1. IntroducereEnergia termic- una din cele mai principale tipuri
de energii folosit dectre omenire att pentru asigurarea condiiilor
necesare de trai i activitate, ct i pentru dezvoltarea i
perfecionarea societii. Energia termic, produs din surse primare de
energie, se folosete pentru obinerea energiei electrice la cetrale
electro-termice (CET), pentru diferite necesiti tehnologice, pentru
alimentarea cu cldur i ap cald a cldirilor civile i industriale.
Ansamblul instalaiilor i mecanismelor destinate pentru producerea
energiei termice sub form de abur i ap fierbinte reprezint
generatoare de cldur. Ele sunt destinate pentru producerea energiei
termice din surse primare de energie aa ca: combustibili organici,
energie nuclear, energie solar, energie hidraulic i biomasa.
Ansamblul de instalaii care produce energie termic i o transport
sub form de abur, ap fierbinte i aer cald se numesc instalaii de
nclzire. n dependen de puterea sistemei i de numrul de consumatori,
sistemele de nclzire se clasific: a) Centralizate- dac puterea
tuturor generatoarelor de cldur incluse n sistem este egal sau
depete 58 MW. n astfel de sisteme energia se produce ori n agregate
combinate, care produc att energie electric ct i termic(CET) sau n
agregate care produc numai energie termic, numite sisteme termice
raionale sau cazangerii. b) Descentralizat sau local- energia
termic se produce de generatoare cu puterea mai puin de 58 MW. La
aceste sisteme se refer i instalaiile de nclzire a cldirilor,
dotate cu cazane care folosesc ca combustibil gazele naturale cu
puterea 5-25 kW. Concentraia puterii termoenergetice poate conduce
la creterea degajrilor de substane nocive n atmosfer care necesit
cheltuieli suplimentare pentru captarea i tratarea lor.
Generatoarele de cldur modernizate reprezint agregate complet
mecanizate cu un grad nalt de automatizare, de producere a energiei
termice i care lucreaz pe baza diferitor tipuri de
combustibili.
1
2. Schema termic de principiu a C.T. cu cazane de abur.Schema
termic de principiu a C.T. reprezint o descriere grafic a
instalaiilor de baz, auxiliare i a conductelor de legtur a
centralei este reprezentat n figura de mai jos.
1- cazan de abur; 2- degazor; 3- instalaie de reducere a
presiunii i temperaturii aburului; 4pomp de alimentare cu motor
electric; 5- pomp de alimentare cu pistoane (cu antrenament cu
abur); 6- prenclzitorul apei brute (iniiale); 7- instalaia de
tratare chimic a apei; 8- prenclzitorul apei tratate chimic; 9-
separatorul purjrii continue; 10refrigerentul amestecului
abur-gaze; 11- barbotor (cmin de drenare); 12- pompa apei brute
(iniiale).
Din cazanul 1 aburul saturat cu presiunea de lucru ptrunde n
conducta principal de abur a centralei termice, de unde o parte din
el (major) se ndreapt, trecnd prin instalaia de reducere a
presiunii i temperaturii 3 ctre consumatorii principali-
tehnologici (industriali) i urbani (instalaii de nclzire, ventilare
i ap cald). Cealalt parte se utilizeaz pentru asigurarea
serviciilor proprii ale C.T.purjarea i suflarea funinginii (
impuritilor) de pe suprafaa schimbtoarelor de cldur a cazanelor,
transmisiunea pompelor cu pistoane, degazarea apei de alimentare,
prenclzirea pcurii i la nclzirea apei rece de reea n
2
schimbtoarele de cldur 6. Condensatul de la consumatori i de la
servicii proprii ale cazanului se ntorc n rezervorul degazorului.
Instalaia de reducere a presiunii i temperaturii 3 este destinat
pentru reducerea presiunii i temperaturii aburului pn la valorile
necesare. Apa brut rece din reea cu ajutorul pompei 12 se
introduce, trecnd prin nclzitorul (schimbtorul de cldur) 6, n care
se nclzete prin intermediul aburului pn la temperatura de 25C, n
instalaia de tratare chimic a apei 7, n care se dedurizeaz. Apoi,
trecnd prin schimbtorul de cldur 8, unde se nclzete pn la
temperatura de 36C i prin refrigerentul amestecului abur-gaze 10, n
care iari se nclzete pn la temperatura de 39C, se introduce n
degazorul 2, unde are loc eliminarea gazelor dizolvate n ap. n
colana degazorului 2 se amestec trei torente de ap (apa dedurizat,
condensatul ntors de la consumatori, condensatul ntors de la
serviciile proprii) la o temperatur medie de 60-80C. Pentru
reducerea pierderilor de cldur cu apa de purjare n schem se include
separatorul 9 purjrii continue, n care are loc reducerea brusc a
presiunii de la 0,7 pn la 0,17 MPa. n rezultat se degaj (separ)
aburul secundar, care este ndreptat n degazor, iar apa de purjare
rmase se nclzete pn la 40C n schimbtorul de cldur 8 i apoi se
elimin n barbotorul (cminul de drenare) 11, de unde se ndreapt n
drenaj. Din rezervorul degazorului 2 apa de alimentare cu ajutorul
pompelor 4 i 5 se introduce prin economizor n tamburul superior al
cazanelor de abur. Pompele centrifugale 4 cu antrenament electric,
de regul, sunt de baz, iar cele cu pistoane 5 cu antrenament cu
abur se afl n rezerv. Calculul schemelor termice al generatoarelor
de cldur (C.T.) moderne, reeind din complexitatea acestora, se
efectueaz prin metoda aproximaiilor succesive. Scopul calculului
este determinarea debitului nominal (maximal) de abur sau ap
fierbinte a G.C. a numrului de cazane (termogeneratoare). Cazanele
instalate n centrala termic trebuie s fie de acelai tip i mrime. n
sala de cazane trebuie s fie 2-3 cazane n funciune. Instalarea unui
singur cazan n centrala termic, de regul, se interzice, cu excepia
centralelor mici de ap fierbinte. Ca orientare, numrul de cazane n
centralele de ap fierbinte funcie de sarcina termic nominal poate
fi adoptat: - un cazan n centrale cu capacitatea sub 0,1 MW; - dou
cazane la centralele cu capaciti ntre 0,1-2 MW; - minimum trei
cazane la centrale cu capaciti de peste 2 MW; n funcie de
fiabilitatea, gradul de siguran n exploatare i durata de via a
echipamentului, se pot prevedea n centrala termic cazane de rezerv.
