Проектирование автономных систем теплоснабжения предприятий по переработке животноводческого сырья

Проектирование автономных систем теплоснабжения предприятий по переработке животноводческого сырья

Курсовая работа

Проектирование автономных систем теплоснабжения предприятий по переработке животноводческого сырья

Введение

Энергоснабжение и повышение энергоэффективности промышленных предприятий являются одним из направлений модернизации экономики РФ и повышения конкурентоспособности отечественной продукции.

Предприятия мясной и молочной промышленности относятся к энергоемким производствам. Доля энергозатрат в издержках производства мясных и молочных продуктов без учета стоимости сырья превышает 20% и в связи с ростом стоимости топлива и электроэнергии имеет устойчивую тенденцию к дальнейшему росту. В связи с этим актуальной является проблема создания новых и модернизация существующих систем теплоснабжения мясокомбинатов и молочных заводов с целью повышения их энергоэффективности и надежности обеспечения предприятий теплоносителями с регламентируемыми технологическими требованиями параметрами.

Цель работы: Целью данной работы является подготовка будущих специалистов к самостоятельной инженерной работе по проектированию и эксплуатации СТ. предприятий отрасли. В процессе выполнения курсовой работы студенту предстоит использовать знания, полученные при изучении теплотехнических дисциплин. Важное значение имеет формирование творческого подхода к решению конкретных инженерных задач, умение выбрать из нескольких вариантов наиболее рациональное техническое решение, освоение методик технико-экономического обоснования принимаемого решения. Для успешного выполнения работы необходимы знания по изучаемым ранее дисциплинам (математике, физике, инженерной графике)

1. Расчет тепловых нагрузок и подбор теплогенераторов пара горячей воды

теплоэнергия провод теплогенератор

Параметры теплоносителей в реперных точках автономной СТ

Под реперными понимаются узловые точки тепловой схемы, в которых определяются параметры теплоносителей, необходимые для выполнения тепловых расчетов отдельных структурных элементов СТ.

Точка. А Распределительный паровой коллектор в котельной

P=1000кПа t=179˚C

x=0, 9            r=2080кДж/кг

hʹ=759кДж/кг     

h= hʹ+rЧx=759+2080Ч0,9=2500кДж/кг

Точка. Б Падающие паропроводы в подогреватели

p=700кПа                         r=2069кДж/кг hб =hʹ+rЧx

hʹ=694кДж/кг

t=164,2˚C hб=hа=2500кДж/кг

x=h - hʹ/r=2500-694/2069=0,87кДж/кг

Точка. В Паропровод на входе в производственный корпус

p, t.h-понижается в зависимости от расстояния

Давление потери 8≤ pпот/100 м ≤12кПа

1%≤ hпот/100 м≤ 1,5%

100 м−10кПа pпот=149Ч10/100=14,9кПа

м− pпот

м−1%         hпот=149/100=1,49

149 м−hпот     pв=100-14,9=985,1кПа

hв=ha (100 - hпот/100)=2500 (100-1,49/100)=2530

hʹв=749кДж/кг

rв=2036кДж/кг хв= hв - hʹв/ rв=2530-749/2036=0,874кДж/кг

Расчет параметров пара после редукционных устройств отдельных цехов

hг1-г7=hв=2530кДж/кг

hг1-г7=hв=2530кДж/кг x=hгn - hʹгn/rгn кДж/кг

x1=2530-609/2136=0,899

x2=2530-637/2111=0,896

x3=2530-667/2089=0,891

x4=2530-667/2089=0,891

x5=2530-609/2136=0,899

x6=2530-667/2089=0,891

x7=2530-637/2111=0,896

Точка. Д Пароконденсатная смесь последовательных теплообменников

Рд принимаем на 10-12% ниже в ходе ргi

Принимаем 10% ═›рдi=0,9Ч ргi

xпп-доля пролетного пара в пароконденсатной смеси

h_di = hʹ_di+r_diЧx_ппdi кДж/кг

h₁=580,5+2151Ч0,12=838,62 кДж/кг

h₂=619,5+2123,5Ч0,13=895,56 кДж/кг

h₃=652+2100Ч0,14=946 кДж/кг

h₄=652+2100Ч0,14=946 кДж/кг

h₅= 580,5+2151Ч0,12=838,62 кДж/кг

h₆=652+2100Ч0,1=862 кДж/кг

h₇=619,5+2123,5Ч0,16=959,26 кДж/кг

Точка.Е конденсатопровод после утилизационного теплообменника для подогрева воды

t в точке Е (переохлажденного конденсата) принимаем из диапазона 70-80˚С

t_e=80˚С

р_е на 10% ниже средневзвешенного давления в точках Д

р_е=()Ч0,9=416,57 кПа

h_e=cЧt=4,190Ч80=335,2 кДж/кг*с

теплоемкость воды с=4,190 кДж/кг*с

Точка. Ж Пароконденсатная смесь после водоподогревателя системы отопления

р_ж принимаем на 10-15% ниже давления греющего пара в точке б принимаем15%

р_ж=0,15Ч700=105кПа

hʹж=426кДж/кг   tж=101,65

rж=2252кДж/кг

Доля пролетного пара пароконденсатной смеси

xпп 0,005-0,1 (5-10%) принимаем 7%

hж= hʹж+ rжЧxпп=426+2252Ч0,007=583,64кДж/кг

Точка.З пароконденсатная смесь после теплообменника системы горячего водоснабжения

рз=0,15Чрж=0,15Ч105=15,75кПа

hʹз=220кДж/кг tз=52,55

rз=2376кДж/кг xппз=0,007

hз= hʹз+ rзЧ xпп =220+2376Ч0,007=386,32кДж/кг

Точка. И температура конденсата от сторонних потребителей

tи=65˚C hʹи=272,02кДж/кг

pи=25,008кПа    rи=2346,7кДж/кг

h=cЧt=4,190Ч65=272,35кДж/кг

Точка.Л Трубопровод прямой воды отопления

tл=99-1,13Ч tHB‾ =99-1,13Ч(-3)=102,39  ̊C

h=cЧ tл=4,190Ч102,39=429,014 кДж/кг

Точка.М Трубопровод обратной воды отопления

tM=52-0,5Ч tHB‾ =52-0,5 (-3)=53,2  ̊C

h=cЧ tM=4,190Ч53,2=222,908 кДж/кг

Точка.Н Трубопровод холодной воды

tH - температура холодной воды, поступающей в водоподогреватель системы горячего водоснабжения, составляет 10-15 ̊ С

tH=10 ̊С

h=cЧtH=4,190Ч10=41,9 кДж

Точка.О Трубопровод горячей воды

to - температура горячей воды после водоподогревателя принимается равной

65-70̊̊ С=70 ̊С

h=cЧto=4,190Ч70=293,3 кДж

Расходы теплоты и пара на технологические нужды

Расход теплоты на технологические нужды зависит от объемов выпуска

продукции и удельных расходов теплоты на их производство. Он рассчитывается на рабочую смену для сезона переработки сырья

*Расход теплоты на выработку отдельных видов продукции

Побщ=44 Q_i=q_iЧП_i ГДж/см

П_i - выработка отдельных видов продукции, т/смену

q_i - удельные расходы теплоты на выработку отдельных видов продукции для соответствующего типоразмера предприятия, ГДж/т

