Министерство
сельского хозяйства Российской Федерации
Департамент кадровой политики и образования
Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия
Кафедра «Тракторы, автомобили и теплотехника»
Дисциплина «Теплотехника»
Курсовая работа
Тема: «Отопительно-производственная котельная сельскохозяйственного назначения»
Вариант 47
Выполнил студент
Группы Эл-32
Сердюк И.Н.
Проверил:
Косырева Н.Н.
Волгоград 2014
Задание
для курсовой работы.
СОСТАВ КУРСОВОЙ РАБОТЫ:
1. Расчётная часть
1.1. Расчёт тепловой нагрузки
1.2. Построение годового графика тепловой нагрузки
1.3. Выбор теплоносителя и подбор котлов
1.4. Построение графика температур воды в тепловой нагрузки
1.5. Подбор питательных устройств и сетевых насосов
1.6. Расчет тепловой сети котельной
1.7. Технико-экономические показатели работы котельной
2. Графическая часть (включает план и продольный разрез котельной, ее тепловую схему) выполняется в карандаше на 1 листе чертежной бумаги формата А1.
Потребители теплоты
Таблица 1
|
Жилые дома |
Производственные здания | ||||||
|
Вариант |
12-квартирные |
2-квартирные |
1-квартирные |
Гараж на 25 автомашин |
Коровник на 200 голов |
Телятник на 228 голов | |
|
Строительный объем зданий Vн, м3 | |||||||
|
2460 |
470 |
340 |
4470 |
7350 |
4205 | ||
|
4 |
8 |
16 |
12 |
1 |
2 |
1 | |
Климатические условия и топливо
Таблица 2
|
Вариант |
Климатические условия |
Природный газ q, кДж/м3 | |
|
tн,°С |
nот, сут |
Дашавский | |
|
7 |
-39 |
227 |
35200 |
1.Расчёт тепловой нагрузки
Тепловая нагрузка по характеру распределения во времени бывает сезонная и круглогодовая. Сезонная (расходы на отопление и вентиляцию) зависит в основном от климатических условий и имеет сравнительно постоянный суточный и переменный годовой график нагрузки. Круглогодовая (расходы теплоты на горячее водоснабжение и технологические нужды), напротив, практически не зависят от температуры наружного воздуха и имеет очень неравномерный суточный и сравнительно постоянный годовой график потребляемой теплоты.
Расчетную тепловую нагрузку котельной отопительно-производственного типа определяют отдельно для холодного и теплого периодов года. В зимнее время она складывается из максимальных расодов теплоты на все виды тепопотребления:
где 1,2
- коэффициент запаса, учитывающий потери
теплоты в тепловых сетях, расход теплоты
на собственные нужды котельной и резерв
на возможное увеличение теплопотребления
хозяйством;
- максимальные потоки теплоты, расходуемой
всеми потребителями системы теплоснабжения
соотвественно на отопление, вентияцию,
горячее водоснабжение и технологические
нужды, Вт.
В летнее время нагрузку котельной составляют максимальные расходы теплоты на технологические нужды и горячие водоснабжение:
Расход теплоты на отопление и вентиляцию.
Максимальный поток теплоты, расходуемой на отопление жилых и производственных зданий и подогрев воздуха в приточной системе вентиляции, ориентировочно определяют по следующим формулами:
где qот, qв - удельная отопительная и вентиляционная характеристики здания; Vн - объем здания по наружному обмеру; tв - средняя расчетная температура воздуха; tн - расчетная зимняя температура наружного воздуха; tнв - расчетная зимняя температура наружного воздуха; а - поправочный коэффициент, учитывающий влияние расчетной разности температур, определяют по формуле:
|
Данные для вычисления | ||||||
|
Здания |
12 кв. |
2 кв. |
1 кв. |
Гараж |
Коровник на 200 голов |
Телятник |
|
Кол-во |
8 |
12 |
14 |
1 |
2 |
1 |
|
tв |
20 |
10 |
10 |
15 | ||
|
Vн (м3) |
2460 |
470 |
340 |
4470 |
7350 |
4205 |
|
qот |
0,51 |
0,78 |
0,89 |
0,64 |
0,174 |
0,291 |
|
qв |
- |
0,81 |
1,047 |
1,396 | ||
Найдём расход теплоты на отопление и вентиляцию для:
Жилых домов
Гараж
Коровник на 200 голов
Телятник
Для
жилых домов:
12 кв.
Вт
2 кв.
Вт
1кв.
Вт
Для производственных зданий:
Коровник
Вт
Гараж
Вт
Телятник
Вт
Вт
Вт
Максимальный поток теплоты, расходуемой на отопление и вентиляцию общественных зданий, определяются по формулам:
ΣФотобщ = 0,25·ΣФотж = 0,25·556003,864 = 139000,966 Вт
ΣФвобщ = 0,6·ΣФотобщ = 0,6·139000,966 = 83400,58 Вт
Максимальный поток теплоты, расходуемой на отопление:
ΣФот=ΣФотж+ ΣФотпр+ ΣФотобщ=556003,864+214363,5+139000,966=909368,33 Вт
Расход теплоты на вентиляцию производственных зданий:
Коровник
Вт
Гараж
Вт
Телятник
Вт
ΣФвпр = 261645,3+123103,8+228937,02 = 150686,12
Суммарный поток теплоты, расходуемой на вентиляцию:
ΣФв = ΣФвпр+ΣФвобщ = 697086,7
Расход теплоты на горячее водоснабжение.
