Теплоснабжение предприятий по переработке животноводческого сырья

Московский государственный университет прикладной биотехнологии

Кафедра «Теплотехники и энергосбережения»

Курсовой проект

«Теплоснабжение предприятий по переработке 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 и консервировании продукции на молочных заводах широко применяются разнообразные тепловые процессы. К ним относятся пастеризация и стерилизация молочных консервов, сушка молочных продуктов и другие процессы. Кроме того, значительное количество теплоты расходуется на нужды горячего водоснабжения, отопления и вентиляции производственных и вспомогательных цехов, административно-бытовых зданий и сооружений.

В связи с опережающим повышением цен на топливно-энергетические ресурсы возрастает доля стоимости затрат теплоты в структуре себестоимости производимой на 1 параметров, гарантирующими производство качественной продукции, представляет важную задачу. Актуальность данной проблемы определяется также ограниченностью не возобновляемых энергоресурсов, необходимостью проведения энергосберегающей политики и снижения уровня техногенной нагрузки систем энергосбережения на окружающую среду.

Системы теплоснабжения предприятий должны обеспечивать выработку и бесперебойную подачу в цеха теплоносителей заданных параметров, гарантирующих получение продукции высокого качества. Состояние теплоносителей определяется их давлением, температурой, энтальпией, степенью сухости и другими параметрами. Необходимо обеспечить резерв тепловой мощности в сезон массовой переработки сырья. Тепловые схемы должны предусматривать возможность максимального использования энергетического потенциала вырабатываемых теплоносителей, снижения выхода тепловых вторичных энергоресурсов и утилизации теплоты, образующихся в теплопотребляющих установках.

Цель работы.

Цель работы состоит в углублении знаний студентов по теоретическим разделам курсов теплотехнических дисциплин, освоении методики выполнения теплотехнических расчетов, изучении конструкции и принципа работы отдельных элементов систем теплоснабжения.

Обоснование типоразмера предприятия

Технические и энергоэкономические характеристики предприятий по переработке животноводческого сырья существенным образом зависят от объёмов и ассортимента производимой продукции. В связи с этим некоторые расчётные характеристики представлены в зависимости от типоразмера предприятия.

Для молочных заводов определяющий типоразмер представляет собой суммарную сменную переработку сырья с учётом норм расхода цельного молока на 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/с

Определение параметров теплоносителей в реперных точках

Для обеспечения высокой экономичности котлов давление вырабатываемого пара следует принимать в пределах от 7 до 11 ата при степени сухости Х от 0,9 до 0,95.

Точка А.

Принимаем давление пара в точке А равном 0,9 МПа, а степень сухости Х = 0,95.

Из таблицы берем значения Т, h’, r соответствующие значению давления 0,9.

h’- энтальпия кипящей воды, кДж/кг

r – теплота парообразования, кДж/кг

h – энтальпия влажного насыщенного пара

Р_А=0,9 МПа

Х_А = 0,95

h’_А= 742,6 кДж/кг

r_А = 2030,4 кДж/кг

Т_А= 175,36 ˚С

h_А= h’_А + r_Аx_А = 742,6 + 2030,4*0,95 = 2671,48 кДж/кг

Точка Б.

Подающий паропровод в водоподогревателе для нужд горячего водоснабжения и отопления.

Давление при условии его дросселирования.

Р_Б = 0,7 МПа

h_Б = h_А = 2671,48 кДж/кг

h’_Б = 697,1 кДж/кг

r_Б = 2069,7 кДж/кг

Т_Б = 164,96 °С

Х_Б = (h_Б – h’_Б)/ r_Б = (2671,48 – 697,1) / 2069,7 = 0,96

Точка В.

