Системы теплоснабжения мясного предприятия в городе Петрозаводск

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Исходные данные

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 Расход теплоты на отпуск сторонним потребителям

1.6 Баланс потребления теплоты и пара предприятием

2. Характеристика системы теплоснабжения предприятия

2.1 Подбор паровых котлов

3. Показатели работы котельной

3.1 Максимальная часовая теплопроизводительность котельной

3.2 Годовой расход теплоты на технологическое нужды.

3.3 Годовой расход теплоты на горячее водоснабжение

3.4 Годовой расход теплоты на отопление

3.5 Годовой расход теплоты на вентиляцию

3.6 Годовой расход теплоты на собственные нужды

3.7 Суммарная годовая теплопроизводительность источника теплоты

3.8 Средний коэффициент загрузки эксплуатируемых котельных агрегатов

3.9 Фактический КПД котельной (брутто) с учетом среднего коэффициента загрузки эксплуатируемых котельных агрегатов

3.10 Средний КПД (нетто) котельной

3.11 Максимальный часовой расход топлива котельной

3.12 Годовой расход топлива

3.13 Удельный расход натурального и условного топлива на выработку теплоты

3.14 Испарительность натурального и условного топлива

4. Расчет теплопроводов

4.1 Определение внутреннего диаметра теплопроводов (паропровода на технологические нужды, конденсатопровода трубопровода горячей воды)

4.2 Расчет и подбор толщины тепловой изоляции теплопроводов

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

5. Определение себестоимости теплоты

5.1 Затраты на топливо

5.2 Затраты на воду

5.3 Затраты на электрическую энергию

5.4 Затраты на амортизацию

5.5 Затраты на текущий ремонт зданий и оборудование котельной

5.6 Затраты на заработную плату

5.7 Затраты на страховые отчисления

5.8 Прочие затраты

5.9 Ожидаемая себестоимость теплоты

5.10 Структура себестоимости теплоты и пути ее снижения

6. Расчет и подбор водоподогревателей систем отопления и горячего водоснабжения

6.1 Расчет и подбор водоподогревателей системы отопления

6.2 Расчет и подбор водоподогревателей системы горячего водоснабжения

6.3 Расчет и подбор баков-аккумуляторов горячей воды

6.4 Подбор насосов системы горячего водоснабжения

6.5 Подбор циркуляционных насосов системы отопления

6.6 Подбор конденсатных насосов

6.7 Подбор конденсатных баков

7. Расчет и подбор вспомогательного оборудования котельной

7.1 Подбор оборудования химводоподготовки

7.2 Подбор деаэраторов

7.3 Подбор экономайзеров

7.4. Подбор дутьевых вентиляторов

7.5 Подбор дымососов

8. Расчет установки по исползованию теплоты пароконденсатной смеси для нужд горячего водоснаджения и воздушного отопления

8.1 Средневзвешенная энтальпия пароконденсатной смеси

8.2 Ресурс теплоты пароконденсатной смеси

8.3 Количество отсепарированного пара

8.4 Внутренний объем сепаратора

8.5 Внутренний диаметр сепаратора

8.6 Количество теплоты отсепарированного пара, направляемого в калорифер для подогрева воздуха

8.7 Количество теплоты, утилизируемой в калорифере на нагрев воздуха

8.8 Поверхность нагревакалорифера

8.9 Расход теплоты, поступающей с кипящей водой в водо-водяной подогреватель

8.10 Количество теплоты, утилизируемой в водо-водяном подогревателе

8.11 Поверхность нагрева водо-водяного подогревателя и объем нагреваемой в нем воды

8.12 Коэффициент утилизации теплоты пароконденсатной смеси

8.13 Степень обеспечения производственного корпуса горячей водой, получаемой в утилизационном водоподогревателе, а также горячим воздухом, используемом для воздушного отопления

Таблицы

Исходные данные

теплоснабжение отопление котёл паровой

Исходные данные к курсовому проекту на тему: теплоснабжение молочного предприятия в городе Петрозаводске.

Производительность по видам продукции:

мясо - 11 ^т/_см.

сухие корма - 0,5 ^т/_см.

2. Проектная мощность- 50 ^т/_см.

Отпуск теплоты сторонним потребителям:

горячей воды 0- ^м3/_см.

пара - 40

Город Одесса.

