, пристроенной к дому

Помимо пунктов выше, пристроенные к дому бойлерные не должны располагаться со стороны главного фасада. Расстояние между окном в котельной и ближайшим окном в доме должно быть более 12 метров. См. картинку ниже:

Правила расположения котельной в частном домеПравила расположения котельной в частном доме

Расстояние от пола топочной до окна верхнего этажа дома должно быть больше 9 метров. Поэтому чаще всего над пристроенной котельной на фасаде основного дома не может быть окон, а значит, не может быть и жилых помещений.

Котельная не должна пристраиваться к дому со стороны главного фасада.

СП 281.1325800.2016 п. 5.14.

Какой площади должна быть котельная?

Нормативный объем помещения 15 м3. Т.е. площади 5 м2 по нормативам достаточно.

Согласно СП89 п. 3.1. Котельная – это всегда здание.

Но на практике такой площади недостаточно для размещения оборудования. На протяжении 9 лет я проектирую 12-15 котельных в год. Площадь бойлерной зависит от вида топлива. Давайте разберем 2 варианта: пеллетной и газовой.

Расчет топочной камеры

Тепловой баланс котла Читать далее: Определяем параметр М в зависимости от относительного положения максимума температуры пламени по высоте топки

5. Расчет топочной камеры

Расчеты топочной камеры производятся по формулам с источника 1.

Задаем температуру продуктов сгорания на выходе из топки t”Т=1100°С.

Для принятой по таблице 2 определяем энтальпию продуктов сгорания на выходе из топки Н”Т=18298,74 кДж/м3

5.1 Определим полезное тепловыделение в топке,QТ (кДж/м3).

где: –теплота, вносимая в топку воздухом, (кДж/м3)

Qв=α”Т*Н0хв

где: Н0хв – энтальпия теоретического объема воздуха, (кДж/м3)

Н0хв =386,06

Qв=1,1*386,06=424,7

5.2 Определим коэффициент тепловой эффективности экранов,

где: Х- угловой коэффициент, показывающий какая часть лучистого полусферического потока, испускаемого одной поверхностью, падает на другую поверхность и зависящей от формы и взаимного расположения тел, находящихся в лучистом теплообмене; значение Х определяется по рис 5,3 источник 1,

Х=0,98

– коэффициент, учитывающий снижение тепло воспламенения экранных поверхностей нагрева, принимаем по таблице 5.1, источник 1

=0,65

5.3 Определяем эффективную толщину излучающего слоя, s (м)

S=3,6 VT / FСТ

где: VТ – объем топочной камеры, (м3). VТ= 11,2 источник 1, таблица 2,9.

FСТ –поверхность стен топочной камеры, (м2). FСТ=29,97 источник 1, таблица 2,9.

S=3,6 *11,2/ 29,97=1,35

5.4 Определим коэффициент ослабления лучей k, (м*Мпа)-1

k =kГrп+kс

где: rп – суммарная объемная доля трехатомных газов ,берется из таблицы 1,

rп=0,2068

kГ – коэффициент ослабления лучей трехатомных газов, (м*Мпа)-1

где: rН2О –объемная доля водяных паров, берется из таблицы, rН2О=0,188

Т”Т –абсолютная температура на выходе из топочной камеры, К, Т”Т =1373

рп — парциальное давление трехатомных газов, МПа;

рп = rп*р

р –давление в топочной камере котлоагрегата (для агрегатов, работающих без наддува, принимается р = 0,1 МПа).

рп =0,277 *0,1=0,0277

kс – коэффициент ослабления лучей сажистыми частицами, (м*Мпа)-1

где: Нр,Ср – содержание углерода и водорода в рабочей массе жидкого топлива.

k = 8,38*0,2068+1,377 =3,11

5.5 Определяем степень черноты факела, αф.

Для жидкого и газообразного топлива степень черноты факела определяется по формуле:

аф =mасв+(1-m)аГ

где: m- коэффициент, характеризующий долю топочного объема, заполненого светящейся частью факела, принимаем по таблице 5,2 источник 1, m = 0,119.

