Система теплоснабжения предприятия молочной промышленности

      

      Выбираем  деаэратор ДА- 15.

      Расход  пара на деаэрацию воды D_д, т/ч:

      

      Где h₁₃ - энтальпия воды, поступающей в деаэратор.

      

      Здесь t_хв - температура холодной воды, ^оС;

      t_к - температура конденсата (принимается равной 50 – 70 ⁰С);

      h₁₁ - энтальпия воды после деаэратора, кДж/кг;

      h₁₃- энтальпия воды, поступающая в деаэратор, кДж/кг;

      D_вып - потери пара с выпаром (принимаются равными 5 – 10 кг на 1 т деаэрируемой воды). 
 

7.3.    Подбор экономайзеров.

      Экономайзеры  предназначены для подогрева  питательной воды за счет охлаждения дымовых газов, выходящих из котлоагрегатов. Для котлов типа КЕ целесообразно применять не кипящие чугунные, ребристые экономайзеры системы ВТИ.

      Поверхность нагрева экономайзера F_эк, м²:

      

      Где к_эк - коэффициент теплопередачи, кВт/(м²*К);

      h₁₁ - энтальпия питательной воды на выходе из экономайзера, равная энтальпии деаэрируемой воды  (соответствует температуре ), кДж/кг;

      h₁₄ - энтальпия питательной воды на выходе из экономайзера (принимается при температуре , которая на 25 – 30 ⁰С ниже температуры кипения воды при давлении в барабане котла Р₁), кДж/кг;

      Q_эк- тепловая мощность, кВт.

      h₁₁ = c * t_э’  h₁₁ = 4,19 * 104 = 435,7 ^кДж/_кг

      h₁₄ = c * t_э’’  h₁₄ = 4,19 * 165 = 691,35 ^кДж/_кг

      _Δt_б=t_уг^’-t_эк’’=306-165=141^оС

      _Δt_м=t_уг^”-t_эк’=161-104=57^оС

      _Δt_ср= _Δt_б -_Δt_м/ln(_{Δ Δ}t_б /t_м)=141-57/ln(141/57)=93,3^оС

      Выбираем  3 экономайзера ЭП2 – 94. 
 
 

      7.4. Подбор дутьевых вентиляторов.

      Дутьевые  вентиляторы предназначены для  подачи в топку холодного воздуха, забираемого из верхней зоны помещения  котельной. Их подбор производится по требуемой производительности и напору.

      Производительность  вентилятора V_в, м³/ч:

      

      Где z_a - коэффициент запаса производительности (принимается равным 1.05);

      a_т - коэффициент избытка воздуха в топке (для камерных топок при сжигании газа 1.2);

      V⁰ - теоретических расход воздуха для сжигания выбранного вида топлива при нормальных условиях, рассчитывается в соответствии с составом топлива, м³/кг;

      V⁰=0,0889*C^p +0,265*H^p+0,033* (S^p_л-O^p)

      V⁰=0,089*35,7+0,265*2,9+0,033*(0,3-12,1)=3,6 м³/кг

      B_р - расчетный расход топлива, кг/ч;

      B_р= B_ч^мах/4=1630,8/4=407,7 кг/ч

      t_хв - температура холодного воздуха (принимается равной 30 – 35 ⁰С).

      Требуемый расчетный напор  дутьевого вентилятора H_в, кПа:

      

      Где z_з - коэффициент запаса напора.

      H_вт - полное сопротивление воздушного тракта при нормальных режимах эксплуатации котлоагрегатов, кПа.

      Выбираем  дутьевой вентилятор ВДН – 8, производительность 10,2*10^{3 м3}/_ч

Мощностью 11,0 кВт, напор 2,19 кПа. 

      7.5. Подбор дымососов.

      Дымососы служат для создания разрежения в топке и перемешивания продуктов сгорания топлива по газовому тракту.

      Производительность  дымососа V_д:

      

      Где V_г - объем продуктов сгорания топлива при нормальных условиях,м³/кг.

