Цель работы

Цель работы состоит в углублении знаний студентов по теорети­ческим разделам курсов теплотехнических дисциплин, освоении мето­дики выполнения теплотехнических расчётов, изучении конструкции и принципа работы отдельных элементов систем теплоснабжения. В процессе выполнения работы студент должен ознакомиться с особен­ностями теплоснабжения мясной и молочной промышленности и при­обрести навыки проектирования инженерных систем, состоящих из множества взаимосвязанных элементов. При этом необходимо освоить принципы рационального выбора основных видов теплотехнического оборудования по его основным расчетным техническим характеристи­кам. В процессе выполнения проекта оценивается экономическая эф­фективность принятых инженерных решений. Формы заданий на про­ектирование приведены в табл. 1, 2.

Обоснование типоразмера предприятия

Технические и энергоэкономические характеристики предприя­тий по переработке животноводческого сырья существенным образом зависят от объемов и ассортимента производимой продукции. В связи с этим некоторые расчетные характеристики представлены в зависи­мости от типоразмера предприятия.

Для мясокомбинатов определяющий типоразмер представляет собой номинальную сменную суммарную выработку мяса. Для молоч­ных заводов определяющий типоразмер представляет собой суммар­ную сменную переработку сырья с учетом норм расхода цельного мо­лока на производство заданных объемов продукции (табл. 3).

Обоснование и определение параметров теплоносителей

В процессе выполнения работы студент должен обосновать и определить с учетом конкретного задания параметры теплоносителей в наиболее значимых реперных точках системы теплоснабжения. Харак­теристика основных реперных точек параметров пара и конденсата (пароконденсатной смеси) представлена на рис. 5 и в форме 1.

Параметры вырабатываемого в паровых козлах пара определя­ются их техническими характеристиками (табл. 4,. 5) и рациональными условиями их эксплуатации. Для обеспечения высокой экономичности» котлов давление вырабатываемого пара следует принимать в пределах от 7 до 11 ата при степени сухости х от 0,90 до 0,95. Энтальпия влаж­ного насыщенного пара при этом находится по hs - диаграмме или определяется по формуле

h_x = h’ + rx ( 1 )

где, h_x - энтальпия влажного насыщенного пара, кДж/кг;

h’ - энталь­пия кипящей воды, кДж/кг (табл. 6);

r - теплота парообразования, кДж/кг (табл. 6).

Пар с этой энтальпией после редуцирования до 7 ата используется в качестве теплоносителя в пароводяных подогревателях систем отопления и горячего водоснабжения (рис. 5 точка Б).

При транспортировке пара от котельной до теплового пункта (узла) производственного корпуса происходит снижение давления из-за гидравлического сопротивления паропровода и энтальпии из-за тепло­вых потерь (на рис. 6, процесс АВ). Значения давления и энтальпии пара к точке В определяются в зависимости от расстояния от котель­ной до теплопункта. При этом потери давления на 100 м паропровода принимаются равными 8...10 кПа. Потери энтальпии пара принимают­ся равными от 1 до 1,5% на 100 м паропровода.

В связи со спецификой переработки животноводческого сырья применение влажного насыщенного пара с соответствующей данному давлению температурой не допускается. Поэтому необходимо пред­усмотреть возможность снижения давления и соответственно температуры пара перед подачей в технологические аппараты посредством применения редукционных устройств, в которых происходит дроссе­лирование.пара (рис. 6, процесс ВГ).

Давление пара в технологических аппаратах отдельных цехов принимается по табл. 7, в которой приведены также доля расходуе­мого в них «глухого» пара сип и доля «продетого» пара Х_пп в об­разующейся пароконденсатной смеси. При этом падение давления в аппаратах (рис. 6, процесс ГД) составляет от 5 до 10 %. Энтальпия пароконденсатной смеси в точке Д определяется при давлении Рд по формуле

h_пкс = h’ + rХ_пп, кДж/кг

Для повышения экономичности системы сбора конденсата пароконденсатную смесь целесообразно использовать в качестве греющего теплоносителя в утилизационном теплообменнике, предназначенном для догрева воды, используемой для шпарки туш и шерстных субпро­дуктов и в других технологических процессах, до температуры 85...95 *С. При этом происходит полная, конденсация пароконденсатной смеси с последующим переохлаждением конденсата до температу­ры 75...80 "С (рис. 5, точка Е). Энтальпия конденсата определяется по формуле:

h_k = c_вt_k, кДж/кг,

где, c_в - теплоемкость конденсата, кДж/кг (табл. 6).

