На производственные нужды расход пара составляет. Определение расчетного расхода пара. Пример расчета многоступенчатой паровой турбины
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Теплоснабжение
Источниками теплоснабжения для предприятий кондитерской промышленности могут быть собственная котельная или посторонний централизованный источник тепла.
Расход тепловой энергии складывается из расходов горячей воды и пара на различные нужды:
технологические;
хозяйственно-бытовые;
санитарно-технические (отопление, вентиляция, кондиционирование воздуха).
В качестве теплоносителя для технологических нужд используется насыщенный пар (без присутствия гидрозина или других канцерогенных веществ) давлением 0,05-1,0 МПа (для специализированных шоколадных цехов 0,8-1,0; для других цехов 0,05-0,6 Мпа).
Теплоносителем для системы вентиляции и отопления служит высокотемпературная вода с параметрами 150 - 70 0 С, 130 - 70 0 С; для горячего водоснабжения - высокотемпературная вода тех же параметров ли пар давлением 0,3 Мпа - для нужд вентиляции и 0,07 МПа - для отопления.
В котельных кондитерских фабрик малой мощности рекомендуется устанавливать котлы типа Е-35/40-11, Е-50/40-11, Е-75/40-11, на фабриках средней и большой мощности - вертикально-водотрубные котлы типа ДКВР. Котлы работают при давлении 0,9 МПа и без перегрева пара. Пар с меньшим давлением для различных нужд получают редуцированием.
Возвращаемый в котельную конденсат для систем отопления и вентиляции принимается за 100 %, для производственного пароснабжения - 80 %, системы горячего водоснабжения - 90%.
Расчет расхода пара
Расход пара на технологические нужды может быть определен по нормам потребления отдельными аппаратами и машинами или по укрупненным показателям.
Проектируемая или реконструируемая фабрика может включать различные цеха, в которых вырабатывается 2-3 группы кондитерских изделий (конфеты, карамель, печенье и т.д.).
Расход пара на технологические нужды Д 1 , кг/ч определяется по формуле:
Д 1 = Р 1 * q t
Где Р t - часовая производительность по готовой продукции, т/ч;
q t - удельный расход пара, кг/т.
Д 1 = 2,88*1200= 3456 кг/ч
Расход пара на отопление Д 2 , кг/ч рассчитывается по формуле:
где Q ОТ - максимальный тепловой расход теплоты на отопление, Вт;
ТО - КПД теплообменника (ТО =0,95).
При определении необходимого расхода теплоты следует учитывать район расположения кондитерской фабрики, длительность отопительного сезона, расчетные температуры.
Расход теплоты на отопление здания Q от, Вт определяется по формуле:
Q ОТ = Х 0 * V * q ОТ * (t П - t H)
Где Х 0 - удельная тепловая характеристика здания, Вт/(м 3 *К);
q ОТ - удельные теплопотери 1 м 3 здания, кдж/м 3 ;
V - объем отапливаемой части, м 3 (V=11750 м 3);
t П - средняя температура отапливаемого помещения, 0 С (t П =18-20 0 С);
t H - расчетная зимняя температура наружнего воздуха для отопления, 0 С;
Q ОТ = 0,5 * 11750 * 1,26 * (20-(-18))=281295 Вт
Расход пара на вентиляцию Д 3 , кг/ч определяется по формуле:
где Q в - часовой расход количества теплоты на вентиляцию (подогрев воздуха), Вт;
i n - энтальпия пара, кДж/кг (при давлении пара 0,07 МПа, i n =2666.6 кДж/кг);
i k - энтальпия конденсата, кДж/кг (i k =375,6 кДж/кг);
ТО - КПД теплообменника (ТО = 0,95).
Расход теплоты на вентиляцию Q в, Вт определяется по формуле:
где V в - общее кол-во вентилируемого воздуха, м 3 /ч;
Х в - удельная характеристика здания, Вт/(м 3 *К);
Плотность воздуха, кг/м 3 (= 1,2 кг/м 3);
с - массовая удельная теплоемкость воздуха, кДж/(кг*К) (с= 1,0 кДж/(кг*К);
t П - средняя температура вентилируемых помещений, 0 С (t П = 18-20 0 С);
t H - расчетная температура наружного воздуха в отопительный период, 0 С.
Общее кол-во вентилируемого воздуха V в, м 3 /ч определяется по формуле:
где П в - процент вентилируемых помещений (50-60);
V - объем зданния, м 3 ;
n - средняя кратность воздухообмена в час (n=3-5).
Расход пара на хозяйственно-бытовые нужды, Д 4 , кг/ч определяется по формуле:
где Q х/б - количество теплоты на подогрев воды для хозяйственно-бытовых нужд, Вт
где W - расход воды на хозяйственно-бытовые нужды, кг/ч (W=800 кг/ч);
с - удельная теплоемкость воды (с=4,19 кДж/кг*К);
t H , t K - начальная и конечная температура воды, (t H =10 0 С, t K = 75 0 С).
