Промышленного предприятия

ТЕПЛО- И ВОДОСНАБЖЕНИЕ

Методические указания

к выполнению контрольной работы по дисциплине

«Основы энергоснабжения»

для студентов – заочной формы обучения

специальности 140211 «Электроснабжение»

Курган 2005

Кафедра: «Энергетика и технология металлов»

Дисциплина: «Основы энергоснабжения»

Составили: кандидат технических наук, доцент Попов Г.А.

кандидат технических наук, доцент Дураченко Л.И.

Работа выполнена при равноценном участии авторов.

Утверждены на заседании кафедры 2005 г.

Рекомендованы методическим советом университета «»___________2005 г.

СОДЕРЖАНИЕ

Стр.

Введение..................................................... 4

1. Отопление

2. Вентиляция..................................................... 6

3. Кондиционирование воздуха....................................... 8

4. Водоснабжение................................................... 9

5. Горячее водоснабжение. Нормы расхода воды горячего водоснабжения.. 12

6. Пароснабжение................................................. 14

7. Общая потребность предприятия в тепловой энергии.................. 15

Список литературы................................................ 17

Приложение 1. Физические параметры сухого воздуха.................. 18

Приложение 2. Сухой насыщенный пар и вода на кривой насыщения...... 19

ВВЕДЕНИЕ

В объем контрольной работы входит расчет потребности в тепловой энергии предприятия (цеха) на технологический процесс, отопление, горячее водоснабжение, вентиляцию и кондиционирование воздуха, а также потребный расход воды в системе водоснабжения по вариантам, представленным в таблицах 1, 2.

Таблица 1

Таблица 2

1. Отопление

Система отопления зданий предназначена для компенсации тепловых потерь строительными конструкциями, созданию комфортных условий внутри помещений. Наибольшие тепловые потери соответствуют расчетной наружной температуре для данной местности t _но ⁰С, (табл.1).

Отопление рассчитывается согласно СНиП 2.04.05.86. [ 2 ].

1.1. Расчетный (максимальный) расход тепла на отопление здания:

Q^max _от = q_о *V*(t_{вн_}- t_Н.о.), (1.1)

где: Q^max _от – расход тепла, Вт; q_о - удельная тепловая характеристика здания, Вт/(м³К); зависит от качества и типа строительных конструкций здания и определяется по таблице 1.1; V – объем здания по наружному обмеру, м³; t _вн - температура в производственных помещениях, принимается +12; 16; 18⁰С [2]; t_Н.о. – расчетная температура наружного воздуха, ⁰С (табл.1).

Таблица 1.1

Теплохарактеристика строительных конструкций

1.2. Годовой расход тепла на отопление кВт× ч:

Q_{г. о.} = q_о *V*(t_вн - t_с.о.)*24*l_о, кВтч, (1.2)

где: t_с.о. – средняя температура отопительного периода, ⁰С; l_о – продолжительность отопительного периода, в сутках.

1.3. Пример расчета отопления

Исходные данные: наружный объем здания V=900 м³;

Температуры: внутренняя в цехе t_вн=+16^оС, наружная расчетная для г. Кургана t_но= -37^о С.

Удельная характеристика здания q_о= 0, 58 Вт/(м³К) (табл. 1.1).

Расчетный (максимальный) расход тепла на отопление здания по (1.1):

Q^max _от = q_о *V*(t_{вн_}- t_Н.о.)=0, 58*900*((16-(-37))= 25 100 Вт=25, 1 кВт.

Годовой расход тепла на отопление по (1.2):

Q_год=q_о*V*(t_вн-t_с.о.)*24*l_о=0, 58*900*(16_{_}-(-8, 1))*24*217=656*10³ кВтч или в единицах тепловой энергии: Q_год =3, 6*656 *10³=2361*10³МДж

Примечание. В Международной системе единиц для измерения всех видов энергии (тепла, работы, электроэнергии) введена одна единица Джоуль [Дж] и кратные ей килоджоуль, мегаджоуль, гигаджоуль: 1Дж=10^-3кДж=10^-6МДж=10^-9 ГДж.

Системной единицей мощности служит Дж/с – ватт /Вт/ и его производные кВ× т, МВт.

Широко используется в теплотехнике внесистемная единица энергии киловатт-час (кВт× ч):

1кВтч = 10³Дж/с*3600с= 3600 кДж= 3, 6 МДж.

