Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Теплоснабжение промышленного предприятия

1.1 Определение годового количества потребляемой теплоты

теплота энергетический топливо электроэнергия

Годовое количество потребляемой теплоты, Гкал определяется по формуле [6,ф.2.1,с.13]:

(1.1)

где Q_потi - годовое количество теплоты, потребляемое i-м потребителем;

n - количество потребителей.

Потребляемая теплота складывается из количеств теплоты, требуемой на нужды отопления, вентиляции, горячего водоснабжения и технологические нужды, Гкал, и определяется по формуле [6,ф.2.2,с.13]:

Q_потi = Q_от + Q_v + Q_h+ Q_т, (1.2)

где Q_от - годовое количество теплоты, требуемое для отопления, Гкал/год;

Q_v - годовое количество теплоты, требуемое для вентиляции, Гкал/год;

Q_h - годовое количество теплоты, требуемое для нужд горячего водоснабжения, Гкал/год.

Q_т - годовое количество теплоты, требуемое для технологических нужд, Гкал/год.

Определение годового количества теплоты на отопление

Для объектов таких, как предприятие или цех, часто достаточно использовать укрупненные показатели отопительно-вентиляционной нагрузки.

Количество теплоты Q₀, Гкал, при укрупненном расчете может определяться по формуле [6,ф.2.6а,с.15]:

Q_о = a•q_о•V_Н• (t_i - t_m)•k_nm•24•Z_о·10^-6, (1.3)

где a=1,264 - поправочный коэффициент, учитывающий район строительства здания, принимается по табл. 2 [6,прил.1, с. 97];

q_о - удельная отопительная характеристика здания при t_о = -27 °С, ккал/(м³·ч·°С), принимается: для жилых зданий по таблицам 3,4, для общественных зданий по табл. 6, для производственных зданий по табл. 7 [6, прил. 1, с.97-101];

V_Н - объем здания по наружному обмеру выше отметки ±0,000 (надземная часть), м³, принимается по заданию;

k_nm - повышающий коэффициент для учета потерь теплоты теплопроводами, проложенными в неотапливаемых помещениях, принимается в соответствии со СНиП 2.04.05-91* [4], равным 1,05;

t_i - средняя расчетная температура внутреннего воздуха отапливаемых зданий, по табл. 1[6, прил. 1, с.111];

t_m=-5,2 - средняя температура наружного воздуха за расчетный период, °С, принимается для планирования по СНиП 23-01-99 [2], фактическая - по данным местной метеостанции.

Для здания пожарной части количество теплоты Q₀ определяется:

Q_о =1,264•0,46•2640•(15-(-5,2)) •1,05•24•203•10^-6=159,22 Гкал.

Для определения рациональности использования тепловой энергии на отопление зданий необходимо определить удельную норму тепла на отопление:

(1.4)

где V-объем зданий по наружному обмеру, тыс.м³.

Для здания пожарной части удельная норма тепла на отопление:

Определяется максимальный часовой расход теплоносителя для здания пожарной части:

где - максимальный часовой расход тепловой энергии на отопление, Гкал/ч, принимается по данным курсового проекта по дисциплине «Источники и системы теплоснабжения»;

c - теплоемкость воды, ккал/ч;

Дt-разность температур, принимается в зависимости от температурного графика.

Вывод: Данная диаграмма отражает, что основная часть вырабатываемой теплоты котельной на отопление используется для производственных помещений.



Вывод: Из данной диаграммы видно, что наибольшее потребление энергии на отопление производственных помещений приходится на ремучасток, так как имеет большой объем здания. Наименьшее потребление энергии используется емкостями горизонтальными.

Вывод: Данная диаграмма отражает рациональность потребления тепла объектами котельной, которая выражена в отклонении от средней удельной нормы потребления. Так емкости горизонтальные имеют минимальное отклонение от средней удельной нормы, наибольшее отклонение имеет ремучасток.

Определение годового количества теплоты на вентиляцию

При укрупненных расчетах количество тепла за расчетный период, Гкал, можно определить по формуле [6,ф.2.35а,с.29]::

Q_v = V_Нq_v (t_i - t_н.р.)n_vZ_v. (1.5)

t_i - средняя температура внутреннего воздуха вентилируемых помещений здания, °С;

t_н.р. - расчетная температура наружного воздуха для проектирования вентиляции;

n_v=11 - усредненное число часов работы системы вентиляции в течение сут.,ч.;

Z_v =203- продолжительность работы системы вентиляции за расчетный период.

Для рем.участка годовое количество теплоты на вентиляцию:

Q_v = 27600•0,62•(15-(-5,2)) •11•203•10^-6=771,86 Гкал.

Для определения рациональности использования тепловой энергии на вентиляцию зданий определить удельную норму тепла на вентиляцию:

Определяется максимальный часовой расход теплоносителя для здания пожарной части:

где - максимальный часовой расход тепловой энергии на вентиляцию, Гкал/ч, принимается по данным курсового проекта по дисциплине «Источники и системы теплоснабжения»;

c - теплоемкость воды, ккал/ч;

Дt-разность температур, принимается в зависимости от температурного графика.

Вывод: Как видно из диаграммы №4 большая часть теплоэнергии для ремучастка затрачивается на отопление 91%, а на вентиляцию - только 9%.

Определение годового количества теплоты на ГВС

Расход теплоты на горячее водоснабжение в общем случае определяется по формуле[6,ф.2.51,с.35]:

q_h = q_h^з + q_h^л + q_тп, (1.6)

где q_h^з - расход теплоты на подогрев воды в отопительный период, Гкал определяется по формуле [6,ф.2.52а,с.36];

q_h^л - расход теплоты на подогрев воды в неотопительный период, Гкал определяется по формуле [6,ф.2.53а,с.36];

Q_тп - потери тепла системой горячего водоснабжения, Гкал определяется по формуле.

q_h^з = g^h_итmcс (t_h - t_c^з)Z_з·10^-6; (1.7)

q_h^л = g^h_итmcсв(t_h - t_c^л)Z_л·10^-6; (1.8)

q_h^л = g^h_итmcс[(t_h - t_c^з)Z_з + в(t_h - t_c^л)Z_л]·10^-6; (1.9)

