- •Глава I. УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
- •ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
- •Основная литература
- •Глава II. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
- •ВВЕДЕНИЕ
- •Тема 1. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕПЛООБМЕННЫХ АППАРАТОВ
- •1.1 Рекомендации по выбору схемы взаимного тока и скоростей теплоносителей
- •1.2 Проектирование рекуперативных теплообменных аппаратов
- •1.2.1 Общая схема теплотехнического расчета рекуперативных теплообменных аппаратов
- •1.2.2 Конструирование рекуперативных теплообменных аппаратов
- •1.2.3 Способы крепления и методы разбивки труб в трубной решетке
- •1.2.4 Варианты установки перегородок в крышках теплообменных аппаратов
- •1.2.5 Конструкции крышек теплообменных аппаратов
- •1.2.6 Определение диаметров штуцеров
- •1.2.7 Принятие окончательного решения при конструировании теплообменного аппарата
- •1.3 Гидравлический расчет теплообменного аппарата
- •1.4 Выбор оптимального нормализованного теплообменного аппарата
- •1.5 Влияние конструктивных параметров теплообменного аппарата на величину приведенных затрат
- •Тема 2 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ВЫПАРНЫХ АППАРАТОВ И УСТАНОВОК
- •2.1 Выбор схемы выпарной установки
- •2.1.1 Выбор схемы подогрева раствора
- •2.1.2 Схемы питания аппаратов раствором
- •2.1.3 Оптимальное число ступеней выпарной установки
- •2.1.4 Использование вторичной теплоты выпарной установки
- •2.2 Выбор конструкции выпарного аппарата
- •2.3 Элементы выпарных аппаратов
- •2.4 Арматура и гарнитура выпарных аппаратов
- •Тема 3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ РЕКТИФИКАЦИОННЫХ УСТАНОВОК
- •3.1 Материальный баланс процесса ректификации
- •3.3 Расчет ректификационных колонн
- •3.3.1 Определение числа тарелок в ректификационной колонне
- •3.3.2 Анализ режимов работы ректификационной колонны
- •3.3.3 Определение основных геометрических размеров ректификационной колонны
- •3.3.4 Особенности конструктивного исполнения и расчета элементов ректификационных колонн
- •3.4 Выбор оптимального варианта ректификационной установки
- •Тема 4. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СУШИЛЬНЫХ УСТАНОВОК
- •4.1 Рекомендации по выбору рационального способа сушки и сушильных установок
- •4.2 Основные этапы проектирования конвективной сушильной установки
- •4.3 Проектирование сушилки с кипящим слоем
- •4.3.1 Параметры кипящего слоя
- •Тема 5. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ХОЛОДИЛЬНЫХ УСТАНОВОК
- •5.1 Компрессионные холодильные установки
- •5.2 Методы повышения эффективности компрессионной холодильной установки
- •5.3 Характеристики отдельных элементов компрессионной холодильной установки
- •5.3.1 Холодильные агенты
- •5.3.2 Хладоносители
- •5.3.3 Компрессоры холодильных машин
- •5.3.4 Испарители холодильных машин
- •5.3.5 Определение коэффициента теплопередачи горизонтального кожухотрубного испарителя
- •5.3.6 Конденсаторы холодильных машин
- •5.3.7 Определение коэффициента теплопередачи горизонтального кожухотрубного конденсатора
- •5.4 Абсорбционные холодильные установки
- •5.5 Экономическое сравнение компрессионных и абсорбционных холодильных установок
- •5.6 Пароэжекторные холодильные установки
- •Тема 6. КОНСТРУКЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К НИМ
- •6.1 Стали
- •6.2 Чугун
- •6.4 Неметаллические материалы
- •6.5 Теплоизоляционные материалы
- •6.6 Расчет тепловой изоляции
- •Тема 7. МЕХАНИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ ОСНОВНЫХ УЗЛОВ И ДЕТАЛЕЙ ТЕПЛОМАССООБМЕННОГО ОБОРУДОВАНИЯ
- •7.1 Понятия и определения, используемые в механических расчетах тепломассообменного оборудования
- •7.2 Расчет на прочность элементов кожухотрубного теплообменного аппарата
- •7.2.1 Расчет толщины обечаек
- •7.2.2 Расчет толщины днищ и крышек
- •7.2.3 Определение возможности применения жесткой конструкции кожуха теплообменника
- •7.3 Расчет на прочность барабанов
- •7.3.1 Определение толщины стенки барабана
- •7.4 Расчет барабанов на прогиб
- •Тема 8. ИЗГОТОВЛЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ И ИСПЫТАНИЕ НА ПРОЧНОСТЬ ТЕПЛОМАССООБМЕННЫХ АППАРАТОВ
- •8.1 Изготовление деталей тепломассообменного оборудования
- •8.2 Сборка и сварка деталей аппаратов
- •8.3 Испытание аппаратов