2. Вентиляция

Вентиляция обеспечивает чистоту воздуха в помещениях цеха. При этом концентрация вредных веществ (пыль, газы, пары), выделяющихся в технологическом процессе, не должна превышать предельно-допустимую.

С целью уменьшения вредных веществ соответствующее технологическое оборудование снабжается улавливающими устройствами. Помещения с вредными выделениями оборудуются приточно-вытяжной вентиляцией с подогревом чистого приточного воздуха в течение отопительного сезона.

Количество вентиляционного воздуха, м³/ч:

L_в = 0, 6 V n, (2.1)

где 0, 6 – коэффициент перевода объема здания по наружному обмеру в объем вентилируемых помещений (доля вентилируемых помещений от общего объема здания); n – кратность воздухообмена, обмен/час (табл.2).

2.1. Расчетный расход тепла на приточную вентиляцию, кВт:

Qр.в.= r L_в С_р (t_{вн. –} t_н.в.), (2.2)

где r - плотность воздуха при нормальных условиях, кг/м³ (приложение 1); С_р – массовая теплоемкость воздуха, кДж/кгК (приложение 1); t_{н.в. –} расчетная температура наружного воздуха для вентиляции, ⁰С.

Установленная мощность электродвигателей вентиляторов приточных и вытяжных систем, кВт:

N_у = 1, 3 L_в Dр/3600h, (2.3)

где: Dр – суммарное гидравлическое сопротивление приточных и вытяжных систем; Dр = 0, 5 … 5 кПа; h - к п д вентиляторов и привода, принимается в пределе 0, 7-0, 87; 1, 3 - коэффициент запаса мощности.

2.2. Годовой расход тепла на вентиляцию, кВтч

Q_г.в. = r L_в С_р (t_п - t_с.о.) m l_о, кВт× × ч, (2.4)

где: - – средняя температура наружного воздуха за отопительный период, ⁰С; m – продолжительность работы предприятия в сутки, час; l_о – количество рабочих дней за отопительный период.

Годовой расход электроэнергии на вентиляцию, кВт× ч

N_в = N_у m l_г, (2.5)

где l_г – количество рабочих дней в году.

2.3. Пример расчета приточной вентиляции

Исходные данные:

Объём помещений V=900 м³ , кратность воздухообмена n=8.

Температура внутри помещений t_вн = +16 С.

Расчетная наружная температура для вентиляции t_н.в = -24 С.

Средняя наружная температура отопительного периода t_{с.о. =} -8 С.

Объем вентиляционного воздуха по уравнению (2.1):

L_в = 0, 6 *V* n= 0, 6*900*8= 4300 м³/ч; L_в^сек = 1, 195 м³/с.

Максимальный расход тепла на приточную вентиляцию по уравнению (2.2):

Qр.в.= r L_в С_р (t_{вн. –} t_н.в.) = 1, 29* 1, 195*1*((16-(24))=61500Вт= 61, 5кВт.

Годовой расход тепла на приточную вентиляцию при 2-х сменной работе в течение отопительного периода по уравнению (2.4):

Q_г.в. = r L_в С_р (t_вн - t_с.о.) m l_о =

= 1, 29* 4300*1*((16-(8))*16*217=129*10³ кВт× ч*3, 6=465*10³ МДж

Мощность электродвигателей привода вентиляторов по уравнению (2.3):

N_у = 1, 3 L_в Dр/3600h = 1, 3* 1, 195*5*0, 75= 10, 3 кВт.

Годовой расход электроэнергии приводом вентиляторов по уравнению (2.5):

N_в = N_у m l_г = 10, 3* 2*8*217= 35800 кВт× ч.

3. Кондиционирование воздуха

Кондиционирование воздуха – создание в закрытых помещениях независимо от наружных метеоусловий воздуха с заданными параметрами (влажностью, температурой, чистотой). Основные процессы: зимой – нагревание, увлажнение; летом – охлаждение, осушка в камерах, оборудованных фильтрами, оросителями, калориферами и пр.

По условию задания кондиционирование помещений производится вне отопительного сезона. Таким образом, расход тепловой энергии на охлаждение воздуха равен хладопроизводительности кондиционера.

