Курсовая работа: Теплоснабжение предприятий по переработке животноводческого сырья

Курсовая работа: Теплоснабжение предприятий по переработке животноводческого сырья

Московский государственный университет прикладной биотехнологии

Кафедра «Теплотехники и энергосбережения»

Курсовой проект

«Теплоснабжение предприятий по переработке животноводческого сырья»

Выполнил: Семенов С.И.

Факультет: технологический

Группа: 2Т3-1

Руководитель: Егоров В.И.

Москва 2007 год

Введение

Предприятия молочной промышленности относятся к энергоемким производствам. Это обусловлено тем, что при переработке животноводческого сырья и консервировании продукции на молочных заводах широко применяются разнообразные тепловые процессы. К ним относятся пастеризация и стерилизация молочных консервов, сушка молочных продуктов и другие процессы. Кроме того, значительное количество теплоты расходуется на нужды горячего водоснабжения, отопления и вентиляции производственных и вспомогательных цехов, административно-бытовых зданий и сооружений.

В связи с опережающим повышением цен на топливно-энергетические ресурсы возрастает доля стоимости затрат теплоты в структуре себестоимости производимой на 1 параметров, гарантирующими производство качественной продукции, представляет важную задачу. Актуальность данной проблемы определяется также ограниченностью не возобновляемых энергоресурсов, необходимостью проведения энергосберегающей политики и снижения уровня техногенной нагрузки систем энергосбережения на окружающую среду.

Системы теплоснабжения предприятий должны обеспечивать выработку и бесперебойную подачу в цеха теплоносителей заданных параметров, гарантирующих получение продукции высокого качества. Состояние теплоносителей определяется их давлением, температурой, энтальпией, степенью сухости и другими параметрами. Необходимо обеспечить резерв тепловой мощности в сезон массовой переработки сырья. Тепловые схемы должны предусматривать возможность максимального использования энергетического потенциала вырабатываемых теплоносителей, снижения выхода тепловых вторичных энергоресурсов и утилизации теплоты, образующихся в теплопотребляющих установках.

Цель работы.

Цель работы состоит в углублении знаний студентов по теоретическим разделам курсов теплотехнических дисциплин, освоении методики выполнения теплотехнических расчетов, изучении конструкции и принципа работы отдельных элементов систем теплоснабжения.

Обоснование типоразмера предприятия

Технические и энергоэкономические характеристики предприятий по переработке животноводческого сырья существенным образом зависят от объёмов и ассортимента производимой продукции. В связи с этим некоторые расчётные характеристики представлены в зависимости от типоразмера предприятия.

Для молочных заводов определяющий типоразмер представляет собой суммарную сменную переработку сырья с учётом норм расхода цельного молока на производство заданных объёмов продукции.

Цельно- и кисломолочная продукция 120*0,895=107,4

Масло животное 1,3*21,185=21,54

Сыры 0,95*9,285=8,82

Сухое молоко ?2,4?*9,85=23,64

Типоразмер 200 т/с

Определение параметров теплоносителей в реперных точках

Для обеспечения высокой экономичности котлов давление вырабатываемого пара следует принимать в пределах от 7 до 11 ата при степени сухости Х от 0,9 до 0,95.

Точка А.

Принимаем давление пара в точке А равном 0,9 МПа, а степень сухости Х = 0,95.

Из таблицы берем значения Т, h’, r соответствующие значению давления 0,9.

h’- энтальпия кипящей воды, кДж/кг

r – теплота парообразования, кДж/кг

h – энтальпия влажного насыщенного пара

РА=0,9 МПа

ХА = 0,95

h’А= 742,6 кДж/кг

rА = 2030,4 кДж/кг

ТА= 175,36 ˚С

h А= h’А + rАxА = 742,6 + 2030,4*0,95 = 2671,48 кДж/кг

Точка Б.

Подающий паропровод в водоподогревателе для нужд горячего водоснабжения и отопления.

Давление при условии его дросселирования.

РБ = 0,7 МПа

hБ = hА = 2671,48 кДж/кг

h’Б = 697,1 кДж/кг

rБ = 2069,7 кДж/кг

ТБ = 164,96 °С

ХБ = (hБ – h’Б)/ rБ = (2671,48 – 697,1) / 2069,7 = 0,96

Точка В.

Паропровод на входе в производственный корпус, давление Р понижается, температура уменьшается, в зависимости от расстояния до производственного корпуса. Потери давления Рпот. на 100 метров паропровода принимаем 8-10 кПа, а потери энтальпии hпот. от 1-1,5 % на 100 метров паропровода. Принимаем потери давления 10 кПа. Так как длина паропровода 161 метр, то

100 10 кПа

161 - Х кПа

Х = 16,1 кПа

Рпот. = 16,1 кПа

РВ = РА - Рпот = 0,9*10 6 – 0,0161*10 6 = 0,8839 МПа

Принимаем потери энтальпии h пот 1 %

100  - 1 %

161 - Х %

Х = 1,61%

h пот = 1,61 %

hВ = hА – h пот = 2671,48 –43,01= 2628,47 кДж/кг

h’В = 739,4 кДж/кг

rВ = 2049,6 кДж/кг

ТВ = 174,6°С

ХВ= (hВ – hВ’)/ rВ = (2628,47 – 739,4) / 2049,6 = 0,92

Точка Г.

