МУ к КурсР 260300

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«БАШКИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра автотракторных двигателей и теплотехники

ТЕПЛОСНАБЖЕНИЕ ПРЕДПРИЯТИЙ ПО ПРОИЗВОДСТВУ ПРОДУКЦИИ ЖИВОТНОГО

ПРОИСХОЖДЕНИЯ

учебное пособие к выполнению курсовой работы

для студентов специальностей:

260301 – Технология мяса и мясных продуктов;

260303 – Технология молока и молочных продуктов.

Уфа 2007 г.

2

УДК 621.1.016(07) ББК 31.38(47) М57

Одобрено и рекомендовано к изданию методическими комиссиями факультета пищевых технологий (протокол № __ от «__» _______ 20__ г.) и факультета механизации сельского хозяйства (протокол № __ от «__» _________ 20__ г.)

Составитель: доцент кафедры «Автотракторные двигатели и теплотехника» Мигранов Д.Х.

Рецензент: к. т. н., доцент Тюр А. А.

Ответственный за выпуск: зав. кафедрой профессор Баширов Р.М.

3

4

Введение

Рациональная организация теплоснабжения предприятий по переработке сырья животного происхождения – важнейшее условие экономичной работы предприятий, гарантирующей производство мясомолочных продуктов высокого качества.

От правильного выбора системы теплоснабжения, укомплектованного оборудованием, серийно выпускаемым промышленностью зависит затраты теплоты на выпуск единицы продукции.

Всвязи с постоянным и неизбежным повышением цен на топливноэнергетические ресурсы возрастает доля стоимости затрат теплоты в структуре себестоимости производимой продукции.

Всвязи с этим проблема надежного и экономичного обеспечения предприятий по переработке сырья животного происхождения теплоносителями требуемых параметров представляет важную задачу.

Надежность теплоснабжения предприятия должна быть обеспечена как простотой обслуживания всех элементов теплового хозяйства, так и возможностью их быстрого ремонта с минимальными затратами.

Схема теплоснабжения предприятия должна быть компактной, обеспечивая минимальные потери теплоты и утечки теплоносителей в процессе их производства и транспортировки. Она должна быть экономически и экологически безопасной, с минимальным выходом вторичных энергетических ресурсов.

1 ХАРАКТЕРИСТИКИ СИСТЕМ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ

Предприятия мясной и молочной промышленности потребляют значительные количества тепловой энергии и топлива. На осуществление тепловых технологических процессов расходуется до 60% всей потребляемой энергии.

Стоимость затрат тепловой энергии в издержках производства мясопродуктов составляет до 30%, молочных продуктов до 20%, а клея и желатина – свыше 40%. Кроме того значительное количество теплоты расходуется для нужд горячего водоснабжения и отопления производственных и вспомогательных цехов, а также адми- нистративно-бытовых зданий.

В качестве теплоносителей на предприятиях по переработке продукции животного происхождения в основном применяется влажный насыщенный пар давлением до 1,4 МПа и степенью сухости до 0,97, а также горячая вода.

Система теплоснабжения предприятия должна обеспечивать выработку и бесперебойную подачу в цеха теплоносителей заданных параметров, обеспечивающих гарантированный выпуск высококачественной продукции.

На предприятиях могут использоваться различные системы теплоснабжения: автономные – на базе собственной котельной; централизованные – получение теплоты от групповых котельных или от ТЭЦ; комбинированные.

5

Рисунок 1 Схема теплоснабжения предприятия от собственной котельной:

1 – котлы паровые; 2- экономайзеры; 3 – общий паровой коллектор; 4 - расходомеры пара; 5 – вентили паровые; 6 – манометры; 7 – термометры; 8 - пароводяные теплообменники; 9 – рекуперативные технологические аппараты; 10 – смесительные технологические аппараты; 11 – конденсатоотводчики; 12 – установка по использованию теплоты пароконденсатной смеси; 13 - отопительные приборы; 14 – жидкостные расходомеры; 15 – обартные клапана; 16 – задвижки; 17 – бак сбора конденсата; 18 – регулятор уровня конденсата; 19 – циркуляционные насосы; 20

– насос перекачки конденсата; 21 - атмосферные деаэраторы; 22 – подогреватель ХОВ; 23 – фильтр второй ступени умягчения воды; 24 – фильтр первой ступени умягчения воды; 25 – бак аккумулятор; 26 – питательные насосы; 27 – редукционный клапан.