в формулах (1.7) - (1.9):

g^h_ит - норма расхода горячей воды на горячее водоснабжение на единицу измерения для потребителя, принимается для жилых зданий по табл. 21 [6, прил. 1, с. 108-110] (СНиП 2.04.01-85*) или по утвержденным местными органами власти, л/(сут.·чел);

m - количество единиц измерения, отнесенное к суткам или сменам (число жителей, учащихся в учебных заведениях, мест в больнице и т.п.);

t_h - средняя температура горячей воды принимается для закрытой системы теплоснабжения равной 55, для открытой - 65 °С, при этом норма расхода горячей воды принимается с коэффициентом 0,85 [9];

c - удельная теплоемкость горячей воды, принимается 1 ккал/(кг·°С);

с - плотность горячей воды, принимается равной 1 кг/л;

t_c^з - температура холодной (водопроводной) воды в отопительном периоде, принимается при отсутствии данных 5 °С;

t_c^л - температура холодной (водопроводной) воды в неотопительном периоде, принимается при отсутствии данных 15 °С;

Z_з, Z_л - продолжительность работы системы горячего водоснабжения соответственно в отопительном и неотопительном периодах, сут.;

в - коэффициент, учитывающий изменение среднего расхода воды на горячее водоснабжение в неотопительный период по отношению к отопительному периоду, принимаемый при отсутствии данных для жилищно-коммунального сектора равным 0,8 (для курортов в = 1,2 - 1,5), для предприятий - 1 [10].

Для здания пожарной части:

q_h^з = g^h_итmcс (t_h - t_c^з)Z_з·10^-6 =7·20·1·1·(55-5) ·203·10^-6=1,42 Гкал

q_h^л = g^h_итmcсв(t_h - t_c^л)Z_л·10^-6=7·20·1·1· 1· (55-15) ·163·10^-6=0,912 Гкал

q_h= q_h^з+ q_h^л =1,42+0,912=2,33 Гкал.

Удельная норма на ГВС:

Определяется максимальный часовой расход теплоносителя для здания пожарной части:

Вывод: Из диаграммы видно, что доля использования теплоты для производственных и общепроизводственных служб и помещений почти равна, но для производственных помещений теплоты на ГВС требуется на 2% меньше, чем для общепроизводственных служб и помещений.



Вывод: В данной диаграмме показывается отклонения средней удельной нормы на ГВС, максимальное отклонение имеет гостиница, у остальных помещений приблизительно равные отклонения.

Определение годового количества теплоты на технологические нужды

Производственная нагрузка задается в задании:

1 смена - 1,72 Гкал/ч;

2 смена - 2,15 Гкал/ч;

3смена - 3,01 Гкал/ч;

Годовой расход тепла на производство будет:

(1.10)

где -часовая нагрузка на технологические нужды, Гкал/ч;

Z - продолжительность работы системы в году, сут,

6 - число часов работы смены в сутки, ч.

На производство с котельной уходит горячая теплофикационная вода по температурному графику 95-70 ⁰С.

Определим годовой расход воды на технологические нужды:



Вывод: Отсюда можем сделать вывод, что годовой расход тепла на производство составляет 484,3 Гкал/год или горячей теплофикационной воды - 484,3*10⁶ кг/год.

Определим общецеховые (общезаводские) нормы расхода теплоэнергии для тех потребителей, которые, которые выпускают продукцию. В данной работе таким потребителем является рем.участок. Результаты сведены в таблицу.

Цеховые (общецеховые) расходы тепловой энергии по предприятиям

Наименование цехов	Рем. участок
Qот,Гкал/год	1297,8
Qвент, Гкал/год	771,86
Итого в отоп.сез., Гкал/год	2069,66
Qгвс,Гкал/год	-
Qтехн,Гкал/год	12108,8
Итого круглогод.потребление, Гкал/год	-
Всего Гкал/год	2069,66
П, тыс.м3/год	500
Уд.норма, Гкал/ед.прод.	0,0026

Вывод: Цеховая нагрузка для рем.участка при выпуске продукции П=500т.м³/год складывается из нагрузки на отопление Q_от=1297,8 Гкал/год и нагрузки на вентиляцию Q_вент=771,86 Гкал/год, что в сумме составляет 2069,66 кал/год.



Вывод: Из диаграммы видно, что большая доля нагрузки котельной требуется на технологию, поэтому характер котельной производственно-отопительный и используется паровой котел.

Вывод: Данная диаграмма демонстрирует, что большая часть нагрузки приходится на производственные помещения, так как суммарный объем зданий превышает объем зданий общепроизводственных служб и помещений, а также использованием в производственных помещениях технологии.



Вывод: В производственных помещениях, глядя на диаграмму, можно сказать, что большая доля тепловой энергии приходится на технологию и составляет 74%, одна пятая часть необходима на отопление 20%. Так как в данной зоне предприятия мало объектов, которым необходимо ГВС, поэтому данная нагрузка составляет 5%.

Вывод: Общепроизводственные службы и помещения являются потребителями отопления и ГВС. Исходя из диаграммы, основная доля теплоты требуется на отопления и составляет 71%, ГВС же требуется 29%.

1.2 Определение количества вырабатываемой теплоты

Общее количество вырабатываемой теплоты теплоисточником (котельной), Гкал, определяется по формуле [6,ф.3.1,с.48]:

Q_выр = Q_отп + Q_сн, (1.11)

где Q_отп - количество теплоты, отпущенного в тепловую сеть от теплоисточника за рассматриваемый период, Гкал;

Q_сн - количество теплоты, расходуемое на собственные нужды теплоисточника, Гкал, за тот же период.

Количество отпущенной теплоты, Гкал, определяется по формуле [6,ф.3.2,с.48]:

Q_отп = Q_пот + Q_тп, (1.12)

где Q_пот - количество потребленной теплоты в теплоиспользующих установках потребителей, Гкал, определяется по разделу 2;

Q_тп - количество теплоты, теряемое тепловыми сетями при транспортировании теплоносителя от источника до потребителей, Гкал. [6]

Определение количества теплоты на собственные нужды котельных

Общий расход теплоты на собственные нужды котельной определяется расчетным или опытным путем исходя из потребностей конкретного теплоисточника, как сумма расходов теплоты (пара) на отдельные элементы затрат:

1) потери теплоты на нагрев воды, удаляемой из котла с продувкой;

2) расход теплоты на подогрев мазута в железнодорожных цистернах, мазутохранилищах, расходных емкостях;

3) расход теплоты в паровых форсунках на распыление жидкого топлива;

4) расход теплоты на технологические процессы подготовки воды;

5) расход теплоты на отопление помещений котельной и вспомогательных зданий;

6) расход теплоты на бытовые нужды персонала;

7) прочие.

