Реферат Разработка системы теплоснабжения молочного завода в городе Минск
Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-10-28Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.

Предоплата всего
от 25%

Подписываем
договор
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Санкт-Петербургский государственный университет низкотемпературных
и пищевых технологий
Кафедра БЖД и ПТ
Расчетно-пояснительная записка к курсовому проекту на тему:
«Разработка системы теплоснабжения
молочного завода в городе Минск».
Выполнил: студент 231 гр. Пышков М.Е.
Проверил: Рахманов Ю.А.
Санкт-Петербург
2009 г.
АННОТАЦИЯ.
Предприятию молочной промышленности в городе Минск с условной производительностью 80 т продукции в смену для нормального функционирования системы теплоснабжения необходимо трм котла типа Де-10-141М производительностью по 10 т/ч, блочный чугунный экономайзер типа ЭП1-646, дутьевой вентилятор ВДН-8, дымосос типа ДН-10, фильтр с диаметром
Суммарное годовое потребление теплоты таким предприятием будет составлять 219319 ГДж, КПД котельной с учетом коэффициента загрузки – 89,5%, годовой расход топлива – 6766,7 т, номинальная (установленная) теплопроизводительность котельной – 69 ГДж/ч.
Годовые эксплуатационные расходы такого предприятия составляют 16383244,2 руб., при ожидаемой себестоимости теплоты 74,7 руб./ГДж и пара 180,43 руб./т.
Далее представлен типовой расчет системы теплоснабжения такого предприятия.
Содержание
Содержание. 3
Исходные данные. 5
1. Принципиальная технологическая схема производства ацидофилина. 6
2. Основные потребители теплоты и холода при производстви ацидофилина, возможные энергоносители и системы их получения. 8
3. Тепловой баланс предприятия. 9
3.1. Расход пара и теплоты на технологические нужды
3.2. Расход пара и теплоты на горячее водоснабжение
3.3. Расход теплоты и пара на отопление
3.4. Расход теплоты и пара на вентиляцию для средней за отопительный период температуры наружного воздуха
3.5. Расход теплоты и пара сторонних потребителей
3.6. Расход теплоты и пара на собственные нужды
3..7. Баланс потребления теплоты и пара предприятием.. 14
4. Характеристики режимов потребления теплоты в форме пара и горячей воды предприятием 15
5. Подбор теплогенерирующего и вспомогательного оборудования источников теплоты.. 20
5.1.Принципиальная технологическая схема системы теплоснабжения и ее описание. 20
5.2. Подбор теплогенераторов. 20
5.3. Подбор экономайзеров. 21
5.4. Подбор дутьевых вентиляторов. 22
5.5. Подбор дымососов. 23
5.6. Подбор оборудования химводоподготовки. 24
5.7. Подбор деаэраторов. 24
6. Расчет тепловых сетей. 26
6.1. Определение внутреннего диаметра теплопроводов (паропровод на технологические нужды, конденсатопровод, трубопровод горячей воды). 26
6.2. Расчет и подбор толщины слоя тепловой изоляции теплопровода. 27
6.3. Расчет потерь теплоты и снижения энтальпии теплоносителя при транспортировке по наружным тепловым сетям.. 28
7. Расчет и подбор оборудования теплоподготовительной установки. 31
7.1. Схема включения, расчет и подбор водоподогревателей системы отопления. 31
7.2. Схема включения, расчет и подбор водоподогревателей системы горячего водоснабжения 32
7.3. Расчет и подбор аккумуляторов горячей воды.. 32
7.4. Подбор насосов системы горячего водоснабжения. 32
7.5. Подбор циркуляционных насосов системы отопления. 33
7.6. Подбор конденсатных насосов. 33
7.7. Подбор конденсатных баков. 33
8. Показатели работы системы теплоснабжения предприятия. 34
8.1. Годовой расход теплоты на технологические нужды.. 34
8.2. Годовой расход теплоты на горячее водоснабжение. 34
8.3. Годовой расход теплоты на отопление. 34
8.4. Годовой расход теплоты на вентиляцию.. 35
8.6. Годовой расход теплоты на собственные нужды.. 35
8.7. Суммарное годовое потребление теплоты.. 35
8.8. КПД котельной с учетом коэффициента загрузки. 35
8.9.Средний коэффициент загрузки эксплуатируемых теплогенераторов. 36
8.10. Годовой расход топлива. 36
8.11. Максимальный часовой расход топлива котельной. 36
8.12. Номинальная (установленная) теплопроизводительность котельной. 37
8.13. Удельный расход топлива на получение теплоты.. 37
8.14. Испарительная способность топлива. 37
9. Оценка себестоимости отпускаемой теплоты.. 38
9.1. Годовые затраты на топливо. 38
9.2. Годовые затраты на воду. 38
9.3. Годовые затраты на электроэнергию.. 39
9.4. Годовые затраты на амортизацию.. 39
9.5. Годовые затраты на текущий ремонт зданий и оборудования котельной. 40
9.6. Годовые затраты на заработную плату. 40
9.7. Годовые затраты на страховые отчисления. 40
9.8. Прочие затраты.. 40
9.9. Годовые эксплуатационные расходы.. 41
9.10. Ожидаемая себестоимость теплоты и пара. 41
10. Побочные энергетические и материальные ресурсы производства и методы их рекупирации 42
11. Автоматическое регулировние. 43
Список литературы.. 44
Приложения и графическая часть. 45
Исходные данные
| |
Цельно-молочная продукция, т/см Масло, т/смена Сыр, т/ смена Сухое молоко, т/ смена Молочные консервы, туб/ смена Условная производительность, т/ смена | 15 4 – 6 – 80 |
| |
Пар, т/см Горячая вода, м3/ смена Возврат конденсата, % | – 20 – |
| |
Tпр, ºС Тобр, ºС | 95 70 |
| Минск |
| Газ |
| 5 |
1. Принципиальная технологическая схема производства ацидофилина.
| |||||
| |||||
2. Основные потребители теплоты и холода при производстви ацидофилина, возможные энергоносители и системы их получения
Потребление теплоты | Температура процесса | Энергоносители | Параметры энергоносителя | Система для получения |
Прием и подготовка сырья | 2-4°С | R22-3 | -3°С | Природный |
Сепарирование | 90°С | Горячая вода | 30-40°С | котельная |
Гомогенизация | 90°С | Горячая вода | 60-70°С | котельная |
Охлаждение | 30°С | Холодная вода | 4-5°С | Холодильная установка |
Пастеризация | 92-95°С | Конденсат | 90°С | Котельная |
Тепловая обработка | 85-87°С | Конденсат | 90°С | Котельная |
Хранение и транспортировка | 8°С | R22-3 | -3°С | Холодильная установка |
Описание производства ацидофилина.
