Теплоснабжение предприятий по переработке животноводческого сырья

Часовые расходы пара на технологические нужды определяются по формуле:

                            DчiТН = DТН * γiтн / Σ(γiтн), т/ч,

где γiтн – коэффициенты неравномерности графика потребления пара на технологические нужды.

γ8-9тн = 0,7                                           γ12-13тн = 0,8

γ9-10тн = 0,85                                          γ13-14тн = 0,8

γ10-11тн = 1,0                                           γ14-15тн = 0,85

γ11-12тн = 0,9                                           γ15-16тн = 0,8

Dч8-9тн = (77,14*0,7)/6,7 = 8,1 т/ч

Dч9-10тн = (77,14*0,85)/6,7 = 9,8 т/ч

Dч10-11тн = (77,14*1)/6,7 = 11,5 т/ч

Dч11-12тн = (77,14*0,9)/6,7 = 10,4 т/ч

Dч12-13тн = (77,14*0,8)/6,7 = 9,2 т/ч

Dч13-14тн = (77,14*0,8)/6,7 = 9,2 т/ч

Dч14-15тн = (77,14*0,85)/6,7 = 9,8 т/ч

Dч15-16тн = (77,14*0,8)/6,7 = 9,2 т/ч

Часовые расходы пара на выработку горячей воды определяются по формуле:

                            DчiГВ = DГВ * Vчiгв / VГВ, т/ч

Dч8-9гв = (7,53*5,7)/62,04 = 0,69 т/ч

Dч9-10гв = (7,53*5,7)/62,04 = 0,69 т/ч

Dч10-11гв = (7,53*8,6)/62,04 = 1,04 т/ч

Dч11-12гв = (7,53*8,6)/62,04 = 1,04 т/ч

Dч12-13гв = (7,53*7,6)/62,04 = 0,92 т/ч

Dч13-14гв = (7,53*7,6)/62,04 = 0,92 т/ч

Dч14-15гв = (7,53*9,5)/62,04 = 1,15 т/ч

Dч15-16гв = (7,53*8,6)/62,04 = 1,04 т/ч

Часовые расходы пара на нужды отопления определяются из условия их равновесия в течение смены:

                            DчiОТ = DОТ / 8 , т/ч

DчОТ = 7,52/8 = 0,94 т/ч

Часовые количества пара, отпускаемого сторонним потребителям, определяются по формуле:                           

DчiСТ = DСТ * γiст / Σ(γiст), т/ч,

где γiст – коэффициенты неравномерности графиков отпуска пара сторонним потребителям

              γ8-9ст =              0,65                                          γ12-13ст = 0,85                             

γ9-10ст =0,75                                          γ13-14ст = 0,8

              γ10-11ст =1,0                                          γ14-15ст = 0,9

              γ11-12ст =0,9                                          γ15-16ст = 0,85

Dч8-9СТ = (56*0,65)/6,7 = 5,4 т/ч

Dч9-10СТ = (56*0,75)/6,7 = 6,3 т/ч

Dч10-11СТ = (56*1)/6,7 = 8,4 т/ч

Dч11-12СТ = (56*0,9)/6,7 = 7,5 т/ч

Dч12-13СТ = (56*0,85)/6,7 = 7,1 т/ч

Dч13-14СТ = (56*0,8)/6,7 = 6,7 т/ч

Dч14-15СТ = (56*0,9)/6,7 = 7,5 т/ч

Dч15-16СТ = (56*0,85)/6,7 = 7,1 т/ч

Часовые расходы пара на собственные нужды котельной определяются по формуле:

                            DчiСН = βсн* (DчiТН + DчiГВ + DчiОТ + DчiСТ), т/ч

Dч8-9СН = 0,07*(8,1+0,69+0,78+5,4) = 1,06 т/ч

Dч9-10СН = 0,07*(9,8+0,69+0,94+6,3) = 1,24 т/ч

Dч10-11СН = 0,07*(11,5+1,04+0,94+8,4) = 1,53 т/ч

Dч11-12СН = 0,07*(10,4+1,04+0,94+7,5) = 1,39 т/ч

Dч12-13СН = 0,07*(9,2+0,92+0,94+7,1) = 1,27 т/ч

Dч13-14СН = 0,07(9,2+0,92+0,94+6,7) = 1,24 т/ч

Dч14-15СН = 0,07*(9,8+1,15+0,94+7,5) = 1,36 т/ч

Dч15-16СН = 0,07*(9,2+1,04+0,94+7,1) = 1,28 т/ч

Результаты расчетов представляются по форме 9.

На основании полученных данных строится суммарный график требуемой выработки пара.

Таблица

8.       Подбор паровых котлов

Используя график требуемой выработки пара по максимальному часовому расходу пара, производится подбор необходимого типа и количества котлов. При подборе котлов следует руководствоваться следующими условиями:

- количество котлов должно быть не мене 3 и не должно превышать 5 единиц;

- целесообразно устанавливать котлы одного типоразмера (допускается установка одного или двух из котлов меньшего типоразмера);

- должен обеспечиваться заданный резерв установленной мощности;

- должна обеспечиваться возможность остановки любого из котлов на ремонт при условии бесперебойного обеспечения паром технологических потребителей, а также остановка любого из котлов для текущего ремонта в летнее время при отсутствии отопительной и вентиляционной нагрузки;

- предпочтение следует отдавать варианту с более низким средневзвешенным коэффициентом полезного действия (брутто) котельной;

- необходимо минимизировать суммарный индекс относительных капитальных затрат на строительство котельной (основной параметр выбора оптимального варианта).