Давление пара в технологических аппаратах отдельных цехов принимается по таблице 7, в которой приведены также доля расходуемого в них «глухого» пара агп и доля «пролетного» пара Х пп в образующейся пароконденсатной смеси.

Г1 – цех цельно- и кисломолочного молока

Г2 – маслоцех

Г3 – сыродельный цех

Г4 – цех сухого молока

Г5 – цех консервов

hГ = hВ = 2628,47 кДж/кг

ХГ1-3 = (hГ – hГ’)/ rГ =(2628,47 – 561,4)/2164,1=0,95

XГ4-5=(2628,47 -640,1)/2108,4=0,94

Точка Д.

Конденсатопровод в цехах.

РД рекомендовано 0,9 РГ каждого цеха.

РД1 = 0,9*0,3 = 0,27 МПа

РД2 = 0,9*0,3 = 0,27 МПа

РД3 = 0,9*0,3 = 0,27 МПа

РД4 = 0,9*0,5 = 0,45 Мпа

hПКС= h’ + r*X

hПКС Д1 = 763,65 кДж/кг

hПКС Д2 = 763,65 кДж/кг

hПКС Д3 = 763,65 кДж/кг

hПКС Д5 = 835,26 кДж/кг

Точка Е.

Конденсатопровод после утилизационной установки.

Переохлажденный конденсат можно использовать для подогрева воды (для нужд горячего водоснабжения).

РЕ = Рср (РД)* 0,9 = 0,31 Мпа

Происходит полная конденсация с последующим переохлаждением до 80 °С.

h воды = Св * Т конд. = 4,19 * 80°С = 335,2 кДж/кг

где Св – теплоемкость конденсата кДж/кг

для воды Св = 4,19 кДж/кг

Т нас. = 134,66° С

Степень переохлаждения

Δt = Т нас – Т кон = 134,66 – 80 = 54,66° С

Точка Ж.

Водоподогреватели после системы отопления.

В зависимости от наружной Т (расчетной) для самой холодной пятидневки года выбрано из рисунка 7.

Т (расчетная) берется из таблицы 8, в зависимости от местоположения предприятия. Для города Иваново :

Т = -28 °С

Тп = 127 °С

То = 63 °С

Температура конденсата после водоподогревателя принимаем на 35 – 40 °С выше Т обратной воды.

Т кон = 63+40 = 103 °С

Давление Рж = 0,9 (РБ -Pпотерь) = 0,7*(1-0,10) = 0,63 МПа

Т нас = 160,12 °С

hж= Св* Т кон = 4,19 * 103 °С = 431,57 кДж/кг

Степень переохлаждения конденсата

Δt = Т нас – Т к = 160,12 – 103 = 57,12 °С

Точка З.

Конденсатопровод после водоподогревательной системы горячего водоснабжения.

Принимаем температуру горячей воды Тгв = 70° С

(после водоподогревателя)

Тк принимаем на 25 – 30 °С выше Т гв .

Тк = 70 +30 = 100 °С

Рз = 0,9 * РБ = 0,9* 0,7 = 0,63 МПа

Тнас = 160,12 °С

hк = С в* Тк = 4,19* 100 = 419 кДж/кг

Степень переохлаждения

Δt = Тнас – Тк = 160,12 – 100 = 60,12 °С

Точка И.

Конденсатопровод от сторонних потребителей.

Давление возвращаемого от сторонних потребителей конденсата принимаем Ри = 0,2 ати=0,3 МПа.

Температура конденсата tК=75 оС.

Тнас = 133,54 °С

Тк = 67 °С

hк= Св* Тк = 4,19*67 = 280,73 кДж/кг

Δt = Тнас – Тк = 133,54 – 67 = 66,54 °C

Определение удельных расходов теплоты на выработку отдельных видов продукции

qi = di (hi (1-а гл i) + (hi –h пксi) a глi) 10 –3

Из таблицы 7 берём значения :