6

Наиболее широкое распространение получили (около 90%) в отрасли автономные системы теплоснабжения. Обусловлено это прежде всего тем, что к качеству «острого» пара предъявляются особые требования и отсутствием централизованного теплоснабжения в местах расположения предприятий.

На рисунке 1 приведена принципиальная схема системы теплоснабжения от собственной котельной. Система полностью обеспечивает предприятие теплотой в виде пара и горячей воды требуемых параметров.

Вкачестве теплогенераторов наиболее широко применяются двухбарабанные вертикально-водотрубные котлы 1 с естественной циркуляций воды типа ДЕ или КЕ, в которых вырабатывается влажный насыщенный пар с давлением до 1,4 МПа. На предприятиях малой мощности применяются котлы серии Е-1/9 производительностью 1 т пара в час с давлением пара до 0,9 МПа. Вырабатываемый пар направляется на технологические нужды, в системы отопления и горячего водоснабжения, сторонним потребителям и на собственные нужды.

Для транспортировки пара, горячей воды, конденсата применяются теплопроводы. Для получения пара требуемых технологических параметров устанавливаются редукционные устройства 27, предназначенные для дросселирования влажного насыщенного пара и снижения его давления и температуры.

Втехнологических целях используется «глухой» и «острый» пар соответственно в рекуперативных 9 и смесительных 10 теплоиспользующих аппаратах.

Всобственной котельной для восполнения потери конденсата предусматривается система химической обработки питательной воды, включающая натрийкатионитовые фильтры 23 и 24. Для удаления из питательной воды растворенных газов в тепловой схеме котельной предусматривается установка деаэреторов 21. Умягченная и деаэрированная питательная вода питательными насосами 25 подается в экономайзеры 15 и в котлы 1.

Составными частями системы теплоснабжения являются системы отопления и системы горячего водоснабжения. Основное оборудование системы отопления и горячего водоснабжения устанавливается в котельной или в отдельно устраиваемом центральном тепловом пункте (ЦТП).

Система горячего водоснабжения является открытой. Температура горячей воды, получаемой в пароводяных кожухотрубных теплообменниках 8 составляет

65…70 С. При использовании горячей воды, в зависимости от условий производства, она может разбавляться холодной водой до 40…50 С или же догреваться паром или пароконденсатной смесью до 80…95 С. В этом случае в цеховых тепловых пунктах устанавливается пароводяные или водоводяные теплообменники.

7

Рисунок 2 Схема централизованного теплоснабжения от ТЭЦ 1,2 – водоводяные теплообменники системы отопления и горячего водоснабжения; 3 – расходомеры пара, воды и конденсата; 4 – вентили во-

дяные; 5 – манометры; 6 – термометры; 7 – вентили паровые; 8 – редукционный клапан; 9 – бак-аккумуляторы горячей воды; 10 – рекуперативные теплообменные аппараты; 11 – конденсатоотводчики; 12 – смесители теплообменники; 13 – водоводяной теплообменник для догрева горячей воды; 14 – бак сбора конденсата; 15 – отопительные приборы; 16 – насос конденсатный; 17 – насосы горячего водоснабжения; 18 – циркуляционные насосы системы отопления; 19 – обратные клапана

8

В системах отопления предприятий применяют горячую воду с температурой до 150 С, получаемую в пароводяных теплообменниках 8 системы отопления. Температура обратной воды при этом составляет 55…75 С.

Для отопления гаражей, складов, вспомогательных участков в качестве теплоносителя может применяться пар. Для отопления отдельных технологических цехов наряду с горячей водой применяется также горячий воздух, получаемый в калориферах.

Для повышения эффективности использования энергоресурсов на предприятиях необходимо предусматривать возможность использования его теплоты в утилизаторах 12. Поэтому системы сбора конденсата должны быть закрытыми.

Несмотря на некоторые преимущества, автономная схема теплоснабжения имеет ряд существенных недостатков. Так, наличие собственной котельной требует значительных капитальных и эксплуатационных затрат. Кроме того в этой системе не предусмотрено полное использование ВЭР уходящих газов котельных агрегатов, пароконденсатной смеси, выпара деаэраторов и сбрсных теплых и горячих вод, что увеличивает удельные расходы топлива на выработку пара.

