Приводится расчёт принципиальной тепловой схемы производственно-отопительной котельной гидролизного производства

Содержание

 

Реферат.................................................................................................................3

Введение .........5

1.Определение тепловых нагрузок......................................................................6

1.1 Определение расхода теплоты на отопление................................................6

    1.2 Определение расхода теплоты на вентиляцию........................................6

    1.3 Определение расхода теплоты на горячее водоснабжение....................7

2. Расчёт тепловых нагрузок гидролизного производства...............................8
3. Расчёт основных элементов принципиальной тепловой схемы           котельной..........................................................................................................12

                3.1 Расчёт сетевой подогревательной установки..........................................12

                3.2 Расчёт предварительной паропроизводительности котельной.............13

                3.3 Выбор типа и мощности котельных агрегатов.......................................14

                3.4 Расчёт расширителя непрерывной продувки...........................................15

                3.5 Расчёт подогревателей сырой воды ПСВ1, ПСВ2..................................17

                3.6 Расчёт деаэратора……………..................................................................20

                4. Расчёт тепловой эффективности котельной.............................................25

                4.1 Расчёт состава топлива..............................................................................25

                 4.2 Расчёт теплоты сгорания топлив.........................................................................25

               4.3 Определение объёмов и энтальпии воздуха и продуктов сгорания....26

                    4.3.1 Расчёт теоретических объёмов воздуха и продуктов сгорания....26

                    4.3.2 Определение действительных объёмов продуктов сгорания.........27

        4.3.3 Расчёт энтальпии воздуха и продуктов сгорания...........................28

   4.4 Расчёт коэффициента полезного действия котлоагрегата.....................30

   4.5. Определение расхода топлива.................................................................31

Заключение.........................................................................................................35

Список использованных источников................................................................36

Приложение Б Описание принципиальной тепловой схемы........................37

 

Реферат

 

В данной курсовой работе приводится расчёт принципиальной тепловой схемы производственно-отопительной котельной гидролизного производства, расположенной в городе Чита. Выработка пара производится 3 котлоагрегатами типа Е-50-40, общей номинальной производительностью 150 т/ч, работающих под давлением Р = 2,4 МПа.

Курсовая   работа   содержит  Расчетно-пояснительную   записку   из   37 страниц текста, 8 рисунков, 1 графика и 3 приложений.

 

1 Определение тепловых нагрузок

1.1Определение расхода теплоты на отопление

 

 

Основное назначение    отопительной    нагрузки    заключается     в поддержании внутренней температуры помещений на заданном уровне. Для этого необходимо сохранение равновесия между тепловыми потерями здания и теплопритоком.

Расчетный расход теплоты может быть определен Q_от, кВт, определяется по формуле:

 

Q_ot = g_от ·V_от · (t_вн- t_н) · (1 + μ) · 10^-3,                                                                (1.1)

 

где g_от - величина удельных теплопотерь зданий, Вт/м³К. Представляет собой     потери теплоты - теплопередачей через наружные ограждения при разности внутренней и наружной температур в 1° С, отнесенные к 1 м³ наружного объема зданий [1];

       V_от - объем отопительных зданий, м³ . Определяется по наружному Объему здания;

            μ - коэффициент инфильтрации здания представляет собой отношение теплопотерь, через неплотности наружных ограждений (теплопотерь инфильтрации), к теплопотерям теплопередачей через наружные ограждения. Для промышленных зданий потери инфильтрацией достигают 25-30%

       t_вн - усредненная температура внутреннего воздуха отапливаемого помещения. Для производственных зданий - 14-18° С;

       t_н - температура   наружного   воздуха.   Принимается   равной расчетному значению наружной температуры для отопления.

 

Принимаем значения g_от = 0,6 Вт/ м³К ; V_от =1030 · 10³ м³; t_вн = 15 °С; t_н = -38 ° С; μ = 0,25 Па·с.