Calculul debitului nominal de abur produs de centrala termic se
recomand s fie executat n form de tabel (tabelul Nr.1).
3
3. Date iniiale pentru proiectare.1. Sarcina de nclzire: Q=7,5
MW; 2. Debitul de abur pentru necesiti tehnologice: Dn.t.=25
t/h;
3. Cantitatea de condensat ntoars de la consumator: =34%; 4.
Duritatea global a apei: d=3,6 m-ech./kg; 5. Coninutul de ioni de
natriu: CNa=7,0 mg/kg;
Date suplimentare.Volumul teoretic de aer necesar arderii:
Vo=9,57 m3/m3; Volumul teoretic de gaze triatomice: VRO =1,01
m3/m3; Volumul teoretic de gaze biatomice:VN2=7,58 m3/m3; Volumul
teoretic de vapori de ap: VH2O=2,14 m3/m3; 5. Volumul total de gaze
de ardere pentru: =1,1 =1,2 =1,3 =1,4 respectiv V= 11,707 12,674
13,641 14,618 3 6. Debitul real de combustibil: B=1195,21 m /h; 7.
Temperatura medie a gazelor de ardere la ieirea din canalul de gaze
de ardere: m=627,5 C; 8. Temperatura medie a gazelor de ardere la
intrare n economizor: m=214,23 C; 9. Temperatura medie a gazelor de
ardere la ieire din economizor: 140C;] 10.Densitile gazelor
triatomice: RO=1,977 kg/m3; R2=1,257 kg/m3; H2O=0,804 kg/m3;
aer=1,293 kg/m3; 11. Temperatura aburului supranclzit:
ta.s.=210C;1. 2. 3. 4.2
Tipul combustibilului- conducta de gaz Buhara-Ural.
Tipul cazanului- DE-16-14-GM.
4
4.Determinarea debitului nominal de abur i numrului de
cazane.Tabelul 1
Denumirea mrimii calculate. 2 Debitul (consumul) de abur pentru
necesitile tehnologice Pierderile de abur n reelele termice
Livrarea aburului din C.T. pentru necesitile tehnologice Consumul
de cldur pentru nclzire i ventilare Pierderile de cldur n reelele
termice Livrarea aburului din C.T. pentru nclzire i ventilare
Temperatura apei de reea n conducta tur Temperatura apei de reea n
conducta retur Entalpia apei de reea n conducta tur Entalpia apei
de reea n conducta retur Pierderile de cldur n mediul ambiant de
ctre schimbtoarele de cldur de reea Temperatura condensatului la
ieire din schimbtorul de cldur Livrarea aburului pentru nclzirea
agentului termic n schimbtorul de cldur de reea Livrarea de abur
total din conducta principal a C.T.
1 1
Semne conven ionale 3 const D n.t.
Uniti de msur 4 g/s
Formula de calcul 5 Sarcin
Calculul
Rezultatele calculului 7 6,95
6 25*0,278
2 3
qretn.t Dlivn.t.
% g/s
Din practica exploatrii Dconstn.t.*100/ /(100-qretn.t.) Sarcin
Din practica exploatrii Qconstin.v. *100/ /(100-qretin.v.) Sarcin
Sarcin Tabelul 10A din anex Tabelul 10A din anex Din practica
exploatrii Din practica exploatrii
Se adopt 9,65*(100/98)
2 7,091
4 5 6 7 8 9 10 11
Qconstin.v qretin.v Qlivin.v tt tr it ir qs5
W % W0
7,45 Se adopt 7,45*(100/96) Se adopt
7,45 4 7,760 150 70 632,30 293,43
0
J/g J/g %
5,0 Se adopt 85
12
tc
0
13
Dliva.t.
kg/s
Qlivin.v.*[1/( ias-iac)*100/ /(100 qs5)] *103
Dlivn.t.+Dlivin.v
7,76*[1/(2832-826)*100/95]* *103 7,091+4,065
4,065
14
Dlivc.t.
g/s
11,156
5
15 16
Debitul de abur pentru serviciile proprii a C.T.Producerea de
abur de ctre C.T. fr a lua n considerare necesitile de abur pentru
degazarea apei
qs.p. Dprc
% kg/s
Din practica exploatrii Dlivc.t.*100/ /(100- qs.p.)
11,156*100/95
5,0
11,743
17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27
Cantitatea de condens ntoars de la consumatori Debitul de ap de
adaos Temperatura condensatului la intrare n degazor Temperatura
apei dedurizate la intrare n degazor Temperatura medie gravimetric
a apei la intrare n degazor Entalpia medie gravimetric a apei la
intrare n degazor Pierderile de cldur n mediul ambiant de le
degazor Presiunea n degazor Temperatura apei n degazor Debitul de
abur pentru degazarea apei Debitul nominal de abur produs de
C.T.