Так как топливом в котельной является природный газ, пункты 2 и 3 исключаем.

(1.12)

где Q_снi - потери теплоты на i-й элемент собственных нужд, Гкал;

n - количество элементов затрат на собственные нужды.

Расход и количество теплоты, отпускаемой на отопление здания котельной определяется в соответствии с разделом 1.1 по формуле (1.3):

Расход теплоты на растопку паровых котлов, (Гкал/ч) определяется по формуле [6,ф.3.6,с.49]:

(1.13)

где Q_ок - теплопроизводительность котла, (Гкал/ч), из предыдущего расчета установлено 2 котла FR25-4. Номинальная паропроизводительность каждого 4 т/ч - 2.56 Гкал/ч. Принимается 0,06% от номинальной мощности по табл. 7 [6, прил. 2, с. 129].

Расход теплоты на растопку водогрейных котлов определяется по формуле (1.13):

Таким образом, потери теплоты при растопке котлов составляют:

Потери теплоты на технологические нужды химводоочистки, на хозяйственно-бытовые нужды определяются по формуле [6,ф.3.8,с.49]:

(1.14)

где К_ХВО - удельный расход воды на собственные нужды ХВО, 1 т исходной воды на 1 т химически очищенной воды, принимается по таблице 2 Приложения 2 [6];

К_ВЗ- поправочный коэффициент принимаемый 1,2;

G_ХВО - производительность ХВО, т/ч, принимается по данным курсового проекта по дисциплине «Источники и системы теплоснабжения»;

С_В - теплоемкость воды, 1 ккал/(кг•^оС);

t?,t?-соответственно температура сырой воды после водоподогревателя и исходной воды, ^оС, принимается по данным курсового проекта по дисциплине «Источники и системы теплоснабжения»;

Z_ХВО - продолжительность работы ХВО в расчетном периоде, ч.

Потери теплоты с продувочной водой в Гкал, при отсутствии данных определяется по табл. 7 [6, прил. 2, с. 129]:

(1.15)

Прочие и неучтенные потери (опробование предохранительных клапанов, потери с утечками и испарением, потери через изоляцию трубопроводов и пр.), Гкал, принимаются равными:

для открытой системы теплоснабжения [6,ф.3.23,с.53]

Q_пр = 0,02Q_выр (1.16)

для закрытой системы теплоснабжения [6,ф.3.24,с.53]

Q_пр = 0,01Q_выр (1.17)

В курсовой работе система теплоснабжения закрытая, следовательно, прочие потери определяем по формуле:

где Q_выр=5020,29 Гкал - потребление тепловой энергии (см. табл.6).

Результаты расчета сведены в таблицу.

Расход теплоты на собственные нужды котельной

№ п/п	Элементы затрат	Расход теплоэнергии Qi,Гкал	Доля, %
1	Отопление помещений котельной	173,8	46,2
2	Растопка котлов	6,24	1,6
3	Технологические процессы подготовки воды	83,58	22,1
4	Продувка котлов	62,86	16,7
5	Прочие неучтенные потери	50,2	13,4
	Итого	376,68	100

Вывод: Основную долю потребления теплоты уходит на отопление помещения котельной. Почти равные затраты приходятся на продувку (62,86%) и химическая водоочистка (83,58%). Неучтенные потери имеют место (13,4%) и на растопку котлов уходит меньшая доля расхода тепла (1,6%).

Определение годового количества теплоты, теряемой в тепловых сетях

Годовые потери теплоты через изолированную поверхность трубопроводов, при транспортировке теплоносителя от теплоисточника до потребителя определяется по формуле [6,ф.3.26а, с.54]:

(1.18)

где q_пi,q_оi - нормы плотности теплового потока через поверхность изоляции трубопроводов, ккал/(ч·м), принимаются по табл. 8 - 11 [6, прил. 2, с. 129 - 131] в зависимости от вида прокладки теплопроводов и температуры теплоносителя;

l_пi, l_оi - протяженность i-х участков трубопроводов соответственно подающего и обратного трубопроводов, м;

Z - продолжительность работы тепловых сетей в планируемом периоде, сут.;

n, m - количество участков тепловой сети;

в - коэффициент, учитывающий тепловой поток через изолированные опоры труб, фланцевые соединения и арматуру, принимается по СНиП 2.04.14-88*[7]. при мм; при мм.

Пример расчета для участка №1:



Вывод: Исходя из представленной диаграммы видно, что наибольшая часть потерь происхоит по теплопроводу, так как длина его превышает в несолько раз остальные. Общие потери через изоляционное покрытие составляет 1727,96 Гкал/год.

Далее определяется количество отпущенной теплоты по формуле:

Q_отп=Q_пот+Q_тп=17962,43+1727,96= 19690,39 Гкал

где Q_пот-количество потребленной теплоты в теплоиспользующих установках потребителей, Гкал, определяется по таблице №6;

Q_тп-количество теплоты, теряемое тепловыми сетями при транспортировании теплоносителя от источника до потребителей, Гкал, принимается по таблице№8.

Общее количество вырабатываемой теплоты теплоисточником (котельной), определяется по формуле:

Q_выр=Q_отп+Q_сн=5020,29+376,68= 5396,97 Гкал.

где Q_отп-количество теплоты, отпущенного в тепловую сеть от теплоисточника за рассматриваемый период, Гкал;

Q_сн-количество теплоты, расходуемое на собственные нужды, за тот же период, принимается по таблице №7.

Результаты расчета сведены в таблицу.

Годовой расход вырабатываемой теплоты

№ п/п	Элементы затрат	Расход теплоэнергии Qi, Гкал	Доля%
1	Количество потребленной теплоты в теплоиспользующих установках потребителей	17962,43	70,6
2	Количество теплоты, теряемое тепловыми сетями при транспортировании теплоносителя от источника до потребителя	1727,96	6,7
3	Количество теплоты, отпущенного в тепловую сеть от теплоисточника за год	5396,67	21,2
4	Количество теплоты, расходуемое на собственные нужды теплоисточника за год	376,68	1,5
5	Общее количество вырабатываемой теплоты теплоисточником (котельной)	25462,6	100

Вывод: По данной диаграмме видно, что большая часть теплоты приходится для использования потребителями 70,6%. Потери от общего количества отпущенной от теплоисточника составляют 21,2%, 1,5% используется на собственные нужды котельной.

