Изменения в списке аффилированных лиц;pdf

Московский Государственный Университет Пищевых Производств(МГУПП)
Кафедра "Теплотехники и энергосбережения"
Курсовой проект
"Теплоснабжение предприятий по переработке животноводческого сырья"
Выполнила: Милеева Д. С.
Технологический институт
группа 13-Т-1
Руководители:
Николаев Н. С.
Кузенков А. В.
г. Москва
2014-2015 учебный год
Оглавление
Введение ............................................................................................................................................................ 3
Цели работы ....................................................................................................................................................... 3
РАСЧЕТ ТЕПЛОВЫХ НАГРУЗОК И ПОДБОР ТЕПЛОГЕНЕРАТОРОВ ПАРА И ГОРЯЧЕЙ ВОДЫ .......................... 4
ОБОСНОВАНИЕ ТИПОРАЗМЕРА ПРЕДПРИЯТИЯ .......................................................................................... 4
ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ВЫРАБАТЫВАЕМОГО ПАРА. ....................................................................... 4
ПАРАМЕТРЫ ТЕПЛОНОСИТЕЛЕЙ В РЕПЕРНЫХ ТОЧКАХ АВТОНОМНОЙ СТ. .............................................. 5
РАСХОДЫ ТЕПЛОТЫ И ПАРА НА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ НУЖДЫ ................................................................. 12
РАСХОДЫ ТЕПЛОТЫ И ПАРА НА НУЖДЫ ОТОПЛЕНИЯ ............................................................................. 15
РАСХОД ТЕПЛОТЫ И ПАРА НА ВЕНТИЛЯЦИЮ ........................................................................................... 17
РАСХОД ТЕПЛОТЫ И ПАРА НА НУЖДЫ ГОРЯЧЕГОВОДОСНАБЖЕНИЯ ..................................................... 18
ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС СТ ................................................................................................................................ 19
ГРАФИКИ ТЕПЛОВЫХ НАГРУЗОК ................................................................................................................. 22
ПОДБОР ПАРОВЫХ КОТЛОВ ........................................................................................................................ 27
Введение
Предприятия молочной промышленности относятся к энергоемким производствам. Это
обусловлено тем, что при переработке животноводческого сырья и консервации 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 один параметр,
гарантирующие производство качественной продукции. Актуальность этой проблемы
определяется также ограниченностью не возобновляемых ресурсов необходимостью
проведения энергосберегающей политики и снижения уровня техногенной нагрузки систем
энергосбережения на окружающую среду.
Системы теплоснабжения предприятий должны обеспечить 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 системы должны
предусматривать возможность максимального использования энергетического потенциала
вырабатываемых теплоносителей, снижения выхода тепловых вторичных энергоресурсов и
утилизации теплоты, образующихся в теплопотребляющих установках.
Цели работы
Цель работы состоит в углублении знаний студента по теоретическим разделам курсов
теплотехнических дисциплин, освоении методики выполнения теплотехнических расчетов,
изучении конструкции и принципа работы отдельных элементов систем теплоснабжения.
РАСЧЕТ ТЕПЛОВЫХ НАГРУЗОК И ПОДБОР ТЕПЛОГЕНЕРАТОРОВ ПАРА И
ГОРЯЧЕЙ ВОДЫ
ОБОСНОВАНИЕ ТИПОРАЗМЕРА ПРЕДПРИЯТИЯ
Некоторые технические и экономические характеристики предприятий отрасли зависят от их
мощности, которая определяется в основном ассортиментом и объемами производства
основных видов продукции.
Применительно к молочным заводам определяющий типоразмер характеризуется суммарным
за смену количеством перерабатываемого сырья Пс c базисной жирностью 3,6%,
необходимого для выпуска заданного ассортимента продукции. Нормы расхода молока на
выработку продукции Ni, приведенными в Приложении 2.
Величина Пс определяется по формуле: Пс
, т/смену
1. В случае цельно-/кисломолочной продукции
2. В случае масла
3. В случае сыров
4. В случае сухого молока
5. В случае консервов
Обобщая все вышесказанное, получим
Пс
ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ВЫРАБАТЫВАЕМОГО ПАРА.