3.1. Потребление холода на кондиционирование, кВт:

Q_х = V_к n С_р' *Dt/3600, (3.1)

где V_к – объем (по внутреннему замеру) помещения, в котором производится кондиционирование, м³; V_к = 0, 95 V; n– кратность воздухообмена в кондиционируемом помещении, обм/ч; С_р'– объемная изобарная теплоемкость воздуха, кДж/(м³К); Dt - разность температур воздуха перед кондиционером и после кондиционера при средней температуре самого жаркого месяца; Dt = 10 ⁰С.

3.2. Годовое потребление холода на кондиционирование, кВт× ч:

Q_х.г. = Q_х m₁ m₂, (3.2)

Где m₁ – среднесуточная потребность в кондиционировании, час; m₂ – продолжительность охлаждения воздуха за год в днях; m₂ = 365-l₀.

3.3. Пример расчета кондиционирования

Исходные данные:

Объем кондиционируемых помещений V_к = 0, 95 V= 0, 95*900=856 м³;

Кратность воздухообмена в кондиционируемом помещении, n =5 обм/ч;

Разность температур Dt = 10 ⁰С;

m₁=16 час/сут - среднесуточная потребность в кондиционировании; m₂ – продолжительность охлаждения воздуха за год в днях; m₂ = 148 дн.

Максимальное потребление холода на кондиционирование по уравнению (3.1):

Q_х = V_к n С_р' Dt/3600= 856*5*0, 85*10/3600= 10, 4 кВт.

Годовое потребление холода на кондиционирование по уравнению (3.2):

Q_х.г. = Q_х m₁ m₂ = 10, 4*16*148= 24400 кВт× ч= 87, 8*10³ МДж.

4. Водоснабжение

4.1. Характеристика систем водопровода. Нормы расхода воды

Водопотребители как объекты водоснабжения различаются по категориям надежности подачи воды:

I категория, к ней относятся нефтеперерабатывающие, химические производства, электростанции;

II категория – горнорудные, машиностроительные предприятия;

III – категория – мелкие промышленные предприятия и т.п.

Расчет систем внутреннего водопровода ведется в соответствии со строительными нормами и правилами СНиП 2.04.01-85 [3].

Далее приведены выборочно в соответствии с условиями задания нормативы по расходам холодной и горячей воды (табл. 4.1, 4.2).

Таблица 4.1

Нормы расходов хозяйственно-питьевой воды

отдельными потребителями по [3]

Таблица 4.2

Нормы расхода воды санитарными приборами

Суточный расход воды на водоснабжение предприятия складывается из расходов воды на технологические нужды, на хозяйственно-питьевые и гигиенические процедуры, на пожаротушение и на полив территории, л/сутки:

G^сут _в. = G_тех + G_{хоз-пит} + G _гиг +G_пож + G_пол., (4.1)

Далее приводится методика определения расходов (G_тех ; G_{хоз-пит}; G_гиг; G_пож; G_пол ) в примере расчета.

4.2. Пример расчета расходов воды на водоснабжение

4.2.1. Технологический потребитель

Общий расход воды пропорционален технологическим нормам на единицу оборудования (продукции) g_техн, либо на одно рабочее место.

В гараже предприятия оборудованы z=2 моечных места с нормируемым расходом g_техн = 1 л/с; время мойки автомашин τ =1 час/сут.

Общий расход воды на мойку автомашин составит, л/сут.

G_техн = g* τ *z =1*3600*2= 7200. (4.2)

4.2.2. Расход хозяйственно-питьевой воды, л/сут

G ^сут_{хоз-пит} = g _u^tot *p *c, (4.3)

где g _u^tot - норма общего расхода воды в сутки наибольшего потребления (табл. 4.1), принята 45 л/ чел в смену; р – численность работающих, равна 18 человек (табл.2); с – число смен в сутки, принято с= 2 смены.

G ^сут_{хоз-пит} = g _u^tot *p *c= 45*18*2= 812 л/сут

С учетом коэффициента неравномерности потребления К_ч = 2, 5 максимальный часовой расход:

G ^час_{хоз-пит =} G ^сут_{хоз-пит} *К_ч /24= 812*2, 5/24= 8, 5 л/час.