мясо собственного убоя q₁=0,67 ГДж/т Q₁=0,67Ч40=26,8 ГДж/см

колбасные изделия q₂=4,7 ГДж/т Q₂=4,7Ч4=18,8 ГДж/см

полуфабрикаты q₃=5,8 ГДж/т Q₃=5,8Ч0,4=2,32 ГДж/см

жиры q₄=0,62 ГДж/т Q₄=0,62Ч1,3=0,806 ГДж/см

сухие животные корма q₅=5,8 ГДж/т Q₅=5,8Ч1,2=6,96 ГДж/см

консервы q₆=4,3 ГДж/т Q₆=4,3Ч10=43 ГДж/см

мясо со стороны q₇=0,87 ГДж/т Q₇=0,87Ч28=24,36 ГДж/см

*Общий расход теплоты на технологические нужды

Ш_TH=15,7-0,07Ч П_общ =15,7-0,07Ч44=12,62, %

Ш_TH - коэффициент, учитывающий расход теплоты на выработку продукции для которой отсутствуют нормативы удельного расхода теплоты

Q_TH=(1+ШTH/100)ЧУQ_i=(1+12,62/100)Ч123,046=16,76 ГДж/смену

*Расход пара на выработку отдельных видов продукции

Q_i=D_iЧ[б_гпiЧ(h_гi-h_дi)+(1 - б_гпi)Ч hгi]Ч10^-3 ГДж/смену

б_гпi-доля глухого пара в его общем потреблении при выработки отдельных видов продукции, %

собственный убой б₁=35 h_d1=838,62

колбасные изделия б₂=50 h_d2=895,56

полуфабрикаты б₃=80 h_d3=946

жиры б₄=85 h_d4=946

сухие животные корма б₅=80 h_d5=838,62

консервы б₆=75 h_d6=862

мясо со стороны б₇=25 h_d7=959,26

h _гпi=2530 кДж/кг

, т/см

D1=26,8Ч1000/0,35 (2530-838,62)+(1-0,35)Ч2530=1,198 т/см

D2=18,8Ч1000/0,5 (2530-895,56)+(1-0,5) Ч2530=9,02 т/см

D3=2,32Ч1000/0,8 (2530-946)+(1-0,8) Ч2530=1,308 т/см

D4=0,806Ч1000/0,85 (2530-838,62)+(1-0,85)Ч2530=0,44 т/см

D5=6,96Ч1000/0,8 (2530-946)+(1-0,8)Ч2530=3,92 т/см

D6=43Ч1000/0,75 (2530-862)+(1-0,75)Ч2530=22,82 т/см

D7=24,36Ч1000/0,25 (2530-956,26)+(1-0,25)Ч2530=10,63 т/см

*Общий расход пара

 т/см

*Расходы теплоты и пара на нужды отопления

Расход теплоты на отопительные нужды рассчитывается для двух режимов.

По средней температуре наружного воздуха для отопительного сезона находится сменный расход теплоты на отопление, который в дальнейшем входит в нормативный тепловой баланс предприятия при подборе паровых котлов. Данная температура является также определяющим фактором при расчете годового расхода теплоты на нужды отопления с учетом продолжительности отопительного периода года для города, в котором расположены предприятия.

Расчет и подбор водоподогревателей системы водяного отопления выполняется по максимальной тепловой нагрузке системы отопления для средней пяти - дневки года температуры наружного воздуха самой холодной в зависимости от месторасположения предприятия.

При выполнении данной работы принимается условие, что инфраструктура предприятия включает: производственный корпус, административно-бытовой корпус и корпус, в котором размещены вспомогательные цеха. Расход теплоты на отопление здания котельного цеха и ЦТП включается в собственные нужды котельной и в балансе расхода теплоты на отопительные нужды предприятия не учитывается

* Определение объема корпусов

производственный корпус

V_пк= (23-0,8ЧП_общ)Ч10³ =(23+0,8Ч44)Ч1000=58200 м³

теплоэнергия провод теплогенератор

- административно-бытовой корпус

V_абк-20-23% от производственного корпуса

V_абк=0,2Ч58200=11640 м³

- вспомогательный корпус

V_вк-23-26% от производственного корпуса

Vвк=0,23Ч58200=13386 м³

*Удельные отопительные характеристики отапливаемых зданий

- для средней температуры наружного воздуха за отопительный период года:

 Вт/(м³К)

где b - эмпирический коэффициент, учитывающий материал и толщину наружных стен зданий (для кирпичных стен =1,7…2,0, а для железобетонных =2,2…2,5). Принимаем для кирпичный стен b=2

q_от1=2,0Ч58200^-0.167(1.3+0.01Ч (-3))=0,4 Вт/(м³К) произ.

:q_от2=2,0Ч11640^-0.167(1.3+0.01Ч (-3))=0,5Вт/(м³К) админ. быт.

q_от3=2,0Ч13386^-0.167(1.3+0.01Ч (-3))=0,5 Вт/(м³*К) вспомог.

для средней температуры наружного воздуха за самую холодную пятидневку года:

Вт/(м³К) q^*_от1=2,0Ч58200^-0.167(1.3+0.01*(-24))=0.5Вт/(м³К) произ.

q^*_от2=2,0Ч11640^-0.167(1.3+0.01Ч (-24))=0,4Вт/(м³К) админ. быт

q^*_от3=2,0Ч13386^-0.167(1.3+0.01*(-24))=0,4 Вт/(м³К) вспомог.

Расход теплоты на отопление зданий

- для средней температуры наружного воздуха за отопительный период года

, ГДж/смену

Q_от1=0,4Ч58200Ч (18 - (-3)) Ч28800Ч10^-9 =14,028 ГДж/смену произ.

Q_от2=0,5 Ч11640Ч(21 - (-3)) Ч28800 Ч10^-9=4,02 ГДж/смену админ. быт.

Q_от3=0,5Ч13380Ч(19 - (-3)) Ч28800Ч10^-9=4,24 ГДж/смену вспомог.

для средней температуры наружного воздуха за самую холодную пятидневку года:

, ГДж/смену

Q_от1=0,3Ч58200Ч (18 - (-24)) Ч28800Ч10^-9 =21,11 ГДж/смену произ.

Q_от2=0,4 Ч11640Ч(21 - (-24)) Ч28800 Ч10^-9=6,03 ГДж/смену админ. быт.

Q_от3=0,4Ч13380Ч(19 - (-24)) Ч28800Ч10^-9=6,62 ГДж/смену вспомог.

Общезаводские расходы теплоты на отопительные нужды

- для средней температуры наружного воздуха за отопительный период года

=22,283, ГДж/смену

для средней температуры наружного воздуха за самую холодную пятидневку года:

=33,76, ГДж/смену

Расход пара на подогрев циркуляционной воды системы отопления

- для средней температуры наружного воздуха за отопительный период года:

 Q_от Чз/(h_б-h_ж)Ч10-³=22,283Ч0,92/(2500-583,64) Ч10-³=10,7 ГДж/смену

з-коэффициент полезного использования теплоты пара в водоподогревателях, принимаем равным 0,92.

