5. Подбор питательных устройств и сетевых насосов
Бесперебойное снабжение паровых котлов водой обеспечивается питательными устройствами, к которым относятся конденсатные и питательные баки и насосы.
Для паровых котлов низкого давления (избыточное давление пара до 68,7 кПа) применяются питательные баки, одновременно выполняющие функции и конденсатных баков. В них поступают конденсат, возвращаемый от потребителей, и питательная вода, восполняющая потери конденсата. Обычно устанавливают два бака или один, разделенный пополам.
Вместимость питательных баков (м3) из расчета часового запаса воды
, (22)
где
— расход
питательной воды при расчетной нагрузке
котельной, кг/ч.
Расход питательной воды
=
D
(1 + П/100), (23)
где D - расчетная паропроизводительность всех котлов, кг/ч; П - продувка котлов, % (при питании котлов химически очищенной водой П = 0,5...3,0 %).
Паропроизводительность паровых котлов определяется по формуле
, (24)
где Фп.к — тепловая мощность всех паровых котлов, Вт; hп — энтальпия пара, для избыточного давления 68,7 кПа равная 2660 кДж/кг. Энтальпия воды зависит от ее температуры h = 4,19t. Конденсат пара, являющийся питательной водой для парового котла, имеет температуру 70 ºС. Таким образом hп.в = 4,19•70 = 293 кДж/кг.
В качестве питательных насосов устанавливают два центробежных насоса с электроприводом (рабочий и резервный). Подача каждого насоса должна быть не менее 110 % суммарной максимальной паропроизводительности всех котлов.
Если производительность всех паровых котлов не выше 500 кг/ч, то резервным питательным насосом может служить ручной насос.
Давление (кПа), создаваемое питательным насосом, ориентировочно может быть подсчитано по формуле
pп.н = pк + (100…200), (25)
где рк — избыточное давление в котле, кПа.
Для принудительной циркуляции воды в тепловых сетях в котельной устанавливают два сетевых насоса с электроприводом (один из них резервный). Подача сетевого насоса (м3/ч), равная часовому расходу сетевой воды в подающей магистрали
, (26)
где Фр.в = Фр – Фп – Фс.н — расчетная тепловая нагрузка, покрываемая теплоносителем — водой, Вт; Фп — тепловая нагрузка, покрываемая паром, Вт; Фс.н — тепловая мощность, потребляемая котельной на собственные нужды (подогрев и деаэрация воды, отопление вспомогательных помещений и др.), Фс.н = (0,03...0,1)(ΣФот + ΣФв + ΣФг.в + ΣФт); tп и tо — расчетные температуры прямой и обратной воды, °С; ρо — плотность обратной воды (при tо = 70°C ρо = 977,8 кг/м3).
Давление, развиваемое сетевым насосом, зависит от общего сопротивления тепловой сети. Если теплоноситель получают в водогрейных котлах, то учитывают также потери давления в них. Ориентировочно принимают pсет.н = 200...400 кПа.
Подпиточные насосы компенсируют разбор воды из открытых тепловых сетей на горячее водоснабжение и технологические нужды, а также восполняют утечки сетевой воды, составляющие 1...2% ее часового расхода. Подача подпиточного насоса (м3/ч)
, (27)
где Фг.в — расчетная тепловая нагрузка горячего водоснабжения, Вт; Фт.н.в — часть расчетной технологической нагрузки, покрываемой теплоносителем — водой, Вт; tг и tх — расчетная температура горячей и холодной воды, ºС; ρпп — плотность подпиточной воды, можно принять равной ρо, кг/м3.
Давление, развиваемое подпиточными насосами, Рпп.н = 200...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.
Для питания паровых котлов применяют насосы типа ЦВм (центробежно-вихревые) и ПНП (паровые поршневые). В качестве сетевых и подпиточных используют центробежные консольные насосы типа К и КМ.
Насосы выбирают по специальным каталогам по расчетным значениям подачи и напора.
Мощность (кВт), потребляемая центробежным насосом с электроприводом,
, (28)
где Qн — подача насоса, м3/ч; рн — давление, создаваемое насосом, кПа; ηн — КПД насоса.
В приложениях 10...13 приведены технические данные некоторых центробежных и поршневых насосов, применяемых в отопительно-производственных котельных.