Московский государственныйуниверситет прикладной биотехнологии
Кафедра «Теплотехники иэнергосбережения»
Курсовой проект
«Теплоснабжение предприятий попереработке животноводческого сырья»
Выполнил: Семенов С.И.
Факультет: технологический
Группа: 2Т3-1
Руководитель: Егоров В.И.
Москва 2007 год
Введение
Предприятия молочной промышленности относятся к энергоемким производствам.Это обусловлено тем, что при переработке животноводческого сырья иконсервировании продукции на молочных заводах широко применяются разнообразныетепловые процессы. К ним относятся пастеризация и стерилизация молочныхконсервов, сушка молочных продуктов и другие процессы. Кроме того, значительноеколичество теплоты расходуется на нужды горячего водоснабжения, отопления ивентиляции производственных и вспомогательных цехов, административно-бытовыхзданий и сооружений.
В связи с опережающим повышением цен натопливно-энергетические ресурсы возрастает доля стоимости затрат теплоты вструктуре себестоимости производимой на 1 параметров, гарантирующимипроизводство качественной продукции, представляет важную задачу. Актуальностьданной проблемы определяется также ограниченностью не возобновляемыхэнергоресурсов, необходимостью проведения энергосберегающей политики и сниженияуровня техногенной нагрузки систем энергосбережения на окружающую среду.
Системы теплоснабжения предприятий должны обеспечиватьвыработку и бесперебойную подачу в цеха теплоносителей заданных параметров,гарантирующих получение продукции высокого качества. Состояние теплоносителейопределяется их давлением, температурой, энтальпией, степенью сухости и другимипараметрами. Необходимо обеспечить резерв тепловой мощности в сезон массовойпереработки сырья. Тепловые схемы должны предусматривать возможностьмаксимального использования энергетического потенциала вырабатываемыхтеплоносителей, снижения выхода тепловых вторичных энергоресурсов и утилизациитеплоты, образующихся в теплопотребляющих установках.
Цель работы.
Цель работы состоит в углублении знаний студентов по теоретическимразделам курсов теплотехнических дисциплин, освоении методики выполнениятеплотехнических расчетов, изучении конструкции и принципа работы отдельныхэлементов систем теплоснабжения.
Обоснование типоразмера предприятия
Технические и энергоэкономические характеристикипредприятий по переработке животноводческого сырья существенным образом зависятот объёмов и ассортимента производимой продукции. В связи с этим некоторыерасчётные характеристики представлены в зависимости от типоразмера предприятия.
Для молочных заводов определяющий типоразмер представляетсобой суммарную сменную переработку сырья с учётом норм расхода цельного молокана производство заданных объёмов продукции.
Цельно- и кисломолочная продукция 120*0,895=107,4
Масло животное 1,3*21,185=21,54
Сыры 0,95*9,285=8,82
Сухое молоко ?2,4?*9,85=23,64
Типоразмер 200 т/сОпределение параметров теплоносителей в реперных точкахДляобеспечения высокой экономичности котлов давление вырабатываемого пара следуетпринимать в пределах от 7 до 11 ата при степени сухости Х от 0,9 до 0,95.Точка А.Принимаемдавление пара в точке А равном 0,9 МПа, а степень сухости Х = 0,95.Изтаблицы берем значения Т, h’, r соответствующие значению давления0,9.
h’- энтальпия кипящей воды, кДж/кг
r – теплота парообразования, кДж/кг
h – энтальпия влажного насыщенного пара
РА=0,9 МПа
ХА = 0,95
h’А= 742,6 кДж/кг
rА = 2030,4 кДж/кг
ТА= 175,36 ˚С
h А= h’А + rАxА = 742,6 + 2030,4*0,95 = 2671,48 кДж/кг
Точка Б.
Подающий паропровод в водоподогревателе для нужд горячего водоснабженияи отопления.
Давление при условии его дросселирования.