Подставляя эти значения в формулу (1.1), получим:

 

Q_от = 0,6 · 1030 · 10³ (15-(-38) (1+0,25) · 10^-3 = 40942,5 кВт,

 

2. Определение расхода теплоты на вентиляцию

 

 

На производственных предприятиях расход теплоты на вентиляцию часто превосходит расход теплоты  на отопление. Расход теплоты на вентиляцию обычно не превышает 5-10% расхода теплоты на отопление_.

Расход теплоты на вентиляцию Q_в, кВт , определяется по формуле:

 

Q_в = g_в ·V_в·(t_вн-t_н) ·10^-3_,                                               (1.2)

 

где g_в - удельный расход теплоты на вентиляцию , Вт/м³ к [1];

      V_в - наружный объём вентилируемого помещения , м³.

Значения  расчетной температуры наружного  воздуха t_вн- t_н

Принимаем значения g_в= 0,65BT /м³к; V_в= 550·10^-3 м³; t_вн= 15C°; t_н= -38C°  

Подставляя значения в формулу (1.2) , получим:

 

Q_в = 0,65 · 550 · 10³ ·(15- (-38)) ·10^-3 = 18947,5 кВт,

 

1.3 Определение расхода теплоты на горячее водоснабжение

 

 

Средненедельный расход теплоты на горячее водоснабжение Q_гв, кВт, отдельных жилых , общественных и промышленных зданий или группы однотипных зданий определяется по формуле:

 

Q_гв=a·m·c·(t_гв- t_хв)/П_о,                                       (1.3)

 

где а - норма расхода горячей воды на потребителя , кг, в зависимости от вида потребления [ 1 ];

      m - количество потребителей горячей воды ;

     с - теплоемкость воды, кДж/кг ·К;

     t_гв - температура горячей воды, поступающей в местную систему горячего водоснабжения , которую обычно принимают равной 50 - 75 С⁰ при открытой системе;

     t_хв - температура холодной воды, С⁰;

     П_о - расчётная длительность подачи теплоты на горячее водоснабжение, с/сут.

Применяем значения а = 290 кг; т = 1218; с = 4,19 кДж/кг·К;

Подставляя эти значения в формулу (1.3) получим:

 

Q_гв=290·950·4,19·(65- 5)/86400 = 800,63 кВт

 

Суммарный расход  теплоты на отопление и вентиляцию и горячее водоснабжение :

 

Q_тп.= Q_от + Q_в+ Q_гв,                                       (1.4)

 

Подставляя значения в формулу (1.3) получим:

 

Q_тп= 40942,5 + 18947,5 + 800,63 = 60690,63 кВт

 

2 Расчёт тепловых нагрузок  гидролизного производства

 

 

Гидролизное производство основано на свойстве полисахаридов, составляющих около 70% массы растений на суше, подвергаться гидролизному расщеплению до моносахаридов под действием воды в присутствии минеральных кислот. В качестве гидролизного сырья широко используются различные отходы лесопиления и деревообработки, дрова, отходы переработки сельскохозяйственных культур, некоторые дикорастущие растения. Наиболее ценным растительным сырьём, состоящим на 70-75% из полисахаридов, является древесина. Товарными продуктами гидролизного производства являются кормовые белковые дрожжи, фурфурол, этиловый спирт, углекислота ксилит.

Гидролиз осуществляется в стационарных гидролизаппаратах  ёмкостью 18,30,36,50,70,160 м³.

Гидролиз проводится разбавленной серной кислотой концентрацией 0,2 - 1% при температуре 180 - 190°С и давлении 1 - 1,5 МПа, без регенерации кислоты .

Гидролизаппарат представляет собой вертикальный цилиндр с  двумя усечёнными конусами. Верхний  конус заканчивается загрузочным  отверстием, нижний выгрузным устройством  для удаления лигнина по окончании  вар л сырья, здесь же устанавливаются фильтрующие устройства для отделу ия гидролизата от лигнина.