для средней температуры наружного воздуха за самую холодную пятидневку года:

Д^*_от=(33,76Ч0,92Ч10³)/1916,4=16,2ГДж/смену

Расход теплоты и пара на вентиляционные нужды

Для нахождения расхода теплоты на вентиляцию производственных цехов, внутрении объем которых V^В_пк составляет 60-80% от объема производственного корпуса по наружнему периметру V_пк, примим значение V^В_пк=0,6Ч58200=34920м³. Вентиляция помещении административно-бытового корпуса и корпуса вспомогательных цехов не предусматривается.

Расход теплоты на вентиляцию производственных цехов при средней температуре наружного воздуха:

, ГДж/смену

где q_В - удельная вентиляционная характеристика здания, Вт/(м³ К).

=0,82Ч58200Ч(18 - (-3)) Ч28800Ч10^-9=28,8 ГДж/смену

Максимальный расход теплоты на вентиляцию при средней температуры наружного воздуха за самую холодную пятидневку года

, ГДж/смену

где ᴪ_в - коэффициент, учитывающий изменение удельной вентиляционной характеристики здания при снижении температуры наружного воздуха (ᴪ_в=0,95)

Q*_в=0,95Ч0,82Ч58200Ч(18 - (-14)) Ч28800Ч10^-9=41,77 ГДж/смену

Расход пара на подогрев воздуха на нужды вентиляции в паровых калариферах

- для средней температуры наружного воздуха за отопительный период года

     , ГДж/смену

где hЇ_Г - средневзвешенное значение энтальпии пара, поступающего в производственные цеха предприятия, МДж/кг

hЇ_Д - средневзвешенное значение энтальпии пароконденсатной смеси, возвращаемой

из производственных цехов, МДж/кг

Средневзвешенную энтальпию hЇ_Г и hЇ_Д рассчитаем по формулам

 МДж/кг , МДж/кг =898,008МДж/кг

Д^*_в=25,6ГДж/смену Д_в=17,64ГДж/смену

Расходы горячей воды на выработку отдельных видов продукции

V_ГВi=W_iЧП_i, м³/см

где W_i-удельные рассходы горячей воды на выработку продукции

W₁=3,95 мясо собственного убоя V_гв1=3,95Ч40=158 м³/см

W₂=4,45 колбасные изделия V_гв2=4,45Ч4=17,8 м³/см

W₃=14,9 полуфабрикаты V_гв3=14,9Ч0,4=5,96 м³/см

W₄=5,75 жиры V_гв4=5,75Ч1,3=7,48 м³/см

W₅=14,9 сухие животные корма V_гв5=14,9Ч1,2=17,9 м³/см

W₆=9,55 консервы V_гв6=9,55Ч10=95,5 м³/см

W₇=1,9 мясо со стороны V_гв7=1,9Ч28=53,2 м³/см

Расход горячей воды на коммунально-бытовые нужды

, м³/смену

ᴪ_гв-доля расхода горячей воды на коммунально-бытовые нужды от ее нормируемого расхода на выработку продукции

V_кбн=(17/100) Ч355,84=60,5 м³/смену

Общий расход горячей воды

, м³/смену

V_гв=355,84+60,5=416,33 м³/смену

Расход теплоты на нагрев воды в пароводянных водоподогревателей

, ГДж/см

С_р-теплоемкость воды при постоянном давлении при температуре, равной полуссуме температур горячей и холодной воды

t= (t_o+t_н)/2=(70+10)/2=40

Q_гв=416,33Ч992,2Ч4,178 (70-10) Ч10^-6=103,5ГДж/см

Расход пара на нагрев воды пароводянных водоподогревателей

, ГДж/смену

Д_гв=46,028 ГДж/смену

2. Тепловой баланс СТ

Тепловой баланс предприятия характеризует распределение теплоэнергии на различные нужды. Он составляется на календарные промежутки времени: год, месяц, неделю, сутки, смену, час.

В связи с тем, что производственная мощность предприятия при их проектировании чаще всего рассчитывается на рабочую смену, то и соответствующий производственной мощности нормативный тепловой баланс целесообразно составлять в расчете на рабочую смену для максимальных объемов переработки животноводческого сырья. Для мясокомбинатов максимальная производственная нагрузка (сезон переработки сырья) приходится на последний квартал года. Таким образом, именно октябрь является наиболее обоснованным периодом для составления нормативного теплового баланса. Тем более что в октябре включаются в работу системы отопления и подогрева приточного воздуха на нужды вентиляции при температуре наружного воздуха, близкой к средней за отопительный период года.

Различают тепловой баланс потребления теплоэнергии на производственные и объективно обусловленные ими вспомогательные нужды и тепловой баланс выработки теплоэнергии, включающий дополнительно отпуск теплоты сторонним предприятиям и расход теплоты на собственные нужды теплоцеха (котельной, ЦТП и топливного хозяйства).

Баланс потребления теплоэнергии

, ГДж/смену

Q_пот=16,76+103,5+22,283+28,8=171,343 ГДж/смену

Баланс потребления пара

, т/смену

Д_пот=55,6+46,028+10,7+17,64=129,97 т/смену

Структурные параметры баланса потреблени теплоэнергии

б_тн=(Q_тн/ Q_пот)Ч 100%=(16,76/171,343) Ч100%=9,78%

б_гв=(Q_гв/ Q_пот) Ч100%=(103,5/171,343) Ч100%=60,4%

б_от=(Q_от/ Q_пот) Ч100%=(22,283/171,343) Ч100%=13,004%

б_в=(Q_в/ Q_пот) Ч100%=(28,8/171,343) Ч100%=16,8%

Баланс выработки теплоэнергии

, ГДж/смену

Q_выр=16,76+103,5+22,283+28,8+15,96+94,77=282,073 ГДж/смену

, ГДж/смену

 ГДж/смену

Расход теплоэнергии на собственные нужды теплоцеха составляет от общей выработки теплоэнергии для котельных, работающих на природном газе, до 2%; на мазуте - до 6…8% и на угле - до 2,5%.

, ГДж/смену

Структурные параметры баланас выработки теплоэнергии

в _тн = (Q_тн/ Q_выр)Ч 100%=5,94%

в _гв = (Q_гв/ Q_выр) Ч100%=36,7%

в _от = (Q_от/ Q_выр) Ч100%=7,9%

в _в = (Q_в/ Q_выр) Ч100%=10,2%

в _ст = (Q_ст/ Q_выр) Ч100%=38,6%

в _сн = (Q_сн/ Q_выр) Ч100%=5,65%

Д_выр= Д_тн+Д_гв+Д_от+Д_в+Д_ст+Д_сн, т /смену

Д_выр=55,6+46,028+10,7+17,64+40+10,19=180,158 т/смену

3. Графики тепловых нагрузок

Важной характеристикой СТ предприятий являются графики тепловых нагрузок. Для этих целей предназначены годовые, суточные, сменные и часовые графики потребления пара, возврата конденсата, получения теплофикационной воды от ТЭЦ, характеризующиеся большой неравномерность. Неравномерность графиков теплопотребления обусловлена неритмичностью поступления сырья в течение года, наличием нерабочих смен, выходных дней, колебаниями температуры наружного воздуха и, соответственно, нестабильностью расходов теплоэнергии на отопительные нужды и приточную вентиляцию и другими факторами. Функциональное назначение графиков тепловых нагрузок многопланово, но в рамках выполняемой работы определяющими являются сменные графики теплопотребления, для которых характерны наличие отопительно-вентиляционной нагрузки и максимального потребления теплоты на технологические нужды.

