Как определить расход пара. Правила самостоятельного подбора. Соотношения основных физических и эксплуатационных параметров. Рис.6. Процесс расширения пара в конденсационной(а)

По полученному значению η оэ определяют предвари­тельный расчетный расход пара

который потом будет уточнен.

Для турбин с одним регулируемым отбором пара (по заданию) предварительный расходпара определяется по приближенной формуле (в предположении, что относитель­ный внутренний КПД части высокогодавления и турбины вцелом одинаковы):

(13)

гдеG по -величина регулируемого (промышленного, теплофикационного) отбора при давлении р по (по заданию); Н т 0чвд -теплоперепад идеальной турбины от начального давления р 0 до давления отборар по (рис. 6).

При расчете проточной части турбины с регулируемым отбором:

1) все ступени до регулируемого отбора рассчитывают­ся на полный расход пара, найденныйпо формуле (13);

2) ступени после регулируемого отбора рассчитываются на расход при чисто конденсационномрежиме, определяе­мый по выражению (12).

Ступени низкого давлении должны обеспечить пропуск пара при работе турбины с номинальной электрической мощностью при отключенном регулируемом отборе (конденсационный режим).

Расчет тепловой схемы, определениерасходов пара по отсекам турбины и сведение энергетическогобаланса прово­дится на два режима работы турбины:

а) с регулируемым отбором при номинальной электрической мощности (теплофикационный режим);

б) без регулируемого отбора (конденсационный режим) при номинальной электрической мощности.

Корректировка длин сопловых и рабочих лопаток ступеней до регулируемого отбора производится по расходам пара через отсеки, полученные при теплофикационном режиме, а остальных ступеней ― по расходам пара через отсеки при конденсационном режиме.

ПРИМЕР РАСЧЕТА МНОГОСТУПЕНЧАТОЙ ПАРОВОЙ ТУРБИНЫ

К-12-35 с тремя регенератив­ными отборами для подогрева питательной воды до 145 °Спо следующим исходным данным:

номинальная электрическая мощность N э = 12000 кВт;

частота вращения n =50 с -1 ;

давление пара перед турбиной р " 0 = 3,5 МПа;

температура пара перед турбиной t " 0 = 435 o С;

давление отработавшего пара р " к = 0,006 МПа;

парораспределение сопловое.

Определение расхода пара

Расчет турбины проводим на экономическую мощность. Примем

N эк =0,9N э =0,9∙12000 = 10800 кВт.

Давление перед соплами регулирующей ступени при расчетном режиме

р 0 = 0,95∙р " 0 = 0,95∙3,5=3,325 МПа.

Потерю давления в выхлопном патрубке определим по формуле

Δр = р " к ∙ λ∙(с вп /100) 2 ,

приняв с вп =120 м/с, λ = 0,07, получим

Δр =0,006∙0,07∙(120/100) 2 = 0,0006 МПа,

давление пара за рабочими лопатками последней ступени

р к =р " к + Δр = 0,006 +0,0006 = 0,0066 МПа.

Ориентировочно изображаем процесс в h,s- диаграмме

(см. рис. 1), нанеся точки А" 0 , А 0 , А" к t , А к t .

Найдем h 0 = 3304 кДж/кг; h ′ к t = 2143 кДж/кг; h к t = 2162 кДж/кг;

Н т 0ид = 3304-2143 = 1161 кДж/кг; Н т 0 = 3304-2162= 1142 кДж/кг;

η др = 1142/1161 = 0,984.

Принимаем η ввр = 1,0, η ′ oi = 0,8, по справочным данным

η м =0,98; η г =0,97.

Таким образом, имеем

η оэ = η др ∙η ′ oi ∙η ввр ∙η м ∙η г =0,984∙0,8∙1,0∙0,98∙0,97=0,748.

Предварительный расчетный расход пара на турбину

На этот расход пара будут рассчитаны все ступени турбины.

Предварительная линия процесса в h,s -диаграмме наносится по принятому значению η " oi следующим образом:

Н т i = 1142∙0,8=913,6 кДж/кг.

Откладывая Н т i в h,s -диаграмме, получим точку А к на изобаре р к (рис. 6).

Задачей нанесения ориентировочной линии изменения состояния пара в h,s -диаграмме является только отыс­кание удельного объема пара на выходе из последней ступени. Состояние пара на выходе из этой ступени найдем, отложив вниз по изобаре р к от А к выходную потерю

Н в z =c 2 2 z /2000.

