Система теплоснабжения молочного предприятия в городе Киров

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Курсовая работа

«Система теплоснабжения молочного предприятия в городе Киров»

Содержание

Задание на проектирование

1. Тепловой баланс предприятия

1.1 Расход теплоты и пара на технологические нужды

1.2 Расход теплоты и пара на горячее водоснабжение

1.3 Расход теплоты и пара на отопление

1.4 Расход теплоты и пара на вентиляцию

1.5 Баланс потребления теплоты и пара предприятием

2. Характеристики режимов потребления теплоты в форме пара и горячей воды предприятием

3. Подбор паровых колов

4. Показатели работы котельной

4.1 Максимальная часовая теплопроизводительность котельной

4.2 Годовой расход теплоты на технологические нужды

4.3 Годовой расход теплоты на горячее водоснабжение

4.4 Годовой расход теплоты на отопление

4.5 Годовой расход теплоты на вентиляцию

4.6 Годовой расход теплоты на собственные нужды

4.7 Суммарная годовая теплопроизводительность источника теплоты

4.8 Средний коэффициент загрузки эксплуатируемых котельных агрегатов

4.9 КПД котельной с учетом коэффициента загрузки эксплуатируемых котельных агрегатов

5. Расчет тепловых сетей

5.1 Определение внутреннего диаметра теплопроводов

5.2 Расчет и подбор толщины тепловой изоляции теплопроводов

5.3 Расчет потерь теплоты и снижение энтальпии теплоносителя при транспортировке по наружным тепловым сетям

6. Оценка себестоимости отпускаемой теплоты

6.1 Затраты на топливо

6.2.Затраты на воду

6.3. Затраты на электрическую энергию

6.4. Затраты на амортизацию

6.5 Затраты на текущий ремонт зданий и оборудование котельной

6.6 Затраты на заработную плату

6.7 Затраты на страховые отчисления

6.8 Прочие затраты

6.9. Годовые затраты

6.10 Ожидаемая себестоимость теплоты

7. Расчет и подбор водоподогревателей систем отопления и горячего водоснабжения

7.1 Схема включения, расчет и подбор водоподогревателей системы горячего водоснабжения

7.2 Расчет и подбор водоподогревателей системы горячего водоснабжения

8. Подбор другого оборудования центрального теплопункта

8.1 Расчет и подбор баков-аккумуляторов горячей воды

8.2 Подбор насосов системы горячего водоснабжения

8.3 Подбор циркуляционных насосов системы отопления

8.4 Подбор конденсатных насосов

8.5 Подбор конденсатных баков

9. Расчет и подбор вспомогательного оборудования котельной

9.1 Подбор оборудования химводоподготовки

9.2 Подбор деаэраторов

9.3 Подбор экономайзеров

9.4 Подбор дутьевых вентиляторов

9.5 Подбор дымососов

10. Расчет установки по использованию теплоты пароконденсатной смеси для нужд горячего водоснабжения и воздушного отопления

Задание на проектирование

1. Город: Киров

2. Производительность по видам продукции:

Цельномолочная - 25 ^т/_см.

Консервы - 30 ^т/_см.

3. Проектная мощность - 145 ^т/_см.

4. Отпуск пара сторонним потребителям - 50 ^м3/_см.

5. Возврат конденсата - 60%

6. Вид топлива - мазут

1. Тепловой баланс предприятия

Тепловой баланс предприятия характеризует распределение теплоты на технологические нужды, а также учитывает расход теплоты на собственные нужды котельной и топливного хозяйства и отпуск теплоты сторонним потребителям. Это необходимо для подбора нужного количества и типов теплогенераторов, определения максимального часового и годового расходов топлива, обоснования мероприятий по обеспечению надежности теплоснабжения предприятия. Тепловой баланс составляется для наиболее напряженного режима работы системы теплоснабжения в период массовой переработки сырья в расчете на дневную рабочую схему.

Q = Qтн + Qгв + Qот + Qвен + Qсн

Где Q - выработка теплоты в котельной, ГДж/см;

Qтн, Qгв, Qот, Qвен, Qст, Qсн - соответственно расходы теплоты на технологические нужды, горячее водоснабжение, отопление, вентиляцию, отпуск теплоты сторонним потребителям, и расход теплоты на собственные нужды котельной и топливного хозяйства.

1.1 Расход теплоты и пара на технологические нужды

Расход пара на технологические нужды.

Где D_i - расход пара на выработку отдельных видов энергоемкой продукции,

D_н - расход пара на производство остальных видов менее энергоемкой продукции.