Паропровод на входе в производственный корпус, давление Р понижается, температура уменьшается, в зависимости от расстояния до производственного корпуса. Потери давления Рпот. на 100 метров паропровода принимаем 8-10 кПа, а потери энтальпии hпот. 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

Р_пот. = 16,1 кПа

Р_В = Р_А - Р_пот = 0,9*10 ⁶ – 0,0161*10 ⁶ = 0,8839 МПа

Принимаем потери энтальпии h пот 1 %

100 - 1 %

161 - Х %

Х = 1,61%

h пот = 1,61 %

h_В = h_А – h пот = 2671,48 –43,01= 2628,47 кДж/кг

h’_В = 739,4 кДж/кг

r_В = 2049,6 кДж/кг

Т_В = 174,6°С

Х_В= (h_В – h_В’)/ r_В = (2628,47 – 739,4) / 2049,6 = 0,92

Точка Г.

Давление пара в технологических аппаратах отдельных цехов принимается по таблице 7, в которой приведены также доля расходуемого в них «глухого» пара а_гп и доля «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

h_Г = h_В = 2628,47 кДж/кг

Х_Г1-3 = (h_Г – h_Г’)/ r_Г =(2628,47 – 561,4)/2164,1=0,95

X_Г4-5=(2628,47 -640,1)/2108,4=0,94

Точка Д.

Конденсатопровод в цехах.

Р_Д рекомендовано 0,9 Р_Г каждого цеха.

Р_Д1 = 0,9*0,3 = 0,27 МПа

Р_Д2 = 0,9*0,3 = 0,27 МПа

Р_Д3 = 0,9*0,3 = 0,27 МПа

Р_Д4 = 0,9*0,5 = 0,45 Мпа

h_ПКС= h’ + r*X

h_ПКСД1 = 763,65 кДж/кг

h_ПКСД2 = 763,65 кДж/кг

h_ПКСД3 = 763,65 кДж/кг

h_{ПКС Д5} = 835,26 кДж/кг

Точка Е.

Конденсатопровод после утилизационной установки.

Переохлажденный конденсат можно использовать для подогрева воды (для нужд горячего водоснабжения).

Р_Е = Р_ср (Р_Д)* 0,9 = 0,31 Мпа

Происходит полная конденсация с последующим переохлаждением до 80 °С.

h_воды = С_в * Т _конд. = 4,19 * 80°С = 335,2 кДж/кг

где С_в – теплоемкость конденсата кДж/кг

для воды С_в = 4,19 кДж/кг

Т _нас. = 134,66° С

Степень переохлаждения

Δt = Т _нас – Т _кон = 134,66 – 80 = 54,66° С

Точка Ж.

Водоподогреватели после системы отопления.

В зависимости от наружной Т (расчетной) для самой холодной пятидневки года выбрано из рисунка 7.

Т (расчетная) берется из таблицы 8, в зависимости от местоположения предприятия. Для города Иваново :

Т = -28 °С

Т_п = 127 °С

Т_о = 63 °С

Температура конденсата после водоподогревателя принимаем на 35 – 40 °С выше Т обратной воды.

Т кон = 63+40 = 103 °С

Давление Р_ж = 0,9 (Р_Б -P_потерь) = 0,7*(1-0,10) = 0,63 МПа

Т _нас = 160,12 °С

h_ж= С_в* Т _кон = 4,19 * 103 °С = 431,57 кДж/кг

Степень переохлаждения конденсата

Δt = Т _нас – Т _к = 160,12 – 103 = 57,12 °С

Точка З.

Конденсатопровод после водоподогревательной системы горячего водоснабжения.

Принимаем температуру горячей воды Т_гв = 70° С

(после водоподогревателя)

Т_к принимаем на 25 – 30 °С выше Т _гв .

Т_к = 70 +30 = 100 °С

Рз = 0,9 * Р_Б = 0,9* 0,7 = 0,63 МПа

Т_нас = 160,12 °С

h_к = С _в* Т_к = 4,19* 100 = 419 кДж/кг

Степень переохлаждения

Δt = Т_нас – Т_к = 160,12 – 100 = 60,12 °С

Точка И.

Конденсатопровод от сторонних потребителей.

Давление возвращаемого от сторонних потребителей конденсата принимаем Р_и = 0,2 ати=0,3 МПа.

Температура конденсата t_К=75 ^оС.

