Теплоснабжение предприятий по переработке животноводческого сырья

∑ γ_ТН=0,70+0,80+0,90+1,0+0,60+0,80+0,80+0,75=6,35 

D^ч1_ТН=87,83/6,35*0,70=9,68 т/ч

D^ч2_ТН=87,83/6,35*0,80=11,065 т/ч

D^ч3_ТН=87,83/6,35*0,90=12,45 т/ч

D^ч4_ТН=87,83/6,35*1,0=13,83 т/ч

D^ч5_ТН=87,83/6,35* 0,60=8,3 т/ч

D^ч6_ТН=87,83/6,35*0,80=11,065 т/ч

D^ч7_ТН=87,83/6,35*0,80=11,065 т/ч

D^ч8_ТН=87,83/6,35*0,75=10,37 т/ч 
 

D^ч1_ГВ=59,17/549,42*48,3=5,2 т/ч

D^ч2_ГВ=59,17/549,42*52,74=5,68т/ч

D^ч3_ГВ=59,17/549,42*70,32=7,57т/ч

D^ч4_ГВ=59,17/549,42*79,12=8,52 т/ч

D^ч5_ГВ=59,17/549,42*61,54 =6,63 т/ч

D^ч6_ГВ=59,17/549,42*70,32=7,57т/ч

D^ч7_ГВ=59,17/549,42*79,12=8,52 т/ч

D^ч8_ГВ=59,17/549,42*87,9=9,47 т/ч 
 

D_ОТ=10,3/8=1,28т/ч 

D_В=0 
 

γ_СТ1 =0,60 

γ_СТ2 =0,75 

γ_СТ3 =1,0

γ_СТ4 =0,85

γ_СТ5 =0,80

γ_СТ6 =0,75

γ_СТ7 =0,90

γ_СТ8 =0,80 

∑ γ_СТ=0,60+0,75+1,0+0,85+0,80+0,75+0,90+0,80=6,45 

D^ч1_СТ=62/6,45*0,6=5,77 т/ч

D^ч2_СТ=62/6,45*0,75=7,2 т/ч

D^ч3_СТ=62/6,45*1,0=9,6т/ч

D^ч4_СТ=62/6,45*0,85=8,17 т/ч

D^ч5_СТ=62/6,45*0,80=7,69 т/ч

D^ч6_СТ=62/6,45*0,75=7,2 т/ч

D^ч7_СТ=62/6,45*0,90=8,65 т/ч

D^ч8_СТ=62/6,45*0,80=7,69 т/ч 
 

β_СН =2,44% 

D^ч1_СН=0,0244*(9,68+5,2+1,28+5,77)=0,54 т/ч

D^ч2_СН=0,0244*(11,065+5,68+1,28+7,2)=0,62т/ч

D^ч3_СН=0,0244*(12,45+7,57+1,28+9,6)=0,75т/ч

D^ч4_СН=0,0244*(13,83+8,52+1,28+8,17)=0,76 т/ч

D^ч5_СН=0,0244*(8,3+6,63+1,28+7,69)=0,538т/ч

D^ч6_СН=0,0244*(11,065+7,57+1,28+7,2)=0,66 т/ч

D^ч7_СН=0,0244*(11,065+8,52+1,28+8,65)=0,72 т/ч

D^ч8_СН=0,0244*(10,37+9,47+1,28+7,69)=0,70 т/ч 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

8.ПОДБОР ПАРОВЫХ  КОТЛОВ 

Используя сменный  график требуемой выработки пара, по максимальному часовому расходу  пара производится подбор необходимого типа и количества котлов. 

Dmax=28,515 т/ч

Ресурс 20% D=28,515*1,2=34,218 т/ч 

Выбираем 4 котла КЕ-10-14С 
 

Средневзвешенный  КПД котельной η_к  определяется поформуле

η_к  =∑ (η_кi*D_устi )/∑ D_устi, % 

η_кi- КПД отдельных котлоагрегатов, %; номинальная производительность этих котлоагрегатов, т/ч. 