Более эффективным источником теплоснабжения является ТЭЦ или групповые промышленные котельные. В этом случае предприятие получает теплоту в виде пара давлением до 0,7 МПа, а также перегретую воду от ТЭЦ температурой до 130 С. Конденсат и охлажденная вода возвращаются на ТЭЦ или групповые котельные.

Принципиальная схема централизованного теплоснабжения предприятий на базе ТЭЦ представлена на рисунке 2.

Преимущество ТЭЦ и групповых котельных заключается в том, что они по сравнению с котельной малой мощности имеют более высокий кпд котлов и значительно меньшие эксплуатационные расходы. Благодаря этому достигается существенная экономия топлива и уменьшение себестоимости вырабатываемой теплоты.

На предприятиях по переработке сырья животного происхождения нашло применение также комбинированное теплоснабжение, при котором технологические потребители получают пар от собственной котельной, а для нужд горячего водоснабжения и отопления применятся перегретая вода от ТЭЦ. Подогрев воды при этом осуществляется в водоводяных теплообмениках 1 и 2 (рисунок 3).

9

Рисунок 3 Схема комбинированного теплоснабжения предприятия 1,2 – водоводяные теплообменники системы отопления и горячего водоснабжения; 3- жидкостные расходомеры; 4 – термометры; 5 – маномет-

ры; 6 - вентили (задвижки); - 7 – паровые расходомеры; 8 – паровые вентили; 9 - редукционный клапан; 10 - предохранительный клапан; 11 и 12 – рекуперативные и смисительные теплообменники; 13 – конденсатоотводчики; 14 – водоводяной теплообменник для догрева горячей воды; 15 – бак сбора конденсата; 16 – отопительные приборы; 17 – обратные клапана; 18 – насосы системы горячего водоснабжения; 19 – циркуляционные насосы системы отопления; 20 – бак-аккумуляторы системы горячего водоснабжения; 21 и 22 – резервные пароводяные теплообменники системы горячего водоснабжения и отопления; 23 – парораспределитель

10

2 ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Цель работы состоит в углублении знаний студентов по теоретическим разделам теплотехники, освоения методики теплотехнических расчетов, изучении конструкции и принципа работы систем теплоснабжения предприятий по переработке продуктов животного происхождения. В процессе выполнения курсовой работы студент должен ознакомится с особенностями теплоснабжения предприятий по переработке продукции животноводства, освоить принципы рационального выбора различных видов теплотехнического оборудования по его основным расчетным техническим характеристикам.

3 ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Исходные данные для курсовой работы включает в себя: тип предприятия и его местонахождение, сменную производственную мощность по выработке основных видов энергоемкой технологической продукции в сезон массовой переработки сырья; тип котельной установки, количество и параметры теплоносителей вырабатываемую котельной установкой или полученной от ТЭЦ; характеристику систем отопления и горячего водоснабжения; вид топлива и условия эксплуатации котельных установок.

Кроме того, в спецзадании могут быть даны дополнительные указания по курсовой работе.

4 СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Работа состоит из расчетной и графической частей. Расчетная часть содержит определение потребностей в паре и горячей воде на технологические и вспомогательные нужды в сезон массовой переработки сырья и баланс распределения теплоты.

На основе расчетных данных составляются сменные графики потребления пара и горячей воды. По максимальному часовому потреблению пара подбирают паровые котлы.

По максимальному часовому потреблению горячей воды производится расчет и подбор водоподогревателей систем горячего водоснабжения. Водоподогреватели горячей воды для систем отопления подбираются для режима самой холодной пятидневки.

После подбора котлоагрегатов рассчитываются и подбираются вспомогателные устройства котельной установки.

По максимальным расходам теплоносителей рассчитываются и подбираются наружные теплотрассы, способы их прокладки и допустимые толщины тепловой изоляции.

Для повышения эффективности использования теплоты проектируется утилизационная установка по использованию пароконденсатной смеси.

В экономической части курсовой работы производится расчет техникоэкономических показателей системы теплоснабжения, а также экономическая эффективность от внедрения установки по использованию ВЭР.

При оформлении расчетно-пояснительной записки необходимо дать краткую характеристику предприятия и системы его теплоснабжения, а также привести основные технические характеристики подбираемого оборудования.