Расчет теплоснабжения. 2

МИНИСТЕРСТВО  СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФГОУ  ВПО ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИНСТИТУТ  ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ И АВТОМАТИЗАЦИИ  СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА  

КАФЕДРА «ТРАКТОРЫ И АВТОМОБИЛИ» 
 
 
 
 

КУРСОВАЯ  РАБОТА

по Теплотехнике

НА ТЕМУ: Расчет теплоснабжения объектов пищевой промышленности 
 
 

           Выполнил: 
 

           Проверил:  
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Благовещенск 2009 г. 
 

Содержание 

1. Введение…………………………………………………………………………………3  

2. Исходные данные  для расчетов………………………………………………………..4  

3. Определение  теплопотерь помещениями по укрупненным   измерениям…………..5 

4. Расход теплоты на горячее водоснабжение…………………………………………...6  

5. Выбор теплоносителя…………………………………………………………………...9 

6. Регулирование  отпуска теплоты котельной (построение  графика температур воды в тепловой сети)……………………………………………………………………………9 

7. Построение  годового графика тепловой нагрузки…………………………………..10

8. Подбор котлов………………………………………………………………………….15  

9. Схема теплоснабжения  предприятия от собственной котельной…………………..16 

10. Расчет калорифера……………………………………………………………………17 

11. Расчет вентиляторов………………………………………………………………...19 

12. Расчет холодильника…………………………………………………………………24 

13. Расчет теплообменника………………………………………………………………29 

14. Список используемой  литературы…………………..……………………………36 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ВВЕДЕНИЕ

    Около 20% всей тепловой энергии, потребляемой хозяйством 
страны, расходуется на нужды сельского хозяйства. Она расходуется на 
отопление, вентиляцию, горячее водоснабжение производственных, 
жилых       и   общественных       зданий, создание       искусственного

микроклимата  в животноводческих и птицеводческих помещениях, сооружениях защитного грунта, применяется при производстве и тепловой обработке кормов для животных и птицы, используется для сушки сельскохозяйственных продуктов, получения искусственного холода и на другие цели. Поэтому непрерывное совершенствование условий эксплуатации, ремонта и обслуживание теплотехнического оборудования, систем теплоснабжения и теплоиспользования оказывает большое влияние на развитие всех отраслей сельского хозяйства.

    Выбор систем теплоснабжения, а также теплового  оборудования, должен проводиться с учетом характера, особенностей и величин тепловых нагрузок. Правильно подобранное оборудование значительно уменьшает расход тепловой энергии. Экономия топливно-энергетических ресурсов возможно за счет использования возобновляемых и вторичных энергоресурсов. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ВАРИАНТ 7,2 

Шимановский район: =96,5 кПа; =-30 ; =-16 ; =+25

Исходные данные:

количество работающих на предприятии человек, m – 120

количество часов  зарядки баков-аккумуляторов, - 2

количество душевых стенок,n – 1

число посадочных мест в столовой, в – 20

параметры теплоносителя  воды, , - 95/70

количество технологических  машин, n – 2

количество первичного сырья, кг – 3500

количество бутылок  и банок, n – 850

производительность, m, кг/ч – 4400

максимальное  давление пара, , МПа – 0.6

температура начальная, , - 11

температура конечная, , - 45 

1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОПОТЕРЬ  ПОМЕЩЕНИЯМИ ПО  УКРУПНЁННЫМ ИЗМЕРЕНИЯМИ 

1.1 Расход теплоты  на отопление

     Для определения тепловой мощности котельной расчет теплопотерь можно произвести, пользуясь приближенный методом. Расчет ведут в соответствии с рекомендациями СНиП П-36-73.

     Максимальный тепловой поток, расходуемый на отопление Q , Вт, определяем отдельно для всех видов помещений, указанных в таблице 1 (кроме данных для калориферов).

где     - удельная отопительная характеристика Вт/(м )

           - объем помещения по наружному обмеру, м

             -  температура в помещении,

            - средняя зимняя температура наружного воздуха,

          - поправочный коэффициент

Влияние разности температур на значение     учитываем поправочным коэффициентом, который определяем по формуле

где - расчетная зимняя вентиляционная температура,

Общий расход на отопление 

1.2 Расход теплоты  на вентиляцию

Максимальный  тепловой поток, расходуемый на вентиляцию, , Вт, Определяем отдельно для всех видов помещений,

где - удельная вентиляционная характеристика здания, Вт/(м )

Общий расход на вентиляцию

2 РАСХОД ТЕПЛОТЫ  НА ГОРЯЧЕЕ ВОДОСНАБЖЕНИЕ

2.1 Водозаборные каналы

Определяем расход теплоты на горячее водоснабжение водозаборных кранов общего пользования

где С - удельная теплоемкость воды, принимаемая 4,19 кДж/(кг )

       m -  работающих на предприятии человек

       а  - норма расхода горячей воды  на одного потребителя, л/сут,

       - температура горячей воды, равная 55

       - расчетная температура холодной воды, принимаемая в зимний период 5

       - количество часов зарядки баков-аккумуляторов в системе горячего водоснабжения в сутки

2.2 Душевые кабины

Определяем расход теплоты на горячее водоснабжение  душевых кабинок 

где n – количество душевых сеток

       - количество часов работы душевой в сутки, =1 ч.