Qc Qc.ch. tc ta.d. t'd id qd5 Pd td Dd Dmaxd
kg/s kg/s0
/100*Dlivc.t. Dprc - Qc Din practica exploatrii Din practica
exploatrii (Qc* tc+Qc.ch*ta.d.)/ / ( Qc+Qc.ch) Tabelul 10A din anex
Din practica exploatrii STAS Tabelul 10A din anex Dprc*[(i'-id)/ /(
ias - i')] *100/ (100- qd5)-Dames Dprc+ Dd
34/100*11,156 11,743- 3,793 (3,793*85+ +7,95*30)/ / (3,793+7,95)
11.743*[(432,4199,76)/ /(2832437)]* 100/98-0 11,743+1,163
3,793 7,9 85 30 47,765 199,76 2,0 0,12 104 1,163 12,906
0
0
J/g % Pa0
kg/s kg/s
Determinarea numrului de cazane:n=max Dd 12.906 = = 2,90 =
3cazane D * 0,278 16 * 0,278
Numrul de cazane l rotunjim pn la un numr ntreg, astfel adopt 3
cazane n aa mod nct la ieirea din funciune a unui cazan celelalte
rmase n funcie s poat s asigure producerea cantitii necesare de
cldur pentru cea mai rece lun a anului.
5.Calculul aerogazodinamic al generatorului de cldur.6
n scopul funcionrii eficiente a G.C. trebuie n continuu de
introdus n focar aerul necesar arderii i de evacuat gazele de
ardere. Din momentul i locul producerii gazelor de ardere, acestea
trebuie s circule, pentru a ceda cldura diferitelor schimbtoare de
cldur i apoi trebuie evacuate. Circulaia gazelor de ardere ncepe
din focar i continuu prin canalele de gaze de ardere pn la ieirea
din ultimul schimbtor de cldur i evacuarea n mediul ambiant. Aerul
necesar arderii se introduce direct n focar sau n prenclzitorul de
aer, pe care trebuie s-l strbat pn a ajunge n focar. La curgerea
gazelor de ardere prin canalele de gaze de ardere au loc cderi de
presiune, care, nsumate, trebuie s fie acoperite de o diferen de
presiune echivalent. Aceast diferen de presiune, care permite
curgerea gazelor de ardere, se numete tiraj. Tirajul poate fi
obinut prin crearea unei depresiuni la ieirea gazelor din cazan sau
a unei suprapresiuni la intrarea aerului n cazan, sau prin ambele
opereii. Crearea depresiunii necesare se realizeaz prin aciunea
unui ventilator, ce aspir gazele de ardere din cazan i le refuleaz
n coul de fum. Un astfel de tiraj se numete tiraj forat. n cazurile
cnd tirajul necesar are valori mici, ventilatorul poate lipsi dac
coul de fum poate asigura singur tirajul necesar prin diferena de
presiuni statice a gazelor de ardere la ieirea din co i a aerului.
Un asemenea tiraj se numete tiraj natural. Atunci cnd se precaut
tirajul natural trebuie s se ia n considerare autotirajul.
Autotirajul este fenomenul de autoridicare a unui fluid ce se gsete
ntr-un tub izolat de atmosfer cnd densitatea sa este mai mic dect
densitatea aerului atmosferic. n G.C. moderne rezistena aerodinamic
a crora are valori mari (peste 10002000 Pa), de regul, se folosete
tirajul forat cu ajutorul ventilatoarelor de gaze i introducerea
forat a aerului cu ventilatorul de aer. n caz contrar ar trebui
construite (nlate) couri de fum enorme pentru asigurarea tirajului
natural. Scopul calculului aerogazodinamic al G.C. este
determinarea rezistenei aerogazodinamice (pierderilor totale de
presiune) a traseului aer gaze de ardere a G.C., alegerea tipurilor
de ventilatoare de de gaze i de aer, determinarea consumului de
energie electric la antrenarea ventilatoarelor i dimensionarea
canalelor de gaze de ardere i a coului de fum.
5.1.Date iniiale suplimentare.7
Traseul gazelor de ardere5.1.1. Calculul densitii gazelor de
ardere.Tabelul 2
Denumirea mrimii calculatePtrunderea de aer fals pe tronsonul
ntre agregatul de cazane i ventilatorul de gaze de ardere
Temperatura gazelor de ardere la intrare n ventilatorul de gaze de
ardere Densitatea gazelor de ardere, readuse la condiii normale
(=1,3)
Semne conveni onale v.g.
Unit de ms.-
Formula de calcul
Calculul
Rezultatele calculului
1
Recomandarea MNCAGIC
0,05
2
0
v.g.
(c* e.v + v.g* ta.r.) / /( c + v.g.)3
(1,4*140+0,05*30) / /(1,4+0,05) [1,257*7,58+ +1,977*1,01+
+0,804*2,14+ 0,3*9,57*1,293]/ 13,641
136,2
3
g.a
g/m
[R2* V0R2+ RO2* *VRO2+ H2O* VH2O+ +(-1)* a* V0a]/ V
1,243
5.1.2. Calculul volumului real orar de gaze de ardere.abelul
3
Mrimea calculat
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Densitatea real a gazelor de ardere , 0 273+ , 0 (273+ )/273 a,
kg/m3 Volumul real orar de gaze de ardere o 3 3 V= Vg .a. , m / m
No 3 3 (-1)* Vg .a. , m / m N 3 Vgo.a. +(-1)* Vgo.a. , m3 / m N o
Vgh.a. = B Vgo.a. + (-1)Vg.a.