В предварительном расчете Н в z находят из выраже­ния

Н в z = ζ ид а ∙Н т 0ид ,

где ζ ид а -коэффициент выходной потери последней ступе­ни.

При расчете оценивают ζ ид а и находят Н в z и с 2 z .

Рис.6. Процесс расширения пара в конденсационной(а)

и теплофикационной (б) турбинах в h,s -диаграмме

Чем меньше ζ ид а, тем меньше, следовательно, с 2 z – выходная скорость пара в послед­ней ступени, но тем больше будет длина лопатки.

Величиной ζ ид а следует задаваться на основании име­ющихся данных по аналогичным конструкциям турбин.

Для небольших конденсационных турбин ζ ид а = =0,015…0,03; для крупных конденсационных турбин ζ ид а = =0,05 … 0,08.

Для турбин с противодавлением ζ ид а <0,015.

Примем ζ ид а =0,0177. Тогда

Н в z = 0,0177∙1161 =20,55кДж/кг.

Состоянию пара в точке а к z соответствует удельный объём пара v 2 z =20,07м 3 /кг. Энтальпия пара за турбиной h к =

2390,4 кДж/кг.

Определением ориентировочного расхода пара через турбину и приблизительного удельного объема пара на вы­ходе из последней ступени заканчивается первая стадия предварительного расчета.

Вторая стадия заключается в проверке возможности конструктивного осуществления последней ступени и ориен­тировочном определении изоэнтропийного теплоперепада в ней.

2. Предварительный расчет последней ступени

Для предварительного расчета последней ступени известны следующие параметры:

Н т 0ид, Н в z ,ζ ид а, G, n .

В дальнейшемрасчете индекс z отбрасываем.

Скорость пара навыходе из рабочей решетки последней сту­пени

Дляопределения диаметра последней ступени необхо­димо задаться отношением ν = d/l 2 , где d – средний диаметр последней ступени; l 2 – выходная длина лопаткипоследней ступени.

В существующих турбинах величина ν лежит в пре­делах 2,7 … 50,0. Малые значения относятся кмощным конденсационнымтурбинам, большие-характерны для кон­денсационныхтурбин небольшой мощности и турбин с противодавлением. Лопатки последних ступеней могут выпол­няться либо с постоянным, либо с переменным профилем. Вопрос о переходе от лопаток с постоянным по высоте профилем кзакрученным должен решаться на основании сопо­ставления потерь, вызываемых обтеканием рабочих лопаток, при изменении величины ν. При значениях ν <8 лопатки прихо­дится всегда выполнять закрученными. При ν >12 приме­нение закрутки не дает ощутимого выигрыша в КПД.

Пусть, например, отношениеν =5,2. Тогда, предполагая в последней ступени осевой выход пара, т.е. α 2 = 90° (и, следовательно, с 2а =с 2), получим:

Таким образом, длина рабочих лопаток

l 2 =d/ ν =1,428/5,2=0,2746 м.

Окружная скорость на среднем диаметре ступени

u = π∙d∙n = 3,14∙1,428∙50 = 224,3 м/с.

Окружная скорость на конце лопатки
u в =u∙(d+l 2 )/d =224,3∙(1,428+0,2746)/1,428=267,4м/с.

Такие скорости вполне допустимы.

При расчете турбин небольшой мощности нет необходи­мости производить проверку на прочность рабочие лопатки, если u в не превышает 300 м/с.

Диаметр корневого сечения

d к = d - l 2 = 1,428 - 0,2746 = =1,153 м.

Окружная скорость лопаток в корневом сечении

u к = π∙ d к ∙n =181,17 м/с.

Определение теплоперепада, перерабатываемого в осевой тур­бинной ступени, производится для оптимальных условий работы, которые выражаются оптимальным отношением скоростей

(14)

где ρ – степень реактивности ступени.

Располагаемый теплоперепад, перерабатываемый в турбин-ной ступени с наибольшей экономичностью, можно определить из выражения (14):

,

после преобразования которого находим

В этой формуле величины u, ρ, φ, α 1 относятся к среднему сечению ступени.

