Расчет энергопотребления котельной

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Определение потребности предприятия в тепловой энергии

1.1 Расход тепла на отопление и вентиляцию

Годовой расход тепла на отопление и вентиляцию:

(1)

(2)

(3)

(4)

где q_oi - удельная отопительная характеристика здания, ккал/м³ч°С, [1, с. 38, Табл. 1];

V_i - объем помещения, , V_ИД - [ИД];

k_v - поправочный коэффициент к объему помещений, [ИД];

t_внi - внутренняя температура в помещении, °С, [ИД];

t_н.ср - наружная средняя температура за отопительный период;

n_о - продолжительность отопительного периода, сут.;

q_вi - удельная вентиляционная характеристика здания, ккал/ м³ч°С,

Т_вi - число часов использования вентиляционной нагрузки в сутки, ч/сут., [ИД].

Для кузнечнопрессового цеха:

Расчетная нагрузка на отопление и вентиляцию:

 (5)

(6)

(7)

(8)

где t_н.о - наружная температура для расчета отопления;

t_н.в- наружная температура для расчета вентиляции.

Для кузнечнопрессового цеха:

1.2 Расход тепла на горячее водоснабжение

Годовой расход тепла на горячее водоснабжение:

(9)

где Q_хоз.н - расход тепла на хозяйственно-бытовые нужды, Гкал/год;

Q_душ - расход тепла на душевые, Гкал/год:

(10)

(11)

где Qⁱ_хоз.н, Qⁱ_душ - расход тепла на хозяйственно-бытовые нужды и на душевые соответственно в i-том квартале, Гкал:

 (12)

где Ч_j - численность ИТР, рабочих в горячих цехах, рабочих в остальных цехах, чел.

Ч_раб - численность производственного персонала, чел., [ИД, Табл.1]

g_j - соответственная норма расхода воды на человека, л/(чел.сут), [3];

с_в - удельная теплоемкость воды, с_в=1 ккал/кг; t_г - температура горячей воды, подаваемой в систему ГВС, t_г =55°С; t_x - температура холодной водопроводной воды, принимаем t_x =5°С в I и IV кварталах, t_x=15°С - во II и III кварталах; Nⁱ_pa6 - число рабочих дней в i-том квартале, сут.

(13)

где Ч_душ - количество рабочих, пользующихся душем, чел.:

-количество душевых сеток, шт.:

g_душ - норма расхода воды на душ, g_душ=230 л/(чел. сут);

Для I квартала:

Расход воды на хозяйственно-бытовые нужды:

.

Расход воды

Период времени	Расход воды, т
	на хозяйственно-бытовые нужды	на душевые	Итого
Квартал	I	2671,5	1440,41	4111,91
	II	2802,9	1511,25	4314,15
	III	2890,5	1558,48	4448,98
	IV	2890,5	1558,48	4448,98
Год	11255,4	6068,62	17324,02

Расход тепла

Период времени	Расход тепла на ГВС, Гкал
	на хозяйственно-бытовые нужды	на душевые	Итого
Квартал	I	133,575	72,02	205,6
	II	112,12	60,45	172,57
	III	115,62	62,34	177,96
	IV	144,52	77,92	222,44
Год	505,84	272,73	778,57

1.3 Расход тепла на технологические нужды

Расход тепла на технологические нужды:

(14)

где D¹³, D⁸ - расход пара на технологические нужды из отборов 13 и 8 ата, т/ч, [ИД, Табл.1]; i_п¹³, i_п⁸ - энтальпия пара, отпускаемого потребителям на технологические нужды из отборов 13 и 8 ата соответственно, i_п¹³ =2900 кДж/кг = 692,12 ккал/кг, i_п⁸ = 2800 кДж/кг = 668,26 ккал/кг, [1, с. 5]; i_пв - энтальпия питательной воды, i_пв = 437 кДж/кг = 104,3 ккал/кг; - возврат конденсата технологическими потребителями, =60%; i_к - энтальпия конденсата, возвращаемого технологическими потребителями, i_к =336 Дж/кг = 80,19 ккал/кг, [1, с. 5];

Т_т - годовое число часов использования потребителями технологической нагрузки, с учетом режима работы предприятия, ч/год; т.к. режим работы предприятия двухсменный, принимаем Т_т = 4000 ч/год;

k_н - коэффициент неравномерности суточного графика по пару, k_н = 0,8.