Т_нас = 133,54 °С

Т_к = 67 °С

h_к= С_в* Т_к = 4,19*67 = 280,73 кДж/кг

Δt = Т_нас – Т_к = 133,54 – 67 = 66,54 °C

Определение удельных расходов теплоты на выработку отдельных видов продукции

qi = di (hi (1-а_{гл i}) + (hi –h _пксi) a _глi) 10 ^–3

Из таблицы 7 берём значения :

а_{гп 1} = 0,5

а_{гп 2} = 0,4

а_{гп 3} = 0,3

а _{гп 4} = 0,85

Из таблицы 10 берём значения :

d₁ = 0,2 т/т

d₂ = 7,0 т/т

d₃ = 7,0 т/т

d ₄ = 17 т/т

q₁ = d₁ (h₁ ( 1 – а_{гл 1}) + (h₁ – h_{пкс 1}) a_гл1)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 – a_{гл 2}) + (h₂ - h_{пкс 2}) a_{гл 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 – a_гл3) + (h₃ – h_пкс3) a_гл3) 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 – а_{гл 4}) + (h₄ – hпкс₄) a_гл4)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 выработку технологической продукции

1) Определяем расходы пара на выработку продукции

Di = di_*Пi

D₁ = d_1* П₁ = 0,2 _* 120 = 24 т/смену

D₂ = d_{2 *} П₂ = 7,0 _*1,3 = 9,1 т/смену

D₃ = d_{3 *} П₃ = 7,0 _* 0,95 = 6,65 т/смену

D₄ = d_{4 *} П₄ = 17*2,4= 40,8 т/смену

2) Определяем расходы теплоты на выработку продукции

Qi = q_{i *}П_i

Q₁ = q_{1 *} П₁ = 0,4493 _* 120 = 53,91 ГДж/смену

Q₂ = q_{2 *} П ₂ = 16,261 _* 1,3 = 21,14 ГДж/смену

Q₃ = q_{3 *} П ₃ = 16,796 _* 0,95 = 15,96 ГДж/смену

Q₄ = q_{4 *} П₄ = 32,614 _* 2,4= 78,27 ГДж/смену

) Определяем сменные расходы пара и теплоты на технологические нужды

D_тн = Σ d_{i *}П_I = 24 + 9,1 + 6,65 +40,8 = 80,55 т/смену

Q _тн = Σq_{i *}П_i = 53,91 +21,14 +15,96 +78,27 =169,28 ГДж/смену

Определение сменных расходов горячей воды, пара и теплоты на нужды горячего водоснабжения

1) Определяем расходы горячей воды на выработку отдельных видов продукции.

V_i = W_{i *} Пi м³/смену , где

W_i, м³/т- удельные расходы горячей воды 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 = W_{1 *} П₁ = 0,4 _* 120 = 48 м³/смену

V₂ = W_{2 *} П₂ = 5,0 _* 1,3 = 6,5 м³/смену

V₃ = W_3* П₃ = 4,0 _* 0,95 = 3,8 м³/смену

V₄ = W_4* П₄ = 2,0 _* 2,4 = 4,8 м³/ смену

2) Определяем ненормируемый расход горячей воды на вспомогательные нужды.

V_н = α_wΣV_i, м³/ смену, где α_w-доля ненормированного потребления

Из таблицы 12 находим долю ненормированного потребления

α_w = 0,2

V_н = 0,2 _* (48 + 6,5 + 3,8 + 4,8) = 12,62 м³/ смену

3) Определяем общий сменный расход горячей воды

V_гв = Σ V_i+ V_{H +} V_{ст ,} м³/см,

где V_ст – отпуск горячей воды сторонним потребителям, м³/см.

V_ст = 0, так как горячая вода не отпускается сторонним потребителям.

V_гв = 63,1+12,62 + 0 = 75,72 м³/смену

4) Определяем расход пара на нагрев воды в пароводяных подогревателях.