D_i = d_i*П_i

Где d_i - расход пара на выработку отдельных видов продукции,

П_i - проектная мощность по выработке отдельных видов продукции.

d_i: цельномолочная - 0,22 т/т

консервы - 2,8 т/т

D₁ = 0,22*25=5,5 т/см

D₂ = 2,8*30=84 т/см.

Где п = 0,135 - доля ненормируемого расхода пара на технологические нужды от нормируемого.

Расход теплоты на технологические нужды.

Где Q_i - расход теплоты на выработку нормируемых видов энергоемкой продукции,

Q_н - расход теплоты на производство ненормируемых видов продукции.

Q_i=q_i*П_i

Где q_i - удельные расходы теплоты на выработку отдельных видов продукции.

Где h₂ - энтальпия пара, поступающего в цеха, принимается без потерь теплоты при его транспортировке, т.е. равной энтальпии пара h1, вырабатываемого в котельной.

Здесь h_кв' - энтальпия кипящей воды при давлении пароконденсатной смеси Pi для отдельных видов продукции.

r_i - теплота парообразования при давлении Р_i для отдельных видов продукции.

_i - доля «глухого» пара в его общем потреблении при выработке отдельных видов продукции.

x_i - степень сухости пароконденсатной смеси для отдельных видов продукции (принимается в пределах 0,93 - 0, 95)

Q_цел.=0,519*25=13 ГДж/см

Q_кон=5,7*30=171 ГДж/см



Расход теплоты на производство ненормируемых видов продукции.

Таблица 1. Расход пара и теплоты на технологические нужды.

Вид продукции	P Мпа	x2	h2 кДж/кг		P3 МПа	x3	h3 кДж/кг	П т/см	п	d т/т	q ГДж/т	D т/см	Q ГДж/см
Цельномолочная	1,4	0,95	2690,1	0,4	0,3	0,12	821,032	25	0,135	0,22	0,519	5,5	13
консервы	1,4	0,95	2690,1	0,7	0,5	0,14	935,346	30	0,135	2,8	5,7	84	171
Ненормируемое потребление	1,4	0,95	2690,1	-	-	-	-	-	0,08	--	--	12,08	24,84
Всего	--	--	--	--	--	--	--	--	--	--	--	101,58	208,84

1.2 Расход теплоты и пара на горячее водоснабжение

Расход горячей воды



Где Vi - расход горячей воды на выработку отдельных видов продукции.

Vн - расход горячей воды на производство остальных видов продукции и коммунальные нужды.

Здесь Wi - расход горячей воды на выработку отдельных видов продукции.

Где _в - доля ненормируемого расхода горячей воды в нормируемом расходе

V_ст = 0 м³/см - отпуск горячей воды сторонним предприятиям.

Расход пара на нагрев воды в пароводяных подогревателях системы горячего водоснабжения.

Где с = 4,19 кДж/кг - теплоемкость воды.

= 1000 кг/м³- плотность воды.

t_хв = 10 ⁰С; t_гв = 70 ⁰С - соответственно температура холодной и горячей воды.

h₁ - энтальпия пара, вырабатываемого в котельной и подаваемого в пароводяные подогреватели (определяется по давлению и степени сухости пара ).

h₇ - энтальпия конденсата, возвращаемого из пароводяных подогревателей.

h₇ = c * t_к^гв h₇ = 4,19 * 95 =398,05 кДж/кг

Здесь t_к^гв - температура конденсата (принимается на 25 - 35 0С выше температуры горячей воды).

_в - коэффициент полезного использования теплоты в водоподогревателях (принимается равным 0,92 - 0,96).

Расход теплоты на нагрев воды для нужд горячего водоснабжения.

Таблица 2. Расход пара и теплоты на нужды горячего водоснабжения.

Вид продукции	P1 МПа	x1	h1 кДж/кг	tхв 0С	tгв 0С	W м3/т	П т/см	в	Vгв м3/см	Dгв т/см	Qгв ГДж/см
цельномолочная	--	--	--	--	--	0,4	25	--	10	--	--
консервы	--	--	--	--	--	6	30	--	180	--	--
Ненормируемое потребление	--	--	--	--	--	--	--	--	37,05	--	--
Отпуск сторонним потребителям	--	--	--	--	--	--	--	--	0	--	--
Всего	1,4	0,95	2690,105	10	70	6,4	--	0,195	227,05	26,21	60,07

1.3 Расход теплоты и пара на отепление

Расход теплоты на отопление каждого из зданий и сооружений предприятия для средней за отопительный период температуры наружного воздуха.

Где q_от - отопительные характеристики отдельного здания;

V_зд - объем отапливаемого здания по наружному периметру;

t_вн - температура воздуха в отапливаемых помещениях (принять равной 20 ⁰С);

t_н = -5,8 ⁰С средняя за отопительный период температура наружного воздуха;

_см - продолжительность смены ( = 8*3600 с.).