La ieirea din cazan 627,5 273 900,5 3,298 0,392 1,25 13,157
3,289 16,446 64825,8
n economizor 214,23 273 487,23 1,784 0,725 1,3 13,641 4,092
17,733 37810,5
Dup instalaie 140 273 413 1,512 0,854 1,35 14,129 4,945 19,074
34457,9
Dup coul de fum 136,2 273 409,2 1,498 0,862 1,4 14,618 5,847
20,465 36640,3
273 + 3 ,m / h 273
5.1.3.Calculul volumului real orar de aer.Tabelul 4
8
1 2 3
Mrimea calculat Temperatura aerului rece ta.r., 0 Densitatea
real a aerului, a, kg/m3 h 3 Volumul real de aer, Va.r . , m /
h
n mediul ambiant 20 1,205 Vah.r . = B Vao e
ta.r . + 273 273
La intrare n ventilatorul de aer 30 1,165 17773,14
5.2.Calculul rezistenei aerodinamice a traseului de gaze de
ardere.Iniial se alctuiete schema de principiu a traseului de gaze
de ardere a centralei termice (CT) care se mparte n tronsoane. n
figura urmtoare este prezentat schema de principiu a traseului de
gaze de ardere a C.T., care funcioneaz pe combustibil gazos.
Rezistena aerodinamic a traseului de gaze de ardere a C.T. se
determin prin nsumarea rezistenei aerodinamice ale agregatului de
cazan, economizorului, prenclzitorului de aer, instalaia de
desprfuire (n cazul arderii combustibilului solid), uberelor,
canalelor de gaze de ardere i a coului de fum cu siguran de 20%.
Rezultatele se nscriu n tabelul Nr.5.
Schema de principiu a traseului de gaze de ardere al C.T.
1- cazan de abur; 2- confuzor; 3- cot 90; 4- canal de gaze de
ardere; 5- economizor; 6- cot90; 7difuzor la intrarea n
ventilatorul de gaze; 8- ventilatorul de gaze de ardere; 9- difuzor
la ieirea din ventilatorul e gaze; 10- cot90; 11- intrarea n coul
de fum.abelul 5
9
Denumirea tronsonului
Volumul real de gaze de ardere
Aria suprafeei seciunii transversaleF= Vh g .a
V1. Cazanul de abur inclusiv economizorul 2. Cot sub unghi de
deviere de 90 3. Difuzor la intrare n ventilatorul de gaze de
ardere 4. Difuzor dup ventilatorul de gaze de ardere 5. Cot sub
unghi de deviere de 90 6. Intrarea n coul de fum 7. Rezistena
aerodinamic total a C.T. h, Pa 8. Depresiunea n partea superioar a
focarului, hf, Pa 9. Cderea de presiune a trasului gazelor de
ardere hC.T., Pa
h g.a.,
m /h
3
Viteza gazelor de ardere W, m/s
Presiunea dinamic
hd =
W *3600
m-
2
Pa5 6 -
*W 2 2
Coeficientu l de rezisten local 1,1 0,1
Rezistena tronsonului h=hd* Pa3300 11,96 1,56
34457,9 34457,9
1,914 1,595
10,87 15,66
34457,9
1,367
7
21,31
0,1
2,13
34457,9 34457,9 -
1,276 1,196 -
7,5 8 -
24,46 27,84 -
1,1 0,9 -
26,91 25,05 3367,62
-
-
-
-
-
30
-
-
-
-
-
3397,62
10
5.3.Calculul coului de fum i alegerea ventilatorului de
gaze.abelul 6
11
1 2 3
4 5 6
Denumirea mrimii calculate Numrul de cazane nlimea coului de fum
Volumul orar a gazelor de ardere la ieirea din coul de fum Viteza
gazelor de ardere la ieirea din coul de fum Diametrul gurii coului
de fum Cel mai apropiat diametru al gurii coului de fum racordat
Viteza real a gazelor de ardere la ieirea din coul de fum Panta
medie a pereilor interiori ai coului de fum Diametrul interior al
coului de fum Autotirajul coului de fum Rezistena prin frecare a
coului de fum Pierderea de presiune la ieirea gazelor din coul de
fum Suma pierderilor de presiune n coul de fum Tirajul util al
coului de fum Coeficientul de siguran a debitului ventilatorului
Debitul teoretic al v.g.a. Coeficientul de siguran a presiunii
v.g.a. Presiunea total teoretic a v.g.a. Recalcularea valorii
presiunii totale teoretice a v.g.a. la condiiile indicate n
catalog
Semn. Unit de Formula de calcul conv. ms. n buc Rezultatele
calculului c.f. Vhc.f.. m m3/h SNIP II-35-76 n* Vhg.a.
Calculul 3*36640,3
Rezultatul 3 40 109920,9
Wc.f. dc.f. drc.f.
m/s m m
Recomandri
-
12 1,79 1,8
0,0188*
h Vc.f. " Wc.f. Se adopt Fig. 3.2.
1 0 9 9 2 0 .9 0,0 1 8 8 * 12-
7
Wrc.f..
m/s
( 0.0188 )*r c .f .
2 2
(d )
Vchf . .
