Реферат: Системы теплоснабжения молочного предприятия в городе Курске

Санкт-Петербургский Государственный Университет Низкотемпературных иПищевых Технологий

КафедраБезопасности Жизнедеятельности ипромышленной теплотехники.

Курсовойпроект на тему: « Системы теплоснаб-жения молочного предприятия в городеКурске.

Факультет: ТПП

Специальность: 2102

Группа: 231

Отделениедневное

Выполнил:Лузин С.А.

Проверил:Рахманов Ю.А.

Санкт-Петербург

2001год

Содержаниепроекта:

Аннотация………………………………………………………………………………………….

Содержание………………………………………………………………………………………..

Исходныеданные………………………………………………………………………………….

1.

Расход теплоты ипара на технологические нужды………………………………...

Расход теплоты ипара на горячее водоснабжение…………………………………

Расход теплоты ипара на отопление………………………………………………...

Расход теплоты ипара на вентиляцию………………………………………………

Расход теплоты наотпуск сторонним потребителям……………………………….

Баланспотребления теплоты и пара предприятием………………………………...

2.

3.

Принципиальнаятехнологическая схема теплоснабжения и ее описание………..

Подбортеплогенераторов…………………………………………………………….

Подборэкономайзеров………………………………………………………………..

Подбор дутьевыхвентиляторов……………………………………………………...

Подбордымососов…………………………………………………………………….

Подбороборудования химводоподготовки…………………………………………

Подбор деаэраторов…………………………………………………………………...

4.

Определениевнутреннего диаметра теплопроводов (паропровода на технологические нужды,конденсатопровода, трубопровода горячей воды)……..

Расчет и подбортолщины тепловой изоляции теплопроводов…………………….

Расчет потерьтеплоты и снижение энтальпии теплоносителя при транспортировке по наружнымтепловым сетям……………………………………

5.

Схема включения,расчет и подбор водоподогревателей системы горячеговодоснабжения………………………………………………………………………...

Расчет и подбораккумуляторов горячей воды……………………………………...

Подбор насосовсистемы горячего водоснабжения………………………………...

Подборциркуляционных насосов системы отопления……………………………..

Подборконденсатных насосов……………………………………………………….

Подборконденсатных баков………………………………………………………….

6.

Годовой расходтеплоты на технологическое потребление………………………..

Годовой расходтеплоты на горячее водоснабжение……………………………….

Годовой расходтеплоты на отопление………………………………………………

Годовой расходтеплоты на вентиляцию…………………………………………….

Годовой расходтеплоты сторонними потребителями……………………………...

Годовой расходтеплоты на собственные нужды…………………………………...

Суммарная годоваятеплопроизводительность источника теплоты……………….

Среднийкоэффициент загрузки эксплуатируемых котельных агрегатов………...

КПД котельной сучетом коэффициента загрузки эксплуатируемых котельныхагрегатов……………………………………………………………………………….

Годовой расходтоплива………………………………………………………………

Максимальныйчасовой расход топлива котельной………………………………...

Номинальнаятеплопроизводительность котельной………………………………..

Удельный расходтоплива на получение теплоты…………………………………..

Испарительностьтоплива…………………………………………………………….

7.

Затраты натопливо……………………………………………………………………

Затраты наводу………………………………………………………………………..

Затраты наэлектрическую энергию………………………………………………….

Затраты наамортизацию……………………………………………………………...

Затраты натекущий ремонт зданий и оборудование котельной…………………..

Затраты назаработную плату………………………………………………………...

Затраты на страховыеотчисления……………………………………………………

Прочиезатраты………………………………………………………………………..

Ожидаемаясебестоимость теплоты………………………………………………….

Структурасебестоимости теплоты и пути ее снижения……………………………

8.

Автоматизациясистемы отопления………………………………………………………….

Таблицы………………………………………………………………………………………..

Графики………………………………………………………………………………………...

Спецификация…………………………………………………………………………………

Литература……………………………………………………………………………………..

Исходные данные к курсовому проекту на тему: теплоснабжение молочногопредприятия в городе Красноярске.

1.

Отпуск продукции:

цельномолочное — 25 т/см.

молочные консервы — 16туб/см.

2. Условнаяпроизводительность — 85т/см.

3.

Отпуск теплоты стороннимпотребителям:

горячей воды 20– м3/см.

4.

Отопление водяное:

температура прямой воды — 100 0С

температура обратной воды — 55 0С

5.

Город Курск.

6.

Вид топлива: газ .

7.

Продувка — 6%

8.

Объект автоматизации.

1.

Тепловой баланс предприятия.