Расход пара на нужды отопления для средней за отопительный период температуры наружного воздуха.

Где h₈ - энтальпия конденсата, возвращаемого из пароводяных подогревателей системы водяного отопления.



h₈ = c * t_к^от h₈ = 4,19 * 105 = 439,95 кДж/кг

Здесь t_к^от - температура конденсата (принимается на 35 - 45 ⁰С выше температуры обратной воды системы отопления).

t_{обр.воды}= 70 ⁰С , t_к^от= 105 ⁰С

Максимальный расход теплоты на отопление каждого из зданий и сооружений для самой холодной пятидневки года.

Где q_от' - отопительные характеристики здания для самой холодной пятидневки года.

здесь t_н' - температура наружного воздуха для самой холодной пятидневки года.

1.4 Расход теплоты и пара на вентиляцию

Расход теплоты на вентиляцию для средней за отопительный период температуры наружного воздуха.

Где q_вен - вентиляционные характеристики здания для средней за отопительный период температуры наружного воздуха;

V_зд.вен - объем вентилируемых помещений технологических цехов (принимается равным 0,35 - 0,45 от общих объемов цехов);

?_см = 8*3600 с - продолжительность смены.

Расход пара на нужды вентиляции.

Где h₉ - энтальпия конденсата, возвращаемого из калориферов системы вентиляции

h₉ = c * t_к^к h = 4,19 * 90 = 377,1 кДж/кг

Здесь t_к^к - температура конденсата (принимается равной 85 - 95 ⁰С).

Таблица 3. Расход пара и теплоты на нужды отопления и вентиляции

Здания	Vзд,тыс.м3	Vздвен тыс.м3	qот, Вт/(м*К)	qот' Вт/(м*К)	qвен, Вт/(м*К)	tн, 0C	tн' 0C	tвн, 0C	Dот, т/см	Dвен, т/см	Qот, ГДж/см	Qвен, ГДж/см
Производственные корпуса	24,5	8,575	0,43	0,31	0,73	--	--	20	--	--	7,8	10,05
Вспомогательные цеха	5,5	1,925	0,38	0,28	0,73	--	--	20	--	--	1,5	2,25
Административно-бытовые здания	3,45	1,2075	0,5	0,37	--	--	--	20	--	--	1,28	1,41
Всего	--	--	--	--	--	-5,8	-31	--	4,94	6,2	10,58	13,71

1.5 Баланс потребления теплоты и пара предприятием

Общее потребление пара на нужды предприятия в сезон переработки сырья.

Общее потребление теплоты на нужды предприятия в сезон переработки сырья.

Расход пара на собственные нужды котельной и топливного хозяйства.



Где _сн - доля теплоты, расходуемой на собственные нужды котельной и топливного хозяйства (для котельных работающих намазуте 0,06 - 0,08)

Расход теплоты на собственные нужды котельной и топливного хозяйства.

Таблица 4. Структура парового и теплового балансов предприятия.

Хар-ка	Единица	Технологические нужды	Горячее водо- снабжение	Отопление	Вентиляция	Общее потребление	Отпуск сторон потребителям	Расход Собст. нужды	Выработка
D	т/см	101,58	26,21	4,8	6,2	138,93	50	11,33	200
D	%	50,8	13,1	2,4	3,1	69,4	50	5,6	100
Q	Гдж/см	208,84	60,07	10,58	13,71	293,2	50	25,13	368,3
Q	%	56,7	16,3	2,8	3,72	79,6	50	6,8	100

баланс теплопроизводительность котельня

2. Характеристики режимов потребления теплоты в форме пара и горячей воды предприятием

Расход горячей воды по предприятию.

Расход горячей воды сторонним потребителям.

Где _гв - коэффициент неравномерности потребления горячей воды предприятием.

Таблица 5. Расход горячей воды.

Потребитель	Сменный расход м3/см	Часовой интервал.
		8-9	9-10	10-11	11-12	12-13	13-14	14-15	15-16
Предприятие	227	19,16	21,37	31,32	32,43	27,64	26,53	36,85	31,7
Стороннее предприятие	0	0	0	0	0	0	0	0	0
Всего	227	19,16	21,37	31,32	32,43	27,64	26,53	36,85	31,7

Расход пара на технологические нужды предприятия.

Где _тн - коэффициент неравномерности потребления пара на технологические нужды.

Расход пара на выработку горячей воды

Расход пара на нужды отопления (принимается равномерным в течение смены).

Расход пара на нужды вентиляции (принимается равномерным в течение смены).

Расход пара на собственные нужды котельной и топливного хозяйства.

Таблица 6. Расход пара, т/ч.