Ацидофильное молоко готовят, сквашивая пастеризованное молоко чистыми культурами ацидофильных бактерий. Ацидофилин вырабатывают из пастеризованного молока, сквашивая его закваской, состоящей из ацидофильной палочки, мезофильных молочнокислых стрептококков и кефирной в равных соотношениях
Молоко (2-4°C) нагревают до температуры сепарирования (30-40 °C) горячей водой 90°C, а затем нормализуют и охлаждают до 40—43°C в холодной воде для очистки. Затем при температуре 60-70°C происходит гомогенезация (подогревая горячей водой 90°C) и пастеризация при температуре 92-95°C. Затем происходит тепловая обработка нормализационной смеси (85-87°C). После нормализации смесь охлаждают холодной водой до температуры заквашивания 4-5°C. Затем в смесь вносят подготовленную ацидофильную закваску (на 1 л молока 50 г закваски), хорошо размешивают, выдерживают до сквашивания, которое длится обычно 6—8 ч. В первые 2 ч сквашивания молоко 2—3 раза перемешивают. После сквашивания ацидофилин охлаждают до 6—8°C.
Кислотность ацидофилина невелика, так как сквашивание длится недолго. Для готового ацидофилина характерны однообразный и довольно плотный сгусток без резкого отделения сыворотки.
3. Тепловой баланс предприятия
3.1. Расход пара и теплоты на технологические нужды
Расход пара на технологические нужды:
где
т/см.
где
т/туб).
консервов туб/см.).
где
нормируемого.
Примечание. Расходы пара и ряд других используемых в дальнейшем в расчетах
величин определяются методом табличной интерполяции для
характерного типоразмера предприятия. Определяющим параметром при
этом для предприятий мясной промышленности является проектная
выработка мяса (говядины и свинины), клеежелатиновых заводов - клея, а
для предприятий молочной промышленности - цельномолочной и
кисломолочной продукции.
Расход теплоты на технологические нужды:
где
ГДж/см.;
где
(для консервов ГДж/туб.):
где
при его транспортировке, т.е. равной энтальпии пара
котельной, кДж/кг:
здесь
продукции;
здесь
продукции, кДж/кг;
продукции.
Продукция | | | | | |
Цельномолочная | 0,3 | 504,7 | 2202,3 | 0,1 | 0,5 |
Масло | 0,3 | 504,7 | 2202,3 | 0,1 | 0,5 |
Сухое молоко | 0,6 | 561,4 | 2163,6 | 0,1 | 0,6 |
Тогда
Расход теплоты на производство ненормируемых видев продукции
Определим расход горячей воды
где
коммунальные нужды,
здесь
(для консервов
где
3.2. Расход пара и теплоты на горячее водоснабжение
Расход пара на нагрев воды в пароводяных подогревателях системы горячего водоснабжения
где
равной 5°С);
подогреватели, кДж/кг (определяется по давлению
здесь
горячей воды),
водоподогревателях (принимаем равным О,92...0.96).
Определим расход теплоты на нагрев воды для нужд горячего водоснабжения
3.3. Расход теплоты и пара на отопление
Расход теплоты на отопление каждого из зданий и сооружений предприятия для средней за отопительный период температуры наружного воздуха, ГДж/см
где
Здания | | |
Производственные корпуса | 0,45 | 20000 |
Вспомогательные цеха | 0,4 | 5000 |
Административно-бытовые здания | 0,5 | 3000 |
Определим расход пара на нужды отопления для средней за отопительный период температуры наружного воздуха, т/см.:
где
водяного отопления, КДж/кг:
здесь
обратной воды системы отопления).
Определяем максимальный расход теплоты на отопление каждого из зданий и
сооружений для самой холодной пятидневки года
где
Вт/ (м
здесь
года, °С.
3.4. Расход теплоты и пара на вентиляцию для средней за отопительный период температуры наружного воздуха
Расход теплоты и пара на отопление каждого из зданий и сооружений предприятия для средней за отопительный период температуры наружного воздуха
где
период температуры наружного воздуха, Вт/(м
(принимаем равным 0,35... 0,45 от общих объемов цехов).
Определим расход пара на нужды вентиляции:
где
вентиляции, кДж/кг:
здесь
3.5. Расход теплоты и пара сторонних потребителей
3.6. Расход теплоты и пара на собственные нужды
Определяем расход пара
нужды котельной и топливного хозяйства:
где
хозяйства (для котельных, работающих на природном газе, равна
0,02. . .0,025, на твердом топливе 0,025. . .0,035, на мазуте 0,06. . .0,08).
3..7. Баланс потребления теплоты и пара предприятием
Определяем общее потребление пара и теплоты на нужды предприятия в сезон
переработки сырья
4. Характеристики режимов потребления теплоты в форме пара и горячей воды предприятием
Для характеристики систем теплоснабжения предприятий используются годовые,
суточные и сменные графики потребления пара, горячей вода, я также возврата
конденсата, отличающиеся значительной неравномерностью.
