Расчет расхода пара на производство

Размещено на http://www.allbest.ru/

Задание. Рассчитать расход пара на производство 45 т/сут. конфет и выбрать паровые котлы для выработки пара. Цех - одноэтажное здание, размер 24*102 м. Место расположения - г. Калининград.

Теплоснабжение

Источниками теплоснабжения для предприятий кондитерской промышленности могут быть собственная котельная или посторонний централизованный источник тепла.

Расход тепловой энергии складывается из расходов горячей воды и пара на различные нужды:

технологические;

хозяйственно-бытовые;

санитарно-технические (отопление, вентиляция, кондиционирование воздуха).

В качестве теплоносителя для технологических нужд используется насыщенный пар (без присутствия гидрозина или других канцерогенных веществ) давлением 0,05-1,0 МПа (для специализированных шоколадных цехов 0,8-1,0; для других цехов 0,05-0,6 Мпа).

Теплоносителем для системы вентиляции и отопления служит высокотемпературная вода с параметрами 150 - 70⁰ С, 130 - 70⁰ С; для горячего водоснабжения - высокотемпературная вода тех же параметров ли пар давлением 0,3 Мпа - для нужд вентиляции и 0,07 МПа - для отопления.

В котельных кондитерских фабрик малой мощности рекомендуется устанавливать котлы типа Е-35/40-11, Е-50/40-11, Е-75/40-11, на фабриках средней и большой мощности - вертикально-водотрубные котлы типа ДКВР. Котлы работают при давлении 0,9 МПа и без перегрева пара. Пар с меньшим давлением для различных нужд получают редуцированием.

Возвращаемый в котельную конденсат для систем отопления и вентиляции принимается за 100 %, для производственного пароснабжения - 80 %, системы горячего водоснабжения - 90%.

Расчет расхода пара

Расход пара на технологические нужды может быть определен по нормам потребления отдельными аппаратами и машинами или по укрупненным показателям.

Проектируемая или реконструируемая фабрика может включать различные цеха, в которых вырабатывается 2-3 группы кондитерских изделий (конфеты, карамель, печенье и т.д.).

Расход пара на технологические нужды Д₁, кг/ч определяется по формуле:

Д₁= Р₁* q_t

Где Р_t - часовая производительность по готовой продукции, т/ч;

q_t - удельный расход пара, кг/т.

Д₁ = 2,88*1200= 3456 кг/ч

Расход пара на отопление Д₂, кг/ч рассчитывается по формуле:

Д₂

где Q_ОТ - максимальный тепловой расход теплоты на отопление, Вт;

i_n - энтальпия пара, кДж/кг (при давлении пара 0,07 МПа, i_n=2666.6 кДж/кг);

i_k - энтальпия конденсата, кДж/кг ( i_k=375,6 кДж/кг);

_ТО - КПД теплообменника (_ТО=0,95).

При определении необходимого расхода теплоты следует учитывать район расположения кондитерской фабрики, длительность отопительного сезона, расчетные температуры.

Расход теплоты на отопление здания Q_от, Вт определяется по формуле:

Q_ОТ = Х₀ * V * q_ОТ * (t_П - t_H)

Где Х₀ - удельная тепловая характеристика здания, Вт/(м³*К);

q_ОТ - удельные теплопотери 1 м³ здания, кдж/м³;

V - объем отапливаемой части, м³ (V=11750 м³);

t_П - средняя температура отапливаемого помещения, ⁰С ( t_П=18-20 ⁰ С);

t_H - расчетная зимняя температура наружнего воздуха для отопления, ⁰ С;

Q_ОТ = 0,5 * 11750 * 1,26 * ( 20-(-18))=281295 Вт

Д₂ кг/ч

Расход пара на вентиляцию Д₃, кг/ч определяется по формуле:

Д₃

где Q_в - часовой расход количества теплоты на вентиляцию (подогрев воздуха), Вт;

i_n - энтальпия пара, кДж/кг (при давлении пара 0,07 МПа, i_n=2666.6 кДж/кг);

i_k - энтальпия конденсата, кДж/кг ( i_k=375,6 кДж/кг);

_ТО - КПД теплообменника (_ТО= 0,95).