Потребитель	Сменный расход т/см	Часовой интервал.
		8-9	9-10	10-11	11-12	12-13	13-14	14-15	15-16
Технологические аппараты	101,45	9,9	13,1	16	13,6	11,5	12,4	12,8	12,15
Система горячего водоснабжения	26,05	2,26	2,45	3,6	3,7	3,18	3,06	4,2	3,6
Система отопления	4,8	0,6	0,6	0,6	0,6	0,6	0,6	0,6	0,6
Система вентиляции	5,6	0,7	0,7	0,7	0,7	0,7	0,7	0,7	0,7
Сторонние предприятия	49,78	4,7	5,6	7,8	6,6	6,27	5,8	6,74	6,27
Собственные нужды	11,13	1,09	1,34	1,7	1,5	1,3	1,3	1,5	1,4
Всего	198,81	19,25	23,8	30,4	26,7	23,5	23,8	26,5	24,7

Выход конденсата от технологических паропотребляющих аппаратов.



Выход конденсата от теплообменников системы горячего водоснабжения, отопления и вентиляции принимаются равными расходу пара на эти нужды.

Таблица 7. Выход конденсата, т/ч.

Источник	Сменный выход т/см	Часовые интервалы.
		8-9	9-10	10-11	11-12	12-13	13-14	14-15	15-16
Технологические аппараты	35,46	3,2	4,6	5,6	4,8	4,06	4,4	4,5	4,3
Система горячего водоснабжения	26,05	2,26	2,45	3,6	3,7	3,18	3,06	4,2	3,6
Система отопления	4,8	0,6	0,6	0,6	0,6	0,6	0,6	0,6	0,6
Система вентиляции	5,6	0,7	0,7	0,7	0,7	0,7	0,7	0,7	0,7
Сторонние предприятия	30	2,82	3,36	4,68	4	3,76	3,48	4,04	3,76
Всего	101,68	9,58	11,71	15,18	13,8	12,13	12,24	14,04	13

Суммарный выход конденсата

3. Подбор паровых котлов

По максимальному часовому потреблению пара подбираем котлы, учитывая, что суммарная поизводительность котлов должна иметь резерв по пару до 15-20%. Для D_пара^max = 30,4 ^т/_ч выбираем два котла ДЕ-16-14ГМ, на D_пара^min = 19,25 ^т/_ч номинальная производительность - 16 т/ч; номинальное давление пара - 1.4 МПа; состояние пара - влажный насыщенный; КПД котлоагрегата - 90,1%.Устанавливаем 1 резервный котел.

4. Показатели работы котельной

4.1 Максимальная часовая теплопроизводительность котельной

Работа котельной 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.

h₁₁- энтальпия питательной воды,

вычисляем для атмосферной аэрации при t_аэ=103 ⁰С

h₁₁=c* t_аэ=4,19*103=431,57 кДж/кг

h₁₂ - энтальпия котловой воды (принимается при температуре насыщенного пара t_н= 195 ⁰С для заданного давления пара в котлах p₁=1,4МПа)

h₁₂=c* t_н=4,19*195=817,05 кДж/кг

?_пр -доль непрерывной продувки котлов, ?_пр = 5%

4.2 Годовой расход теплоты на технологические нужды

Где z_см - число рабочих смен в год;

_пм - средние за год коэффициент загрузки производственных мощностей.

4.3 Годовой расход теплоты на горячее водоснабжение

4.4 Годовой расход теплоты на отопление

Где z_см.от - число смен, в течение которых отапливаются здания предприятия (определяется по продолжительности отопительного периода);

_от - коэффициент, учитывающий снижение расходов теплоты на отопительные нужды за счет прерывистого отопления в выходные дни и нерабочие смены (принимается равным 0.7 - 0.75).

4.5 Годовой расход теплоты на вентиляцию.

Годовой отпуск теплоты сторонним предприятиям.

Qстгод=Qcт*zcтcм*?ст

Qстгод=125,7*600*0,8=60336ГДж/год

4.6 Годовой расход теплоты на собственные нужды.

4.7 Суммарная годовая теплопроизводительность источника теплоты.

4.8 Средний коэффициент загрузки эксплуатируемых котельных агрегатов.

Где D - выработка пара;

D_н - номинальная производительность котла;

n - число котлов вместе с резервным.