( 0.0188 * 109920.9 ) 2 ( 1.8)2
11,99
8 9 10 11 12
i d'c.f. hautc.f. hfrc.f. hies c.f.
m Pa Pa Pa
Se adopt drc.f..+ i* c.f. g* c.f.* *( 20c- 136g.a.)2
1,8+0,02*40 9,8*40*(1,2050,877)
0,02 2,6 128,57
0.004* ( Wcr. f . ) * .a. g 2* i
0 .0 0 4 (* 1 1 .9 9 )2
* 0, 8 7 7 12,60
2 * 0 .0 2
1.1* ( Wcr. f . ) * g .a.2
1 .1 * 1 1 .9 9 ( )2
* 0 .8 7 7 69,34
2hc.f. hutc.f. 1 Pa Pa hfrc.f. + hiesc.f. hautc.f. hc.f.
Recomandri
212,6+69,34 128,57-81,94 81,94 46,63 1,1
13 14 15
16 17 18 19
Qv.g. 2 v.g. 200v.g.
m3/h Pa Pa
1* Vhg.a. Recomandri 2*( hc.f.- hut.c.f.)H v. g . 270 + v. g .
1.293 o 273 + 100 g .a. 12
1,1*36640,3 1,2*(3397,62-46,63) 4021,19*[(273+136. 2)/
(273+100)]*(1.293/ 1.248)
40304,33 1,2 4021,19 4570,05
Alegerea ventilatorului de gaze de ardere.(din tab.20A, indicaia
Nr.66A) Tipul: DN 19 B Debitul: 108*103 m3/h Presiunea 4,62
kPaContinuarea tbelului 6
Denumirea mrimii calculate
Semn. conv.
Un. de msur
Formula de calcul
Calculul
Rezultatele calculelor
20 21 22
Randamentul v.g.a. Coeficientul de siguran al v.g.a. Puterea
electric v.g.a.
v.g. 3 Nv.g.
% kW3 *
Catalog RecomandriQ. * v. gv. g .
-
82 1,1 179,45 1, 2 4 8 * 1, 2 9 3
3600 *v. g .
*
0 g .a . 1 0 8 * 31 0 * 4 .6 2 * 31 0 1,1 * 1.293 3 6 0 0 * 0 .8
32 * 1 0
Alegarea motorului electric.(din tab.20A, indicaia Nr.66A)
Tipul: AO3-355M-643 Puterea: 200 kW
5.4.Calculul rezistenei aerodinamice a traseului de aer i
alegerea ventilatorului de aer.Calculul traseului de aer ca i a
celui de gaze de ardere se efectueaz pentru sarcina nominal a
agregatului de cazan. Aerul necesar arderii n cazul suflrii forate
se introduce cu ajutorul ventilatorului de aer. Presiunea exercitat
de ctre ventilatorul de aer se cheltuia la nvingerea rezistenei
traseului de ardere. Iniial se alctuiete schema de principiu a
traseului de aer a C.T. care se mparte n tronsoane. n figura de mai
jos este prezent schema de principiu a traseului de aer a C.T.
rezultatele calculelor se introduc n tabelul 7 i 8.
13
Schema de principiu a traseului de aer a C.T.
1- priz de aspiraie; 2- cot 90; 3- teu 90; 4- difuzor; 5-
ventilator de aer; 6- cot sub 60; 7- teu 90; 8-iber; 9- prenclzitor
de aer; 10,11- cot 90; 12- teu 90; 13- cot 90; 14- teu 90; 15cot
90; 16- arztoare;
belul 7
Nr. i denumirea tronsonului
Volumul real de aer Vha.r. m3/h
Aria suprafeii seciunii transversale, m2
Viteza aerului W0, m/s
Presiunea dinamic
F=1. Priza de aspiraie a aerului din mediul ambiant 2. Cot sub
unghi de deviere de 90 3. Teu drept sub unghi de 90 17773,14
Vah.r . Wo *36000,93 5,3
hd =
Pa
*W0 2 2
Coeficientul de rezisten local.
Rezistena tronsonului h=hd* P
18,16
0,2
3,63
17773,14 17773,14
0,783 0,858
6,3 5,75
25,65 21,37
1,1 2,0
28,21 42,74
14
4. Difuzor 5.Cot sub unghi de deviere de 60 6.Cot sub unghi de
deviere de 90 7.Teu pentru racordarea arztorului 8.Cot sub unghi de
deviere de 90 9.Arztorul 10.Cderea de presiune a traseului de aer
ha, Pa
17773,14 17773,14 17773,14 177773,14 17773,14 17773,14 -
0,470 0,759 0,641 0,851 0,881 -
10,5 6,5 7,7 5,80 5,6 -
71,27 27,31 38,33 21,74 20,27 -
0,1 0,6 1,1 1,95 1,1 -
7,12 16,38 42,16 42,39 22,29 1000 1204,92
Calculul rezistenei aerodinamice a traseului de aer.belul 8
1 2 3 4
Denumirea mrimii calculateCoeficientul de siguran a debitului
ventilatorului Debitul teoretic al ventilatorului Coeficientul de
siguran a presiunii ventilatorului de aer Presiunea total teoretic
a ventilatorului de aer
Semne conv. Uniti de msur1 Qv.a. 2 v.a. m3/h P
Formula de calculRecomandri[1] 1* Vha.r. Recomandri[1] 2*( ha-
hf +0,95*f)
Calculul1,05*17773,14 1,1*(1204,9230+0,95*3,1)
Rezultatele calculelor1,05 18661,79 1,1 1295,64
15
Alegerea ventilatorului de aer.(din tab.21A, indicaia Nr.66A)
Tipul: VDN-10 Debitul: 19,6*103 m3/h Presiunea: 3,45 kPa
Randamentul: 83%Continuarea tabelului 8
5
Denumirea mrimii calculateRandamentul v.a.