РБ = 0,7 МПа
hБ = hА = 2671,48 кДж/кг
h’Б = 697,1 кДж/кг
rБ = 2069,7 кДж/кг
ТБ = 164,96 °С
ХБ = (hБ – h’Б)/ rБ = (2671,48 – 697,1) / 2069,7 = 0,96Точка В.Паропроводна входе в производственный корпус, давление Р понижается, температурауменьшается, в зависимости от расстояния до производственного корпуса. Потеридавления Рпот. на 100 метров паропровода принимаем 8-10 кПа, а потери энтальпииhпот. от 1-1,5 % на 100 метров паропровода. Принимаем потери давления 10 кПа. Так как длина паропровода 161 метр, то
100 10 кПа
161 — Х кПа
Х = 16,1 кПа
Рпот. = 16,1 кПа
РВ = РА — Рпот = 0,9*10 6– 0,0161*106 = 0,8839 МПа
Принимаем потери энтальпии h пот 1 %
100 - 1 %
161 — Х %
Х = 1,61%
h пот = 1,61 %hВ = hА – h пот= 2671,48 –43,01= 2628,47 кДж/кгh’В= 739,4 кДж/кгrВ = 2049,6 кДж/кг
РГ1 = 0,3 Мпа
РГ2 = 0,3 МПа
РГ3 = 0,3 Мпа
РГ4 = 0,5 МПа
ТГ1 =
133,5 °С
ТГ2 = 133,5 °С
Т Г3 =133,5 °С
ТГ4 = 151,85 °С
h’Г1 = 561,1 кДж/кг
h’Г2 = 561,1 кДж/кг
h’Г3 = 561,1 кДж/кг
h’Г4 =
640,1 кДж/кг
rГ1 = 2164,1 кДж/кг
rГ2 = 2164,1 кДж/кг
rГ3 = 2164,1 кДж/кг
rГ4 =
2108,4 кДж/кг
Х Г1 = 0,95
ХГ2 = 0,95
ХГ3 = 0,95
ХГ4 = 0,94
ТВ = 174,6°СХВ=(hВ – hВ’)/ rВ = (2628,47 – 739,4) / 2049,6 = 0,92Точка Г.Давлениепара в технологических аппаратах отдельных цехов принимается по таблице 7, вкоторой приведены также доля расходуемого в них «глухого» пара агп идоля «пролетного» пара Х пп в образующейся пароконденсатной смеси.
Г1 – цех цельно- и кисломолочного молока
Г2 – маслоцех
Г3 – сыродельный цех
Г4 – цех сухого молока
Г5 – цех консервов
hГ = hВ = 2628,47 кДж/кг
ХГ1-3 = (hГ – hГ’)/ rГ =(2628,47 – 561,4)/2164,1=0,95
XГ4-5=(2628,47 -640,1)/2108,4=0,94Точка Д.Конденсатопроводв цехах.
РД рекомендовано 0,9 РГ каждого цеха.
РД1 = 0,27 МПа
РД2 = 0,27 МПа
РД3 = 0,27 МПа
РД4 =0,45 МПа
ТД1 = 129,98 С
ТД2= 129,98 С
ТД3 = 129,98 С
ТД4=
147,92С
h’Д1 = 546,2 кДж/кг
h’Д2 = 546,2 кДж/кг
h’Д3 = 546,2 кДж/кг
h’Д4 = 623,2 кДж/кг
rД1 = 2174,5 кДж/кг
r Д2= 2174,5 кДж/кг
rД3=
2174,5 кДж/кг
rД4 = 2120,6 кДж/кг
XД1 = 0,1
X Д2 = 0,1
X Д3 = 0,1
X Д4 =0,1 РД1= 0,9*0,3 = 0,27 МПаРД2= 0,9*0,3 = 0,27 МПаРД3= 0,9*0,3 = 0,27 МПаРД4= 0,9*0,5 = 0,45 МпаhПКС= h’ + r*XhПКСД1 = 763,65 кДж/кгhПКСД2 = 763,65 кДж/кгhПКСД3 = 763,65 кДж/кгhПКСД5 = 835,26 кДж/кгТочка Е.Конденсатопроводпосле утилизационной установки.Переохлажденныйконденсат можно использовать для подогрева воды (для нужд горячеговодоснабжения).РЕ= Рср (РД)* 0,9 = 0,31 МпаПроисходитполная конденсация с последующим переохлаждением до 80 °С.h воды = Св * Т конд.= 4,19 * 80°С = 335,2 кДж/кг
где Св – теплоемкость конденсата кДж/кг
для воды Св = 4,19 кДж/кгТнас. = 134,66° ССтепеньпереохлажденияΔt = Т нас – Т кон= 134,66 – 80 = 54,66° СТочка Ж.
Водоподогреватели после системы отопления.
В зависимости от наружной Т (расчетной) для самой холоднойпятидневки года выбрано из рисунка 7.
Т (расчетная) берется из таблицы 8, в зависимости отместоположения предприятия. Для города Иваново :
Т = -28 °С
Тп = 127 °С
То = 63 °С
Температура конденсата после водоподогревателя принимаем на35 – 40 °С выше Т обратной воды.
Т кон = 63+40 = 103 °С
Давление Рж = 0,9 (РБ -Pпотерь) = 0,7*(1-0,10) = 0,63 МПа
Т нас = 160,12 °С
hж= Св* Т кон = 4,19 * 103 °С = 431,57кДж/кг
Степень переохлаждения конденсата
Δt = Т нас – Т к = 160,12 – 103 = 57,12°С
Точка З.Конденсатопроводпосле водоподогревательной системы горячего водоснабжения.Принимаемтемпературу горячей воды Тгв = 70° С(послеводоподогревателя)Ткпринимаем на 25 – 30 °С выше Т гв .
Тк = 70 +30 = 100 °С
Рз = 0,9 * РБ = 0,9* 0,7 = 0,63 МПа
Тнас = 160,12 °С
hк = С в* Тк = 4,19* 100 = 419 кДж/кг
Степень переохлаждения
Δt = Тнас – Тк = 160,12 – 100 =60,12 °С
Точка И.
Конденсатопровод от сторонних потребителей.