Неравномерность годовых графиков тепловых нагрузок обусловлена нестабильностью поступления сырья на предприятия, наличием явно выраженных
пиков загрузки производственных мощностей, увеличением расхода теплоты на
вспомогательные нужды в течение отопительного периода.
Неравномерность суточных графиков вызвана наличием нерабочих смен как на предприятиях в целом, так и в отдельных цехах.
Неравномерность сменных графиков определяется режимом использования
теплового технологического оборудования, а также наличием обеденных и
междусменных перерывов в работе отдельных цехов. Сменные графики
теплопотребления необходимы для обоснования максимальных часовых тепловых
нагрузок и подборе теплогенераторов пара и горячей воды, а также для расчета установок по утилизации пароконденсатной смеси и определения производительности
системы химводоподготовки. Сменные графики составляются для условий
эксплуатации систем теплоснабжения в сезон массовой переработки сырья при средних
для отопительного периода года нагрузках на системы отопления и вентиляции.
Порядок построения графиков.
Определим расход горячей вода по предприятию, м
где
Коэффициент неравномерности потребления горячей воды | |||||||
8-9 | 9-10 | 10-11 | 11-12 | 12-13 | 13-14 | 14-15 | 15-16 |
0,55 | 0,65 | 0,9 | 0,9 | 0,8 | 0,8 | 1 | 0,9 |
Определим расход горячей воды, отпускаемой сторонним потребителям, м
где
потребителям.
Коэффициент неравномерности отпуска горячей воды сторонним потребителям | |||||||
8-9 | 9-10 | 10-11 | 11-12 | 12-13 | 13-14 | 14-15 | 15-16 |
0,5 | 0,6 | 0,7 | 0,8 | 0,7 | 1 | 0,9 | 0,9 |
Результаты расчетов сведены в таблицу 1
Расход горячей воды | |||||||||
Потребитель | Сменный расход | Часовой расход | |||||||
8=9 | 9=10 | 10=11 | 11=12 | 12=13 | 13=14 | 14=15 | 15=16 | ||
Предприятие | 60 | 5,1 | 6 | 8,3 | 8,3 | 7,4 | 7,4 | 9,2 | 8,3 |
Сторонние потребители | 19,8 | 1,6 | 1,9 | 2,3 | 2,6 | 2,3 | 3,3 | 2,9 | 2,9 |
Всего | 79,8 | 6,7 | 7,9 | 10,6 | 10,9 | 9,7 | 10,7 | 12,1 | 11,2 |
Определим расход пара на технологические нужды предприятия, т/ч:
где
Коэффициент неравномерности потребления пара | |||||||
8-9 | 9-10 | 10-11 | 11-12 | 12-13 | 13-14 | 14-15 | 15-16 |
0,7 | 0,9 | 1 | 0,9 | 0,8 | 0,8 | 0,8 | 0,8 |
Определим расход пара на выработку горячей воды, т/ч:
Определяем расходы пара на нужды отопления и вентиляции, принимаем их
равномерными в течение смены, т/ч:
Определим расход пара на собственные нужды котельной и топливного хозяйства,
т/ч:
Результаты расчетов сведены в таблицу 2
Расход пара | |||||||||
Потребитель | Сменный расход | Часовой расход | |||||||
8=9 | 9=10 | 10=11 | 11=12 | 12=13 | 13=14 | 14=15 | 15=16 | ||
Технологические аппараты | 173,5 | 18,2 | 23,3 | 25,9 | 23,3 | 20,7 | 20,7 | 20,7 | 20,7 |
Горячее водоснабжение | 9,9 | 0,83 | 0,98 | 1,32 | 1,35 | 1,2 | 1,33 | 1,5 | 1,39 |
Отопление | 3,2 | 0,34 | |||||||
Вентиляция | 1,6 | 0,2 | |||||||
Собственные нужды | 3,76 | 0,39 | 0,49 | 0,56 | 0,51 | 0,45 | 0,45 | 0,46 | 0,45 |
Всего | 191,96 | 20,02 | 25,38 | 28,37 | 25,76 | 22,95 | 23,08 | 23,25 | 23,14 |
Определяем выход конденсата от технологических паропотребляющих аппаратов,
т/ч:
Выход конденсата от теплообменников систем горячего водоснабжения, отопления и вентиляции примем равным расходу пара на эти нужды, т/ч:
Суммарный выход конденсата определяем по формуле, т/ч:
Результаты расчетов сведены в таблицу 3
Возврат конденсата | |||||||||
Потребитель | Сменный расход | Часовой расход | |||||||
8=9 | 9=10 | 10=11 | 11=12 | 12=13 | 13=14 | 14=15 | 15=16 | ||
Технологические аппараты | 87,58 | 9,15 | 11,76 | 13,07 | 11,76 | 10,46 | 10,46 | 10,46 | 10,46 |
Горячее водоснабжение | 9,9 | 0,83 | 0,98 | 1,32 | 1,35 | 1,2 | 1,33 | 1,5 | 1,39 |
Отопление | 3,2 | 0,4 | |||||||
Вентиляция | 1,6 | 0,2 | |||||||
Всего | 102,28 | 10,58 | 13,34 | 14,99 | 13,71 | 12,26 | 12,39 | 12,56 | 12,45 |
Также по найденным данным строим графики сменного расхода горячей воды и пара,
а также сменный график возврата конденсата. Соответственно рис.1, рис.2, рис.3.
5. Подбор теплогенерирующего и вспомогательного оборудования источников теплоты
5.1.Принципиальная технологическая схема системы теплоснабжения и ее описание
Принципиальная технологическая схема системы теплоснабжения приведена в графической части
- схема системы теплоснабжения
- схема системы подготовки воды для системы отопления
- схема системы подготовки воды для горячего водоснабжения
Обычно для теплоснабжения предприятия подбирают источник теплоты (ИТе), отпускающий сетевой пар под давлением
В общем случае на предприятии могут быть поверхностные (ППТеi) и контактные (КПТеi) аппараты-потребители теплоты.