4.2.3. Гигиенический расход воды на умывальники и душевые в сутки, л/сут

G^сут _гиг = G_душ + G_ум = 0, 75* g_душn₁с ₊ 2, 5* g_умn₂ с, (4.4)

где 0, 75 час и 2, 5 час – продолжительность пользования душем между сменами и умывальниками в течение смены, соответственно; g_душ =500 л/сут; g_ум=60 л/сут нормы расходов g _u^tot (табл.4.2); n₁ =6; n₂=4 - количество душевых сеток и умывальников (табл.2); с – число смен, с= 2.

G_гиг=G_душ+G_ум=0, 75* g_душn₁с+2, 5* g_умn₂ с=0.75*500*6*2+2, 5*60*4*2=5700 л/сут

4.3. Пожаротушение. Нормы расхода воды

На промышленных предприятиях чаще всего действует объединенный хозяйственно-питьевой противопожарный водопровод. Причин объединения несколько:

- хозяйственно-питьевая водопроводная сеть обычно имеет большую мощность и более разветвлена;

- объединенные сети при строительстве более экономичны;

- объединенные сети более удобны в эксплуатации.

В соответствии с положениями норм государственной противопожарной службы РФ (НПБ-105-95) определены категории помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности, приведенные в табл. 4. 3.

Таблица 4.3

Категории помещений и характеристика производств

Здания и пожарные отсеки их (выделенные противопожарными стенами) подразделяются на 4 категории по степеням огнестойкости его строительных конструкций. Предел огнестойкости строительных конструкций устанавливается по времени (в минутах) наступления одного или последовательно нескольких, нормируемых для данной конструкции признаков предельных состояний:

-потеря несущей способности (R);

- потеря целостности (Е);

- потеря теплоизолирующей способности (I).

Таблица 4.4

Характеристики огнестойкости зданий

В таблице 4.5 приведены выборочно расходы воды пожарными кранами диаметром 50 мм и длиной рукавов 10-20 м.

Таблица 4.5

Нормы расхода воды на наружное пожаротушение по [4]

Таблица 4.6.

Нормы расхода воды на внутреннее пожаротушение g_вн, л/с по [3]

4.2.5. Пример расчета расходов воды на пожаротушение

Для помещения с категорией производства Г и степенью огнестойкости здания II объемом V=900 м³, высотой 8 м норма расхода на наружное пожаротушение g _нар=10 л/с (табл.4.5); на внутреннее пожаротушение g_вн =2, 9 л/с (табл.4.6). В здании предусмотрен установка двух пожарных кранов (z=2)

Расход воды на наружное пожаротушение составит, л /с:

G _нар = g_нар * V = 10*0, 9 = 9. (4.5)

Расчетный расход воды на внутреннее пожаротушение:

G _вн = g_вн * z= 2, 9*2=5, 8 л/с. (4.6)

Время работы пожарных кранов 3 час в сутки. Тогда суточный расход воды на пожаротушение внутренним водопроводом равен:

G ^сут_вн = 5, 8*3*3600= 62500 л/сут.

4.4. Поливка заводских тротуаров и проездов, газонов и цветников

Расход воды на полив пропорционален площади поливов F и норме расхода на 1м² g _u^tot (табл. 4.1):

Площадь заводских поливаемых территорий 200м², цветников 70 м².

Суточный суммарный расход воды на двукратную поливку равен:

G ^сут_пол=2 ∑ g _u^tot * F= 2(0, 5*200+5*70) =900 л/сут. (4.7)

4.6. Общий расход в сети водоснабжения предприятия по уравнению (4.1) составит:

∑ G^сут= 7200+ 812+ 62500+ 900 = 71412 л/сут.

Годовой расход воды помимо технологического, хозяйственно-питьевого, гигиенического потребления, действующего в период рабочих суток l _год, включает число возможных пожаров (2…5) и число летних дней для полива (60):

∑ G^год= 10^-3 ((G ^сут_техн + G ^сут_{хоз-пит} + G ^сут_гиг)*l _год + G_пож*3 + 60* G ^сут_пол )=

= 10^-3 ((7200+812+5700)*242 + 5*62500 + 60*900) = 3685 м³/год (4.8)

Сети объединенного хозяйственно-противопожарного и производственно-противопожарного водопроводов должны проверяться на пропуск расчетного расхода воды на пожаротушение при наибольшем расходе воды на хозяйственно-питьевые нужды. При этом расходы на пользование душем, мытье полов, поливку территории не учитывается.