2. Определение потребного годового количества топлива на выработку теплоты

Потребность в условном топливе для выработки теплоты котельной, т у.т., определяется умножением общего количества вырабатываемого теплоты Q_выр на удельную норму расхода условного топлива для выработки 1 Гкал теплоты или 1 т нормального пара [6, стр. 62, ф. 4.2]:

,

где b_ср - средняя норма расхода удельного топлива на выработку теплоты за планируемый период, кг у.т./Гкал, вычисляется по формуле [6, стр. 65, ф. 4.9]:

где b - удельный расход условного топлива, кг у.т./Гкал, определяемый по формуле [6, стр. 63, ф. 4.3а]:

,

где - КПД котлоагрегата,%, принимаемый по паспорту котлоагрегата:

1. FR -25-6-12, ;

2. КВа - 1,25.

Рассчитывается удельный расход условного топлива в водогрейном котле:

Рассчитывается удельный расход условного топлива в паровом котле:

Определяется средняя норма расхода удельного топлива на выработку теплоты за планируемый период:

Вычисляется потребность в условном топливе для выработки теплоты котельной (4.1):

Пересчет условного топлива В в натуральное В_нат, м³/год, выполняется в соответствии с характеристикой топлива и значением калорийного эквивалента по формуле [6, стр. 65, ф. 4.10]:

,

где Э - калорийный коэффициент, определяемый по соотношению [6, стр. 65, ф. 4.11]:

где - низшая теплота сгорания условного топлива, равная 7000 ккал/кг;

- низшая теплота сгорания, ккал/кг, [5, стр. 95, т. 6.1]:

Определяется расход натурального топлива:

.

Результаты расчета годового количества топлива на выработку теплоты сведены в таблицу.

Годовой расход газа на выработку тепловой энергии

Расходы газа по объектам	На выработку тепловой энергии
	Qвыр, Гкал	, тыс. м3	Э	,т.у.т.	bср, кг.у.т/Гкал
	25423,6	3964	1,25	3171,2	155,9

Таким образом, потребляет топливо только на выработку тепловой энергии. Расход газа составляет 3964 тыс.м³ или 3721,2 т.у.т., при том, что средняя удельная норма расхода топлива равна 155,9 кг.у.т./Гкал.

3. Определение годового количества электроэнергии для выработки теплоты

теплота энергетический топливо электроэнергия

Расход электроэнергии на производственные нужды условно можно разделить на технологические, связанные непосредственно с выработкой и транспортированием теплоты от котельных до потребителя, и вспомогательные (например, производственных мастерских, складов топлива и т.п.).

Расходы электроэнергии на вспомогательные нужды не учитываются в расчетах, поскольку не связаны непосредственно с процессами выработки и потребления теплоты.

Для ориентировочных расчетов количество электроэнергии, потребляемое электрооборудованием котельной, кВт•ч, можно определить по формуле [6,ф.5.21,с.75]:

(3.1)

где N_pi-расчетная электрическая нагрузка i-ого электроприемника, кВт, опредеяемая по формуле [6,ф.5.22,с.75]:

(3.2)

где N_уст-установленная (паспортная) мощность электроприемника, кВт;

К_с-коэффициент спроса, определяется опытным путем, ориентировочные значения для различного оборудования приведены в таблице 10 Приложения 4 [6];

Z_i-продолжительность использования электрооборудования в планируемом периоде, ч;

n-количество электрооборудования.

В качестве примера рассчитывается нахождение количества электроэнергии на привод подпиточного насоса марки Grundfos CHI 2 - 40:

Количество электроэнергии, необходимое для освещения котельной, кВт·ч, определяется по числу и мощности установленных светильников и продолжительности горения электрических ламп по формуле [6,ф.5.16,с.73]:

(3.3)

где N_освi - мощность i-го установленного светильника, кВт;

Z_Mi - число часов использования осветительного максимума, ч, при отсутствии данных принимается для непрерывной работы при наличии естественного освещения равным 4800 ч, при отсутствии естественного освещения 7700 ч;

n - количество светильников.

При отсутствии данных для расчета количество электроэнергии на прочие нужды (рециркуляция воды в контуре, подпитка тепловой сети, освещение котельной, потери в распределительной сети и силовых трансформаторах, работа устройств КИП и А и пр.), кВт, может быть определено укрупненным расчетом по формуле [6, стр. 74, ф. 5.17]:

,

где - удельная потребляемая мощность оборудования, кВт/МВт (кВт·ч/Гкал), расход электроэнергии которым учитывается в составе расхода на выработку теплоты [6, стр. 138, прил. 4, т. 6]:

1. Для паровых котлов

2. Для водогрейных котлов

Q_отп - расчетный расход отпускаемого количества теплоты, Гкал/ч;

Z_M - продолжительность использования максимума тепловой нагрузки, ч.

Результаты занесены в Таблицу.

Годовой расход электроэнергии, требуемого для выработки теплоэнергии

№ п/п	Элементы затрат	Расход электроэнергии, кВт•ч	Доля %
1	Количество электроэнергии на привод технологического оборудования	426734.2	99.4
2	Количество электроэнергии, необходимое для освещения котельной	5760	0.2
3	Количество электроэнергии на прочие нужды	18390.5	0.4
	Итого	450884.7	100

Вывод: Таким образом, годовой расход электроэнергии для котельной составляет 4267344.2 кВт*ч, при этом 99.4 приходится на выработку тепла. Это связано с большим объемом перекачиваемой жидкости для паровых котлов.

3.1 Электроснабжение предприятия

Потребление электроэнергии на предприятиях предусматривается на цели освещения, технологию, выработку и передачу теплоэнергии и прочие культурно-бытовые и силовые нужды и рассчитывается по удельным нормам расхода электроэнергии.

В данном разделе определяется потребление электроэнергии на производственные нужды промышленного предприятия и определяется по формуле [6,ф.5.23,с.77]:

, кВт. ч (3.5)

где W_уд. - удельная норма потребления электроэнергии на единицу продукции, кВт.час./единицу продукции или кВт [6,табл.15,с.78];

П - объем выпускаемой продукции в год.

