CENTRALA TERMICA

CENTRALA TERMICA

ALEGEREA CAZANELOR

Alegerea cazanelor se face in functie de sarcina termica ceruta la consumatori si variatia acesteia in timp.

Programul de furnizare va fi intocmit in asa fel incat sa se poata reduce la minim sarcina termica maxima a centralei prin livrarea alternativa, sau el este indicat de catre beneficiar prin tema.

Alegerea numarului de cazane se fece tinand cont de mai multe criterii precum

-randament

-pret de cost

-echipamente auxiliare obligatorii

-instalatie de automatizare

Aceste criterii trebuie introdu-se intr-un calcul de optim din punct de vedere economic,tinandu-se cont de comportarea acestora in regim de iarna, avarie si vara.

Numarul de cazane se alege astfel incat necesarul consumatorilor sa fie satisfacut cu consumuri minime.

In cadrul alegerii cazanelor trebuie sa se tina cont de caracteristicile variatiei necesarului consumatorilor, adica in cazul unei variatii pronuntate se va alege un numar mai mare de cazane cu sarcini termice mai mici ( pentru ca functionarea acestora sa se faca in jurul punctului de randament maxim ), iar in cazul unei variatii cu paliere cvaziconstante se adopta solutia unui numar mai mic de cazane dar cu sarcini termice mai mari.

Criterile principale de alegere a cazanelor sunt p_i, p_v ( procent de majorare datorat rotunjirilor in plus ) care trebuie sa fie cat mai apropiate de1 ( 100 % ) . Acesti doi parametrii arata cat de bine imbraca sarcina termica oferita de centrala termica curba de necesar a consumatorilor .

Un alt factor important este gradul de asigurare al consumatorilor in regim de avarie ( Ai ). De remarcat faptul ca in cazul regimului de avarie centrala termica trebuie sa satisfaca parametrii necesari consumatorului principal ( in cazul nostru consumatorul principal este consumatorul de incalzire ).

Daca consumatorul principal nu poate fi satisfacut la parametrii necesari, atunci se va determina temperatura exterioara pana la care poate sa faca fata centrala termica cu solutia de cazane aleasa . Totusi si aceasta solutie poate fi adoptata in cazul unei indicatii din partea beneficiarului.

In functie de necesarul consumatorilor se stabileste tabelul de alegere al cazanului

unde   

n_cz - numarul de cazane

cu     =

- numarul de cazane rezultat din calcul si rotunjit superior.

, - procente de majorare pentru situatia de iarna si vara .

Ai - gradul de asigurare al consumatorilor principali in regim de avarie.

te - temperatura exterioara pana la care in situatia de avarie ( nefunctionarea unui cazan ) se poate asigura in incaperi conditiile de confort adica temperatura interioata t_i impusa conform STAS 1907

Observatie : - situatia de avarie se intalneste in cazul nefunctionarii unui cazan din bateria de cazane existenta in centrala termica.

- in situatia de vara trebuie avut in vedere ca consumatorii functionali sunt reprezentati de consumatorul tehnologic si consumatorul pentru apa calda de consum menajer ACCM.

Alegerea solutiei optime se face in functie de , , care trebuie sa fie cat mai apropiati de valoarea optima, adica de 1 ( 100% ), cu mentiunea ca , are o pondere mai importanta in cadrul alegerii deoarece nu intotdeauna in situatie de iarna se inregistreaza o temperatura exterioara te conform STAS 1907/1, astfel incat exista de la sine in cazul unor conditii climatice normale o supraestimare a sarcinilor termice necesare consumatorilor care depind de aceasta temperatura exterioare, adica consumatorii de incalzire si ventilare.

De remarcat faptul ca trebuie avut in vedere si regimul de avarie, in sensul unui grad de asigurare a consumatorilor principali corespunzator ( >100% ). In cazul in care Ai<100% se va determina prin calcul temperatura exterioara te pana la care se pot asigura parametrii nominali ceruti la consumatori.

Daca aceasta temperatura te` este mai mica decat temperatura exterioara medie in luna de varf ( ianuarie ) pentru localitatea respectiva solutia poate fi totusi utilizata.

Solutie

Qt= Qacm+Qi

Qt=111kw

Se va alege un cazan din otel VIESSMANN model VITOROND 200- VR 100, cu urmatoarele caracteristici:

-numarul de elementi 7buc.