Semne conv.v.a.
Uniti de msur%
Formula de calculCatalog
Calculul-
Rezultatele calculelor83
6 7
Coeficientul de siguran al puterii ventilatorului de aer Puterea
electric a v.a.
3 Nv.a.
kW
Recomandri[1]
-
1,1 24,89
3 *
Qa . * v. a. 1,1* 19.6*10 3*3.45*10 3 v. 3 36 00 v. a . *31 0
3600*0.83*10 *
Alegerea motorului electric.(din tab.21A, indicaia Nr.66A)
Tipul: AO2-82-6 Puterea: 40kW
6.
Calculul instalaiei de tratare a apei.
Instalaia de tratare a apei brute este destinat pentru
dedurizarea i degazarea apei. n proiectul de an se efectueaz
calculul i se aleg urmtoarele elemente ale instalaiei de tratare
chimic a apei: pompele de alimentare, degazoarele, filtrele, vasele
de dizolvare a srii. a)Pompele de alimentare Pentru alimentarea
cazanelor de abur cu ap trebuie s se instaleze cel puin dou pompe
de alimentare puse n funciune independent una fa de alta. Debitul
sumar al electropompelor (cu antrenament electric) trebuie s fie
cel puin 110%, iar a celor cu antrenament cu abur- cel puin 50% din
debitul nominal al tuturor cazanelor plasate n C.T. Tipul pompei se
alege n funcie de debitul acesteia i presiunea pe care o dezvolt
pompa Pompele de alimentare se monteaz necat fa de rezervorul
degazorului: Diferena de nivel dintre nivelul nominal al apei din
rezervor i axul orizontal al orificiului de aspiraie al pompelor se
alege astfel nct se evite fenomenul de vaporizare n conducta de
aspiraie a pompei.16
b)Degazorul apei de alimentare n centralele termice cu cazane de
abur, de obicei pentru degazarea apei se folosesc degazoarele
termice atmosferice n care se menine presiunea egal cu 0,12 MPa.
Temperatura apei degazate la aceast presiune este de 104C.
Cantitatea total de ap, care trebuie s fie degazat, se determin n
rezultatul calculului schemei termice Dprc (tab.1). n funcie de
aceast mrime, utiliznd cataloagendrumare, se determin tipul
degazorului termic atmosferic (tab.26A din anex) cu debitul nominal
mai mare dect Dprc. Pentru G.C. cu un debit mai mare de 20,8 kg/s
se monteaz cel puin dou rezervoare-degazoare de ap de alimentare.
c)Filtrele n centralele termice termo-industriale de putere medie
de obicei se utilizeaz instalaiile catonice pentru tratarea ape:
natriu-cationice sau cele combinate natriuamonio-cationice. n
calitate de cationit cel mai des se folosete crbunele sulfuros.
Scopul calculului instalaiilor cationice const n determinarea
debitului acestora, tipului i numrului de filtre cationice.
Filtrele cationice se aleg n funcie de diametrul de calcul,m,
reeind din aria suprafeei transversale a filtrului. n funcie de
valorile volumului teoretic necesar de cationit i a volumului de
cationit n filtrele standarde (unificate) se alege tipul i numrul
filtrelor cationice innd cont de urmtoarele: n cazul tratrii apei n
dou trepte- n prima treapt numrul de filtre cationice trebuie s fie
de cel puin trei, din care unul de rezerv, iar n a doua treapt- cel
puin dou, din care unul de rezerv. Alegerea filtrelor cationice se
efectueaz utiliznd tabelele 24A i 25A din anex. d)Vasul de
dizolvare a srii. Vasul de dizolvare a srii se alege reeind din
valoarea diametrului interior de calcul al acestuia. Alegerea
rezervorului de dizolvare a srii se efectueaz utiliznd tabelul 27A
din anex. Calculul i alegerea pompelor de alimentare, degazorului,
filtrelor i vasului de dizolvare a srii se efectueaz n form de
tabel, tabelul 9.
6.1. Pompele de alimentare.belul Nr 9
Denumirea mrimii calculate1 Debitul teoretic al pompei de
alimentare cu antrenament electric Debitul teoretic al pompei de
alimentare cu antrenament cu abur Presiunea teoretic a pompei de
alimentare
Semne convenionaleQelp.a..
Unit. de ms.m3/h
Formula de calcul1,1* *(1+/100)* *n*D*0,278 0,5* *(1+/100)*
*n*D*0,278 1,4*a
Calculul
Rezultatele calculelor15,118
1.1*(1+3/100)*3*16* *0,278 6,872 0,5*(1+3/100)*3*16* *0,278
1,4*1,4 1,96
2
Qap.a.
m3/h
3
p.a.
P
17
Alegerea pompei de alimentare cu antrenament electric.(din
tab.22A, indicaia Nr.66A) Tipul: PE-65-40 Debitul nominal: 65 m3/h
Presiunea: 4,4 MPa Randamentul: 75%
Alegerea pompei de alimentare cu pistoane antrenate prin
abur.(din tab.23A, indicaia Nr.66A) Tipul: PDG 10/40 Debitul
nominal: 10 m3/h Presiunea: 4 MPa1 4 5 6 2 Randamentul pompei
Coeficientul de siguran a puterii pompei de alimentare Puterea
motorului electric al pompei de alimentare 3 v.g. 3 Nv.g. 4 % kW 5
ndrumar Recomandri [1] 6 3
Continuarea tabelului Nr9 7 0,75 1,1 116,518
3
Q p .a . H p .a. 3600 p.a .
