Теплоснабжение предприятий по производству продукции животного происхождения

 

     Подбор котлов производится  по максимальному часовому расходу  пара , используя сменный график потребления пара. Следует учитывать, что суммарная производительность котлов должна иметь резерв на 15…20%, обеспечивая максимальное часовое потребление.

      Рекомендуется устанавливать однотипные котельные агрегаты с одинаковой тепловой мощностью. Число котлов должно быть не менее двух и не более четырех.

                       Таблица 4 Характеристики котлов типа Е/ДЕ/.

Показатели	Е-6,5-14ГМ
Паропроизводительность,т/ч Давление пара,МПа Температура пара,0С Расход топлива: газ,м3/ч мазут, кг/ч	6,5 1,4 225   490 460

 

      Выбираем два котла типа Е-6,5-14ГМ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 ПОКАЗАТЕЛИ РАБОТЫ КОТЕЛЬНОЙ

 

       Показатели работы котельной характеризуются: среднечасовой и максимальной часовой теплопроизводительностю, коэффициентом полезного действия котельных агрегатов брутто и нетто , удельным расходом натурального и условного топлива на выработку теплоты и себестоимостью выработанной теплоты.

        Максимальная  часовая теплопроизводительность  котельной Q^max_ч, ГДж/ч:

                        Q^max_ч=(D^max_ч∙ (h_п-h_пв)+D^max_ч∙П/100∙ (h_кв-h_пв)) ∙10^-3,            (36)

где D^max_ч – максимальное потребление пара , т/ч;

       h_п -  энтальпия вырабатываемого пара , КДж/кг;

       h_пв – энтальпия питательной воды , КДж/кг;

       h_кв – энтальпия котловой воды , КДж/кг;

       П_пр –процент продувки котлов,принимаем П=2;

Q^max_ч=(15,947(2716,28-4,19∙103)+15,947∙2/100∙ (762,6-4,19∙103)) ∙10^-3=36,539 ГДж/ч

          Годовая  теплопроизводительность котельной  Q_год, ГДж/год:

                              Q_год=Q^тн_год+Q^гв_год+Q^от_год+Q^вен_год+Q^сн_{год ,}                                           (37)

Q_год=28,264+2439,24+1909,351+2730,554+142,148 =7249,557 ГДж/год

 где  Q^тн_год – годовой расход теплоты на технологические нужды ГДж/год;

                                               Q^тн_год=Q_тн∙z_см∙

пм ,                                                                      (38)

где z_см – число рабочих смен в год (для мясокомбинатов составляет до 550);

      _пм – средний за год коэффициент загрузки производственных        

мощностей (для мясокомбинатов  0,8…0,85 )

Q^тн_год=70,661∙500∙0,8=28,264 ГДж/год.   

Q^гв_год – годовой расход теплоты на горячее водоснабжение , ГДж/год:

                                               Q^гв_год=Q_гв∙z_см∙

пм,                                               (39)

Q^гв_год=60,981∙500∙0,8=2439,24ГДж/год;

Q^от_год – годовой расход теплоты на отопление ,  ГДж/год:

                                               Q^от_год=Q_от∙z^от_см∙

от,                                                                      (40)

где z^от_см – число смен в течение которых отапливаются здания предприятия                

(определяется по продолжительности  отопительного сезона) ;

     _от – коэффициент, учитывающий снижение расходов теплоты на отопление за счет прерывистого отопления в выходные и нерабочие        

смены (0,7…0,75);

Q^от_год=12,746∙214∙0,7=1909,351 ГДж/год.

Q^вен_год – годовой расход теплоты на нужды вентиляции, ГД/год:

                                             Q^вен_год=Q_вен∙z^от_смс

от,                                                                    (41)

Q^вен_год=18,228∙214∙0,7=2730,554 ГДж/год;

Q^сн_год – годовой расход теплоты на собственные нужды котельной и

топливного хозяйства,ГДж/год:

                                    Q^сн_год=

сн∙(Q^тн_год+Q^гв_год+Q^от_год+Q^вен_год),                         (42)

Q^сн_год=0,02∙ (28,264+2439,24+1909,351+2730,554)=142,148 ГДж/год.

         Фактический КПД котельной (брутто) ^бр_ср с учетом средней загрузки находящихся в эксплуатации котельных агрегатов и необходимости их в состоянии «горячего» резерва:

                                         

^бр_ср= ^бр_ном∙ (1- ∙ (1- _к)),                                    (43)

где ^бр_ср – номинальный КПД котлов;

     - поправочный коэффициент (для котельных, работающих на    природном газе 0,05…0,07);

     _к – средний коэффициент загрузки эксплуатируемых котельных           агрегатов.

^бр_ср=0,93(1-0,05(1-0,817))=0,92%;

                                                                          

к=D/(8∙D^max_ч);                                                    (44)

_к=104,195/(8∙15,947)=0,82.

         Средний коэффициент полезного действия (нетто) котельной:

                                                                       

^нт= ^бр_ср∙(1- _сн);                                                (45)

^нт=0,92∙(1-0,02)=0,90%.

         Максимальный часовой расход топлива В^max_ч,кг/ч:

                                        В^max_ч=(Q^мах_ч∙10⁶)/(Q^r_i∙

^бр_ср);                                    (46)

В^max_ч=36,539∙10⁶/(36800∙0,92)=107,924 кг/ч;

где Q^r_i – низшая теплота сгорания топлива, КДж/кг.