Поскольку в любом сечении по высоте лопатки теплоперепад Н 0 должен быть одинаков (давление перед и за сту­пенью по высоте постоянно), то его можно рассчитать по выражению (15) и для корневого сечения последней ступени, где ρ к ≈0 (все ступени камерных турбин проектируют со степенью реактивности в корневом сечении ρ к ≈0), u=u к,приняв ориентировочно φ=0,95 и α 1 = 15 о:

При заданном теплоперепаде Н 0 оптимальный диаметр корневого сечения ступени d к можно определить после преобразования выражения (15):

. (16)

Приняв, например, для корневого сечения ступени ρ к =0 , φ=0,955, α 1 =15 о, получим оптимальный диаметр корневого сечения при Н 0 =78 кДж/кг:

3. Расчет регулирующей ступени

Выбираем регулирующую ступень в виде двухвенечного диска Кертиса. Примем теплоперепад в ней равным 30 % от общего теплоперепада Н т 0 , что составит

Н 0 рс =0,3∙1142=342,6кДж/кг.

Из предварительного расчета турбины известны:

1) ориентировочный расход пара G = 12,436 кг/с;

2) расчетное давление перед соплами регулирующей ступени p 0 =3,325 МПа;

3) энтальпия пара перед соплами регулирующей ступе­ни h 0 =3304 кДж/кг.

Методика расчета двухвенечной регулирующей ступени практически не отличается от изложенной выше методики расчета одноступенчатой турбины с двухвенечным рабочим колесом.

Строим в h,s -диаграмме водяного пара изоэнтропийный процесс расширения в этой ступени из начальной точки А 0 (рис. 7) до точки а к t рс, откладывая теплоперепад Н 0 рс =

342,6кДж/кг, и находим давление за регулирующей ступенью р к рс =0,953 МПа.

Рис. 7. Определение давления за регулирующей ступенью и

располагаемого теплоперепада Н 0(2- z )

Принимаем степень реактивности решёток

Первой рабочейρ р1 =0,

Направляющей ρ н =0,05,

Второй рабочей ρ р2 =0.

Теплоперепад, перерабатываемый в сопловой решётке,

Н 011 =(1- ρ р1 -ρ н - ρ р2)∙Н 0 рс =0,95∙342,6=325,47 кДж/кг.

Давление за первой рабочей решёткой, равное давлению за соплами (т. к. ρ р1 =0), определяем по h,s -диаграмме:

р 11 =р 21 =1,024 МПа.

Теплоперепад, перерабатываемый в направляющей решётке,

Н 012 = ρ н ∙ Н 0 рс =0,05∙432,6=17,13 кДж/кг.

Давление за направляющей решёткой равно давлению за ступенью (т. к. ρ р2 =0):

р 12 =р 22 = р к рс =0,953 МПа.

Задавшись предварительно коэффициентом скорости φ=0,965, определяем потерю в соплах:

Н с =(1- φ 2) Н 011 =(1-0,965 2)∙325,47 =22,384 кДж/кг.

Откладывая потерю Н с в h,s -диаграмме (см. рис. 2), находим на изобаре р 11 =р 12 точку а 11 , характеризующую состояние пара за соплами. В этой точке определяем удельный объём пара v 11 =0,24 м 3 /кг.

Изоэнтропийная (условная) скорость истечения пара из сопловой решетки

с из = .

Примем значения u/c из равными 0,2; 0,22; 0,24; 0,26; 0,28 и проведем вариантные расчеты, результаты которых сведены в

табл. 2 (во всех вариантах принято α 11 =12,5°).

Для первого варианта отношение u/c из = 0,2. Окружная скорость в этом варианте

u =(u/c из)·c из = 0,2·827,8= 165,554 м/с.

Средний диаметр ступени d=u/(π·n)= 1,054 м.

Действительная скорость пара на выходе из сопловой решетки

778,57 м/с.

Из уравнения сплошности для выходного сечения сопловой решетки

ε·l 11 = G·v 11 / (π·d·c 11 · sinα 11)=

12,436·0,24/(π·1,054·778,57·sin12,5°)= 0,00536 м.

Так как ε·l 11 <0,02 м, принимаем парциальный подвод пара к рабочим лопаткам и находим оптимальную степень парциальности

Выходная длина сопловых лопаток

l 11 = ε·l 11 / ε опт =0,0243 м.

Ширину сопловых лопаток принимаем b 11 = 0,04 м.

Уточненный коэффициент скорости сопловой решетки определяем по рис. 4 при b 11 /l 11 = 0,04/0,0243 = 1,646 и значении угла α 11 = 12,5°:

Уточненный коэффициент скорости сопловой решеткиφне отличается от принятого ранее, поэтому скорость пара на выходе из сопловой решетки c 11 и потерю энергии в сопловой решетки H c не уточняем.