1.4 Годовая потребность предприятия в тепле

Годовая потребность предприятия в тепле:

(15)

где k_пот - коэффициент, учитывающий процент потерь тепла в тепловых сетях, принимаем 2…5%: k_пот = 3%, [1, с. 5]

1.5 Расчетные тепловые нагрузки

Расчетные тепловые нагрузки на отопление и вентиляцию - Таблица 3; на ГВС и технологию:

(16)

(17)

Рассчитываем нагрузки с учетом потерь (k_пот = 3%), производим пересчет в ГДж/ч и МВт. Расчетные тепловые нагрузки сводим в Таблицу.

Расчетные тепловые нагрузки

Вид нагрузки	Обозначение	Единица измерения
		ГДж/ч	Гкал/ч	МВт	т/ч
Отопление	Qр.о	40,115	9,574	11,135	-
Вентиляция	Qр.в	20,447	4,88	5,675	-
Горячее водоснабжение	Qр.гв	0,792	0,189	0,22	-
Итого по горячей воде	Qв	61,354	14,643	17,03	-
Итого в горячей с учетом потерь	Qпв	63,194	15,082	17,54	-
Тех. нужды в паре	Qр.т	10,685	2,55	2,966	5,92
Тех. нужды в паре с учетом потерь	Qпр.т	11,007	2,627	3,055	-
Итого по предприятию	Qр.пр	74,268	17,725	20,614	-
Итого по предприятию с учетом потерь	Qпр.пр	76,497	18,257	21,233	-

Вывод: в данном разделе определили потребности предприятия в тепловой энергии, рассчитали расход тепла на отопление (18968,597 Гкал/год) и вентиляцию (6648,694 Гкал/год), на горячее водоснабжение (778,57 Гкал/год) и на технологические нужды (10217,072 Гкал/год). А также определили годовую потребность предприятия в тепле (37745,29 Гкал/год) и расчётные тепловые нагрузки, указанные в таблице.

2. Определение норм расхода тепловой энергии на обогрев и ГВС

Норма расхода тепловой энергии на отопление:

(18)

где V - суммарный объем цехов, тыс. м³;

t_вн^ср.взв - средневзвешенная внутренняя температура в цехах,°С:

(19)

Норма расхода тепловой энергии на вентиляцию:

(20)

Норма расхода тепловой энергии на ГВС (рассчитывается поквартально):

 (21)

Для I квартала:

Нормы расхода тепловой энергии

Вид нормы	Единица измерения	Нормы расхода тепловой энергии
		годовая	по кварталам
			I	II	III	IV
Отопление	Мкал	7,46	7,46	7,46	-	7,46
	тыс. м3сут°С
Вентиляция	Мкал	3,76	3,76	3,76	-	3,76
	тыс. м3сут°С
ГВС	Мкал	204,89	54,11	45,41	46,83	58,54
	Чел.

Вывод: в данном разделе были определены годовые нормы расхода на обогрев и ГВС, которые составили:

- отопление (=7,46 Мкал/ тыс. м³сут°С);

- вентиляция (_.=3,76 Мкал/ тыс. м³сут°С);

- ГВС (=204,89 Мкал /чел.);

Из таблицы 6 видно, что нормы на отопление и вентиляцию остаются постоянными независимо от квартала, а норма на ГВС изменяется.

3. Выбор основного оборудования и расчет технологических показателей котельной

котельная тепловой обогрев отопление

Состав основного оборудования (водогрейные и паровые котлы) и его установленная мощность выбираются исходя из расчетных тепловых нагрузок в паре и горячей воде и предлагаемой схемы теплоснабжения, при условии, что установленная мощность котельной не превышает 30 МВт, а коэффициент запаса по основному оборудованию k_З = l, 1…1,3.

3.1 Расчетная производительность (мощность) котельной

Расчетная производительность (мощность) котельной:

(23)

где k_сн - коэффициент, учитывающий потребление тепла на собственные нужды котельной, %, принимаем k_сн = 3% (топливо - газ).

Потребление тепла на собственные нужды котельной включают расходы на:

- обдувку паром поверхностей нагрева;

- распыление мазута в паровых форсунках;

- опробование предохранительных клапанов;

- паровой привод питательных насосов;

- отопление служебных помещений и подогрев воды для душевых устройств;

- разогрев мазута в хранилищах и разогрев цистерн при сливе мазута.

Потери тепла в котельной включают;

- утечку пара через неплотности линий коммуникаций котельной;

- потери тепла с продувочной водой;

- потери тепла с выпаром деаэраторов;

- потери, связанные с пуском, остановкой и содержанием агрегата в резерве.

