Проектирование автономных систем теплоснабжения предприятий по переработке животноводческого сырья

  • Вид работы:
    Курсовая работа (т)
  • Предмет:
    Физика
  • Язык:
    Русский
    ,
    Формат файла:
    MS Word
    42,77 Кб
  • Опубликовано:
    2014-08-21
Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.
Помощь в написании работы, которую точно примут!

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

Цех собственного убоя Г1

Колбасные изделия Г2

Полуфабрикаты Г3

Схж Г4

Жиры Г5

Консервы Г6

Со стороны Г7

P=400

P=500

P=600

P=600

P=400

P=600

P=500

hʹ=609

hʹ=637

hʹ=667

hʹ=667

hʹ=609

hʹ=667

hʹ=637

r=2136

r=2111

r=2089

r=2089

r=2136

r=2089

r=2111


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

Собственный убой Д1

Колбасные изделия Д2

Полуфабрикаты Д3

СХЖ Д4

Жиры Д5

Консервы Д6

Со стороны Д7

p1=360

p2=450

p3=540

p4=540

p5=360

p6=540

p7=450

t1=137,9

t2=147

t3=154,6

t4=154,6

t5=137,9

t6=154,6

t7=147

hʹ1=580,5

hʹ2=619,5

hʹ3=652

hʹ4=652

hʹ5=580,5

hʹ6=652

hʹ7=619,5

r1=2151

r2=2123,5

r3=2100

r4=2100

r5=2151

r6=2100

r7=2123,5

xпп1=0,12

xпп2=0,13

xпп3=0,14

xпп4=0,14

xпп5=0,12

xпп6=0,1

xпп7=0,16


xпп-доля пролетного пара в пароконденсатной смеси

hdi = hʹdi+rdiЧxппdi 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

te=80˚С

ре на 10% ниже средневзвешенного давления в точках Д

ре=()Ч0,9=416,57 кПа

he=cЧt=4,190Ч80=335,2 кДж/кг*с

теплоемкость воды с=4,190 кДж/кг*с

Точка. Ж Пароконденсатная смесь после водоподогревателя системы отопления

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

рж=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 Qi=qiЧПi ГДж/см

Пi - выработка отдельных видов продукции, т/смену

qi - 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

ШTH=15,7-0,07Ч Побщ =15,7-0,07Ч44=12,62, %

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

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

*Расход пара на выработку отдельных видов продукции

Qi=DiЧ[бгпiЧ(hгi-hдi)+(1 - бгпi)Ч hгi]Ч10-3 ГДж/смену

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

собственный убой б1=35 hd1=838,62

колбасные изделия б2=50 hd2=895,56

полуфабрикаты б3=80 hd3=946

жиры б4=85 hd4=946

сухие животные корма б5=80 hd5=838,62

консервы б6=75 hd6=862

мясо со стороны б7=25 hd7=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

Vпк= (23-0,8ЧПобщ)Ч103 =(23+0,8Ч44)Ч1000=58200 м3

теплоэнергия провод теплогенератор

- административно-бытовой корпус

Vабк-20-23% от производственного корпуса

Vабк=0,2Ч58200=11640 м3

- вспомогательный корпус

Vвк-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

qот1=2,0Ч58200-0.167(1.3+0.01Ч (-3))=0,4 Вт/(м3К) произ.

:qот2=2,0Ч11640-0.167(1.3+0.01Ч (-3))=0,5Вт/(м3К) админ. быт.

qот3=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

Qот1=0,4Ч58200Ч (18 - (-3)) Ч28800Ч10-9 =14,028 ГДж/смену произ.

Qот2=0,5 Ч11640Ч(21 - (-3)) Ч28800 Ч10-9=4,02 ГДж/смену админ. быт.

Qот3=0,5Ч13380Ч(19 - (-3)) Ч28800Ч10-9=4,24 ГДж/смену вспомог.

для средней температуры наружного воздуха за самую холодную пятидневку года:

, ГДж/смену

Qот1=0,3Ч58200Ч (18 - (-24)) Ч28800Ч10-9 =21,11 ГДж/смену произ.