Обычно пар, поступающий в поверхностные аппараты, называют «глухим», а в котактные аппараты – «острым». Если обозначить долю «глухого» пара
Реальные паровые котлы (ИТе) отпускают влажный насыщенный сетевой пар с энтальпией
На выходе из реальных КО обычно имеют пароконденсатную смесь с энтальпией
5.2. Подбор теплогенераторов
Используя график нагрузки, по максимальному часовому потреблению пара произведем подбор необходимого количества и типов котлов. Следует учитывать, что суммарная производительность котлов должна иметь резерв, обеспечивая максимальное часовое потребление пара. Для обеспечения предприятия паром при его реконструкции котельная должна, кроме того, иметь резерв по пару до 15...20 % ее номинальной производительности с учетом возможной остановки любого из котлов для ремонта в летний период года. Если максимальное потребление паре превышает 4 т в час, следует устанавливать котлы серии ДЕ или КЕ.
При максимальном потреблении пара, не превышающем 4 тонн в час, рекомендуется подбирать котлы типа Е-1/9.
В котельной рекомендуется устанавливать котлы одного типоразмера. Допускается, в порядке исключения, установка одного котла меньшего типоразмера. Общее количество устанавливаемых котлов, как правило, не должно превышать 5 единиц.
В нашем случае
Номинальная производительность | 6,5 т/ч |
Номинальное давление | 1,4 МПа |
КПД | 91,0 % |
5.3. Подбор экономайзеров
Экономайзеры предназначены для подогрева питательной воды за счет охлаждения дымовых газов, выходящих из котлоагрегата. Для котлоагрегатов типа ДЕ и КЕ целесообразно применять некипящие чугунные ребристые экономайзеры системы ВТИ. Их подбирают по расчетной поверхности нагрева
Поверхность нагрева экономайзера определяется из уравнения, кВт:
где
деаэрированной воды
(принимается при температуре
кипения вода при давлении в барабане котла
Коэффициент теплопередачи экономайзера рассчитывается с использованием нормативного метода теплового расчета котлоагрегатов. В ориентировочных расчетах его можно принять равным 18...22 Вт/(м
Температуру уходящих газов на выходе из экономайзера
Технические характеристики экономайзеров приведены в таблице 45.
В практике проектирования котельных установок отдельные типоразмеры экономайзеров сопрягаются с соответствующими типоразмерами котлоагрегатов.
Нам подходит блочный чугунный экономайзер типа ЭП1-646.
5.4. Подбор дутьевых вентиляторов
Дутьевые вентиляторы предназначены для подачи в топку холодного воздуха, забираемого из верхней зоны помещения котельной. Их подбор производится по требуемой производительности и напору.
Производительность вентилятора
где
и мазута составляет 1,1...1,2, а для слоевых при сжигании твердого топлива
1,3... 1,5);
нормальных условиях, рассчитывается в соответствии с составом топлива.
Требуемый расчетный напор дутьевого вентилятора
где
эксплуатации котлоагрегата.
Характеристики дутьевых вентиляторов приведены в таблице 46.
Нам подходит дутьевой вентилятор маркой ВДН-8.
5.5. Подбор дымососов
Дымососы служат для создания разрежения в топке и перемещения продуктов сгорания топлива по газовому тракту. Их подбирают аналогично дутьевым вентиляторам.
Производительность дымососа
где
м
здесь
коэффициенте избытка воздуха, равном
соответствии о составом топлива.
сжигании твердого топлива можно принять равным 1,5...1,6, а природного
газа и мазута 1,35...1,45;
экономайзера, °С.
Коэффициент запаса производительности
м
Необходимый напор дымососа
где
Коэффициент запаса напора
Характеристики дымососов приведены в таблице 47.
Выбираем дымосос типа ДН-10.
5.6. Подбор оборудования химводоподготовки
Для химической обработки воды целесообразно применять двухступенчатое умягчение, обеспечивающее остаточную жесткость воды для котлов типа ДЕ и КЕ, не превышающую 0,02 мг-экв/кг.
Устанавливается не менее двух натрий-катионитовых фильтров для каждой ступени (один - резервный).
В целях взаимозаменяемости установленного оборудования целесообразно для обеих ступеней умягчения применять фильтры одинаковой конструкции и одного типоразмера.
Компоновочная схема системы химводоподготовки должна предусматривать возможность отключения любого фильтра для регенерации и ремонта, а также переключения с первой ступени на вторую.
Последовательность расчета.
1. Определим максимальный часовой расход химически очищенной воды для подпитки котлов
здесь
2.Определим диаметр фильтров по формуле, м
где
Типоразмер фильтров принять по таблицам.
Нам подходит следующий фильтр с диаметром
5.7. Подбор деаэраторов
Деаэраторы предназначены для удаления из питательное воды растворенных газов с целью предохранения тепловых сетей и поверхности нагрева котлоагрегата от коррозии.
Для водотрубных котлов с чугунными экономайзерами содержание кислорода в воде не должно превышать 0,1 мг/кг. Наиболее надежен термический способ удаления газов из воды. В этом случае используются деаэраторы атмосферного или вакуумного типа. Количество деаэраторов в котельной не должно превышать 2...3 единиц, причем они могут быть установлены вне помещения котельной. При установке их на открытом воздухе должна предусматриваться гидро- и теплоизоляция.
В схеме компоновки оборудования котельной необходимо предусматривать возможность отключения любого деаэратора для ремонта и ревизии.
Порядок расчета.
1.Определим максимальный расход питательной воды
Подбираем деаэраторы по таблице.
Смотрим по расходу
Выбираем два деаэратора типа ДА-15
2. Определим расход пара на деаэрацию воды, т/ч:
где
здесь
6. Расчет тепловых сетей
Расчет наружных тепловых сетей заключается в определении диаметров теплопроводов
(паропровода и трубопровода горячей воды в производственный корпус,
конденсатопровода, паропровода и конденсатопровода сторонних потребителей),
толщины слоев тепловой изоляции, удельных потерь теплоты. Эти расчеты
основываются на максимальных часовых расходах теплоносителей.