2.3 В столовой для  приготовления пищи 

Определяем расход на горячее водоснабжение для  приготовления пищи

где а – среднесуточная норма расхода горячее воды в столовой на одно блюдо, л/сут

       в – число посадочных мест

       - плотность воды, 1000 кг/ м

2.4 В столовой для  технологического  оборудования

Определяем расход теплоты на горячее водоснабжение в столовой на мытьё посуды

где а – среднесуточная норма расхода горячей воды в столовой на одно технологическое оборудование, л/сут,

2.5 На технологические  нужды

Определяем расход теплоты на горячее водоснабжение отдельно для мытья и дезинфекции технологического оборудования; мытья первичного сырья , бутылок и банок

где а – среднесуточная норма расхода горячей воды на мытьё и дезинфекцию

            на одну машину, мытьё первичного сырья для 1 кг, мытьё бутылок и

          банок для одной штуки, л/сут,

      n – количество технологических машин, первичного сырья, бутылок и банок

Общий расход на горячее водоснабжение

2.6 На технологическое  оборудование

Тепловая обработка  продуктов производится паром. Расход теплоты на оборудование определяем по уравнению отдельно для всех видов обработки, согласно специальности

где m – производительность всего однотипного оборудования, кг/ч

       - удельная теплоемкость продукта,  кДж/(кг )

        - начальная температура продукта,

        - конечная температура продукта,

Общий расход на технологическое оборудование

Общий расход на горячее водоснабжение и технологическое оборудование

3. ВЫБОР ТЕПЛОНОСИТЕЛЕЙ 

         Расчетные параметры по температуре воды в подающем трубопроводе тепловой сети принимаем С или и в обратном - , согласно исходным данным. Для технологических нужд применяется перегретый пар, температура которого зависит от марки парового котла. 

4. РЕГУЛИРОВАНИЕ ОТПУСКА ТЕПЛОТЫ 

      При теплоснабжении жилых, общественных, производственных и других сооружений регулирование теплового режима обычно ведем по отопительной нагрузке. Температуру теплоносителя изменяем в соответствии с температурным графиком, который строим в зависимости от расчётных температур наружного воздуха.

      При построении данного графика исходим из аналитических зависимостей температуры воды в подающем и обратом трубопроводах, и от наружной температуры воздуха. Так как эти зависимости близки к линейным, то график строим следующим образом. Пусть теплоноситель имеет параметры      95/70 и климатический район с температурой .

      По оси абсцисс откладываем значение наружной температуры, а по оси ординат температуру теплоносителя. Расчетная внутренняя температура совпадает с началом координат и равна +18 .

      На пересечении перпендикуляров,  восстановленных из соответствующих температур, определяем точки А и В, с началом координат получим график изменения температуры прямой и обратной воды в зависимости от температуры наружного воздуха . При наличии нагрузки горячего водоснабжения температуры теплоносителя в подающей линии сети открытого типа не должна опускаться ниже 60 , поэтому температурный график для подающей воды имеет точку излома С, левее которой температура  теплоносителя остается величиной постоянной. Подачу теплоты на отопление при регулирует изменением расхода теплоносителя.

       Минимальная температура обратной воды определяем путем пересечения перпендикуляра, восстановленного из точки С к оси абсцисс, и графика обратной воды, точка Д.

       Перпендикуляр, восстановленный  из точки, соответствующей расчетной  наружной вентиляционной  температуре  , пересекает прямые АС и ВД в точках Е и F, показывающих максимальные температуры прямой и обратной воды для систем вентиляции. 

5. ПОСТРОЕНИЕ ГОДОВОГО ГРАФИКА ТЕПЛОВОЙ НАГУЗКИ 

     Годовой  расход теплоты на все виды  теплопотребления может быть  подсчитан по аналитическим уравнениям, но удобнее определять его графически из годового графика тепловой нагрузки, который необходим также для установления режимов работы котельной в течение всего года.

    Такой  график строят в зависимости  от длительности действия в данной местности различных наружных температур.

    График  строится следующим образом. В  правой части его по оси абсцисс откладываем продолжительность работы котельной (в часах), в левой части – температуру наружного воздуха; по оси ординат откладываем расход теплоты.