Сменные графики тепловых нагрузок необходимы для обоснования максимальной выработки пара и подбора паровых котлов и водоподогревателей, определения производительности теплотехнического оборудования системы химической очистки питательной воды, расчета утилизационных теплообменников для пароконденсатной смеси, подбора питательных насосов.

Часовые расходы горячей воды

, м³/ч

где g_ГВi - коэффициенты неравномерности графика расхода горячей воды

V^8-9_гв=416,33Ч0,5/6,2=33,58 м³/ч

V^9-10_гв=416,33Ч0,6/6,2=40,29 м³ /ч

V^10-11_гв=416,33Ч0,8/6,2=53,72 м³/ч

V^11-12_гв=416,33Ч0,9/6,2=60,43 м³/

V^12-13_гв=416,33Ч0,7/6,2=47,005 м³/ч

V^13-14_гв=416,33Ч0,8/6,2=53,72 м³/ч

V^14-15_гв=416,33Ч0,9/6,2=60,43 м³/ч

Часовые расходы пара

·        на технологические нужды:

, т/ч

где g_ТНi - коэффициенты неравномерности графика расхода пара на технологические нужды

Д^8-9_тн=(55,6Ч0,7)/6,3=6,17т/ч

Д^9-10_тн=(55,6Ч0,8)/6,3=7,06т/ч

Д^10-11_тн=(55,6Ч0,9)/6,3=7,94 т/ч

Д^11-12_тн= (55,6Ч1)/6,3=8,82т/ч

Д^12-13_тн=(55,6Ч0,6)/6,3=5,29т/ч

Д^13-14_тн=(55,6Ч0,75) 6,3=6,61т/ч

Д^14-15_тн= (55,6Ч0,8)/6,3=7,08т/ч

Д^15-16_тн=(55,6Ч0,75) /6,3=6,61т/ч

на выработку горячей воды

где g_ТНi - коэффициенты неравномерности графика расхода пара на технологические нужды

Д^8-9_гв=(46,028Ч0,7)/6,3=5,11т/ч

Д^9-10_гв=(46,028Ч0,8)/6,3=5,84 т/ч

Д^10-11_гв=(46,028Ч0,9)/6,3=6,58 т/ч

Д^11-12_гв=(46,028Ч1)/6,3=7,3 т/ч

Д^12-13_гв=(46,028Ч0,6)/6,3=4,38 т/ч

Д^13-14_гв=(46,028Ч0,75)/6,3=5,47 т/ч

Д^14-15_гв=(46,028Ч0,8)/6,3=5,84т/ч
 Д^15-16_гв=(46,028Ч0,75)/6,3= 5,47 т/ч

Часовые расходы пара на нужды отопления

, т/ч

Д^ч_от=16,2/8=2,02 т/ч

Часовые расходы пара на нужды вентиляции

, т/ч Д^ч_в=25,6/8=3,2 т/ч

Часовые расходы пара сторонними потребителями

, т/ч

Д^8-9_ст=(40Ч0,7)/6,3=4,44 т/ч

Д^9-10_ст=(40Ч0,8)/6,3= 5,079т/ч

Д^10-11_ст=(40Ч0,9)/6,3=7,05т/ч

Д^11-12_ст=(40Ч1)/6,3=6,35т/ч

Д^12-13_ст=(40Ч0,6)/6,3=3,8т/ч

Д^13-14_ст=(40Ч0,75)/6,3= 4,76 т/ч

Д^14-15_ст=(40Ч0,8)/6,3= 5,079 т/ч

Д^15-16_ст=(40Ч0,75)/6,3= 4,76 т/ч

Часовые расходы пара на собственные нужды теплоцеха

, т/ч

Д^8-9_сн=0,06 (6,17+5,11+2,02+3,2+4,44)= 1,25 т/ч

Д^9-10_сн=0,06 (7,06+5,84+2,02+3,2+5,079)=1,39 т/ч

Д^10-11_сн=0,06 (7,94+6,58+2,02+3,2+7,05)= 1,6 т/ч

Д^11-12_сн=0,06 (8,82+7,3+2,02+3,2+6,35)= 1,66 т/ч

Д^12-13_сн=0,06 (5,29+4,38+2,02+3,2+3,8)=1,012 т/ч

Д^13-14_сн=0,06 (6,61+5,47+2,02+3,2+4,76)= 1,32т/ч

Д^14-15_сн=0,06 (7,06+5,84+2,02+3,2+5,079)=1,39 т/ч

Д^15-16_сн=0,06 (6,61+5,47+2,02+3,2+4,76)= 1,32т/ч

Общие часовые расходы пара

, т/ч

Д^8-9=6,17+5,11+3,2+4,44+1,25=20,17 т/ч

Д^9-10=7,06+5,84+3,2+5,079+1,39=22,56 т/ч

Д^10-11=7,94+6,58+3,2+7,05+1,6=26,37 т/ч

Д^11-12=8,82+7,3+6,35+3,2+1,66=27,33 т/ч

Д^12-13=5,59+5,48+3,2+4,76+1,12=20,15т/ч

Д^13-14=6,61+4,4+3,2+3,8+1,32=19,33т/ч

Д^14-15=7,06+5,84+3,2+5,079+1,39=22,56 т/ч

Д^15-16=6,61+4,4+3,2+3,8+1,32=19,39 т/ч

. Подбор паровых котлов

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

. Наиболее рациональной является установка котлоагрегатов одного типоразмера, но допускается установка одного из них меньший паропроизводительность. Количество котлов должно быть не менее 3 и не должно превышать 5 единиц (при подборе котлов типа Е-1-9 допускается установка 6 котлов);

.        Суммарная установленная паропроизводительность котлов должна обес-печивать установленный заданием на проектирование резерв тепловой мощности;

.        Необходимо предусматривать возможность остановки любого из установленных котлов на техническую диагностику и достаточно продолжительный ремонт в летний период года при отсутствии отопительно-вентиляционной тепловой нагрузки;

.        Целесообразно рассмотреть несколько вариантов подбора количества и типа котлов и отдать предпочтение варианту с наименьшими суммарным индексом относительных капитальных затрат на строительство котельной.

Выбираем:

4 котла ДЕ-10-14ГМ

Суммарный индекс относительных капитальных затра

, ч/т

ч/т

Резерв установленной тепловой мощности котлов:

, =((40-27,21)/27,21)Ч100%=47%

Расчет и подбор паровых подогревателей системы отопления

Пароводяные подогреватели подбираются по поверхности нагрева. При подборе водоподогревателей необходимо учитывать следующие рекомендации:

- количество установленных теплообменников должно быть не менее 2;

суммарная тепловая мощность водоподогревателей должна обеспечивать резерв теплопроизводительности не менее чем на 20 - 30%;

установленная тепловая мощность должна обеспечивать возможность вывода из эксплуатационного режима любого из водоподогревателей для его ремонта.