6.1. Определение внутреннего диаметра теплопроводов (паропровод на технологические нужды, конденсатопровод, трубопровод горячей воды).
Внутренний диаметр трубопровода определяем по формуле, м
где
30...40, воды 2...2,5, конденсата 1...1.5).
Для пара
Секундный объемный расход влажного насыщенного пара определим по формуле,
м
где
Тогда
По расчетному значению
теплопроводов.
Нам подходит теплопровод со следующими параметрами:
Для горячей воды
По расчетному значению
теплопроводов.
Нам подходит теплопровод со следующими параметрами:
Для конденсата
По расчетному значению
теплопроводов.
Нам подходит теплопровод со следующими параметрами:
6.2. Расчет и подбор толщины слоя тепловой изоляции теплопровода
Толщина теплоизоляционного слоя
уравнения:
где
и окружающего воздуха, °С;
воздуху, Вт/(м
Температура поверхности изолированных теплопроводов не должна превышать
35... 45 °С.
Расчет толщины теплоизоляционного слоя производится по температуре наружного воздуха в самую холодную пятидневку года.
Коэффициент теплоотдачи от поверхности изолированного теплопровода к
окружающему воздуху рассчитывается по эмпирической формуле, Вт/(м
Для пара
Т. к.
То есть
По расчетному значению
Примем толщину изоляции
Для горячей воды
Т. к.
То есть
Примем толщину изоляции
Для конденсата
Т. к.
То есть
Примем толщину изоляции
6.3. Расчет потерь теплоты и снижения энтальпии теплоносителя при транспортировке по наружным тепловым сетям
Удельные потери теплоты наружными теплопроводами определяются по формуле, Вт/м:
где
(определяется по известным методам теории теплопередачи);
Для пара
Для конденсата
Снижение энтальпии для каждого из теплоносителей при их транспортировке
по наружным теплосетям определяем по формуле, кДж/кг:
где
м (в расчетах примем равной 100…200м);
Для пара
Степень увлажнения пара, обусловленная потерями теплоты в окружающую среду,
определяем по формуле, %:
где
Для горячей воды
Для конденсата
7. Расчет и подбор оборудования теплоподготовительной установки
В качестве подогревателей воды для систем отопления и горячего водоснабжения
при автономном теплоснабжении предприятия от собственной котельной применяются
многоходовые кожухотрубные теплообменники, а при централизованном
теплоснабжении от ТЭЦ - секционные противоточные водо-водяные теплообменники
типа "труба в трубе". Цель расчета состоит в определении требуемой суммарной
поверхности нагрева теплообменников
Расчет водоподогревателей
Исходными данными для расчета водоподогревателей являются; максимальный
часовой расход горячей воды в сезон массовой переработки сырья
максимальный расход теплоты на отопительные нужды в период самой холодной пятидневки года
горячего водоснабжения и прямой
давление
теплоснабжении от собственной котельной.
7.1. Схема включения, расчет и подбор водоподогревателей системы отопления
Определим суммарную поверхность нагрева пароводяных подогревателей для
системы отопления
где
°С.
Тогда
Подбираем водоподогреватели по
Нас удовлетворяет 2 водоподогревателя типа ПП-1-6-2-II
7.2. Схема включения, расчет и подбор водоподогревателей системы горячего водоснабжения
Определим суммарную поверхность нагрева пароводяных подогревателей системы
горячего водоснабжения
Подбираем водоподогреватели по
Нас удовлетворяет 2 водоподогревателя типа ПП-1-6-2-II
7.3. Расчет и подбор аккумуляторов горячей воды
Баки-аккумуляторы горячей воды выбираются на основании сравнения
интегрального графика потребления горячей воды, со средним потреблением за
календарный период (смену) по данным сменного графика потребления горячей воды.
Расчетная вместимость баков-аккумуляторов должна соответствовать максимальной
разности между ними
менее двух баков-аккумуляторов (по 50 % рабочего объема каждый). Геометрический
объем баков-аккумуляторов должен быть на 5...10 % больше расчетного.
Интегральный график потребления горячей воды приведен на рис. 4
Нам нужно два бака поэтому
Выбираем баки типа Т40.03.00.000СБ
7.4. Подбор насосов системы горячего водоснабжения
Выбор единичной мощности и числа устанавливаемых насосов системы горячего
водоснабжения определяется максимальным расходом воды
Наиболее целесообразной является схема горячего водоснабжения с тремя насосами.
При этом устанавливается 2 насоса максимального расхода и 1 насос минимального
расхода, а схема автоматизируется. В режиме максимального расхода при этом
работает один из насосов большой производительности. При минимальном
потреблении горячей воды этот насос отключается и включается насос малой
производительности.
Подбираем два насоса типа КМ-20/18, и один насос типа КМ-8/18.
7.5. Подбор циркуляционных насосов системы отопления
Циркуляционные насосы системы отопления подбираются по тем же параметрам для наиболее напряженного режима ее эксплуатации в самую холодную пятидневку
года.
Устанавливаются не менее двух циркуляционных насосов максимального расхода. Целесообразно также предусмотреть возможность переключения на насосы,
работающие в режиме средней тепловой нагрузки отопительной системы.
Подбираем два насоса типа КМ-20/30.
7.6. Подбор конденсатных насосов
Аналогично подбираются конденсатные насосы на основании максимального
выхода конденсата от различных потребителей. Технические характеристики
конденсатных насосов приведены в таблицах.
Нам подойдут два насоса типа Кс-20-50.
7.7. Подбор конденсатных баков
Конденсатные баки подбираются для режима непрерывной подачи конденсата в
котельную или на ТЭЦ. В тепловой схеме целесообразно предусмотреть установку двух
баков вместимостью не менее 50 % от максимальной расчетной.
