Подбор питательных устройств и сетевых насосов

5. Подбор питательных устройств и сетевых насосов

Для принудительной циркуляции воды в тепловых сетях в котельной устанавливают два сетевых насоса с электроприводом (один из них резервный). Подачу сетевого насоса (м³/ч), равную часовому расходу сетевой воды в подающей магистрали, определяют по формуле [стр.134]:

 , (5.1)

где Ф_р.в=Ф_р-Ф_с.н - расчетная тепловая нагрузка, покрываемая теплоносителем - водой, Вт; t_п и t₀ - расчетные температуры прямой и обратной сетевой воды, ⁰С;  - плотность обратной воды (при t₀=70⁰С =977,8 кг/м³); Ф_с.н - тепловая мощность, потребляемая котельной на собственные нужды (подогрев и деаэрация воды, отопление вспомогательных помещений и др.), определим по формуле [стр.134]:

(5.2)

 ,Вт

Определим подачу сетевого насоса (5.1):

 ,м³/ч

Напор, развиваемый сетевым насосом, зависит от общего сопротивления тепловой сети. Если же теплоноситель получают в водогрейных котлах, то учитывают также потери давления в них. Ориентировочно принимают Р_сет.н=200...400 кПа.

Выберем Р_сет.н=400 кПа.

Подпиточные насосы компенсируют разбор воды из открытых тепловых сетей на горячее водоснабжение и технологические нужды, а также восполняют утечки воды, составляющие 1...2% ее часового расхода. Подача подпиточного насоса (м³/ч) [стр.134]:

, (5.3)

где Ф_г.в - расчетная тепловая нагрузка горячего водоснабжения, Вт; Ф_т.н.в - часть расчетной тепловой нагрузки на технологические нужды, покрываемая теплоносителем - водой, Вт; t_г и t_х - расчетные температуры горячей и холодной воды, ⁰С; _пп - плотность подпиточной воды, можно принять , кг/м³.

 м³/ч

Напор развиваемый подпиточными насосами, Р_пп.н=200...600 кПа.

Выберем Р_пп.н=600 кПа.

В котельной должно быть не менее двух подпиточных насосов, из которых один резервный, Устанавливают их перед сетевыми насосами, подавая в систему химически очищенную воду из деаэраторов или баков - аккумуляторов подпиточной воды. В качестве сетевых и подпиточных используют центробежные консольные насосы типа К и КМ.

Насосы выбирают по расчетным значениям подачи и напора.

Выберем сетевой насос по [прил.15],марки 3К-6 и КПД 60%. Подпиточный насос по этому же приложению выбираем марки 2,5МЦ-0,8М с КПД 40%.

Мощность (кВт), потребляемая центробежным насосом с электроприводом, определяется по формуле [стр. 135]:

 , (5.4)

где Q_н - подача насоса, м³/ч; Р_н - напор, создаваемый насосом, кПа;  - КПД насоса.

Определим мощность сетевого насоса по формуле (5.4):

 ,кВт

Определим мощность подпиточного насоса

 ,кВт

Теперь по справочнику асинхронных двигателей [3], выберем двигатели для привода сетевого и подпиточного насоса.

Для привода сетевого насоса будем использовать двигатель АИРМ 132М4 мощностью 11 кВт и синхронной частотой вращения 1500 об/мин.

Для привода подпиточного насоса будем использовать двигатель АИРМ 112М4 мощностью 5,5 кВт и синхронной частотой вращения 1500 об/мин.

6. Расчет водоподготовки

В производственно-отопительных котельных получила распространение до котловая обработка воды в натрий-катионитовых фильтрах с целью ее умягчения. Объем катионита (м³), требующийся для фильтров, находят по формуле [стр 135]:

 (6.1)

где  - расчетный расход исходной воды, м³/ч;  - период между регенерациями катионита (принимают равным 8...24 ч); Н₀ - общая жесткость исходной воды, мг-экв/кг, для Вологды Н₀=3 мг-экв/кг; Е - объемная способность катионита, г-экв/м³ (для сульфоугля Е=280...350г-экв/м³. Примем =10 ч., Е=300 г-экв/м³

Расчетный расход исходной воды [стр. 136]:

 (6.2)

где 4,5 - расход воды на регенирацию 1 м³ катионита, м³; - расход исходной воды, м³/ч. Для водогрейной котельной он равен количеству воды, подаваемой подпиточным насосом =Q_пп.н.

Определим расчетный расход исходной воды (6.2):

 ,м³/ч

Объем катионита (6.1):

 ,м³

Расчетная площадь поперечного сечения одного фильтра [стр. 136]:

 (6.3)

где h - высота загрузки катионита в фильтре, равная 2...3 м; n - число рабочих фильтров (1..3).

Примем высоту загрузки h=2 м, а количество рабочих фильтров n=1.

 ,м²

По таблице [таб. 21] подбираем фильтры с площадью поперечного сечения F, близкой к расчетной F_р (с запасом в сторону увеличения). Дополнительно к выбранному количеству фильтров устанавливают один резервный. В котельной устанавливаем два фильтра с площадью поперечного сечения 0,76 м² и диаметром 1000 мм.

Далее определяем фактический межрегенерационный период  (ч) и число регенерации каждого фильтра в сутки n_р [ стр. 136]:

,

 (6.4)

где F - площадь поперечного сечения выбранного фильтра, м²; 1,5 - продолжительность процесса регенерации, ч.

 ч

Для регенерации натрий-катионитовых фильтров используют раствор поваренной соли NaCl (6...8%). Расход соли (кг) на одну регенерацию фильтра определяют по формуле [ стр. 137]:

 (6.5)

где а - удельный расход поваренной соли, равный 200 г/(г*экв).

 кг

Суточный расход соли по всем фильтрам [стр. 137]:

 (6.6)

 кг

Месячный расход соли по всем фильрам:

 т

В крупных котельных (>3 т) поваренная соль хранится в железобетонных резервуарах в виде крепкого раствора (26 %), который насосом подаётся в фильтр раствора соли, а затем в бак для разбавления водой до требуемой кондиции.

Деаэрация (дегазация) питательной и подпиточной воды позволяет снизить содержание в ней агрессивных газов - кислорода и углекислоты. В водогрейных котельных используют деаэдораторы, работающие под вакуумом (0,02...0,03 Мпа), соответствующим температуре кипения воды 60...70⁰С.