4.9 КПД котельной с учетом коэффициента загрузки эксплуатируемых котельных агрегатов

Где ^бр_ном - КПД котлов;

а - поправочный коэффициент (для котельных, работающих на мазуте, составляет 0.08

4.10 Средний КПД (нетто) котельной

Максимальный часовой расход топлива котельной

Где Q_нр - низшая теплота сгорания топлива. Для Донецкого угольного бассейна Q_нр =38,77МДж/кг = 38,77 *10³ кДж/кг

Годовой расход натурального и условного топлива

Удельный расход натурального и условного топлива на получение теплоты

Испарительная способность натурального и условного топлива

5. Расчет тепловых сетей

Расчет наружных тепловых сетей заключается в определении диаметров теплопроводов, толщины слоев тепловой изоляции, удельных потерь теплоты. Эти расчеты основываются на максимальных часовых расходах теплоностителей.

5.1 Определение внутреннего диаметра трубопроводов

Внутренний диаметр паропровода:

Где V_c - расход теплоносителя, протекающего по трубопроводу;

- допускаемая скорость теплоноситела (для влажного насыщенного пара 30 - 40 м/с, воды 2 - 2,3 м/с, конденсата 1-1,5 м/с).

1.Секундный объемный расход влажного насыщенного пара:

Где U_x - удельный объем влажного насыщенного пара;

D_c - максимальный секундный расход пара, D_c= 30,4*1000/3600= 8,44 кг/с.

По расчетному значению d_вн подбираем ближайший больший диаметр теплопровода.

Выбираем d_вн = 0,257 м, _ст = 0,009 м, d_нар = 0,273 м.

2. Секундный объемный расход горячей воды.

Внутренний диаметр трубопровода горячей воды.

Выбираем d_вн = 0,081 м, _ст = 0,004 м, d_нар = 0,089 м

3. Секундный объемный расход конденсата.

Выбираем d_вн = 0,069 м, _ст = 0,0035 м, d_нар = 0,076 м

5.2 Расчет и подбор толщины тепловой изоляции теплопроводов

Толщина теплоизоляционного слоя наружных теплосетей определяется из уравнения.

Где d_н - наружный диаметр трубопровода;

_из - коэффициент теплопроводности тепловой изоляции

t_т, t_п, t₀ - соответственно температуры теплоносителя, поверхности изоляционного слоя и окружающего воздуха.

₂ - коэффициент теплоотдачи от изоляционного теплопровода к окружающему воздуху.

Выбираем теплоизоляционные материалы:

- для изоляции паропроводов теплоизоляционные полуцилиндры из минеральной ваты

_из = 0,065 Вт/(м*К), ?=150-200 кг/м³;

- для конденсата и горячей воды волок строительный _из = 0,068 Вт/(м*К), ?=200 кг/м³

Коэффициент теплоотдачи от поверхности изолированного теплопровода к окружающему воздуху рассчитывается по эмпирической формуле.

Для пара:

t_т=195 ⁰С

Ближайшее xlnx=0,161; х=1,15

Выбираем для пара ?_из = 0,02 м

Для горячей воды:

t_т=70 ⁰С

Ближайшее xlnx=0,161; х=1,15

Выбираем для горячей воды ?_из = 0,01 м

Для конденсата:

t_т=70 ⁰С

Ближайшее xlnx=0,218; х=1,20

Выбираем для конденсата ?_из = 0,01 м

5.3 Расчет потерь теплоты и снижения энтальпии теплоносителя при транспортировке по наружным тепловым сетям

Удельные потери теплоты наружными теплопроводами.

Где ₁ - коэффициент теплоотдачи от теплоносителя к стенке трубы; для пара (при возможной пленочной конденсации) ₁ = 4000 Вт/(м²*К), для воды и конденсата ₁ = 10000 Вт/(м²*К);

_тр - коэффициент теплопроводности трубы. Для труб из углеродистой стали _тр = 47 Вт/(м*К).

Расчеты ведутся на температуру окружающего воздуха +25 ⁰С.

Пар:

Конденсат:

Горячая вода:

Удельные потери теплоты находятся выше нормативных,для уменьшения тепловых потерь нужно увеличить толщину теплоизоляционного слоя.

Снижение энтальпии для каждого из теплоносителей при их транспортировке по наружным теплосетям.

Пар:

Где L - протяженность теплосети между котельной и производственным корпусом (100 - 200 м).

m_c - максимальный секундный расход теплоносителя.

Горячая вода:

Конденсат:

Степень увлажнения пара, обусловленная потерями теплоты в окружающую среду.

Где r - теплота парообразования при давлении Р1.

Снижение температуры воды и конденсата:

Конденсат:

Горячая вода:

6. 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 проводить на календарный период, равный году.

6.1 Затраты на топливо

С_топ = В_год *S_т

С_топ = 5585?46 * 37,5*10 =2094547,5 руб/год

Где S_т - стоимость топлива. Для мазута S_т=375 руб/т

6.2 Затраты на воду

С_в = V_год * S_в

Св = 135220,25 *0,5*10 = 676101,25 руб/год

Где V_год - годовое потребление воды;

S_в - стоимость воды с учетом затрат на очистку сточных вод и эксплуатацию системы канализации.

