Федеральное государственное унитарное
предприятие
Проектный, конструкторский и научно-исследовательский институт
«СантехНИИпроект»

|
СТАНДАРТ
ОРГАНИЗАЦИИ
|
СТО
02494733-5.4-02-2006
|
РАСЧЕТ ТЕПЛОВЫХ СХЕМ КОТЕЛЬНЫХ
Москва
2006
Предисловие
Сведения
о стандарте
1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным
унитарным предприятием «Проектный, конструкторский и научно-исследовательский
институт «СантехНИИпроект»
2 ВНЕСЕН Федеральным государственным
унитарным предприятием «Проектный, конструкторский и научно-исследовательский
институт «СантехНИИпроект»
3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом
ФГУП «СантехНИИпроект» от 15 декабря 2006 г № 19
4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
Введение
Цели
и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным
законом от 27 декабря 2002 г № 184-ФЗ «О техническом регулировании», а
правила применения стандартов организаций - ГОСТ
Р 1.4-2004 «Стандартизация в Российской Федерации Стандарты организаций.
Общие положения».
Настоящий
стандарт разработан с учетом достижений науки и техники в области
проектирования котельных для зданий различного назначения в целях распространения
и использования результатов исследований и разработок в данной области.
Стандарт
содержит методику расчета тепловых схем отопительно-производственных котельных
с паровыми котлами КЕ для открытой и закрытой системы теплоснабжения.
Требования
настоящего стандарта подлежат обязательному соблюдению производственными
подразделениями СантехНИИпроекта, а также другими субъектами хозяйственной
деятельности на добровольной основе, если в договоре на разработку проектной
документации сделана ссылка на этот стандарт.
СТАНДАРТ
ОРГАНИЗАЦИИ
РАСЧЕТ
ТЕПЛОВЫХ СХЕМ КОТЕЛЬНЫХ
|
Дата введения -
2006-12-15
1.1 В работе изложены
рекомендации по расчету тепловых схем котельных с паровыми котлами,
рассчитанными для работы при давлении пара 14 МПа (пар насыщенный).
Приводится методика
расчета тепловых схем для закрытой и открытой систем теплоснабжения,
иллюстрируемая соответствующими примерами.
Предусматривается
выполнение расчетов для наиболее характерных режимов работы котельных.
По отдельным позициям
для ускорения расчетов в работе приведены аналитический и графический
(приложение А)
методы.
В основу определения
расхода пара на деаэрацию питательной воды, являющегося наиболее сложным
элементом расчета, положен только графический метод.
В настоящем стандарте
использованы нормативные ссылки на следующие документы:
СанПиН
2.1.2.1002-00 Санитарно-эпидемиологические требования к жилым зданиям и
помещениям
СНиП 23-01-99* Строительная климатология
СНиП 2.04.01-85* Внутренний
водопровод и канализация зданий
ГОСТ
30494-96 Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях
3.1 Расчет тепловой
схемы котельной производится с целью определения расхода пара и воды для
отдельных узлов при характерных режимах работы котельной и составления общего
материального баланса пара и воды.
Расчет выполняется
параллельно для всех режимов с применением табличной формы в рекомендуемой
последовательности (см. таблицы 2 и 4).
Расчетом определяется
температура различных потоков воды (сетевой, подпиточной, химочищенной
исходной) и конденсата.
3.2 На расчетной
тепловой схеме котельной (рисунка А.1 и А.2) указываются направления
основных потоков теплоносителя, его расходы и параметры.
3.3 Расчет теплой схемы
котельной выполняется в следующей последовательности:
- рассчитывается
предварительный пароводяной баланс котельной (без учета непрерывной продувки),
который используется в расчете химводоочистки для установления необходимости
непрерывной продувки, ее величины, а также для уточнения собственных нужд
химводоочистки;
- производится полный
расчет тепловой схемы котельной по всем позициям, в частности уточняется
пароводяной баланс, суммарная паровая нагрузка котельной и намечаются варианты
для выбора типоразмера и количества котлов. Выбор основного варианта установки
котлов производится при составлении технико-экономического обоснования.