Максимальная мощность водоподогревателей отопления рассчитывается для температурного режима соответствующего самой холодной пятидневке года:

Максимальная мощность водоподогревателей отопления рассчитывается для температурного режима, соответствующего самой холодной пятидневке года:

, кВт (2.58)

Определяем среднюю разность температур между греющим паром и циркуляционной водой:

Температуры прямой tл и обратной tм воды системы отопления принимаются по данным табл. 1

tл=102,39tм=53,2

Температура пара и пароконденсатной смеси tн равна температуре реперных точек tб и tж (табл. 1)

t_н=t_б+t_ж=164,2+101,65=265,85

Дt_б=164,2-53,2=111 Дt_ср=111+61,81/2=86,4

Дt_м=164,2-102,39=61,81

Если  то

Если  то

Коэффициент теплопередачи пароводяных подогревателей  принимаем равным 2000

Суммарная требуемая площадь поверхности нагрева водоподогревателей:

м² 1172200/(2000Ч86,4)=6,78 м²

Для системы отопления подходят подогреватели:

ПП-9-7-4 (2 шт.) с площадью поверхности теплообмена 9,5 м²

Резерв установленной мощности водоподогревателей

^от_f=(F_уст-F_от)/F_от) Ч100%=(19-6,78) Ч100/6,78=180,2%

где F_УСТ - суммарная поверхность нагрева водоподогревателей, м2_уст=6,9,5 Ч2=19 м²

Расчет и подбор паровых подогревателей системы горячего водоснабжения

Максимальная тепловая мощность водоподогревателей системы горячего водоснабжения рассчитывается на основании максимального часового расхода горячей воды :

 кВт

Средняя разность температур между греющим паром и нагреваемой водой Дt_ср определяется аналогично средней разности температур для подогревателей отопления.

Дt_б=t_Б-t_Н; Дt_б=164,2-10=154,2

Дt_м=t_Б-t_О; Дt_б=164,2-70=94,2

Дt_б/ Дt_м=154,2/94,2=1,6

,°С

,°С

Коэффициент теплопередачи водоподогревателей  принимается равным 1500

Суммарная требуемая площадь поверхности нагрева водоподогревателей

, м²

 м²

Устанавливаем паровой подогреватель типа ПП-32-7-4 (2 шт.)

Резерв установленной мощности водоподогревателей:

 =(64-24,9)Ч100/24,9=157,02%

. Расчет вспомогательного теплотехнического оборудования

В виде дополнения к изложенному в главе 2 расчету теплогенераторов пара и горячей воды преподаватель в качестве спецзадания задает расчет отдельных элементов теплового хозяйства. Этот расчет основывается на результатах, полученных ранее.

Расчет закрытой системы сбора и использования конденсата при автономном теплоснабжении предприятия

Рациональное устройство и эксплуатация систем сбора конденсата, относящегося к наиболее перспективным видам тепловых вторичных энергоресурсов является необходимым условием повышения энергоэффективности СТ и обеспечения их эксплуатационной надежности. Максимально возможный возврат конденсата, являющегося наилучшей питательной водой для котлов, обеспечивает значительную экономию реагентов на химическую обработку подпиточной воды и способствует повышению долговечности теплопроводов в связи со снижением их коррозионного износа.

Следует учитывать, что даже при установке после рекуперативных паропотребляющих аппаратов современных конденсатоотводчиков в конденсате присутствует несконденсировавшийся «пролетный» пар содержание которого составляет до 20%. Благодаря этому пароконденсатная смесь обладает достаточно высоким энергетическим потенциалом и может быть использована в качестве греющего теплоносителя в водоводяном тепло-обменнике для подогрева воды на нужды горячего водоснабжения или водяного отопления. В дальнейшем излагается методика расчета тепловой схемы сбора и использования пароконденсатной схемы на нужды горячего водоснабжения.

Устройство данной тепловой схемы отличается технической простотой и надежностью в эксплуатации. Пароконденсатная смесь в утилизационной теплообменник поступает от технологических паропотребляющих аппаратов, а также паровых калориферов системы вентиляции, расположенных в технологических цехах предприятия. Теплотехническое оборудование данной тепловой схемы размещается в тепловом пункте производственного корпуса. В связи с тем, что на большинстве предприятий отрасли предпочтение отдается централизованным системам горячего водоснабжения и водяного отопления, пароконденсатная смесь от пароводяных подогревателей указанных систем собирается в конденсатный бак, расположенный в ЦТП, который устраивается в здании котельного цеха. При этом пароводяные подогреватели горячего водоснабжения предназначаются для выработки недостающих объектов системы горячей воды, получаемой в утилизационном теплообменнике и могут использоваться в качестве резервных. Конденсат от сторонних потребителей пара возвращается в ЦТП в общий сборный конденсатный бак.

Общий сменный выход пароконденсатной смеси от паропотребляющих технологических аппаратов и паровых калориферов, расположенных в производственном корпусе, определяется по уравнению:

Д_ПСК(ПК)=  +=Д_ПКС(ТН)+ т/смену

Где Д_пксi количество пароконденсатной смеси, возвращаемой из технологических цехов, т/смену:

Д_ПКСi=Д_i Чб _ГП, т/смену          т/смену

Д_пкс1=1,198Ч0,35=0,419 т/смену

Д_пкс2=9,02Ч0,5=4,51 т/смену

Д_пкс3=1,308Ч0,8=1,046 т/смену

Д_пкс4=0,44Ч0,85=0,374 т/смену

Д_пкс5=3,92Ч0,8=3,136 т/смену

Д_пкс6=22,82Ч0,75=17,115 т/смену

Д_пкс7=10,36Ч0,25=2,658 т/смену

Д_{пкс(пк)=}29,26+17,64=46,9 т/смену

Коэффициент возврата конденсата от паропотребляющих технологических аппаратов и паровых калориферов производственного корпуса находится по формуле:

б_к(пк)=(Д_пкс(пк)/Д_тн+Д_в)Ч 100=(46,9/55,6+17,64)Ч100=63,9%

Количество теплоты пароконденсатной смеси, подаваемой в качестве греющего теплоносителя в утилизационный теплообменник, рассчитывается по формуле:_ПКС(ПК)=Д_ПКС(ПК)Ч hдЧ10³, кДж/смену

где h_д - средневзвешенное значение энтальпии пароконденсатной смеси, кДж/кг:

 =Д_iЧб_гпiЧh_дi/Д_iЧб_гпi, кДж/кг

_д - энтальпия пароконденсатной смеси отдельных технологических цехов, кДж/кг_д=25955,09/29,26=887,05 кДж/кг_пкс(пк)=46,9Ч887,05Ч10³=41602645 кДж/смену

Среднее давление пароконденсатной смеси  определяется по формуле:

Д_ПКСi/ Д_ПКСi=14514,3/29,26=496,045 кПа.

) 360Ч0,419=150,84 кПа.

) 450Ч4,51=2029,5 кПа.

) 540Ч1,046=564,84 кПа.

) 540Ч0,374=201,96 кПа.

) 360Ч3,136=1128,96 кПа.

) 540Ч17,115=9242,1 кПа.

) 450Ч2,658=1196,1 кПа.