агп 1 = 0,5

агп 2 = 0,4

агп 3 = 0,3

а гп 4 = 0,85

Из таблицы 10 берём значения :

d 1 = 0,2 т/т

d 2 = 7,0 т/т

d 3 = 7,0 т/т

d 4 = 17 т/т

q1 = d1 (h1 ( 1 – агл 1) + (h1 – hпкс 1) aгл1)10-3 =

0,2(2628,47(1 – 0,5) + (2628,47 – 763,65) 0,5) 10-3 =0,4493 ГДж/т

q2 = d2 ( h2 ( 1 – aгл 2) + (h2 - hпкс 2) aгл 2) 10-3 =

7,0 (2628,47(1- 0,4) + (2628,47 – 763,65) 0,4) 10-3 = 16,261 ГДж/т

q3 =d3 (h3(1 – aгл3) + (h3 – hпкс3) aгл3) 10-3 =

7,0(2628,47(1– 0,3) + (2628,47 – 763,65) 0,3) 10-3 = 16,796 ГДж/т

q4 = d4(h4(1 – агл 4) + (h4 – hпкс4) aгл4)10-3 =

17(2628,47(1 – 0,85) + (2628,47 – 835,26) 0,85) 10-3 = 32,614 ГДж/т

Определение сменных расходов пара и теплоты на выработку технологической продукции

1) Определяем расходы пара на выработку продукции

Di = di *Пi

D1 = d1* П1 = 0,2 * 120 = 24 т/смену

D2 = d2 * П2 = 7,0 *1,3 = 9,1 т/смену

D3 = d3 * П3 = 7,0 * 0,95 = 6,65 т/смену

D4 = d4 * П4 = 17*2,4= 40,8 т/смену

2) Определяем расходы теплоты на выработку продукции

Qi = qi *Пi

Q1 = q1 * П1 = 0,4493 * 120 = 53,91 ГДж/смену

Q2 = q2 * П 2 = 16,261 * 1,3 = 21,14 ГДж/смену

Q3 = q3 * П 3 = 16,796 * 0,95 = 15,96 ГДж/смену

Q4 = q4 * П4 = 32,614 * 2,4= 78,27 ГДж/смену

) Определяем сменные расходы пара и теплоты на технологические нужды

Dтн = Σ di *П I = 24 + 9,1 + 6,65 +40,8 = 80,55 т/смену

Q тн = Σ qi *П i = 53,91 +21,14 +15,96 +78,27 =169,28 ГДж/смену

Определение сменных расходов горячей воды, пара и теплоты на нужды горячего водоснабжения

1) Определяем расходы горячей воды на выработку отдельных видов продукции.

Vi = Wi * Пi м3/смену , где

Wi , м3/т - удельные расходы горячей воды на выработку продукции

Из таблицы 12 берём значения удельных расходов горячей воды

W1 = 0,4 м3/т

W2 = 5,0 м3/т

W3 = 4,0 м3/т

W4 = 2,0 м3/т

V1 = W1 * П1 = 0,4 * 120 = 48 м3/смену

V2 = W2 * П2 = 5,0 * 1,3 = 6,5 м3/смену

V3 = W3* П 3 = 4,0 * 0,95 = 3,8 м3/смену

V4 = W4* П4 = 2,0 * 2,4 = 4,8 м3/ смену

2) Определяем ненормируемый расход горячей воды на вспомогательные нужды.

Vн = αw Σ Vi , м3/ смену, где αw -доля ненормированного потребления

Из таблицы 12 находим долю ненормированного потребления

αw = 0,2

Vн = 0,2 * (48 + 6,5 + 3,8 + 4,8) = 12,62 м3/ смену

3) Определяем общий сменный расход горячей воды

Vгв = Σ Vi + VH + Vст , м3/см,

где Vст – отпуск горячей воды сторонним потребителям, м3/см.

Vст = 0, так как горячая вода не отпускается сторонним потребителям.

Vгв = 63,1+12,62 + 0 = 75,72 м3/смену

4) Определяем расход пара на нагрев воды в пароводяных подогревателях.

Dгв = (Vгв c ρ ( t гв - tхв)) 10 –3/ (hx – hк) ηв ,где

с- теплоёмкость воды (с=4,19 кДж/кг*К), ρ- плотность воды (ρ=1000 кг/м3), tГВ и tХВ –соответственно температуры горячей и холодной воды, оС, hХ – энтальпия влажного насыщенного пара, кДж/кг, hК – энтальпия конденсата при температуре конденсата tК ,кДж/кг, ηВ – коэффициент полезного использования теплоты в водоподогревателях (принимаем 0,94)

t гв = 70° С t хв = 15° С

Dгв =(75,72*4,19 *1000(70 – 15) 10-3/(2671,48 - 419)0,94=7.28 т/смену

5) Определяем расход теплоты на нагрев воды для нужд горячего водоснабжения

Qгв = Dгв ( hx – hк) 10 –3 = 7.28 (2671,48 – 419)10-3 = 16.4 ГДж/смену

Расходы пара и теплоты на нужды горячего водоснабжения

Форма 3

Определение сменных расходов теплоты и пара на отопление зданий и сооружений

Страницы: 1, 2, 3