Переводной коэффициент в условное топливо 1 кВт. ч =0,123 кг.у.т.

Расчет энергоснабжения произведем по рем.участку, удельный расход электроэнергии принят 33 кВт*ч/т.

.

Таким образом, общее потребление электроэнергии по предприятиям составляет:

Э=Э_кот+W_тех=4291494.7+16500=4307994.7кВт•ч=4307994.7•0,123=529883 т.у.т. (3.6)

Перевод различных видов энергопотребления в т.у.т. и тыс. руб.

Теплопотребление
Гкал	Переводной коэффициент	т.у.т.	тыс. руб.
25423.6	1Гкал=0,142857 т.у.т.	3631
	1Гкал= 994,09 руб.		25273346.52
Электропотребление
кВт*ч	Переводной коэффициент	т.у.т.	тыс. руб.
4307994.7	1 кВт*ч=0,000123 т.у.т.	529.88
	1 кВт*ч=2,47 руб.		10640746.91
Топливопотребление
Тыс. м3	Переводной коэффициент	т.у.т.	тыс. руб.
3964	1 тыс.м3=1,13 т.у.т.	4479.32
	1 тыс.м3=2660руб.		10544240

Суммарные энергопотребления и затраты промышленного предприятия

Виды энергоснабжения	т.у.т.	%	тыс. руб.	%
Теплоснабжение	3631	42	25273346.52	54.4
Электроснабжение	529.88	6.1	10640746.91	22.9
Топливоснабжение	4479.32	51.9	10544240	22.7
Итого:	8640.2	100	46458333.43	100

Вывод: Диаграмма показывает, наибольшие затраты приходятся на теплоснабжение. Это связанно с большой удельной стоимостью вырабатываемой тепловой энергии. Наименьшие затраты приходятся на топливоснабжение, это связанно с малым расходом топлива.

4. Определение количества воды для выработки теплоты

Количество воды на коммунальных теплоэнергетических предприятиях, требуемое для выработки теплоты, слагается из расходов на разовое наполнение систем отопления, вентиляции, трубопроводов тепловых сетей, расходов на подпитку системы теплоснабжения, собственные нужды котельной [6,ф.6.1,с.79]:

(4.1)

где V_d - объем воды на заполнение тепловой сети, м³;

V_подп - объем воды на подпитку системы теплоснабжения, м³;

V_сн - объем воды на собственные нужды, м³;

V_отi - объем воды на заполнение системы отопления i-го потребителя, м³;

n - количество потребителей.

Объем воды на наполнение систем отопления, м³, присоединенных потребителей определяется по показаниям приборов учета, а при их отсутствии по формуле [6,ф.6.2,с.79]:

(4.2)

где v - удельный объем воды, м³/МВт [м³/(Гкал/ч)], определяется в зависимости от характеристики системы и расчетного графика температур по табл. 1 [6, прил.5, с. 140].

Q_оi - максимальный тепловой поток на отопление i-го потребителя, МВт (Гкал/ч);

n - количество систем отопления.

Для здания пожарной части:

Определение объема воды на наполнение систем отопления присоединенных потребителей

№	Наименование объекта	Qoi Гкал/ч	V м3
ООО «Кузбаз»
1	Здание пожарной части	0,044	1,36
2	Гараж пожарной части	0,049	1,52
3	РВС вертикальные	0,01	0,31
4	Свар. Пост.	0,139	4,31
5	Рем. Участок	0,424	13,14
6	Сауна	0,018	0,56
7	Кузница	0,063	1,95
8	Склад	0,026	0,81
9	Емкости горизонтальные	0,01	0,31
10	РВС горизонтальные	0,02	0,62
11	Произв.бытовое помещение	0,006	0,19
	Итого	0,809	25,08
ОАО «Городок»
12	Вагончики	0,003	0,09
13	Админ.корпус 1	0,073	2,26
14	Админ.корпус 2	0,086	2,67
15	Админ.корпус 3	0,101	3,13
16	ЦНИПР адм.корпус	0,093	2,88
17	СМЦ вагончики	0,001	0,03
18	Столовая	0,021	0,65
19	Гостиница	0,027	0,84
20	Здание Банка	0,002	0,06
21	Здание Дворца культуры	0,094	2,91
Итого	0,528	16,37
Итого	1,337	41,45

Таким образом, объем воды на наполнение систем отопления присоединнех потребителей равен 41,45 м³.

Объем воды для наполнения трубопроводов тепловых сетей, м³, вычисляется в зависимости от их площади сечения и протяженности по формуле [6,ф.6.3,с.79]:

(4.3)

где v_di - удельный объем воды в трубопроводе i-го диаметра протяженностью 1 м, м³/м, принимается по табл. 3 Прил. 5 [6];

l_di - протяженность участка тепловой сети i-го диаметра, км;

n - количество участков сети.

Для участка №1:

Остальные участки рассчитываются аналогично. Результаты расчета сведены в таблицу.

Объем воды для наполнения трубопроводов тепловых сетей

№ участка	Длина участка l,м	Диаметр участка d, м	Удельный объем воды в трубопроводе, v, м3/м	Объем воды для наполнения Vсети,м3
1	10	0,184	0,033	0,33
2	41	0,15	0,0177	0,73
3	850	0,125	0,0124	10,54
4	30	0,033	0,00035	0,01
5	54	0,15	0,0177	0,96
6	50	0,033	0,00035	0,02
7	71	0,15	0,0177	1,26
8	50	0,033	0,00035	0,02
9	66	0,15	0,0177	1,17
10	28	0,051	0,002	0,06
11	38	0,15	0,0177	0,67
12	28	0,051	0,002	0,06
13	66	0,15	0,0177	1,17
14	45	0,082	0,0055	0,25
15	80	0,125	0,0124	0,99
16	47	0,125	0,0124	0,58
17	76	0,082	0,0055	0,42
18	44	0,04	0,0013	0,06
19	99	0,051	0,002	0,20
20	43	0,033	0,00035	0,02
21	40	0,033	0,00035	0,01
22	49	0,033	0,00035	0,02
23	38	0,033	0,00035	0,01
24	55	0,125	0,0124	0,68
25	65	0,125	0,0124	0,81
26	38	0,07	0,0039	0,15
27	52	0,051	0,002	0,10
28	61	0,033	0,00035	0,02
29	55	0,1	0,008	0,44
30	50	0,051	0,002	0,10
31	64	0,033	0,00035	0,02
32	65	0,1	0,008	0,52
33	51	0,07	0,0039	0,20
34	62	0,051	0,002	0,12
35	37	0,051	0,002	0,07
36	98	0,033	0,00035	0,03
37	34	0,033	0,00035	0,01
38	25	0,033	0,00035	0,01
39	15	0,033	0,00035	0,01
Итого	22,83

Таким образом, объем воды для заполнения тепловых сетей составляет 22,83 м³.