Вид топлива: природный газ

Газопровод: Гоголево-Полтава

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 = Q_тн + Q_гв + Q_от + Q_вен + Q_ст+Q_сн

Q = 208,84+60,07+10,58+13,71+125,7+8,3=427^ГДж/_см

Где Q - выработка теплоты в котельной,

Q_тн, Q_гв, Q_от, Q_вен, Q_ст, Q_сн - 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.

Dтн = ?Di + Dн

Dтн = 89,5+12,08 = 101,58 т/см

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

D₁ = 0,22*25=5,5т/_см

D₂ = 2,8*30=84т/_см

Где d_i - расход пара на выработку отдельных видов продукции,

П_i - проектная мощность по выработке отдельных видов продукции.

Dн = цн*?Di

Dн = 0,135*89,5 =12,05 т/м

Где ?_п - доля ненормируемого расхода пара на технологические нужды от нормируемого.

Расход теплоты на технологические нужды.

Qтн = ?Qi + Qн

Q тн = 184+24,84 =208,84 ГДж/см

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

Q₁=0,519*25=13^ГДж/_см

Q₂=5,7*30=171/_см

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.

h₁' - энтальпия кипящей воды при давлении .

r_i - теплота парообразования при давлении P₁.

x_i - степень сухости пара принимается в пределах 0,93 - 0, 95

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

h_i - энтальпия пароконденсатной смеси для отдельных видов продукции.

Здесь h_i' - энтальпия кипящей воды при давлении пароконденсатной смеси P_i для отдельных видов продукции.

r_i - теплота парообразования при давлении для отдельных видов продукции.

x_i - степень сухости пароконденсатной смеси для отдельных видов продукции.

Расход теплоты на производство ненормируемых видов продукции.

1.2 Расход теплоты и пара на горячее водоснабжение

Расход горячей воды

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

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

Здесь W_i - 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- теплоемкость воды.

? - плотность воды.

t_хв t_гв - 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_г^хв h₇ = 4,19 * 100 =419 ^кДж/_кг

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

Расход теплоты на нагрев воды для нужд горячего водоснабжения.

1.3 Расход теплоты и пара на отопление

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 18 ⁰С);

t_н - 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 = 440 ^кДж/_кг

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

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);

Расход пара на нужды вентиляции.

Где h₉ - энтальпия конденсата, возвращаемого из калориферов системы вентиляции

h₉ = c * t_к^к

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

1.5 Расход теплоты на отпуск сторонним потребителям

Qст=Dст(h1-в*h10)*0.001

Dст=40 т/см

h1=2690 кДж/кг

вз = 80% cт

h10=C*tk

h10=4.19*80=335.2 кДж/кг

Qст = 40(2690-0,8*335,2)*0,001 = 96,8ГДж/см

1.6 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.

2. Характеристика системы теплоснабжения предприятия

Расход горячей воды по предприятию.

Расход горячей воды сторонним потребителям.

Т. К. Vст=0, то Vст =0

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 отпуск сторонним потребителям

Расход пара на собственные нужды котельной и топливного хозяйства.

Выход конденсата от технологических паропотребляющих аппаратов.

Масса конденсата, возвращаемого от сторонних потребителей от сторонних потребителей

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

Суммарный выход конденсата

2.1 Подбор паровых котлов

Используя график нагрузки (график 2), по максимальному часовому потреблению пара производим подбор необходимого количества и типов котлов. D_пара^max = 6 ^т/_ч Выбираем три котла КЕ-6,5-14С: номинальная производительность - 6,5 т/ч; номинальное давление пара - 1.4 МПа; состояние пара - влажный насыщенный; КПД котлоагрегата - 82,35%.

3. Показатели работы 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.

3.1 Максимальная часовая теплопроизводительность котельной

Где D_ч^max - максимальное потребление пара;

h₁ - энтальпия вырабатываемого пара;

h₁₁ - энтальпия питательной воды;

h₁₂ - энтальпия котловой воды;

?_пр - доля непрерывной продувки котлов (принимается равной 3 - 6%)

3.2 Годовой расход теплоты на технологическое нужды

Где z_см - число рабочих смен в год (для мясных заводов до - 550);

?_пм - средние за год коэффициент загрузки производственных мощностей (для мясных заводов 0.8 - 0.85).

3.3 Годовой расход теплоты на горячее водоснабжение

3.4 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).