Средняя температура пароконденсатной смеси t_Н зависит от давления Р_Д t_Н =150˚С

Определяем количество теплоты, отдаваемой в единицу времени греющей пароконденсатной смесью, в утилизационном теплообменнике:

N₁=Д_пкс(пк)Ч (h_д - h_х)Ч10³/8Ч3600=46,9Ч (887,05-250,68) Ч 10³/Ч 83600=1036,3кВт

где h_х - энтальпия конденсата после утилизационного теплообменника кДж/кг

_x=C_PЧt_K=4,178Ч60=250,68 кДж/кг

_k - температура конденсата (принимается равной 60-70 ^oС).

Количество теплоты, отдаваемое при конденсации пароконденсатной смеси, N1 (A):

N_1(A)=N₁Ч( - h^’)/ =1036,3Ч(887,05-630)/887,05=300,3 кВт

где h^’ - энтальпия кипящей воды при давлении  кДж/кг

Количество теплоты, отдаваемое переохлаждаемым конденсатом

_1(в)=N₁-N_1(A)=1036,3-300,3=736,02 кВт

Промежуточная температура нагреваемой воды t_пр находится по формуле:

t_пр= N_1(A) Чt_н+ N_1(В)Чt_o/ N_1(A)+ N_1(в) ˚С

_пр=300290Ч10+736020Ч70/300290+736020=52,61 ˚С

∆t_пр=t_н-t_пр=150-52,61=97,39

∆t’=t_н-t_о=150-70=80

∆tпр/∆t’=97,39/80=1,2 следовательно ∆t^A_ср= ∆tпр+∆t’/2=97,39+80/2=88,7

∆t’’=t_к-t_н=60-10=50

∆tпр/∆t’’=1,94 следовательно ∆t^Б_ср=∆t_пр-∆t’’/ln ∆t_пр/∆t’’=78,98

Коэффициент теплопередачи для зоны переохлаждения пароконденсатной смеси К_А принимается равным 1600-1900 Вт/(м^2*К) зоны переохлаждения конденсата К_В - 1100-1300 Вт/(м^2*К)

К_А=1800 Вт/(м²ЧК)

К_В=1200 Вт/(м²ЧК)

Тепловые мощности утилизационного теплообменника при переохлаждении пароконденсатной смеси N_А и переохлаждении конденсата N_В определяются по формулам:

_А= N_1(А) Чз_В=300,29Ч0,94=282,3 кВт_В= N_1(ВЧз_В=736,02Ч0,94=691,9 кВт

где з_В - коэффициент полезного использования теплоты в водоподогревателях (принимается равным 0,92…0,95).

Площади поверхностей нагрева утилизационного теплообменника для указанных выше зон находятся по уравнениям:

_A= N_А/ К_АЧ∆t^A_ср=282300/1800Ч88,7 =1,77 м²_В= N_В/ К_ВЧ∆t^В_ср=691900/1200Ч78,98= 7,3 м²

Общая необходимая площадь поверхности нагрева водоподогревателя F определяется суммой:

=F_A+F_B, м²

F=1,77+7,3=9,07 м²

Тип и количество водоподогревателей с учетом резерва теплопроизводительности, обусловленной неравномерностью сменного графика выхода пароконденсатной смеси до 25%, принимается по данным ТКМР - 0,12-12-0,17 поверхность 11,88 м²

Количество нагреваемой в утилизационных теплообменниках воды V_{ГВ (ут)}находится

V_{ГВ (ут)}= Q_ПКС(ПК)/С_РЧсЧ (t_o-t_H) =41602645/4,178Ч992,2Ч (70-10)= 167,26 м³/см

Коэффициент обеспечения предприятия горячей водой, вырабатываемой в утилизационном теплообменнике, рассчитывается по формуле:

Е_ГВ= (V_{ГВ (ут}/ V_ГВ)Ч 100%=(167,26/416,33)Ч100=40,17%

Для перекачки конденсата в котельную следует предусматривать 2 конденсатных насоса одинаковой производительности, устанавливаемых по параллельной схеме. Один из насосов является резервным. Производительность каждого насоса должна составлять не менее полуторакратного среднечасового выхода конденсата.

Конденсатный баланс предприятия в целом определяется суммой:

_, т/смену

Д_к=29,26+17,64+22,283+19,2=88,383 т/смену

где Дк(ст) - возврат конденсата от сторонних потребителей пара, т/смену:

Д_к(ст) =б_взЧД_ст= 0,48Ч40=19,2, т/смену

где б_вз - доля возвращаемого конденсата согласно заданию на проектирование.

Общезаводской коэффициент возврата конденсата рассчитывается по формуле:

т/смену

б_к=29,26+17,64+46,028+22,283+19,2/55,6+17,64+46,028+10,7+40=0,79т/смену

Определение расходов топлива

Расходы натурального и условного топлива необходимы для определения себестоимости вырабатываемой теплоэнергии и других технико-экономических показателей работы СТ.

где - максимальная выработка пара, т/ч (рис. 13); =27,33 т/ч

- энтальпия вырабатываемого в котла пара, кДж/кг; =2500 кДж/кг

- энтальпия питательной воды, кДж/кг; =377,1 кДж/кг

- количество воды непрерывной продувки котла, т/ч (принимается равным 5-10% от );=27,33Ч0,1=2,733 т/ч

- энтальпия котловой воды, кДж/кг (равна энтальпия кипящей воды при давлении вырабатываемого пара  =759 кДж/кг

- низшая теплота сгорания топлива, 41450 кДж/кг

- коэффициент полезного действия (брутто) котлов, % =90,8%

= ([27,33 (2500-377,1)+2,733 (759-377,1)]Ч 10⁵)/ (41450Ч90,8)= 1569,3 Чкм³/ч

Максимальный часовой расход условного топлива

где  - низшая теплота сгорания условного топлива, кДж/кг.

=1569,3Ч41450/29300=2220 кг у.т./ч

Годовая выработка теплоэнергия в автономных СТ

Годовой расход теплоты на технологические нужды:

где - число рабочих смен в год (для мясокомбината принимаем равным 500);

- сменный расход теплоты, Гдж/смену

- коэффициент эффективной загрузки установленных производственных мощностей предприятий (для мясокомбината принимаем равным 0,8).

=16,76*500*0,8=6704

Годовой расход теплоты на нужды горячего водоснабжения:

где  - сменный расход теплоэнергии на нужды горячего водоснабжения, Гдж/смену

=103,5Ч500Ч0,8=41400

Годовой расход теплоэнергии на отопительные нужды:

где  - сменный расход теплоэнергии на отопительные нужды для средней за отопительный период года температуры наружного воздуха

- продолжительность отопительного периода года, сутки;=198

- коэффициент, учитывающий степень использования тепловой мощности водоподогревателей системы отопления в связи с применением режима «дежурного» отопления в нерабочие смены и выходные дни (принимаем равным 0,7).

=22,283Ч3Ч198Ч0,7=9265,2

годовой расход теплоэнергии на нужды вентиляции:

где  - сменный расход теплоэнергии на отопительные нужды, ГДж/смену

=28,8*500=14400

Годовой отпуск теплоэнергии сторонним предприятиям:

где  - отпуск теплоты сторонним предприятиям, ГДж/смену

- число рабочих смен сторонних предприятий (принимаем равным 500);

- коэффициент эффективной загрузки сторонних предприятий (принимаем равным 0,65).