Давление возвращаемого от сторонних потребителей конденсатапринимаем Ри = 0,2 ати=0,3 МПа.
Температура конденсата tК=75оС.
Тнас = 133,54 °С
Тк = 67 °С
hк= Св* Тк = 4,19*67 = 280,73 кДж/кг
Δt = Тнас – Тк = 133,54 – 67 = 66,54 °C
Определениеудельных расходов теплоты на выработку отдельных видов продукции
qi = di (hi (1-а глi) + (hi –h пксi) a глi) 10 –3
Из таблицы 7 берём значения :
агп 1 = 0,5
агп 2 = 0,4
агп 3 = 0,3
агп 4 = 0,85
Из таблицы 10 берём значения :
d 1 = 0,2 т/т
d 2 = 7,0 т/т
d 3 = 7,0 т/т
d4 = 17 т/т
q1 = d1 (h1 ( 1 – агл 1) + (h1 – hпкс1) aгл1)10-3 =
0,2(2628,47(1 – 0,5) + (2628,47 – 763,65) 0,5) 10-3=0,4493 ГДж/т
q2 = d2 ( h2 ( 1 – aгл2) + (h2 — hпкс 2) aгл 2) 10-3 =
7,0 (2628,47(1- 0,4) + (2628,47 – 763,65) 0,4) 10-3 =16,261 ГДж/т
q3 =d3 (h3(1 – aгл3) + (h3 – hпкс3) aгл3) 10-3 =
7,0(2628,47(1– 0,3) + (2628,47 – 763,65) 0,3) 10-3 =16,796 ГДж/т
q4 = d4(h4(1 – агл 4) + (h4 – hпкс4) aгл4)10-3 =
17(2628,47(1 – 0,85) + (2628,47 – 835,26) 0,85) 10-3= 32,614 ГДж/т
Определение сменных расходов пара и теплоты на выработкутехнологической продукции
1) Определяем расходы пара на выработку продукции
Di = di *Пi
D1 = d1*П1 =0,2 * 120 = 24 т/смену
D2 = d2* П2 =7,0 *1,3 = 9,1 т/смену
D3 = d3* П3 =7,0 * 0,95 = 6,65 т/смену
D4 = d4 * П4 = 17*2,4= 40,8 т/смену
2) Определяем расходы теплоты на выработку продукции
Qi = qi*Пi
Q1 = q1* П1 = 0,4493* 120 = 53,91 ГДж/смену
Q2 = q2* П2 =16,261 * 1,3 = 21,14 ГДж/смену
Q3 = q3* П3 =16,796 * 0,95 = 15,96 ГДж/смену
Q4 = q4* П4 = 32,614* 2,4= 78,27 ГДж/смену
) Определяем сменные расходы пара и теплоты натехнологические нужды
Dтн = Σ di*ПI= 24 + 9,1 + 6,65 +40,8 = 80,55 т/сменуQтн = Σ qi*Пi = 53,91 +21,14 +15,96 +78,27 =169,28ГДж/смену
Определение сменных расходов горячей воды, пара и теплоты нанужды горячего водоснабжения
1) Определяем расходы горячей воды на выработку отдельныхвидов продукции.
Vi = Wi* Пi м3/смену, где
Wi, м3/т- удельные расходы горячейводы на выработку продукции
Из таблицы 12 берём значения удельных расходов горячей воды
W1 = 0,4 м3/т
W2 = 5,0 м3/т
W3 = 4,0 м3/т
W4 = 2,0 м3/т
V1 = W1 * П1 = 0,4 * 120= 48 м3/смену
V2 = W2* П2 =5,0 * 1,3 = 6,5 м3/смену
V3 = W3*П3= 4,0 * 0,95 = 3,8 м3/смену
V4 = W4*П4 = 2,0 * 2,4 = 4,8 м3/смену
2) Определяем ненормируемый расход горячей воды навспомогательные нужды.
Vн = αwΣ Vi, м3/смену, где αw-доляненормированного потребления
Из таблицы 12 находим долю ненормированного потребления
αw= 0,2
Vн = 0,2 * (48 + 6,5 + 3,8 + 4,8) = 12,62 м3/смену
3) Определяем общий сменный расход горячей воды
Vгв = Σ Vi+ VH+ Vст, м3/см,
где Vст – отпуск горячей воды стороннимпотребителям, м3/см.
Vст = 0, так как горячая вода не отпускается стороннимпотребителям.
Vгв = 63,1+12,62 + 0 = 75,72 м3/смену
4) Определяем расход пара на нагрев воды в пароводяныхподогревателях.
