2.3 Описание оборудования регенерации тепла

Теплообменники смесь/горячая вода, масло/горячая вода и вода для охлаждения двигателя/горячая вода расположены у двигателя и/или каркаса модулей в блочном исполнении и полностью соединены системой трубопроводов.

Теплообменник смесь/ горячая вода

Регенерация тепла происходит благодаря двухсекционному теплообменнику, который смонтирован у двигателя. Первая секция встроена в контур горячей воды, для второй секции требуется вода с низкой температурой. Теплообменник масло/ горячая вода

Регенерация тепла происходит благодаря смонтированному теплообменнику, который встроен в контур горячей воды.

Теплообменник вода для охлаждения двигателя / горячая вода.

Расположен на каркасе модулей в блочном исполнении в виде пластинчатого теплообменника и полностью соединен с системой трубопроводов, для регенерации тепла воды для охлаждения двигателя.

Теплообменник «отходящий газ / горячая вода»

Однозаходный теплообменник с узлом труб служит для утилизации тепла отходящего газа и является составной частью котла утилизации тепла. Теплообменник для отходящего газа состоит из следующих компонентов:

1. входной камерой, с отверстием для промывки;

2. трубчатого теплообменника с закрепленным пучком труб;

3. выходной камерой, с отверстием для промывки, со сливом конденсата;

4. термоэлементом для индикации температуры отходящего газа при выходе из теплообменника;

5. термоэлементом для индикации температуры отходящего газа в трубчато-пластинчатом теплообменнике.

Технические данные регенерации тепла приведены в таблице 3.

Таблица 3

Наименование	Величина
Общие данные – контур горячей воды
Единичная полезная мощность, кВт	1149
Температура обратной воды, °С	70
Температура при подаче, °С	94,6
Количество протекающей горячей воды, м3/ч	40,2
Макс, номинальное давление горячей воды, бар	10
Падение давления горячей воды, бар	0,80
Допустимое изменение рециркуляционной температуры, °С	+0/-20
Допустимая максимальная скорость изменения рециркуляции температуры, °С/мин	10
Теплообменник смеси (1-я секция) Тип ребристый трубчатый теплообменник
Максимальное номинальное давление горячей воды, бар	10
Падение давления горячей воды, бар	0,20
Подключение горячей воды, DN/PN	80/10
Теплообменник смеси (2-я секция) (СМК не входит) Тип ребристый трубчатый теплообменник
Макс, номинальное давление горячей воды, бар	10
Падение давления горячей воды, бар	0,20
Подключение горячей воды, DN/PN	65/10
Теплообменник масла Тип пластинчатый теплообменник
Макс, номинальное давление горячей воды, бар	10
Падение давления горячей воды, бар
Подключение горячей воды, DN/PN	80/10
Теплообменник воды для охлаждения двигателя Тип пластинчатый теплообменник
Макс, номинальное давление горячей воды, бар	10
Падение давления горячей воды, бар	0,20
Подключение горячей воды, DN/PN	80/10
Теплообменник отходящего газа Тип трубчатый теплообменник
Примерное падение давления отходящего газа, бар	0,02
Подключение отходящего газа	250/10
Макс, номинальное давление горячей воды, бар	6
Падение давления горячей воды, бар	0,20
Подключение горячей воды	100/10

Автоматический долив смазочного масла

Автоматический долив смазочного масла, состоит из: магнитного клапана, управляемого датчика уровня, в трубопроводе подачи масла со смотровым стеклом для визуального контроля уровня масла; контролера за уровнем для отключения двигателя при "MIN" и при "МАХ"; устройства для ручного управления магнитным клапаном для первичного наполнения и/или для смены масла, спуска масла с помощью запорного крана; вывод наружу через каркас модулей с помощью отдельного трубопровода.

Так же имеется насос для предварительной смазки и последующего охлаждения в составе:

1. 1 шт. масляный насос 250 Вт;

2. 1 шт. масляный фильтр;

3. необходимые системы трубопроводов.

Окислительный катализатор

Нерегулируемый окислительный катализатора, состоящий из металлического корпуса с напылением из драгоценных металлов для уменьшения выбросов СО- и N-катализатор поставляется в разобранном виде и монтируется после пуска и настройки двигателя в канале отвода выхлопных газов.