-puterea termica utila 100kW

-randament 94.5 %

-temperatura max. de lucru 100 ºC

-presiunea maxima de lucru 3 bar

-volum de apa 97 l

-suprapresiune in focar 0.45mbar

-temperatura gaze arse 170 ºC

-dimensiuni {inclusiv arzator) L= 1124mm

l= 575mm

h= 1131mm

-masa (cu termoizolatie si arzator) 451 kg

-alimentare electrica 230/50 V/Hz

Ca automatizare se va folosi sistemul Vitotronic 200KW 2.

ALEGEREA ECHIPAMENTELOR CENTRALEI TERMICE

2.1.ALEGERE ARZATORULUI

Arzatorul reprezinta dispozitivul de realizare a amestecului dintre carburant si comburant, de ardere completa a acestui amestec.

Alegerea arzatorului se face in functie de sarcina termica sau de consumul de combustibil.De regula puterea termica a arzatorului trebuie sa fie cu circa 20-50% mai mare decat a cazanului deservit deoarece punctul nominal de functionare la randament maxim se gaseste la aproximativ 2/3 din puterea sa totala sau pentru a putea forta cazanele sa atinga un prag termic abrupt intr-un timp cat mai scurt.

Observatie : In cazul in care alegerea se facea dupa consumul de combustibil se alegea astfel :

unde Pci- puterea calorifica inferioara corespunzatoare combustibilului folosit ( CLU tip II ).

h - randamentul cazanului

Solutie

Cazanul VIESSMANN model VITOROND 200- VR 100 se livreaza echipat cu arzator VITOFLAME 200.

2.2. GOSPODARIA DE COMBUSTIBIL

Gospodaria de combustibil lichid se compune dintr-o baterie de rezervoare de stocare a combustibilului pentru o perioada mai indelungata = rezervoare de depozitare.

Acest grup se monteaza in exterioarul cladirii ( suprateran, semiingropat, ingropat), la distante minime obligatorii fata de cladirile invecinate ( criterii de evitare a pericolului de explozie si incendiu), distante ce sunt determinate in functie de modul de amplasare a rezervoarelor de depozitare, de marimea lor si de tipul de combustibil .

In interioarul centralei termice se amplaseaza un rezervor de zi in care se acumuleaza combustibilul necesar pentru consumul intre 12-24 h . Rolul acestui rezervor este de a asigura o alimentare continua gravitationala a arzatoarelor si de a preincalzi combustibilul.

Daca rezervorul de zi are o capacitate pana la 2 m³ se poate monta direct in sala cazanelor, in caz contrar acesta trebuie montat intr-o incapere separata prin elemente de constructie cu o anumita rezistenta la foc.

Unde B_LV - consumul de combustibil in luna de varf ( ianuarie )

Z - numarul de zile de stocare a combustibilului

t_mi - temperatura medie din camerele incalzite = 20 C

t` - temperatura medie exterioara in luna de varf pentru localitatea respectiva = -4,5C

- volumul rezervorului de zi

B_zi - consumul de combustibil zilnic

n_u - numarul de umpleri ( tine cont de numarul maxim de porniri / opriri a pompelor de combustibil cat si de duratele in care acestea functioneaza astfel incat uzura sa fie mentinuta in limite acceptabile tehnic ) =1-4

Unde BPI -consumul de combustibil pe perioada de incalzire

Ban=BPI+Bv

Unde Ban -consumul de combustibil anual

Iar Bv - consumul de combustibil pe perioada de vara ce se calculeaza cu relatia:

Solutie

Nu este necesara o gospodarie de combustibil avand in vedere faptul ca acest cazan utilizeaza combustibil gazos.

2.3. INSTALATIA DE EVACUARE A GAZELOR ARSE

Instalatia trebuie sa asigure eliminarea gazelor rezultate din procesul de ardere a combustibilului.

Tirajul asigurat la cos trebuie sa asigure invingerea pierderilor de sarcina pe traseul Priza de aer - Cazan - Canal fum - Cos fum precum si o presiune de refulare la baza cosului. In unele cazuri arzatorul preia o parte din aceste pierderi de sarcina ( fie din cazan, fie din cazan si canalul de fum ).

Tirajul cosului este dat de relatia

unde    : Dr= cu mentiunea ca trebuie considerata situatia cea mai dezavantajoasa posibila, situatie ce este determinata de o temperatura exterioara foarte ridicata pentru perioada de iarna de aproximativ 15 C.

hc- inaltimea cosului

In functie de natura combustibilului se determina volumul de gaze arse :

-volumul de gaze arse teoretic

- volumul de aer teoretic

Se introduce un coeficient de exces de aer in functie de natura combustibilului a , cu ajutorul caruia se determina volumul de gaze real.