D_гв = (V_гвcρ ( t_гв - t_хв)) 10 ^–3/ (h_x– h_к) η_в ,где

с- теплоёмкость воды (с=4,19 кДж/кг*К), ρ- плотность воды (ρ=1000 кг/м³), t_ГВ и t_ХВ –соответственно температуры горячей и холодной воды, ^оС, h_Х – энтальпия влажного насыщенного пара, кДж/кг, h_К – энтальпия конденсата при температуре конденсата t_К ,кДж/кг, η_В – коэффициент полезного использованиятеплоты в водоподогревателях (принимаем 0,94)

t_гв = 70° С t_хв = 15° С

D_гв =(75,72_*4,19 _*1000(70 – 15) 10^-3/(2671,48 - 419)0,94=7.28т/смену

5) Определяем расход теплоты на нагрев воды для нужд горячего водоснабжения

Q_гв = D_гв ( h_x – h_к) 10 ^–3 = 7.28 (2671,48 – 419)10^-3 = 16.4 ГДж/смену

Расходы пара и теплоты на нужды горячего водоснабжения

Форма 3

Определение сменных расходов теплоты и пара на отопление зданий и сооружений

1)Определяем сменные расходы теплоты на отопление отдельных зданий и сооружений.

Q_ОТi=q_ОТi*V_ЗДi*(t_ВНi-t_Н)*τ_СМ*10^-9 ,ГДж/см, где

q_ОТi- удельные отопительные характеристики отапливаемых зданий при t_Н, Вт/м³*К;

V_ЗДi-объёмы отапливаемых зданий по наружному периметру, м³;

t_ВНi- температуравоздуха внутри отапливаемых зданий, ^оС ;

t_Н- средняя за отопительный период температура наружного воздуха, ^оС;

τ_СМ- продолжительность рабочей смены, с.

q_ОТi = q_ОТi *(1,3+0,01* t_Н), Вт/м³*К

Из таблицы 16 берём значения удельных отопительных характеристик отапливаемых зданий.

1 – производственные корпуса

2 - вспомогательные цеха

3 – административно-бытовые здания

q _{от 1} = 0,40 Вт/(м³ К)

q_{от 2} = 0,36 Вт/(м³ К)

q_{от 3} = 0,50 Вт/(м³ К)

Среднюю за отопительный период температуру наружного воздуха для города Иваново берём из таблицы 8

t_н= - 4,4° C

q_{от 1} = 0,40 (1,3 + 0,01_*( - 4,4)) = 0,50 Вт/(м³ К)

q_{от 2} = 0,36 (1,3 + 0,01_*( - 4,4)) = 0,45 Вт/(м³ К)

q_{от 3} = 0,50 (1,3 + 0,01_*( - 4,4)) = 0,63 Вт/(м³ К)

Q_{от i} = q _{отi *} V_{зд i} (t_{вн i} – t_н) τ_см 10 ^–9

Из таблицы 14 берём значения объёмов отапливаемых зданий по наружному периметру

V_зд1 = 25 _*10³ м³

V_{зд 2} = 6,0 _* 10³ м³

V_{зд 3} = 3,5 _*10³ м³

Q_{от 1} = 0,40 _* 25 _* 10³ (20 + 4,4) 28800? _* 10^-9 = 7,03 ГДж/смену

Q_{от 2} = 0,36 _* 6 _* 10³ (20 + 4,4) 28800? _*10^-9 = 1,52 ГДж/смену

Q _{от 3} = 0,50 _* 3,5 _* 10³ (20 + 4,4) 28800? _* 10 ^–9 = 1,23 ГДж/смену

2) Определяем максимальные сменные расходы теплоты на отопление отдельных зданий и сооружений

Q*_{от i} = q*_{от i}V_{зд i}(t_{вн i} – t_н*) τ_см 10^-9

q*_{от i} = q _{от i} (1,3 + 0,01 t_н*)

q*_{от 1} = 0,40 (1,3 – 0,01_* 28) = 0,41 Вт/(м³ К)

q*_{от 2} = 0,36 (1,3 – 0,01 _*28) = 0,37 Вт/(м³ К)

q*_{от 3} = 0,50 (1,3 – 0,01 _* 28) = 0,51 Вт/(м³ К)

Q*_{от 1} = 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 сменный расходы теплоты на отдельные нужды

