Thiết kế hệ thống cung cấp nhiệt cho một xí nghiệp công nghiệp

Sinh viên:Hoàng Trung Hiếu Lớp NL2-K43 Đề : Lời mở đầu: Đồ án hệ thống cung cấp nhiệt Đồ án hệ thống cung cấp nhiệt Thiết kế hệ thống cung cấp nhiệt cho xí nghiệp công nghiệp Từ xa đến sinh hoạt nh hoạt động ngời lĩnh vực công nghiệp,nông nghiệp,dịch vụ,giải trí cần sử dụng đến nhiệt độ.Có thể nói nhiệt độ đóng vai trò quan trọng sống ngời.Nguồn nhiệt ngời sử dụng lấy sẵn thiên nhiên mà cụ thể nguồn nhiệt quý giá mặt trời cung cấp cho trái đất ngày,ngoài ngời từ nhiều kỷ trớc biết tạo nguồn nhiẹt cho từ nguồn nguyên nhiên liệu có sẵn thiên nhiên Trải qua thời gian dài với phát triển khoa học kĩ thuật mà ngời tạo đợc nguồn nhiệt mà vận chuyển đợc nguồn nhiệt đến nhng nơi cần thiết đợc gọi hệ thống cung cấp nhiệt Đồ án cung cấp nhiệt trình tính toán cụ thể cho hệ thống cung cấp nhiệt từ nơi sản xuất (lò hơi) đến phân xởng sản xuất (hộ tiêu thụ) nhằm đem lại hiệu kinh tế tối đa tránh đợc rủi trình vận chuyển đảm bảo đủ lợng nhiệt yêu cầu hộ tiêu thụ Các bớc trình tính toán thiết kế hệ thống cung cấp nhiệt cho xí nghiệp công nghiệp bao gồm: Phần tính toán 1.Thành lập sơ đồ phụ tải nhiệt năm 2.Tính toán tiêu hao nhiệt năm 3.Xác định số lò cần thiết 4.Tính toán thuỷ lực đờng ống chọn đờng kính 5.Tính toấn chọn bơm nớc ngng Bản vẽ Sơ đồ nguyên lý:A1 Sơ đồ thực tế đờng ống:A4 Trong toàn trình tính toán thiết kế em xin chân thành cảm ơn thầy Hoàng Văn Chớc tận tình giúp đỡ em hoàn thành đồ án Hà Nội ngày 26 tháng 11 năm 2002 I.Xác định công suất lò Các thông số cho trớc Thứ 10 tự G 300 340 200 240 210 200 290 240 260 220 kg/ h P 5,5 9 (bar) Sinh viên:Hoàng Trung Hiếu Lớp NL2-K43 Đồ án hệ thống cung cấp nhiệt 1.Phụ tải nhiệt tính toán tổng cộng xí nghiệp Phụ tải nhiệt tổng cộng xí nghiệp đợc xác định theo công thức sau: n D = A. Di (kg / h) i =1 Trong : A: Hệ số đồng thời có giá trị khoảng (0,8ữ0,85) Di: Phụ tải nhiệt tính toán hộ tiêu thụ (kg/h) Nếu ta chọn A=0,8 thì: D = 0,8.(370 + 390 + 400 + 410 + 400 + 340 + 360 + 390 + 380 + 340 + 400 + 320) = 3600(kg / h) 2.Xây dựng đồ thị phụ tải tổng hợp năm 3.Xác định tiêu hao năm Tiêu hao năm xí nghiệp đợc tính theo công thức sau: 24 24 o Dnam = nam i =1 i =1 D( ).d = n1 D1i + n2 D2i Trong : D1i:là phụ tải thứ i ngày điển hình mùa nóng D2i:là phụ tải thứ i ngày điển hình mùa nóng n1:là số ngày làm việc mùa nóng n2:là số ngày làm việc mùa lạnh Từ số liệu cho ta suy ra: Dh = 160(1600 + 1650 + 1800 + 200 + 1800 + 1600 + 1650 + 1750 + 1600 + 1500 + 1550 + 1650 + 1800 + 2000 + 1900 + 1800 + 1600) = 444.10 (kg / h) Dd = 140(1650 + 1700 + 1850 + 200 + 1950 + 1800 + 1870 + 1800 + 1700 + 1600 + 1650 + 1700 + 1900 + 2000 + 1950 + 1850 + 1700) = 429,38.10 (kg / h) Vậy: Dnam = 444.10 + 429,38.10 = 873,38.10 (kg / h) 4.Chọn số lò Số lò xí nghiệp đợc tính công thức: n= Dmax +1 DL Dmax :là phụ tải lớn ngày DL :là công suất lò hơi,ngời ta thờng chọn DLDmin Nếu ta chọn DL =1600(kg/h) Dmax =2000(kg/h) thì: n= 2000 + = 2,25 1600 Để đảm bảo ta chọn số lò n=2(lò) với hệ số dự phòng Đông A Sinh viên:Hoàng Trung Hiếu Lớp NL2-K43 K= Đồ án hệ thống cung cấp nhiệt 2.1600 = 1,6 2000 II.Lập sơ đồ mạng nhiệt 1.Chọn vị trí lắp đặt lò Từ sơ đồ mặt xí nghiệp để đảm bảo thuận tiện việc vận chuyển nhiên liệu xỉ lò nh tránh