Суммарный расход пара на производство Д с, кг/ч равен:
Для определения расхода пара на собственные нужды котельной необходимо определить потери конденсата.
Возврат конденсата от системы производственного пароснабжения W k 1 , кг/ч кондитерской фабрики составляет 80 %, тогда
W k 1 = 0,8*Д 1
W k 1 = 0,8*3456=2764,8 кг/ч
Возврат конденсата W k 4 , кг/ч от системы горячего водоснабжения составляет 90 %, тогда
W k 4 = 0,9*Д 4
W k 4 = 0,9*100,11=90,1 кг/ч
Потери конденсата Д n . к, кг/ч составляют
Д n . к = Д с - (W k 1 - W k 4)
Д n . к = 4562,99 - (2764,8 + 90,1)=1708,1 кг/ч
Расход сырой воды В, кг/ч для покрытия потерь конденсата принимают на 20 % больше, тогда
В = 1,2 * Д n . к
В = 1,2 * 1708,1=2049,72 кг/ч
Расход пара на подогрев воды Д п.в. , кг/ч равен:
где i 1 - энтальпия воды при =40 0 С (168 кДж/кг);
i 2 - энтальпия воды при =5 0 С (21 кДж/кг);
i n - энтальпия пара при 0,6 Мпа (2763 кДж/кг);
i k - энтальпия конденсата, (669 кДж/кг);
КПД парового водонагревателя (= 0,95).
Расход пара на деаэрацию воды Д аэ, кг/ч равен
где i cp - средняя энтальпия воды, поступающей в деаэратор, кДж/кг (i cp = 433кДж/кг);
W п.в. - конденсат от водоподогревателя перед химводоочисткой, кг/ч (W п.в = Д п.в.).
Общая потребность котельной в паре Д к, кг/ч
Д к = Д с + Д пв + Д аэ
Д к = 4562,99 + 151,46 + 683,31 = 5397,76 кг/ч
С учетом тепловых потерь в паропроводах, агрегатах и т.д., которые могут составлять 8-10 %, расчетная потребность в паре Д общ, кг/ч (для зимнего периода) будет
Д общ = Д к * 1,1
Д общ = 5397,76* 1,1 = 5937,54 кг/ч
Выбор паровых котлов
Выбор типа и количества котлов для обеспечения всех нужд предприятия производится из такого расчета, чтобы они обеспечили максимальную потребность пара в зимний период работы, а в летний период была возможность поочередного капитального ремонта котов. Подбор котлов производится по их паро- и теплопроводности. Если в справочной литературе приведена площадь поверхности нагрева, то суммарная площадь поверхности F, м 2 нагрева опредиляется по формуле:
где Д общ - расчетная потребность в паре для зимнего периода, кг/ч;
ч - коэффициент запаса, равный 1,1-1,2;
q k - удельный парообъем, кг/м 2 ч, равный 30-40 в зависимости от котла и вида топлива;
Определив суммарную поверхность нагрева, подбираем котел Е-35/40-11, и устанавливаем 2 шт.
теплоноситель вентиляция конденсат
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Расчетная тепловая нагрузка на горячее водоснабжение. Определение расхода пара внешними потребителями. Определение мощности турбины, расхода пара на турбину, выбор типа и числа турбин. Расход пара на подогреватель высокого давления. Выбор паровых котлов.
курсовая работа , добавлен 26.01.2016
Построение процесса расширения пара в турбине в H-S диаграмме. Определение параметров и расходов пара и воды на электростанции. Составление основных тепловых балансов для узлов и аппаратов тепловой схемы. Предварительная оценка расхода пара на турбину.
курсовая работа , добавлен 05.12.2012
Процесс расширения пара в турбине в h,s-диаграмме. Баланс основных потоков пара и воды. Определение расхода пара на приводную турбину. Расчет сетевой подогревательной установки, деаэратора повышенного давления. Определение тепловой мощности энергоблоков.
курсовая работа , добавлен 09.08.2012
Краткое описание тепловой схемы турбины Т-110/120–130. Типы и схемы включения регенеративных подогревателей. Расчет основных параметров ПВД: греющего пара, питательной воды, расход пара в подогреватель, охладителя пара, а также охладителя конденсата.
курсовая работа , добавлен 02.07.2011
Расчет тепловой нагрузки и построение графика. Предварительный выбор основного оборудования: паровых турбин и котлов. Суммарный расход сетевой воды на теплофикацию. Расчет тепловой схемы. Баланс пара. Анализ загрузки турбин и котлов, тепловой нагрузки.