- •Тема 9. ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯ ДЛЯ ТЕПЛООБМЕННЫХ УСТАНОВОК
- •Тема 10. МОНТАЖ ОБОРУДОВАНИЯ ТЕПЛОМАССООБМЕННЫХ УСТАНОВОК
- •Тема 11. ЭКСПЛУАТАЦИЯ ТЕПЛОМАССООБМЕННЫХ УСТАНОВОК
- •11.1 Особенности эксплуатации отдельных тепломассообменных установок
- •Тема 12. ОРГАНИЗАЦИЯ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ, УЧЕТА РАСХОДОВ И АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССАМИ
- •Тема 13. РЕМОНТ ТЕПЛОМАССООБМЕННЫХ УСТАНОВОК
- •13.1 Система планово-предупредительного ремонта оборудования
- •13.2 Виды ремонтов оборудования
- •13.3 Нормативы на ремонт оборудования
- •13.4 Планирование трудоемкости ремонтных работ
- •Тема 14. ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭНЕРГИИ В ЭНЕРГОСИСТЕМЕ ПРЕДПРИЯТИЯ
- •14.1 Рациональное использование пара и конденсата в тепломассообменных установках
- •14.2 Причины возникновения дебалансов производственного пара и способы решения этой проблемы на промышленном предприятии
- •14.2.1 Целесообразность использования ТЭЦ в качестве звена, замыкающего баланс производственного пара по заводу
- •14.2.3 Выравнивание паропроизводительности утилизационной установки методом подтопки
- •14.3 Использование вторичных тепловых ресурсов на промышленном предприятии
- •14.3.1 Использование вторичного пара и конденсата выпарной установки
- •14.3.2 Компрессия вторичного пара выпарной установки
- •14.3.3 Использование теплоты нагретой воды охлаждающих устройств производственных агрегатов
- •14.3.4 Энергетическая эффективность использования низкотемпературных вторичных тепловых ресурсов
- •СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
- •Глава III. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
- •Раздел I. ТЕМЫ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ
- •РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
- •МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ОСНОВНЫМ ТЕМАМ КУРСОВОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ
- •1. Методические указания по расчету схемы установки концентрирования водных растворов веществ
- •1.1 Расчет схемы двухкорпусной выпарной установки
- •1.2 Определение оптимального числа ступеней многокорпусной выпарной установки
- •2. Методические указания по расчету схемы установки для разделения бинарной смеси взаимно растворимых компонентов
- •2.1 Расчет схемы ректификационной установки
- •3. Методические указания по расчету конвективных сушильных установок
- •4. Методические указания по расчету компрессионной холодильной установки
- •5. Методические указания по расчету абсорбционной холодильной установки
- •6. Методические указания по расчету компрессионной теплонасосной установки для утилизации тепла низкопотенциального источника энергии
- •7. Требования по оформлению курсового проекта
- •Приложение А
- •Образец оформления обложки курсового проекта
- •Приложение Б
- •Образец оформления титульного листа курсового проекта
- •Приложение В
- •Образец заполнения основной надписи на графической части курсового проекта
- •Глава IV. КОНТРОЛЬ ЗНАНИЙ
- •1. Перечень вопросов, выносимых на экзамен по учебной дисциплине «Проектирование, монтаж и эксплуатация теплотехнологического оборудования» I часть
- •2. Тематика задач, выносимых на экзамен по учебной дисциплине «Проектирование, монтаж и эксплуатация теплотехнологического оборудования» I часть
- •3. Перечень вопросов, выносимых на экзамен по учебной дисциплине «Проектирование, монтаж и эксплуатация теплотехнологического оборудования» II часть
- •4. Тематика задач, выносимых на экзамен по учебной дисциплине «Проектирование, монтаж и эксплуатация теплотехнологического оборудования» II часть
173
14.3.3 Использование теплоты нагретой воды охлаждающих устройств производственных агрегатов
На промышленных предприятиях часто для поддержания режима работы технологических агрегатов используется охлаждающая вода. Это технологическая вода, которая циркулирует между охлаждаемым объектом и градирней, брызгальным бассейном или водоемом. Температура воды в охлаждаемых элементах повышается, но не выше 40 0С, так как при более высоких температурах химически необработанная вода дает накипь. Существуют системы испарительного охлаждения, требующие химическую обработку и деаэрацию воды. В противном случае вода имеет невысокую температуру.