Тепловой баланспредприятия характеризует распределение теплоты на технологические нужды, атакже учитывает расход теплоты на собственные нужды котельной и топливногохозяйства и отпуск теплоты сторонним потребителям. Это необходимо для подборанужного количества и типов теплогенераторов, определения максимального часовогои годового расходов топлива, обоснования мероприятий по обеспечению надежноститеплоснабжения предприятия. Тепловой баланс составляется для наиболеенапряженного режима работы системы теплоснабжения в период массовой переработкисырья в расчете на дневную рабочую схему.

Q = Qтн + Qгв + Qот + Qвен + Qсн

Q = 102,4+13,2+7,6+3,3+2,5=164,54ГДж/см

Где Q – выработка теплоты вкотельной,

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

1.1.

Расход теплоты пара на технологические нужды.

Расход пара натехнологические нужды.

Где Di – расход парана выработку отдельных видов энергоемкой продукции,

Dн – расход парана производство остальных видов менее энергоемкой продукции.

Di = di*Пi

D1 = 0,21*25=5,25 т/см

D2 = 2,8*16=44,8т/см.

Где di – расход парана выработку отдельных видов продукции,

Пi – проектная мощность повыработке отдельных видов продукции.

Где j

п — доля ненормируемого расхода пара на технологические нужды от нормируемого.

Расход теплотына технологические нужды.

Где Qi — расходтеплоты на выработку нормируемых видов энергоемкой продукции,

Qн — расходтеплоты на производство ненормируемых видов продукции.

Qi=qi*Пi

Q1=0,49*25=12,33ГДж/см

Q2=5,58*16=89,28ГДж/см

Где qi — удельныерасходы теплоты на выработку отдельных видов продукции.

Где h2 — энтальпияпара, поступающего в цеха, принимается без потерь теплоты при еготранспортировке, т.е. равной энтальпии пара h1 вырабатываемого в котельной.

h1’ — энтальпия кипящей воды при давлении .

ri — теплотапарообразования при давлении P1.

xi — cтепень сухости парапринимается в пределах 0,93 – 0, 95

e

i доля «глухого» пара в его общемпотреблении при выработке отдельных видов продукции.

hi — энтальпияпароконденсатной смеси для отдельных видов продукции.

Здесь hi’ — энтальпия кипящей воды при давлении пароконденсатной смеси Pi для отдельных видовпродукции.

ri — теплотапарообразования при давлении дляотдельных видов продукции.

xi — степеньсухости пароконденсатной смеси для отдельных видов продукции.

Расход теплотына производство ненормируемых видов продукции.

Таблица 1.

1.2.

Расход теплоты и пара нагорячее водоснабжение.

Расход горячейводы

Где Vi — расходгорячей воды на выработку отдельных видов продукции.

Vн — расходгорячей воды на производство остальных видов продукции и коммунальные нужды.

Здесь Wi – расходгорячей воды на выработку отдельныхвидов продукции.

Где j

в — доля ненормируемого расхода горячей воды в нормируемом расходе

Vст = 20 м3/см- отпуск горячей воды сторонним предприятиям.

Расход пара нанагрев воды в пароводяных подогревателях системы горячего водоснабжения.

Где с-теплоемкость воды.

r

— плотность воды.

tхв tгв — соответственно температура холодной и горячей воды.

h1 — энтальпияпара, вырабатываемого в котельной и подаваемого в пароводяные подогреватели(определяется по давлению и степенисухости пара ).

h7 — энтальпияконденсата, возвращаемого из пароводяных подогревателей.

h7 = c * tгхв h7 = 4,19 * 100 =419 кДж/кг

Здесь tгхв — температура конденсата (принимается на 25 – 35 0С выше температурыгорячей воды).

h

в — коэффициент полезного использования теплоты в водоподогревателях (принимаетсяравным 0,92 – 0,96).

Расход теплотына нагрев воды для нужд горячего водоснабжения.

Таблица 2.

1.3.

Расход теплоты и пара наотепление.

Расход теплотына отопление каждого из зданий и сооружений предприятия для средней заотопительный период температуры наружного воздуха.

Где qот — отопительныехарактеристики отдельного здания;

Vзд — объемотапливаемого здания по наружному периметру;

tвн — температуравоздуха в отапливаемых помещениях (принять равной 18 0С);

tн — средняя заотопительный период температура наружного воздуха;

t

см — продолжительность смены (t = 8*3600 с.).

Расход пара нанужды отопления для средней за отопительный период температуры наружноговоздуха.

Где h8 — энтальпияконденсата, возвращаемого из пароводяных подогревателей системы водяногоотопления.

h8 = c * tкот h8 = 4,19 * 90 = 377,1 кДж/кг

Здесь tкот — температура конденсата (принимается на 35 – 45 0С выше температурыобратной воды системы отопления).