Водоподогреватели систем отопления и горячего водоснабжения устанавливаются в центральном теплопункте непосредственно в ко­тельной. В зависимости от расчетной температуры наружного воздуха для самой холодной пятидневки года (табл. 8) температуры прямой и обратной воды отопления определить по графику (рис. 7). Температуру конденсата после водоподогревателя (рис. 5, точка Ж) принять на 35...45 "С выше температуры обратной воды отопления. Температуру конденсата после, водоподргревателей системы горячего водоснабжения (рис. 5, точка 3) принять на 25...35 °С выше температуры горячей воды t_гв, которая должна составлять 65...70 °С. Потери давления пара в водоподогревателях принять равными 10 %. Температура пара, по­ступающего в водоподогреватели (рис. 5, точка Б), определяется при условии его дросселирования до давления 700 кПа (табл. 6).

Определить степень переохлаждения конденсата в точках Е (после утилизационного теплообменника), точках Ж и 3 (после водоподогревателей систем отопления и горячего водоснабжения) и в точке И (на конденсатопроводе от сторонних потребителей). Степень пере­охлаждения конденсата определяется по формуле

∆t = t_н - t_к °С

Где t_н - температура насыщенного пара при давлении на выходе из теплообменного аппарата (табл. 6).

Давление возвращаемого от сторонних потребителей конденсата принять равным 2…2,5 ати.

Определение параметров теплоносителей в

реперных точках.

Для обеспечения высокой экономичности котлов давление вырабатываемого пара следует принимать в пределах от 7 до 11 ата при степени сухости Х от 0,9 до 0,95.

Точка А.

Принимаем давление пара в точке А равным 1 МПа, а степень сухости Х = 0,9.

Из таблицы берем значения Т , h’ , r соответствующие значению давления 1.

h’- энтальпия кипящей воды, кДж/кг

r – теплота парообразования, кДж/кг

h – энтальпия влажного насыщенного пара

Р_А=1 МПа

Х_А = 0,9

h’_А= 762,6 кДж/кг

r_А = 2014,4 кДж/кг

Т_А= 179,88˚С

h _А= h’_А + r_Аx_А = 762,6+2014,4*0,9 = 2575,56 кДж/кг

Точка Б.

Подающий паропровод в водоподогревателе для нужд горячего водоснабжения и отопления.

Давление при условии его дросселирования.

Р_Б = 0,7 МПа

h_Б = h_А =2575,56 кДж/кг

h’_Б = 697,1 кДж/кг

r_Б = 2065,8кДж/кг

Т_Б = 165 °С

Х_Б = (h_Б – h’_Б)/ r_Б = (2575,56-697,1) / 2065,8 = 0,91

Точка В.

Паропровод на входе в производственный корпус, давление Р понижается, температура уменьшается, в зависимости от расстояния до производственного корпуса. Потери давления Рпот. на 100 метров паропровода принимаем 8-10 кПа. Принимаем потери давления 10 кПа. Так как длина паропровода 160 метров, то

100 ------- 10 кПа

160 ------- Х кПа

Х = 16кПа

Р_В = Р_А - Р_пот =1-0,016= 0,984 мПа

Потери энтальпии пара принимаются равными от 1 до 1,5% на 100м паропровода. Принимаем потери энтальпии 1,3%

100 ------- 1%

160 ------- Х %

Х = 1.6%

h_В = h_А – h_А*Х =2575.56– (2575,56 *0,016) = 2529.19кДж/кг

Х_в =(h_б – h_б^' ) = (2575,8 -750.5)/2020.5 = 0,88

h’_В = 750.5 кДж/кг

r_В = 2020.5 кДж/кг

Т_В = 178.5°С