Проект автономной системы теплоснабжения мясокомбината

Часовые расходы  пара T/ч

Форма 9

                                     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:

• Количество котлов должно быть не менее 3 и не должно превышать 5 единиц;
• Целесообразно устанавливать котлы одного типоразмера (допускается установка одного или двух из котлов меньшего типоразмера);

       Должен обеспечиваться заданный резерв установленной мощности – 33%;

• Должна обеспечиваться возможность остановки любого из котлов на ремонт при условии бесперебойного обеспечения паром технологических потребителей, а также остановка любого из котлов для текущего ремонта в летнее время при отсутствии отопительной и вентиляционной нагрузки;
• Предпочтение следует отдавать варианту с более низким средневзвешенным коэффициентом полезного действия (брутто) котельной;
• Необходимо минимизировать суммарный индекс относительных капитальных затрат на строительство котельной (основной параметр выбора оптимального варианта). 

Подбор ведется с запасом 33%, топливо – уголь  (таблица 5)

Dmax11-12 = 27,201 т/час

D = 33% от Dmax + Dmax = ((33*27,201)/100) + 27,201= 36,17 т/ч

Выбираем:

4 котла КЕ-10-14С

Средневзвешенный к.п.д.(брутто) котельной

                ηк=0.92

Определение максимального часового расхода топлива

Максимальный часовой расход натурального топлива:

В мах = Dmax(hx –hпв) 10³/(Qрн  ηк) =

= 27,201 (2671.48 – 284,92) 103/(19,171030,92) = 3680,84 кг /ч

     где  Qрн – низшая теплота сгорания топлива = 19,17103кДж/кг (подбор топлива осуществляется по таблице 20) Уголь Южно-Сахалинский, ДР

            hпв = с  tпв = 4,19  68 = 284,92 кДж/кг – энтальпия питательной воды при

      температуре питательной воды tпв

tпв – температура питательной воды = 680С   (по заданию)

hх – энтальпия влажного насыщенного пара = 2671.48 кДж/кг  (точка A)

Перевод расхода натурального топлива в условное:

Вуmax = Вmax  Qрн /29300 =3680,84  19,17103/29300 =2407,96 кг/ч

   где   29300 – низшая теплота сгорания условного топлива, кДж/кг.

           Qрн – низшая теплота сгорания топлива = 19,17103кДж/кг (подбор топлива осуществляется по таблице 20) Уголь Южно-Сахалинский, ДР

Расчет и подбор  водоподогревателей систем отопления

горячего водоснабжения

Для подогрева воды на нужды отопления и горячего водоснабжения применяются кожухотрубные теплообменники, в которых греющим теплоносителем является влажный насыщенный пар давлением 0,7 МПа (точка Б ).

Исходными данными для расчёта водоподогревателей являются максимальный часовой расход горячей воды Vmaxгв = 58,08 м3/час и максимальный расход теплоты на отопительные нужды для самой холодной пятидневки года Q*от = 27,8804 ГДж/смену, а также температуры холодной tхв = 150С и горячей tгв = 70 0С воды в системе отопления, прямой tпр = 126 0С и обратной tобр = 62 0С воды в системе отопления и температуры конденсата после водоподогревателей tк = 1100С (точка Ж) и tк = 1000С (точка З). Коэффициенты теплопередачи К можно принять равными 1,6…2,0 кВт/м3К, принимаем 2 кВт/м3К.

Тепловая мощность системы горячего водоснабжения

Qгв =Vmaxгвс (tгв – tхв )/3600 = 58,08 10004,19(70-15)/3600 =3717,92кВт

   где    с – теплоёмкость воды = 4,19 кДж/кгК

              ρ – плотность воды = 1000 кг/м3

            tгв – температура горячей воды = 700С 

              tхв – температура холодной воды = 150С

Тепловая мощность системы отопления

Qот =1.8(Q*от   106 )/3600 = 1.8(27,8804106)/3600 = 1390,2 кВт

Требуема суммарная поверхность нагрева водоподогревателей сист. гор. водоснабжения

Fгв =Qгв /(К  Δtср ), м2

   где Δtср – средняя разность температур между паром и нагреваемой водой, оС

Средняя разность температур определяется на основании температурного графика водоподогревателя .

tн = 1610С                                                                  

tгв = 70оС

tк = 100оС (точка З) – температура конденсата.

tхв = 15 оС

Δtм = 100 – 15 = 85 оС                                                     tгв

Δtб =161 - 70= 91ºC

Δtб /Δtм = 91 /86 = 1,05 < 1.7 , следовательно                                                            tхв

Δtср = (Δtб + Δtм )/2= (85+91)/2 = 88ºC

                                                                                                                                      F,м2

Fгв =Qгв /(К  Δtср ) = 3717,92/(2 88) = 21,12 м2

  Требуемая суммарная поверхность нагрева водоподогревателей системы отопления

Fот = Qот /(К  Δtср ), м²

     Средняя разность температур между паром и водой определяется на основании температурного графика

tн = 1610С                                                                                 tн

tпр = 126оС              

tк = 110оС (точка Ж) – температура конденсата.                                                             tк          

tоб = 62оС                                                                             

Δtб =110-62= 48ºC                                                                tпр  