Максимальныйрасход теплоты на отопление каждого из зданий и сооружений для самой холоднойпятидневки года.

Где qот’ — отопительные характеристики здания для самой холодной пятидневки года.

здесь tн’ — температура наружного воздуха для самой холодной пятидневки года.

1.4.

Расход теплоты и пара навентиляцию.

Расход теплоты навентиляцию для средней за отопительный период температуры наружного воздуха.

Где qвен — вентиляционные характеристики здания для средней за отопительный периодтемпературы наружного воздуха;

Vздвен — объем вентилируемых помещений технологических цехов (принимается равным 0,35– 0,45 от общих объемов цехов);

Расход пара нанужды вентиляции.

Где h9 — энтальпияконденсата, возвращаемого из калориферов системы вентиляции

h9 = c * tкк h = 4,19 * 95 = 398 кДж/кг

Здесь tкк — температура конденсата (принимается равной 85 – 95 0С).

Таблица 3.

1.5.

Расход теплоты на отпусксторонним предприятиям.

Непроизводится.

1.6.

Баланс потребления теплоты ипара предприятием.

Общеепотребление пара на нужды предприятия

в сезонпереработки сырья.

Общеепотребление теплоты на нужды предприятия в сезон переработки сырья.

Расход пара насобственные нужды котельной и топливного хозяйства.

Где b

сн — доля теплоты, расходуемой на собственные нужды котельной и топливногохозяйства (для котельных работающих на твердом топливе 0,025 – 0,035)

Расход теплотына собственные нужды котельной и топливного хозяйства.

Таблица 4.

2.

Характеристики режимовпотребления теплоты в форме пара и горячей воды предприятием.

Расход горячейводы по предприятию.

Расход горячейводы сторонним потребителям.

Где g

гв — коэффициент неравномерности потребления горячей воды предприятием.

Таблица 5.

График 1.

Расход пара натехнологические нужды предприятия.

Где g

тн — коэффициент неравномерности потребления пара на технологические нужды.

<img src="/cache/referats/15677/image052.gif" v:shapes="_x0000_s1064">
Расход пара на выработку горячей воды.

Расход пара нанужды отопления (принимается равномерным в течение смены).

Расход пара нанужды вентиляции (принимается равномерным в течение смены).

Расход пара насобственные нужды котельной и топливного хозяйства.

Таблица 6.

График 2.

Выходконденсата от технологических паропотребляющих аппаратов.

Выход конденсатаот теплообменников системы горячего водоснабжения, отопления и вентиляциипринимаются равными расходу пара на эти нужды.

Таблица 7.

График 3.

3.

Подбор теплогенерирующего ивспомогательного оборудования источника теплоты системы теплоснабжения.

Вспомогательное оборудование котельной обеспечиваетбезопасность и надежность работы котельных агрегатов, стабильность заданныхпараметров и режимов эксплуатации системы теплоснабжения предприятия. Квспомогательному оборудованию относятся установки для химической обработкипитательной воды, удаления из нее растворенных газов, баки питательной воды,насосы различного назначения, экономайзеры, дутьевые вентиляторы, дымососы, атакже устройства теплового контроля и автоматики.

3.1.

Принципиальнаятехнологическая схема системы теплоснабжения и ее описание.

Обычноисточник теплоты подбирают по максимальной требуемой производительности,параметрам энергоносителям.

Тогдаполучение требуемых потребителю параметров энергоносителя осуществляется путемснижения t или Р пара спомощью редукционного клапана. В общем случае источник теплоты отпускает парапод давлением Р1 с энтальпией h1, реальные котлы отпускают влажный насыщенныйводяной пара со степенью сухости х1. на предприятиях существуютповерхностные и контактные потребители теплоты.

3.2.Подбор теплогенераторов.

Используяграфик нагрузки (график 2), по максимальному часовому потреблению парапроизводим подбор необходимого количества и типов котлов. Dпараmax = 9,84 т/чВыбираем три котла ДЕ-4-14Гм: номинальная производительность — 4 т/ч;номинальное давление пара — 1.4 МПа; состояние пара – влажный насыщенный; КПДкотлоагрегата – 90,3%.

3.3. Подбор экономайзеров.

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

Поверхностьнагрева экономайзера.

Где кэк — коэффициент теплопередачи;

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

h14 — энтальпияпитательной воды на выходе из экономайзера (принимается при температуре , которая на 25 – 30 0С нижетемпературы кипения воды при давлении в барабане котла Р1).

h11 = c * tэ’ h11= 4,19 * 104 = 435,76 кДж/кг

h14 = c * tэ’’ h14= 4,19 * 165 = 691,35 кДж/кг

Выбираемэкономайзер ЭП2 – 236.