hớng gió mùa ta bố trí lò nh hình vẽ Lò Phân xởng1 Tây Phân xởng Phân xởng 2.Lập sơ đồ nhiệt nguyên lý III.Tính toán thuỷ lực mạng nhiệt Nam Các thông số cần chọn trớc tính toán Hơi đờng ống bão hoà Tổn thất áp suất đờng cung cấpnhiệt p=1,5(bar) Ap suất đầu lò po=pmax+p=10,5(bar) Hệ số trở lực cục chọn =0,6 Cứ 35(m) ta bố trí bù Độ nhám bề mặt đờng ống K=0,2(mm) 1.Sơ đồ tính toán thuỷ lực O A O O B O Sinh viên:Hoàng Trung Hiếu Lớp NL2-K43 Đồ án hệ thống cung cấp nhiệt O C O 10 Chiều dài đoạn ống cụ thể nh sau a.Phân xởng OA=35(m),A1=A4=21(m),A2=A3=14(m) b.Phân xởng OB=40(m),B5=B7=23(m),B6 =13(m) c.Phân xởng OC=76(m),C9 =23(m),C10=C8=13(m) Giáng áp nhánh đờng ống p p1 10,5 5,5 = = 0,089(bar / m) L1 56 p p 10,5 = = 0,11(bar / m) L2 49 p p3 10,5 = = 0,092(bar / m) L3 49 p p 10,5 = = 0,045(bar / m) L4 56 p p5 10,5 = = 0,071(bar / m) L5 63 p p 10,5 = = 0,12(bar / m) L6 53 p p 10,5 = = 0,056(bar / m) L7 63 p p8 10,5 = = 0,055(bar / m) L8 99 p p9 10,5 = = 0,017(bar / m) L9 89 p p10 10,5 = = 0,066(bar / m) L10 99 Sinh viên:Hoàng Trung Hiếu Lớp NL2-K43 Đồ án hệ thống cung cấp nhiệt A.Xét nhánh đờng ống dẫn nhiệt đến xí nghiệp Trong xí nghiệp1 có hộ tiêu thụ với giáng áp giêng lần lợt 0,089.15 0,089.10 R1 = = = 0,056.10 ( pa / m) (1 + ) 1,6 0,11.15 0,11.10 R2 = = = 0,068.10 ( pa / m) (1 + ) 1,6 0,092.15 0,092.10 R3 = = = 0,058.10 ( pa / m) (1 + ) 1,6 0,045.15 0,045.10 R4 = = = 0,028.10 ( pa / m) (1 + ) 1,6 Nh ta chọn đoạn ống OA4 hớng tính toán chính.Với giả thiết tổn thất áp suất riêng đoạn đờng ống nh có trị số R4 0,045.10 = = 0,028.10 ( par / m) (1 + ) 1,6 ROA = R A = 1a.Tính toán thuỷ lực đoạn OA Ap suất trung bình đoạn ống tb pOA = p ROA 35 0,028.35 = 10,5 = 10.1(bar ) 2 Từ giá trị áp suất tính đợc theo bảng bão hoà ta tìm đợc = 5,14(kg/m3) Lu lợng qua đoạn OA GOA=300+340+200+240= 1080(kg/h)=0,3(kg/s) Đờng kính thực đoạn OA d OA = 0,63 K 0, 476 G 0,381 ( ROA ) 0,19 = 0,63 (0,2.10 ) 0, 0476 0,30,381 ( 2800.5,14) 0,19 = 0,052(m) Từ kết ta suy đờng kính tiêu chuẩn d=50(mm) Giáng áp thực tế đoạn OA theo đờng kính tiêu chuẩn ROA = 0,089 K 0, 25 G 0.0002 0, 25.0,3 = 0,089 = 0,0127(bar / m) d 5, 25 5,14.50 5, 25 Chiều dài tơng đơng tổn thất cục đoạn OA l td = d đó: :hệ số trở lực cục d:đờng kính ống(mm) :hệ số trở lực ma sát xác định theo công thức sau K = 0,11. d , 25 Do coi chế độ chảy ống chảy rối nên Re>Regh nên ta có 0,2 = 0,11. 50 , 25 = 0,0286 Sinh viên:Hoàng Trung Hiếu Lớp NL2-K43 Đồ án hệ thống cung cấp nhiệt Mặt khác 30m có bù có =2,4 nên đoạn OA có bù có chỗ ngoặt 90 có =0,6 có van thẳng dòng có =6.Từ ta suy ra: l td = 0,05 ( 2,4 + 3.0,6 + 2.6 ) = 28,3( m) 0,0286 Chiều dài tổng LOA = 35 + 28,3 = 63,3(m) Tổn thất áp suất toàn phần đoạn OA pOA = ROA LOA = 0,0125.63,3 = 0,795(bar ) Ap suất thực điểm A p A = p pOA = 10,5 0,795 = 9,705(bar ) 1b.Tính toán thuỷ lực đoạn A4 Ap suất trung bình đoạn ống tb p A4 = p A ROA 21 0,028.21 = 9,705 = 9,41(bar ) 2 Từ giá trị áp suất tính đợc theo bảng bão hoà ta tìm đợc =4,84(kg/m3) Lu lợng qua đoạn A4 GA4=240(kg/h)=0,067(kg/s) Đờng kính thực đoạn A4 d A = 0,63 K 0, 476 G 0,381 ( R A4 ) 0,19 = 0,63 (0,2.10 ) 0,0476 0,067 0,381 ( 2800.4,84) 0,19 = 0,025(m) Từ kết ta suy đờng kính tiêu chuẩn d=40(mm) Giáng áp thực tế đoạn A4 theo đờng kính tiêu chuẩn ROA = 0,089 K 0, 25 G 0.0002 0, 25.0,067 = 0,089 = 0,00214(bar / m) d 5, 25 4,84.40 5, 25 Chiều dài tơng đơng tổn thất cục đoạn A3 l td = d đó: :hệ số trở lực cục d:đờng kính ống(mm) :hệ số trở lực ma sát xác định theo công thức sau K = 0,11. d , 25 Do coi chế độ chảy ống chảy rối nên Re>Regh nên ta có 0,2 = 0,11. 