Δtм = 165 –126= 36ºC

Δtб /Δtм = 48/36= 1.3 < 1,7 , следовательно                                                            tобр

Δtср = (Δtб + Δtм )/2 = (48+36)/2 = 42ºC

Fот = Qот /(K  Δtср ) = 1390,2/(2*42) = 16,55 м2                                                                              

Водоподогреватели устанавливаются в центральном теплопункте. При их подборе следует руководствоваться следующими соображениями:

• Установленная суммарная поверхность нагрева аппаратов должна обеспечивать “пиковые” тепловые нагрузки;
• В целых повышения надёжности работы систем горячего водоснабжения и отопления и обеспечения возможности реконструкции производства для увеличения выпуска продукции необходимо предусматривать резерв производительности до 20 – 30%;
• Необходимо предусматривать возможности остановки любого из водоподогревателей для ремонта и ревизии в период межсезонья;
• Целесообразно устанавливать водоподогревалели одного или ближайших   типоразмеров;
• Число устанавливаемых  водоподогревалелей соответственно для отопления и горячего водоснабжения должно быть не менее 2;
• В тепловой схеме следует предусматривать возможность временного использования водоподогревателей системы отопления для нужд горячего водоснабжения и наоборот;
• В тепловой схеме системы централизованного горячего водоснабжения, а так же водяного и воздушного отопления, необходимо предусматривать возможность включения автономных систем, в которых в качестве теплоносителя могут использоваться вторичные энергоресурсы.

Подобраны водоподогреватели:

Fгв = 21,12 м2

Fот = 16,55 м2 

   Водоподогреватель системы отопления:  

  ПП 2-9-7-IV      3 штуки          F нагрева =9,5

Резерв установленной мощности

δFот= 100(Fф от – Fот)/ Fот = 100((9,5*3) –16,55)/16,55 = 17,1 %

   где  Fфот - фактическая суммарная поверхность нагрева водоподогревателей для систем отопления

   Водоподогреватель системы горячего водоснабжения:  

  ПП 1-11 –2-11     3 штуки          F нагрева =11.4

Резерв установленной мощности

δFгв= 100(Fф гв – Fгв)/ Fгв = 100((11.4*3) –21.12)/21.12 = 16.1 %

   где  Fфгв - фактическая суммарная поверхность нагрева водоподогревателей для систем отопления

Определение годовых расходов теплоты, пара и топлива.

Годовая выработка теплоты

Qгод = Qгод тн + Qгод гв + Qгод от + Qгод ст + Qгодсн ,    ГДж/год

Qгод тн = Qтн  Zp Ψпм =220,4550 0,84 = 101824,8ГДж/год

Ψпм – средние за год коэффициенты загрузки производственных мощностей (для мясокомбинатов 0,8…0,85), принимаем Ψпм = 0,84

Zp - число рабочих смен в год (для мясокомбинатов до 550), принимаем 550

Qгод тн - годовой расход теплоты на технические нужды, ГДж/год

     Qгод гв = Qгв  Zp   Ψпм = 88,7 550 0,84 = 40979,4 ГДж/год

Qгод гв - годовой расход теплоты на нужды горячего водоснабжения, ГДж/кг

Zp - число рабочих смен в год (для мясокомбинатов до 550), принимаем 550

Ψпм – средние за год коэффициенты загрузки производственных мощностей (для мысокомбинатов 0,8…0,85), принимаем Ψпм = 0,84

     Qгод от = Qот  3  Zот  Ψот = 21,407  3  201 0,74 =9552,2 ГДж/год

Qгод от  - годовой расход теплоты на нужды отопления, ГДж/год

Ψот – коэфф., учитывающий степень использования тепловой мощности системы отопления в связи с энергосберегающими мероприятиями в выходные дни и нерабочие смены, (принимают равным 0,7…0,75) Ψот = 0,74

Zот – продолжительность отопительного периода года (суток), для г. Владивосток– 201 суток.

     Qгод ст = Qст   Zст   Ψпм = 86,26  500  0,80 = 34504 ГДж/год

Qгод ст – годовой отпуск теплоты сторонним потребителям, ГДж/год

Zст – число рабочих смен в год принять равным до 500, принимаем 500

Ψпм – коэффициент загрузки производственных  мощностей – 0,75…0,85 принимем раным 0,80

     Qгод сн  =βсн( Qгод тн + Qгод гв + Qгод от + Qгод ст) =

                = 0,025(101824,8+40979,4+9552,2+34504) = 4671,51 ГДж/год

Qгодсн - годовой расход тепла на собственные нужды котельной, ГДж/год