3.4. Подбордутьевых вентиляторов.

Дутьевыевентиляторы предназначены для подачи в топку холодного воздуха, забираемого изверхней зоны помещения котельной. Их подбор производится по требуемойпроизводительности и напору.

Производительностьвентилятора.

Где z

a — коэффициент запаса производительности (принимается равным 1.05);

a

т — коэффициент избытка воздуха в топке (для камерных топок при сжигании газа1.2);

V0 — теоретическихрасход воздуха для сжигания выбранного вида топлива при нормальных условиях,рассчитывается в соответствии с составом топлива;

Bр — расчетныйрасход топлива;

tхв — температурахолодного воздуха (принимается равной 30 – 35 0С).

Составтоплива: CH4=94,1%, C2 H6 =3,1%, C3 H8 =0,6%, C4H10 =0,2%, C5 H12 =0,8%, N2=1,2%

Требуемыйрасчетный напор дутьевого вентилятора.

Где z

з — коэффициент запаса напора.

Hвт — полноесопротивление воздушного тракта при нормальных режимах эксплуатациикотлоагрегатов.

Выбираемдутьевой вентилятор ВДН – 6,3 3 штуки, производительность 3400 м3/ч

Мощностью 1,05 кВт, 1000 об/мин.

3.5. Подбордымососов.

Дымососы служат длясоздания разрежения в топке и перемешивания продуктов сгорания топлива погазовому тракту.

Производительностьдымососа.

Где Vг — объем продуктов сгорания топлива при нормальных условиях.

Здесь Vг0 — объем продуктов сгорания топлива при нормальных условиях и при коэффициентеизбытка воздуха, равном 1 м3/кг, рассчитывается всоответствии с составом топлива;

a

ух — коэффициент избытка воздуха в дымовых газах перед дымовой трубой (присжигании природного газа можно принять равным 1.35 – 1.45);

tух — температурауходящих газов, равная температуре дымовых газов после экономайзера;

z

з — коэффициент запаса производительности (можно принять равным 1.05)

Напордымососа.

Где Hгт — общеесопротивление дымового тракта;

z

зн — коэффициент запаса напора (можно принять равным 1.1).

Выбираемцентробежный дымосос ДН – 83штуки, производительностью 6970м3/ч, мощностью 1,5 кВт, 1000об/мин.

3.6. Подбор оборудованияхимводоподготовки.

Для химическойобработки воды целесообразно применять двухступенчатое умягчение,обеспечивающее остаточную жесткость воды для котлов типа ДЕ, не превышающую0.02мг-экв/кг.

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

В целяхвзаимозаменяемости установленного оборудования целесообразно для обеих ступенейумягчения применять фильтры одного типоразмера.

Компоновочнаясхема система химводоподготовки должна предусматривать возможность отключениялюбого фильтра для регенерации и ремонта, а также переключения с первой ступенина вторую.

Максимальныйчасовой расход химически очищенной воды для подпитки котлов.

Где z

— коэффициент запаса производительности (принимается равным 1,1 – 1,2);

Dпр – расходпродувочной воды;

Здесь b

пр — доля продувки

Dкmax – массавозвращаемого конденсата.

Диаметрфильтров.

Где w

ф — скорость фильтрования воды (принять равным 0,007м/с);

zф — количествоработающих фильтров каждой ступени.

Площадьфильтрования 0,39 м2.

3.7. Подбор деаэраторов.

Деаэраторыпредназначены для удаления из питательной воды растворенных газов с цельюпредохранения тепловых сетей и поверхности нагрева котлоагрегатов от коррозии.

В схемекомпоновки оборудования котельной необходимо предусматривать возможностьотключения любого деаэратора для ремонта и ревизии.

Максимальныйрасход питательной воды

Выбираем деаэратор ДА – 15.

Расход пара на деаэрацию воды.

Где h13 — энтальпия воды, поступающей в деаэратор.

Здесь tхв — температура холодной воды

tк — температураконденсата (принимается равной 50 – 70 0С);

h11 — энтальпияводы после деаэратора

Dвып — потери парас выпаром (принимаются равными 5 – 10 кг на 1 т деаэрируемой воды).

4.

Расчет тепловых сетей.

Расчетнаружных тепловых сетей заключается в определении диаметров теплопроводов,толщины слоев тепловой изоляции, удельных потерь теплоты. Эти расчетыосновываются на максимальных часовых расходах теплоностителей.

4.1.