Характеристики котлоагрегатов

Агрегат	Кол-во	P, ата	Производительность	Суммарная производительность	к (на газе)
			т/ч	Гкал/ч	МВт	т/ч	Гкал/ч	МВт
ДКВР - 2,5-13	3	13	2,5	-	-	7,5	-	-	90,0%
КВГМ-4	4	-	-	4	4,65	-	16	18,6	93,9%
КВГМ - 0,4	1	-	-	0,4	0,465	-	0,4	0,465	90%

Коэффициенты загрузки:

.

3.2 Установленная мощность (производительность) котельной

Установленная мощность (производительность) котельной:

(24)

где Q^в.к_уст, Q^п.к_уст - установленная мощность водогрейных и паровых котлов, соответственно, Гкал/ч:

;

(25)

3.3 Годовой отпуск тепла котельной

Годовой отпуск тепла котельной:

(26)

где Q_ст.пот - возможный отпуск тепла на сторону с учетом потерь, Гкал/год, который можно заложить с целью повышения эффективности работы котельного оборудования при одно- и двухсменном режиме работы предприятия; принимаем Q_ст.пот = 0.

3.4 Годовая выработка тепла котельной

Годовая выработка тепла котельной:

(27)

где _тп - коэффициент теплового потока, %, при работе котельной на газе принимается 98-97% [1, с. 8]. Принимаем _тп = 97%.

3.5 Годовое число часов использования установленной мощности

Годовое число часов использования установленной мощности:

(28)

3.6 Годовой расход топлива котельной

Годовой расход котельной условного топлива:

(29)

где b^ср_выр - средневзвешенный удельный расход условного топлива на выработку единицы тепла, кг. у.т / Гкал:

(30)

где b^пк_выр, b^вк_выр - удельный расход условного топлива на выработку единицы тепла в паровых и водогрейных котлах, соответственно, кг. у.т 

 (31)

(32)

;

;

Q^пк_выр, Q^вк_выр - выработка тепла в паровых и водогрейных котлах, соответственно, Гкал/год:

(33)

(34)

,

Средневзвешенный удельный расход условного топлива на отпуск единицы тепла:

Годовой расход котельной натурального топлива (природного газа):

 (35)

где Q_у.т. и Q^р_н - низшая теплотворная способность условного и натурального топлива, соответственно, ккал/м³: Q_у.т. =7000 ккал/кг (ккал/м³); Q^р_н = 7900 ккал/м³

- природный газ:

3.7 Установленная мощность токоприемников котельной

Установленная мощность токоприемников котельной определяется как сумма мощностей установленного силового электрооборудования и электроосвещения. При отсутствии данных в учебных расчетах определяется следующим образом:

(36)

где P^п_уст, P^в_уст - установленная мощность токоприемников паровой и водогрейной части котельной, соответственно, кВт:

(37)

(38)

где p^п_кот, p^в_кот - удельный расход электрической мощности на собственные нужды паровой и водогрейной части котельной, соответственно, кВт/МВт [1, с. 41, табл. 6]

3.8 Годовой расход электроэнергии на собственные нужды котельной

Годовой расход электроэнергии на собственные нужды котельной:

(39)

где k_и - коэффициент использования установленной электрической мощности, принимается в зависимости от значения Q_уст [1, с. 10];

k_э - коэффициент экстенсивности, принимается из диапазона 0,5 - 0,7;

Т^п_кот, Т^в_кот - число часов работы в году паровых и водогрейных котлов, соответственно, ч/год:

3.9 Годовой расход воды котельной

Годовой расход воды котельной:

 (40)

где G_т - расход воды на технологические нужды котельной, тыс. м³;

G_гв - расход воды на горячее водоснабжение при закрытой системе теплоснабжения (с централизованным приготовлением ГВ), тыс. м³;

G_б - расход воды на бытовые нужды, тыс. м³.

Значения средних удельных расходов воды (g) в расчетах принимаем [1, с. 10]:

- подпитка тепловой сети в отопительный период: g₁^з = 3 м³/ч, в летний период: g₁^л = 0,5 g₁^з = 0,53 = 1,5 м³/ч;

- восполнение потерь пара и конденсата: g₂ = 2 м³/ч;

- собственные нужды водопоподготовки: g_сн = 27 м³/сут;

- подпитка оборотной системы водоснабжения g₃ = 19 м³/сут;

- бытовые нужды g_б = (7…8) м³/сут, принимаем g_б = 7 м³/сут.

Т_о - продолжительность отопительного сезона, ч: ;

Z_кот, Т_кот - число дней и часов работы котельной в году: ;

Размещено на Allbest.ru

...