Количество подпиточной воды для восполнения потерь теплоносителя в системах теплопотребления и трубопроводах тепловой сети должно соответствовать величинам утечек для закрытой системы теплоснабжения, для открытой системы теплоснабжения дополнительно и количеству воды, отобранной для нужд горячего водоснабжения.

При эксплуатации с учетом возможных колебаний утечки в течение года в зависимости от режимных условий работы системы теплоснабжения норма утечки воды для закрытой системы принимается равной 0,0025/ч от объема воды в трубопроводах тепловых сетей и непосредственно присоединяемых к ним местных систем отопления и вентиляции зданий [6].

Расход воды на подпитку, м³/ч, составит:

для открытой системы теплоснабжения [6,ф.6.5,с.80]:

(4.4)

где V-объем воды в трубопроводах тепловых сетей и непосредственно присоединенных местных систем отопления и вентиляции, м³;

V=V_от+V_сети=41,45+22,83=64,28 м³ (4.5)

где G_hm - среднечасовой расход воды на горячее водоснабжение, м³/ч, определяется по формуле [6,ф.6.6,с.80]:

(4.6)

где - норма расхода горячей воды для потребителя в сутки, м³/сутки, определяется по табл. 21 Прил. 1;

m_i - количество потребителей с нормой расхода горячей воды ;

ф_i - продолжительность действия системы горячего водоснабжения в сутки, ч;

n - количество различных потребителей.

Пример расчета для здания пожарной части:

Остальные участки рассчитываются аналогично. Результаты расчета сведены в таблицу

Среднечасовой расход воды на горячее водоснабжение

№	Наименование объекта	, л/сут	кол-во потребителей	Среднечас расход G, л/сут
	ООО «Кузбаз»
1	Здание пожарной части	2	20	40
2	Сауна	120	22	2640
	ОАО «Городок»
3	Админ.корпус 1	2	40	80
4	Админ.корпус 2	2	33	66
5	Админ.корпус 3	2	30	60
6	ЦНИПР адм.корпус	2	54	108
7	Столовая	12,7	85	1079,5
8	Гостиница	16	21	336
9	Здание Банка	2	20	40
10	Здание Дворца культуры	2	15	30
	Итого			4479,5

Таким образом, среднечасовой расход воды на ГВС составляет 4479,5 л/сут= 4,48 м³/сут.

Расход воды на подпитку, м³/ч, составит:

Количество воды, потребное для возмещения утечки, м³, определяется по формуле [6,ф.6.7,с.80]:

V_подп = G_подпZ_подп, (4.7)

где: Z_подп - продолжительность планируемого периода подпитки с расходом G_подп, ч.

Требуемое количество воды на продувку, м3, определяется по формуле [ 6,ф.6.14,с.82]:

V_пр = G_прZ_пр (4.8)

где G_пр- расход воды на продувку, м³/ч, принимается по данным курсового проекта по дисциплине «Источники и системы теплоснабжения»;

Z_пр - продолжительность продувки, ч.

V_пр = G_прZ_пр=0,22•24•365=1927,2 м³.

Общее количество воды на нужды водоподготовки по укрупненным данным, м³,определяется по формуле [6,ф.6.17,с.82]:

(4.9)

где х_ХВО-удельный расход воды на собственные нужды ХВО, от исходной воды на 1 т химически очищенной воды, в зависимости от общей жесткости воды принимается по табл.2 Прил.2[6];

K_аз-поправочный коэффициент, принимаемый равным 1 при наличии бака взрыхления и 1,2 при его отсутствии;

G_ХВО- производительность ХВО, т/ч.

Результаты расчета сведены в таблицу.

Годовой расход воды для выработки теплоэнергии

№ п/п	Элементы затрат	Расход воды, Vi м3	Доля,%
1	Объем воды на наполнение систем отопления, присоединенных потребителей	41,45	0,2
2	Объем воды для наполнения трубопроводов тепловых сетей	22,83	0,3
3	Количество подпиточной воды для восполнения потерь теплоносителя в системах теплопотребления и трубопроводах тепловой сети	2350,93	12,2
4	Количество воды на продувку	1927,2	10
5	Общее количество воды на нужды водоподготовки	14861	77,3
	Итого	19203,41	100

Вывод: Годовой расход воды для выработки составляет 19203,41 м³. Как видно по диаграмме, основная доля расхода воды приходится на нужды водоподготовки (77,3%) и восполнения потерь теплоносителя в системах теплопотребления и трубопроводах тепловой сети (12,2%). Также некая часть воды приходится на продувку (10%). Оставшиеся значения не значительны.

5. Водоснабжение предприятия

Потребление воды на предприятиях предусматривается на цели бытовые, выработку теплоэнергии и прочие культурно-бытовые и технологические нужды и рассчитывается по нормам расхода воды.

В данном разделе определяется потребление воды на бытовые и производственные нужды промышленного предприятия и определяется по формуле [6,ф.6.22,с.85]:

,тыс.м³ (5.1)

где V_уд. - удельная норма потребления воды на единицу продукции, м³/ единицу продукции (таблица);

П - объем выпускаемой продукции в год или численность персонала,

ф - число часов оборудования в год, ч.

Нормы хозяйственно-питьевого водопотребления и коэффициенты неравномерности расходов воды

Виды цехов	Нормы расхода воды на 1 человека в смену, л	Коэффициенты часовой неравномерности водопотребления, kч
Цехи с тепловыделением более 20 ккал на 1 м3/ч	45	2,5
Остальные цехи	25	3

Часовой расход воды на 1 душевую сетку на промышленных предприятиях принимают 500 л, а продолжительность пользования душем-45 мин после окончания каждой смены. Расчетное количество душевых сеток принимают для смены с максимальным количеством работающих, обслуживаемых одной сеткой.