Средний поток теплоты, расходуемой за отопительный период на горячее водоснабжение жилых и общественных зданий:
где qгв - укрупненный показатель среднего потока теплоты 376Вт; m - число жителей (из расчета 4 человека в одной квартире).
Фгв.ср=376*((8*12+16*2+12)*4)=210560 Вт
Максимальный поток теплоты, расходуемой на горячее водоснабжение жилых и общественных зданий: Фгвж=2,4*Фгвср= 2,4*210560=505344Вт
Для производственных зданий:
где Qv - часовой расход горячей воды, зависящий от числа душевых сеток. Для душевых бытовых помещений из расчета одновременной работы всех душевых сеток в течение 1 ч в сутки QV = ng·10-3 (n - число душевых сеток из расчета: 2 сетки на каждое производственное здание; g = 250 л/ч - расход воды на 1 душевую сетку); ρв - плотность воды (983 кг/м3 ); св = 4,19 кДж/(кг*оС) удельная теплоемкость воды; tг = 55оС расчетная температура горячей воды; tх = 5оС расчетная температура холдной воды, принимаемая в зимний период.
Фгвпр=0,278*(8*250*10-3)*983*4,19*(55-5) =114501,806 Вт
Для
телятника: 
-коэффициент
неравномерности потребления горячей
воды в течении суток; n=228
- число животных данного вида в помещении;
g=2
-среднесуточный расход воды на одно
животное (кг);
Вт
Для коровника:
β = 2,5 - коэффициент неравномерности потребления горячей воды в течении суток; n=200 - число животных данного вида в помещении; g=15 -среднесуточный расход воды на одно животное (кг);
Вт
Поток теплоты, расходуемой на горячее водоснабжение жилых, общественных и производственных зданий в летний период, по отношению к отопительному снижается и определяется по формулам:
для жилых и общественных зданий :
Фг.в.ж.л=0,65·Фг.в.ж=0,65·505344=328473,6 Вт
для производственных зданий:
Фг.в.пр.л=0,82*(Фг.в.пр+Фг.в.ж)=0,82*(114501,806 +20966,761)=135468,567 Вт
Суммарный максимальный поток теплоты, расходуемой на горячее водоснабжение:
в зимний период
Фг.в = Фг.в+ Фг.в.пр+Фг.в.ж=505344+114501,806+20966,761=640812,567 Вт
в летний период
Фг.в.л = Фг.в.ж.л+ Фг.в.пр.л=328473,6+135468,567=463942,167 Вт
Расход
теплоты на технологические нужды.
Расчетный поток теплоты, расходуемой на технологические нужды
Фт.г. = 0,278ψD(h – phвоз)
где ψ=0,6 - коэффициент спроса на теплоту, р=0,7 - коэффициент возврата кондесата или обратной воды, D - расход теплоносителя, h - энтальпия теплоносителя, hвоз - энтальпия возвращаемого кондесата или обратной воды.
,
где tсм = 60 0С - расход горячей воды для автогаражей
Dсм = ng/24,
где n - число автомобилей, подвергающихся мойке в течение суток (например: 5 легковых и 20 грузовых); g - среднесуточный расход воды на мойку одного автомобиля, кг/сут. Для легкового автомобиля g = 160 кг/сут, для грузового g = 230 кг/сут.
кг/ч
кг/ч
Фт.авт=0,278*0,6*137,5((4,19*95)-0,7*(4,19*70))=4424,2 Вт
Поток теплоты, расходуемой на технологические нужды животноводческих помещений, определяют по укрупненным нормам расхода пара и горячей воды на тепловую обработку кормов:
,
где β
— коэффициент неравномерности потребления
теплоты на технологические нужды в
течение суток; принимают β
= 4; n
— число видов корма; Мк
— количество подлежащего тепловой
обработке корма данного вида в суточном
рационе животных кг; dк
- удельный расход пара или горячей воды
на обрабатываемый корм данного вида
кг/кг; hк
— энтальпия используемого пара
или
горячей воды, кДж/кг.
Для коров:
Для телят:
Суммарный поток теплоты, расходуемый на технологические нужды, определяем по формуле:
Вт
Расчёт общего расхода тепла в отопительный сезон:
Фр=1,2(909368,33 +697086,7+640812,567 +35842,121)=2283109,718 Вт
Рассчитаем летнюю нагрузку котельной:
Фр.л = 1,2(25842,121+263942,167) = 299784,288 Вт
.
Построение годового графика тепловой нагрузки.
Годовой расход теплоты удобно определять графически из годового графика тепловой нагрузки, который необходим также для установления режимов работы котельной в течении всего года. Такой график строят в зависимости от длительности действия в данной местности различных
наружных
температур, что определяется по
климатическим справочникам.
Средневзвешенную расчетную внутреннию температуру подсчитывают по формуле:
= 30,9оС
А=80630,4 мм2
В правой части графика по оси абсцисс откладывают продолжительность работы котельной в часах, в левой - температуру наружного воздуха, по оси ординат - расход теплоты. Расход теплоты:
1- на отопление жилых и общественных зданий;
2- на отопление производственных зданий;
3- на вентиляцию общественных зданий;
4- на вентиляцию производственных зданий;
5- на горячее водоснабжение и технологические нужды;
6- суммарный график расхода теплоты;
7- график тепловой нагрузки за отопительный период;
8- нагрузка летнего периода.
= 3,6
*10-6*80630,4*10000*20=58053,888
ГДж/год