Примеры использования энергии охлаждающей воды изображены на рисунке 14.10. Часть воды, направляющаяся в градирню 2, отпускается потребителю 4, который не возвращает воду в систему, используя ее в своей технологии. Другая часть, пройдя через подогреватели 5 и отдав теплоту в отопитель-
к тепловому насосу 
Рисунок 14.10 – Схема использования теплоты нагретой
воды охлаждающих устройств производственных агрегатов
1 – производственный агрегат; 2 – охладитель воды (градирня); 3 – сборный бак; 4 – внешние потребители нагретой воды; 5 – пароводяной подогреватель; 6 – отопительный прибор; 7 – насос; I – пар; II – конденсат; III – добавочная вода
174
ных приборах 6, возвращается в систему охлаждения. Достаточно перспективным является использование энергии низкопотенциальной охлаждающей воды, повысив потенциал энергии в тепловом насосе (схема насоса на рисунке не представлена).
14.3.4 Энергетическая эффективность использования низкотемпературных вторичных тепловых ресурсов
Энергетическую эффективность использования вторичных энергоресурсов принято оценивать экономией теплоты в топливе, получающейся в той энергетической установке (котельная, ТЭЦ), которую замещает данная утилизационная установка.
При раздельной схеме энергоснабжения (КЭС + промышленная котельная) работа утилизационной установки не влияет на способ выработки электрической энергии. Поэтому экономия теплоты в топливе ∆Qт, полученная в про-
мышленной котельной при работе теплоутилизационной установки, равна:
∆Q |
= |
|
Qут |
, |
(14.20) |
|
η |
|
|||||
т |
|
кот |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
где Qут - количество полезной утилизационной теплоты; ηкот - КПД за-
мещаемой котельной.
Если энергоснабжение промышленного предприятия осуществляется по комбинированной схеме от ТЭЦ , то работа теплоутилизационной установки снижает величину отпуска теплоты от теплофикационных турбин. Это в свою очередь сокращает количество электроэнергии, вырабатываемой по теплофикационному циклу. Недовыработка электроэнергии на заводской ТЭЦ должна быть восполнена электроэнергией, вырабатываемой по конденсационному циклу с высокими удельными расходами теплоты, что вызывает перерасход топлива. Таким образом, энергетическая эффективность использования вторичных тепловых ресурсов на теплоснабжение снижается.
175
Следовательно, действительная экономия теплоты (в топливе) ∆Qт, полу-
чаемая от реализации теплоты вторичных ресурсов, равна разности между количеством полезно утилизируемого тепла и количеством дополнительной теплоты, затрачиваемой на восполнение недовыработанной электроэнергии по теплофикационному циклу:
∆Q |
т |
= |
Qут − ∆Э qк −qт |
, |
(14.21) |
|
ηкот |
||||||
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
где ∆Э - электроэнергия, недовыработанная на ТЭЦ по теплофикационному циклу из-за включения в тепловую схему предприятия утилизационной установки, МВт ч; qк и qт - удельные расходы теплоты на производство элек-
троэнергии по конденсационному и теплофикационному циклам, ГДж/(МВт ч); ηкот - КПД замещаемых котлов (на ТЭЦ).