Qот2=0,4 Ч11640Ч(21 - (-24)) Ч28800 Ч10-9=6,03 ГДж/смену админ. быт.

Qот3=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:

 Qот Чз/(hб-hж)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 VВпк составляет 60-80% от объема производственного корпуса по наружнему периметру Vпк, примим значение VВпк=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 qВ - 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 ᴪв - коэффициент, учитывающий изменение удельной вентиляционной характеристики здания при снижении температуры наружного воздуха (ᴪв=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 hЇГ - средневзвешенное значение энтальпии пара, поступающего в производственные цеха предприятия, МДж/кг

hЇД - средневзвешенное значение энтальпии пароконденсатной смеси, возвращаемой

из производственных цехов, МДж/кг

Средневзвешенную энтальпию hЇГ и hЇД рассчитаем по формулам

 МДж/кг , МДж/кг =898,008МДж/кг

Д*в=25,6ГДж/смену Дв=17,64ГДж/смену

Расходы горячей воды на выработку отдельных видов продукции

VГВi=WiЧПi, м3/см

где Wi-удельные рассходы горячей воды на выработку продукции

W1=3,95 мясо собственного убоя Vгв1=3,95Ч40=158 м3/см

W2=4,45 колбасные изделия Vгв2=4,45Ч4=17,8 м3/см

W3=14,9 полуфабрикаты Vгв3=14,9Ч0,4=5,96 м3/см

W4=5,75 жиры Vгв4=5,75Ч1,3=7,48 м3/см

W5=14,9 сухие животные корма Vгв5=14,9Ч1,2=17,9 м3/см

W6=9,55 консервы Vгв6=9,55Ч10=95,5 м3/см

W7=1,9 мясо со стороны Vгв7=1,9Ч28=53,2 м3/см

Расход горячей воды на коммунально-бытовые нужды

, м3/смену

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

Vкбн=(17/100) Ч355,84=60,5 м3/смену

Общий расход горячей воды

, м3/смену

Vгв=355,84+60,5=416,33 м3/смену

Расход теплоты на нагрев воды в пароводянных водоподогревателей

, ГДж/см

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

t= (to+tн)/2=(70+10)/2=40

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

Расход пара на нагрев воды пароводянных водоподогревателей

, ГДж/смену

Дгв=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

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

Баланс потребления пара

, т/смену

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

Структурные параметры баланса потреблени теплоэнергии

бтн=(Qтн/ Qпот)Ч 100%=(16,76/171,343) Ч100%=9,78%

бгв=(Qгв/ Qпот) Ч100%=(103,5/171,343) Ч100%=60,4%

бот=(Qот/ Qпот) Ч100%=(22,283/171,343) Ч100%=13,004%

бв=(Qв/ Qпот) Ч100%=(28,8/171,343) Ч100%=16,8%

Баланс выработки теплоэнергии

, ГДж/смену

Qвыр=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 = (Qтн/ Qвыр)Ч 100%=5,94%

в гв = (Qгв/ Qвыр) Ч100%=36,7%

в от = (Qот/ Qвыр) Ч100%=7,9%

в в = (Qв/ Qвыр) Ч100%=10,2%

в ст = (Qст/ Qвыр) Ч100%=38,6%

в сн = (Qсн/ Qвыр) Ч100%=5,65%

Двыр= Дтнгвотвстсн, т /смену

Двыр=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

где gГВi - коэффициенты неравномерности графика расхода горячей воды

V8-9гв=416,33Ч0,5/6,2=33,58 м3

V9-10гв=416,33Ч0,6/6,2=40,29 м3

V10-11гв=416,33Ч0,8/6,2=53,72 м3

V11-12гв=416,33Ч0,9/6,2=60,43 м3/

V12-13гв=416,33Ч0,7/6,2=47,005 м3

V13-14гв=416,33Ч0,8/6,2=53,72 м3

V14-15гв=416,33Ч0,9/6,2=60,43 м3


Часовые расходы пара

·        на технологические нужды:

, т/ч

где gТНi - коэффициенты неравномерности графика расхода пара на технологические нужды