Целевая функция  оптимизации выбора котлов

         К=к_у1* D_уст1+∑ (к_уi* D_устi)     min 

К- аддитивный индекс относительных капитальных затрат на строительство котельной, ч/т;

к_у1- индекс удельных относительных капитальных затрат на ввод в эксплуатацию первого котоагрегата;

D_уст1-установленная номинальная паропроизводительность первого вводимого котлоагрегата, т/ч;

к_уi- удельных относительных капитальных затрат на ввод в эксплуатацию остальных котоагрегатов;

D_устi - установленная номинальная паропроизводительность остальных котлоагрегатов, т/ч. 

Необходимо определить суммарную установленную мощность котельной по формуле

D_уст =∑ D_устi , т/ч

Q_уст =∑ Q_устi, ГДж/ч,

    где Q_устi= D_устi *(h_х-h_ПВ) *10^-3,   ГДж/ч;      

     h_ПВ- энтальпия питательной воды при температуре t_ПВ,кДж/кг;

      h_ПВ = с* t_ПВ, кДж/кг 

Фактический резерв установленной мощности котельной  определяется по формуле

                                         R= (D_уст-D^{ч max})/D_уст

D^{ч max}- максимальная требуемая часовая выработка пара, т/ч 

η_к  =0,92 

К= 

D_уст = 

t_ПВ=68 ^оС

h_ПВ =4,19*68=284,92 кДж/кг

Q_уст1 = Q_уст2 = Q_уст3 = Q_уст4=

Q_уст =

R = (40-32,56)/32,56=0,2285

9.ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАКСИМАЛЬНОГО ЧАСОВОГО РАСХОДА ТОПЛИВА 

Максимальный  часовой расход натурального топлива  определяется по формуле

        B^max =D^{ч max}*(h_x-h_ПВ)*10³/(Q^p_Н*η_к), кг/ ч

Q^p_Н- низшая теплота сгорания топлива, кДж/кг 

Для перевода расхода  натурального топлива в условное используется формула

B_у^max = B^max*Q^p_Н/29300, кг/ч

29300- низшая теплота  сгорания условного топлива, кДж/кг 

B^max =32,56*(2671,48-284.92)*1000/(17250*092)=4896,43кг/ ч

Уголь, донецкий, ДР      Q^p_Н=17,25 МДж/кг 

 B_у^max =4896,43*17250/29300=2882,71 кг/ч    

10.РАСЧЁТ И  ПОДБОР ВОДОПОДОГРЕВАТЕЛЕЙ ДЛЯ  СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ ГОРЯЧЕГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ 

Для подогрева воды на нужды отопления и горячего водоснабжения применяются многоходовые кожухотрубные теплообменники, в которых греющим теплоносителем является влажный насыщенный пар давлением до 700кПа (точка Б). 

Тепловая мощность системы горячего водоснабжения  определяется по формуле

Q_ГВ = V^max_ГВ *с*ρ*( t_ГВ - t_ХВ)/3600 ,кВт 

Тепловая мощность системы отопления определяется поформуле

Q_ОТ = 1/8*Q*_ОТ *10⁶*(1/3600), кВт. 

Требуемая суммарная  поверхность нагрева водоподогревателей системы горячего водоснабжения  определяется по формуле

F_ГВ= Q_ГВ /(К*Δ t_ср). м²

Δ t_ср- средняя разность температур между паром и нагреваемой водой, ^оС. 

Средняя разность температур определяется на основании  темературного графика водоподогревателя  по формулам 

Δ t_ср =(Δ t_б -Δ t_м )/ln(Δ t_б /Δ t_м ), ^оС,   если (Δ t_б /Δ t_м ) > 1,7

Δ t_ср =(Δ t_б +Δ t_м )/2 ^оС, если  (Δ t_б /Δ t_м)<= 1,7 

Температура насыщенного  пара t_н принимается для  700кПа.

                                          t_н=165 ^оС 

Требуемая суммарная  поверхность нагрева водоподогревателей системы отопления определяется по формуле

      F_ОТ= Q_ОТ /(К*Δ t_ср) м² 

Резерв установленной  мощности водоподогревателей для систем горячего водоснабжения  δF_ГВ и отопления δ F_ОТ определяется по формулам

                                                δF_ГВ = 100*( F^ф_ГВ - F_ГВ )/F_ГВ , % 

                                                δF_ОТ = 100*( F^ф_ОТ – F_ОТ )/F_ОТ , %

F^ф_ГВ и F^ф_ОТ -соответственно фактическая суммарная поверхность нагрева водоподогревателей для систем горячего водоснабжения и отопления.