Основным теплоносителем в автономных системах теплоснабжения (СТ) является влажный
насыщенный пар. Давление пара в котлах должно обеспечивать их рациональную
эксплуатацию и поэтому должно быть близким к номинальному, которое составляет до 1,4
МПа. Рабочее давление пара в котлах в период их полной загрузки составляет от 0,8 до 1,3
МПа. Для молочных заводов, производящих сухое молоко, температура горячего воздуха,
подаваемого в сушильные камеры, должна быть не выше 175 °С. Для нагрева воздуха до
такой температуры необходим насыщенный водяной пар давлением до 1,3 МПа. Степень
сухости пара, вырабатываемого в котлах, не должна превышать 0,95. В дальнейшем
параметры пара, который после его использования в качестве теплоносителя в
рекуперативных теплообменных аппаратах превращается в пароконденсатную смесь,
изменяются.
ПАРАМЕТРЫ ТЕПЛОНОСИТЕЛЕЙ В РЕПЕРНЫХ ТОЧКАХ АВТОНОМНОЙ СТ.
Под реперными точками понимаются узловые точки тепловой схемы, в которых
определяются параметры теплоносителей, необходимые для выполнения тепловых расчетов
отдельных структурных элементов СТ.
1. Точка А (распределительный паровой коллектор в котельной)
Давление(PA) = 1 МПа; степень сухости (XA) =0,9; температура насыщения(tнас)=179,89°С;
энтальпия кипящей жидкости(h´A)=762.683 кДж/кг; теплота парообразования (rA)= 2014.437
кДж/кг
кДж/кг
2. Точка Б (подающие паропроводы в водонагреватели)
Давление(PБ) = 0,7 МПа; температура насыщения(tнас)=164,95°С; энтальпия кипящей
жидкости(h´Б)=697,143 кДж/кг; теплота парообразования (rБ)= 2065,606 кДж/кг; энтальпия
(hБ)= (hА)=2575,6763 кДж/кг
кДж/кг
3. Точка В (паропровод на входе в производственный корпус)
Давление понижается, температура уменьшается в зависимости от расстояния до
производственного корпуса. Потери давления на 100 м трубопровода принимаем 8 кПа, а
потери энтальпии 1%. Так как длина трубопровода 200 м, то получим потери давления на 0,16
МПа, а потери энтальпии 2%:
Давление(PВ) = 0,7 - 0,16 =0,684 МПа; температура насыщения(tнас)=164,02°С; энтальпия
кипящей жидкости(h´В)=693,086 кДж/кг; теплота парообразования (rВ)= 2068,684
кДж/кг;энтальпия (hВ)=2575,6763*0,98=2524,163 кДж/кг
кДж/кг
4. Точка Гi
Расчет параметров пара после редукционных устройств отдельных технологических цехов
Точка Г1 (паропровод в тепловом узле цеха производства молока и кисломолочной
продукции)
Давление(PГ1) = 0,4 МПа; температура насыщения(tнас)=143,61°С; энтальпия кипящей
жидкости(h´Г1)=604,723 кДж/кг; теплота парообразования (rГ1)= 2133,333 кДж/кг; энтальпия
(hГ1)= (hВ)=2524,63 кДж/кг; степень сухости (XГ1) будет находиться по формуле:
Точка Г2 (паропровод в тепловом узле цеха выработки масла)
Давление(PГ2) = 0,42 МПа; температура насыщения(tнас)=145,38°С; энтальпия кипящей
жидкости(h´Г2)=612,33 кДж/кг; теплота парообразования (rГ2)= 2127,941 кДж/кг; энтальпия
(hГ2)= (hВ)=2524,63 кДж/кг; степень сухости (XГ1) будет находиться по формуле:
Точка Г3 (паропровод в тепловом узле цеха производства сыров)
Давление(PГ3) = 0,45 МПа; температура насыщения(tнас)=147,91°С; энтальпия кипящей
жидкости(h´Г3)=623,224 кДж/кг; теплота парообразования (rГ3)= 2120,162 кДж/кг; энтальпия
(hГ3)= (hВ)=2524,163 кДж/кг; степень сухости (XГ3) будет находиться по формуле:
Точка Г4 (паропровод в тепловом узле цеха сухого молока)
Давление(PГ4) = 0,75 МПа; температура насыщения(tнас)=167,76°С; энтальпия кипящей
жидкости(h´Г4)=709,384 кДж/кг; теплота парообразования (rГ4)= 2056,257 кДж/кг; энтальпия
(hГ4)= (hВ)=2524,163 кДж/кг; степень сухости (XГ4) будет находиться по формуле:
Точка Г5 (паропровод в тепловом узле цеха производства консервов)
Давление(PГ5) = 0.8 МПа; температура насыщения(tнас)=170.41°С; энтальпия кипящей
жидкости(h´Г5)=721.018 кДж/кг; теплота парообразования (rГ5)= 2047.285 кДж/кг;
энтальпия (hГ5)= (hВ)=2524,163 кДж/кг; степень сухости (XГ5) будет находиться по формуле:
5. Точка Дi
После рекуперативных паропотребляющих аппаратов пар превращается в пароконденсатную
смесь, содержащую в себе несконденсировавшийся "пролетный" пар. Давление пара в этих
точках принимается на 10% ниже давления греющего пара на входе в паропотребляющие
аппараты РГi.