      

      Здесь V_г⁰ - объем продуктов сгорания топлива при нормальных условиях и при коэффициенте избытка воздуха, равном 1 ^м3/_кг , рассчитывается в соответствии с составом топлива:

      V_RO2=0,01866*(C^p+0,3755*S^p_л)=0,01866*(35,7+0,3755*0,3)=0,67 м³/кг

      V_H2O=0,0124*(9H^p+W^p)+0,0161*V⁰=0,0124*(9*2,9+24)+0,0161*3,6=0,68 м³/кг

      V_R2=0,79* V⁰+0,8*N^p/100=0,79*3.6+0,8*0,7/100=2.85 м³/кг

      V_г⁰=V_RO2+V_H2O+ +V_R2=0.67+2.85+0.68=4.2м³/кг

      a_ух - коэффициент избытка воздуха в дымовых газах перед дымовой трубой (при сжигании твердого топлива можно принять равным 1,5 – 1,6);

      t_ух - температура уходящих газов, равная температуре дымовых газов после экономайзера,^оС;

      z_з - коэффициент запаса производительности (можно принять равным 1.05)

      Напор дымососа Н_д, кПа:

      

      Где H_гт - общее сопротивление дымового тракта, кПа;

      z_зн - коэффициент запаса напора (можно принять равным 1.1).

      Выбираем  центробежный дымосос ДН-9, производительностью 14,65*10^{3 м3}/_ч, мощностью 11,0 кВт.

 

      

8.Расчет установки по использованию теплоты пароконденсатной смеси для нужд горячего водоснабжения и воздушного отопления. 

      Значительным  резервом экономии топлива на предприятиях отрасли являются тепловые вторичные  энергетические ресурсы (ВЭР). К вторичным  энергоресурсам относятся: пароконденсатная смесь отработавшего в рекуперативных аппаратах «глухого» пара, вторичные пары выпарных установок, отработавшие газы термических камер и сушильных установок, уходящие газы котельных установок температурой до 300^оС, высокотемпературные продукты сгорания природного газа в технологических печах, сбросные горячие (t=50^оC) воды, низкотемпературные вентиляционные выбросы и физическая теплота продукции, а также сбросные горячие и теплые воды компрессорных установок.

      Возможности использования ВЭР определяются их параметрами, фазовым состоянием, размещением и концентрацией источников, наличием потребителей низкопотенциальной теплоты, суточными и годовыми графиками выхода, а также сопоставимостью их с графиками потребления энергоресурсов, вырабатываемых в утилизационных установках.

      8.1. Средневзвешенная энтальпия пароконденсатной смеси h₃, кДж/кг:

      h₃=ΣD_i*ε_i*h_3i/(D_i* ε_i)

      h₃=(4.5*0.4*777.8+22.5*0.5*924.8)/(4.5*0.4+22.5*0.5)=904.5кДж/кг 

      8.2. Ресурс теплоты пароконденсатной смеси Q_пкс, кДж/кг:

      Q_пкс= D_к^ч(мах)*h₃*10³

      Q_пкс=2*904.5*10³=1809000кДж/кг 

      8.3. Количество отсепарированного пара D_с, кг/ч:

      D_c=D_к^ч(мах)*(h₃-h₄)/r₄

      D_c=2*1000*(904.5-490.7)/2211.3=371 кг/ч

      Где h₄-энтальпия кипящей воды при давлении в сепараторе Р₄(принимается равным 0,17-0,18 МПа), кДж/кг;

      r₄-теплота парообразования при давлении Р₄, кДж/кг. 

      8.4. Внутренний объем  сепаратора V_с, м³:

      V_c=1,3*D_c*υ₄^”*x₄*10³/(q_v*3600)

      V_c=1.3*0.374*1.08*0.95*1000/0.5*3600=0.277 м²

      Где υ₄^”- удельный объем сухого насыщенного пара при давлении Р₄, м³/кг;

      х₄- степень сухости отсепарированного пара (принимается равной 0,9- 0,95);

      q_v- напряжение парового пространства сепаратора (принимается равным 0,5-0,6 м³/(м³*с). 