В данной контрольной работе проверка пропускной способности сети на суммарный расчетный расход воды не проводится.

5. Горячее водоснабжение

Потребность предприятия в горячей воде складывается из расходов воды на технологические и бытовые нужды, л/сутки:

G_{г..в. с.} = G_тех + G_быт. (5.1)

Расход воды на выпуск продукции G_тех рассчитывается по технологическим нормам производства и в объёме данной контрольной работы не выполняется.

5. 2.1. Расход горячей воды на бытовые нужды сантехническими приборами определяется в соответствии с положениями СНиП 2.04.01-85 по уравнению

G_быт =5g_o*α, л/с, (5.2)

где g_o - удельные нормы расходов горячей воды, значения которых приведены в табл. 5.1; α – безразмерная величина, находится в зависимости от общего числа водоразборных приборов N и вероятности их действия в час наибольшего потребления P (табл. 5.2.).

Таблица 5.1.

Нормы расходов воды санитарными приборами, л/с

Таблица 5.2

Значение величины α в зависимости от числа N и вероятности действия Р

5.1. Пример расчета горячего водоснабжения

На предприятии установлены 4 умывальника со смесителями (N_ум=4) и 6 душевых сеток (N_душ=6) при вероятности их одновременного действия Р _ум =0, 3 и Р_душ=0, 7. Значения показателей вероятности Р определяются с учетом отношений расходов g_о, g_{u и} (табл.5.1); численности персонала, времени пользования приборами. С допустимой точностью данного расчета величины Р_ум, Р _душ принимаются одинаковыми для всех вариантов задания.

Коэффициенты α выбираются из табл. 5.2 и в данном примере равны:

для умывальников со смесителями α = 0, 76;

для душевых сеток α = 1, 2

5.2.1 Расход горячей воды по уравнению 5.2 составит:

G_ум =5g_o*α *N = 5*0, 09*0, 76*4= 3, 025 л/с,

G_душ = 5g_o*α *N =5*0, 14*1, 2*6=10, 15 л/с.

5.2.2 Тепловой поток на подогрев горячей воды:

Q_душ= G_душ*p*c_p*(t_г - t_х)= 10, 15*1*4, 19*55=2325 кВт,

где: G_ум, G_душ – расходы горячей воды, л/с; р=1 кг/л – уд. плотность воды; С_в= 4, 19 кДж/(кг*К) – массовая теплоемкость воды, кДж/(кг*К); t_г, t_х – температура, соответственно, горячей и холодной воды, 65 и 5 ⁰С.

5.2.3 Годовой расход тепла на нагрев воды для горячего водоснабжения

В течение 242 рабочих дней в году и при продолжительности работы умывальников 5час/сут и душевых 1, 5 час/сут годовой расход тепла составит:

Q_{г.в. с.} = l_г(Q _ум*5 + Q_душ*1, 5), (5.4)

Q_{г.в. с.} = 242 (695*5 +2325*1, 5)=1265962 кВтч= 1265, 96 =4558*10³ МДж.

6. Пароснабжение

В системе теплоснабжения современных промышленных предприятий используется два теплоносителя: пар – для технологических нужд и горячая вода для сантехнических потребителей (душевые, умывальники и т.п.). В ряде случаев пар может быть использован и для покрытия нагрузок отопления, вентиляции, горячего водоснабжения.

6.1 Классификация тепловых потребителей

Потребителей тепла подразделяют на две группы: 1) сезонные и 2) круглогодовые. Сезонные потребители используют тепло в течение сезона, при этом потребность в тепле зависит от климатических условий. В расчете систем отопления, вентиляции, кондиционирования использовались значения температур наружного воздуха (t _но, t_нв, t_со). Расход тепла в течение суток у сезонных потребителей сравнительно постоянный, годовой – резко переменный. Величины расходов тепла сезонными потребителями отопления и вентиляции найдены ранее (пп. 1, 2).

Круглогодовые потребители тепла, к которым относят горячее водоснабжение жилищно-коммунального сектора и технологические процессы производства, отличаются переменным суточным графиком и относительно постоянным годовым.

Максимальные тепловые потоки и годовое потребление системы горячего водоснабжения предприятия определено ранее (пп. 5.2.3; 5.2.3).