Энтальпия пароконденсатной смеси HДi рассчитывается по формуле:
где
- доля "пролетного" пара в пароконденсатной смеси в технологических цехах по
выработке отдельных видов продукции (Приложение 6), %
Точка Д1 (конденсатопровод в тепловом узле цеха производства молока и кисломолочной
продукции)
Давление (PД1)=(PГ1)*0,9=0,4*0,9=0,36 МПа; температура насыщения(tнас)=139,85°С; доля
"пролетного" пара (XПП1)=0,1; теплота парообразования (rД1)= 2144,685 кДж/кг; энтальпия
кипящей жидкости (h´Д1)=588,569 кДж/кг; энтальпия пароконденсатной смеси (HД1):
кДж/кг
Точка Д2 (конденсатопровод в тепловом узле цеха выработки масла)
Давление (PД2)=(PГ2)*0,9=0,42*0,9=0,378 МПа; температура насыщения(tнас)=141,58°С; доля
"пролетного" пара (XПП2)=0,1; теплота парообразования (rД2)= 2139,477 кДж/кг; энтальпия
кипящей жидкости (h´Д2)=596,004 кДж/кг; энтальпия пароконденсатной смеси (HД2):
кДж/кг
Точка Д3 (конденсатопровод в тепловом узле цеха производства сыров)
Давление (PД3)=(PГ3)*0,9=0,45*0,9=0,405 МПа; температура насыщения(tнас)=144,06°С; доля
"пролетного" пара(XПП3)=0,1; теплота парообразования (rД3)= 2131,968 кДж/кг; энтальпия
кипящей жидкости (h´Д3)=606,652 кДж/кг; энтальпия пароконденсатной смеси (HД3):
кДж/кг
Точка Д4 (конденсатопровод в тепловом узле цеха сухого молока)
Давление (PД4)=(PГ4)*0,9=0,75*0,9=0,675 МПа; температура насыщения(tнас)=163,49°С; доля
"пролетного" пара (XПП4)=0,1; теплота парообразования (rД4)= 2070,436 кДж/кг; энтальпия
кипящей жидкости (h´Д4)=690,771 кДж/кг;энтальпия пароконденсатной смеси (HД4):
кДж/кг
Точка Д5 (конденсатопровод в тепловом узле цеха производства консервов)
Давление (PД5)=(PГ5)*0,9=0,8*0,9=0,72 МПа; температура насыщения(tнас)=166,09°С; доля
"пролетного" пара(XПП1)=0,1; теплота парообразования (rД5)= 2061,818 кДж/кг; энтальпия
кипящей жидкости(h´Д5)=702,117 кДж/кг; энтальпия пароконденсатной смеси (HД5):
кДж/кг
14. Точка Е (конденсатопровод после утилизационного теплообменника)
Пароконденсатная смесь, поступающая от рекуперативных паропотребляющих аппаратов,
используется в качестве теплоносителя в утилизационном теплообменнике для подогрева
воды. Температуру переохлажденного конденсата можно принять от 70 до 80°С. Давление
конденсата после утилизационного теплообменника можно принять на 10% ниже
средневзвешенного давления РДi.