3.5 Годовой расход теплоты на вентиляцию

3.6 Годовой расход теплоты на собственные нужды

3.7 Суммарная годовая теплопроизводительность источника теплоты

3.8 Средний коэффициент загрузки эксплуатируемых котельных агрегатов

Где D - выработка пара;

D_н - номинальная производительность котла;

n - число котлов.

3.9 Фактический КПД котельной (брутто) с учетом среднего коэффициента загрузки эксплуатируемых котельных агрегатов

Где ?^бр - КПД котлов;

а - поправочный коэффициент (для котельных, работающих на твердом топливе, составляет 0.09 - 0.12).

3.10 Средний КПД (нетто)котельной

3.11 Максимальный часовой расход топлива

Где Q_н^р - низшая теплота сгорания топлива.

3.12 Годовой расход топлива

3.13 Удельный расход натурального и условного топлива на выработку теплоты

3.13 Удельный расход натурального и условного топлива на выработку теплоты

4. Расчет теплопроводов

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

4.1 Определение внутреннего диаметра теплопроводов (паропровода на технологические нужды, конденсатопровода, трубопровода горячей воды)

Внутренний диаметр паропровода на технологические нужды.

Где V_c - расход пара протекающего по трубопроводу;

? - допускаемая скорость пара (для влажного насыщенного пара 30 - 40 ^м/_с).

Секундный объемный расход влажного насыщенного пара.

Где U_x - удельный объем влажного насыщенного пара;

D_c - максимальный секундный расход пара.

По расчетному значению d_вн подбираем ближайший больший диаметр теплопровода.

Выбираем d_вн = 0,05 м, ?_ст = 0,0035 м, d_нар = 0,057 м

4.2 Расчет и подбор толщины тепловой изоляции теплопроводов

Толщина теплоизоляционного слоя наружных теплосетей определяется из уравнения.

Пар:

Выбираем для изоляции теплоизоляционные полуцилиндры из минеральной ваты

?_из = 0,071 ^Вт/_(м*К).

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.

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

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

Удельные потери теплоты наружными теплопроводами.

Пар:

Где ?₁ - коэффициент теплоотдачи от теплоносителя к стенке трубы;

?_тр - коэффициент теплопроводности трубы.

Удельные потери теплоты наружными теплопроводами 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 расход теплоносителя.

Степень увлажнения пара, обусловленная потерями теплоты в окружающую среду.

Где z - теплота парообразования при давлении Р₁.

Снижение температуры воды (конденсата).

Конденсат:

5. Определение себестоимости 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.

5.1 Затраты на топливо

С_топ = В_год *S_т

С_топ =3035,666 * 3*10 = 91069^руб/_год

Где S_т - стоимость топлива.

5.2 Затраты на воду

С_в = V_год * S_в

С_в = 86860,4* 0,5*10= 43430,2^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).

5.3 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 = 90220* 3,6 = 324793 ^кВт*ч/_ГДж

Где W_Q - удельный расход электроэнергии на выработку теплоты.

5.4 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 к_Q - удельные капитальные затраты;

Q_уст - установленная теплопроизводительность котельной



Где n_об, n_мон - соответственно доля капитальных затрат, приходящихся на стоимость оборудования и его монтаж;

А_об - норма амортизации оборудования (принимается равной 8,5% при сжигании малозольного твердого топлива).

5.5 Затраты на ремонт зданий и оборудование котельной

5.6 Затраты на заработную плату

Где m_шт - коэффициент штатного персонала;

З_шт - средняя заработная плата штатного работника котельной.

5.7 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).

5.8 Прочие затраты

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

5.9 Ожидаемая себестоимость теплоты

Где С_год - эксплуатационные затраты.

Где С_топ - стоимость топлива;

С_в - стоимость воды;

С_эл - стоимость электроэнергии;

С_ам - амортизационные отчисления;

С_тр - затраты на текущий ремонт;

С_зп - зарплата работников теплоцеха;

С_ст - отчисления на страхование;

С_пр - прочие затраты.

5.10 Структура себестоимости теплоты и пути ее снижения

Для снижения себестоимости теплоты нужно автоматизировать систему теплоснабжения. Наибольший экономический и технический эффект дает автоматическое регулирование работы котельного агрегата, которое может привести к повышению его КПД на 2-2,5% и соответствующему уменьшению расхода топлива. Наряду с этим соответствующий технико-экономический эффект дает автоматическое регулирование работы всех вспомогательных установок, деаэраторов, питательных и других насосов, водоподогревательных установок, продувочных устройств и др.