Q_от = Σ Q_от = 7,03 + 1,52 +1,23 = 9,78 ГДж/смену

Q*_от = ΣQ*_от =13,82 + 2,98+ 2,42 = 19,22 ГДж/смену

4) Средние за отопительный период и максимальный сменные расходы пара на отопительные нужды

D _от = Q_от *10³/((h_х-h_к)*η_в), т/см

D*_от = Q_от *10³/((h_х-h_к)*η_в), т/см

h_к- энтальпия конденсата при температуре t_к, кДж/кг (точка Ж)

D _от = Q _{от *} 10³ / ((h_x– h_к) η_в) = 9,78 _* 10³ /(2671,48 – 431,6) 0,94 = 4,6 т/смену

D*_от = Q*_от* 10³ / ((h_x– h_к) η_в) = 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 их распределение на деление на основные и вспомогательные нужды предприятия.

Q_пот = Q_тн + Q_гв + Q_от = 169,28 +16.4 +9,78 =195,46 ГДж/смену

D_пот = D_тн + D_гв + D_от = 80,55 +7.28 +4,6 =92,43 т/смену

2) Доли теплоты, расходуемой на различные нужды

а_тн = (Q_тн/Q_пот) 100% = (169,28 /195,46) 100% = 86,6 %

а_гв = (Q_гв/Q_пот) 100% = (16.4 /195,46) 100% = 8,4 %

а_от = (Q_от/Q_пот) 100% = (9,78 /195,46) 100% = 5 %

Баланс потребления тепла и пара

Форма 6

3) Балансы выработки теплоты и пара характеризуют наиболее напряжённый режим работы котельной в сезон массовой переработки сырья при наличии среднеотопительной нагрузки.

Отпуск теплоты сторонним потребителям.

Q_ст = D_ст (h_х – 0,01а_взh_к) 10 ^–3 = 45 (2671,48 – 0,01_* 46 _* 280,73) 10^–3 =114,4 ГДж/смену

а_вз = 46% - доля возвращаемого конденсата

Расходы теплоты и пара на собственные нужды котельной

β_сн = 0,025 – доля теплоты, расходуемой на собственные нужды котельной

Q_сн = β_сн (Q_тн + Q_гв + Q_от + Q_ст) = 0,025 (169,28+16.4+9,78 +114,4) =7,7 ГДж/смену

D_сн = β_сн (D_тн + D_гв + D_от + D_ст) = 0,025 (80,55 +7.28 +4,6 +45) = 3,44 т/смену

Q_выр = Q_тн + Q_гв + Q_от + Q_ст + Q_сн = 169,28 +16.4+9,78 +114,4+7,7 =317,56 ГДж/смену

D_выр = D_тн + D_гв + D_от + D_ст + D_сн = 80,55 +7.28 +4,6 +45+3,44=140,87 т/смену

Доля теплоты, расходуемой на различные нужды, от общей выработки пара

β_i = (Q_i/Q_выр) 100%

β_тн = (169,28 /317,56) 100 % = 53,3%

β_гв = (16.4/317,56) 100% = 5,2 %

β_от = (9,78 /317,56) 100% = 3,1 %

β_ст = (114,4/317,56) 100% = 36 %

β_сн = (7,7/317,56) 100% = 2,4 %

Баланс выработки тепла и пара

Форма 7

Построение графиков потребления теплоносителей

1)Часовые расходы горячей воды по предприятию.

Из таблицы 18 берём коэффициенты неравномерности сменных графиков тепловых нагрузок потребления горячей воды