асв ,аГ – степень черноты светящейся части факела и несветящихся трехатомных газов, какой обладал бы при заполнении всей топки соответственно только светящимся пламенем или только несветящемся трехатомными газами:

Определяем степень черноты светящейся части факела, αГ

е –основание натуральных логарифмов, е=2,718

асв=1-2,718 –(8,84*0,277+1,377)0,1*1,35 =0,41

Определяем степень черноты светящейся части факела и несветящихся трехатомных газов, αГ;

αГ=1-2,718 — 8,84*0,277*0,1*1,35 = 0,28

аф =0,119*0,41+(1-0,119)0,28=0,296

5.6 Определяем степень черноты топки, αТ

Тепловой баланс котла Читать далее: Определяем параметр М в зависимости от относительного положения максимума температуры пламени по высоте топки

Информация о работе «Паровой котел ДЕ 6,5-14 ГМ»

Раздел: Физика Количество знаков с пробелами: 73210 Количество таблиц: 3 Количество изображений: 2

Похожие работы

Тепловой расчет парового котла типа Пп-1000-25-545/542-ГМ

31037

64

4

… по схеме «противоток». Регулирование температуры промежуточного перегрева производится с помощью рециркуляции газов, и частичного байпасирования регулирующей ступени. 4. Расчет экономичности и тепловой схемы парового котла 1. Располагаемая теплота сжигаемого топлива, кДж/м3 (кп) (3.4) 2. КПД проектируемого парового котла (по обратному балансу), % …

Энергетика: Паровые котлы ДКВР (двухбарабанные водотрубные реконструированные)

57643

6

… барабана по перепускным. Такая схема питания боковых экранов повышает надежность работы при пониженном уровне воды в верхнем барабане, увеличивает кратность циркуляции. Экранные трубы паровых котлов ДКВР изготовляют из стали 51ґ2.5 мм. В котлах с длинным верхним барабаном экранные трубы приварены к экранным коллекторам, а в верхний барабан ввальцованы. Шаг боковых экранов у всех котлов ДКВР 80 …

Поверочный расчет парового котла ДКВР 4-14, работающего на твердом топливе Кузнецкий Д

30215

2

3

… трубы, равной 2 м. В дальнейшем завод предполагает освоить изготовление еще трех типов труб с длинами: 1,5, 2,5 и 3,0 м. Чугунные экономайзеры допускаются к установке при давлении пара в котлах не выше 22 атм. 1.3 Твердое топливо: Кузнецкий Д Залегающий в большинстве случаев глубоко в недрах земли уголь является основой топливного бюджета СССР. Уголь, как говорил В.И. Ленин, «это настоящий …

Расчет теплового баланса парового котла

51790

3

2

… ,4 32517 2200 3410,4 34202 По результатам расчетов выполняем построение графика зависимости энтальпий продуктов сгорания Н от температуры Т. 4 Тепловой баланс котла Расчет теплового баланса котельного агрегата выполняем по формулам в соответствии с источником [2]. При работе парового котла вся поступившая в него теплота расходуется на выработку полезной теплоты, содержащейся в паре, и на …

Отличия газо- и водотрубных котлов по схеме работы

Емкость, позволяющая создавать пар, обычно выполняется из одной или нескольких труб. Находящая в них вода прогревается за счет разогретых газов, выделяемых в процессе горения топлива. Такая конструкция подразумевает, что газ сам поднимается к заполненным водой трубам, и устройства, работающие по такому принципу, называются газотрубными котлами.

В другом типе котлов газ перемещается по трубе в самой емкости с водой. Емкость в данном случае называется барабаном, а сам котел относится к категории водотрубных. Заполненные водой барабаны могут располагаться горизонтально, вертикально, радиально или же комбинировано, в зависимости от чего выделяют соответствующие виды водотрубных котлов.