В процессе расчета
тепловой схемы методом последовательных приближений уточняется расход пара на
деаэрацию питательной воды. Предлагаемый метод расчета позволяет уточнить этот
расход после одного приближения, причем погрешность находится в пределах 5 %;
- результаты расчета
являются исходными данными для расчета и выбора оборудования отдельных узлов
тепловой схемы и основных трубопроводов котельной. Выбор числа и единичной
мощности котлов также производится на основании результатов расчета тепловой
схемы. В случае наличия двух или более вариантов установки котлов выбор следует
производить на основании технико-экономического обоснования.
3.4
Методика расчета тепловых схем и примеры приведены для наиболее общего случая
тепловой схемы - отопительно-производственной котельной (с теплоносителями -
высокотемпературная вода и насыщенны пар).
Расчеты
отопительной (теплоноситель высокотемпературная вода) и производственной
котельной (теплоноситель насыщенный пар) являются частными случаями общего
расчета тепловой схемы.
3.5
Расчетные режимы.
Для
отопительно-производственной и отопительной котельных расчет ведется для
четырех характерных режимов:
-
максимального зимнего при расчетной температуре наружного воздуха для
проектирования отопления и вентиляции;
-
при средней температуре наиболее холодного месяца;
-
при температуре наружного воздуха в точке излома температурного графика сетевой
воды (при наличии нагрузки на горячее водоснабжение);
-
летнего режима.
В
случае отсутствия нагрузки на горячее водоснабжение режим при температуре
наружного воздуха в точке излома температурного графика сетевой воды заменяется
режимом в конце отопительного периода (температура наружного воздуха 8 °С).
Для
отопительной котельной при наличии только отопительно-вентиляционной нагрузки
исключается летний режим (котельная в летний период не работает).
Производственная
котельная рассчитывается для максимального зимнего режима, режима при средней
температуре самого холодного месяца и летнего.
3.6
Исходные данные к примеру расчета тепловой схемы отопительно-производственной
котельной для закрытой системы теплоснабжения приведены в таблице 1.
Дополнительные исходные данные:
-
топливо твердое; сжигание топлива - слоевое, поэтому отсутствует мазутное
хозяйство, и в расчетах Dмаз
принято равным 0; при камерном сжигании твердого топлива
требуется мазут для растопки и подсветки факела. В этом случае и в случае
использования мазута в качестве топлива (основного, резервного или аварийного)
необходимо предусматривать мазутное хозяйство и учитывать в расчете расход пара
на мазутное хозяйство;
- возврат конденсата от
производственных потребителей под напором.
Для примера расчета
тепловой схемы с учетом расхода теплоты на мазутное хозяйство для
отопительно-производственной котельной с открытой системой теплоснабжения в
качестве топлива принят мазут.
3.7 Исходные данные к
примеру расчета тепловой схемы отопительно-производственной котельной для
открытой системы теплоснабжения приведены в таблице 3.
Примеры расчетов
тепловых схем для закрытых и открытых систем теплоснабжения даны, как наиболее
сложные, с использованием качественного регулирования. При использовании
количественного регулирования в расчетах тепловых схем следует:
- принимать температуру
прямой и обратной сетевой воды на выходе из котельной и температуру обратной
сетевой воды перед сетевыми насосами во всех расчетных режимах равной
температуре при максимальном режиме.
3.8
В приведенных примерах (таблицы 2 и 4) был принят, согласно
заданию, температурный график сетевой воды 150 - 70 °C.
Расчетные формулы температуры наружного воздуха в точке излома, температуры
прямой и обратной сетевой воды составлены для заданного температурного графика.
При температурном
графике 130 - 70 °C указанные величины могут быть определены по
следующим формулам или рисунку:
- температура наружного
воздуха в точке излома
tн
изл =
tвн
- 0,418∙(tвн
- tнр) (рис.
3);
- температура прямой
сетевой воды
t1 = 18 + 64,5∙K0,8ов + 47,5∙Kов;
-
температура обратной сетевой воды
t2 = t1
- 60∙Kов.