Расход теплоты на вентиляцию Q_в, Вт определяется по формуле:

где V_в - общее кол-во вентилируемого воздуха, м³/ч;

Х_в - удельная характеристика здания, Вт/(м³*К);

- плотность воздуха, кг/м³ ( = 1,2 кг/м³);

с - массовая удельная теплоемкость воздуха, кДж/(кг*К) (с= 1,0 кДж/(кг*К);

t_П - средняя температура вентилируемых помещений, ⁰ С (t_П = 18-20 ⁰ С);

t_H - расчетная температура наружного воздуха в отопительный период, ⁰ С.

Общее кол-во вентилируемого воздуха V_в, м³/ч определяется по формуле:

где П_в - процент вентилируемых помещений (50-60);

V - объем зданния, м³;

n - средняя кратность воздухообмена в час (n=3-5).

Д₃

Расход пара на хозяйственно-бытовые нужды, Д₄, кг/ч определяется по формуле:

где Q_х/б - количество теплоты на подогрев воды для хозяйственно-бытовых нужд, Вт

где W - расход воды на хозяйственно-бытовые нужды, кг/ч (W=800 кг/ч);

с - удельная теплоемкость воды ( с=4,19 кДж/кг*К);

t_H, t_K - начальная и конечная температура воды, (t_H =10 ⁰ С, t_K = 75 ⁰ С).

Суммарный расход пара на производство Д_с, кг/ч равен:

Для определения расхода пара на собственные нужды котельной необходимо определить потери конденсата.

Возврат конденсата от системы производственного пароснабжения W_k1, кг/ч кондитерской фабрики составляет 80 %, тогда

W_k1 = 0,8*Д₁

W_k1= 0,8*3456=2764,8 кг/ч

Возврат конденсата W_k4, кг/ч от системы горячего водоснабжения составляет 90 %, тогда

W_k4= 0,9*Д₄

W_k4= 0,9*100,11=90,1 кг/ч

Потери конденсата Д_{n. к}, кг/ч составляют

Д_{n. к}= Д_с - (W_k1 - W_k4)

Д_{n. к}= 4562,99 - (2764,8 + 90,1)=1708,1 кг/ч

Расход сырой воды В, кг/ч для покрытия потерь конденсата принимают на 20 % больше, тогда

В = 1,2 * Д_{n. к}

В = 1,2 * 1708,1=2049,72 кг/ч

Расход пара на подогрев воды Д_п.в., кг/ч равен:

где i₁ - энтальпия воды при =40 ⁰ С (168 кДж/кг);

i₂ - энтальпия воды при =5 ⁰ С (21 кДж/кг);

i_n - энтальпия пара при 0,6 Мпа (2763 кДж/кг);

i_k - энтальпия конденсата, (669 кДж/кг);

- КПД парового водонагревателя (= 0,95).

Расход пара на деаэрацию воды Д_аэ, кг/ч равен

где i_cp - средняя энтальпия воды, поступающей в деаэратор, кДж/кг (i_cp = 433кДж/кг);

W_п.в. - конденсат от водоподогревателя перед химводоочисткой, кг/ч (W_п.в= Д_п.в.).

Общая потребность котельной в паре Д_к, кг/ч

Д_к= Д_с + Д_пв + Д_аэ

Д_к = 4562,99 + 151,46 + 683,31 = 5397,76 кг/ч

С учетом тепловых потерь в паропроводах, агрегатах и т.д., которые могут составлять 8-10 %, расчетная потребность в паре Д_общ, кг/ч (для зимнего периода) будет

Д_общ = Д_к * 1,1

Д_общ = 5397,76* 1,1 = 5937,54 кг/ч

Выбор паровых котлов

Выбор типа и количества котлов для обеспечения всех нужд предприятия производится из такого расчета, чтобы они обеспечили максимальную потребность пара в зимний период работы, а в летний период была возможность поочередного капитального ремонта котов. Подбор котлов производится по их паро- и теплопроводности. Если в справочной литературе приведена площадь поверхности нагрева, то суммарная площадь поверхности F, м² нагрева опредиляется по формуле:

где Д_общ - расчетная потребность в паре для зимнего периода, кг/ч;

ч - коэффициент запаса, равный 1,1-1,2;

q_k - удельный парообъем, кг/м²ч, равный 30-40 в зависимости от котла и вида топлива;

Определив суммарную поверхность нагрева, подбираем котел Е-35/40-11, и устанавливаем 2 шт.

теплоноситель вентиляция конденсат

Размещено на Allbest.ru