Sectiunile cosului de fum se determina astfel :

Solutie

Cazanul VIESSMANN model VITOROND 200- VR 100 are treim drumuri de fum , racordul de evacuare a gazelor arse avand diametrul standardizat.

2.4. ALEGEREA VASULUI DE EXPANSIUNE

Instalatiile de incalzire sunt alcatuite din conducte, echipamente, cazane, corpuri de incalzire, realizate din materiale solide care contin un volum de apa care evolueaza in timp intre temperatura de alimentare si temperatura nominala de functionare

Dilatarea fluidului agentului termic este mult mai importanta decat dilatarea instalatiei si practic de neoprit ( deoarece fluidul este incompresibil ) ceea ce determina necesitatea preluarii apei provenite din dilatare ( in fazele de crestere a temperaturii ) si de reintoarcere a acestui volum de apa in instalatie ( in fazele de racire ).

Se va alege schema pentru preluarea excedentului de apa din dilatare corespunzatoare VEI ( vas de expansiune inchis ) . Schema uzual intalnita in instalatiile de incalzire centrala.

Pentru a se putea determina capacitatea acestui vas trebui determinat in primul rand volumul de apa rezultat prin dilatare . Acest volum de apa se determina in functie de volumul initial de apa din instalatia umpluta la temperatura apei din conducta publica din care se face alimentarea, si de variatia de temperatura.

Volumul de apa din instalatie se poate determina insumand cantitatiile de apa din fiecare element component al centralei termice, fie pe baza unor relatii determinate experimental ( relatii empirice ).

In cazul de fata se va alege solutia unui vas de expansiune inchis cu membrana fara rezervor de acumulare.

unde :

p.max - presiunea maxima din instalatie, presiune ce este determinata de rezistenta

mecanica a elementelor componente centralei termice = 6 bar.

p.min - presiunea minima corespunzatoare umplerii tuturor consumatorilor ( este data de inaltimea geodezica a celui mai inalt consumator deoarece se considera ca centrala se afla la acelasi nivel cu consumatorul deservit ) =6,5 mCA.

Solutie

Vt=4800 l

Vvs=480l ,

Se va alege un vas de expansiune inchis cu membrana cu volumul de 500l, VAREM, model Maxivarem LR 500 cu caracteristicile:

-capacitate 500 l

-presiunea 6 bar

-diametrul 780 mm

-inaltimea 1260 mm

-masa 102 kg

2.5. ALEGEREA POMPELOR

POMPA DE CIRCULATIE

Se vor alege pompe pentru fiecare consumator in parte, ele avand rolul de a transporta fluidul caloportor de la BEP catre consumatori .

Se vor analiza pe rand fiecare tip de consumator :

A. CONSUMATORUL DE INCALZIRE

B. CONSUMATORUL DE VENTILARE

Din tema de proiectare se cunosc parametrii agentului termic la consumator care in acest caz sunt supusi unui reglaj calitativ.

C. CONSUMATORUL TEHNOLOGIC

Din tema de proiectare se cunosc parametrii agentului termic la consumator care in acest caz sunt supusi unui reglaj calitativ.

D. POMPE PENTRU CIRCULATIA ACM

Solutie

Avand in vedere cazul de fata se va alege o pompa de circulatie pentru incalzire.

Pompa de circulatie :

H=6.7m

Gi=1.8 m³/h

Se alege pompa DAB , model BPH 60/250.40 M, electropompa simpla monofazata.

2.6. CALCULUL BUTELIEI DE EGALIZARE A PRESIUNILOR

Rolul BEP este de a separa din punct de vedere hidraulic instalatia in zone diferite, asigurand o functionare foarte buna in cazul instalatiei cu debite variabile precum cea prezentata in proiect.

Dimensionarea se realizeaza prin impunerea unor conditii constructive cum ar fi : o pierdere de sarcina cvazinula ( ce se realizeaza prin impunerea unei viteze de circulatie foarte mici <0,1 m/s ), debitul de agent termic primar trebuie sa fie mai mare decat debitul pe secundar, o anumita distanta intre stuturile de racord si o limitare din punct de vedere fizic a inaltimii.

- alegem o viteza de circulatie de 0,1 m/s.

Modalitatile de racordare a conductelor la BEP se face tinand cont de distanta intre stuturi, distanta ce este data de diametrul BEP.Analizand modalitatile constructive posibile se adopta solutia cu o singura conducta pe tur si retur.

Solutie

Butelia de egalizare a presiunilor

d=50mm

H=13*d = 650mm

D=3*d = 150mm