Определение внутреннегодиаметра теплопроводов (паропровода на технологические нужды,конденсатопровода, трубопровода горячей воды).

Внутреннийдиаметр паропровода на технологические нужды.

Где Vc — расход парапротекающего по трубопроводу;

w

— допускаемая скорость пара (для влажного насыщенного пара 30 – 40 м/с).

Секундныйобъемный расход влажного насыщенного пара.

Где Ux – удельныйобъем влажного насыщенного пара;

Dc – максимальныйсекундный расход пара.

По расчетномузначению dвнподбираем ближайший больший диаметр теплопровода.

Выбираем dвн = 0,069 м, d

ст= 0,0035 м, dнар= 0,076 м

Внутреннийдиаметр конденсатопровода.

Где Vc — расходконденсата протекающего по трубопроводу;

w

— допускаемая скорость конденсата (для конденсата 1 – 1.5 м/с).

Секундныйобъемный расход конденсата.

Где Ux – удельныйобъем конденсата;

Dc – максимальныйсекундный расход конденсата.

Выбираем dвн = 0,041 м, d

ст= 0,0035 м, dнар= 0,048 м

Внутреннийдиаметр трубопровода горячей воды.

Где Vc — расходгорячей воды протекающей по трубопроводу;

w

— допускаемая скорость горячей воды (для горячей воды 2 – 2.5 м/с).

Секундныйобъемный расход горячей воды.

Где Ux – удельныйобъем горячей воды;

Dc – максимальныйсекундный расход горячей воды.

Выбираем dвн = 0,041 м, d

ст= 0,0035 м, dнар= 0,048 м

4.2.

Расчет и подбор толщинытепловой изоляции теплопроводов.

Толщинатеплоизоляционного слоя наружныхтеплосетей определяется из уравнения.

Пар:

Выбираем дляизоляции теплоизоляционные полуцилиндры из минеральной ваты

l

из= 0,073 Вт/(м*К).

Где dн – наружныйдиаметр трубопровода;

l

из — коэффициент теплопроводности тепловой изоляции

tт, tп, t0–соответственно температуры теплоносителя, поверхности изоляционного слоя иокружающего воздуха.

a

2 — коэффициент теплоотдачи от изоляционного теплопровода к окружающему воздуху.

Коэффициенттеплоотдачи от поверхности изолированного теплопровода к окружающему воздухурассчитывается по эмпирической формуле.

Конденсат:

Выбираем дляизоляции войлок строительный l

из = 0,061Вт/(м*К).

Горячая вода:

Выбираем дляизоляции войлок строительный l

из = 0,061 Вт/(м*К).

4.3. Расчетпотерь теплоты и снижения энтальпии теплоносителя при транспортировке понаружным тепловым сетям.

Удельныепотери теплоты наружными теплопроводами.

Пар:

Где a

1 — коэффициент теплоотдачи от теплоносителя к стенке трубы;

l

тр — коэффициент теплопроводности трубы.

Конденсат:

Горячая вода:

Снижениеэнтальпии для каждого из теплоносителей при их транспортировке по наружнымтеплосетям.

Пар:

Где L – протяженность теплосетимежду котельной и производственным корпусом (100 – 200 м).

mc — максимальныйрасход теплоносителя.

Конденсат:

Горячая вода:

Степеньувлажнения пара, обусловленная потерями теплоты в окружающую среду.

Где z – теплота парообразованияпри давлении Р1.

Снижениетемпературы воды (конденсата).

Конденсат:

Горячая вода:

5.

Расчет и подбор оборудованиятеплоподготовительной установки.

5.1.

Схема включения, расчет иподбор водоподогревателей системы отопления.

Исходнымиданными для расчета водоподогревателей являются: максимальный часовой расходгорячей воды в сезон массовой переработки сырья, максимальный расход теплотына отопительные нужды в период самой холодной пятидневки года, температурыхолодной и горячей воды в системе горячего водоснабжения и прямой и обратнойводы в системе отопления.

Суммарнаяповерхность нагрева пароводяных подогревателей для системы отопления

Где к –коэффициент теплопередачи водоподогревателей 1,8;

D

t — средняя разность между температурамигреющего пара и нагреваемой водой.

Выбираемпароводяной подогреватель

ПП-1-17-11, F = 17,2 м2, Р =0,7 МПа 2 штуки.

5.2.

Схема включения, расчет иподбор водоподогревателей системы горячего водоснабжения.

Суммарнаяповерхность нагрева пароводяных подогревателей системы горячего водоснабжения.

Выбираемпароводяной подогреватель

ПП-1-9-7-IVF = 9,5 м2 2штуки.

5.3.