Dгв = (Vгв c ρ ( t гв — tхв)) 10 –3/ (hx– hк) ηв, где
с- теплоёмкость воды (с=4,19 кДж/кг*К), ρ- плотностьводы (ρ=1000 кг/м3), tГВ и tХВ –соответственно температуры горячей ихолодной воды, оС, hХ– энтальпиявлажного насыщенного пара, кДж/кг, hК –энтальпия конденсата при температуре конденсата tК, кДж/кг, ηВ – коэффициент полезногоиспользованиятеплоты в водоподогревателях (принимаем 0,94)
t гв = 70° С t хв = 15° С
Dгв =(75,72*4,19 *1000(70 – 15) 10-3/(2671,48- 419)0,94=7.28 т/смену
5) Определяем расход теплоты на нагрев воды для нужд горячеговодоснабжения
Qгв = Dгв( hx – hк) 10–3 = 7.28 (2671,48 – 419)10-3 = 16.4ГДж/смену
Расходы пара и теплоты на нужды горячего водоснабжения
Форма 3Вид продукции
Р,
МПа Х
hx,
кДж/кг
tхв,
°C
tгв ,
°С
W,
м3/т,
м3/туб П, т/ смену туб/ смену
αw
V, м3/ смену
D, т/
смену
Q,
ГДж/
смену Цельное молоко 0,5 0,95 2671,48 15 70 0,4 120 48 Масло 0,4 0,95 2671,48 15 70 5,0 1,3 6,5 Сыр 0,3 0,95 2671,48 15 70 4,0 0,95 3,8 Сухое молоко 0,85 0,94 2671,48 15 70 2,0 2,4 4,8 Ненорми руемое потребление воды 0,2 12,62 7,28 16,4 Всего 75,72 7,28 16,4
Определение сменных расходов теплоты и пара на отоплениезданий и сооружений
1)Определяем сменные расходы теплоты на отопление отдельныхзданий и сооружений.
QОТi=qОТi*VЗДi*(tВНi-tН)*τСМ*10-9, ГДж/см, где
qОТi- удельные отопительные характеристики отапливаемых зданийпри tН, Вт/м3*К;
VЗДi-объёмы отапливаемых зданий по наружному периметру, м3;
tВНi- температуравоздуха внутри отапливаемых зданий, оС;
tН — средняя за отопительный период температура наружноговоздуха, оС;
τСМ — продолжительность рабочей смены, с.
qОТi = qОТi *(1,3+0,01* tН), Вт/м3*К
Из таблицы 16 берём значения удельных отопительныххарактеристик отапливаемых зданий.
1 – производственные корпуса
2 — вспомогательные цеха
3 – административно-бытовые здания
qот 1 = 0,40 Вт/(м3 К)
q от 2 = 0,36 Вт/(м3 К)
qот 3 = 0,50 Вт/(м3 К)
Среднюю за отопительный период температуру наружного воздухадля города Иваново берём из таблицы 8
tн= — 4,4° C
qот 1 = 0,40 (1,3 + 0,01*( — 4,4)) = 0,50 Вт/(м3 К)
qот 2 = 0,36 (1,3 + 0,01*( — 4,4)) = 0,45 Вт/(м3К)
qот 3 = 0,50 (1,3 + 0,01*( — 4,4)) = 0,63 Вт/(м3К)
Qотi = q отi * Vздi (tвнi – tн) τсм 10–9
Из таблицы 14 берём значения объёмов отапливаемых зданий понаружному периметру
Vзд1 = 25 *103 м3
Vзд 2 = 6,0 * 103 м3
Vзд 3 = 3,5 *103 м3
Qот 1 = 0,40 * 25 * 103 (20 + 4,4)28800? * 10-9 = 7,03 ГДж/смену
Qот 2 = 0,36 * 6 * 103 (20 + 4,4)28800? *10-9 = 1,52 ГДж/смену
Qот 3 = 0,50 * 3,5 * 103 (20 + 4,4)28800? * 10 –9 = 1,23 ГДж/смену
2) Определяем максимальные сменные расходы теплоты наотопление отдельных зданий и сооружений
Q*от i = q*отiVзд i(tвн i – tн*) τсм 10-9
q*отi = q отi (1,3 + 0,01 tн*)
q*от 1 = 0,40 (1,3 – 0,01* 28) = 0,41Вт/(м3 К)
q*от 2 = 0,36 (1,3 – 0,01 *28) = 0,37Вт/(м3 К)
q*от 3 = 0,50 (1,3 – 0,01 * 28) = 0,51Вт/(м3 К)Q*от1 = 0,40 * 25*103 (20 + 28) 28800 *10-9 = 13,82 ГДж/смену
Q*от 2 = 0,36* 6*103(20 + 28) 28800 * 10-9 = 2,98 ГДж/смену
Q*от 3 = 0,50* 3,5* 103 (20+ 28) 28800 * 10-9 = 2,42 ГДж/смену
3) Средние за отопительный период и максимальный сменныйрасходы теплоты на отдельные нужды
Qот = Σ Qот = 7,03 + 1,52 +1,23 = 9,78 ГДж/смену
Q*от = Σ Q*от =13,82+ 2,98+ 2,42 = 19,22 ГДж/смену
4) Средние за отопительный период и максимальный сменныерасходы пара на отопительные нужды
Dот = Qот *103/((hх-hк)*ηв), т/см
D*от = Qот *103/((hх-hк)*ηв), т/см
hк — энтальпия конденсата при температуре tк, кДж/кг (точка Ж)
Dот = Qот * 103 /((hx– hк) ηв) = 9,78 * 103 /(2671,48– 431,6) 0,94 = 4,6 т/смену
D*от = Q*от* 103 / ((hx– hк) ηв) = 19,22 * 103 /(2671,48– 431,6) 0,94 =9,1 т/смену
Составление балансов потребления и выработки теплоты и пара
1) Балансы потребления теплоты и пара характеризуют ихраспределение на деление на основные и вспомогательные нужды предприятия.