Давление (PE)= (РД1-5)*0,9=(0,360+0,378+0,405+0,675+0,720)*0,9=0,45684 МПа; температура
переохлажденного конденсата(tK)=80°C; удельная теплоемкость воды(Св=4,19)
кДж/кг
15. Точка Ж (конденсатопровод после водонагревателей системы отопления)
Давление конденсата после водонагревателей системы отопления можно принять на 10%
ниже средневзвешенного давления РБi.
Давление (PЖ)=(РБ)*0.9=0.7*0.9=0.63 МПа; степень сухости (ХЖ)=0,1; температура
насыщения(tнас)=160,75°С
кДж/кг
16. Точка З (конденсатопровод после системы горячего водоснабжения)
Давление конденсата после водонагревателей системы отопления можно принять на 10%
ниже средневзвешенного давления РБi.
Давление (PЖ)=(РБ)*0.9=0.7*0.9=0.63 МПа; степень сухости (ХЖ)=0,1; температура
насыщения(tнас)=160,75°С
кДж/кг
17. Точка И (конденсатопровод от сторонних потребителей)
Температуру переохлажденного конденсата можно принять от 70 до 80°С. Давление
конденсата после утилизационного теплообменника можно принять 1 бар.
Давление (PИ)= 1 бар=0,1 МПа; температура переохлажденного конденсата(tK)=75°C;
удельная теплоемкость воды(Св=4,19)
кДж/кг
Обобщая все данные о реперных точках, получим:
Реперные
точки
Характеристика
реперных точек
Давление пара
(пароконденсатной
смеси), МПа
А
Распределительный
паровой коллектор
в котельной
Подающие
паропроводы в
водонагреватели
Паропровод на
входе в
производственный
корпус
Паропровод в
тепловом узле цеха
производства
молока и
кисломолочной
продукции
Паропровод в
тепловом узле цеха
выработки масла
Паропровод в
тепловом узле цеха
производства
сыров
Паропровод в
тепловом узле цеха
сухого молока
Паропровод в
тепловом узле цеха
производства
консервов
Конденсатопровод
в тепловом узле
цеха производства
молока и
кисломолочной
продукции
Конденсатопровод
в тепловом узле
цеха выработки
масла
Конденсатопровод
в тепловом узле
цеха производства
сыров
Конденсатопровод
в тепловом узле
цеха сухого молока
Конденсатопровод
в тепловом узле
цеха производства
консервов
Конденсатопровод
после
Б
В
Г1
Г2
Г3
Г4
Г5
Д1
Д2
Д3
Д4
Д5
Е
Энтальпия
пара,
кДж/кг
Температура,
°С
Энтальпия
конденсата,
кДж/кг
1,000
Степень сухости
пара
(пароконденсатной
смеси)
0,900
2575,676
179,89
-
0,700
0,908
2575,676
164,95
-
0,684
0,885
2524,163
164,02
-
0,400
0,899
2524,163
143,61
-
0,420
0,898
2524,163
145,38
-
0,450
0,896
2524,163
147,91
-
0,750
0,882
2524,163
167,76
-
0,800
0,881
2524,163
170,41
-
0,360
0,100
-
139,85
803,037
0,378
0,100
-
141,58
809,952
0,405
0,100
-
144,06
819,849
0,675
0,100
-
163,49
897,815
0,720
0,100
-
166,09
908,299
0,457
-
-
80,00
335,200
утилизационного
теплообменника
Конденсатопровод
после
водонагревателей
системы отопления
Конденсатопровод
после системы
горячего
водоснабжения
Конденсатопровод
от сторонних
потребителей
Ж
З
И
0,630
0,100
-
160,75
886,773
0,630
0,100
-
160,75
886,773
0,100
-
-
75,00
280,730
Эпюра давлений пара
1,2
Эпюра температуры
пара
1
1
0,8
0,75
0,70,684
0,8
0,6
0,45
0,40,42
0,4
200 179,89
170,41
167,76
166,09
164,95
164,02
163,49
147,91
145,38
144,06
143,61
141,58
139,85
150
0,72
0,675
0,405
0,378
0,36
100
50
0,2
0
0
0
5
10
15
Эпюра степени сухости
пара
5
10
15
Эпюра энтальпий пара
3000
0,90,908
0,899
0,898
0,896
0,885
0,882
0,881
1
0,9
0,8
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
0
2575,676
2575,676
2524,163
2524,163
2524,163
2524,163
2524,163
2524,163
2500
2000
1500
908,299
897,8151
819,849
809,952
803,037
1000
0,1 0,1 0,1 0,1 0,1
500
0
0
5
10
15
0
5
10
15
РАСХОДЫ ТЕПЛОТЫ И ПАРА НА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ НУЖДЫ
Расход теплоты на технологические нужды зависит от объемов выпуска продукции и
удельных расходов теплоты на их производство. Рассчитывается на рабочую смену для сезона
переработки сырья.