=94,77Ч500Ч0,65=30800

Годовой расход теплоты на собственные нужды теплоцеха:

где  - расход теплоты на собственные нужды котельной, %.

=5,76 (6704+41400+9265,2+14400+30800)/100=5925,26

=6704+41400+9265,2+14400+30800+5925,2=108494,45

Соответствующий годовому тепловому балансу годовой баланс выработки определяется уравнением:

Годовой расход пара на технологические нужды:

где  - сменный расход пара на нужды горячего водоснабжения, т/смену

=55,6Ч500Ч0,8=22240 т/год

Годовой расход пара на нагрев воды для нужд горячего водоснабжения:

где - сменный расход пара на нужды горячего водоснабжения, т/смену

=46,028Ч500Ч0,8=18411,2 т/год

Годовой расход пара на нужды вентиляции:

где  - сменный расход пара на отопительные нужды для средней температуры отопительного периода, т/смену

=10,7Ч3Ч198Ч0,7=4449,06 т/год

Годовой расход пара на нужды вентиляции:

где  - сменный расход пара на нужды вентиляции, т/смену

=17,64Ч500=8820т/год

Годовой отпуск пара сторонним предприятиям:

где  - сменный отпуск пара сторонним предприятиям, т/смену

=40Ч500Ч0,65=13000т/год

Годовой расход пара на собственные нужды теплоцеха:

=5,76 (22240+18411,2+4449,06+8820+13000)/100=3854,6 т/год

=22240+18411,2+4449,06+8820+13000+3854,6=70774,9т/год

Годовой расход натурального топлива:

 т/год

=108494,45Ч10²/4,145Ч90,8=2885

Годовой расход условного топлива:

тут/год

=2885Ч4,145/29300=4,08 тут/год

Расчет теплопроводов

Важной частью расчета СТ является определение диаметров теплопроводов, обеспечивающих необходимую пропускную способность соответствующих теплоносителей.

Внутренний диаметр паропровода dв определяется по формуле:

_в=0,63ЧК_э^0,0475ЧД^0,38/(R_лЧс_х)^0,19, м

К_э-коэффициент эквивалентной шероховатости, принимается равным 2Ч10^-4

Д=49,336т/ч=1,71 кг/с-расход пара_л-удельное линейное падение давления, принимается равным 110Па/м

с_х-плотность влажного насыщенного пара, кг/м³

с_х=с`(1-x)+с``*x, кг/м³

с` и с``-соответственно плотность кипящей воды и сухого насыщенного пара при определенном его давлении, кг/м³

с`=1/х`, кг/м³ х`=1,12 м<sup>3</sup>/кг с`=1/1,12=0,9 кг/м³

с``=1/х``, кг/м³ х``=0,243 м<sup>3</sup>/кг с``=1/0,243=4,115 кг/м³

х` и х`` - соответственно удельные объемы кипящей воды и сухого насыщенного пара, м³/кг

х=0,9-степень сухого пара

с_х=0,9 (1-0,874)+4,115Ч0,874=3,7 кг/м³

d_в=(0,63Ч(2Ч10^-4)^0,0475Ч46,9^0,38)/992,2^0,19(100Ч92,94)^0,19=0,13 м_в =0,15 м и d_н=0,159 м

Внутренние трубопроводы горячей воды рассчитывается по формуле:

в=[VгвЧ4/рЧWгвЧ3600]^0.5

где Vгв - расход горячей воды для соответствующего трубопровода, м3/ч;гв - скорость воды, м/с (принимается равной 2,0…2,4 м/с). в=[67,15*4/3,14Ч2,2Ч3600]^0.5=0,10 м=10 мм

6. Технико-экономические показатели СТ

Затраты теплоэнергии на технологические нужды и объективно необходимые для работы предприятий отрасли вспомогательные нужды существенно влияют на себестоимость производимой продукции, которая определяет ее конкурентоспособность с растущими объемами аналогичных видов молочных продуктов на продовольственном рынке.

Определение себестоимости теплоэнергии

Себестоимость теплоэнергии является экономическим показателем работы СТ. Она применяется для:

оценки эффективности работы собственного теплоцеха;

определение энергетической составляющей издержек производства товарной продукции и расчета ее себестоимости;

составления договоров на поставку теплоэнергии сторонним предприятиям.

Себестоимость теплоэнергии может быть отчетной по итогам работы СТ предприятия за прошедший год и плановой при ее прогнозировании на предстоящий год.

Себестоимость выработки 1ГДж теплоэнергии S_Q:

Годовые затраты на выработку теплоэнергии:

Стоимость топлива:

В^Ф_год-фактический расход топлива, т/год

В^Ф_год=В_год+∆В, т/год

В_год-расчетный расход топлива при режимах эксплуатации котлов, близких к номинальным параметрам, т/год.

∆В-дополнительный расход топлива, составляет до 5% от расчетного расхода топлива._B-стоимость закупаемого топлива, руб./т.

В^Ф_год=3029,25 т/год

Затраты на электрообеспечение СТ:

С_эл=ц_эЧWгодЧS_w, руб./год

ц_э-коэффициент, учитывающий оплату энергосберегающей организации лимитируемой заявленой установленной электрической мощности, принимаем равным 1,15.

W_год= Q_годЧW_Q, кВтЧч/год

_год-годовой расход электроэнергии, кВт*ч/год_Q-удельный расход электроэнергии на выработку теплоты, кВтЧч/ГДж, по приложению 23 W_Q=2,6 кВтЧч/ГДж_w-тариф на электроэнергию для промышленных предприятий принимаем равной 3 руб./(кВтЧч)._год=108494,45Ч2,6=282085,57 кВЧтч/год

С_эл=1,15Ч282085,57Ч4,2=1362473 руб./год

Стоимоть потребляемой в СТ воды:

_в=V_годЧS_v, руб./год

_v-тариф на воду для промышленных предприятии равен 16,46 руб./м³_год-годовой расход воды, м³/год:

_год=ц_v(V_гв^год+V_хв^год), м³/год

ц_v-коэффициент учитывающий ненормируемые потери воды, примим равным 1,1_гв^год-годовой расчетный расход горячей воды на нужды горячего

_гв^год=Q^год_гв/С_рЧсЧ (t_o-t_н) Ч10^-6, м³/год

_гв^год=41400/992,2Ч4,178Ч (70-10) Ч10^-6=166449,09 м³/год

_хв^год=Д_год(1-б_к^год) Ч 10³/с, м³/год

б_к^год-среднегодовой коэффициент возврата конденсата

б_к^год=[Д^год_к(тн)+Д^год_к(гв)+Д^год_к(от)+Д^год_к(в)+Д^год_к(ст)]/Д^год

Д^год_к(тн)-годовой возврат конденсата от технологических аппаратов, т/год

Д^год_к(тн)=Д_пкс(тнЧ₎N_рЧᴪ_пм, т/год

_р-число рабочих смен, N_р=500;