курсовая работа , добавлен 03.03.2011
Описание тепловой схемы, ее элементы и структура. Расчет установки по подогреву сетевой воды. Построение процесса расширения пара. Баланс пара и конденсата. Проектирование топливного хозяйства, водоснабжение. Расчет выбросов и выбор дымовой трубы.
курсовая работа , добавлен 13.12.2013
Параметры пара и воды турбоустановки. Протечки из уплотнений турбины. Регенеративные подогреватели высокого давления. Деаэратор питательной воды. Установка предварительного подогрева котельного воздуха. Расширитель дренажа греющего пара калориферов.
курсовая работа , добавлен 06.03.2012
Определение предварительного расхода пара на турбину. Расчет установки по подогреву сетевой воды. Построение процесса расширения пара. Расчёт сепараторов непрерывной продувки. Проверка баланса пара. Расчёт технико-экономические показателей работы станции.
курсовая работа , добавлен 16.10.2013
Определение максимальной тепловой мощности котельной. Среднечасовой расход теплоты на ГВС. Тепловой баланс охладителей и деаэратора. Гидравлический расчет тепловой сети. Распределение расходов воды по участкам. Редукционно-охладительные установки.
курсовая работа , добавлен 28.01.2011
Построение процесса расширения пара в h-s диаграмме. Расчет установки сетевых подогревателей. Процесс расширения пара в приводной турбине питательного насоса. Определение расходов пара на турбину. Расчет тепловой экономичности ТЭС и выбор трубопроводов.
На предприятиях водяной пар расходуют на технологические и бытовые и силовые цели.
Для технологических целей глухой и острый пар используют как теплоноситель. Острый пар используют, например, для разваривания сырья в варильниках или нагрева и перемешивания жидкостей барботированием, для создания избыточного давления в автоклавах, а также на изменение агрегатного состояния вещества (испарение или выпаривание жидкости, сушка материалов и т.д.). Глухой пар используют в поверхностных теплообменниках с паровым обогревом. Давление пара, используемого на мясообрабатывающих предприятиях, колеблется от 0,15 до 1,2 МПа (1,5÷12 кг/см 2).
Для каждой технологической операции с использованием водяного пара определяют его расход по данным теплового баланса каждого теплового процесса. При этом используют данные материальных балансов продуктовых расчетов. Для периодических процессов учитывают время термообработки по каждому циклу.
В каждом конкретном случае тепловая нагрузка аппарата (затраченное тепло) может быть определена из теплового баланса процесса. Например, тепло, затраченное на нагрев продукта от начальной (t н) до конечной (t к) температуры для аппарата непрерывного действия, определяют по формуле 72:
Q = Gc (t к – t н)φ, (72)
где Q – тепло, затраченное на нагрев, Дж/с (Вт), т.е. тепловая нагрузка аппарата;
G
с – удельная теплоемкость продукта при его средней температуре, Дж/кг·К;
t к, t н – начальная и конечная температура, °С;
φ
– коэффициент, учитывающий потери тепла в окружающую
среду (φ
= 1,03÷1,05).
Теплоемкость продукта выбирают либо по известным справочникам, либо рассчитывают по принципу аддитивности для многокомпонентных систем.
На изменение агрегатного состояния вещества (затвердение, плавление, испарение, конденсация) расходуется тепловая энергия, количество которой определяют по формуле 73:
где Q – количество тепла, Дж/с (Вт);
G – массовый расход продукта, кг/с;
r – теплота фазового перехода, Дж/кг.
Значение r определяют по справочным данным в зависимости от вида продукта и вида фазового перехода вещества. Например, теплота плавления льда принимается равной r 0 = 335,2·10 3 Дж/кг, жира
r ж = 134·10 3 Дж/кг. Теплота парообразования зависит от давления в рабочем объеме аппарата: r = f (P a). При атмосферном давлении r = 2259·10 3 Дж/кг.
Для аппаратов непрерывного действия рассчитывают расход тепла за единицу времени (Дж/с (Вт) – тепловой поток), а для аппаратов периодического действия – за цикл работы (Дж). Чтобы определить расход тепла за смену (сутки), необходимо умножить тепловой поток на время работы аппарата в смену, сутки или на число циклов работы аппарата периодического действия и количество подобных аппаратов.
Расход насыщенного водяного пара как теплоносителя при условии его полной конденсации определяют по уравнению:
где D – количество греющего водяного пара, кг (или расход, кг/с);
Q общ – общий расход тепла или тепловая нагрузка теплового аппарата (кДж, кДж/с), определяют из уравнения теплового баланса аппарата;
– энтальпия сухого насыщенного пара и конденсата, Дж/кг;
r – скрытая теплота парообразования, кДж/кг.