Подача топливного газа

Для мини - ТЭЦ предлагается оставить существующий участок регулировки давления газа котельной в составе:

1. газовый фильтр ФГКР14-80-1,2;

2. манометр с кнопочным краном, от 0 до 6 бар;

3. регулятор среднего давления с предохранительным запорным клапаном (ПЗК);

4. демпфирующий участок с понижением;

5. предохранительный сбросной клапан (ПСК);

6. магнитные клапаны;

Принцип работы ГРУ

Газ начального давления через задвижку поступает в фильтр, где очищается от механических примесей. Очищенный газ проходит через ПЗК, который предназначен для отключения подачи газа при аварийном отклонении выходного давления, откуда поступает в регулятор давления - основное устройство ГРУ, где производится снижение давления газа до заданного и автоматическое поддержание его независимо от изменения расхода газа. Регулирующая линия ГРУ имеет обводной газопровод (байпас). Предохранительный сбросной клапан предназначен для снижения выходного давления газа после регулятора путем стравливания части газа в атмосферу.

Для периодического контроля работы оборудования на газопроводах входного и выходного давления газа установлены регистрирующие и показывающие манометры.

Байпас отходящих газов

Байпас отходящих газов состоит из 2 газовых клапанов (привод от соответствующего электромотора) и служит для блокировки входного и выходного отверстий на котле-утилизаторе и относящихся к нему байпасе отходящих газов.

Регулировка температуры рециркуляционной воды

Цель: гарантировать постоянную температуру горячей воды на входе модуля путем подмешивания из первой фракции горячей воды.

Состоит из трехходового регулирующего клапана с электрическим сервоприводом и 1 регулятор PID, который встроен в шкаф управления.

Мини - ТЭЦ работает следующим образом: газопоршневой двигатель вращает генератор, электроэнергия направляется потребителю через подстанцию или с шин генератора. Сетевая вода подается через теплообменник рубашки охлаждения, а затем в теплообменник дымовые газы - вода. Температура сетевой воды 60/40 °С. Также для сглаживания суточных перепадов потребления горячей воды устанавливается аккумулятор горячей воды, который «заряжается» ночью, когда низкое потребление воды и «разряжается» утром и вечером во время пиков расхода воды.

Вывод

В данной главе был произведен подбор когенерационной установки GUASCOR FGLD 240 мощностью 526кВт, работающей на 75% от номинальной теплопроизводительности и покрывающей 40% от максимальной тепловой нагрузки мини-ТЭЦ. Для покрытия оставшихся 60% был подобран котел типа Viessmann Vitomax 200-HW M236 мощностью 1500кВт.

Глава III Выбор вспомогательного оборудования мини-ТЭЦ

3.1 Расчет и выбор пластинчатого теплообменника

Выполняется расчет теплообменника «вода для охлаждения двигателя/ горячая вода»

1. Проверяется соотношение ходов в теплообменнике:

Соотношение ходов не превышает 2, следовательно, принимается симметричная компоновка теплообменника.

2. По оптимальной скорости нагреваемой воды определяется требуемое число каналов:

где f_к – живое сечение одного межпластинчатого канала

3. Компоновка водоподогревателя симметричная, т.е. m_гр=m_н. Общее живое сечение каналов в макете по ходу греющей и нагреваемой воды (m_н принимается равным 20):

;

4. Определяются фактические скорости греющей и нагреваемой воды, м/с:

5. Определяется коэффициент теплоотдачи (тепловосприятия) от греющей воды к стенке пластины, принимая А=0,492;

,

где А - коэффициент, зависящий от типа пластин

6. Определяется коэффициент теплоотдачи (тепловосприятия) от стенки пластины к нагреваемой воде

,

где

7. Определяется коэффициент теплопередачи

где β – коэффициент, учитывающий уменьшение коэффициента теплопередачи из-за термического сопротивления накипи и загрязнений на пластине, в зависимости от качества воды принимается равным 0,7÷0,85

8. Рассчитывается требуемая поверхность нагрева

9. Определяется количество ходов:

где f_пл – поверхность нагрева одной пластины, м²

Принимается один ход.

10. Рассчитывается действительная поверхность нагрева водоподогревателя:

11. Рассчитываются потери давления водоподогревателя:

1. для нагреваемой воды:

2. для греющей воды:

где φ — коэффициент, учитывающий накипеобразование, который для греющей сетевой воды равен 1, а для нагреваемой воды должен приниматься по опытным данным, при отсутствии таких данных можно принимать φ=1,5÷2

Б – коэффициент, зависящий от типа пластины.

1. для нагреваемой воды:

2. для греющей воды:

Технические характеристики пластинчатых теплообменников фирмы Danfoss для теплоснабжения представлен в таблице №4

Таблица №4

Показатель	Паяный теплообменник
модель	ХВ 70H-1
Поверхность нагрева пластины, м2	0,256
Габариты пластины, мм	365x990
Объем 1 канала, л	0,55/70
Условное давление Ру, бар	25/16
Максимальная рабочая температура, °С	180
Минимальная рабочая температура, °С	-10
Количество пластин	100
Диаметр патрубков, мм	Дгр65/Ду100
Площадь теплообмена, м2	23,42
Материал пластин	Нержавеющая сталь
Тип присоединения	Фланцевое