γ_8-9гв = 0,55

γ_9-10гв = 0,6

γ_10-11гв = 0,9

γ_11-12гв = 0,9

γ_12-13гв = 0,8

γ_13-14гв = 0,75

γ_14-15гв = 1,0

γ_15-16гв = 0,9

16

V^чi_гв= (V_гв – V_ст) γ_{гв i}/ Σ γ_гвi

τ=8

V^ч8-9_гв = 75,72_* 0,55 / 6,4 = 6,51 м³/ч

V^ч9-10_гв = 75,72_* 0,6/ 6,4 = 7,1 м³/ч

V^ч10-11_гв = 75,72_* 0,9/6,4 = 10,65 м³/ч

V^ч11-12_гв = 75,72_* 0,9/6,4 = 10,65 м³/ч

V^ч12-13_гв = 75,72_* 0,8/6,4 = 9,5м³/ч

V^ч13-14_гв = 75,72_*0,75/6,4 = 8,9 м³/ч

V^ч14-15_гв = 75,72_* 1/6,4 = 11,9 м³/ч

V^ч15-16_гв = 75,72_*0,9/6,4 =10,65 м³/ч

Часовые расходы горячей воды , м³/ч

Форма 8

2) Часовые расходы пара на технологические нужды

Из таблицы 18 берём коэффициенты неравномерности сменных графиков тепловых нагрузок потребления пара на технологические нужды

γ_{тн 8-9} = 0,6

γ_тн9-10 = 0,85

γ_тн10-11 = 1

γ_тн11-12 = 0,9

γ_тн12-13 = 0,8

γ_тн13-14 = 0,82

γ_тн14-15 =0,84

γ_тн15-16 = 0,81

16

D^чi_тн = D_тн γ_{тн i}/ Σγ_{тн i}

τ=8

D^ч8-9_тн = 80,55 _*0,6/6,62 =7,2 т/ч

D^ч9-10_тн = 80,55 _*0,85/6,62 = 10,2 т/ч

D^ч10-11_тн = 80,55 _*1/6,62 = 12 т/ч

D^ч11-12_тн = 80,55 _*0,9/6,62 = 10,8 т/ч

D^ч12-13_тн = 80,55 _*0,8/6,62 = 9,6 т/ч

D^ч13-14_тн = 80,55 _*0,82/6,62 = 9,9 т/ч

D^ч14-15_тн = 80,55 _*0,84/6,62 = 10,1 т/ч

D^ч15-16 _тн = 80,55 _*0,81/6,62 = 9,8 т/ч

3) Часовые расходы пара на выработку горячей воды

D^чi_гв = D_гвV^чi_гв/V_гв

D^ч8-9_гв = 7.28 _*6,51/75,72= 0,63 т/ч

D^ч9-10_гв = 7.28 *7,1/75,72= 0,68 т/ч

D^ч10-11_гв = 7.28 *10,65/75,72= 1,02 т/ч

D^ч11-12_гв = 7.28 *10,65/75,72= 1,02 т/ч

D^ч12-13_гв = 7.28 *9,5/75,72= 0,9 т/ч

D^ч13-14_гв = 7.28 *8,9/75,72= 0,85 т/ч

D^ч14-15_гв = 7.28 *11,9/75,72= 1,14 т/ч

D^ч15-16_гв = 7.28 *10,65/75,72 = 1,02 т/ч

4) Часовые расходы пара на отопления определяются из условия их равномерности в течение смены.

D^чi_от = D_от/8 = 4,6/8 = 0,57 т/ч

5) Часовые количества пара, отпускаемого сторонним потребителям.

Из таблицы 18 берём коэффициенты неравномерности графиков отпуска пара сторонним потребителям

γ_ст8-9 = 0,65

γ_ст9-10 = 0,75

γ_ст10-11 = 1

γ_ст11-12 = 0,9

γ_ст12-13 = 0,85

γ_ст13-14 = 0,8

γ_ст14-15 = 0,9

γ_ст15-16 = 0,85

D^чi_ст = D_ст γ_{ст i} /Σγ_{ст i}

τ=8

D^ч8-9_ст = 45_*0,65/6,7 = 4,36 т/ч

D^ч9-10_ст = 45_*0,75/6,7 = 5,04 т/ч

D^ч10-11_ст = 45_*1/6,7 = 6,72 т/ч

D^ч11-12_ст = 45_*0,9/6,7 = 6,04 т/ч

D^ч12-13_ст = 45_*0,85/6,7 = 5,71 т/ч

D^ч13-14_ст = 45_*0,8/6,7 = 5,37 т/ч

D^ч14-15_ст = 45_*0,9/6,7 = 6,04 т/ч

D^ч15-16_ст = 45_*0,85/6,7 = 5,71 т/ч

6) Часовые расходы пара на собственные нужды котельной

D^чi_сн = β_сн (D^чi_тн + D^чi_гв + D^чi_от + D^чi_ст)