1.1
650*4.4*10 3600*0.75
Alegerea motorului electric.(din tab.22A, indicaia Nr.66A)
Tipul: A2-92-2 Puterea: 125 kW
6.2. Degazoarele termice.1 7 8 2 Cantitatea de ap care trebuie s
fie degazat Temperatura medie la intrare n degazor 3 Dprc td 4 kg/s
C 5 Tabelul 1(p.16) Tabelul 1 (p.21) 6 7 11,743 47,765
Alegerea degazorului.(din tab.26A, indicaia Nr.66A) Tipul
coloanei de degazare: DA-15 Debitul nominal: 15 t/h Presiunea de
lucru: 0,12 MPa Temperatura de degazare: 104 C18
Diametrul coloanei de degazare: 530 mm nlimea coloanei de
degazare: 2195 mm1 9 10 2 Capacitatea rezervorului degazorului
Rezerva de ap n rezervoare pentru debitul nominal al C.T. 3 Vr.d
Zr.d 4 m3 h 5 ndrumar [7] Continuarea tabelei Nr.9 6 7 1616 (1 +
3/100) *3*16
Vr .d . (1 + P /100)* n D *
0,323
6.3. Denumirea mrimii calculateCantitatea de ap care trebuie s
fie dedurizat timp de 24h Duritatea total a apei brute Cantitatea
de cationi de sruri dure, care trebuie s fie eliminai din ap n 24h
Duritatea util a ciclului de filtrare Durata procesului de
regenerare Numrul de filtrocicle n 24h Capacitatea total de schimb
a crbunelui sulfuros Raportul concentraiei ionilor de Na n apa brut
ctre duritatea apei Coeficientul de corecie Debitul specific de
sare pentru regenerarea a 1 gechivalent a capacitii de lucru a
cationitului Coeficientul eficienei procesului de regenerare
Capacitatea de lucru a crbunelui sulfuros Volumul necesar de crbune
sulfuros
Filtre Na-cationice.Continuarea tabelei Nr.9
Semne conv.Q24c.ch
Unit. de msurt/24h
Formula de calcul24* Q24c.ch*(Q24c.ch/2) Sarcin Q24c.ch.*dgl
Calculul
Rezultatele calculelor
11
24*7.95*7.95/2 758,43 758.43*3.6 3,6 2730,34
12 13
dgl Sl
mgech/kg mgech/kg
14 15 16 17 18
t1 t2 Nf tot C2Na/dgl
h h g-ech/m3 -
Recomandarea normelor Recomandarea normelor 24/( t1+ t2)
Recomandarea[4], [12]
24/22+2 (7.0/23)2/3,6
22 2 1 550 0,0257
( Na + /23) d gl .
2
19 20
Na r
G
Se adopt [8] Se adopt [8]
-
0,87 200
21 22
0 luc
g-ech/m3
Se adopt [21] 0* Na* *tot-0,5* *qo* dgl (Q24c.ch*dgl)/ /(nf
luc)
0,81*0,87* *550-0,5*4*3,6 (758,43*3,6)/ /(1*380,385)
0,81 380,385
23
Vcat
m3
7,177
19
24 25 26 27
Numrul de filtre n funciune nlimea stratului de cationit
Suprafaa teoretic a seciunii transversale a filtrului Diametrul
teoretic al filtrului
n hc Ft df
m m2 m
Motive tehnice ndrumar [7] Vcat/2* hc (4* Ft)/
7,177/2*2 (4*1,794)/3,14
3 2 1,794 1,511
Alegerea filtrului.(din tab.24A, indicaia Nr.66A) Tipul: FI
PaI-1,5-0,6-Na Diametrul filtrului: 1500 mm nlimea stratului de
cationit: 2,0 m Debitul: 50 m3/h nlimea filtrului: 4000 mm1 28 29
30 2 Volumul real de cationit n filtru Durata util real a ciclului
de filtrare Viteza de filtrare a apei n ciclu 3 Vrcat tfl Wf 4 m3 h
m/h 5
(d r )2 f * hc 4r 2Vcat Vcat 4Qc24 .ch 24* n d ) r * *( f
Continuarea tabelului Nr.9 6 7 2 3.532 3.14*(1 ,5) *2 4
tl
22*
2*3,532 7,1772
21.653 5.963
2
4*758,43 24*3*3,14*(1,5)
6.4.Vasul de dizolvare a srii.1 31 32 33 34 2 Debitul total de
sare pentru regenerarea filtrelor nlimea stratului de sare n vas
Suprafaa necesar a vasului de dizolvare a srii Diametrul vasului de
dizolvare a srii 3 Ms hs Fs ds 4 kg m m2 m 5 6
r * E * V r luc cat1000ndrumar [7] Ms/(100*hs) 4Fs/
200 * 380,385 * 3,532 1000-
7 268,703 0,36 0,746 0,974
268 ,703 1000*0,36(4*0,746)/3,14
Alegerea vasului de dizolvare a srii.(din tab.27A, indicaia
Nr.66A) Tipul: C-1,0-1,0 Diametrul: 1020 mm nlimea: 1960 mm
20
7. Calculul eficienii economice a G.C.Scopul calculului
eficienii economice a G.C. este alegerea variantei optime a soluiei
de proiect a C.T. i determinarea preului de cost a unei uniti de
energie termic produs de aceasta. Preul de cost a unei uniti de
energie termic produs de C.T. o vom determina cu urmtoarea formul:
an Cexp C pr . = an , lei / MW Q pr . unde: Cexp - cheltuielile
anuale pentru exploatare, lei/an;an Q pr . - cantitatea de cldur
produs de ctre C.T. anual, MW i se determin cu an
formula: an i Q pr . =D * iper *nc *0,566*1,163*24 D * v *nc
*0,566*1,163*24,MW n + nper v unde: n per , n per - durata
perioadei de iarn i de var de funcionare a C.T. (pentru or.