Расчетные показатели душевых сеток

Группы производственных процессов по санитарной характеристике	Расчетное количество человек на одну душевую сетку	Расход воды на 1 принимающего душ, л/смену
Iа (отсутствие загрязнения одежды и рук)	15	25
Iб (загрязнение одежды и рук)	7	53,5
IIв (использование воды)	5	75
IIг(выделение больших количеств пыли и загрязняющих веществ)	3	125

Расходы воды на производственные нужды промышленных предприятий принимают на основании технологических расчетов (по заданию технологов или хозяйственных и планирующих организаций). При отсутствии этих данных расходы воды ориентировочно можно определять, пользуясь укрупненными удельными нормами на единицу продукции, выпускаемой предприятием. Эти нормы зависят от вида продукции, технологии производства и устанавливаются на основании опыта эксплуатации аналогичных предприятий.

По причине не отнесения своих объектов ни к одной из категорий указанных в таблице, рассчитывается потребность воды на хоз. питьевые нужды потребность воды по удельным нормам потребления.

Для здания пожарной части:

Аналогично рассчитываются другие объекты. Результаты расчета сводятся в таблицу.

Расчетные показатели потребления хоз.питьевой воды

№	Наименование объекта	кол-во потребителей, n	Расход воды на 1чел, л/смену	Z, дни работы оборудования	Расход воды, м3/год
	Производственные помещения
1	Здание пожарной части	20	53,5	261	279,3
2	Сауна	22	75	261	430,6
	Общепроизв.службы и помещения:
3	Админ.корпус 1	40	25	261	261
4	Админ.корпус 2	33	25	261	215,3
5	Админ.корпус 3	30	25	261	195,8
6	ЦНИПР адм.корпус	54	25	261	352,6
7	Столовая	85	25	261	554,6
8	Гостиница	21	25	261	137
9	Здание Банка	20	25	261	130,5
10	Здание Дворца культуры	15	25	261	97,88
	Итого				2654,58

Вывод: Годовой расход хоз.питьевой воды составляет 2654,58 м3/год, большая часть приходится на общепроизв.службы и помещения, так как количество объектов больше, чем в производственных.

5.1 Определение годового количества воды на технологические нужды

Расходы воды на производственные (технологические) нужды промышленных предприятий принимают на основании технологических расчетов (по заданию технологов или хозяйственных и планирующих организаций). При отсутствии этих данных расходы воды ориентировочно можно определять, пользуясь укрупненными удельными нормами на единицу продукции, выпускаемой предприятием. Эти нормы зависят от вида продукции, технологии производства и устанавливаются на основании опыта эксплуатации аналогичных предприятий. Ориентировочные удельные расходы воды предприятий можно принимать по таблице №21 [6,стр.87]; для рем.частка удельная норма расхода воды равна 12,5 м³/тыс.кг.

(5.2)

Годовое количество воды на технологические нужды

Наименование объекта	удельная норма расхода воды Vуд,м3/тыс.кг	Объем выпускаемой продукции П, тыс. м3	V,тыс м3
Рем.участок	12,5	500	6,25
Итого			6,25

Годовой расход воды на технологические нужды составляет 6,25 тыс.м³.

5.2 Норма расхода воды на поливку

Нормы расхода воды на поливку принимают в зависимости от вида поливаемой площади и метода поливки таблице 15 [1], а количество поливок в сутки - в зависимости от местных климатических условий. По варианту задания вид поливаемой площади - газоны, цветники, площадью 30 м². Норма расхода принимается из таблицы 22 [6, с. 88].

(5.3)

где х-норма расхода воды из таблицы 22 [1], л/м²;

F-площадь газона, м²;

N-количество поливок в сутки;

Z- количество суток, сут.

5.3 Расход воды на пожаротушение

Противопожарный водопровод должен предусматриваться на объектах народного хозяйства и, как правило, объединяться с хозяйственно-питьевым или производственным водопроводом.

Расход воды на наружное пожаротушение на промышленных и сельскохозяйственных предприятиях на один пожар должен приниматься для здания, требующего наибольшего расхода воды, согласно табл. 23 [6].

Расчетное количество одновременных пожаров на промышленном или сельскохозяйственном предприятии надлежит принимать в зависимости от занимаемой ими площади; один пожар при площади до 150 га, два пожара - более 150 га, по варианту задания площадь 90 га - принимаем один пожар в год. Продолжительность тушения пожара примем 2ч.

Общий объем зданий предприятий- 83806 м³. Расход воды на наружное пожаротушение производственных зданий на один пожар 35 л/с = 0,035м³ /с [таблица 24].

При расчете приходной части учитываем, что имеется собственный источник водоснабжения - скважину, в количестве 3, с производительностью 6 м³/ч.



Вывод: Из данной диаграммы видно, что большая часть воды требудется на производственные нужды, так как необходим большой расход для выработки тепловой энергии и составляет 79,68%. На хозяйственные нужды требуется 20,32%.

Вывод: По данной диаграмме можно сказать, что большая часть воды поступает с водоканала, так как вода из собственного источника не подходит для использования на котельной и применения для хозяйственных нужд.

6. Энергетические балансы

Структура потребления и стоимости энергоносителей, используемых на предприятии

Вид энергоносителя	Годовое потребление	Средняя стоимость руб./кВт.ч руб./Гкал руб./тыс.м3	Стоимость годового потребления, тыс. руб.	Годовое потребление энергоносителей в пересчете на условное топливо
			тыс.руб	%	тут
Электроэнергия, млн. кВт.ч, в т.ч:
На выработку теплоэнергии	0,45	2,57	1156,5	96,2	55,3	96,2
На цеховые расходы	0,018	2,57	46,3	3,8	2,2	3,8
Итого:	0,468	2,57	1202,8	7,5	57,5	3,4
Тепловая энергия, Гкал, в т.ч:
На обогрев зданий	5020,29	759,7	3813914	27,9	712,88	28
На технологию	12108,8	759,7	9198447	67,4	1719,4	67,4
На прочие нужды	833,34	759,7	633088,4	4,7	118,3	4,6
Итого:	17962,43	759,7	13645449	62,36	2550,6	51
Топливо газообразное, тыс.т, в т.ч.
На выработку теплоэнергии	3964	4010	1589,6	30,14	4955	45,6
Другие энергоносители, тыс.м3
Вода из водоканала	135,57	36,89	5001	94	0	0
Вода из собственных источников	157,680	2	315,36	6	0	0
Всего:	293,25		5316,36		0	0
Итого:			23280,67	100	7563,1	100



Вывод: Общая стоимость используемых энергоносителей предприятия составляет 23280,67 тыс.рублей или 4778,02 т.у.т. Почти половина от общей стоимости приходится на теплоснабжение (52%), так как стоимость единицы продукции является высокой. Топливоснабжение составляет также не малую стоимость об общей и составляет 37%. Электроснабжение и водоснабжение обходится предприятию дешевле, так как мало оборудования потребляющего электроэнергию, а часть воды поступает из собственного источника-скважины.