Д8-9тн=(55,6Ч0,7)/6,3=6,17т/ч

Д9-10тн=(55,6Ч0,8)/6,3=7,06т/ч

Д10-11тн=(55,6Ч0,9)/6,3=7,94 т/ч

Д11-12тн= (55,6Ч1)/6,3=8,82т/ч

Д12-13тн=(55,6Ч0,6)/6,3=5,29т/ч

Д13-14тн=(55,6Ч0,75) 6,3=6,61т/ч

Д14-15тн= (55,6Ч0,8)/6,3=7,08т/ч

Д15-16тн=(55,6Ч0,75) /6,3=6,61т/ч

на выработку горячей воды


где gТНi - коэффициенты неравномерности графика расхода пара на технологические нужды

Д8-9гв=(46,028Ч0,7)/6,3=5,11т/ч

Д9-10гв=(46,028Ч0,8)/6,3=5,84 т/ч

Д10-11гв=(46,028Ч0,9)/6,3=6,58 т/ч

Д11-12гв=(46,028Ч1)/6,3=7,3 т/ч

Д12-13гв=(46,028Ч0,6)/6,3=4,38 т/ч

Д13-14гв=(46,028Ч0,75)/6,3=5,47 т/ч

Д14-15гв=(46,028Ч0,8)/6,3=5,84т/ч
 Д15-16гв=(46,028Ч0,75)/6,3= 5,47 т/ч

Часовые расходы пара на нужды отопления

, т/ч

Дчот=16,2/8=2,02 т/ч

Часовые расходы пара на нужды вентиляции

, т/ч Дчв=25,6/8=3,2 т/ч

Часовые расходы пара сторонними потребителями

, т/ч

Д8-9ст=(40Ч0,7)/6,3=4,44 т/ч

Д9-10ст=(40Ч0,8)/6,3= 5,079т/ч

Д10-11ст=(40Ч0,9)/6,3=7,05т/ч

Д11-12ст=(40Ч1)/6,3=6,35т/ч

Д12-13ст=(40Ч0,6)/6,3=3,8т/ч

Д13-14ст=(40Ч0,75)/6,3= 4,76 т/ч

Д14-15ст=(40Ч0,8)/6,3= 5,079 т/ч

Д15-16ст=(40Ч0,75)/6,3= 4,76 т/ч

Часовые расходы пара на собственные нужды теплоцеха

, т/ч

Д8-9сн=0,06 (6,17+5,11+2,02+3,2+4,44)= 1,25 т/ч

Д9-10сн=0,06 (7,06+5,84+2,02+3,2+5,079)=1,39 т/ч

Д10-11сн=0,06 (7,94+6,58+2,02+3,2+7,05)= 1,6 т/ч

Д11-12сн=0,06 (8,82+7,3+2,02+3,2+6,35)= 1,66 т/ч

Д12-13сн=0,06 (5,29+4,38+2,02+3,2+3,8)=1,012 т/ч

Д13-14сн=0,06 (6,61+5,47+2,02+3,2+4,76)= 1,32т/ч

Д14-15сн=0,06 (7,06+5,84+2,02+3,2+5,079)=1,39 т/ч

Д15-16сн=0,06 (6,61+5,47+2,02+3,2+4,76)= 1,32т/ч

Общие часовые расходы пара

, т/ч

Д8-9=6,17+5,11+3,2+4,44+1,25=20,17 т/ч

Д9-10=7,06+5,84+3,2+5,079+1,39=22,56 т/ч

Д10-11=7,94+6,58+3,2+7,05+1,6=26,37 т/ч

Д11-12=8,82+7,3+6,35+3,2+1,66=27,33 т/ч

Д12-13=5,59+5,48+3,2+4,76+1,12=20,15т/ч

Д13-14=6,61+4,4+3,2+3,8+1,32=19,33т/ч

Д14-15=7,06+5,84+3,2+5,079+1,39=22,56 т/ч

Д15-16=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)

tн=tб+tж=164,2+101,65=265,85

Дtб=164,2-53,2=111 Дtср=111+61,81/2=86,4

Дtм=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

отf=(Fуст-Fот)/Fот) Ч100%=(19-6,78) Ч100/6,78=180,2%

где FУСТ - суммарная поверхность нагрева водоподогревателей, м2уст=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 Дtср определяется аналогично средней разности температур для подогревателей отопления.