Размеры сопловых лопаток остаются неизменными. Размеры рабочих и направляющих лопаток принимаем для обеспечения плавности раскрытия проточной части в этом варианте расчёта такими:

l 21 = 0,0268 м, l 12 =0,0293 м, l 22 =0,0319 м,

b 21 =0,025 м, b 12 = 0,03 м, b 22 = 0,030 м.

Основные результаты расчетов регулирующей ступени турбины для всех пяти вариантов сведены в табл. 2. Формулы для определения всех численных значений величин приведены выше, в примере расчёта турбины со ступенями скорости.

Из вариантных расчётов (табл. 2) следует, что наибольший внутренний относительный КПД регулирующей ступени η oi max =0,7597 при среднем диаметре d рс =1,159 м (вариант с отношением скоростей u/с из =0,22). Энтальпия пара за регулирующей ступенью в этом варианте

h к рс =h 0 - H i рс =3304 -260,267=3043,733 кДж/кг.

Эта энтальпия соответствует состоянию пара в точкеа к рс на изобаре р к рс =0,953 МПа h,s -диаграммы (см. рис. 7) и учитывает все лопаточные и дополнительные потери регулирующей ступени. Из этой точки начинается процесс расширения пара в нерегулируемых ступенях турбины.

Таблица 2

Основные результаты расчета регулирующей ступени турбины

На предприятиях водяной пар расходуют на технологические и бытовые и силовые цели.

Для технологических целей глухой и острый пар используют как тепло­носитель. Острый пар используют, например, для разваривания сырья в варильниках или нагрева и перемешивания жидкостей барботированием, для создания избыточного давления в автоклавах, а также на изменение агрегатного состояния вещества (испарение или выпаривание жидкости, сушка материалов и т.д.). Глухой пар используют в поверхностных теплообменниках с паровым обогревом. Давление пара, используемого на мясообрабатывающих предприятиях, колеблется от 0,15 до 1,2 МПа (1,5÷12 кг/см 2).

Для каждой технологической операции с использованием водяного пара определяют его расход по данным теплового баланса каждого теплового процесса. При этом используют данные материальных балансов продуктовых расчетов. Для периодических процессов учитывают время термообработки по каждому циклу.

В каждом конкретном случае тепловая нагрузка аппарата (затраченное тепло) может быть определена из теплового баланса процесса. Например, тепло, затраченное на нагрев продукта от начальной (t н) до конечной (t к) тем­пературы для аппарата непрерывного действия, определяют по формуле 72:

Q = Gc (t к – t н)φ, (72)

где Q – тепло, затраченное на нагрев, Дж/с (Вт), т.е. тепловая нагрузка аппарата;

G

с – удельная теплоемкость продукта при его средней температуре, Дж/кг·К;

t к, t н – начальная и конечная температура, °С;

φ – коэффициент, учитывающий потери тепла в окружающую
среду (φ = 1,03÷1,05).

Теплоемкость продукта выбирают либо по известным справочникам, ли­бо рассчитывают по принципу аддитивности для многокомпонентных систем.

На изменение агрегатного состояния вещества (затвердение, плавление, испарение, конденсация) расходуется тепловая энергия, количество которой определяют по формуле 73:

где Q – количество тепла, Дж/с (Вт);

G – массовый расход продукта, кг/с;

r – теплота фазового перехода, Дж/кг.

Значение r определяют по справочным данным в зависимости от вида продукта и вида фазового перехода вещества. Например, теплота плавления льда принимается равной r 0 = 335,2·10 3 Дж/кг, жира

r ж = 134·10 3 Дж/кг. Теплота парообразования зависит от давления в рабочем объеме аппарата: r = f (P a). При атмосферном давлении r = 2259·10 3 Дж/кг.

Для аппаратов непрерывного действия рассчитывают расход тепла за единицу времени (Дж/с (Вт) – тепловой поток), а для аппаратов периодическо­го действия – за цикл работы (Дж). Чтобы определить расход тепла за смену (сутки), необходимо умножить тепловой поток на время работы аппарата в смену, сутки или на число циклов работы аппарата периодического действия и количество подобных аппаратов.

Расход насыщенного водяного пара как теплоносителя при условии его полной конденсации определяют по уравнению:

где D – количество греющего водяного пара, кг (или расход, кг/с);

Q общ – общий расход тепла или тепловая нагрузка теплового аппарата (кДж, кДж/с), определяют из уравнения теплового баланса аппарата;

– энтальпия сухого насыщен­ного пара и конденсата, Дж/кг;

r – скрытая теплота парообразования, кДж/кг.

Расход острого пара на перемешивание жидких продуктов (барботирование) принимают по норме 0,25 кг/мин на 1 м 2 поперечного сечения аппарата.