Streni), zile;21i v
niper =173 zile n v =189 zile peri nc , ncv - numrul de cazne
care funcioneaz n timpul iernii i verii respectiv; i nc =3 cazane;
ncv =1 cazan;
D- debitul cazanului, t/h; an Q pr .
=16*173*3*0,566*1,163*24+16*189*1*0,566*1,163*24=178961,918 MW
Cheltuielile anuale pentru exploatare se determin cu formula:an Cex
p = C b com
+ C el. en
.
C ort + am
C a+ ap
C ca. .+ ,C / + C r s
.
lei an +
a) Cheltuielile pentru combustibilul consumat la producerea
energiei termice
(Ccomb) se determin cu formula:
Ccomb = Br* i nc k i nper* 24 * ccomb * *
Br* v nc* k v nper* 24 * ccomb lei an + * , /
unde: Br- debitul real de combustibil al unui cazan; k-
coeficient care ine cont de pierderile combustibilului la depozit n
timpul transportrii acestuia i alte pierderi, se adopt k=1,055;
ccomb- preul combustibilului pentru 1000 m3 gaz, ccomb=2400 lei;
Ccomb=1195,21*3*1,055*173*24*2,4+1195,21*1*1,055*189*24*2,4=
51,422*106 lei/an b) Cheltuielile pentru energia electric consumat
(Cen.el.), se determin funcie de puterea instalat a motoarelor
electrice i valoarea ncrcrii acestora pe parcursul anului.
Cinst
en. el.
inst = Nel * cen. el* k,el lei an / .
unde: N el - puterea instalat a motoarelor electrice care se
determin cu formula:inst N el = ( N v. g. a. + N v. a. ) * ni *
niper * 24 + ( Nv. g . a. + Nv. a. ) * nv * nperv * 24 + N p. a *
360 * 24, kW
unde: N v. g .a. , N v.a. , N p.a - puterea motoarelor electrice
ale ventilatorului de gaze de ardere, ventilatorul de aer i a
pompei de alimentare, kW; ni, nv- numrul de ventilatoare care
funcioneaz n perioada de iarn i var (ca la cazane), ni=3 nv=1; inst
N el =(20+40)*3*173*24+(200+40)*1*189+125*360*24=4114800 kW kel-
coeficientul utilizrii puterii instalate, se adopt 0,75; cel-
costul energiei electrice pentru 1 kW/or, cel=1,1 lei;
Cen.el.=4114800*0,75*1,1=3394710 lei/an c) Cheltuielile pentru apa
de alimentare Capa, lei/an, se determin cu formula:24 Capa = Qc ch
360 * ca lei an , / . .*
unde: Qc.ch. - debitul de ap de adaos timp de 24 ore; ca- preul
unui m3 de ap tratat chimic, orientativ se adopt 17 lei;
Capa=758,43*360*17=4641591,6 lei/an
24
22
d) Cheltuielile pentru amortizarea utilajului Camort, lei/an, se
determin cu
formula: Camort=p1*cc+p2*cinst, lei/an unde: p1- decontrile n %
din costul lucrrilor generale de construcie, se adopt 3,2%; p2-
decontrile n % din costul lucrrilor generale de construcie, se
adopt 8,2%; cc- costul de deviz al lucrrilor generale de
construcie; cinst- costul de deviz al instalaiilor i lucrrilor de
montare, lei; an cc=cinst=12,5* Q pr =12,5*178961,918=2237023,975
lei Camort=0,032*2237023,975+0,082*2237023,975=255020,733 lei/an e)
Cheltuielile pentru reparaii curente, Cr.c., lei/an, se adopt n
volum de 2030% din cheltuielile pentru amortizarea utilajului i se
determin cu relaia:
Cr.c.=(0,2-0,3)*Camort=0,25*255020,733=63755,183 lei/an f)
Cheltuielile pentru salarizare, Cs, lei/an, se determin cu formula:
Cs=ks*Qinst*cms, lei/an unde: kst.- coeficientul statelor care se
adopt conform tab.18A din anex, funcie de puterea termic instalat a
C.T; Qinst- puterea termic instalat a C.T. care se determin cu
formula: P 3 Qinst = Dnom *(as iac ) i + (ac iaa ) *nc *10 ,MW i
100 Qinst = 16(2832 826) + m
kst=f(Qinst)=f(96,324 MW)=0,6 c s- valoarea salariului mediu
anual al unui muncitor care poate fi adoptat 3500 lei/an;
Cs=0,6*96,324*3500=202280,4 lei/an g) Cheltuielile generale pe C.T.
i alte tipuri de cheltuieli Cs.a., lei/an, se adopt n volum de 30%
din suma cheltuielilor pentru amortizarea utilajului, salarizare i
reparaii curente Cs.a.=0,3(Camort+Cs+Cr.c.), lei/an
Cs.a.=0,3*(255020,733+202280,4+63755,183)=156316,894 lei/an
Cheltuielile anuale pentru exploatare sunt: an Cexp
=51422000+3394710+255020,733+4641591,6+63755,183+202280,4+
156316,894=60135674,81 lei/an Preul de cost a unei uniti de energie
termic produs de C.T. va fi:
3 (826 420.8) *3*10 = 100
3 96.324 MW
C pr =
60135674.81 = 336.02 lei/ MW 178961.918
23
24