40 , 25 = 0,029 Sinh viên:Hoàng Trung Hiếu Lớp NL2-K43 Đồ án hệ thống cung cấp nhiệt Mặt khác 30m có bù nên đoạn A4 bù có chỗ ngoặt 90 có =0,6 có van thẳng dòng có =6.Từ ta suy ra: l td = 0,04 ( 2.0,6 + 2.6 ) = 18( m) 0,029 Chiều dài tổng LOA = 21 + 18 = 39(m) Tổn thất áp suất toàn phần đoạn A4 p A4 = R A L A = 0,00214.39 = 0,083(bar ) Ap suất thực điểm4 p = p A p A4 = 9,705 0,083 = 9,613(bar ) 2.Tính toán thuỷ lực đoạn A1 Ap suất trung bình đoạn ống tb p A1 = p A R A1 21 0,056.21 = 9,705 = 9,12(bar ) 2 Từ giá trị áp suất tính đợc theo bảng bão hoà ta tìm đợc =4,71(kg/m3) Lu lợng qua đoạn A1 G1=300(kg/h)=0,083(kg/s) Đờng kính thực đoạn A1 d A1 = 0,63 K 0, 476 G 0,381 ( R A1 ) 0,19 = 0,63 (0,2.10 ) 0,0476 0,0830,381 ( 5600.4,71) 0,19 = 0,024(m) Từ kết ta suy đờng kính tiêu chuẩn d=40(mm) Giáng áp thực tế đoạn A1 theo đờng kính tiêu chuẩn R A1 = 0,089 K 0, 25 G 0.0002 0, 25.0,083 = 0,089 = 0,0034(bar / m) d 5, 25 4,71.40 5, 25 Chiều dài tơng đơng tổn thất cục đoạn A1 l td = d đó: :hệ số trở lực cục d:đờng kính ống(mm) :hệ số trở lực ma sát xác định theo công thức sau K = 0,11. d , 25 Do coi chế độ chảy ống chảy rối nên Re>Regh nên ta có 0,2 = 0,11. 40 , 25 = 0,029 Mặt khác 30m có bù có =2,4 nên đoạn A1 bù có chỗ ngoặt 90 có =0,6 có van có =6.Từ ta suy ra: Sinh viên:Hoàng Trung Hiếu Lớp NL2-K43 l td = Đồ án hệ thống cung cấp nhiệt 0,04 ( 3.0,6 + 2.6 ) = 19(m) 0,029 Chiều dài tổng L A1 = 21 + 19 = 40(m) Tổn thất áp suất toàn phần đoạn A1 p A1 = R A1 L A1 = 0,0034.40 = 0,136(bar ) Ap suất thực điểm p1 = p A p A1 = 9,705 0,136 = 9,57bar ) 3.Tính toán đoạn A2 Ap suất trung bình đoạn ống tb p A2 = p A R A 2.14 0,068.14 = 9,705 = 9,23(bar ) 2 Từ giá trị áp suất tính đợc theo bảng bão hoà ta tìm đợc =4,77(kg/m3) Lu lợng qua đoạn A2 G2=340(kg/h)=0,094(kg/s) Đờng kính thực đoạn A2 d A = 0,63 K 0, 476 G 0,381 ( R A2 ) 0,19 = 0,63 (0,2.10 ) 0,0476 0,094 0,381 ( 6800.4,77 ) 0,19 = 0,024(m) Từ kết ta suy đờng kính tiêu chuẩn d=40(mm) Giáng áp thực tế đoạn A2 theo đờng kính tiêu chuẩn R A = 0,089 K 0, 25 G 0.0002 0, 25.0,094 = 0,089 = 0,0044(bar / m) d 5, 25 4,65.40 5, 25 Chiều dài tơng đơng tổn thất cục đoạn A2 l td = d đó: :hệ số trở lực cục d:đờng kính ống(mm) :hệ số trở lực ma sát xác định theo công thức sau K = 0,11. d , 25 Do coi chế độ chảy ống chảy rối nên Re>Regh nên ta có 0,2 = 0,11. 40 , 25 = 0,029 Mặt khác 30m có bù có =2,4 nên đoạn A2 bù có chỗ ngoặt 90 có =0,6 có van thẳng dòng có =6.Từ ta suy ra: l td = 0,04 ( 2.0,6 + 2.6 ) = 18( m) 0,029 Sinh viên:Hoàng Trung Hiếu Lớp NL2-K43 Đồ án hệ thống cung cấp nhiệt Chiều dài tổng L A2 = 14 + 18 = 32(m) Tổn thất áp suất toàn phần đoạn A2 p A2 = R A L A = 0,00424.35 = 0,135(bar ) Ap suất thực điểm p = p A p A2 = 9,705 0,135 = 9,57(bar ) 4.Tính toán đoạn A3 Ap suất trung bình đoạn ống tb p A4 = p A R A 4.14 0,058.14 = 9,705 = 9,23(bar ) 2 Từ giá trị áp suất tính đợc theo bảng bão hoà ta tìm đợc =4,77(kg/m3) Lu lợng qua đoạn A3 G3=200(kg/h)=0,055(kg/s) Đờng