1. Расход теплоты на выработку отдельных видов продукции
Определяется по формуле:
где - удельные расходы теплоты на выработку отдельных видов продукции для
соответствующего типоразмера предприятия, ГДж/т (для консервов - ГДж/туб); П выработка отдельных видов продукции, т/смену(для консервов - туб/смену).
а. В случае цельно-/кисломолочной продукции
б. В случае масла
в. В случае сыров
г. В случае сухого молока
д. В случае консервов
2. Общий расход теплоты на технологические нужды
Определяется по формуле:
, ГДж/смену,
где
- коэффициент, учитывающий расход теплоты на выработку продукции, для которой
отсутствуют нормативы удельного расхода теплоты, %
3. Расход пара на выработку отдельных видов продукции
Определяется по формуле:
, ГДж/смену,
где
- доля глухого пара в его общем потреблении при выработке отдельных видов продукции
(Приложение 5,6);
- энтальпия пара, подаваемого в технологические цеха, кДж/кг;
- энтальпия
пароконденсатной смеси после рекуперативных паропотребляющих аппаратов, кДж/кг.
а. В случае цельно-/кисломолочной продукции
б. В случае масла
в. В случае сыров
г. В случае сухого молока
д. В случае консервов
4. Общий расход пара на технологические нужды
Определяется по формуле:
5. Определение ненормированного потребления теплоты
Обобщая результаты расчетов расходов теплоты на технологические нужды, получаем
Виды продукции
Цельно- и
кисломолочная
продукция
Масло
Сыры
Сухое молоко
Консервы
Неноминированное
потребление
теплоты
Всего
П,
т(туб)
/смену
175
q, ГДж/
т(туб)
Q, ГДж/
смену
,
кПа
0,6
105
400
2,0
1,5
3,8
2,5
17,5
17,5
45
7
35
26,25
171
17,5
35,9
420
450
750
800
390,65
,
кДж/кг
Д
,
кПа
Д
Д
,
кДж/кг
0,899
2524
360
0,1
803,037
0,5
49,5
0,898
0,896
0,882
0,881
2524
2524
2524
2524
378
405
675
720
0,1
0,1
0,1
0,1
809,952
819,849
897,815
908,299
0,5
0,5
0,5
0,5
13,4
12,4
90,2
9,3
18,7
Д, т/
смену
193,5
РАСХОДЫ ТЕПЛОТЫ И ПАРА НА НУЖДЫ ОТОПЛЕНИЯ
Расчет и подбор водонагревательной системы водяного отопления выполняется по
максимальной тепловой нагрузке системы отопления для средней пятидневки года
температуры наружного воздуха самой холодной в зависимости от месторасположения
предприятия.