D^ч8-9_сн = 0,025 (7,2 +0,63 +0,57 +4,36) =0,32 т/ч

D^ч9-10_сн = 0,025 (10,2 +0,68 +0,57 +5,04) =0,41 т/ч

D^ч10-11_сн = 0,025 (12 +1,02 +0,57 +6,72) =0,51 т/ч

D^ч11-12_сн = 0,025 (10,8 +1,02 +0,57 +6,04) = 0,46 т/ч

D^ч12-13_сн = 0,025 (9,6 +0,9 +0,57 +5,71) = 0,42 т/ч

D^ч13-14_сн = 0,025 (9,9 +0,85 +0,57 +5,37) = 0,42т/ч

D^ч14-15_сн = 0,025 (10,1 +1,14 +0,57 +6,04) = 0,45т/ч

D^ч15-16_сн = 0,025 (9,8 +1,02 +0,57 +5,71) = 0,43 т/ч

Часовые расходы пара, т/ч

Форма 9

Подбор паровых котлов

Используя сменный график требуемой выработки пара, по максимальному часовому расходу пара производится подбор необходимого типа и количества 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 мы выбираем 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 местоположения предприятия. Так как предприятие находится в городе Иваново, то газ поставляется по газопроводу Саратов - Москва, а низшая теплота сгорания газа в нем 34,16 МДж/м³

где Q^p_Н- низшая теплота сгорания топлива, кДж/кг (кДж/м3) (подбор топлива осуществляется по табл. 20; t_ПВ = 66 ; h_ПВ = С * t_ПВ = 4,19 * 66 = 276,54

В^max = D^чmax(h_x – h_пв) 10³/ (Q^р_нη_к) = 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 = B^maxQ^p_н/29300 = 4064,4 _* 12,64_*10 ³/29300 = 1753,4 кг/ч

Расчёт и подбор водоподогревателей для систем отопления горячего водоснабжения

1) Тепловая мощность системы горячего водоснабжения

Q_гв = V^max_гвcρ (t_гв – t_хв) / 3600 = 15,3 _* 4,19 _* 1000 (72 – 15) / 3600 = 1015 кВт

2) Тепловая мощность системы отопления

Q_от = Q*_от* 10 ⁶/ 8 _* 3600 = 24 _* 10 ⁶/ 28800 = 833,3 кВт

3) Требуемая суммарная поверхность нагрева водоподогревателей системы горячего водоснабжения, при К=1,8.

Из рисунка определяем Δt_ср

Δt_м = 160-72 = 88° С

Δt_б = 112 – 15 = 97° C

Так как Δt_б/Δt_м = 1,07 < 1,7 ,то

Δt_ср = (Δt_м + Δt_б) / 2 = (90 + 97)/2 = 93,5° С

F_гв = Q_гв / (KΔt_ср) = 1015/ 1,8 _* 93,5 = 6 м²

С учётом резерва установленной мощности

F_гв = 6_*1,27 = 7,7 м²

4) Требуемая суммарная поверхность нагрева водоподогревателей системы отопления

Δt_б = 112 – 72= 40° С

Δt_м = 160 – 143 = 17° С

Δt_ср = (Δt_б + Δt _м) / 2 = (40 + 17) / 2 = 28,5° С

F_от = Q_гв/ (KΔt_ср) = 979,4 /1,8 _* 28,5 = 19,1 м²

С учётом установленной мощности

F_от = 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 для систем отопления и горячего водоснабжения.

δ F_гв = 100 (F^ф_гв – F_гв)/F_гв = 100 (9,5– 7,7)/ 7,7= 23,4%

δ F_от = 100 (F^ф_от – F_от)/F_от = 100 (35,3 – 24,3)/24.3 = 45 %

Определение годовых расходов теплоты, пара и топлива.