ᴪ_пм-коэффициент загрузки производственных мощностей; ᴪ_пм=0,8

Д_пкс(тн)-сменный возврат конденсата от технологических аппаратов, т/смену

Д_пкс(тн)=29,26 т/год

Д^год_к(тн)=29,26Ч500Ч0,8=11704 т/год

Д^год_к(гв)-годовой возврат конденсата от водоподогреателей системы горячего водоснабжения, численно равен расходу пара на эти нужды, Д^год_к(гв)=18411 т/год

Д^год_к(от) - годовой возврат конденсата от водоподогреателей системы водянного отпления, численно равен расходу пара на эти нужды, Д^год_к(от)=6240 т/год

Д^год_к(в) - годовой возврат конденсата от паровых калориферов системы вентиляции, численно равен расходу пара на эти нужды, Д^год_к(в)=4449,06 т/год

Д^год_к(ст) - годовой возврат конденсата от сторонних предприятий, т/год

Д^год_к(ст)= Д^год_к(ст)= Д^год_(ст) Ч б_вз

Д^год_к(ст)=6240

б_к^год=[11704+18411,2+6240+4449,06+8820]/70774,9=0,7%

V_хв^год=70774,9 (1-0,7)Ч10³/4,178=5081969,8 м³/год^год=1,1Ч (166449,09+5081969,8)=5773260,8 м³/год

С_в=5773260,8Ч16,46=95027872,7 руб./год

Амортизация основных фондов С_ам:

С_ам=С_ам^зд+С_ам^об, руб./год

С_ам^зд и С_ам^об-соответственно амортизация здании и амортизация оборудования.

С_ам^зд=К Ч (А^зд/100) Ч (ц^зд/100), руб./год

К-капитальные затраты на СТ, руб.

К=К_уЧД_уст=120,1Ч40=4804 руб.

Д_уст-удельные капитальные затраты на единицу установленной паропроизводительности котельной, для котельной работающей на мазуте К_у=135,3-0,38 Д_уст=135,3-0,38Ч40=120,1т/ч

Д_уст-общая установленная паропроизводительность котлов, из предудущих расчетов равна 40 т/ч

А^зд-норма амортизации зданий, принимается равной 2,9%

ц^зд-доля стоимости зданий в общей стоимости теплоцеха, для котельных работающих на природном газе равна 30%

С_ам^зд =4804Ч (2,9/100) Ч (30/100)=41,8 руб./год

С_ам^об=КЧ (А^об/100) Ч (100 - ц^зд)/100, руб./год

А^об-норма амортизации оборудования, на мазуте - 10,5%

С_ам^об=4804Ч (10,5/100) Ч (100-30)/100=353,094 руб./год

С_ам=41,8+353,094=394,8 руб./год

Затрпаты на текущий ремонт С_тр:

С_тр=20% от С_ам=0,2Ч394,094=78,96 руб./год

Заработная плата работников котельной С_зп:

С_зп=ZЧЗ_шт, руб./год

число работников, чел.

=М_штЧД_уст=0,4Ч40=16

М_шт-штатный коэффициентпринимаем равным 0,4.

З_шт-зарплата работника теплоцеха, с учетом текущей ситуации на рынке труда принимаем равной 15000 руб.

С_зп=16Ч15000=240000 руб./год

Страховые отчисления на заработную плату С_стр:

С_стр составляют 26% от заработной платы С_зп

С_стр=0,26Ч240000=62400 руб./год

Прочие цеховые затраты на эксплуатацию теплового хозяйства С_пр:

С_пр составляют 2% от суммы всех предыдущих затрат

С_пр=0,02 (С_т+С_эл+С_в+С_ам+С_тр+С_зп+С_стр)=0,02Ч136073469,8=2721469,4 руб./год

Общезаводские накладные расходы С_нр:

С_нр составляет 8% от суммы предыдущих затрат

С_нр=0,08 (С_т+С_эл+С_в+С_ам+С_тр+С_зп+С_стр + С_пр)=12491544,53 руб./год

С_год= С_т+С_эл+С_в+С_ам+С_тр+С_зп+С_стр + С_пр+ С_нр

С_год=39380250+1362473,2+95027872,7+394,8+78,96+24000+62400+2721469+12491544,53=1512864483,7 руб./год

_Д=С^год/Д^год, руб./т

_Д=1512864483,7/70774,9=2137,6 руб./т

Базовая договорная цена на электоэнергию, отпускаемую другим предприятиям:

Ц_Q= S_Q(1+б_ндс/100), руб./ГДж

б_ндс - нормативный коэффициент налога на добавленную стоимость, равен 13%

Ц_Q=1394,4 (1+13/100)=1575 руб./ГДж

Себестоимость горячей воды для нужд горячего водоснабжения:

_Vгв=S_v+Q^год_гвЧS_Q/V^год_гв, руб./м³

_v-тариф на холодную воду, 16,46 руб./м³

Q^год_гв=41400 м³/т^год_гв=166449,09 м³/год_Q=1394,4_Vгв=16,46+41400Ч1394,4/166449,09=363,28 руб./м³

Цены конденсата возвращаемого сторонними потребителями:

Ц_к=S_хов+ S_Q(h_к-h_x) Ч 10^-3руб/т

_хов-себестоимость химически очищенной воды, составляет 10% себестоимости теплоэнергии S_Q

S_хов=10%Ч S_Q=139,44 руб./т

_к=272,35 кДж/кг - энтальпия конденсата, возвращаемого сторонними потребителями_x=41,9кДж/кг-энтальпия холодной воды

Ц_к= 139,44+1394,4 (272,35-41,9) Ч10^-3=321,5 руб./т

Расчет теплоизоляционных конструкции наружных теплопроводов

Паропровод в производственный цех:

Внутрений диаметр паропровода d_в:

Диаметры указанных паропроводов принимаются по данным раздела 3.3._в=0,15 м_в =0,159 м и d_н=0,219 м

Диаметр изолированного паропровода d_из

л_из - коэффициент теплопроводности, по приложению 27 с учетом выбранного теплоизоляционного материала будет равно 0,042Вт/(м*К)_A - температура пара после распределительного парового коллектора =179

t_сг - среднегодовая температура наружного воздуха,; для города Курск, равно 5,5_e - норма плотности теплового потока, по приложению, принимаем равным 85 Вт/м_н - наружный диаметр паропровода, м= 0,159 м

б₂ - коэффициент теплоотдачи от изолированного паропровода к атмосферному воздуху, равен 29Вт/(м²*К)

ᴪ - коэффициент учитывающий соотношение диаметров изолированногои неизолированного трубопровода, примаем равным 1,7

d^из=e^{2*3,14*0,042((179-5,5/85)-(1/3,14*1,7*0,159*29))=}0,27 м

Расчетная толщина слоя теплоизоляции:

д _из=0,5 (d_из - d_н), м д _из=0,5 (0,27-0,159)=0,05 м

Удельные тепловые потери в окружающую среду для неизолированного паропровода

=1361,9 Вт/м

Удельные тепловые потери для паропровода в производственные помещения:

Степень энергоэффективности применения тепловой изоляции газопроводов

*100%

ɳ_из=1361,9-52,53/1361,9*100=96%

Параметры теплоносителей в реперных точках системы теплоснабжения мясокомбината

Результаты расчетов расходов теплоты на технологические нужды

Расход теплоты на нужды отопления при автономном теплоснабжении