Расход острого пара на перемешивание жидких продуктов (барботирование) принимают по норме 0,25 кг/мин на 1 м 2 поперечного сечения аппарата.
Расход пара на хозяйственные и бытовые нужды по этой статье пар расходуется для нагрева воды для душей, прачечной, мытья полов и оборудования, прошпарки оборудования.
Расход пара на прошпарку оборудования и инвентаря определяют по истечению его из трубы по уравнению расхода:
(75)
где D ш – расход пара на прошпарку, кг/смену;
d – внутренний диаметр шланга (0,02÷0,03 м);
ω – скорость истечения пара из трубы (25÷30 м/с);
ρ – плотность пара, кг/м 3 (по таблицам Вукаловича ρ = f (ρ ));
τ – время прошпарки, ч (0,3÷0,5 ч).
Если в уравнении принять τ = 1 ч, то расход пара определяется в кг/ч.
Расчет расхода пара по всем статьям сводят в таблицу 8.3.
Таблица 8.3 - Расход пара, кг
Статья расхода | В час | В смену | В сутки | В год |
Итого |
Удельный расход пара вычисляют по формуле 76.
Расход пара промышленным потребителям
Для определения энтальпии пара в паровом коллекторе необходимо воспользоваться таблицами термодинамических свойств воды и пара, приведёнными в . Необходимые справочные материалы приведены в приложении Б данного пособия. По таблице Б1, в которой приведены удельные объёмы и энтальпии сухого насыщенного пара и воды на кривой насыщении для определённого давления приведены:
Температура насыщения - t О C (столбец 2);
Энтальпия воды на кривой насыщения - , кДж/кг (столбец 5),
Энтальпия пара на кривой насыщения - , кДж/кг (столбец 6).
Если необходимо определить энтальпии пара и воды при давлении, значение которого находится между величинами приведёнными в таблице, то нужно провести интерполирование между двумя соседними значениями величин между которыми находится искомая величина.
Энтальпия пара в паровом коллекторе определяется по давлению пара в нём () по таблице Б.1. Приложения Б.
Энтальпия конденсата, возвращаемого с производства, определяется по его температуре и по давлению конденсата по приложению А.
Количество конденсата, возвращаемого с производства
где – возврат конденсата с производства (задано).
Расход пара на покрытие нагрузки на отопление и вентиляцию
Температура конденсата греющего пара на выходе из поверхностного подогревателя принимается на 10-15 o С выше температуры нагреваемой среды на входе в этот подогреватель. В подогревателе 8 подогревается сетевая вода, которая поступает в него из обратного трубопровода тепловой сети с температурой 70 o С. Таким образом, принимаем температуру конденсата греющего пара на выходе из подогревателя 8 равной 85 o С.
По этой температуре и давлению конденсата по таблице приложения А находим энтальпию конденсата:
Расход пара на горячее водоснабжение
Расход пара на теплофикационную установку
Общий расход пара на покрытие производственной и жилищно-коммунальной нагрузок
Расход пара на собственные нужды котельной принимается в диапазоне 15-30% от величины внешней нагрузки, т.е. расхода пара на покрытие производственной и жилищно-коммунальной нагрузок . Пар, идущий на собственные нужды, используется в тепловой схеме котельной для подогрева добавочной и подпиточной вод, а также для их деаэрации.
Принимаем расход пара на собственные нужды равным 18%. Впоследствии эта величина уточняется в результате расчета тепловой схемы котельной.
Расход пара на собственные нужды:
Потери пара в тепловой схеме котельной составляют 2-3% от внешнего потребления пара, принимаем 3%.
Количество пара, подаваемое через паровой коллектор после редукционно-охладительной установки:
При прохождении пара через суженные сечения происходит процесс дросселирования, сопровождающийся уменьшением давления, температуры, увеличением объёма и энтропии пара. Для случая адиабатного процесса дросселирования выполняется условие:
где: - энтальпия пара после дросселирования, - энтальпия пара до дросселирования.
Таким образом, энергия пара в процессе дросселирования не изменяется. Температура насыщенного пара равна температуре насыщения (кипения) и является прямой функцией давления. Поскольку при дросселировании снижаются давление пара и температура насыщения, происходит некоторый перегрев пара. Для того чтобы пар после редукционно-охладительной установки оставался насыщенным в него подаётся питательная вода.
Расход воды на РОУ определяется по соотношению:
Энтальпия пара на выходе из котла определяется по давлению в барабане котла по таблице Б.1. Приложения Б,
Энтальпия пара в паровом коллекторе нами определена ранее, .
Давление питательной воды принимаем на 10% выше давления в барабане котла:
Энтальпия питательной воды при и давлении 1,5 МПа определяется по таблице приложение А , .
Полная производительность котельной.