      8.5. Внутренний диаметр  сепаратора d_вн при условии, что скорость пара в корпусе ω не должна превышать 2м/с:

      ω =4*D_с* υ₄^”*x₄*10³/(π*3600*d²_вн)

      d_вн=√2*D_с* υ₄^”*x₄*10³/( π*3600ω)

      d_вн=√2*0,374* 1,08*0,95*10³/( 3,14*3600*2)=0,26м 

      8.6. Количество теплоты  отсепарированного  пара Q_оп, направляемого в калорифер для подогрева воздуха, кДж/ч:

      Q_оп=D_c*h₄

      Q_оп=374*2591,4=969183,6 кДж/ч

      h₄=h₄^’+r₄*x₄=490,7+2211,3*0,95=2591,4 кДж/кг

      где h₄- энтальпия отсепарированного пара, кДж/кг. 

      8.7. Количество теплоты  Q_кол, утилизируемой в калорифере на нагрев воздуха, кДж/ч:

      Q_кол=D_с*(h₄-h₆)

      Где h₆- энтальпия конденсата после калорифера, кДж/кг(принимается при температуре t_к^к, равной 85-95^оС).

      Q_кол=374(2591,4-377,1)=828148кДж/ч

      h₆=c* t_к^к=4,19*90=377,1 кДж/кг. 

      8.8. Поверхность нагрева  калорифера F_кал определяется из уравнения:

      F_кал=Q_кал*η_кал/(к_к*Δt_ср^к*3600)

      F_кал=828148*0,9/3600*0,4*11,05=46,8м²

      Где Q_кал- тепловая мощность калорифера, кВт;

      η_кал- коэффициент полезного использования теплоты в калорифере (принимается равным 0,85-0,9);

      к_к- коэффициент теплопередачи калорифера, принимается равным 0,4- 0,06 кВт/(м²К).

      Δt_б=t_н-t_гв3=116,9-65=51,9^оС

      Δt_м= t_к^к-t_хв3=90-16=74^оС

      Δt_б /Δt_м=56,9/70=0,813<1,7

      Δt_ср^к= (Δt_б +Δt_м)/2=(74-51,9)/2=11,05^оС

      Выбираем 3 калорифера КВБ9-11. 

      8.9. Расход теплоты,  поступающей с  кипящей водой  в водо-водяной  подогреватель Q_кв, кДж/ч:

      Q_кв=Q_пкс-Q_рп=1809000-969183=839815кДж/ч. 

      8.10. Количество теплоты,  утилизируемой в  водо-водяном подогревателе Q_ввп, кДж/ч:

      Q_ввп=(D_к^ч(мах)-D_с)*(h₄^’-h₅)

      Q_ввп=(2-0,374)(490,7-230,45)=423167 кДж/ч

      Где h₅- энтальпия конденсата после водо-водяного подогревателя кДж/кг (принимается при t_к^в=50-60^оС).

      h₅=с* t_к^в=4,19*55=230,45кДж/кг. 

      8.11. Поверхность нагрева водо-водяного подогревателя F_ввп и объем нагреваемой в нем воды V_ввп:

      F_ввп=Q_ввп*η_в/(к*Δt_ср*3600)

      F_ввп=423167*0,9/3600*1,1*0,95=101м²

      Δt_б=t_с-t_гв=116,9-70=46,9^оС

      Δt_м= t_к^в-t_хв=55-10=45^оС

      Δt_б /Δt_м=46,9/40=1,17<1,7

      Δt_ср=(Δt_б +Δt_м)/2=(46,9-45)/2=0,95^оС

      Где Q_ввп- тепловая мощность водоподогревателя, кВт;

      V_ввп=  Q_ввп*η_в/(с*ρ*(t_гв-t_хв))