виды паровых котлов

Сравнение особенностей рассматриваемых видов котлов позволяет сделать следующие выводы:

  1. Первое отличие – разные размеры используемых труб. Газотрубные устройства оснащаются достаточно большими трубами по сравнению с изделиями, которые используются в водотрубных котлах.
  2. Следующее отличие заключается в разнице мощностей. Предельное значение мощности газотрубных котлов составляет 360 кВт, а максимальное давление не может превышать 1 МПа. Высокое давление и объем пара требуют увеличения толщины стенок устройства, что негативно сказывается на итоговой стоимости котла. Водотрубные котлы такого недостатка лишены – для них вполне могут использоваться тонкие трубы, позволяющие добиться большей температуры и давления по сравнению с газотрубными аналогами.
  3. Водотрубные котлы отличаются не только мощностью и более высокой температурой. К их преимуществам относится еще и возможность выдерживать серьезные перегрузки, что говорит о большей степени безопасности подобных устройств.

Размещение котла в кухне, кладовой или коридоре

Если площадь дома меньше 350 м2, Вы можете вообще не оборудовать бойлерную.
Котел мощностью до 50 кВт (до 350 м2) Вы можете разместить в кухне или кухне-столовой. Газовые службы без вопросов одобрят такое решение, если объем кухни будет более 21 м3 (или 7 м2), а кухни-столовой более 36 м3 (12 м2). Также на кухне необходимо окно и естественный вытяжной канал на кровлю.

Я подчеркну, размещение котла на кухне — стандартное решение для частных домов в Европе, но в России из-за незнания законов, люди стараются «перестраховаться», хотя газовики с большей вероятностью найдут ошибки в помещении бойлерной, чем в небольшом закутке кухни. Настенный котел в таком случае разместим в шкафу кухонного гарнитура.

Основное оборудование – бойлер, насосы, смесительные группы, распределительный коллектор и расширительные баки можно установить в пространстве под лестницей или выделить шкаф размером 1,0х1,5 м. К этому оборудованию нет жестких требований, кроме удобства обслуживания и ремонта.

Дымоход от котла будет уходить на фасад без подъема на кровлю или через шахту на кровлю.

Для каждой котельной есть свое правильное решение, поэтому рекомендую прислать мне Вашу планировку и проконсультироваться. Также вы можете установить котел в кладовой или в коридоре, если над этажом выше нет спальной комнаты.

Запрещено устанавливать котел в санузлах и ванных комнатах!

Требования к топочной

Для начала хочу напомнить, что установить отопительный котел, водонагреватель или др. отопительный аппарат можно как в кухнях, так и специально предназначенных для этого помещениях, — топочных. Также хочу заметить, что в ванных комнатах вышеперечисленные приборы устанавливать запрещено. Если Вы решили выделить для отопительного оборудования отдельное помещение, то Вам, просто необходимо ознакомиться с материалами изложенными в этой статье.

Так что же такое топочная?

Топочная

Топочная — пристроенное или встроенное помещение в жилых, общественных, производственных, складских, административных и бытовых зданиях промышленных и сельскохозяйственных предприятий, предназначенное для установки, как правило, не более двух единиц отопительного газового оборудования тепловой мощностью до 100 кВт каждая единица для обеспечения теплотой общественного, производственного, складского, административного или бытового здания промышленного и сельскохозяйственного предприятия, одноквартирного жилого дома или отдельной квартиры. Допускается в топочных предусматривать установку до четырех единиц отопительного газового оборудования с закрытой герметичной камерой сгорания суммарной мощностью до 200 кВт. Примечание: — К топочным допускается относить отдельно стоящие здания, соответствующие требованиям описанным ниже. То есть, если говорить простыми словами, то это специальное помещение, где у нас будет установлен котел, или водонагреватель.

Сразу же возникает вопрос: какой должен быть объем помещения топочной? Хочу отметить, что прежде чем забивать себе голову, по поводу величины топочной нужно решить какой Вы разместите котел (Рекомендую к прочтению статью: выбор газового котла), при этом особое внимание, нужно уделить такой опции у котла как закрытая камера сгорания или открытая, так как объем помещения топочной при установке отопительного газового оборудования (под это определение попадают котлы и водонагреватели , как вы уже догадались) с закрытой (герметичной) камерой сгорания не нормируются. А большинство современных котлов выпускается именно с закрытой камерой.