6.2. Технологический потребитель. Удельные нормы расхода тепла

Тепловая энергия поступает от источника к потребителю с помощью теплоносителей (насыщенного пара низкого давления, горячей воды с температурой 120-170 ⁰С) и используется в процессах нагрева, пропарки, сушки, выпаривания растворов, в паровых приводах машин и т.п. Расход тепловой энергии пропорционален удельным технологическим нормам тепла на единицу продукции (q _техн ) и объему выпуска продукции (П_сут, П_год ). В таблице 6.1 приведены примеры технологических норм теплопотребления для некоторых производств [5 ].

Таблица 6.1

Удельные нормы расхода тепла на выпуск продукции, q _техн по [5]

6.3. Возврат конденсата

Применение водяного пара сопровождается образованием потоков конденсата при температурах близких к температуре насыщения соответствующего давления. Такие потоки конденсата могут быть использованы как источники вторичных тепловых ресурсов (ВЭР) для отопления помещений, в системах вентиляции, кондиционирования. Образовавшийся у потребителя конденсат возвращается к источнику теплоснабжения не полностью, с коэффициентом возврата η _возв =0, 9-0, 1. Причиной потерь вещества являются:

1) утечки пара и конденсата через неплотности в арматуре и фланцевых соединениях;

2) загрязнение конденсата продуктами коррозии трубопроводов маслами, фенолами, бензолами и пр. в теплоиспользующих установках;

3) использование смешивающих теплообменников в технологических схемах предприятий.

Сокращение потерь конденсата существенно снижается при установке конденсатоотводчиков – специальной арматуры, запирающей проскоки пара в конденсатопровод.

6.4. Определение расходов пара технологическим потребителем

Потребность в тепле для нужд технологического процесса рассчитывается по удельным нормам расхода тепла на единицу выпускаемой продукции (q _техн) (табл. 6.1) пропорционально объему выпуска (П), см. табл. исходных данных.

Суточный расход тепла на технологию, ГДж/сут:

Q ^сут_техн = q _техн*П _сут (6.1)

Годовой расход тепла на технологию, ГДж:

Q^год _техн= Q ^сут_техн*l_г, (6.2)

где: l_г число рабочих дней в году.

Расчетная тепловая мощность технологического теплопотребления принимается равной секундному расходу тепла, МВт:

Q_техн= Q ^сут_техн *10³ /24*3600, (6.3)

Расчетный расход пара, поданного технологическому потребителю пропорционален тепловой мощности Q_техн , отнесенной к разности энтальпий пара и конденсата, т/час:

D_техн = Q_техн*3, 6/(h^″ - h´) * η _УТ , (6.4)

где h^″ ; h´ – удельные энтальпии насыщенного пара и конденсата при известном давлении пара, поступающего на производство, кДж/кг (приложение 2);

η _УТ – коэффициент, учитывающий утечки пара, принимается равным 0, 8-0, 95.

По тепловой мощности можно найти потребное количество условного топлива на выпуск продукции, кг/с:

В_ут = Q_техн / Q^р_н*ŋ _кит, (6.5)

где Q^р_н – низшая теплота сгорания условного топлива, равная 29, 3 МДж/кг;

ŋ _кит – коэффициент использования топлива в теплогенераторах, величина которого может быть принята в пределах 0, 7-0, 85.

В качестве теплогенераторов могут рассматриваться паровые котлы промышленных котельных либо теплофикационные турбины с промышленными отборами пара. Схемы теплоэлектроцентралей представлены на рис 6.1.

а)

б)

в)

Рис.6.1. Принципиальные схемы ТЭЦ с турбогенераторами различных типов

а) турбогенератор с противодавленческой турбиной типа P; б) турбогенератор с турбиной типа ПТ с двумя теплофикационными отборами пара: производственным повышенного давления и отопительным; в) турбогенератор типа Т с теплофикационными отопительными отборами пара. 1 – парогенератор; 2 – паровая турбина; 3 – производственный потребитель пара; 4 – редукционно – охладительное устройство РОУ; 5 – бак сбора конденсата от внешнего потребителя; 6 – деаэратор; 7 – регенеративные подогреватели питательной воды низкого давления; 8 - регенеративные подогреватели питательной воды высокого давления; 9, 10 – сетевые подогреватели; 11 – пиковый водогрейный котёл; ХВО – цех химводоочистки; ЭГ – электрогенератор.