1) Годовая выработка теплоты

Q^год_тн = Q_тнZ_рΨ_пм = 130,23_* 580 _* 0,9 = 68*10³ ГДж/год

Q^год_гв = Q_гвZ_р Ψ_пм = 24,3 _* 580 _* 0,9 = 12,7 10³ ГДж/год

Q^год_от = 3 Q_отZ_отΨ_от = 3 _* 11.54 _* 234 _* 0,7 = 5,7 10 ³ ГДж/год

Q^год_ст = Q_стZ_стΨ_пм = 127 _* 500 _* 0,8 = 50,8 10³ ГДж/год

Q^год_сн = β_сн ( Q^год_тн + Q^год_гв + Q^год_от + Q^год_ст) = 0,025 ( 68+ 12,7 + 5,7 + 50,8) 10³ = 3,43 10³ ГДж/год

Q^год = Q^год_тн + Q^год_гв + Q^год_от + Q^год_ст + Q^год_сн =140,63 10³ ГДж/год

Структура годового теплового баланса

2) Годовая выработка пара

D_год = Q^год 10³/( h_х – h_пв) = 140630 _* 10³ /(2671,48 – 276,54) = = 61 10³ т/год

3) Годовой расход условного топлива

В^году = Q^год_* 10 ⁵/ 29300 η_к = 140630 _* 10 ⁵/ 29300 _* 83,4 = 5,8 _* 10³ тут/год

4) Годовой расход натурального топлива

Э = Q^р_н / 29300 = 12640 / 29300 = 0,43

В^год = В^году /Э = 5,8 10³ /0,43 = 13488 т/год

Определение технико-экономических показателей работы системы теплоснабжения

теплоснабжение цех пар реперный

1) Стоимость годового расхода топлива, стоимость тыс м³ газа на данный момент 1400 рублей.

С^год_в = В^год _*S_в = 13488 _* 1400 = 18,88*10⁶ руб/год

2) Годовые затраты на производство теплоты

Из графика определяем долю затрат топлива в себестоимости производства теплоты γ_в = 0,62

С^год_Q = C^год_в/ γ_в = 18,88*10⁶ / 0,62 = 30,45 10⁶ руб/год

3) Себестоимость производства 1 ГДж теплоты и 1 т пара

S_Q = C^год _Q/ Q^год = 30,45 10⁶ / 140630 = 216,52 руб/ГДж

S_Q= C^год_Q/ D^год = 30,45 10⁶ / 61000 = 499,18 руб/м³

Библиографический список

1. Учебно-методическое пособие к выполнению курсовой работы «теплоснабжение предприятий 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. Ноздрин С. И., Руденко Г. С. Рациональное использование топлива и теплоты на предприятиях мясной и молочной промышленности.- М.: Агропромиздат, 1985.-280с.

5. Ноздрин С. И., Руденко Г.С. Системы теплоснабжения предприятий мясной и молочной промышленности. СПб.: СПТИХП, 1992.-108с.

6. Основные методические положения по использованию вторичных энергетических ресурсов.- М.: Энергоатомиздат,1995-59с.

7. Правила учёта тепловой энергии и теплоносителя.- М.:Минтопэнерго РФ, 1995.-66с.

8. Правила эксплуатации теплопотребляющих установок и тепловых сетей потребителей и правила техники безопасности при эксплуатации теплопотребляющих установок и тепловых сетей потребителей.- М.6 Энергоатомиздат,1992.-159с.

9. Роддатис К. Ф., Полторацкий А. Н. Спавочник по котельным установкам малой производительности.- М.: Энергоатомиздат, 1989.- 487с.

10. Термодинамика. Терминология. – М.: Наука, 1973.- 55с.

11. Цветков В. 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.Энергосбережение в системах теплоснабжения, вентиляции и кондиционирования воздуха: Справочное пособие /Под ред.

Л. Д. Богуславского и В. И. Ливчака.- м.: Стройиздат, 1990.-624с.

Приложение

Форма 1 Параметры теплоносителей в реперных точках

1- Технологические аппараты 2-Система горячего водоснабжения 3- Система отопления 4-Сторонние предприятия 5-Собственные нужды котельной и топливного хозяйства

Часовые расходы пара