Для
иного температурного графика температуру сетевой воды в подающем и обратном
трубопроводах при любой температуре наружного воздуха следует определять по
формулам:
-
в подающем трубопроводе

-
в обратном трубопроводе

где
t1
- расчетная температура в подающем трубопроводе тепловой сети при любой
температуре наружного воздуха, °C;
t2 - расчетная
температура в обратном трубопроводе тепловой сети при любой температуре
наружного воздуха, °C;
t1
- расчетная температура в подающем трубопроводе местной системы, °С (95 °С);
t2
- расчетная температура в обратном трубопроводе местной
системы, °С (70 °С),
tвн - внутренняя
температура помещения;
Ков
- коэффициент снижения расхода тепла на отопление и вентиляцию в зависимости от
температуры наружного воздуха;
Dtмакс - расчетный
перепад температур в тепловой сети (150 - 70; 130 - 70; 115 - 70 и т.д.).
По
полученным точкам строится температурный график.
Точкой
излома температурного графика является точка, соответствующая температуре в
подающем трубопроводе 70 °С. По этой точке по температурному графику определяется
температура наружного воздуха в точке излома (tн изл).
3.9 Максимальный часовой
отпуск тепла на горячее водоснабжение промышленного предприятия совпадает со
среднечасовым (коэффициент часовой неравномерности Кч согласно СНиП 2.04.01).
При отпуске тепла на
горячее водоснабжение городов и населенных пунктов максимальный часовой расход
принимается с коэффициентом 1,3 от среднечасового.
3.10 Для быстрого
определения ряда расчетных величин рекомендуется использовать графики
(приложение А,
рисунки 1
- 5)
Абсолютное значение
величины расхода пара на деаэрацию питательной воды вычисляется по удельному
расходу пара. Удельный расход пара определяется по графику (для закрытой
системы теплоснабжения - рисунок 5, для открытых - рисунок 6).
График на рисунке 6 построен при коэффициенте непрерывной продувки П
= 0. На величину непрерывной продувки вводится поправка (см. рисунок 6б).
Удельные потери пара с
выпаром из деаэратора приняты в примере 0,002 т на 1т деаэрированной воды (по
рекомендации ЦКТИ могут быть в пределах 0,002 - 0,004 т/т.
(обязательное)
А.1 Исходные данные для
расчета тепловой схемы отопительно-производственной котельной с паровыми
котлами ДЕ для закрытой системы теплоснабжения приведены в таблице А.1.
А.2
Пример расчета тепловой схемы отопительно-производственной котельной с паровыми
котлами ДЕ для закрытой системы теплоснабжения приведен в таблице А.2.
А.3
Исходные данные для расчета тепловой схемы отопительно-производственной
котельной с паровыми котлами ДЕ для отрытой системы теплоснабжения приведены в
таблице А.3.
А.4
Пример расчета тепловой схемы отопительно-производственной котельной с паровыми
котлами ДЕ для открытой системы теплоснабжения приведен в таблице А.4.
А.5
Расчетная тепловая схема отопительно-производственной котельной с паровыми
котлами ДЕ для закрытой системы теплоснабжения приведена на рисунках А.1 и А.1а.
А.6
Расчетная тепловая схема отопительно-производственной котельной с паровыми
котлами ДЕ для закрытой системы теплоснабжения приведена на рисунке А.2.
А.7
Температура наружного воздуха в точке излома температурного графика сетевой
воды определяется по графику на рисунке А.3.
А.8
Коэффициент снижения расхода тепла на отопление и вентиляцию в степени 0,8
приведен на рисунке А.4.
А.9
Удельный расход пара на деаэратор питательной воды для закрытой системы
теплоснабжения определяется по графикам на рисунках А.5, А.5а и А.5б.
А.10
Удельный расход пара на деаэратор питательной воды для открытой системы
теплоснабжения определяется по графикам на рисунках А.6, А.6а, А.6б и А.6в.
А.11 Выбор типа и количества работающих котлов в зависимости
от суммарной паровой нагрузки котельной определяется по графику на рисунке А.7.