Qпот = Qтн + Qгв + Qот = 169,28 +16.4 +9,78 =195,46 ГДж/смену
Dпот = Dтн + Dгв + Dот = 80,55 +7.28 +4,6 =92,43 т/смену
2) Доли теплоты, расходуемой на различные нужды
атн = (Qтн/Qпот) 100% = (169,28 /195,46) 100% = 86,6%
агв = (Qгв/Qпот) 100% = (16.4 /195,46) 100% = 8,4 %
аот = (Qот/Qпот) 100% = (9,78 /195,46) 100% = 5 %Баланс потребления тепла и пара
Форма 6Показатели Технологические нужды Горячее водоснабжение Отопление Всего
Потребление
теплоты, ГДж/смену 169,28 16.4 9,78 190,28 Потребление пара, т/смену 80,55 7.28 4,6 92,43 Доля в по – треблении % 86,6 8,4 5 100
3) Балансы выработки теплоты и пара характеризуют наиболеенапряжённый режим работы котельной в сезон массовой переработки сырья приналичии среднеотопительной нагрузки.
Отпуск теплоты сторонним потребителям.
Qст = Dст (hх – 0,01авзhк) 10 –3 = 45 (2671,48 – 0,01* 46 *280,73) 10–3 =114,4 ГДж/смену
авз = 46% — доля возвращаемого конденсата
Расходы теплоты и пара на собственные нужды котельной
βсн = 0,025 – доля теплоты, расходуемойна собственные нужды котельной
Qсн = βсн (Qтн + Qгв + Qот + Qст) = 0,025 (169,28+16.4+9,78 +114,4) =7,7 ГДж/смену
Dсн = βсн (Dтн + Dгв + Dот + Dст) = 0,025 (80,55 +7.28 +4,6 +45) = 3,44 т/смену
Qвыр = Qтн + Qгв + Qот + Qст + Qсн = 169,28 +16.4+9,78 +114,4+7,7 =317,56ГДж/смену
Dвыр = Dтн + Dгв + Dот + Dст + Dсн = 80,55 +7.28 +4,6 +45+3,44=140,87т/смену
Доля теплоты, расходуемой на различные нужды, от общейвыработки пара
βi = (Qi/Qвыр) 100%
βтн = (169,28 /317,56) 100 % = 53,3%
βгв = (16.4/317,56) 100% = 5,2 %
βот = (9,78 /317,56) 100% = 3,1 %
βст = (114,4/317,56) 100% = 36 %
βсн = (7,7/317,56) 100% = 2,4 %
Баланс выработки тепла и пара
Форма 7Показатели Технологические нужды Горячее водоснабжение Отопление Сторонние потребители Собственные нужды котельной Всего Расходы теплоты, ГДж/смену 169,28 16.4 9,78 114,4 7,7 317,56 Расход пара, т/смену 80,55 7.28 4,6 45 3,44 140,87 Доля в выработке, % 53,3 5,2 3,1 36 2,4 100
Построение графиков потребления теплоносителей
1)Часовые расходы горячей воды по предприятию.
Из таблицы 18 берём коэффициенты неравномерности сменныхграфиков тепловых нагрузок потребления горячей воды
γ8-9гв = 0,55
γ9-10гв = 0,6
γ10-11гв = 0,9
γ11-12гв = 0,9
γ12-13гв = 0,8
γ13-14гв = 0,75
γ14-15гв = 1,0
γ15-16гв = 0,9
16
Vчiгв= (Vгв – Vст) γгв i/ Σ γгвi
τ=8
Vч8-9гв = 75,72* 0,55 / 6,4 = 6,51 м3/ч
Vч9-10гв = 75,72* 0,6/ 6,4 = 7,1 м3/ч
Vч10-11гв = 75,72* 0,9/6,4 = 10,65 м3/ч
Vч11-12гв = 75,72* 0,9/6,4 = 10,65 м3/ч
Vч12-13гв = 75,72* 0,8/6,4 = 9,5м3/ч
Vч13-14гв = 75,72*0,75/6,4 = 8,9 м3/ч
Vч14-15гв = 75,72* 1/6,4 = 11,9 м3/ч
Vч15-16гв = 75,72*0,9/6,4 =10,65 м3/ч
Часовые расходы горячей воды, м3/ч
Форма 8Потребители
Сменный расход, м3/смену Часовые интервалы 8-9 9-10 10-11 11-12 12-13 13-14 14-15 15-16 Предприятие 75,72 6,51 7,1 10,65 10,65 9,5 8,9 11,9 10,65 Стороние предприятия
2) Часовые расходы пара на технологические нужды