Где V_год.гв - годовое потребление воды на нужды горячего водоснабжения.

V_{год.хов} - годовое потребление химически очищенной воды.

где - среднегодовой коэффициент загрузки системы теплоснабжения (принимается равным 0.8 - 0.9).

6.3 Затраты на электрическую энергию

Где W_год - годовое потребление электроэнергии;

S_эл - стоимость электроэнергии.

Годовое потребление электроэнергии.

W_год = Q_год * W_Q

W_год = 189263,47 * 2,6 = 492085 кВт*ч/год

Где W_Q - удельный расход электроэнергии на выработку теплоты. W_Q берем для ближайшего Q_ч^max= 80 ГДж/ч, W_Q=2,6кВт*ч/ГДж

6.4 Затраты на амортизацию

Где С_ам.зд, С_ам.об - соответственно амортизация зданий и оборудования.

Где n_зд - доля капитальных затрат, приходящихся на стоимость зданий;

А_зд - норма амортизации зданий (принимается равной 3%); К_уст - капитальные затраты на строительство котельной.

Где K_Q - удельные капитальные затраты; Q_уст - установленная теплопроизводительность котельной

А_об - норма амортизации оборудования (принимается равной 7,5% при сжигании малосернистого мазута).

6.5 Затраты на ремонт зданий и оборудование котельной

6.6 Затраты на заработную плату

Где m_шт - коэффициент штатного персонала; m_шт = 0,39 чел*ч/ГДж;

З_шт - средняя заработная плата штатного работника котельной; З_шт = 10000*12 руб/(год*чел).

6.7 Затраты на страховые отчисления

Где С_ст^соц, С_ст^мед, С_ст^им - 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).

6.8 Прочие затраты

Прочие затраты, принимаются в размере 3 - 5% от общей суммы остальных эксплутационных затрат.

6.9 Годовые затраты

6.10 Ожидаемая себестоимость теплоты и пара



Где h_к - средняя для энтальпия конденсата

Таблица 8 Структура себестоимости теплоты

Вид затрат	Затраты руб/год	Удельные затраты	Доля затрат, %
		руб/ГДж	руб/т
Стоимость топлива	2094547,5	11,06	25,13	21,82
Стоимость воды	676101,25	3,57	8,11	7,04
Стоимость электроэнергии	1230212.5	6,5	14,76	12,81
Амортизационные отчисления	992174,58	5,24	12	10,33
Текущий ремонт	198435	1,04	2,38	2,06
Зарплата	3240432	17,12	38,88	33,75
Страховые отчисления	887823	4,7	10,65	9,24
Прочие затраты	279591,77	1,47	3,35	2,91
Всего	9599317,6	50,72	115,18	100

7. Расчет и подбор водоподогревателей систем отопления и горячего водоснабжения

7.1 Схема включения, расчет и подбор водоподогревателей системы отопления

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, температуры холодной и горячей воды в системе горячего водоснабжения и прямой и обратной воды в системе отопления.

Суммарная поверхность нагрева пароводяных подогревателей для системы отопления

Где к - коэффициент теплопередачи водоподогревателей 1,6;

t - средняя разность между температурами греющего пара и нагреваемой водой.

Выбираем пароводяной подогреватель

ПП-2-17-7-1Y, F = 17,2 м², Р = 0,7 МПа 2 штуки.

7.2 Расчет и подбор водоподогревателей системы горячего водоснабжения

Суммарная поверхность нагрева пароводяных подогревателей системы горячего водоснабжения.

Выбираем пароводяной подогреватель

ПП-2-24-7-11, F = 24,4 м², Р = 0,7 МПа 2 штуки.

8. Подбор другого оборудования центрального теплопункта

8.1 Расчет и подбор баков-аккумуляторов горячей воды

Баки - аккумуляторы горячей воды выбираются на основании сравнения интегрального графика потребления горячей воды (линия а)со средним потреблением за смену (линия б) по данным сменного графика потребления горячей воды.

Геометрический объем баков - аккумуляторов должен быть на 5 - 10% больше расчетного.

V_ак = 16 м³

Выбираем два бака: Т40.06.00.000СБ Тип 2

V = 16 м³ , d = 2,2 м.

8.2 Подбор насосов системы горячего водоснабжения

Выбор единичной мощности и числа устанавливаемых насосов системы горячего водоснабжения определяется максимальным расходом горячей воды.

Наиболее целесообразной является схема горячего водоснабжения с тремя насосами. При этом устанавливаются два насоса максимального расхода и один минимального расхода, а схема автоматизируется.