6. Расчет и подбор водоподогревателей систем отопления и горячего водоснабжения

6.1 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-IV, F = 17,2 м², Р = 0,7 МПа 2 штуки.

6.2 Расчет и подбор водоподогревателей системы горячего водоснабжения

Суммарная поверхность нагрева пароводяных подогревателей системы горячего водоснабжения.

Выбираем пароводяной подогреватель

ПП-2-9-7-II F = 9,5 м² 2 штуки.

6.3 Расчет и подбор баков-аккумуляторов горячей воды

Баки - аккумуляторы горячей воды выбираются на основании сравнения интегрального графика потребления горячей воды (график 11 линия а)со средним потреблением за смену (график 11 линия б) по данным сменного графика потребления горячей воды.

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

V_ак = 5 м³

Выбираем два бака: Т40.04.00.000СБ Тип 1

V = 5 м³ , d = 1,8 м.

6.4 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 = 23,5 ^м3/_ч V_гв^min = 14,0 ^м3/_ч

Выбираем два насоса КМ 45/30а номинальная мощность- 35^м3/_ч и один насос КМ 20/18 номинальная мощность -20 ^м3/_ч

6.5 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 два центробежных насоса КМ 90/20а номинальная мощность 70 ^м3/_ч.

6.6 Подбор конденсатных насосов

Конденсатные насосы подбираются аналогично циркуляционным на основании максимального выхода конденсата от различных потребителей (график 3).

D_к^max = 2,5/_ч

Выбираем центробежный конденсатный насос Кс-12-50 1 штука номинальная производительность 12 ^м3/_ч.

6.7 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 (график 11 линия а) и его среднего выхода (график 11 линия б).

V_кон = 2,5 м³

Выбираем два бака: Т40.03.00.000СБ Тип 1, V = 3 м³

7. Расчет и подбор вспомогательного оборудования котельной

Вспомогательное оборудование котельной обеспечивает безопасность и надежность работы котельных агрегатов, стабильность заданных параметров и режимов эксплуатации системы теплоснабжения предприятия. К вспомогательному оборудованию относятся установки для химической обработки питательной воды, удаления из нее растворенных газов, баки питательной воды, насосы различного назначения, экономайзеры, дутьевые вентиляторы, дымососы, а также устройства теплового контроля и автоматики.

7.1 Подбор оборудования химводоподготовки

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

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

В целях взаимозаменяемости установленного оборудования целесообразно для обеих ступеней умягчения применять фильтры одного типоразмера.

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);

D_пр - расход продувочной воды;

Здесь ?_пр - доля продувки

D_к^max - масса возвращаемого конденсата.

Диаметр фильтров.

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

z_ф - количество работающих фильтров каждой ступени.

Площадь фильтрования 0,39 м².

7.2 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 3 деаэратора ДА - 5;.Номинальная производительность-5^т/_{ч .}

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

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

7.3 Подбор экономайзеров

Экономайзеры предназначены для подогрева питательной воды за счет охлаждения дымовых газов, выходящих из котлоагрегатов. Для котлов типа ДЕ целесообразно применять не кипящие чугунные, ребристые экономайзеры системы ВТИ.

Поверхность нагрева экономайзера.

Где к_эк - коэффициент теплопередачи;

h₁₁ - энтальпия питательной воды на выходе из экономайзера, равная энтальпии деаэрируемой воды (соответствует температуре );

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

h₁₁ = 439,4 ^кДж/_кг

h₁₄ = c * t_э'' h₁₄ = 4,19 * 170 = 712,3^кДж/_кг

Выбираем экономайзер ЭП1 - 330; 1 штука, F=330,4 м².

7.4 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 газа 1.2);

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

Состав топлива: CH₄ =93,8%, C₂ H₆ =2%, C₃ H₈ =0,8%, C₄ H₁₀ =0,3%, C₅ H₁₂ =0,1%, N₂ =2,6%

B_р - расчетный расход топлива;

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 ;} мощностью 11кВт.

7.5 Подбор дымососов

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

Производительность дымососа.

Где V_г - объем продуктов сгорания топлива при нормальных условиях.