Характерной особенностью гидролиза является периодичность  загрузки сырья и непрерывная  перколяция кислоты, заключающаяся  в том, что разбавленная свежая кислота  при температуре 180 - 190°С непрерывно фильтруется через слой измельчённого и образующиеся в результате гидролиза сахара и другие продукты переходят в раствор вместе с ними непрерывно удаляются из реакционного пространства. Удельный раствор кислоты содержащий сахара и другие продукты распада растительного сырья, называют гидролизатом. Процесс гидролиза состоит из операции загрузки в аппарат измельчённого сырья, закачки кислоты, подогрева содержимого аппарата, собственно перколяции, промывки лигнина и отжима остатка гидролизата и удаления лигнина из гидролизаппарата.

Для разбавления кислоты  используется подогретая вода, которая  перед смешиванием с концентрированной  серной кислотой нагревается в смесителе  острым паром с давлением Р = 1,5 МПа. Принципиальная схема гидролизного аппарата представлена на рисунке 2.1.

 

1-гидролизаппарат; 2- смеситель.

Рисунок 2.1- Принципиальная схема гидролизного аппарата.

 

1. Количество сырья , загружаемого в гидролизаппарат, на одну варку,        G_{c апп}, т, определяется по формуле:

 

G_с.апп=V_апп·q · η_апп                                              (2.1)

 

где q - удельная плотность загрузки, т/м³;

      V_aпп - объем аппарата, м³;

      η_апп - коэффициент использования полезного объёма аппарата, составляет 95%.

При использовании щепы и опилок q = 0,14 - 0,15 т/м³.

Принимаем значение q = 0,14 т/м³.

Подставляя значения в формулу (2.1) получим:

 

G_c._aпп= 50·0,14·0,95 = 6,65 т.

 

2. Количество сырья, загружаемого на все аппараты на одну варку, G_{с о},т, определяется по формуле:

 

G_с.о= G_c._aпп·m,                                                 (2.2)

где m - количество гидролизаппаратов,шт.

Принимаем значения m=13.

Подставляя значения в формулу (2.2), получим:

 

G_co= 6,65·16 = 106,4 т.

 

3. Количество варок в сутки за каждый аппарат , К, определяется по 
формуле:

 

К = 24/τ_вар,                                             (2.3)

 

где τ_вар- Время варки , ч, составляет 120 - 360 мин (2 - 6) часов.

Принимаем значение τ_вар= 3 ч .

Подставляя значения в формулу (2.3) получим:

 

К = 24/3 = 8,

 

4.Количество сырья, загружаемого в аппарат за сутки, G_cc, т/сут, 
определяется по формуле:

 

G_c.c= G_c.о·К,                                                          (2.4)

 

Подставляя значения в формулу (2.4) получим:

 

G_c.c= 106,4 ·8 = 851,2т/сут.

 

5. Количество технологического пара, D_тех, т/сут, определяется по 
формуле:

 

D_тex= G_c.с ·501/360,                                                             (2.5)

 

Подставляя значения в формулу (2.5) получим:

 

D_тex= 851,2 ·501/360 = 1184,59т/сут.

 

6. Количество  теплоты, подведенной с технологическим паром, Q_тex, кВт, определяется по формуле:

 

Q_тex= D_тex  · (h_п- h_к),                                                                                 (2.6)

 

где h_п - энтальпия пара, поступающего в смеситель из котельной кДж/кг, при давлении 1,5МПа, определяемом условиями технологии производства;

       h_к- энтальпия конденсата технологического пара.

 Принимаем значения h_п= 2791 кДж/кг;[3] h_к= 852,4 кДж/кг [3]

 Подставляя значения в формулу (2.6) получим:

 

Q_тex= 1184,59· (2791 - 852,4) = 2296446,174 кВт,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 Расчёт основных элементов принципиальной тепловой схемы котельной

 

Расчёт принципиальной тепловой схемы имеет целью определение  потока пара и воды в котельной, уточнения  предварительно выбранного количества и типа котельных агрегатов, определение тепловой экономичности котельной.