kính thực đoạn A3 d A3 = 0,63 K 0, 476 G 0,381 (0,2.10 ) 0,0476 0,055 0,381 = 0,63 = 0,0267(m) ( R A3 ) 0,19 ( 5800.4,77 ) 0,19 Từ kết ta suy đờng kính tiêu chuẩn d=40(mm) Giáng áp thực tế đoạn A3 theo đờng kính tiêu chuẩn R A3 K 0, 25 G 0.0002 0, 25.0,055 = 0,089 = 0,089 = 0,00147(bar / m) d 5, 25 4,77.40 5, 25 Chiều dài tơng đơng tổn thất cục đoạn A4 l td = d đó: :hệ số trở lực cục d:đờng kính ống(mm) :hệ số trở lực ma sát xác định theo công thức sau K = 0,11. d , 25 Do coi chế độ chảy ống chảy rối nên Re>Regh nên ta có 0,2 = 0,11. 40 , 25 = 0,029 Mặt khác 30m có bù nên đoạn A3 bù có chỗ ngoặt 90 có =0,6 có van thẳng dòng có =6.Từ ta suy ra: l td = 0,04 ( 3.0,6 + 2.6 ) = 19(m) 0,029 Chiều dài tổng L A3 = 14 + 19 = 33(m) Tổn thất áp suất toàn phần đoạn A3 Sinh viên:Hoàng Trung Hiếu Lớp NL2-K43 Đồ án hệ thống cung cấp nhiệt p A3 = R A3 L A3 = 0,00147.33 = 0,048(bar ) Ap suất thực điểm p3 = p A p A3 = 9,705 0,048 = 9,65(bar ) B.Tính toán thuỷ lực cho phân xởng sản xuất Trong xí nghiệp có 3hộ tiêu thụ với giáng áp giêng lần lợt 0,071 = 10 = 0,044.10 ( pa / m) (1 + ) 1,6 0,12 R6 = 0,12.10 = 10 = 0,075.10 ( pa / m) (1 + ) 1,6 0,056 R7 = 0,056.10 = 10 = 0,035.10 ( pa / m) (1 + ) 1,6 R5 = 0,071.10 Nh ta chọn đoạn ống OB7 hớng tính toán chính.Với giả thiết tổn thất áp suất riêng đoạn đờng ống nh có trị số R7 = 0,056.10 0,056 = 10 = 0,035.10 ( pa / m) (1 + ) 1,6 1.Tính toán thuỷ lực đoạn OB Ap suất trung bình đoạn ống tb pOB = p ROB 40 0,035.40 = 10,5 = 9.8(bar ) 2 Từ giá trị áp suất tính đợc theo bảng bão hoà ta tìm đợc =5,05(kg/m3) Lu lợng qua đoạn OB GOB=240+210+200=650(kg/h)=0,18(kg/s) Đờng kính thực đoạn OB d OB = 0,63 K 0, 476 G 0,381 ( ROB ) 0,19 = 0,63 (0,2.10 ) 0,0476 0,18 0,381 ( 3500.5,05) 0,19 = 0,051(m) Từ kết ta suy đờng kính tiêu chuẩn d=50(mm) Giáng áp thực tế đoạn OB theo đờng kính tiêu chuẩn R BO = 0,089 K 0, 25 G 0.0002 0, 25.0,18 = 0,089 = 0,0046(bar / m) d 5, 25 5,05.50 5, 25 Chiều dài tơng đơng tổn thất cục đoạn OB l td = d đó: :hệ số trở lực cục d:đờng kính ống(mm) :hệ số trở lực ma sát xác định theo công thức sau K = 0,11. d , 25 10 Sinh viên:Hoàng Trung Hiếu Lớp NL2-K43 Đồ án hệ thống cung cấp nhiệt Do coi chế độ chảy ống chảy rối nên Re>Regh nên ta có 0,2 = 0,11. 50 , 25 = 0,028 Mặt khác 30m có bù có =2,4 nên đoạn OB có 1bù có chỗ ngoặt 90 có =0,6 có van thẳng dòng có =6.Từ ta suy ra: l td = 0,05 ( 2,4 + 3.0,6 + 2.6 ) = 29(m) 0,03 Chiều dài tổng LOB = 40 + 29 = 69(m) Tổn thất áp suất toàn phần đoạn OB pOB = ROB LOB = 0,0046.69 = 0,017(bar ) Ap suất thực điểm B p B = p pOB = 10,5 0,017 = 10,2(bar ) 2.Tính toán thuỷ lực đoạn B7 5Ap suất trung bình đoạn ống tb pB7 = pB RB 23 0,035.23 = 10,2 = 9,8(bar ) 2 Từ giá trị áp suất tính đợc theo bảng bão hoà ta tìm đợc =5,03(kg/m3) Lu lợng qua đoạn B7là G7=240(kg/h)=0,067(kg/s) Đờng kính thực đoạn B7 d B = 0,63 K 0, 476 G 0,381 ( RB ) 0,19 = 0,63 (0,2.10 ) 0,0476 0,067 0,381 ( 3500.5,03) 0,19 = 0,028(m) Từ kết ta suy đờng kính tiêu chuẩn d=40(mm) Giáng áp thực tế đoạn B5 theo đờng kính tiêu chuẩn R B = 0,089 K 0, 25 G 0.0002 0, 25.0,067 = 0,089 = 0,0021(bar / m) d 5, 25 5,03.40 5, 25 Chiều dài tơng đơng tổn thất cục đoạn B6 l td = d đó: :hệ số trở lực cục d:đờng kính ống(mm) :hệ số trở lực ma sát xác định theo công thức sau K = 0,11. d , 25 11 Sinh viên:Hoàng Trung Hiếu Lớp NL2-K43 Đồ án hệ thống cung cấp nhiệt Do coi chế độ chảy ống chảy rối nên Re>Regh nên ta có 0,2 = 0,11. 