Исходные данные:

V^max_ГВ = 75,78 м³/см

Q*_ОТ =35,5 ГДж/см

t_ХВ= 10  ^оС

t_ГВ=  70 ^оС

t_ОБР= 65 ^оС

t_ПР= 130  ^оС

t_К=  100 ^оС

К=2,0кВт/(м²*к)- коэффициент теплопередачи 
 

Q_ГВ =75,78*4,19*1000*(70-10)*(1/3600)=5291,97 кВт 
 

Q_ОТ = 1/8*35,5*10⁶*(1/3600)=1232,64кВт 
 

Для системы горячего водоснабжения

Δ t_б =165-70=95 ^оС

Δ t_м =100-10=90 ^оС, 

(Δ t_б /Δ t_м) = 95/90=1,06  <= 1,7

Δ t_ср =(95+90)/2=92,5 ^оС 

F_ГВ=5291,97/(2,0*92,5)=28,6 м²

Резерв 20%    28,6*1,2=34,32 м² 

Выбираем  два  водоподогревателя типа ПП 1-17-7-II

F^ф_ГВ =17,2+17,2=34,4 м²

δF_ГВ = 100*(34,4-28,6)/28,6=20,3% 
 

Для системы отопления

Δ t_б =165-130=35 ^оС

Δ t_м =100-=37 ^оС, 

(Δ t_б /Δ t_м) = 62/37=1,67  <= 1,7

Δ t_ср =(62+37)/2=49,5 ^оС 

F_ОТ=802,4/(1,6*49,5)=10,1 м²

Резерв 20%    10,1*1,2=12,12 м² 

Выбираем  два  водоподогревателя типа ПП 1-6-2-II

F^ф_ОТ =6,3+6,3=12,6 м²

δF_ОТ = 100*(12,6-10,1)/10,1=24,8 % 
 
 
 
 
 
 
 
 

11. ОПРЕДЕЛЕНИЕ  ГОДОВЫХ РАСХОДОВ ТЕПЛОТЫ, ПАРА  И ТОПЛИВА

Годовая выработка  теплоты определяется по формуле

Q^ГОД = Q^ГОД_ТН + Q^ГОД_ГВ + Q^ГОД_ОТ + Q^ГОД_В + Q^ГОД_СТ + Q^ГОД_СН, ГДж/год

Q^ГОД_ТН – годовой расход топлива на технологические нужды, ГДж/год. 

Q^ГОД_ТН = Q_ТН*z_р*ψ_ПМ;

z_р - число рабочих смен в год;

ψ_ПМ – средние за год коэффициенты нагрузки производственных мощностей; 

 Q^ГОД_ГВ -  годовой расход теплоты на нужды горячего водоснабжения, ГДж/год.

Q^ГОД_ГВ = Q_ГВ*z_р*ψ_ПМ; 

Q^ГОД_ОТ -  годовой расход теплоты на нужды отопления, ГДж/год.

Q^ГОД_ОТ = Q_ОТ*3Z_ОТ*ψ_ОТ;

Z_ОТ- продолжительность отопительного периода года, суток;

ψ_ОТ- коэффициент, учитывающий степень использования тепловой мощности системы отопления в связи с энергосберегающими мероприятиями в выходные дни и нерабочие смены; 

Q^ГОД_В-  годовой расход теплоты на нужды вентиляции, ГДж/год.

Q^ГОД_В = Q_В*3Z_ОТ*ψ_В;

Ψ_В- коэффициент, учитывающий степень использования тепловой мощности системы вентиляции; 

Q^ГОД_СТ-  годовой отпуск теплоты сторонним потребителям, ГДж/год.

Q^ГОД_СТ = Q_СТ*Z_СТ*ψ_ПМ; 

Q^ГОД_СН- годовой расход теплоты на собственные нужды котельной, ГДж/год.

Q^ГОД_СН = β_СН(Q^ГОД_ТН + Q^ГОД_ГВ + Q^ГОД_ОТ + Q^ГОД_В + Q^ГОД_СТ ), ГДж/год. 

Годовая выработка  пара определяется по формуле

D_ГОД=Q^ГОД*10³/(h_х-h_ПВ).