Расчетная вместимость конденсатных баков определяется по аналогии с расчетом
баков-аккумуляторов горячей воды путем сравнения интегрального графика выхода
конденсата и его среднего выхода.
Интегральный график выхода конденсата приведен на рис. 5
Нам нужно два бака поэтому
Выбираем два бака типа Т40.02.00.000СБ
8. Показатели работы системы теплоснабжения предприятия
Работа котельных характеризуется такими технико-экономическими показателями, как среднечасовые и максимальные часовые: теплопроизводительность, расход топлива, годовая теплопроизводительность и потребление топлива, номинальные и фактические коэффициенты полезного действия котлов (брутто) и (нетто), испарительная способность топлива, удельные расходы натурального и условного топлива на выработку теплоты. Они зависят от вида топлива, параметров работы котельных установок и режимов загрузки установленных мощностей котлоагрегатов.
В зависимости от заданного вида топлива необходимо обоснованно выбрать его месторождение, марку, а для природного газа - распределительный магистральный газопровод. При этом следует руководствоваться принципом минимизации транспортных затрат на доставку топлива с учетом особенностей сложившегося регионального топливного баланса.
8.1. Годовой расход теплоты на технологические нужды
Годовой расход теплоты на технологические нужды
здесь
550, молочных заводов -до 580, клеежелатиновых заводов –
до 650);
мощностей (для мясокомбинатов 0,8... 0,85, для молочных заводов
0,85.. .0,90, для клеежелатиновых заводов 0,85. ..0,95);
8.2. Годовой расход теплоты на горячее водоснабжение
Годовой расход теплоты на нужды горячего водоснабжения
8.3. Годовой расход теплоты на отопление
Годовой расход теплоты на отопительные нужды
здесь
(определяется по продолжительности отопительного периода);
отопительные нужды за счет прерывистого отопления в выходные
дни и нерабочие смены (принимаем равным 0,7. . .0,75);
8.4. Годовой расход теплоты на вентиляцию
Годовой расход теплоты на нужды вентиляции
8.5. Годовой расход теплоты сторонним потребителям
Годовой расход теплоты сторонним потребителям
Qгодст=Qст·Zcv·ψcn
Qгодст= 0 ГДж/год
8.6. Годовой расход теплоты на собственные нужды
Годовой расход теплоты на собственные нужды котельной и топливного
хозяйства
8.7. Суммарное годовое потребление теплоты
8.8. КПД котельной с учетом коэффициента загрузки
Фактический коэффициент полезного действия котельной (брутто)
с учетом средней загрузки находящихся в эксплуатации котлоагрегатов и
необходимости работы ах в состоянии «горячего резерва», %:
где
составляет 0,09...0,12, на мазуте 0,08...0, 10, на природном газе 0,05.. .0,07);
здесь
8.9.Средний коэффициент загрузки эксплуатируемых теплогенераторов
Средний КПД (нетто) котельной
8.10. Годовой расход топлива
Годовой расход натурального
м
где 29300 – низшая теплота сгорания условного топлива, кДж/кг.
8.11. Максимальный часовой расход топлива котельной
Определим необходимую максимальную часовую теплопроизводительность
котельной
где
примем при температуре 65...70 °С, для атмосферной – при
температуре 102...104 °С);
насыщенного пара для заданного давления пара в котлах
Максимальный часовой расход топлива, кг/ч (м
где
8.12. Номинальная (установленная) теплопроизводительность котельной
Номинальная теплопроизводительность котельной
ГДж/ч.
где
8.13. Удельный расход топлива на получение теплоты
Удельные расходы натурального
выработку теплоты, кг/ГДж, м
8.14. Испарительная способность топлива
Определим испарительную способность (выработки пара) натурального
9. Оценка себестоимости отпускаемой теплоты
Себестоимость вырабатываемой в котельной теплоты является важнейшим
экономическим показателем, характеризующим эффективность работы теплового
хозяйства предприятия. Себестоимость теплоты используется также при калькуляции
себестоимости производимой на предприятии теплоемкой технологической продукции.
В зависимости от исходных данных рассчитывается "отчетная" и "плановая"
себестоимость теплоты.
Отчетная себестоимость определяется на основании фактических затрат на
выработку пара и горячей воды за предшествующий период. Плановая себестоимость
на последующий календарный период определяется на основании планов производства
продукции и технико-экономических нормативов для обоснования необходимых затрат
на эксплуатацию теплового хозяйства. Отчетную себестоимость теплоты целесообразно
определять ежеквартально. При обосновании плановой себестоимости теплоты
целесообразно расчеты производить на календарный период, равный году.
9.1. Годовые затраты на топливо
Стоимость необходимого для котельной топлива определим по формуле, руб/год:
где
нормальных условиях).
Стоимость топлива для различных экономических регионов страны определяется по
действующим прейскурантам (например № 09-01, 04-03 и др.), которые будут
изменяться в зависимости от условий работы предприятий топливной промышленности
и формирования рыночных отношений в топливно-энергетическом комплексе страны.
9.2. Годовые затраты на воду
Стоимость воды, потребляемой котельной, определим по формуле, руб /год:
где
системы канализации, руб /м
где
здесь
(принимаем равным 0,8...0,9).
Тогда
9.3. Годовые затраты на электроэнергию
Стоимость потребляемой электроэнергии определяется по формуле, руб /год:
где
Годовое потребление электроэнергии определим по формуле, кВт.ч/год:
где
Стоимость потребляемой электроэнергии при мощности трансформаторных
подстанций предприятий до 750 кВ.А оплачивается по одноставочному тарифу, т.е.
установленному в энергосистеме тарифу на 1 кВт.ч отпущенный потребителю. При
мощности трансформаторных подстанций 750 кВ.А и выше, оплата производится по
двухставочному тарифу. Предприятия отрасли средней и большой мощности (более 30
т мяса и 100 т молока в смену) оборудуются трансформаторными подстанциями мощностью более 750 кВ.А.