40 , 25 = 0,029 Mặt khác 30m có bù có =2,4 nên đoạn B7 bù có chỗ ngoặt 90 có =0,6 có van thẳng dòng có =6.Từ ta suy ra: l td = 0,04 ( 3.0,6 + 2.6 ) = 19(m) 0,029 Chiều dài tổng LB = 23 + 19 = 42(m) Tổn thất áp suất toàn phần đoạn B7 p B = R B LB = 0,0021.42 = 0,09(bar ) Ap suất thực điểm p = p B p B = 10,2 0,09 = 10,1(bar ) 3.Tính toán đoạn B5 Ap suất trung bình đoạn ống tb p B5 = p B RB 23 0,044.23 = 10,2 = 9,7(bar ) 2 Từ giá trị áp suất tính đợc theo bảng bão hoà ta tìm đợc =4,95(kg/m3) Lu lợng qua đoạn B5 G5=210(kg/h)=0,058(kg/s) Đờng kính thực đoạn B5 d B = 0,63 K 0, 476 G 0,381 ( RB ) 0,19 = 0,63 (0,2.10 ) 0,0476 0,058 0,381 ( 4400.4,95) 0,19 = 0,026(m) Từ kết ta suy đờng kính tiêu chuẩn d=40(mm) Giáng áp thực tế đoạn B5 theo đờng kính tiêu chuẩn R B = 0,089 K 0, 25 G 0.0002 0, 25.0,058 = 0,089 = 0,0015(bar / m) d 5, 25 4,95.40 5, 25 Chiều dài tơng đơng tổn thất cục đoạn B5 l td = d đó: :hệ số trở lực cục d:đờng kính ống(mm) :hệ số trở lực ma sát xác định theo công thức sau K = 0,11. d , 25 12 Sinh viên:Hoàng Trung Hiếu Lớp NL2-K43 Đồ án hệ thống cung cấp nhiệt Do coi chế độ chảy ống chảy rối nên Re>Regh nên ta có 0,2 = 0,11. 40 , 25 = 0,029 Mặt khác 30m có bù có =2,4 nên đoạn B5 bù có chỗ ngoặt 90 có =0,6 có van thẳng dòng có =6.Từ ta suy ra: l td = 0,04 ( 3.0,6 + 2.6 ) = 19(m) 0,029 Chiều dài tổng LB = 23 + 19 = 42(m) Tổn thất áp suất toàn phần đoạn B5 p B = R B LB = 0,0015.42 = 0,063(bar ) Ap suất thực điểm p5 = p B p B = 10,2 0,063 = 10,13(bar ) 4.Tính toán đoạn B6 Ap suất trung bình đoạn ống tb pB6 = pB RB 6.13 0,075.13 = 10,2 = 9,7(bar ) 2 Từ giá trị áp suất tính đợc theo bảng bão hoà ta tìm đợc =4,95(kg/m3) Lu lợng qua đoạn B6 G6=200(kg/h)=0,056(kg/s) Đờng kính thực đoạn B6 d B = 0,63 K 0, 476 G 0,381 ( RB ) 0,19 = 0,63 (0,2.10 ) 0, 0476 0,056 0,381 ( 7500.4,95) 0,19 = 0,025( m) Từ kết ta suy đờng kính tiêu chuẩn d=40mm Giáng áp thực tế đoạn OA theo đờng kính tiêu chuẩn R B = 0,089 K 0, 25 G 0.0002 0, 25.0,056 = 0,089 = 0,0015(bar / m) d 5, 25 4,95.40 5, 25 Chiều dài tơng đơng tổn thất cục đoạn OA l td = d đó: :hệ số trở lực cục d:đờng kính ống(mm) :hệ số trở lực ma sát xác định theo công thức sau K = 0,11. d , 25 13 Sinh viên:Hoàng Trung Hiếu Lớp NL2-K43 Đồ án hệ thống cung cấp nhiệt Do coi chế độ chảy ống chảy rối nên Re>Regh nên ta có 0,2 = 0,11. 40 , 25 = 0,029 Mặt khác 30m có bù có =2,4 nên đoạn B6 bù có chỗ ngoặt 90 có =0,6 có van thẳng dòng có =6.Từ ta suy ra: l td = 0,04 ( 2.0,6 + 2.6 ) = 18( m) 0,029 Chiều dài tổng LB = 13 + 18 = 31(m) Tổn thất áp suất toàn phần đoạn B6 p B = R B LB = 0,0015.31 = 0,045(bar ) Ap suất thực điểm p = p B p B = 10,2 0,045 = 10,15(bar ) C.Tính toán thuỷ lực cho phân xởng sản xuất Trong xí nghiệp có hộ tiêu thụ với giáng áp giêng lần lợt 0,055 = 10 = 0,034.10 ( pa / m) (1 + ) 1,6 0,017 R9 = 0,017.10 = 10 = 0,011.10 ( pa / m) (1 + ) 1,6 0,066 R10 = 0,066.10 = 10 = 0,041.10 ( pa / m) (1 + ) 1,6 R8 = 0,055.10 Nh ta chọn đoạn ống OC9 hớng tính toán chính.Với giả thiết tổn thất áp suất riêng đoạn đờng ống nh có trị số ROC = RC R9 0,017.10 = = = 0,011.10 ( par / m) (1 + ) 1,6 1.Tính toán thuỷ lực đoạn