Дtб=tБ-tН; Дtб=164,2-10=154,2

Дtм=tБ-tО; Дtб=164,2-70=94,2

Дtб/ Дtм=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:

ДПСК(ПК)=  +ПКС(ТН)+ т/смену

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

ДПКСii Чб ГП, т/смену          т/смену

Дпкс1=1,198Ч0,35=0,419 т/смену

Дпкс2=9,02Ч0,5=4,51 т/смену

Дпкс3=1,308Ч0,8=1,046 т/смену

Дпкс4=0,44Ч0,85=0,374 т/смену

Дпкс5=3,92Ч0,8=3,136 т/смену

Дпкс6=22,82Ч0,75=17,115 т/смену

Дпкс7=10,36Ч0,25=2,658 т/смену

Дпкс(пк)=29,26+17,64=46,9 т/смену

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

бк(пк)=(Дпкс(пк)тн+Дв)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)ПКС(ПК)Ч hдЧ103, кДж/смену

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

 =ДiЧбгпiЧhдi/ДiЧбгпi, кДж/кг

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

Среднее давление пароконденсатной смеси  определяется по формуле:

ДПКСi/ ДПКСi=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 tН зависит от давления РД tН =150˚С

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

N1пкс(пк)Ч (hд - hх)Ч103/8Ч3600=46,9Ч (887,05-250,68) Ч 103/Ч 83600=1036,3кВт

где hх - энтальпия конденсата после утилизационного теплообменника кДж/кг

x=CPЧtK=4,178Ч60=250,68 кДж/кг

k - температура конденсата (принимается равной 60-70 oС).

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

N1(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-N1(A)=1036,3-300,3=736,02 кВт

Промежуточная температура нагреваемой воды tпр находится по формуле:

tпр= N1(A) Чtн+ N1(В)Чto/ N1(A)+ N1(в) ˚С

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

∆tпр=tн-tпр=150-52,61=97,39

∆t’=tн-tо=150-70=80

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

∆t’’=tк-tн=60-10=50

∆tпр/∆t’’=1,94 следовательно ∆tБср=∆tпр-∆t’’/ln ∆tпр/∆t’’=78,98

Коэффициент теплопередачи для зоны переохлаждения пароконденсатной смеси КА принимается равным 1600-1900 Вт/(м2*К) зоны переохлаждения конденсата КВ - 1100-1300 Вт/(м2*К)

КА=1800 Вт/(м2ЧК)

КВ=1200 Вт/(м2ЧК)

Тепловые мощности утилизационного теплообменника при переохлаждении пароконденсатной смеси NА и переохлаждении конденсата NВ определяются по формулам:

А= N1(А) ЧзВ=300,29Ч0,94=282,3 кВтВ= N1(ВЧзВ=736,02Ч0,94=691,9 кВт

где зВ - 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= NА/ КАЧ∆tAср=282300/1800Ч88,7 =1,77 м2В= NВ/ КВЧ∆tВср=691900/1200Ч78,98= 7,3 м2

Общая необходимая площадь поверхности нагрева водоподогревателя F определяется суммой:

=FA+FB, 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 VГВ (ут)находится

VГВ (ут)= QПКС(ПК)РЧсЧ (to-tH) =41602645/4,178Ч992,2Ч (70-10)= 167,26 м3/см

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

ЕГВ= (VГВ (ут/ VГВ)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

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

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

Дк(ст) взЧДст= 0,48Ч40=19,2, т/смену

где бвз - доля возвращаемого конденсата согласно заданию на проектирование.

Общезаводской коэффициент возврата конденсата рассчитывается по формуле:

т/смену

бк=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

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=0,63ЧКэ0,0475ЧД0,38/(RлЧсх)0,19, м

Кэ-коэффициент эквивалентной шероховатости, принимается равным 2Ч10-4

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

сх-плотность влажного насыщенного пара, кг/м3

сх=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 м3/кг с`=1/1,12=0,9 кг/м3

с``=1/х``, кг/м3 х``=0,243 м3/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

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

dв=(0,63Ч(2Ч10-4)0,0475Ч46,90,38)/992,20,19(100Ч92,94)0,19=0,13 мв =0,15 м и dн=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 SQ:

Годовые затраты на выработку теплоэнергии:

Стоимость топлива:

ВФгод-фактический расход топлива, т/год

ВФгодгод+∆В, т/год

Вгод-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.