По рассчитанному
9.4. Годовые затраты на амортизацию
Амортизационные отчисления определим по формуле, руб/год:
где
где
здесь
где
оборудования и его монтаж;
сжигании газа и малосернистого мазута, 6,5 % - при сжигании
малозольного твердого топлива и 10,5 % - при сжигании высокозольного
твердого топлива и высокосернистого мазута).
%,
%,
%
руб/год
руб/год
9.5. Годовые затраты на текущий ремонт зданий и оборудования котельной
Затраты на текущий ремонт зданий и оборудования котельной примем равными
20 % от суммы амортизационных отчислений.
руб/год
9.6. Годовые затраты на заработную плату
Заработная плата работников котельной предприятия определяется по формуле,
руб /год

где
- коэффициент штатного персонала, чел.ч/ГДж;
- средняя заработная плата штатного работника котельной, руб/(год чел).
(определяем по средней заработной плате промышленных рабочих).
чел.ч/ГДж.
принимаем на основании величины
.
руб/(мес чел)
руб/год
9.7. Годовые затраты на страховые отчисления
Страховые отчисления определим по формуле, руб./год:

где
- соответственно отчисления в соцстрах (26 % от суммы зарплаты),
на медицинское страхование (1 % от суммы зарплаты) и
страхование имущества (0,08 % от капитальных затрат на
строительство котельной).
руб./год
9.8. Прочие затраты
Прочие затраты, включающие затраты на спецодежду, охрану труда и другие,
принимаем равными 3...5 % от общей суммы остальных эксплуатационных затрат.

9.9. Годовые эксплуатационные расходы
- эксплуатационные затраты, руб/год:

9.10. Ожидаемая себестоимость теплоты и пара
Определим годовую плановую себестоимость теплоты
(руб/ГДж) и пара,
(руб /т), определяем их по формулам;



кДж/кг,
кДж/кг
т/год
руб/ГДж
руб/т
9.11. Структура себестоимости теплоты и пути ее снижения
10. Побочные энергетические и материальные ресурсы производства и методы их рекупирации
11. Автоматическое регулировние
Основой нормальной работы паровой котельной установки является непрерывное точное поддержание при различных нагрузках оптимальных значений давления и температуры производимого пара, а также параметров процесса горения. Автоматическое регулирование температуры перегретого пара осуществляется от термометра сопротивления, установленного в паропроводе перегретого пара от котла. Импульс передаётся на регулирующий клапан, установленный на линии охлаждающей воды, поступающей в поверхностный охладитель перегретого пара, или на линии вспрыскиваемой воды, поступающей во вспрыскивающий пароохладитель,чем достигается требуемое изменение количества проходящей в него воды. Автоматическое регулирование давления пара в котле осуществляется более сложно, так как оно связано с автоматическим регулированием процесса горения, которое в зависимости от вида сжигаемого топлива разрешается по-разному.
Удобство управления газом открывает лёгкую возможность автоматизации котельных агрегатов, работающих на газообразном топливе, и в настоящее время для такихагрегатов применяют несколько систем автоматического регулирования. Комплексная система автоматизации газового котла, в частности автоматическое регулирование режимов работы газового котла те же,что и котла, работающего на другихвидах топлива. Эти задачи заключаютсяв автоматическом поддержании заданных параметров пара, коэффициентов избытка воздуха, разрешений и давлений в газовом и воздушном трактах. В задачу же автоматики безопасности входит автоматическое прекращение подачи газа к горелкам в случае нарушения нормальных условий работы отдельных элементов котельного агрегата . Основным прибором автоматики безопасности является клапан – отсекатель, коорый при этих нарушениях срабатываетавтоматически под воздействием соответствующих сигнализаторов. Обычно предусматривается срабатывание клапана – отсекателя при падении давления газа и воздуха перед горелкой и разрежения в верхней части топки ниже допустимой величины, при повышении давления газа перед горелками и пара в барабане котла выше допустимого предела, при прекращении подачи электроэнергии в котельную,при пуске воды в котле и т. п.
На рисунке показана примерная схема автоматического регулировния давления пара и процесса горения в котельном агрегате с котлами типа ДКВР при работе на газообразном топливе.
Основным импульсом является давление пара, отбираемое от главной паровой магистрали. Этот импульс передаётся на регулятор горения, который воздействует на исполнительные механизмы, приводящие в движение регулирующие органы подачи горючего газа и воздуха, а также регулирующий орган дымососа, изменяя тем самым количества топлива и воздуха, подаваемых в топку,а также дымовых газов, отсасываемых из неё. Чтобы сохранить требуемое давление воздуха перед горелками и разрежение в верхней части топки работу регулятора горения корректируют первичными импульсами давления,отбираемого в воздушном коробе перед горелками, и разрежения, отбираемого в верхней части топки.
Список литературы
1. Ноздрин С.И., Руденко Г.С. Системы теплоснбжения преприятий мясной и молочной промышленности: Учеб. пособие. – СПб: СПбТиХП, 1992. – 109 с.
2. Роддатис К.Ф. Котельные установки. Учеб. пособие для студентов неэнергетич. специальностей вузов. М., «Энергия», 1977.- 432с.
3. Зах Р.Г. Котельные установки. М., «Энергия», 1968. – 352с.
4. ГОСТ 26809-86. Молоко и молочные продукты. Правила приемки, методы отбора и подготовка проб к анализу
Приложения и графическая часть
9.5. Годовые затраты на текущий ремонт зданий и оборудования котельной
Затраты на текущий ремонт зданий и оборудования котельной примем равными
20 % от суммы амортизационных отчислений.
9.6. Годовые затраты на заработную плату
Заработная плата работников котельной предприятия определяется по формуле,
руб /год
где
(определяем по средней заработной плате промышленных рабочих).