OC Ap suất trung bình đoạn ống tb pOC = p ROC 75 0,011.76 = 10,5 = 10,05(bar ) 2 Từ giá trị áp suất tính đợc theo bảng bão hoà ta tìm đợc =5,16(kg/m3) Lu lợng qua đoạn OC GOC=240+260+220=720(kg/h)=0,2(kg/s) Đờng kính thực đoạn OC d OC = 0,63 K 0, 476 G 0,381 ( ROC ) 0,19 = 0,63 (0,2.10 ) 0, 0476 0,2 0,381 (1100.5,16) 0,19 = 0,057(m) Từ kết ta suy đờng kính tiêu chuẩn d=50(mm) Giáng áp thực tế đoạn OC theo đờng kính tiêu chuẩn ROC = 0,089 K 0, 25 G 0.0002 0, 25.0,2 = 0,089 = 0,0056(bar / m) d 5, 25 5,16.50 5, 25 14 Sinh viên:Hoàng Trung Hiếu Lớp NL2-K43 Đồ án hệ thống cung cấp nhiệt Chiều dài tơng đơng tổn thất cục đoạn OC l td = d đó: :hệ số trở lực cục d:đờng kính ống(mm) :hệ số trở lực ma sát xác định theo công thức sau K = 0,11. d , 25 Do coi chế độ chảy ống chảy rối nên Re>Regh nên ta có 0,2 = 0,11. 50 , 25 = 0,028 Mặt khác 30m có bù có =2,4 nên đoạn OC có bù có chỗ ngoặt 90 có =0,6 có van thẳng dòng có =6.Từ ta suy ra: l td = 0,05 ( 2.2,4 + 3.0,6 + 2.6 ) = 25(m) 0,028 Chiều dài tổng LOC = 76 + 25 = 101( m) Tổn thất áp suất toàn phần đoạn OC pOC = ROC LOC = 0,0056.101 = 0,57(bar ) Ap suất thực điểm C pC = p pOC = 10,5 0,57 = 9,93(bar ) 2.Tính toán thuỷ lực đoạn C9 Ap suất trung bình đoạn ống tb pC = pC RC 9.13 0,017.13 = 9,93 = 9,82bar ) 2 Từ giá trị áp suất tính đợc theo bảng bão hoà ta tìm đợc =5,05(kg/m3) Lu lợng qua đoạn C9 G9=260(kg/h)=0,072(kg/s) Đờng kính thực đoạn C9 d C = 0,63 K 0, 476 G 0,381 ( RC ) 0,19 = 0,63 (0,2.10 ) 0,0476 0,072 0,381 (1700.5,05) 0,19 = 0,03(m) Từ kết ta suy đờng kính tiêu chuẩn d=40(mm) Giáng áp thực tế đoạn C9 theo đờng kính tiêu chuẩn RC = 0,089 K 0, 25 G 0.0002 0, 25.0,072 = 0,089 = 0,0024(bar / m) d 5, 25 5,05.40 5, 25 Chiều dài tơng đơng tổn thất cục đoạn C9 l td = d 15 Sinh viên:Hoàng Trung Hiếu Lớp NL2-K43 Đồ án hệ thống cung cấp nhiệt đó: :hệ số trở lực cục d:đờng kính ống(mm) :hệ số trở lực ma sát xác định theo công thức sau K = 0,11. d , 25 Do coi chế độ chảy ống chảy rối nên Re>Regh nên ta có 0,2 = 0,11. 40 , 25 = 0,029 Mặt khác 30m có bù có =2,4 nên đoạn C9 bù có chỗ ngoặt 90 có =0,6 có van thẳng dòng có =6.Từ ta suy ra: l td = 0,04 ( 2.0,6 + 2.6 ) = 19(m) 0,029 Chiều dài tổng LC = 13 + 19 = 32(m) Tổn thất áp suất toàn phần đoạn C9 pC = RC LC = 0,0024.32 = 0,076(bar ) Ap suất thực điểm p9 = pC p C = 9,93 0,076 = 9,854(bar ) 3.Tính toán đoạn C10 Ap suất trung bình đoạn ống tb pC10 = pC RC10 23 0,041.23 = 9,93 = 9,45(bar ) 2 Từ giá trị áp suất tính đợc theo bảng bão hoà ta tìm đợc =4,86(kg/m3) Lu lợng qua đoạn C10 G10=220(kg/h)=0,061(kg/s) Đờng kính thực đoạn C10 d C10 = 0,63 K 0, 476 G 0,381 ( RC10 ) 0,19 = 0,63 (0,2.10 ) 0, 0476 0,0610,381 ( 4100.4,86) 0,19 = 0,022(m) Từ kết ta suy đờng kính tiêu chuẩn d=40mm Giáng áp thực tế đoạn C10 theo đờng kính tiêu chuẩn RC10 = 0,089 K 0, 25 G 0.0002 0, 25.0,0612 = 0,089 = 0,0018(bar / m) d 5, 25 4,86.40 5, 25 Chiều dài tơng đơng tổn thất cục đoạn C10 l td = d đó: :hệ số trở lực cục d:đờng kính ống(mm) 16 Sinh viên:Hoàng Trung Hiếu Lớp NL2-K43 Đồ án hệ thống cung cấp nhiệt :hệ số trở lực ma sát xác định theo công thức sau K = 0,11. d , 25 Do coi chế độ chảy ống chảy rối nên Re>Regh nên ta có 0,2 = 0,11. 