1. Объем производственного корпуса по наружному периметру для молочного завода
Объем административно-бытового корпуса молочного завода
Объем вспомогательного корпуса молочного завода
2. По приложению 10 находим
а. среднюю температуру наружного воздуха за отопительный период года
б. среднюю температуру наружного воздуха для самой холодной пятидневки года
в. температуру воздуха в отапливаемых зданиях
3. Удельные отопительные характеристики отапливаемых зданий
а. для средней температуры наружного воздуха за отопительный период года
,
б. для средней температуры наружного воздуха для самой холодной пятидневки года
,
где β-эмпирический коэффициент, учитывающий материал и толщину наружных стен зданий
(кирпичная стена, β=2,0)
4.Расход теплоты на отопление зданий
а. для средней температуры наружного воздуха за отопительный период года
б. для средней температуры наружного воздуха для самой холодной пятидневки года
36.31
7.32
где - продолжительность 8-часовой смены, с
5. Общезаводские расходы теплоты на отопительные нужды составляют
а. для средней температуры наружного воздуха
б. для средней температуры наружного воздуха для самой холодной пятидневки года
54.7
6. Расходы пара на подогрев циркуляционной воды системы отопления
а. для средней температуры наружного воздуха за отопительный период года
=15.22
б. для средней температуры наружного воздуха для самой холодной пятидневки года
где
- коэффициент полезного использования теплоты пара в водоподогревателях (
)
РАСХОД ТЕПЛОТЫ И ПАРА НА ВЕНТИЛЯЦИЮ
При составлении нормативного теплового баланса предприятия используется расход теплоты
на вентиляцию для средней температуры наружного воздуха за отопительный период года.
м3
1. Расход теплоты на вентиляцию производственных цехов для температурного режима
ГДж/смена
Максимальный расход теплоты на вентиляцию при средней температуре наружного воздуха для
самой холодной пятидневки года
ГДж/смена
- удельная вентиляционная характеристика здания, Вт/(м3*К) (Приложение 9);
коэффициент, учитывающий изменение удельной вентиляционной характеристики здания при
снижении температуры наружного воздуха.
где
2. Расход пара на подогрев воздуха на нужды вентиляции в паровых калориферах
а. для средней температуры наружного воздуха за отопительный период года
0
б. для средней температуры наружного воздуха для самой холодной пятидневки года
где - средневзвешенное значение энтальпии пара, поступающего в производные цеха
предприятия, кДж/кг;
- средневзвешенное значение энтальпии пароконденсатной смеси,
возвращаемой из производных цехов, кДж/кг.
Обобщая данные о расходах теплоты на нужды вентиляции, получаем
Здание
Произв.
корпус
Д,
м3
,
Вт/
(м3*К)
0,7
24372
,
, °К
°К
291,15
268,65
,
ГДж/
кг
2524
,
ГДж/
кг
848
,
ГДж/
смена
11
, °К
Д , т/
смена
6,57
242,65
,
ГДж/
смена
22,7
РАСХОД ТЕПЛОТЫ И ПАРА НА НУЖДЫ ГОРЯЧЕГОВОДОСНАБЖЕНИЯ
Расход горячей воды определяется для условий работы технологических цехов при полной
загрузке оборудования в сезон переработки сырья.
1. Расходы горячей воды на выработку отдельных видов продукции
м3/смену
где
- удельные расходы горячей воды на выработку отдельных видов продукции,
3
3
м /т(м /туб для консервов) (Приложение 8)
а. В случае цельно-/кисломолочной продукции
б. В случае масла
в. В случае сыров
г. В случае сухого молока
д. В случае консервов
2. Расход горячей воды на коммунально-бытовые нужды
м3/смену
3. Общий расход горячей воды
м3/смену
4. Расход теплоты на нагрев воды в пароводяных подогревателях
ГДж/смену
Д , т/
смену
13,54
5. Расход пара на нагрев воды в пароводяных подогревателях
ГДж/смену
6.Неноминируемый расход горячей воды
129,51-(61,25+11+6,75+8,36+16,25)=25,9 м3/смену
Обобщая данные о расходах теплоты на нужды горячего водоснабжения, получим
Виды
продукции
Молоко
Масло
Сыры
Сухое молоко
Консервы
Неноминируемый расход
горячей воды
Всего
П,
т(туб)/
смену
175
2,0
1,5
3,8
2,5
W,
м /т(туб)
3
αw,
%
V,
м /смену
tXB(tM),
°K
tГB(tН),
°K
278,15
278,15
278,15
278,15
278,15
373,15
373,15
373,15
373,15
373,15
0,25
61,25
11
6,75
8,36
16,25
25,9
0,35
5,5
4,5
2,2
6,5
3
129,51
hБ,
кДж/
кг
2576
2576
2576
2576
2576
h3,
кДж/
кг
887
887
887
887
887
Q,
ГДж/
смену
Д, т/
смену
51,92
28,59
ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС СТ
Тепловой баланс предприятия характеризует распределение теплоэнергии на различные
нужды. В связи с тем, что производственная мощность предприятия при их проектировании
чаще всего рассчитывается на рабочую смену, то и соответствующий производственной
мощности нормативный тепловой баланс целесообразно составлять в расчете на рабочую
смену для максимальных объемов переработки животноводческого сырья. Максимальные
объемы переработки сырья на молочных заводах соответствуют лактационному периоду у
дойных коров, который приходится на май - октябрь. Таким образов, именно октябрь является
наиболее обоснованным периодом для составления нормативного теплового баланса. Тем
более что в октябре включаются в работу системы отопления и подогрева приточного воздуха
на нужды вентиляции при температуре наружного воздуха, близкой к средней за
отопительный период года.