V_гв^max= 36,85 м³/ч V_гв^min = 19,16 м³/ч

Выбираем 2 насоса КМ 45/30 на максимальный расход горячей воды, номинальная мощность - 45 м³/ч, и 1 насос КМ20/18 (номинальная мощность 20 м³/ч) на минимальный расход горячей годы.

8.3 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.

Устанавливается не менее двух циркуляционных насосов максимального расхода. Целесообразно также предусмотреть возможность переключения на насосы, работающие в режиме средней тепловой нагрузки отопительной системы.

Выбираем 2 центробежных насоса КМ 8/18 номинальная мощность 8 м³/ч.

8.4 Подбор конденсатных насосов

Конденсатные насосы подбираются аналогично циркуляционным на основании максимального выхода конденсата от различных потребителей.

D_к^max = 6,02 т/ч

Выбираем центробежный конденсатный насос Кс-20-110 2 штуки, номинальная производительность 20 м³/ч.

8.5 Подбор конденсатных баков

Конденсатные баки подбираются для режима непрерывной подачи конденсата в котельную или на ТЭЦ. В тепловой схеме целесообразно предусмотреть установку двух баков вместительностью не менее 50% от максимальной расчетной.

Расчетная вместительность конденсатных баков определяется путем сравнения интегрального графика выхода конденсата (линия а) и его среднего выхода (линия б).

V_кон = 5 м³

Выбираем два бака: Т40.04.00.000СБ Тип 1, V = 5 м³, d = 1,8 м.

9. Расчет и подбор вспомогательного оборудования котельной

9.1 Подбор оборудования химводоподготовки

Для химической обработки воды целесообразно применять двухступенчатое умягчение, обеспечивающее остаточную жесткость воды для котлов типа ДЕ, не превышающую 0.02мг-экв/кг.

Устанавливается не менее двух натрий-катионовых фильтров для каждой ступени (один резервный).

Компоновочная схема система химводоподготовки должна предусматривать возможность отключения любого фильтра для регенерации и ремонта, а также переключения с первой ступени на вторую.

Максимальный часовой расход химически очищенной воды для подпитки котлов.

Где - коэффициент запаса производительности (принимается равным 1,1 - 1,2);

Dпр - расход продувочной воды;

Здесь пр - доля продувки;

D_к^max - масса возвращаемого конденсата.

Диаметр фильтров.

Где _ф - скорость фильтрования воды (принять равным 0,007м/с);

z_ф - количество работающих фильтров каждой ступени, z_ф =2.

Подбираем ближайший натрий-катионовый фильтр:S_ф=0,76 м², d= 1,0 м.

9.2 Подбор деаэраторов

Деаэраторы предназначены для удаления из питательной воды растворенных газов с целью предохранения тепловых сетей и поверхности нагрева котлоагрегатов от коррозии.

В схеме компоновки оборудования котельной необходимо предусматривать возможность отключения любого деаэратора для ремонта и ревизии.

Максимальный расход питательной воды

Выбираем два деаэратора ДА - 15

Расход пара на деаэрацию воды.

Где h₁₃ - энтальпия воды, поступающей в деаэратор.

Здесь t_хв - температура холодной воды;

t_к - температура конденсата (принимается равной 50 - 70 ⁰С);

h₁₁ - энтальпия воды после деаэратора(принимается при температуреt_д'', соответствующей температуре кипения воды при рабочем давлении в деаэраторе). Р_раб=0,12 МПа, t_д''=104,8 ⁰С.

D_вып - потери пара с выпаром (принимаются равными 5 - 10 кг на 1 т деаэрируемой воды).

D_вып = 8,1 *10*10^-3= 0,081 т/ч

9.3 Подбор экономайзеров

Экономайзеры предназначены для подогрева питательной воды за счет охлаждения дымовых газов, выходящих из котлоагрегатов.

Поверхность нагрева экономайзера.

Где к_эк - коэффициент теплопередачи, к_эк =20 Вт/(м²*К);

h₁₁ - энтальпия питательной воды на выходе из экономайзера, равная энтальпии деаэрируемой воды ;

h₁₄ - энтальпия питательной воды на выходе из экономайзера (принимается при температуре t_э”, которая на 25 - 30 ⁰С ниже температуры кипения воды при давлении в барабане котла Р₁). t_э”= 170⁰С

h₁₄ = c * tэ''+4,19 * 170 = 712,3 кДж/кг

Выбираем экономайзер ЭП1 - 646

9.4 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 - коэффициент запаса производительности (принимается равным 1.05);

_т - коэффициент избытка воздуха в топке (для камерных топок при сжигании мазута1.1);

V₀ - теоретических расход воздуха для сжигания выбранного вида топлива при нормальных условиях, рассчитывается в соответствии с составом топлива;

Состав топлива: W=3,0%, A=0,1%, S =2,8%, C=83%, H=10,4%, N =0,7%

B_р - расчетный расход топлива; B_р =B_r^max/2=1021,65кг/м³

t_хв - температура холодного воздуха (принимается равной 30 - 35 0С).