Из таблицы 18 берём коэффициенты неравномерности сменныхграфиков тепловых нагрузок потребления пара на технологические нужды
γтн 8-9 = 0,6
γтн9-10 = 0,85
γтн10-11 = 1
γтн11-12 = 0,9
γтн12-13 = 0,8
γтн13-14 = 0,82
γтн14-15 =0,84
γтн15-16 = 0,81
16
Dчiтн = Dтн γтн i/ Σ γтн i
τ=8
Dч8-9тн = 80,55 *0,6/6,62 =7,2 т/ч
Dч9-10тн = 80,55 *0,85/6,62 = 10,2 т/ч
Dч10-11тн = 80,55 *1/6,62 = 12 т/ч
Dч11-12тн = 80,55 *0,9/6,62 = 10,8 т/ч
Dч12-13тн = 80,55 *0,8/6,62 = 9,6 т/ч
Dч13-14тн = 80,55 *0,82/6,62 = 9,9 т/ч
Dч14-15тн = 80,55 *0,84/6,62 = 10,1 т/ч
Dч15-16 тн = 80,55 *0,81/6,62 = 9,8 т/ч
3) Часовые расходы пара на выработку горячей воды
Dчiгв = DгвVчiгв/Vгв
Dч8-9гв = 7.28 *6,51/75,72= 0,63 т/ч
Dч9-10гв = 7.28 *7,1/75,72= 0,68 т/ч
Dч10-11гв = 7.28 *10,65/75,72= 1,02 т/ч
Dч11-12гв = 7.28 *10,65/75,72= 1,02 т/ч
Dч12-13гв = 7.28 *9,5/75,72= 0,9 т/ч
Dч13-14гв = 7.28 *8,9/75,72= 0,85 т/ч
Dч14-15гв = 7.28 *11,9/75,72= 1,14 т/ч
Dч15-16гв = 7.28 *10,65/75,72 = 1,02 т/ч
4) Часовые расходы пара на отопления определяются из условияих равномерности в течение смены.
Dчiот = Dот/8 = 4,6/8 = 0,57 т/ч
5) Часовые количества пара, отпускаемого стороннимпотребителям.
Из таблицы 18 берём коэффициенты неравномерности графиковотпуска пара сторонним потребителям
γст8-9 = 0,65
γст9-10 = 0,75
γст10-11 = 1
γст11-12 = 0,9
γст12-13 = 0,85
γст13-14 = 0,8
γст14-15 = 0,9
γст15-16 = 0,85
Dчiст = Dст γст i /Σ γст i
τ=8
Dч8-9ст = 45*0,65/6,7 = 4,36 т/ч
Dч9-10ст = 45*0,75/6,7 = 5,04 т/ч
Dч10-11ст = 45*1/6,7 = 6,72 т/ч
Dч11-12ст = 45*0,9/6,7 = 6,04 т/ч
Dч12-13ст = 45*0,85/6,7 = 5,71 т/ч
Dч13-14ст = 45*0,8/6,7 = 5,37 т/ч
Dч14-15ст = 45*0,9/6,7 = 6,04 т/ч
Dч15-16ст = 45*0,85/6,7 = 5,71 т/ч
6) Часовые расходы пара на собственные нужды котельной
Dчiсн = βсн (Dчiтн + Dчiгв + Dчiот + Dчiст)
Dч8-9сн = 0,025 (7,2 +0,63 +0,57 +4,36) =0,32 т/ч
Dч9-10сн = 0,025 (10,2 +0,68 +0,57 +5,04) =0,41 т/ч
Dч10-11сн = 0,025 (12 +1,02 +0,57 +6,72) =0,51 т/ч
Dч11-12сн = 0,025 (10,8 +1,02 +0,57 +6,04) = 0,46 т/ч
Dч12-13сн = 0,025 (9,6 +0,9 +0,57 +5,71) = 0,42 т/ч
Dч13-14сн = 0,025 (9,9 +0,85 +0,57 +5,37) = 0,42т/ч
Dч14-15сн = 0,025 (10,1 +1,14 +0,57 +6,04) = 0,45т/ч
Dч15-16сн = 0,025 (9,8 +1,02 +0,57 +5,71) = 0,43 т/ч
Часовые расходы пара, т/ч
Форма 9Потребители Сменный расход, т/смену Часовые интервалы 8-9 9-10 10-11 11-12 12-13 13-14 14-15 15-16 Техноло-гические аппараты 79,6 7,2 10,2 12 10,8 9,6 9,9 10,1 9,8 Система горячего водоснабжения 7,32 0,63 0,68 1,02 1,02 0,9 0,85 1,14 1,02 Система отопления 4,56 0,57 0,57 0,57 0,57 0,57 0,57 0,57 0,57 Сторонние предприятия 44,99 4,36 5,04 6,72 6,04 5,71 5,37 6,04 5,71 Собственные нужды котельной и топливного хозяйства 3,42 0,32 0,41 0,51 0,46 0,42 0,42 0,45 0,43 Всего 139,89 13,08 16,9 20,82 18,89 17,2 17,11 18,3 17,53
Подбор паровых котлов
Используя сменный график требуемой выработки пара, помаксимальному часовому расходу пара производится подбор необходимого типа иколичества котлов.