1. Баланс потребления теплоэнергии
ГДж/смену
2. Баланс потребления пара
ГДж/смену
3. Структурные параметры баланса потребления теплоэнергии
4. Структурные параметры баланса потребления пара
5. Материальный баланс выработки теплоэнергии
Д
Пусть
г
6. Материальный баланс вырабатываемого пара
Д
Д
Д
Д
Пусть
Д
г
Д
7. Структурные параметры баланса выработки энергии
Д
х=608,6
8. Структурные параметры баланса выработки пара
Обобщая структуру сменного теплового баланса, получим
Составляющие теплового
баланса
Расход
теплоты,
ГДж/смену
Расход пара,
т/смену
Доля в
выработке
теплоэнергии,
%
Доля в
выработке
пара, %
Технологические
нужды
390,65
Горячее
водоснабжение
51,92
Отопление
Вентиляция
Собственные
нужды
котельной
12,17
Всего
11
Сторонние
потребители
115,8
27,06
193,5
28,59
15,22
6,57
45
5,9
294,78
64,2
8,5
4,5
1,8
19
2
100
65,6
9,7
5,2
2,2
15,3
2
100
608,6
ГРАФИКИ ТЕПЛОВЫХ НАГРУЗОК
Важной характеристикой СТ предприятий являются графики тепловых нагрузок.
Неравномерность графиков теплопотребления обусловлена неритмичностью поступления
сырья в течение года, наличием нерабочих смен, выходных дней, колебаниями температуры
наружного воздуха и, соответственно, нестабильностью расходов теплоэнергии на
отопительные нужды и приточную вентиляцию и другими факторами.
Сменные графики тепловых нагрузок необходимы для обоснования максимальной выработки
пара и подбора паровых котлов и водоподогревателей, определения производительности
теплотехнического оборудования системы химической очистки питательной воды, расчета
утилизационных теплообменников для пароконденсатной смеси, подбора питательных
насосов.
Для расчета водоподогревателей системы горячего водоснабжения и подбора баковаккумуляторов горячей воды необходим сменный график потребления горячей воды, а для
подбора типа и количества паровых котлов - аналогичный график потребления пара.