При подборе котлов можно использовать ЭВМ по заданной программе оптимизации при количестве исследуемых вариантов не менее 3.

                            Dуст =               Dчmax * резерв установленной мощности,

где Dуст = установленная номинальная производительность котлоагрегатов, т/ч

Dуст = 23,41* (100% + 20%) = 28,1%

Подбираем котлы из табл. 4 типа ДЕ-10-14ГМ, т.к. заданное топливо – мазут и максимальный часовой расход.

Dуст = Σ (Di) = 10 +10 +10 =30 т/ч

Средневзвешенный КПД котельной определяется по формуле

ηк = Σ (ηкi* Dустi) / Σ (Dустi)

ηк = 3*(90,8*10)/30 = 90,8

Фактический резерв установленной мощности котельной определяется по формуле:

                            R = ((Dуст - Dчmax)/ Dуст)*100%

где Dчmax – максимальная требуемая часовая выработка пара, т/ч

R = ((30 – 23,41)/30)*100% = 22%

9.       Определение максимального часового расхода топлива

Максимальный часовой расход натурального топлива определяется по формуле:

                            Bmax = Dчmax * (hx – hпв)*103 /(Qрн* ηк),

где Qрн – низшая теплота сгорания топлива, кДж/кг; (для мазута новоуфимского марки 100 Qрн = 40,19*103 кДж/кг)

Bmax = 23,41*(2676,28 – 293,3)*103/(40,19*103*0,908) = 1528,7 кг/ч

Для перевода расхода натурального топлива в условное используется формула:

                            Bmaxу = Bmax * Qрн /29300, кг/ч

где 29300 кДж/кг – низшая теплота сгорания условного топлива

Bmaxу = 1528,7 *40,19*103/29300 = 2096,8 кг/ч

10.   Расчет и подбор водоподогревателей для систем отопления горячего водоснабжения

Для подогрева воды на нужды отопления и горячего водоснабжения применяются многоходовые кожухотрубные теплообменники, в которых греющим теплоносителем является влажный насыщенный пар давлением до 700 кПа (рис.5 точка Б).

Исходными данными для расчета водоподогревателей максимальный часовой расход горячей воды Vmaxгв и максимальный расход теплоты на отопительные нужды для самой холодной пятидневки года Q*ОТ (форма 4), а также температуры холодной tхв и горячей tгв воды в системе отопления, прямой tпр и обратной tобр воды в системе отопления и температуры конденсата после водоподогревателей tконд (рис. 5, точка Ж и З). коээфициенты теплопередачи К можно принять равным 1,6…2,0 кВт/(м2*К)

Тепловая мощность системы горячего водоснабжения определяется по формуле:

                            QГВ = Vmaxгв * Св * ρ *( tгв - tхв) /3600, кВт

tгв = 70°С

tхв = 10°С

Св = 4,19 кЖд/кг – теплоемкость воды

Vmaxгв = 7,4 м3/смену

ρ = 1000 кг/м3 – плотность воды

QГВ = 9,5*4,19*103*(70 – 10)/3600 = 663,4 кВт

Тепловая мощность системы отопления определяется по формуле:

                            QОТ = 1/8 * Q*ОТ *106 * 1/3600, кВт

QОТ = 22,22*106/(8*3600) = 771,5 кВт

Требуемая суммарная поверхность нагрева водоподогревателей системы горячего водоснабжения определяется по формуле:

                            Fгв = QГВ / (К * Δtср), м2,

где Δtср = средняя разность температур между паром и нагреваемой водой;

              К – коэффициент теплопередачи (К = 1,6);

Средняя разность температур определяется на основании температурного графика водоподогревателя по формулам:

                            Δtср = (Δtб – Δtм) / ln(Δtб/ Δtм), °С если Δtб/ Δtм>1,7

                            Δtср = (Δtб + Δtм) /2, °С если Δtб/ Δtм<1,7

Средняя разность температур определяется на основании температурного графика водоподогревателя. Из рисунка 1.а определяем Δtср:

Δtм = 100 – 10 = 90°С

Δtб = 165 – 70 = 95°С, т.к. Δtб/ Δtм = 1,05<1,7, то

Δtср = (90 + 95)/2 = 92,5°С

Fгв = 663,4/(1,6*92,5) = 4,5 м2

Требуемая суммарная поверхность нагрева водоподогревателей системы отопления определяется по формуле:

                            Fот = QОТ / (К * Δtср), м2

Δtм = 165 – 130 = 35°С

Δtб = 110 – 65 = 45°С, т.к. Δtб/ Δtм = 1,3<1,7, то

Δtср = (90 + 95)/2 = 40°С

Fот = 771,5/(1,6*40) = 12,1 м2

Средняя разность температур с достаточной точностью определяется на основании температурного графика.

                                          а)                                                                                                  б)

Рис. 1 Температурные графики водоподогревателей ( а – системы горячего водоснабжения; б – системы отопления)

Резерв установленной мощности водоподогревателей для систем горячего водоснабжения δFгв и отопления δFот определяется по формулам:

δFгв = 100*(Fфгв - Fгв)/ Fгв, % (Резерв для горячего водоснабжения не считаем.)

δFот = 100*(Fфот – Fот)/ Fот, %,

где Fфгв и Fфот – физическая суммарная поверхность нагрева водоподогревателей для систем отопления и горячего водоснабжения соотвественно.

δFот = 100*(15,8 – 10,1)/10,1 = 24,6 %

Для нашего предприятия подбираем водоподогреватели типа ПП 1-6-2-II для систем горячего водоснабжения и типа ПП 1-6-2-II и ПП 2-9-7IV