Требуемый расчетный напор дутьевого вентилятора.

Где з - коэффициент запаса напора.

H_вт - полное сопротивление воздушного тракта при нормальных режимах эксплуатации котлоагрегатов.

Выбираем дутьевой вентилятор ВДН - 8, производительность 10200 м³/ч, напор 2,19 кПа

9.5 Подбор дымососов

Дымососы служат для создания разрежения в топке и перемешивания продуктов сгорания топлива по газовому тракту.

Производительность дымососа.

Где Vг - объем продуктов сгорания топлива при нормальных условиях.

Здесь V_г⁰ - объем продуктов сгорания топлива при нормальных условиях и при коэффициенте избытка воздуха, равном 1 м3/кг , рассчитывается в соответствии с составом топлива;

V_ст=V_RO2+V_N2+(?-1)V_в

V_cт=1,56+8,07+(1-1)*10,22=9,63

t_ух^” - температура уходящих газов, равная температуре дымовых газов после экономайзера;

з - коэффициент запаса производительности (можно принять равным 1.05)

Напор дымососа.

Где H_гт - общее сопротивление дымового тракта;

_зн - коэффициент запаса напора (можно принять равным 1.1).

Выбираем центробежный дымосос ДН - 10, производительностью 19600 м³/ч, напор 2,21 кПа.

10. Расчет установки по использованию теплоты пароконденсатной смеси для нужд горячего водоснабжения и воздушного отопления

1. Расчетное количество пароконденсатной смеси определяется по максимальному часовому выходу конденсата от технологических паропотребляющих аппаратов.

D_тн^max= 5,6 т/ч.

Средневзвешанная энтальпия пароконденсатной смеси:

3.Ресурс теплоты:

Q_пкс=D_тн^max*h₃*10³=5,6*928,32*10³=5198592 кДж/ч

4.Количество отсепарированного пара:

Где h₄^'-энтальпия кипящей воды при давлении в сепараторе р₄=0,18 МПа; h₄^'=490,7 кДж/кг;

r₄-теплота парообразования при давлении р₄; r₄=2211,3 кДж/кг.

5. Внутренний объем сепаратора:

Где ?₄''- удельный объем сухого насыщенного пара при давлении р_4;

х₄- степень сухости отсепарированного пара (принимается 0,9-0,95);

q_v- напряжении сепарового пространства сепаратора (принимается равным 0,5-0,6 м³/(м³*с).

1. Внутренный диаметр сепаратора из условия:

Где ?- скорость пара в корпусе.

2. Количество теплоты отсепарированного пара, направляемого в калорифер для прогрева воздуха:

Q_оп=D_c*h₄

Где h₄=h₄'+r₄*x₄=490,7+2211,3*0,95=2591,435 кДж/кг

Q_оп=1108,25*2591,435= 2871919,05 кДж/ч

3. Количество теплоты, утилизируемой в калорифере на нагрев воздуха:

Q_кал= D_c*(h₄-h₆)= 1108,25*(2591,435-356,15)=2477215,8 кДж/ч

h₆=с*t_k^k=4,19*85=356,15 кДж/кг - энтальпия конденсата после калорифера (принимается при температуре конденсата 85-95 ⁰С)

9. Поверхность нагрева калорифера:



Где ?_кал = 0,9 - коэффициент полезного использования теплоты в калорифере.

К_к- коэффициент теплопередачи в калорифере (принимается равным 0,4-0,06 кВт/(м²*К))

Выбираем калорифер КВБ9-11 с площадью поверхности нагрева 26,0 м²

10. Расход теплоты, поступающей с кипящей водой в водо-водяной подогреватель:

Q_кв=Q_пкс-Q_оп=5198592-2871919,05=2326673 кДж/ч

11. Коичество теплоты, утилизованной в водо-водяном подогревателе:

12. Поверхность нагрева водо-водяного подогревателя:



Где к=1,05

Объемный расход воды, нагреваемой в утилизационном теплообменнике:

Выбираем подогреватель ПВ-Z-08 с одной секцией площадью нагрева 3,54 м²

13. Коэффициент утилизации теплоты пароконденсатной смеси:

14. Оценка степени обеспеченности производственного корпуса горячей водой, получаемой в утилизационном водоподогревателе, а также горячим воздухом, используемым для воздушного отопления:



Размещено на Allbest.ru