Расход пара на хозяйственные и бытовые нужды по этой статье пар расходуется для нагрева воды для душей, прачечной, мытья полов и оборудования, прошпарки оборудования.

Расход пара на прошпарку оборудования и инвентаря определяют по истечению его из трубы по уравнению расхода:

(75)

где D ш – расход пара на прошпарку, кг/смену;

d – внутренний диаметр шланга (0,02÷0,03 м);

ω – скорость истечения пара из трубы (25÷30 м/с);

ρ – плотность пара, кг/м 3 (по таблицам Вукаловича ρ = f (ρ ));

τ – время прошпарки, ч (0,3÷0,5 ч).

Если в уравнении принять τ = 1 ч, то расход пара определяется в кг/ч.

Расчет расхода пара по всем статьям сводят в таблицу 8.3.

Таблица 8.3 - Расход пара, кг

Удельный расход пара вычисляют по формуле 76.

Поскольку вы оказались на нашем сайте, логичным будет предположить, что вас интересует промышленное паровое оборудование. Возможно вы подбираете компактный или мобильный электропарогенератор для своего цеха по производству молочной или хлебобулочной продукции, возможно вы ищете оптимальный вариант с паровым котлом на газе, жидком или твердом топливе для установки на бетонном заводе, а может ваш бизнес имеет отношение к производству пенополистирола и вопрос о техническом оснащении необходимо решать и не ошибаться с выбором.

К сожалению, несмотря на огромную востребованность паровых генераторов и котлов для технологических нужд, к настоящему времени нет обобщенной информации для потенциальных потребителей, которая помогла бы им получить хотя-бы минимальное представление о преимуществах и недостатках различных моделей, а также самостоятельно подобрать те из них, что вписываются в бюджет и соответствуют требованиям процесса производства.

Учитывая 20-летний опыт работы с такого рода оборудованием, учитывая требования технологических процессов, а также принимая во внимание достоинства и недостатки тех или иных моделей, не вдаваясь глубоко в теорию термодинамики, в популярной форме ознакомим вас с основными моментами, которые нужно знать при выборе электрических и топливоиспользующих котлов по производству сухого насыщенного пара.

В заключение хотелось бы коротко остановиться на некоторых цифрах, которые помогут вам сориентироваться при выборе парового оборудования и которыми часто интересуются заказчики.

1.- Зная мощность установки можно ориентировочно оценить расход пара (в кг/ч), разделив ее (мощность в кВт) на 0.75 . И, наоборот, умножаем расход на 0.75 - получаем мощность. В зависимости от КПД котла погрешность составит 5 - 7 %.

2.- Перевести кКал в кВт можно, учитывая соотношение 1 кКал = 1.16 Вт

3.- Точно определить мощность можно по разнице энтальпий, взятых из таблиц насыщенного и перегретого пара. Методика не сложная. Звоните. Проконсультируем.

Также по таблице легко определить температуру пара при известном давлении и наоборот.

ФРАГМЕНТ ТАБЛИЦЫ НАСЫЩЕННОГО ВОДЯНОГО ПАРА

4.- Для трехфазных электропарогенераторов условно можно принять следующие соотношения:

100 кг/ч - 100 л/ч - 75кВт - 112А

5.- Подбор сечения питающего кабеля зависит не только от потребляемого тока, но и от длины этого кабеля.

6.- Полезная информация для владельцев пропарочных камер.

При выборе парового котла без учета потерь можно приблизительно оценить расход пара, зная объем камеры по соотношению: на 1 куб.м - 2 кг сухого насыщенного пара низкого (до 0.7 атм) давления.

7.- При установке двух и более парогенераторов на одного потребителя подключение к паропроводу должно производиться через коллектор (гребенку).

Пар различают в зависимости от назначения.

Пар на технологические нужды

Пар на отопление

Пар на вентиляцию

Пар на хозяйственные и бытовые нужды.

Источником обеспечения паром предприятий деревообработки обычно служат собственные котельные или городские ТЭЦ в зависимости от места расположения.

После расчета пара на каждый производственный и вспомогательный цех предприятия подсчитывается общий расход пара и выбирается котельная, или же получаются технические условия для подключения предприятия к городской ТЭЦ. В технических условиях указывается точка подключения паротрассы предприятия и маршрут ее прохождения.

Разработка проектно-сменной документации на котельные и подключение к ТЭЦ осуществляется проектными организациями «Сантехпроекта».