40 , 25 = 0,029 Mặt khác 30m có bù có =2,4 nên đoạn C10 bù có 3chỗ ngoặt 90 có =0,6 có van thẳng dòng có =6.Từ ta suy ra: l td = 0,04 ( 3.0,6 + 2.6 ) = 19(m) 0,029 Chiều dài tổng LC10 = 19 + 23 = 42(m) Tổn thất áp suất toàn phần đoạn C10 pC10 = RC10 LC10 = 0,0018.42 = 0,076(bar ) Ap suất thực điểm 10 p10 = pC pC10 = 9,93 0,076 = 9,854(bar ) 4.Tính toán đoạn C8 Ap suất trung bình đoạn ống tb pC = pC RC 23 0,034.23 = 9,26 = 9,54(bar ) 2 Từ giá trị áp suất tính đợc theo bảng bão hoà ta tìm đợc =4,9(kg/m3) Lu lợng qua đoạn C8 G8=240(kg/h)=0,067(kg/s) Đờng kính thực đoạn C8 d C = 0,63 K 0, 476 G 0,381 ( RC ) 0,19 = 0,63 (0,2.10 ) 0,0476 0,067 0,381 ( 3400.4,9) 0,19 = 0,026(m) Từ kết ta suy đờng kính tiêu chuẩn d=40mm Giáng áp thực tế đoạn C8 theo đờng kính tiêu chuẩn RC K 0, 25 G 0.00020, 25.0,067 = 0,089 = 0,089 = 0,0021(bar / m) d 5, 25 4,9.405, 25 Chiều dài tơng đơng tổn thất cục đoạn C8 l td = d đó: :hệ số trở lực cục d:đờng kính ống(mm) :hệ số trở lực ma sát xác định theo công thức sau 17 Sinh viên:Hoàng Trung Hiếu Lớp NL2-K43 K = 0,11. d Đồ án hệ thống cung cấp nhiệt , 25 Do coi chế độ chảy ống chảy rối nên Re>Regh nên ta có 0,2 = 0,11. 40 , 25 = 0,029 Mặt khác 30m có bù có =2,4 nên đoạn C8 bù có chỗ ngoặt 90 có =0,6 có van thẳng dòng có =6.Từ ta suy ra: l td = 0,04 ( 3.0,6 + 2.6 ) = 19(m) 0,029 Chiều dài tổng LC11 = 19 + 23 = 42(m) Tổn thất áp suất toàn phần đoạn C8 pC = RC LC = 0,0021.42 = 0,09(bar ) Ap suất thực điểm p8 = pC pC = 9,93 0,09 = 9,84(bar ) Trong tất đờng ống dẫn đến phân xởng sản xuất tađều bố trí van giảm áp V.Tính toán cách nhiệt cho đờng ống 1.Tính toán cách nhiệt cho phân xởng a.Với đoạn OA Từ số liệu tính toán ta có: Chiều dày ống =2,5mm Lu lợng G=1080(kg/h)=0,3(kg/s) Với p0=10,5(bar) ta có t=182(0C) Với pA=9,705(bar) ta có t=177(0C) Hệ số trao đổi nhiệt đối lu 2=9(w/m2.k) Nhiệt độ môi trờng tf=25(oc),nhiệt độ vách lớp cách nhiệt chọn t=50(oc) Chọn vật liệu cách nhiệt thuỷ tinh có hệ số dẫn nhiệt cn=0,055(w/m) Giả sử ta chuyển toán tìm chiều dày cách nhiệt từ vách trụ vách phẳng ta có phơng trình cân nhiệt Ftb (t w t ) = F (t t f ) cn t (1) + cn t Trong đó: Ftb: diện tích bao chuyển từ vách trụ sang vách phẳng Ftb = (d1 + d 3) l d1: đờng kính đờng ống d3:đờng kính có cách nhiệt 18 Sinh viên:Hoàng Trung Hiếu Lớp NL2-K43 Đồ án hệ thống cung cấp nhiệt F:diện tích bao kể lớp cách nhiệt F = d l tw: nhiệt độ trung bình đờng ống tvn:nhiệt độ vách lớp cách nhiệt tf: nhiệt độ môi trờng d = d1 + 2. cn + 2. T Do Thay thông vào (1) ta rút đợc phơng trình bậc hai theo d3 là: 9000.d (278 + 2,53.t w ).d 0,1.(t w t ) = Giải phơng trình ta đợc nghiệm phơng trình d3 = ( 278 + 2,53.t w ) (278 + 2,53.t w ) + 3600.(t w 50) 2.9000 Tuỳ theo nhiệt độ đờng ống mà ta có giá trị d khác sau so sánh sai số vách phẳng vách trụ ta có kết tính toán đợc cho dới bảng sau Thứ D1(m) D3(m) k(m) cn(m) tự A1 0,04 0,0951 0,0025 0,02504 A2 0,04 0,0951 0,0025 0,02504 A3 0,04 0,0954 0,0025 0,0252 A4 0,04 0,0954 0,0025 0,02518 B5 0,04 0,0965 0,0025 0,0257 B6 0,04 0,0965 0,0025 0,0257 B7 0,04 0,0965 0,0025 0,0257 C8 0,04 0,0955 0,0025 0,02526 C9 0,04 0,0956 0,0025 0,0253 C10 0,04 0,0958 0,0025 0,0254 OA 0,05 0,0954 0,003 0,0198 OB 0,05 0,0968 0,003 0,0204 OC 0,05 0,0961 0,003 0,02 V.Tính toán đờng ống dẫn nớc ngng chọn bơm Bình khử khí N ớc trích từ lò Hh N ớc vào lò 1(m) Mặt đất Bơm Bể n ớc ng ng 19 Sinh