ВФгод=3029,25 т/год

Затраты на электрообеспечение СТ:

СэлэЧWгодЧSw, руб./год

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

Wгод= QгодЧWQ, кВтЧч/год

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

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

Стоимоть потребляемой в СТ воды:

в=VгодЧSv, руб./год

v-тариф на воду для промышленных предприятии равен 16,46 руб./м3год-годовой расход воды, м3/год:

годv(Vгвгод+Vхвгод), м3/год

цv-коэффициент учитывающий ненормируемые потери воды, примим равным 1,1гвгод-годовой расчетный расход горячей воды на нужды горячего

гвгод=QгодгврЧсЧ (to-tн) Ч10-6, м3/год

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

хвгодгод(1-бкгод) Ч 103/с, м3/год

бкгод-среднегодовой коэффициент возврата конденсата

бкгод=[Дгодк(тн)годк(гв)годк(от)годк(в)годк(ст)]/Дгод

Дгодк(тн)-годовой возврат конденсата от технологических аппаратов, т/год

Дгодк(тн)пкс(тнЧ)NрЧᴪпм, т/год

р-число рабочих смен, Nр=500;

пм-коэффициент загрузки производственных мощностей; ᴪпм=0,8

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

Дпкс(тн)=29,26 т/год

Дгодк(тн)=29,26Ч500Ч0,8=11704 т/год

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

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

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

Дгодк(ст) - годовой возврат конденсата от сторонних предприятий, т/год

Дгодк(ст)= Дгодк(ст)= Дгод(ст) Ч бвз

Дгодк(ст)=6240

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

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

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

Амортизация основных фондов Сам:

Самамздамоб, руб./год

Самзд и Самоб-соответственно амортизация здании и амортизация оборудования.

Самзд=К Ч (Азд/100) Ч (цзд/100), руб./год

К-капитальные затраты на СТ, руб.

К=КуЧДуст=120,1Ч40=4804 руб.

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

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

Азд-норма амортизации зданий, принимается равной 2,9%

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

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

Самоб=КЧ (Аоб/100) Ч (100 - цзд)/100, руб./год

Аоб-норма амортизации оборудования, на мазуте - 10,5%

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

Сам=41,8+353,094=394,8 руб./год

Затрпаты на текущий ремонт Стр:

Стр=20% от Сам=0,2Ч394,094=78,96 руб./год

Заработная плата работников котельной Сзп:

 

Сзп=ZЧЗшт, руб./год

число работников, чел.

штЧДуст=0,4Ч40=16

Мшт-штатный коэффициентпринимаем равным 0,4.

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

Сзп=16Ч15000=240000 руб./год

Страховые отчисления на заработную плату Сстр:

Сстр составляют 26% от заработной платы Сзп

Сстр=0,26Ч240000=62400 руб./год

Прочие цеховые затраты на эксплуатацию теплового хозяйства Спр:

Спр составляют 2% от суммы всех предыдущих затрат

 

Спр=0,02 (Стэлвамтрзпстр)=0,02Ч136073469,8=2721469,4 руб./год

Общезаводские накладные расходы Снр:

Снр составляет 8% от суммы предыдущих затрат

 

Снр=0,08 (Стэлвамтрзпстр + Спр)=12491544,53 руб./год

Сгод= Стэлвамтрзпстр + Спр+ Снр

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

Дгодгод, руб./т

Д=1512864483,7/70774,9=2137,6 руб./т

Базовая договорная цена на электоэнергию, отпускаемую другим предприятиям:

ЦQ= SQ(1+бндс/100), руб./ГДж

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

ЦQ=1394,4 (1+13/100)=1575 руб./ГДж

Себестоимость горячей воды для нужд горячего водоснабжения:

Vгв=Sv+QгодгвЧSQ/Vгодгв, руб./м3

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

Qгодгв=41400 м3годгв=166449,09 м3/годQ=1394,4Vгв=16,46+41400Ч1394,4/166449,09=363,28 руб./м3

Цены конденсата возвращаемого сторонними потребителями:

 

Цк=Sхов+ SQ(hк-hx) Ч 10-3руб/т

хов-себестоимость химически очищенной воды, составляет 10% себестоимости теплоэнергии SQ

 

Sхов=10%Ч SQ=139,44 руб./т

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

Цк= 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 dв:

Диаметры указанных паропроводов принимаются по данным раздела 3.3.в=0,15 мв =0,159 м и dн=0,219 м

Диаметр изолированного паропровода dиз


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

tсг - среднегодовая температура наружного воздуха,; для города Курск, равно 5,5e - норма плотности теплового потока, по приложению, принимаем равным 85 Вт/мн - 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

dиз=e2*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 (dиз - dн), 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%

 

ɳиз=1361,9-52,53/1361,9*100=96%

Параметры теплоносителей в реперных точках системы теплоснабжения мясокомбината

Реперные точки

Характеристика реперных точек

Давление, кПа

Степень сухости пара

Энтальпия пара, кДж/кг

Температура єC

Энтальпия конденсата (параконденсатной смеси), кДж/кг

Энтальпия воды, кДж/кг

А

Распределительный паровой коллектор в котельной

1000

0,9

2500

179



Б

Подающие паропроводы в водоподогреватели

700

0,87

2500

164,2



В

Паропровод на входе в производственный корпус

985,1

0,874

2530

178



Г1

Паропровод в тепловом узле цеха выработки мяса (свинины и говядины)

400

0,899

2530

178



Г2

Паропровод в тепловом узле цеха выработки колбасных изделий

500

0,896

2530

146



Г3

Паропровод в тепловом узле цеха по выработке жира

400

0,899

2530

142



Г4

Паропровод в тепловом узле цеха выработки сухих животных кормов и полуфабрикатов

600

0,891

2530

158



Г5

Паропровод в тепловом узле производства консерв

600

0,891

2530

154



Д1

Конденсатопровод в тепловом узле цеха выработки мяса (свинины и говядины)

360

0,12


137,9

838,62


Д2

Конденсатопровод в тепловом узле цеха выработки колбасных изделий

450

0,13


147

895,56


Д3

Конденсатопровод в тепловом узле цеха выработки жиров

360

0,12


137,9

838,62


Д4

Конденсатопровод в тепловом узле цеха выработки сухихживотных кормов и полуфабрикатов

540

0,14


154,6

946


Д5

Конденсатопровод в тепловом узле производства консерв

540

0,1


154

862


Е

Конденсатопровод после утилизационного теплообменника

416,5



80

335,2


Ж

Конденсатопровод после водоподогревательной системы отопления

105



101,65

583,64


З

Конденсатопровод после водоподогревательной системы горячего водоснабжения

15,75



52,55

386,32


И

Конденсатопровод от сторонних потребителей




65

272,35


К

Трубопровод питательной воды







Л

Трубопровод прямой воды отопления




102,4


429

М

Трубопровод обратной воды отопления




53,2


222

Н

Трубопровод холодной воды




10


41,9

О

Трубопровод горячей воды




70


293,3


Результаты расчетов расходов теплоты на технологические нужды

Виды продукции

П, т(туб)/смену

q, Гдж/т

Q, Гдж/смену

Рг, кПа

Хг

hг, кДж/кК

Рд, кПа

хд

hд, кДж/кг

бгп

Д, т/смену

Мясо свинины и говядины)

40

0,67

26,8

400

0,899

2530

360

0,12

838,62

35

1,198

Колбасные изделия

4

4,7

18,8

500

0,896

2530

450

0,13

895,56

50

9,02

Жиры

1,3

0,62

0,806

400

0,899

2530

360

0,12

838,63

85

0,44

Сухие животные корма и полуфабрикаты

1,2 0,4

5,8

6,96 2,32

600

0,891

2530

540

0,14

946

80

3,92 1,308

Консервы

10

4,3

43

600

0,891

2530

540

0,1

862

75

22,82

Всего:












Расход теплоты на нужды отопления при автономном теплоснабжении

Здания

Vзд, м3

qот, Вт/(м3*К)

q*от, Вт/(м3К)

tн,

t,

tвн,

Qот, ГДж/смену

Q*от, ГДж/смену

Дот, т/смену

Д*от, т/смену

ПК

58200

0,5

0,3

-3

-24

18

14,028

21,11



АБК

11640

0,5

0,4

-3

-24

21

4,02

6,03



ВК

13386

0,5

0,4

-3

-24

19

4,235

6,62



Всего:







22,283

33,76

10,7

16,2


Виды продукции

П, т(туб) смену

W, м3/т(туб)

V, м3/см

tхв, tгв,hБ, кДж/кгhз,кДж/кгQ, Гдж/смД, т/смену






Мясо (свинины говядины)

40

3,95

158







Колбасные изделия

4

4,45

17,8







Жиры

1,3

5,75

7,48







Сухие животные корма и полуфабрикаты

1,2 0,4

14,9

17,9 5,96







Консервы мясо со стороны

10 28

9,55 1,9

95,5 53,2







Всего:



355,84








Часовые расходы горячей воды, м3

Сменный расход, м3/смену

Часовые интервалы


8-9

9-10

10-11

11-12

12-13

13-14

14-15

15-16

516,33

33,58

40,29

53,72

60,43

47,005

53,72

60,43

167,15


Потребители

Сменный расход, м3/смену

Часовые интервалы



8-9

9-10

10-11

11-12

12-13

13-14

14-15

15-16

Технологические аппараты

55,6

6,17

7,06

7,94

8,82

5,29

6,61

7,08

6,61

45,9

5,11

5,84

6,58

7,3

4,38

5,47

5,84

5,47

Система отопления

16,2

2,02

2,02

2,02

2,02

2,02

2,02

2,02

2,02

Система вентиляции

8

3,2

3,2

3,2

3,2

3,2

3,2

3,2

3,2

Сторонние предприятия

41,32

4,44

5,079

7,05

6,35

3,8

4,76

5,079

4,76

Собственные нужды котельной

11,05

1,25

1,39

1,6

1,66

1,12

1,32

1,39

1,32

Всего:


22,2

24,59

28,4

29,4

19,81

23,4

24,609

23,4

Структура конденсатного баланса

Источники конденсата

т/смену

%

Рекуперативные паропотребляющие аппараты цехов по выработке Мяса Колбасных изделий Жиров

  0,419 4,51 0,374


Сухих животных кормов полуфабрикаты Консервов мясо со стороны

3,136 1,046 17,155 2,658


Всего из технологических цехов

29,26


Водонагреватели системы горячего водоснабжения

46,028


Водонагреватели системы отопления

22,283


Калориферы системы вентиляции

17,64


Сторонние предприятия

40


Всего возврат конденсата

40


Выработка пара



Доля возвращаемого в котельню конденсата




Структура теплового баланса при автономном теплоснабжении

Составлющие теплового баланса

ГДж/год

%

Технологические нужды

6704

6,17

Горячее водоснабжение

41400

38,1

Отопление

9265,2

8,53

Вентиляция

14400

13,3

Отпуск сторонним потребителям

30800

28,4

Расход теплоты на собственные нужды котельной

5925,26

5,46

Всего

108494,45

100

 

Структура себестоимости выработки теплоэнергии и пара

Статья затрат

Затраты, руб./год

Себестоимость



Теплоты, руб. / Гдж

Пара, руб./т

Стоимость топлива

39380250



Стоимость электроэнергии

1362473,3



Стоимость воды

95027872



Амортизация

394,8



Текущий расход

78,96



Зарплата

240000



Страховые отчисления

62400



Прочие затраты

2721469,4



Накладные расходы

12491544,5



Всего

151286483,7

363,28

2137,6


Похожие работы на - Проектирование автономных систем теплоснабжения предприятий по переработке животноводческого сырья

 

Не нашли материал для своей работы?
Поможем написать уникальную работу
Без плагиата!