7. Тепловой баланс котельной

При работе котла все поступившее в него тепло расходуется на выработку полезного тепла, содержащегося в горячей воде, и на покрытие имеющихся тепловых потерь. Между поступившим и покинувшим котельный агрегат теплом должно существовать равенство. Поступившее в котельный агрегат тепло называют располагаемым теплом. Тепло, покинувшее котлоагрегат, представляет собой сумму полезного тепла и тепловых потерь .

Тепловой баланс котельной установки, как и любого другого теплотехнического оборудования, характеризуется равенством между приходом теплоты и расходом теплоты. Тепловой баланс составляется на 1 кг твердого или жидкого топлива, или на 1 м³ газа применительно к установившемуся тепловому состоянию котла. Уравнение теплового баланса запишется следующим образом:

(7.1)

где - количество теплоты поступившие в котельный агрегат, ккал/ч;

- количество теплоты, покинувшее котлоагрегат, ккал/ч.

Теплота, поступившая в котлоагрегат:

(7.2)

где - теплотворная способность топлива (калорийность), ккал/м³;

- физическая теплота топлива, учитывается лишь в том случае если топливо до поступления в котел дополнительно подогревается, ккал/м³.

- физическое тепло воздуха, необходимого на горение, ккал/м³; Физическое тепло воздуха учитывается лишь при подогреве его вне котлоагрегата, за счет постороннего источника тепла.

Теплота покинувшая котлоагрегат:

(7.3)

где - тепло, полезно использованное в котле на получение горячей воды, ккал/м³;

- потери тепла с уходящими газами, ккал/м³;

- потери тепла от химической неполноты сгорания топлива, ккал/м³;

- потери тепла в окружающую среду, ккал/м³.

В нашем случае будут отсутствовать физическое тепло воздуха и физическое тепло топлива, так как ни воздух, ни топливо вне котлоагрегата не подогреваются.

Тогда уравнение теплового баланса для котельного агрегата при сжигании 1 м³ газообразного топлива можно представить следующим образом:

ккал/м³, (7.4)

В располагаемое тепло , приходящееся на 1 м³ топлива, входит тепло, вносимое в топку самим топливом, но так как величина физического тепла топлива исключительно мала и не превышает 0,1% теплоты сгорания топлива, ее обычно исключают и принимают .

Разделив каждый член левой и правой частей уравнения на и умножив его на 100, получается тепловой баланс в процентах от теплоты сгорания:

%, (7.5)

где %

Составим тепловой баланс котла:

%, (7.6)

Вычисляется потребность в условном топливе для выработки теплоты паровым котлом FR-25-6-12 (2.1):

1. Для парового котла , (6.6)

2. Для водогрейного котла , (6.7)

Определяется расход натурального топлива паровым котлом:

.

Вычисляется количество теплоты поступившие в паровой котел:

Определяется полезно использованная теплота:



Потери тепла от химического недожога составляют 0,5% от низшей теплоты сгорания:

Потери теплоты элементами котлоагрегата в окружающую среду составляют 2% от низшей теплоты сгорания:

Потери теплоты от механической неполноты сгорания топлива и от физической теплоты, содержащейся в удаляемом шлаке для газообразного топлива равны нулю.

Потери тепла с уходящими газами определяется по формуле:

, (6.8)

Тепловой баланс водогрейного котла КВа-1,25 составляется аналогично.

Аналитическая форма баланса теплоты для котла Vitomax 200 HS

Статья баланса	Теплопотребление	%
	часовое, Гкал/ч	годовое, Гкал/год
Приход теплоты	1,77	15871	100
В том числе:
при сжигании топлива	1,77	15871	100
Расход теплоты	1,77	15871	100
В том числе:
полезный расход теплоты	1,6	14442,6	91
потери теплоты	1,65	14829,7	9
В том числе:
с уходящими газами	0,12	1041,3	7,2
с химическим недожогом	0,08	77,42	0,5
с механическим недожогом	0	0	0
в окружающую среду	0,034	309,71	2

Аналитическая форма баланса теплоты для котла КВа-1,25

Статья баланса	Теплопотребление	%
	часовое, Гкал/ч	годовое, Гкал/год
Приход теплоты	8,09	1914	100
В том числе:
при сжигании топлива	8,09	1914	100
Расход теплоты	8,09	1914	100
В том числе:
полезный расход теплоты	7,44	1780,02	92
потери теплоты	0,43	133,98	5,32
В том числе:
с уходящими газами	0,22	86,11	2,73
с химическим недожогом	0,035	9,57	0,43
с механическим недожогом	0	0	0
в окружающую среду	0,17	38,3	2,15

Таким образом, по результатам составления теплового баланса котлов определены значения потерь теплоты с уходящими газами, потери теплоты от химического недожога и в окружающую среду, а также - величина полезно использованной тепловой энергии. Составление теплового баланса позволяет проанализировать эффективность использования сжигаемого топлива. В котлах Viessmann Vitomax 200 HS и КВ-ГМ-4,4-1,15 топливо сжигается эффективно.

Заключение

теплота энергетический топливо электроэнергия

Выполнение данной работы было завершением курсового проекта выполненного в прошлом семестре, в котором был рассчитан источник теплоснабжения для группы промышленных и жилых объектов. В данной работе данные были взяты данные расчета прошлого проекта. Рассчитывались годовые нагрузки по отоплению, вентиляции, ГВС и технологии, а также годовые потребности в топливе, электрической энергии, воде.

По подведенным данным основная нагрузка котельной требуется на технологию, поэтому характер котельной производственно-отопительный и используется паровой котел.

В итоге были закреплены знания, полученные при изучении теоретического курса дисциплины энергобалансы промышленных предприятий.

Размещено на Allbest.ru