      Годовой расход натурального В^год , т/год и условного В^год_у, т/год топлива:

                                     В^год=Q_год∙10⁶/Q^r_i∙

^бр_ср;                                              (47)

В^год=7249,557∙10⁶/(36800∙0,92)=214127 т/год;

                                   В^год_у=В^год∙Q^r_i/29300,                                                 (48)

В^год_у=214127∙36800/29300=268937,66 т/год;

где 29300 – низшая теплота сгорания условного топлива, КДж/кг.

       Удельный расход натурального В,кг или н∙м³/ГДж, и условного В_у,кг условного топлива/ ГДж,топлива на выработку теплоты:

                                          В=В^год∙10³/Q_год;                                                         (49)

В=214127∙10³/7249,557=29536,56 н∙м³/ГДж;

                                        В_у=В∙Q^r_i/29300;                                                        (50)

В_у=29536,56∙36800/29300=37097,12 н∙м³/ГДж.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5 ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ И ТЕПЛОВОЙ РАСЧЁТ ТЕПЛОПРОВОДОВ

 

 Расчет наружных тепловых сетей  заключается в определении диаметров  трубопроводов и потерь давления (напора) по всей длине сети и на определенных ее участках, а также давлений в различных точках, толщины слоя тепловой изоляции, удельных потерь теплоты, определения падения температуры теплоносителя. Расчет тепловых сетей основывается на максимальных часовых расходах теплоносителей.

Внутренний диаметр трубопровода определяется по формуле:

                                             

,                                                   (51)                             

где V_с – секундный расход теплоносителя, протекающий по трубопроводу,м³/с;

ω – допустимые скорости теплоносителей, м/с .

       Секундный объемный расход влажного насыщенного пара определяем по формуле:

                                                V_c=v_x·D_c ,                                                (52)                     

где v_x – удельный объем влажного насыщенного пара, м³/кг;

D_c – максимальный секундный расход пара, кг/с.

По расчетному значению d_вн подбирается ближайший по ГОСТ больший диаметр теплопровода[приложение Д].

                                                     D_c=D^чmax∙1000/3600,                                 (53)

D_c=15,947∙1000/3600=4,43кг/с;         

V_c=0,27∙4,43=0,89 м³/с [приложение Д];

d_вн=√4∙0,89/3,14∙25=0,1 м;

d_в=0,257 м;  d_н=0,273 м [ приложение Д].

Тепловой поток при теплопотерях, Вт, рассчитывают по формуле:

                                            Ф=q_l·l·β_{т  ,}                                                                                    (54)

где q_l – линейная плотность теплового потока, Вт/м;

l – длина трубопровода, м;

      β_т – поправочный коэффициент, учитывающий дополнительные тепловые потери компенсаторами, опорами, арматурой (для бесканальной подземной прокладки принимаем равным 1,15; для канальной – 1,2 и для надземных трубопроводов – 1,25).

     Для насыщенного пара:  Ф=129,87∙50∙1,2=7792,2 Вт;

  Линейная плотность теплового потока:

                                     q_l=(t-t₀)/R,                                                              (55)

q_l=(165-25)/1,078=129,87 Вт/м;                

где t – расчетная температура теплоносителя, ⁰С;

t₀ – расчетная температура окружающей среды, ⁰С;

R – полное термическое сопротивление теплопровода, (м·К)/Вт.

При тепловом расчете следует принимать  за расчетную температуру теплоносителя:

- для водяных тепловых сетей – среднегодовую температуру горячей воды;

- для паровых тепловых сетей  – максимальную температуру водяного пара;

- для конденсатопроводов и сетей  горячего  водоснабжения – максимальную  температуру конденсата или воды.

В качестве расчетной температуры  наружного воздуха при надземной прокладке принимаем среднегодовую температуру наружного воздуха, а при подземной бесканальной прокладке принимается равной естественной температуре грунта на уровне оси трубопроводов +3…+5⁰С; при канальной подземной прокладке принимается равной температуре воздуха в канале (25…30⁰С).

Температура поверхности изоляции принимается равной 40⁰С.

Термическое сопротивление теплоизолированных теплопроводов при надземной  и подземной канальной прокладке R, (м·К)/Вт:

                                       R=R_из+R_н;                                                      (56)

где R_н –термическое сопротивление теплоотдачи на наружной поверхности, (м·К)/Вт;

R_из – термическое сопротивление теплоизоляционного материала, (м·К)/В

  R=1,032+0,046=1,078(м·К)/Вт.

                                   

;                                                     (57)

R_н=1/(3,14∙0,653∙10,58)=0,046 (м·К)/Вт

                                    

,                                                       (58)

где d_н и d_в – наружные и внутренние диаметры теплоизоляционного материала, м [приложение В];

       α_н.п. – коэффициент теплоотдачи  на наружной поверхности                                                                                                                                                                                       теплоизоляционного материала, Вт/(м²·К).

R_из=1/(2∙3,14∙0,144)∙ln0,653/0,257=1,032 (м·К)/Вт

          При канальной прокладке α_н.п зависит от естественной конвекции воздуха в канале и его можно определить по формуле:

                                        α_н.п=9,8+0,052(t_n-t₀),                                               (59)