Таблица А.1 - Исходные данные для расчета
тепловой схемы отопительно-производственной котельной с паровыми котлами ДЕ для
закрытой системы теплоснабжения
Наименование
|
Обозначение
|
Единица измерения
|
Расчетный режим
|
Примечание
|
Максимальный зимний
|
При средней температуре
наиболее холодного месяца
|
При температуре наружного
воздуха в точке излома температурного графика сетевой воды
|
Летний
|
1 Расчетная
температура наружного воздуха
|
tн
|
°С
|
-39
|
-17,2
|
*
|
-
|
Согласно СНиП
23-01-99*
|
2 Температура
воздуха внутри отапливаемого помещения
|
tвн
|
°С
|
20
|
20
|
20
|
20
|
Согласно ГОСТ 30494-96, СанПиН 2.1.2-1002-00
|
3
Максимальная температура прямой сетевой воды
|
t1макс
|
°С
|
150
|
-
|
-
|
-
|
Задается
|
4 Минимальная
температура прямой сетевой воды в точке излома
|
t1изл
|
°С
|
-
|
-
|
70
|
-
|
Задается
|
5
Максимальная температура обратной сетевой воды
|
t2макс
|
°С
|
70
|
-
|
-
|
-
|
Задается
|
6 Температура
деаэрированной воды после деаэратора
|
T
|
°С
|
104
|
104
|
104
|
104
|
Из таблиц
насыщения пара и воды при давлении 0,12 МПа
|
7 Энтальпия
деаэрированной воды после деаэратора
|
i
|
кДж/кг
|
436,26
|
436,26
|
436,26
|
436,26
|
8 Температура
сырой воды на входе в котельную
|
T1
|
°С
|
5
|
5
|
5
|
15
|
Принимается
|
9 Температура
сырой воды перед химводоочисткой
|
T3
|
°С
|
25
|
25
|
25
|
25
|
|
10 Удельный
объем воды в системе теплоснабжения в тоннах на 1 МВт суммарного отпуска
тепла на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение
|
gсист
|
м3/МВт
|
30
|
30
|
30
|
30
|
Для
промышленных предприятий
|
Параметры
пара, вырабатываемого котлами (до редукционной установки):
|
|
11 Давление
|
P1
|
МПа (кгс/см2)
|
1,4 (14)
|
1,4 (14)
|
1,4 (14)
|
1,4 (14)
|
|
12
Температура
|
t1
|
°С
|
194,1
|
194,1
|
194,1
|
194,1
|
Из таблиц
насыщенного пара
|
13 Энтальпия
|
i1
|
кДж/кг
|
2787,6
|
2787,6
|
2787,6
|
2787,6
|
Параметры
пара после редукционной установки:
|
|
|
|
14 Давление
|
P2
|
МПа (кгс/см2)
|
0,7 (7)
|
0,7 (7)
|
0,7 (7)
|
0,7 (7)
|
|
15
Температура
|
t2
|
°С
|
164,2
|
164,2
|
164,2
|
164,2
|
Из таблиц
насыщенного пара
|
16 Энтальпия
|
i2
|
кДж/кг
|
2762,9
|
2762,9
|
2762,9
|
2762,9
|
Параметры
пара, образующегося в сепараторе непрерывной продувки:
|
|
17 Давление
|
P3
|
МПа (кгс/см2)
|
0,17 (1,7)
|
0,17 (1,7)
|
0,17 (1,7)
|
0,17 (1,7)
|
|
18 Температура
|
t3
|
°С
|
114,3
|
114,3
|
114,3
|
114,3
|
Из таблиц
насыщенного пара
|
19 Энтальпия
|
i3
|
кДж/кг
|
2697,6
|
2697,6
|
2697,6
|
2697,6
|
Параметры
пара, образующегося в сепараторе непрерывной продувки:
|
|
20 Давление
|
P4
|
МПа (кгс/см2)
|
0,12 (1,2)
|
0,12 (1,2)
|
0,12 (1,2)
|
0,12 (1,2)
|
|
21
Температура
|
t4
|
°С
|
104
|
104
|
104
|
104
|
Из таблиц
насыщенного пара
|
22 Энтальпия
|
i4
|
кДж/кг
|
2681,2
|
2681,2
|
2681,2
|
2681,2
|
Параметры
конденсата после охладителя выпара:
|
|
23 Давление
|
P4
|
МПа (кгс/см2)
|
0,12 (1,2)
|
0,12 (1,2)
|
0,12 (1,2)
|
0,12 (1,2)
|
|
24 Температура
|
t4
|
°С
|
104
|
104
|
104
|
104
|
Из таблиц
насыщенного пара
|
25 Энтальпия
|
i5
|
кДж/кг
|
436,3
|
436,3
|
436,3
|
436,3
|
Параметры
продувочной воды на входе в сепаратор непрерывной продувки:
|
|
26 Давление
|
P1
|
МПа (кгс/см2)
|
1,4 (14)
|
1,4 (14)
|
1,4 (14)
|
1,4 (14)
|
|
27
Температура
|
t1
|
°С
|
194,1
|
194,1
|
194,1
|
194,1
|
Из таблиц
насыщенного пара
|
28 Энтальпия
|
i7
|
кДж/кг
|
826
|
826
|
826
|
826
|
Параметры
продувочной воды на выходе из сепаратора непрерывной продувки:
|
|
29 Давление
|
P3
|
МПа (кгс/см2)
|
0,17 (1,7)
|
0,17 (1,7)
|
0,17 (1,7)
|
0,17 (1,7)
|
|
30 Температура
|
t3
|
°С
|
114,6
|
114,6
|
114,6
|
114,6
|
Из таблиц
насыщенного пара
|
31 Энтальпия
|
i8
|
кДж/кг
|
480,6
|
480,6
|
480,6
|
480,6
|
32
Температура продувочной воды после охладителя продувочной воды
|
tпр
|
°С
|
40
|
40
|
40
|
40
|
Принимается
|
33
Температура конденсата от блока подогревателей сетевой воды
|
tкб
|
°С
|
80
|
80
|
80
|
80
|
Принимается
|
34
Температура конденсата после пароводяного подогревателя сырой воды
|
t2
|
°С
|
164,2
|
164,2
|
164,2
|
164.2
|
Из таблиц
насыщенного пара и воды при давлении 0,7 МПа (7 кгс/см2)
|
35 Энтальпия
конденсата после пароводяного подогревателя сырой воды
|
i6
|
кДж/кг
|
743,5
|
743,5
|
743,5
|
743,5
|
36
Температура конденсата, возвращаемого с производства
|
tкп
|
°С
|
80
|
80
|
80
|
80
|
Задается
|
37 Величина
непрерывной продувки
|
П
|
%
|
5
|
5
|
5
|
9
|
Принимается
из расчета химводоочистки
|
38 Удельные
потери пара с выпаром из деаэраторов в тоннах на 1 т деаэрированной воды
|
dвып
|
т/т
|
0,002
|
0,002
|
0,002
|
0,002
|
Принимается
по рекомендациям ЦКТИ
|
39
Коэффициент собственных нужд химводоочистки
|

|
-
|
1,2
|
1,2
|
1,2
|
1,2
|
Принимается
из расчета химводоочистки
|
40
Коэффициент внутрикотельных потерь пара
|
Kпот
|
-
|
0,02
|
0,02
|
0,02
|
0,02
|
Принимается
|
41
Максимальный часовой отпуск тепла из котельной на отопление и вентиляцию
|
Qов макс
|
МВт
|
11,25
|
-
|
-
|
-
|
Задается
|
42
Среднечасовой отпуск тепла на горячее водоснабжение за сутки наибольшего
водопотребления
|

|
МВт
|
1,25
|
-
|
-
|
-
|
Задается
|
43 Часовой
отпуск пара производственным потребителям
|
Dпотр
|
т/ч
|
13,4
|
13,4
|
13,4
|
13,4
|
Задается
|
44 Возврат
конденсата от производственных потребителей
|
Gпотр
|
т/ч
|
6,6
|
6,6
|
6,6
|
6,6
|
Задается
|
45 Расход
пара на мазутное хозяйство**
|
Dмаз
|
т/ч
|
-
|
-
|
-
|
-
|
|
46 Удельная
теплоемкость воды
|
С
|
кДж/м3·°С
|
4,186
|
4,186
|
4,186
|
4,186
|
|
*
Температура наружного воздуха в точке излома определяется расчетом (см. пункт
3.8) или графически (см. рисунок 3)
**
Расход пара на мазутное хозяйство, учитывается только при работе котельной на
мазуте
|