9.7. Годовые затраты на страховые отчисления
Страховые отчисления определим по формуле, руб./год:
где
на медицинское страхование (1 % от суммы зарплаты) и
страхование имущества (0,08 % от капитальных затрат на
строительство котельной).
9.8. Прочие затраты
Прочие затраты, включающие затраты на спецодежду, охрану труда и другие,
принимаем равными 3...5 % от общей суммы остальных эксплуатационных затрат.
9.9. Годовые эксплуатационные расходы
9.10. Ожидаемая себестоимость теплоты и пара
Определим годовую плановую себестоимость теплоты
9.11. Структура себестоимости теплоты и пути ее снижения
Виды затрат | Затраты руб/год | Удельные затраты | Доля затрат % | |
руб/ГДж | руб/т | |||
Стоимость топлива | 1894676 | 8,6 | 20,87 | 11,6 |
Стоимость воды | 796217,04 | 3,6 | 8,77 | 4,9 |
Стоимость электричества | 1250118,3 | 5,7 | 13,76 | 7,6 |
Амортизационные отчисления | 1480982 | 6,7 | 16,31 | 9 |
Текущий ремонт | 296196,4 | 1,3 | 3,26 | 1,8 |
Зарплата | 7783200 | 35 | 85,71 | 47,5 |
Страховые отчисления | 2101700 | 9,5 | 23,14 | 12,8 |
Прочие затраты | 780154,5 | 3,6 | 8,59 | 4,8 |
Всего | 16383244,2 | 74,7 | 180,43 | 100 |
10. Побочные энергетические и материальные ресурсы производства и методы их рекупирации
Процесс | Вид рабочего ресурса | Температура | Возможные метроды рекупирации |
1 Остатки при приёме сырья | Остатки | | Сдача на соответствующие технологические процесы по переработке отходов |
2 Остатки при сепарировании молока | Остатки | | Сдача на соответствующие технологические процесы по переработке отходов |
Тёплая вода | 50°С | После очистки на технические нужды | |
3 Остатки при очистке | Остатки | | На корм животным |
4 Остатки при гомогенизации | Тёплая вода | 50°С | После очистки на технические нужды |
5 Остатки при Пастеризации | Конденсат | 90°С | После очистки на технические нужды |
6 Остатки при тепловой обработке | Конденсат | 90°С | После очистки на технические нужды |
7 Остатки при охлаждении до температуры заквашивания | Тёплая вода | 30°С | После очистки на технические нужды |
8 Остатки при заквашивании | Остатки | | Сдача на соответствующие технологические процесы по переработке отходов |
11. Автоматическое регулировние
Основой нормальной работы паровой котельной установки является непрерывное точное поддержание при различных нагрузках оптимальных значений давления и температуры производимого пара, а также параметров процесса горения. Автоматическое регулирование температуры перегретого пара осуществляется от термометра сопротивления, установленного в паропроводе перегретого пара от котла. Импульс передаётся на регулирующий клапан, установленный на линии охлаждающей воды, поступающей в поверхностный охладитель перегретого пара, или на линии вспрыскиваемой воды, поступающей во вспрыскивающий пароохладитель,чем достигается требуемое изменение количества проходящей в него воды. Автоматическое регулирование давления пара в котле осуществляется более сложно, так как оно связано с автоматическим регулированием процесса горения, которое в зависимости от вида сжигаемого топлива разрешается по-разному.
Удобство управления газом открывает лёгкую возможность автоматизации котельных агрегатов, работающих на газообразном топливе, и в настоящее время для такихагрегатов применяют несколько систем автоматического регулирования. Комплексная система автоматизации газового котла, в частности автоматическое регулирование режимов работы газового котла те же,что и котла, работающего на другихвидах топлива. Эти задачи заключаютсяв автоматическом поддержании заданных параметров пара, коэффициентов избытка воздуха, разрешений и давлений в газовом и воздушном трактах. В задачу же автоматики безопасности входит автоматическое прекращение подачи газа к горелкам в случае нарушения нормальных условий работы отдельных элементов котельного агрегата . Основным прибором автоматики безопасности является клапан – отсекатель, коорый при этих нарушениях срабатываетавтоматически под воздействием соответствующих сигнализаторов. Обычно предусматривается срабатывание клапана – отсекателя при падении давления газа и воздуха перед горелкой и разрежения в верхней части топки ниже допустимой величины, при повышении давления газа перед горелками и пара в барабане котла выше допустимого предела, при прекращении подачи электроэнергии в котельную,при пуске воды в котле и т. п.
На рисунке показана примерная схема автоматического регулировния давления пара и процесса горения в котельном агрегате с котлами типа ДКВР при работе на газообразном топливе.
Основным импульсом является давление пара, отбираемое от главной паровой магистрали. Этот импульс передаётся на регулятор горения, который воздействует на исполнительные механизмы, приводящие в движение регулирующие органы подачи горючего газа и воздуха, а также регулирующий орган дымососа, изменяя тем самым количества топлива и воздуха, подаваемых в топку,а также дымовых газов, отсасываемых из неё. Чтобы сохранить требуемое давление воздуха перед горелками и разрежение в верхней части топки работу регулятора горения корректируют первичными импульсами давления,отбираемого в воздушном коробе перед горелками, и разрежения, отбираемого в верхней части топки.
Список литературы
1. Ноздрин С.И., Руденко Г.С. Системы теплоснбжения преприятий мясной и молочной промышленности: Учеб. пособие. – СПб: СПбТиХП, 1992. – 109 с.
2. Роддатис К.Ф. Котельные установки. Учеб. пособие для студентов неэнергетич. специальностей вузов. М., «Энергия», 1977.- 432с.
3. Зах Р.Г. Котельные установки. М., «Энергия», 1968. – 352с.
4. ГОСТ 26809-86. Молоко и молочные продукты. Правила приемки, методы отбора и подготовка проб к анализу
Приложения и графическая часть