1. Часовые расходы горячей воды
где
(8-9)
0,6
- коэффициенты неравномерности графика расхода горячей воды (Приложение 11)
(9-10)
0,6
(10-11)
0,95
(11-12)
0,95
(12-13)
0,75
(13-14)
0,75
(14-15)
1
(15-16)
0,95
6,55
Обобщая полученные результаты, получим часовые расходы горячей воды м3/ч
Сменный расход,
м3/смену
Горячая вода
8-9
11,86
9-10
11,86
10-11
18,8
Часовые интервалы
11-12
12-13
18,8
14,83
13-14
14,83
14-15
19,77
15-16
18,8
Часовые расходы горячей воды
Сменный график потребления горячей
воды
20
15
10
5
0
8
9
10
11
12
13
14
15
16
Часы
2. Часовые расходы пара на технологические нужды
где
- коэффициент неравномерности потребления пара на технологические нужды
(Приложение 11)
(8-9)
0,7
(9-10)
0,85
(10-11)
1
(11-12)
0,85
(12-13)
0,7
(13-14)
0,85
(14-15)
0,85
(15-16)
0,85
6,65
3. Часовые расходы пара на выработку горячей воды
(8-9)
0,6
(9-10)
0,6
(10-11)
0,9
(11-12)
0,9
(12-13)
0,8
(13-14)
0,8
(14-15)
1
(15-16)
0,9
6
4. Часовые расходы пара на нужды отопления
5. Часовые расходы на нужды вентиляции
6. Часовые расходы пара сторонним потребителям
(8-9)
0,7
(9-10)
0,7
(10-11)
0,95
(11-12)
1
(12-13)
0,85
(13-14)
0,85
7. Часовые расходы пара на собственные нужды теплоцеха
(14-15)
0,85
(15-16)
0,85
6,75
8. Общие часовые расходы пара, соответствующие необходимой выработке пара в котельной
Обобщая часовые расходы пара, получаем
Потребители
Технологические
аппараты
Система горячей
воды.
Система
отопления
Система
вентиляции
Сторонним
потребителям
Собственные
нужды
Всего
Сменный
расход
193,49
8-9
20,37
9-10
24,73
10-11
29,1
Часовые интервалы
11-12
12-13
24,73
20,37
129,55
11,86
11,86
18,8
18,8
15,2
1,9
1,9
1,9
6,56
0,82
0,82
45,02
4,67
9,72
399,54
13-14
24,73
14-15
24,73
15-16
24,73
14,83
14,83
19,77
18,8
1,9
1,9
1,9
1,9
1,9
0,82
0,82
0,82
0,82
0,82
0,82
4,67
6,33
6,67
5,67
5,67
5,67
5,67
0,99
1,1
1,42
1,32
1,09
1,2
1,3
1,3
40,61
45,08
58,37
54,24
44,68
49,15
54,19
53,22
Исходя из полученных данных делаем вывод, что максимальная часовая тепловая нагрузка
приходится на период времени с 10 до 11 часов и составляет 58,37 т/ч. Структуру баланса
потребления пара представляю в виде графика:
70
Максимальная часовая
тепловая нагрузка
60
50
Технологические нужды
40
Горячее водоснабжение
Сторонним потребителям
30
Отопление
Собствегные нужды
20
Вентиляция
10
0
8-9
часов
9-10
часов
10-11
часов
11-12
часов
12-13
часов
13-14
часов
14-15
часов
15-16
часов
ПОДБОР ПАРОВЫХ КОТЛОВ
Тип и количество паровых котлов подбираются по максимальному часовому расходу пара с
учетом рекомендаций:
- наиболее рациональной является установка котлоагрегатов одного типоразмера, но
допускается установка одного из них меньшей паропроизводительностью;
- количество котлоагрегатов должно быть не меньше 3 и не более 5 единиц;
- суммарная установленная паропроизводительность котлов должна обеспечивать
установленный заданием на проектирование резерв тепловой мощности;
- необходимо предусматривать возможность остановки любого из установленных котлов на
техническую диагностику и достаточно продолжительный ремонт в летний период года при
отсутствии отопительно-вентиляционной тепловой нагрузки;
- выбранные котлы должны обеспечивать максимально достижимые коэффициенты полезного
действия;
- целесообразно рассмотреть несколько вариантов подбора количества и типа котлов и отдать
предпочтение варианту с наименьшим суммарным индексом относительных капитальных
затрат на строительство котельной.
Максимальная часовая тепловая нагрузка составляет 58,37 т/ч. С учетом установленной
мощности (32%), получаем: 58,37*1,32=77,05 т/ч. Исходя из этого, используя Приложение
12, мы подбираем 4 котла типоразмера ДЕ-25-14 ГМ.
Суммарный индекс относительных капитальных затрат
ч/т
где К- индекс относительных капитальных затрат котлоагрегатов
т/ч
где
где
- суммарная установленная паропроизводительность котельной, т/ч
- Резерв установленной тепловой мощности котлов
%