Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Тепловая нагрузка

РАСЧЁТНАЯ ЧАСТЬ

1.РАСЧЁТ ТЕПЛОВОЙ НАГРУЗКИ.

Расчётную тепловую нагрузку котельной отопительно-производственного типа определяют отдельно для холодного и тёплого периодов года. В зимнее время она складывается из максимальных расходов теплоты на все виды теплопотребления:

где – коэффициент запаса, учитывающий потери теплоты в тепловых сетях, расход теплоты на собственные нужды котельной и резерв на возможное увеличение теплопотребления хозяйством;

- максимальные потоки теплоты, расходуемой всеми потребителями системы теплоснабжения соответственно на отопление, вентиляцию, горячее водоснабжение и технологические нужды, Вт.

В летнее время нагрузку котельной составляют максимальные расходы теплоты на технологические нужды и горячее водоснабжение:

Расход теплоты на отопление и вентиляцию.

Максимальный поток теплоты (Вт), расходуемой на отопление жилых и производственных зданий и подогрев воздуха в приточной системе вентиляции:

где - Расход теплоты на отопление соответственно жилых, общественных и производственных зданий.

где - удельная отопительная характеристика здания;

- строительный объём здания;

- средняя расчётная температура воздуха, характерная

большинства помещений здания;

- расчётная зимняя температура наружного воздуха;

- поправочный коэффициент, учитывающий влияние расчётной

разности температур.

Найдём расход теплоты на отопление и вентиляцию для:

Расход теплоты на производственные здания определяется по формуле:

Максимальный поток теплоты, расходуемый на отопление общественных зданий, определим по формуле:

где- расход теплоты на все жилые здания

Расход теплоты на вентиляцию общественных зданий определяем по формуле:

Расход теплоты на вентиляцию производственных зданий определяем по формуле:

где - расчетная зимняя вентиляционная температура наружного воздуха

- Вентиляционная характеристика здания, Вт/(м³∙⁰С)

Суммарный расход теплоты на вентиляцию определяется по формуле:

Расход теплоты на горячее водоснабжение

Средний поток теплоты, расходуемый за отопительный период на горячее водоснабжение жилых и общественных зданий:

где - укрупнённый показатель среднего потока теплоты, расходуемой на горячее водоснабжение одного человека с учётом общественных зданий посёлка, =376 (Вт)

- число жителей (из расчёта 4 человека в одной квартире).

Максимальный поток теплоты, расходуемый на горячее водоснабжение жилых и общественных зданий:

Максимальный поток теплоты, расходуемый на горячее водоснабжение производственных зданий:

где - часовой расход горячей воды, (м³/ч)

- плотность воды (983 кг/м³),

- удельная теплоёмкость воды, равная 4,19 кДж/(кг∙ºС),

- расчётная температура горячей воды, равная 55 ºС,

- расчётная температура холодной воды 5 ºС,

где - число душевых сеток (2 сетки на каждое производственное здание),

- расход воды на 1 душевую сетку, равную 250 л/ч,

Максимальный поток теплоты, расходуемый на горячее водоснабжение в животноводческих помещениях:

где - коэффициент неравномерности потребления горячей воды в течение су ток, равный 2,5; - число животных данного вида в помещении; - среднесуточный расход воды на одно животное, =5кг

Определим суммарный расход на горячее водоснабжение по формуле:

Поток теплоты, расходуемый на горячее водоснабжение жилых, общественных и производственных зданий в летний период, по отношению к отопительному снижается и определяется:

Расход теплоты на технологические нужды.

Расчётный поток теплоты, расходуемой на технические нужды ремонтных мастерских и гаражей, находим по формуле:

где - коэффициент спроса, равный 0,6…0,7;

- энтальпия пара, кДж/кг;

- коэффициент возврата конденсата или обратной воды, обычно принимаемый равным 0,7

- энтальпия возвращаемого конденсата или обратной воды,

Поток теплоты, расходуемый на технологические нужды животноводческих помещений, определяют по укрупнённым нормам расхода пара и горячей воды на тепловую обработку кормов:

где - коэффициент неравномерности потребления теплоты на технологические нужды в течение суток, принимают равным 4;

- число видов корма;

- количество подлежащего тепловой обработке корма данного вида в суточном рационе животных, кг;

- удельный расход пара или горячей воды на обрабатываемый корм данного вида, кг/кг;

- энтальпия используемого пара или горячей воды, кДж/кг.

Пастеризация молока и пропаривание молочных фляг:

Суммарный поток теплоты, расходуемый на технологические нужды, определяем по формуле:

Расчёт общего расхода тепла в отопительный сезон:

Рассчитаем летнюю нагрузку котельной:

Построение годового графика тепловой нагрузки

Средневзвешенная расчётная температура.

где , ,…,- объёмы зданий по наружному обмеру, м³;

,,…, - расчётные внутренние температуры в этих зданиях,⁰С.

Определяем площадь годового графика нагрузки

Определяем годовой расход всеми потребителями, (ГДж/год):

Годовой график тепловой нагрузки

Расход теплоты:

1- на отопление жилых и общественных зданий;

2- на отопление производственных зданий;

3- на вентиляцию общественных зданий;

4- на вентиляцию производственных зданий;

5- на горячее водоснабжение и технологические нужды;

6- суммарный график расхода теплоты;

7- график тепловой нагрузки за отопительный период;

8- нагрузка летнего периода.

2. ВЫБОР ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ.