6.5. Пример расчета потребности пара на производство древесностружечных плит

Суточный выпуск продукции задан П=15 м³/сут.

Уд. норма расхода тепла на единицу продукции q _техн = 4, 6 ГДж/ м³ (табл. 6.1).

Давление пара Р=1, 3 МПа.

Энтальпии насыщенного пара и жидкости h^″ =2778 кДж/кг; h´ = 762 кДж/кг (приложение 2).

Суточный расход тепла на выпуск продукции по (6.1):

Q ^сут_техн = q _техн*П _сут = 4, 6*15= 69 ГДж/сут.

Расчетная тепловая мощность технологического теплопотребления принимается равной секундному расходу тепла:

Q_техн= Q ^сут_техн *10³ /24*3600=69*10³ /24*3600=0, 79 МВт.

По величине расчетной тепловой мощности технологического потребителя может быть найден расход теплоносителя (пара, горячей воды) и выбрана производительность теплогенератора.

Годовой расход тепла на технологию по уравнению (6.2):

Q^год _техн= Q ^сут_техн*l_г = 69*242=16 696 ГДж.

Расчетный расход пара, поданного технологическому потребителю пропорционален тепловой мощности Q_техн , отнесенной к разности энтальпий пара и конденсата (6.4):

D_техн = Q_техн*3, 6/(h^″ - h´) * η _УТ = 0, 79*3, 6/(2778-762)*0, 9= 0, 0014 т/час.

На рис.1 представлены принципиальные схемы теплофикационных электростанций (ТЭЦ) с различными типами паровых турбин.

а) турбогенератор с противодавленческой турбиной типа P, на выходе из которой отработанный пар имеет повышенное давление, более 100 кПа и направляется как технологический теплоноситель на производство;

б) турбогенератор с турбиной типа ПТ с двумя теплофикационными отборами пара: производственным повышенного давления Р=1, 2-1, 8 МПа и отопительным. Отработавший пар поступает в конденсатор, где поддерживается глубокий вакуум системой циркуляционного охлаждения;

в) турбогенератор типа Т с теплофикационными отопительными отборами пара давлением Р=120-250 кПа, поступающими в подогреватели тепловых сетей, где подготавливается теплоноситель, горячая вода с t =150 -170° C.

Расход условного топлива на выпуск продукции (6.5):

В_ут = Q_техн / Q^р_н*ŋ _кит = 0, 79/29, 3*0, 75=0, 02 кг/с=72 кг/час.

7. Общая годовая потребность предприятия в тепловой энергии есть сумма составляющих расходов тепла на отопление, приточную вентиляцию, горячее водоснабжение и технологию:

∑ Q = Q^год _о. + Q^год _в. + Q ^год_г.в.с.+ Q^год_техн. (7.1)

Результаты расчетов рассмотренных примеров привели к итогу:

∑ Q = Q^год _о. + Q^год_{. в.} + Q ^год_г.в.с.+ Q^год _техн= (2361+465+4558+16696)*10³=

= 24080*10³ ГДж.

Итоги выполненного расчета расходов тепла по составляющим (7.1) следует представить в табличной форме, указав относительные величины в %.

Литература

1. Тепловое оборудование и тепловые сети: Учебник для вузов / Г.В. Арсеньев,

В.П. Белоусов, А.А. Дранченко и др.- М.: Энергоатомиздат, 1988.-400с.

2. СНиП 2.04.05.91 Отопление, вентиляция, кондиционирование.

3. СНиП 2.04.01.85 Внутренний водопровод и канализация зданий/ Госстрой

СССР.-М.: ЦИТП, 1986.- 66с.

4. Кузнецова А.Е. Противопожарное водоснабжение промышленных предприятий. -М.: Стройиздат, 1985. - 199 с.

5. Теплоэнергетика и теплотехника: Общие вопросы: Справочник/ Под ред.

В.А. Григорьева, В.М. Зорина.-М.: Энергия, 1980.-528 с.

Приложение 1

Физические параметры сухого воздуха при давлении 101325 н/м²

(Р=101, 3 кПа=1ат)

Приложение 2

Сухой насыщенный пар и вода на кривой насыщения