По техническим характеристикам технологического оборудования подбирается среднечасовой расход пара в час. Расчет потребности пара ведется по среднечасовому расходу пара.

8.1 Расход пара на отопление

Температура воздуха в производственных помещениях согласно СНИП 245-87 должна быть 18±2ºС с этой целью в осеннее, зимнее и весеннее время предусматривается отопление. Система отопления и теплоноситель выбирают в соответствии с требованиями противопожарных и санитарных норм. По теплоносителю системы отопления подразделяют на: паровые, водные, воздушные и комбинированные.

Расчет расхода пара на отопление производится по формуле:

Q= *g*Z*N, (8.1)

где: V – объем помещения V =24*66*6=9504;

g – удельный расход пара на 1000 в час g= 17;

N – продолжительность отопительного сезона N=215;

Z – продолжительность работы системы отопления в сутки Z=24.

Q=0.009504*17*215*24=833.7т

8.2 Расчет пара на вентиляция

Все цеха деревообрабатывающих производств обеспечиваются мощной вентиляцией, что влечет за собой большой отсос теплого воздуха из этих помещений. Для поддержки температуры и влажности воздуха в помещении необходимо предусматривать, кроме центрального отопления. Искусственную приточную вентиляцию с предварительным прогревом нагнетаемого в помещение воздуха.

Расход пара на вентиляцию определяется по формуле:

Q= *g*Z*N*К, (8.2)

где: Z=16 – продолжительность работы вентиляции в часах при 2х сменном режиме работы;

N – продолжительность работы в год N=260;

K – коэффициент загрузки оборудования K=0.83;

G – удельный расход пара на вентиляцию 1000 в час g=100.

Q=16*260*0.009504*0.83*100=3281.5т

8.3 Расчет пара на хозяйственно-бытовые нужды

С целью создания работающим нормальных санитарно-гигиенических условий труда производится подогрев холодной воды паром на хозяйственные и питьевые нужды, для душевых и умывальников.

Расчет расхода пара на прогрев воды для душевых и умывальников производится по формуле:

G*n*ɽ , (8.5)

G*n*ɽ , (8.6)

где: g – расход воды

На одну душевую (500)

На один умывальник (180);

n – количество душевых или умывальных;

ɽ – продолжительность пользования

Душем (0,75ч)

Умывальником(0,1ч);

– число дней работы душевых в году (260);

– температура горячей воды (50±5ºС);

– температура холодной воды (5ºС);

– теплосодержание пара (157,4кДж\ч).

8.4 Расчет пара на хозяйственно-питьевые нужды

Расчет пара на хозяйственно-питьевые нужды производится по формуле:

Q= , (8.7)

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Теплоснабжение

Источниками теплоснабжения для предприятий кондитерской промышленности могут быть собственная котельная или посторонний централизованный источник тепла.

Расход тепловой энергии складывается из расходов горячей воды и пара на различные нужды:

технологические;

хозяйственно-бытовые;

санитарно-технические (отопление, вентиляция, кондиционирование воздуха).

В качестве теплоносителя для технологических нужд используется насыщенный пар (без присутствия гидрозина или других канцерогенных веществ) давлением 0,05-1,0 МПа (для специализированных шоколадных цехов 0,8-1,0; для других цехов 0,05-0,6 Мпа).

Теплоносителем для системы вентиляции и отопления служит высокотемпературная вода с параметрами 150 - 70 0 С, 130 - 70 0 С; для горячего водоснабжения - высокотемпературная вода тех же параметров ли пар давлением 0,3 Мпа - для нужд вентиляции и 0,07 МПа - для отопления.

В котельных кондитерских фабрик малой мощности рекомендуется устанавливать котлы типа Е-35/40-11, Е-50/40-11, Е-75/40-11, на фабриках средней и большой мощности - вертикально-водотрубные котлы типа ДКВР. Котлы работают при давлении 0,9 МПа и без перегрева пара. Пар с меньшим давлением для различных нужд получают редуцированием.

Возвращаемый в котельную конденсат для систем отопления и вентиляции принимается за 100 %, для производственного пароснабжения - 80 %, системы горячего водоснабжения - 90%.

Расчет расхода пара

Расход пара на технологические нужды может быть определен по нормам потребления отдельными аппаратами и машинами или по укрупненным показателям.

Проектируемая или реконструируемая фабрика может включать различные цеха, в которых вырабатывается 2-3 группы кондитерских изделий (конфеты, карамель, печенье и т.д.).

