Определение расхода пара по тепловой нагрузке. Определение расчетного расхода пара. Расчёт общей годовой потребности в паре на технологические и бытовые нужды, отопление и вентиляцию

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.

Пар различают в зависимости от назначения.

Пар на технологические нужды

Пар на отопление

Пар на вентиляцию

Пар на хозяйственные и бытовые нужды.

Источником обеспечения паром предприятий деревообработки обычно служат собственные котельные или городские ТЭЦ в зависимости от места расположения.

После расчета пара на каждый производственный и вспомогательный цех предприятия подсчитывается общий расход пара и выбирается котельная, или же получаются технические условия для подключения предприятия к городской ТЭЦ. В технических условиях указывается точка подключения паротрассы предприятия и маршрут ее прохождения.

Разработка проектно-сменной документации на котельные и подключение к ТЭЦ осуществляется проектными организациями «Сантехпроекта».

По техническим характеристикам технологического оборудования подбирается среднечасовой расход пара в час. Расчет потребности пара ведется по среднечасовому расходу пара.

8.1 Расход пара на отопление

Температура воздуха в производственных помещениях согласно СНИП 245-87 должна быть 18±2ºС с этой целью в осеннее, зимнее и весеннее время предусматривается отопление. Система отопления и теплоноситель выбирают в соответствии с требованиями противопожарных и санитарных норм. По теплоносителю системы отопления подразделяют на: паровые, водные, воздушные и комбинированные.

Расчет расхода пара на отопление производится по формуле:

Q= *g*Z*N, (8.1)

где: V – объем помещения V =24*66*6=9504;

g – удельный расход пара на 1000 в час g= 17;

N – продолжительность отопительного сезона N=215;

Z – продолжительность работы системы отопления в сутки Z=24.

Q=0.009504*17*215*24=833.7т

8.2 Расчет пара на вентиляция

Все цеха деревообрабатывающих производств обеспечиваются мощной вентиляцией, что влечет за собой большой отсос теплого воздуха из этих помещений. Для поддержки температуры и влажности воздуха в помещении необходимо предусматривать, кроме центрального отопления. Искусственную приточную вентиляцию с предварительным прогревом нагнетаемого в помещение воздуха.

Расход пара на вентиляцию определяется по формуле:

Q= *g*Z*N*К, (8.2)

где: Z=16 – продолжительность работы вентиляции в часах при 2х сменном режиме работы;

N – продолжительность работы в год N=260;

K – коэффициент загрузки оборудования K=0.83;

G – удельный расход пара на вентиляцию 1000 в час g=100.

Q=16*260*0.009504*0.83*100=3281.5т

8.3 Расчет пара на хозяйственно-бытовые нужды

С целью создания работающим нормальных санитарно-гигиенических условий труда производится подогрев холодной воды паром на хозяйственные и питьевые нужды, для душевых и умывальников.

Расчет расхода пара на прогрев воды для душевых и умывальников производится по формуле:

G*n*ɽ , (8.5)

G*n*ɽ , (8.6)

где: g – расход воды

На одну душевую (500)

На один умывальник (180);

n – количество душевых или умывальных;

ɽ – продолжительность пользования

Душем (0,75ч)

Умывальником(0,1ч);

– число дней работы душевых в году (260);

– температура горячей воды (50±5ºС);

– температура холодной воды (5ºС);

– теплосодержание пара (157,4кДж\ч).

8.4 Расчет пара на хозяйственно-питьевые нужды

Расчет пара на хозяйственно-питьевые нужды производится по формуле:

Q= , (8.7)

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.

3.2.2 Расчёт расхода пара на отопление и вентиляцию

Расчёт затрат тепла на отопление и вентиляцию определяется по формуле:

Q=q · V · (t пом – t расч ) · Т год , кВт/год, (3.11)

где q – удельный расход тепла на отопление и вентиляцию 1м 3 помещения при разности температур в 1°С, кВт/(м 3 .град).

Усреднённое значение этой величины можно принять: для отопления – 0,45 · 10 -3 кВт/(м 3 .град), для вентиляции 0,9 · 10 -3 кВт/(м 3 .град).

V – суммарный объём помещений участка без учёта объёма сушильных камер, м 3 ;

t пом – температура в помещении, принимается 20°С;

t расч – расчётная температура для отопления и вентиляции;

Т год – продолжительность отопительного сезона определяется по формуле:

Т год = 24*τ от, ч,

где τ от – продолжительность отопительного сезона, дни.

Т год = 24 · 205 = 4920 ч.

Q от = 0,45 · 10 -3 · 4456,872 · (20-(-26)) · 4920 = 453,9 · 10 3 кВт/год.

Q вент = 0,09 · 10 -3 · 4456,872 · (20-(-12)) · 4920 = 63,15 · 10 3 кВт/год.

Таблица 3.3 – Расчёт расхода тепла на отопление и вентиляцию

Наименование потребителей пара	Удельный расход q, кВт/(м 3 .град).	Объём помещения	Разница температур внутри и снаружи здания (t пом – t расч),°С	Продолжительность отопительного сезона	Годовой расход тепла Q,
Отопление сушильного участка					453,9 · 10 3
Вентиляция					63,15 · 10 3
					517,05 · 10 3

Расчёт годовой потребности в паре на отопление и вентиляцию определяется по формуле:

3.2.3 Расчёт расхода тепла (пара) на бытовые нужды

Расчёт расхода тепла (пара) на бытовые нужды определяется по формуле:

где q – расход пара на 1 человека в смену;

m – число человек, работающих в наиболее загруженную смену;

n – число смен работы участка (целесообразно принять 2);

τ – число дней работы участка в год.

3.2.4 Расчёт общей годовой потребности в паре на технологические и бытовые нужды, отопление и вентиляцию

Расчёт общей годовой потребности в паре на технологические и бытовые нужды, отопление и вентиляцию определяется по формуле:

D общ = D уч год + D от + D быт , т/год . (3.14)

D общ =8,13+891,47+2,6=902,2 т/год.

Алгоритм расчета дисперсионных характеристик плоского трехслойного оптического волновода

Амортизация как целевой механизм возмещения износа. Методы расчета амортизационных отчислений.

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.