?_ух - коэффициент избытка воздуха в дымовых газах перед дымовой трубой (при сжигании газа можно принять равным 1,4);

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 14,65*10^{3 м3}/_ч,

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

Значительным резервом экономии топлива на предприятиях отрасли являются тепловые вторичные энергоресурсы (ВЭР).

К вторичным энергоресурсам относятся: пароконденсатная смесь отработавшего в рекуперативных аппаратах "глухого" пара, вторичные пары выпарных установок, отработавшие газы термических камер и сушильных установок, уходящие газы котельных установок температурой до 300⁰С, высокотемпературные продукты сгорания природного газа в технологических печах, сбросные горячие и теплые воды, низкотемпературные вентиляционные выбросы и физическая теплота продукции, а также сбросные горячие и теплые воды компрессорных установок.

Возможности использования ВЭР определяются их параметрами, фазовым состоянием, размещением и концентрацией источников, наличием потребителей низкопотенциальной теплоты, суточными и годовыми графиками выхода, а также сопоставимостью их с графиками потребления энергоресурсов, вырабатываемых в утилизационных установках.

Наиболее перспективными ВЭР являются: пароконденстная смесь, вторичные пары и продукты сгорания природного газа в технологических печах и котельных установках. Возможными потребителями ВЭР могут быть системы горячего водоснабжения, водяного и воздушного отопления. Кроме того их можно использовать для обогрева теплиц, а также выработки искусственного холода в адсорбционных холодильных установках.

8.1 Средневзвешенная энтальпия пароконденсатной смеси

8.2 Ресурс теплоты пороконденсатной смеси

8.3 Количество отсепарированного пара

где h'-энтальпия кипящей воды при давлении в сепараторе Р ( принимается равнм 0,17 ...0,18 МПа);

r-теплота парообразования при давлении Р.

8.4 Внутренний объем сепаратора

где U" - удельный объем сухого насыщенного пара при давлении Р;

x - степень сухости отсепарированного пара (принимается равной 0,9...0,6 м/(мс);

q - напряжение парового пространства сепаратора (принимается равным 0,5...0,6 м/(мс).

8.5 Внутренний диаметр сепаратора

где w - скорость пара в корпусе ( не должна превышать 2 м/с).

8.6 Количество теплоты отсепарированного пара, направляемого в калорифер для подогрева воздуха

где h - энтальпия отсепарированного пара.

8.7 Количество теплоты, утилизируемой в калорифере на нагрев воздуха

где h - энтальпия конденсата после калорифера ( принимается при температуре t , равной 85..95 С).

8.8 Поверхность нагрева калорифера

где n - коэффициентполезного использования теплоты в калорифере ( принимается равным 0,85...0,9);

k - коэффициент теплопередачи калорифера ( 0,4...0,6).

Выбираем калорифер типа КВБ9-11 с поверхностью нагрева 26 м²

8.9 Расход теплоты, поступающей с кипящей водой в водо-водяной подогреватель

8.10 Количество теплоты, утилизируемой в водо-водяном подогревателе

где h - энтальпия конденсата после водо-водяного подогревателя.

8.11 Поверхность нагрева водо-водяного подогревателя и объем нагреваемой в нем воды

Выбираем водо-водяной секционный разъемный подогреватель типа ПВ-z-009 Поверхность нагрева F=3,4 м.

8.12 Коэффициент утилизации теплоты пароконденатной смеси

8.13 Степень обеспечения производственного корпуса горячей водой, получаемой в утилизационном водоподогревателе, а также горячим воздухом, используемым для воздушного отопления

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
мясо	1,4	0,95	2690,1	0,4	0,3	0,2	994,12	11		0,30	0,69	3,3	7,59
сухие корма	1,4	0,95	2690,1	0,7	0,3	0,14	962,4	0,5		6,1	12,3	3,05	6,15
Ненормируемое потребление	1,4	0,95	2690,1	--	--	--	--	--	0,06	--	--	0,381	0,82
Всего	--	--	--	--	--	--	--	--		--	--	6,731	14,5

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
мясо	--	--	--	--	--	4	11	--	44	--	--
сухие корма	--	--	--	--	--	15	0,5	--	7,5	--	--
Ненормируемое потребление	--	--	--	--	--	--	--	--	25,75	--	--
Отпуск сторонним потребителям	--	--	--	--	--	--	--	--	-	--	--
Всего	1,4	0,95	2690,1	12	70	--	--	0,2	72,75	14,5	33