Расход пара на технологические нужды Д 1 , кг/ч определяется по формуле:

Д 1 = Р 1 * q t

Где Р t - часовая производительность по готовой продукции, т/ч;

q t - удельный расход пара, кг/т.

Д 1 = 2,88*1200= 3456 кг/ч

Расход пара на отопление Д 2 , кг/ч рассчитывается по формуле:

где Q ОТ - максимальный тепловой расход теплоты на отопление, Вт;

ТО - КПД теплообменника (ТО =0,95).

При определении необходимого расхода теплоты следует учитывать район расположения кондитерской фабрики, длительность отопительного сезона, расчетные температуры.

Расход теплоты на отопление здания Q от, Вт определяется по формуле:

Q ОТ = Х 0 * V * q ОТ * (t П - t H)

Где Х 0 - удельная тепловая характеристика здания, Вт/(м 3 *К);

q ОТ - удельные теплопотери 1 м 3 здания, кдж/м 3 ;

V - объем отапливаемой части, м 3 (V=11750 м 3);

t П - средняя температура отапливаемого помещения, 0 С (t П =18-20 0 С);

t H - расчетная зимняя температура наружнего воздуха для отопления, 0 С;

Q ОТ = 0,5 * 11750 * 1,26 * (20-(-18))=281295 Вт

Расход пара на вентиляцию Д 3 , кг/ч определяется по формуле:

где Q в - часовой расход количества теплоты на вентиляцию (подогрев воздуха), Вт;

i n - энтальпия пара, кДж/кг (при давлении пара 0,07 МПа, i n =2666.6 кДж/кг);

i k - энтальпия конденсата, кДж/кг (i k =375,6 кДж/кг);

ТО - КПД теплообменника (ТО = 0,95).

Расход теплоты на вентиляцию Q в, Вт определяется по формуле:

где V в - общее кол-во вентилируемого воздуха, м 3 /ч;

Х в - удельная характеристика здания, Вт/(м 3 *К);

Плотность воздуха, кг/м 3 (= 1,2 кг/м 3);

с - массовая удельная теплоемкость воздуха, кДж/(кг*К) (с= 1,0 кДж/(кг*К);

t П - средняя температура вентилируемых помещений, 0 С (t П = 18-20 0 С);

t H - расчетная температура наружного воздуха в отопительный период, 0 С.

Общее кол-во вентилируемого воздуха V в, м 3 /ч определяется по формуле:

где П в - процент вентилируемых помещений (50-60);

V - объем зданния, м 3 ;

n - средняя кратность воздухообмена в час (n=3-5).

Расход пара на хозяйственно-бытовые нужды, Д 4 , кг/ч определяется по формуле:

где Q х/б - количество теплоты на подогрев воды для хозяйственно-бытовых нужд, Вт

где W - расход воды на хозяйственно-бытовые нужды, кг/ч (W=800 кг/ч);

с - удельная теплоемкость воды (с=4,19 кДж/кг*К);

t H , t K - начальная и конечная температура воды, (t H =10 0 С, t K = 75 0 С).

Суммарный расход пара на производство Д с, кг/ч равен:

Для определения расхода пара на собственные нужды котельной необходимо определить потери конденсата.

Возврат конденсата от системы производственного пароснабжения W k 1 , кг/ч кондитерской фабрики составляет 80 %, тогда

W k 1 = 0,8*Д 1

W k 1 = 0,8*3456=2764,8 кг/ч

Возврат конденсата W k 4 , кг/ч от системы горячего водоснабжения составляет 90 %, тогда

W k 4 = 0,9*Д 4

W k 4 = 0,9*100,11=90,1 кг/ч

Потери конденсата Д n . к, кг/ч составляют

Д n . к = Д с - (W k 1 - W k 4)

Д n . к = 4562,99 - (2764,8 + 90,1)=1708,1 кг/ч

Расход сырой воды В, кг/ч для покрытия потерь конденсата принимают на 20 % больше, тогда

В = 1,2 * Д n . к

В = 1,2 * 1708,1=2049,72 кг/ч

Расход пара на подогрев воды Д п.в. , кг/ч равен:

где i 1 - энтальпия воды при =40 0 С (168 кДж/кг);

i 2 - энтальпия воды при =5 0 С (21 кДж/кг);

i n - энтальпия пара при 0,6 Мпа (2763 кДж/кг);

i k - энтальпия конденсата, (669 кДж/кг);

КПД парового водонагревателя (= 0,95).