Если же все-таки Вам не повезло попасть под эти условия возвращаемся к объему помещения топочной, который зависит от суммарной тепловой мощности всего размещаемого отопительного газового оборудования (за исключением, оборудования с закрытой камерой сгорания), и должен быть не менее приведенного в таблице:

Суммарная тепловая мощность газового оборудования кВт Объем помещения топочной м3
До 30 включ. 7,5
Св. 30 » 60 « 13,5
» 60 » 200 « 15,0

С объемом разобрались, идем дальше…

Теперь нас интересуют следующие параметры: ширина, длина, высота топочной, наличие приточной вентиляции и место установки газового котла (или любого другого отопительного прибора).

Начнем с высоты, так как тут все просто и ясно: высота помещения топочной дожна быть не менее 2 метров и точка.

Теперь, что касается периметра топочной: тут существует несколько факторов. Периметр, в принципе произвольный, главное, чтобы ширина проходов в свету со стороны фронта газового оборудования до противоложной стены была не меньше 1 метра, то есть от самой выступающей точки лицевой части котла. Теперь прикинем площадь пола: тут следует вспомнить со школы, что объем прямоугольника равен произведению площади на высоту, то есть, минимальный объем мы уже знаем, из таблицы выше, обозначим его буквой V, также мы уже знаем высоту (обозначим h), за размеры сторон примем буквы a и b, ну и площадь пола соответственно S. Итак площадь нашей топочной вычисляется по формуле: S = V/h = a*b. Будем считать, что с размерами топочной определились.

Переходим к дополнительным условиям:

В топочной должна быть предусмотрена вытяжная и приточная вентиляция.

В СНиП ясно указано, что топочные должны иметь вытяжной вентиляционный канал (для РБ СНБ 3.02.04 вам в помощь, а для РФ раньше было написано в СНиП 2.04.08-87* п.6.42, п.6.43. теперь смутно в СНиП 31-02-2001, но в принципе почти тоже самое), окно (для РБ, для РФ СНиП 31-02-2001 6.14) и отверстия с решеткой в нижней части двери или стены, выходящей в смежное помещение (или зазор, между дверью и полом), площадь которого должна быть не менее 0,02 м.кв. Что касается окна, то оно должно быть площадью 0,25 м.кв. или больше, выходящее на улицу . (Опять же, если Вы планируете установить котел с закрытой камерой сгорания, указанное окно для РБ можно не предусматривать, для РФ, раньше СНиП 2.04.08-87 теперь СНиП 31-02-2001 п.6.14).

С размерами, отверстиями и прочей атрибутикой определились. Теперь будем определяться с местом расположения самой топочной. Тут есть несколько основных моментов: при газоснабжении СУГ- в подвальных и цокольных этажах зданий располагать помещение топочной запрещено, но это случай редкий (не путать СУГ с природным газом CH4). Раньше не допускалось устройсво топочных помещений в подвалах и чердачных помещениях, теперь же, при газоснабжении природным газом допускается установка аж до четырех единиц отопительного газового оборудования, но с закрытой камерой горения (суммарная мощность до 200кВт ). А располагать топочные можно на любом из этажей, в том числе подвальном или цокольном, а также на крыше или чердаке одноквартирного жилого дома. Кстати, когда будете проектировать топочную, не забудьте про устройство дымохода, о чем будет рассказано более подробно в другой статье. Да, чуть не забыл — воздух для котлов или водонагревателей с закрытой камерой горения нужно брать с улицы, через специально предусмотренный воздуховод или коаксиальный дымоход.

Статью, где кратко изложены требования к установке котла.

PS: если Вам понравилась статья, то Вы можете оказать помощь на кнопку +1, которая повысит статье рейтинг и поможет следующим посетителям вместо спама найти нормальную статью. Спасибо. (Все данные для РБ брались из СНБ 4.03.01-98 с учетом внесенных изменений по издание №8, введенное с 2008-03-01, для РФ раньше СНиП 2.04.08-87* п.6.42, п.6.43., теперь СНиП 31-02-2001, СНиП 42-01-2002).

Если статья оказалась

полезной , в качестве благодарности

воспользуйтесь одной из кнопок ниже — это немного повысит рейнинг статьи. Ведь в интернете так трудно найти что-то стоящее.

Спасибо!

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...