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

Здания,	Vзд тыс.м3	Vздвен тыс.м3	qот Вт/м3К	qот' Вт/м3К	qвен Вт/м3К	tн 0C	tн' 0C	tвн 0C	Dот т/см	Dвен т/см	Qот ГДж/см	Qвен ГДж/см
цех первичной переработки скота	25	8,75	0,295	2,88	0,85	--	--	18	--	--	--	--
колбасный цех	20	4,2	0,354	0,5	0,4	--	--	18	--	--	--	--
Всего	--	--	--	--	--	-1	-29	--	2,17	2,84	4,65	6,3

Таблица 4. Структура парового и теплового балансов предприятия.

Характеристика	Еди- ница	Технологические нужды	Горяч. водоснабжение	Отоплен	Вентиляция	Общее потребление	Отпуск сторон потреб.	Расход на собств. нужды	Выработка
D	т/см	6,731	14,5	2,17	2,84	19,9	40	1,34	61,24
D	%	11	23,67	3,54	4,63	32,49	47,02	2,18	100
Q	Гдж/см	14,5	33	4,65	6,3	100,1	58,45	4,46	158,75
Q	%	9,13	20,78	2,93	3.96	36,81	48,43	2,2	100

Таблица 5. Расход горячей воды, ^м3/_ч.

Потребитель	Смен. расход	Часовой интервал.
		8-9	9-10	10-11	11-12	12-13	13-14	14-15	15-16
Предприятие	152,7	17,8	14,0	18,8	21,1	17,6	18,8	21,1	23,5
Всего	152,7	17,8	14,0	18,8	21,1	17,6	18,8	21,1	23,5

Таблица 6. Расход пара, ^т/_ч.

Потребитель	Смен. расход т/см.	Часовой интервал.
		8-9	9-10	10-11	11-12	12-13	13-14	14-15	15-16
Технологические аппараты	20,8	2,26	2,58	2,9	3,22	2,26	2,58	2,58	2,42
Система горячего водоснабжения	17,18	2,07	1,63	2,18	2,45	2,04	1,63	2,45	2,73
Система отопления	2,48	0,31	0,31	0,31	0,31	0,31	0,31	0,31	0,31
Система вентиляции	2,72	0,34	0,34	0,34	0,34	0,34	0,34	0,34	0,34
Сторонним предприятиям	39,6	3,6	4,8	6	5,4	4,8	4,8	5,4	4,8
Собственные нужды	1,82	0,19	0,2	0,26	0,26	0,22	0,2	0,25	0,24
Всего	84,6	8,77	9,86	11,99	8,67	11,98	9,86	11,33	10,8

Таблица 7. Выход конденсата, ^т/_ч.

Источник	Смен. расход т/см.	Часовые интервалы.
		8-9	9-10	10-11	11-12	12-13	13-14	14-15	15-16
Технологические аппараты	6,7	0,73	0,83	0,93	1,04	0,73	0,83	0,83	0,78
Система горячего водоснабжения	17,18	2,07	1,63	2,18	2,45	2,04	1,63	2,45	2,73
Система отопления	2,48	0,31	0,31	0,31	0,31	0,31	0,31	0,31	0,31
Система вентиляции	2,72	0,34	0,34	0,34	0,34	0,34	0,34	0,34	0,34
Возврат конденсата	8,7	0,8	1,05	1,32	1,19	1,05	1,05	1,19	1,05
Всего	37,78	3,7	4,14	5,15	5,7	5,22	5	5,4	5,83

Таблица 8. Структура себестоимости теплоты.

Вид затрат	Затраты руб/год	Удельные затраты	доля затрат
		руб/ГДж	руб/т
Стоимость топлива	91069	30	61	3,5
Стоимость воды	43430,2	5	10,13	1,71
Стоимость электроэнергии	9743,8	3	6,2	0,38
Амортизационные отчисления	107261,79	8,59	19,5	4,22
Текущий ремонт	21452,358	1,7	3,9	0,84
Зарплата	1724580	12,32	34,98	67,93
Страховые отчисления	467014	0,15	0,33	18,39
Прочие затраты	73936,51	2,2	5	3,13
Всего	2538486,87	53,8	122,18	100

Размещено на Allbest.ru