Расход пара на деаэрацию воды Д аэ, кг/ч равен

где i cp - средняя энтальпия воды, поступающей в деаэратор, кДж/кг (i cp = 433кДж/кг);

W п.в. - конденсат от водоподогревателя перед химводоочисткой, кг/ч (W п.в = Д п.в.).

Общая потребность котельной в паре Д к, кг/ч

Д к = Д с + Д пв + Д аэ

Д к = 4562,99 + 151,46 + 683,31 = 5397,76 кг/ч

С учетом тепловых потерь в паропроводах, агрегатах и т.д., которые могут составлять 8-10 %, расчетная потребность в паре Д общ, кг/ч (для зимнего периода) будет

Д общ = Д к * 1,1

Д общ = 5397,76* 1,1 = 5937,54 кг/ч

Выбор паровых котлов

Выбор типа и количества котлов для обеспечения всех нужд предприятия производится из такого расчета, чтобы они обеспечили максимальную потребность пара в зимний период работы, а в летний период была возможность поочередного капитального ремонта котов. Подбор котлов производится по их паро- и теплопроводности. Если в справочной литературе приведена площадь поверхности нагрева, то суммарная площадь поверхности F, м 2 нагрева опредиляется по формуле:

где Д общ - расчетная потребность в паре для зимнего периода, кг/ч;

ч - коэффициент запаса, равный 1,1-1,2;

q k - удельный парообъем, кг/м 2 ч, равный 30-40 в зависимости от котла и вида топлива;

Определив суммарную поверхность нагрева, подбираем котел Е-35/40-11, и устанавливаем 2 шт.

теплоноситель вентиляция конденсат

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Расчетная тепловая нагрузка на горячее водоснабжение. Определение расхода пара внешними потребителями. Определение мощности турбины, расхода пара на турбину, выбор типа и числа турбин. Расход пара на подогреватель высокого давления. Выбор паровых котлов.

курсовая работа , добавлен 26.01.2016


Построение процесса расширения пара в турбине в H-S диаграмме. Определение параметров и расходов пара и воды на электростанции. Составление основных тепловых балансов для узлов и аппаратов тепловой схемы. Предварительная оценка расхода пара на турбину.

курсовая работа , добавлен 05.12.2012


Процесс расширения пара в турбине в h,s-диаграмме. Баланс основных потоков пара и воды. Определение расхода пара на приводную турбину. Расчет сетевой подогревательной установки, деаэратора повышенного давления. Определение тепловой мощности энергоблоков.

курсовая работа , добавлен 09.08.2012


Краткое описание тепловой схемы турбины Т-110/120–130. Типы и схемы включения регенеративных подогревателей. Расчет основных параметров ПВД: греющего пара, питательной воды, расход пара в подогреватель, охладителя пара, а также охладителя конденсата.

курсовая работа , добавлен 02.07.2011


Расчет тепловой нагрузки и построение графика. Предварительный выбор основного оборудования: паровых турбин и котлов. Суммарный расход сетевой воды на теплофикацию. Расчет тепловой схемы. Баланс пара. Анализ загрузки турбин и котлов, тепловой нагрузки.

курсовая работа , добавлен 03.03.2011


Описание тепловой схемы, ее элементы и структура. Расчет установки по подогреву сетевой воды. Построение процесса расширения пара. Баланс пара и конденсата. Проектирование топливного хозяйства, водоснабжение. Расчет выбросов и выбор дымовой трубы.

курсовая работа , добавлен 13.12.2013


Параметры пара и воды турбоустановки. Протечки из уплотнений турбины. Регенеративные подогреватели высокого давления. Деаэратор питательной воды. Установка предварительного подогрева котельного воздуха. Расширитель дренажа греющего пара калориферов.

курсовая работа , добавлен 06.03.2012


Определение предварительного расхода пара на турбину. Расчет установки по подогреву сетевой воды. Построение процесса расширения пара. Расчёт сепараторов непрерывной продувки. Проверка баланса пара. Расчёт технико-экономические показателей работы станции.

курсовая работа , добавлен 16.10.2013


Определение максимальной тепловой мощности котельной. Среднечасовой расход теплоты на ГВС. Тепловой баланс охладителей и деаэратора. Гидравлический расчет тепловой сети. Распределение расходов воды по участкам. Редукционно-охладительные установки.

курсовая работа , добавлен 28.01.2011


Построение процесса расширения пара в h-s диаграмме. Расчет установки сетевых подогревателей. Процесс расширения пара в приводной турбине питательного насоса. Определение расходов пара на турбину. Расчет тепловой экономичности ТЭС и выбор трубопроводов.