Откладываем по оси ординат суммарный максимальный поток теплоты. Для этого на оси  ставим точку, которая будет соответствовать  сумме всех полученных расходов теплоты

Замеряем полученный отрезок от начала координат до поставленной точки и обозначаем его ℓ .

    Найдем  масштаб для оси расхода теплоты,  Вт/мм, 

Для того чтобы  отложить на оси все полученные в  пунктах 1 и 2 расходы теплоты, надо найти длины (в мм), согласно полученному масштабу 

   Откладываем от начала координат  полученные длины расхода теплоты на все нужды хозяйства.

    В  левой части по оси абсцисс  откладываем температуры наружного воздуха. Началом является , а крайняя точка – усредненная расчетная внутренняя температура производственных и общественных помещений . Замеряем длину от начала координат до точки, соответствующей  .

    Находим  масштаб оси температур, /мм, 

Определяем длины (в мм) соответствующие температурам 8 , 0 ,-5 , -10 ,-15 , -20 ,-25 ,-30 и . 

       Откладывается от начала координат полученные длины наружной температуры число часов отопительного сезона (с нарастающим потом), которые берем из таблицы 
 

       Находим масштаб , ч/мм, оси продолжительности работы котельной. Для этого замеряем длину от начала координат до самой удаленной точке 8760 часов (период работы котельной равен 365 дней) 

                                            ;                        ;

Определяем длины (в мм) остальных часов отопительного  периода согласно таблице

      Откладываем от начала координат  полученные длины часов отопительного  сезона (с нарастающим итогом), сверху  отмечаем соответствующие наружные  температуры.

       Строим график изменения расхода  теплоты на отопление жилых  и общественных зданий в зависимости от наружной температуры. Для этого найденную на оси ординат точку равную сумме всех полученных расходов теплоты соединяем прямой с точкой, соответствующей температуре наружного воздуха, равной усредненной расчетной внутренней температуре производственных и общественных помещений . Так как начало отопительного сезона принято при температуре , то линия 1 графика до этой температуры показана пунктиром.

 Расход теплоты  на вентиляции производственных и общественных помещений в функции , представляет собой наклонную прямую 3 от до заданной вентиляционной температуры .

         При более низких температурах  к приточному воздуху подмешивается  воздух помещения, то есть происходит рециркуляция, а расход теплоты остается неизменным. Поэтому построение графика начинаем с того, что проводим из точки расхода теплоты на вентиляцию прямую линию, параллельную оси абсцисс до линии перпендикулярной  .  А точку, полученную пересечением выше указанных линий соединяем с .  До линия 3 графика также оказана пунктиром, как и линия 1.

         Расходы теплоты на горячее  водоснабжение и технологические нужды не зависит  от наружной температуры. Общий график по этим видам теплопотребления изображен прямой 3. Эта линия  начинается с точки расхода горячего водоснабжения и идет параллельно оси абсцисс и заканчивается на температуре начала отопительного сезона +8 .

         Суммарный график расхода   теплоты в зависимости от температуры  наружного воздуха строим следующим  способом. На линиях, проведенных  вертикально наружным температурам, суммируем все три отрезка, пересекающие эти линии, и сумму откладываем от начала отсчета. Затем соединяем полученные точки. Это будет ломанная линия 4 с точкой излома, соответствующей температуре .

        Построим график тепловой нагрузки  за отопительный период. Для этого  из точек числа часов отопительного сезона проводим вертикальные линии. Далее на эти линии из суммарного графика расхода теплоты при тех же наружных температурах. Полученные, ограниченная осями координат, кривой 5 и горизонтальной линией 6, показывающая летнюю нагрузку на горячее водоснабжение, выражает годовой расход теплоты всем потребителями, кВт,

 где F – площадь годового графика тепловой нагрузки, мм²;

        , - масштабы расходы теплоты времени котельной, соответственно Вт/мм и ч/мм.

6. ПОДБОР КОТЛОВ

Паровые котлы  обеспечивают паром технологические  нужды производства, системы отопления.  Паровые котлы характеризуются тремя основными параметрами: номинальной паропроизводительностью (кг/ч; т/ч), номинальным давлением (Па, кПа, кгс/см ) и номинальной температурой пара ( ). Расход пара D, кг/ч, подсчитываем отдельно для отопления, вентиляции, горячего водоснабжения и оборудования

где Q – расход теплоты на отопление, вентиляцию, горячее водоснабжение

             и оборудование, кВт;

     - коэффициент использования тепла; на отопление и оборудование =0,95;

              горячее водоснабжение =0,92; вентиляцию =0,9;

  h”,h’ – соответственно энтальпия сухого насыщенного пара и кипящей

            жидкости для систем отопления, вентиляции и горячего водоснабжения

              при =95 или =150 и =55 ; для технологического

              оборудования при заданном максимальном давлении, которое выбираем