viên:Hoàng Trung Hiếu Lớp NL2-K43 Đồ án hệ thống cung cấp nhiệt Chiều cao bình khử khí Trong đó: H h = 10 ( H S + H + H d ) HS: áp suất làm việc bình khử khí có giá trị bằng12(mmH2O) Hd: áp suất động đờng ống tính theo công thức H d = 2.g Nếu ta lấy nhiệt độ nớc ngng 80 độ ta có =971(kg/m3),tốc độ nớc ống =2(m/s) nên ta có H d = 971 22 0,2mH 2.9,8 H:là tổn thất áp suất tính từ bình khử khí đến bơm cấp nớc vào lò có giá trị sau l H = H ms + H cb = + d 2 Từ lu lợng nớc cấp vào ta xác định đợc đờng kính đờng ống nớc cấp G d G = f f = = d= Vậy suy 0,694.4 = 25(mm) 2.971.3,14 k = 0,11 d , 25 0,0002 = 0,11. 0,025 , 25 = 0,044 Do cách bố trí đờng ống từ bình khử khí đến bơm có van chặn =5,8 van chiều =6,7 chỗ ngoặt 90 độ =0,7 Giả sử ta lấy Hh=10(m) 14 971.2 = 0,044 + 3.5,8 + 3.0,7 + 6,7 = 8,3(mH O) 0,03 Vậy chiều cao bình khử khí là: h = 10 (12 + 0,2 + 8,3) = 10,5(mH O) Tính lại Hh Tổn thất áp suất tính từ bình khử khí đến bơm nớc vào lò theo Hh 10,5 + 4,5 971.2 = 0,044 + 3.5,8 + 3.0,7 + 6,7 = 8,4(mH O) 0,03 Vậy để đảm bảo chiều cao thực tế bình khử khí Hh=10,5(mH2O) 1.Xác định bơm nớc ngng phân xởng Theo công thức ta có Trong đó: H 1h = + H + H d H0=Hh+0,5 với Hh chiều cao bình khử khí 20 Sinh viên:Hoàng Trung Hiếu Lớp NL2-K43 d = Đồ án hệ thống cung cấp nhiệt = 971 = 0,5(mH O) 2.g 2.9,8 Từ bơm tới bình khử khí có van chặn =5 chỗ ngoặt 90 độ =0,7 Đờng kính ống dẫn nớc ngng d1 = 4.G1 = k = 0,11 d , 25 4.0,3 = 0,013(m) 2.971.3,14 0,0002 = 0,11. 0,013 , 25 = 0,04 Với G1=0,9.GOA=0,9.0,436=0,3(kg/s) Tổn thất áp suất từ bơm đến bình khử khí H1 = H ms l1 + H cb = + d1 2 34 2.971 = (0,04 + + 5.0,7) = 18,5(mH O) 0,013 Thay giá trị vào công thức ta suy 1h = 10,5 + 0,5 + 18,5 + 0,5 = 30(mH O) 0,5 : khoảng cách từ mặt thoáng bình khử khí đến đầu đờng ống nớc ngng đổ vào Từ kết tính toán ta chọn đợc bơm cho phân xởng 2.Xác định bơm nớc ngng phân xởng Theo công thức ta có H 21h = + H + H d Trong đó: d = = 971 = 0,5(mH O) 2.g 2.9,8 Từ bơm tới bình khử khí có van chặn =5 chỗ ngoặt 90 độ =0,7 Đờng kính ống dẫn nớc ngng d2 = 4.G2 = k = 0,11 d , 25 4.0,18 0,016(m) 2.971.3,14 0,0002 = 0,11. 0,016 , 25 = 0,036 Với G2=0,9.GOB=0,9.0,414=0,18(kg/s) Tổn thất áp suất từ bơm đến bình khử khí H = H ms + H cb = = (0,036 l + d2 2 48 2.971 + + 6.0,7) = 28,4(mH O) 0,016 Thay giá vào công thức ta suy h = 10,5 + 0,5 + 0,5 + 28,4 = 40(mH O) 21 Sinh viên:Hoàng Trung Hiếu Lớp NL2-K43 Đồ án hệ thống cung cấp nhiệt 0,5 : khoảng cách từ mặt thoáng bình khử khí đến đầu đờng ống nớc ngng đổ vào Từ kết tính toán ta chọn đợc bơm cho phân xởng 3.Xác định bơm nớc ngng phân xởng Theo công thức ta có H 3h = + H + H d Trong đó: d = = 971 = 0,5(mH O) 2.g 2.9,8 Từ bơm tới bình khử khí có van chặn =5 chỗ ngoặt 90 độ =0,7 Đờng kính ống dẫn nớc ngng d3 = 4.G3 = k = 0,11 d , 25 4.0,2 = 0,011(m) 2.971.3,14 0,0002 = 0,11. 0,011 , 25 = 0,042 Với G3=0,9.GOC=0,9.0,436=0,2(kg/s) Tổn thất áp suất từ bơm đến bình khử khí H = H ms + H cb = = (0,042 l3 + d3 2 78 2.971 + + 7.0,7) = 60(mH O) 0,011 Thay giá vào công thức ta suy 3h = 10,5 + 0,5 + 60 + 0,5 = 71,5(mH O) 0,5 : khoảng cách từ mặt thoáng bình khử khí đến đầu đờng ống nớc ngng đổ vào Từ kết tính toán ta chọn đợc bơm cho phân xởng 22 Sinh viên:Hoàng Trung Hiếu Lớp NL2-K43 Đồ án hệ thống cung cấp nhiệt 23