Теплоснабжение предприятий отрасли

В качестве основного теплоносителя в технологических аппаратах мясной и молочной промышленности применяется влажный насыщенный пар давлением до 1,4 МПа при степени его сухости до 95 %, хотя на молочных заводах малой мощности при отсутствии оборудования для сушки молока и выпарных установок в качестве теплоносителя может использоваться перегретая вода температурой в основном до 115 ^оС.

Подавляющее большинство предприятий отрасли обеспечивается теплоэнергией от собственных паровых котельных, оснащенных в основном котлоагрегатами типов ДЕ, КЕ и Е.

Предприятия отрасли, расположенные в больших городах, могут обеспечиваться водяным паром от ТЭЦ (при расстоянии от предприятия не больше 4–5 км) или от крупных котельных комплекса пищевых предприятий (при расстоянии от них до 2 км). Такие системы теплоснабжения относятся к централизованным.

В некоторых случаях в больших городах применяется комбинированное теплоснабжение предприятий отрасли. Пар для технологических нужд вырабатывается в собственных котельных, что гарантирует его чистоту. Для вспомогательных нужд предприятия (горячего водоснабжения, отопления, вентиляции) при этом используется получаемые от ТЭЦ перегретая теплофикационная вода. Предпосылками для применения такой системы теплоснабжения предприятий отрасли могут быть недостаток собственной теплогенерирующей мощности и более низкая себестоимость теплоэнергии, вырабатываемой на ТЭЦ.

Тепловые вторичные энергоресурсы (вэр) и направления их использования

ВЭР представляют собой энергетический потенциал готовой продукции, а также образующихся в технологических и других установках побочных и промежуточных теплоносителей, которые не используются непосредственно в самих установках, но могут быть частично или полностью использоваться в других аппаратах или для вспомогательных нужд предприятий.

ВЭР делятся на горючие, тепловые и избыточного давления, но на предприятиях отрасли практическое значение имеют тепловые ВЭР. Их энергетический потенциал и перспективность использования определяются энтальпией, давлением и температурой.

Структура ВЭР определяется источниками их выхода, фазовым состоянием и термодинамическими параметрами. Тепловые ВЭР предприятий мясной и молочной промышленности можно классифицировать на следующие группы:

- пароконденсатная смесь, образующаяся при конденсации греющего пара в рекуперативных паропотребляющих аппаратах;

- уходящие дымовые газы, работающих на природном газе котельных установок;

- вторичные (соковые) пары выпарных установок;

- продукты сгорания жидкого или газообразного топлива, сжигаемого в технологических печах (опалочных печах для свиных туш, шерстных субпродуктов и др.);

- отработавший воздух сушильных установок и термических камер;

- сбросные горячие воды температурой свыше 60 ^оС;

- сбросные теплые воды температурой до 60 ^оС;

- низкотемпературные вентиляционные выбросы.

К тепловым ВЭР предприятий отрасли относятся охлаждающая вода конденсаторов и цилиндров холодильных компрессоров, а также компрессоров для получения сжатого воздуха.

К наиболее перспективным для использования ВЭР относятся пароконденсатная смесь, вторичные пары и продукты сгорания природного газа в котельных установках и технологических печах.

При разработке тепловых схем, в которых предусматривается возможность частичного использования энергетического потенциала ВЭР необходимо учитывать следующие факторы:

- массовый или объемный выход в час, смену, сутки, год;

- стабильность выхода в течение смены или суток;

- термодинамический потенциал (давление, температуру, энтальпию);

- концентрацию аппаратов – источников ВЭР в производственном корпусе или цехе;

- наличие потенциальных потребителей низкопотенциальной теплоты;

- согласованность сменных, суточных и годовых графиков выхода ВЭР и потребления утилизируемой теплоты;

- наличие выпускаемых промышленностью утилизационных теплообменников или возможность их изготовления собственными инженерными службами;

- наличие производственных площадей для устройства модернизируемой тепловой схемы;

- сохранение в качестве резервных теплообменников для выработки горячей воды или воздуха с использованием пара, получаемого из котельной;

- соблюдение требований СНиП, правил техники безопасности, охраны труда и других нормативно-технических документов, регламентирующих устройство и техническую эксплуатацию систем теплоснабжения;

- экономическую эффективность внедрения энергосберегающего проекта применительно к конкретным условиям эксплуатации системы теплоснабжения предприятия.

В данной курсовой работе представлена методика разработки нескольких вариантов тепловых схем для использования одного из перспективных ВЭР – пароконденсатной смеси.

Характеристики и термодинамические параметры пароконденсатной смеси представляются с помощью диаграммы hP водяного пара (приложение 1), фрагмент которой показан на рис. 1.

В реальных производственных условиях целесообразно определять параметры пара и пароконденсатной смеси с помощью теплотехнического аудита паропотребляющих аппаратов (рис. 2).

Рис. 1. Процесс образования пароконденсатной смеси:

1 – точка, характеризующая состояние подаваемого в теплоиспользующий аппарат греющего «глухого» пара; 2 – точка, характеризующая состояние пароконденсатной смеси на выходе из теплоиспользующего аппарата (пароконденсатная смесь представляет собой смесь конденсата и несконденсировавшегося «пролётного» пара); Р и Р* - соответственно давление пара на входе в аппарат и пароконденсатной смеси на выходе из аппарата, кПа; Х и Х_пп – соответственно степень сухости подаваемого в аппарат пара и доля «пролётного» пара в пароконденсатной смеси; h_x и h_пкс - соответственно энтальпия подаваемого пара и пароконденсатной смеси, кДж/кг: h_x = f(P, x) = h΄ + r ·x, где h΄ - энтальпия кипящей воды при давлении Р, кДж/кг; r – теплота парообразования при давлении Р, кДж/кг; h_пкс = f(P*, x_пп) = h΄^(х) + r* ·x_пп , где h΄^(х) – энтальпия кипящей воды при давлении Р*, кДж/кг; r* - теплота парообразования при давлении Р*, кДж/кг. Падение давления (Р-Р*), обусловленное гидравлическими сопротивлениями, принимается равным около 10 % от начального давления.

Рис. 2. Схема установки теплотехнических приборов для определения количества и параметров пара и пароконденсатной смеси в рекуперативном паропотребляющем аппарате:

1 – рекуперативный паропотребляющий аппарат; 2 – дроссельная диафрагма; 3 – расходомер пара; 4 и 5 – манометры для измерения давления пара на входе в аппарат и пароконденсатной смеси после аппарата; 6 – конденсатоотводчик; 7 – калориметрический прибор для определения энтальпии и степени сухости насыщенного пара