Из таблицы 5 выбираем котел типа КЕ, так как заданное топливо– газ и максимальный часовой расход 20,82 т/ч, а
с учетом установленной мощности +25%=26,025 т/ч, то мывыбираем 3 котла типоразмер КЕ-10-14С
Определение максимального часового расхода топлива
1) Максимальный часовой расход натурального топлива
Из таблицы 20 выбираем низшую теплоту сгорания топлива,подбор топлива осуществляется на основе географического местоположенияпредприятия. Так как предприятие находится в городе Иваново, то газпоставляется по газопроводу Саратов — Москва, а низшая теплота сгорания газа внем 34,16 МДж/м3
где QpН — низшая теплота сгорания топлива, кДж/кг (кДж/м3) (подбор топливаосуществляется по табл. 20; tПВ = 66; hПВ = С * tПВ = 4,19 * 66 = 276,54
Вmax = Dчmax(hx – hпв) 103/ (Qрнηк) = 17,89 (2671,48 – 276,54)103/ /(12,64*103* 0,834) = 4064,4 кг/ч
2) Перевод расхода натурального топлива в условное топливо
Вy max = BmaxQpн/29300 = 4064,4 * 12,64*10 3/29300= 1753,4 кг/ч
Расчёт и подбор водоподогревателей для систем отоплениягорячего водоснабжения
1) Тепловая мощность системы горячего водоснабжения
Qгв = Vmaxгв c ρ (tгв – tхв) / 3600 = 15,3 * 4,19 * 1000 (72 – 15)/ 3600 = 1015 кВт
2) Тепловая мощность системы отопления
Qот = Q*от* 10 6/ 8* 3600 = 24 * 106/28800 = 833,3 кВт
3) Требуемая суммарная поверхность нагрева водоподогревателейсистемы горячего водоснабжения, при К=1,8.
Из рисунка определяем Δtср
Δtм= 160-72 = 88° С
Δtб= 112 – 15 = 97° C
Так как Δtб/Δtм = 1,07
Δtср = (Δtм + Δtб) / 2 = (90+ 97)/2 = 93,5° С
Fгв = Qгв / (K Δtср) = 1015/ 1,8 * 93,5 = 6 м2С учётом резерваустановленной мощности
Fгв = 6*1,27 = 7,7 м2
4) Требуемая суммарная поверхность нагрева водоподогревателейсистемы отопления
Δtб = 112 – 72= 40° С
Δtм = 160 – 143 = 17° С
Δtср = (Δt б + Δtм) / 2 =(40 + 17) / 2 = 28,5° С
Fот = Qгв/ (K Δtср) = 979,4 /1,8 * 28,5 = 19,1 м2С учётомустановленной мощности
Fот = 19,1 * 1,27=24,3 м2
Водоподогреватели устанавливаются в центральном теплопункте.Для нашего предприятия мы выбираем один подогреватель
ПП 1-9-7-11
Количество ходов по воде 2
Длина трубок 3 метра
Диаметр корпуса 0,325 метра.
А также один подогреватель ПП 1-35-2-11
Количество ходов по воде 2
Длина трубок 2 метра
Диаметр корпуса 0,530 метра.
5) Резерв установленной мощности водоподогревателей длясистем отопления и горячего водоснабжения.
δ Fгв = 100 (Fфгв – Fгв)/Fгв = 100 (9,5– 7,7)/ 7,7= 23,4%
δ Fот = 100 (Fфот – Fот)/Fот = 100 (35,3 – 24,3)/24.3 = 45 %
Определение годовых расходов теплоты, пара и топлива.
1) Годовая выработка теплоты
Qгодтн = Q тн Z рΨпм = 130,23* 580 * 0,9 = 68*103 ГДж/год
Qгодгв = Qгв Zр Ψпм = 24,3 * 580 * 0,9= 12,7 103 ГДж/год
Qгодот = 3 Qот Zот Ψот = 3 * 11.54 *234* 0,7 = 5,7 10 3 ГДж/год
Qгодст = Qст Z стΨ пм= 127 *500 * 0,8 = 50,8 103 ГДж/год
Qгодсн = βсн ( Qгодтн + Qгодгв + Qгодот + Qгодст) = 0,025 ( 68+ 12,7 + 5,7 + 50,8) 103= 3,43 103 ГДж/год
Qгод = Qгодтн + Qгодгв + Qгодот + Qгодст + Qгодсн =140,63 103 ГДж/год
Структура годового теплового баланса
2) Годовая выработка пара
Dгод = Qгод 103/( hх – hпв) = 140630 * 103/(2671,48 – 276,54) = = 61 103 т/год
3) Годовой расход условного топлива
Вгоду = Qгод* 105/ 29300 ηк = 140630 * 10 5/29300 * 83,4 = 5,8 * 103 тут/год
4) Годовой расход натурального топлива
Э = Qрн / 29300 = 12640 / 29300 = 0,43
Вгод = Вгоду /Э = 5,8 103/0,43 = 13488 т/год
Определение технико-экономических показателей работы системытеплоснабжения
теплоснабжение цех пар реперный
1) Стоимость годового расхода топлива, стоимость тыс м3 газана данный момент 1400 рублей.
Сгодв = Вгод * Sв = 13488 * 1400 = 18,88*106руб/год
2) Годовые затраты на производство теплоты
Из графика определяем долю затрат топлива в себестоимостипроизводства теплоты γв = 0,62
СгодQ = Cгодв/ γв = 18,88*106 / 0,62 =30,45 106 руб/год
3) Себестоимость производства 1 ГДж теплоты и 1 т пара
SQ = Cгод Q/ Qгод= 30,45 106/ 140630 = 216,52 руб/ГДж
SQ= CгодQ/Dгод = 30,45 106 / 61000 = 499,18руб/м3
Библиографический список
1.Учебно-методическое пособие к выполнению курсовой работы «теплоснабжениепредприятий по переработке животноводческого сырья».
2.Теплотехника /Под ред. А. П. Баскакова.- М,: Энергоатомиздат, 1991.- 224с.
3. Бажан П.И., Каневец Г. Е., Селиверстов В. И. Справочник по теплообменным аппаратам. –М.: Машиностроение, 1989.-336с.
4. НоздринС. И., Руденко Г. С. Рациональное использование топлива и теплоты напредприятиях мясной и молочной промышленности.- М.: Агропромиздат, 1985.-280с.
5. НоздринС. И., Руденко Г.С. Системы теплоснабжения предприятий мясной и молочнойпромышленности. СПб.: СПТИХП, 1992.-108с.
6. Основныеметодические положения по использованию вторичных энергетических ресурсов.- М.:Энергоатомиздат,1995-59с.
7. Правилаучёта тепловой энергии и теплоносителя.- М.: Минтопэнерго РФ, 1995.-66с.
8. Правилаэксплуатации теплопотребляющих установок и тепловых сетей потребителей иправила техники безопасности при эксплуатации теплопотребляющих установок итепловых сетей потребителей.- М.6 Энергоатомиздат,1992.-159с.
9. РоддатисК. Ф., Полторацкий А. Н. Спавочник по котельным установкам малойпроизводительности.- М.: Энергоатомиздат, 1989.- 487с.
10.Термодинамика. Терминология. – М.: Наука, 1973.- 55с.
11. ЦветковВ. В. Организация пароснабжения прмышленных прдприятий. – М.: Энергия,1980.-206с.
12.Энергетический баланс. Терминология.- М.: Наука, 1973.-32.
13.Энергетическое топливо СССР. Справочник.- М.: Энергоатомиздат, 1991.-184с.
14.Энергосбережениев системах теплоснабжения, вентиляции и кондиционирования воздуха: Справочноепособие /Под ред.
Л. Д.Богуславского и В. И. Ливчака.- м.: Стройиздат, 1990.-624с.
Приложение
Форма 1 Параметры теплоносителей в реперных точкахРеперные точки Характеристики реперных точек Давление пара (конденсата), МПа Степень сухости пара (пароконденсатной смеси) Энтальпия пара, кДж/кг Температура, °С Энтальпия конденсата (пароконденсатной смеси) Степень переохлаждения конден-сата, °С А Распределительный паровой коллектор в котельной 0,9 0,95 2671,48 175,36 Б Подающие паропроводы в водоподогреватели 0,7 0,96 2671,48 164,96 В Паропровод на входе в пргоизводственный корпус 0,72 0,93 2623,38 166,1 Г1 Паропровод в тепловом узле цельного и к/м цеха 0,3 0,95 2623,38 133,54 Г2 Паропровод в тепловом узле маслоцеха 0,3 0,95 2623,38 133,54 Г3 Паропровод в тепловом узле сыродельного цеха 0,3 0,95 2623,38 133,54 Г5 Паропровод в тепловом узле цеха консервов 0,5 0,94 2623,38 151,85 Д1 Конденсатопровод в узле цельного и к/м цеха 0,27 0,1 129,98 763,65 Д2 Конденсатопровод в узле масло цеха 0,27 0,1 129,98 763,65 Д3 Конденсатопровод в узле сыродельного цеха 0,27 0,1 129,98 763,65 Д5 Конденсатопровод в узле цеха консервов 0,45 0,1 147,92 835,26 Е Конденсатопровод после утилизационного теплообменника 0,31 134,66 335,2 54,66 Ж Конденсатопровод после водоподогревательной системы отопления 0,63 160,12 469,3 48,12 З Конденсатопровод после водоподогревательной системы горячего водо-снабжения 0,63 160,12 419 60,12 Конденсатопровод от сторонних теплопотребителей 0, 3 133,54 280,73 66,54
/>
1- Технологические аппараты 2-Система горячего водоснабжения3- Система отопления 4-Сторонние предприятия 5-Собственные нужды котельной итопливного хозяйства
Часовые расходы пара
/>