Согласно СНиП 2.04.07-86 «Тепловые сети. Нормы проектирования» при централизованном теплоснабжении для отопления, вентиляции, горячего водоснабжения и, если возможно, для технологических целей в качестве теплоносителя должна использоваться вода.

Температура воды в подающем трубопроводе тепловой сети принимается

95 ⁰С, а в обратном трубопроводе 70 ⁰С. Температура пара - 115⁰С.

3. ПОДБОР КОТЛОВ

Расчётную тепловую мощность котельной принимают по тепловой нагрузке для зимнего периода:

где - суммарная тепловая мощность всех котлов,

установленных в котельной, кВт.

Выберем паровые котлы по летней нагрузке:

Выберем водогрейные котлы по следующей формуле:

Принимаем к установке:

4 водогрейных котла “Энергия -6 ”, тепловой мощностью 738 кВт.
2 паровых котла “Минск - 1 ”, тепловой мощностью 430 кВт;

4. РЕГУЛИРОВАНИЕ ОТПУСКА ТЕПЛОТЫ КОТЕЛЬНОЙ.

5. ПОДБОР ПИТАТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ И СЕТЕВЫХ НАСОСОВ.

Бесперебойное снабжение паровых котлов водой обеспечивается питательными устройствами, к которым относятся конденсатные и питательные баки и насосы.

Для паровых котлов низкого давления (избыточное давление пара до 68,7 кПа) применяются питательные баки, одновременно выполняющие функции и конденсатных баков. В них поступают конденсат, возвращаемый от потребителей, и питательная вода, восполняющая потери конденсата.

Паропроизводительность паровых котлов (кг/ч):

где - тепловая мощность всех паровых котлов, Вт;

- энтальпия пара, для избыточного давления 68,7 кПа равная 2660 кДж/кг. Энтальпия воды зависит от её температуры h=4,19t. Конденсат пара, являющийся питательной водой для парового котла, имеет температуру 70ºС,

Расход питательной воды:

где - расчётная паропроизводительность всех котлов, кг/ч;

- продувка котлов, % (при питании котлов химически очищенной водой = 0.5 …3.0 %)

Вместимость питательных баков (м³) из расчёта часового запаса воды:

В качестве питательных насосов устанавливают два центробежных насоса с электроприводом (рабочий и резервный). Подача каждого насоса должна быть не менее 110 % суммарной максимальной паропроизводительности всех котлов, т.e.

Выбираем насос типа 2ПМ-1,6/20

Подача, м³/ч	Напор, кПа	КПД, %
1,6	1960	46

Мощность (кВт), потребляемая насосом с электроприводом:

где - подача насоса, м³/ч;

- давление, создаваемое насосом, кПа;

- КПД насоса.

Для принудительной циркуляции воды в тепловых сетях в котельной устанавливают два сетевых насоса с электроприводом (один из них резервный). Подача сетевого насоса (м³/ч), равная часовому расходу сетевой воды в подающей магистрали:

где - расчетная тепловая нагрузка, покрываемая теплоносителем - водой, Вт;

- тепловая нагрузка, покрываемая паром, Вт;

- тепловая мощность, потребляемая котельной на собственные нужды (подогрев и деаэрация воды, отопление вспомогательных помещений и др..);

и - расчетные температуры прямой и обратной воды, °С;

- плотность обратной воды (при =70ºС, =977,8 кг/м³).

Найдем тепловую нагрузку, покрываемую паром,

Тепловая мощность, потребляемая котельной на собственные нужды, находится по формуле:

Выбираем сетевой насос типа 4КМ-12

Подача, м³/ч	Напор, кПа	КПД, %
120	275	75

Находим мощность (кВт), потребляемую насосом с электроприводом:

Подпиточные насосы компенсируют разбор воды из открытых тепловых сетей на горячее водоснабжение и технологические нужды, а также восполняют утечки сетевой воды, составляющие 1..2% часового расхода. Подача подпиточного насоса (м³/ч):

где - расчетная тепловая нагрузка горячего водоснабжения, (по формуле без учёта пара)

- часть расчетной технологической нагрузки, покрываемой теплоносителем водой, Вт;

и - расчетная температура горячей и холодной воды, равные соответственно 55 и 5 °С;

- плотность подпиточной воды, можно принять равной , кг/м³

Выбираем подпиточный насос типа 1,5К-6б

Подача, м³/ч	Напор, кПа	КПД, %
4.5	126	50

Мощность (кВт), потребляемая насосом с электроприводом:

6. РАСЧЕТ ВОДОПОДГОТОВКИ

В производственно-отопительных котельных получила распространение докотловая обработка воды в натрий-катионитовых фильтрах с целью ее умягчения. Объем катионита (м³), требующийся для фильтров:

где - расчетный расход исходной воды, м³/ч;

- период между регенерациями катионит (принимают равным 8…24 ч);

- общая жесткость исходной воды, мгэкв/кг;

- обменная способность катиононита, гэкв/м³ (для сульфоугля

Е = 280...300 гэкв/м³).

Расчетный расход исходной воды (м³/ч):

где - расход воды на регенерацию 1 м³ катионита, м³;

- расход исходной воды, м³/ч.

Для водогрейной котельной он равен количеству воды, подаваемой подпиточным насосом:

Для паровой котельной:

- расход питательной воды;

- коэффициент возврата конденсата.

Для водогрейной котельной:

Для паровой котельной:

Расчетная площадь поперечного сечения одного фильтра:

где - высота загрузки катионита в фильтре, равная 2...3 м;

- число рабочих фильтров(1...3).

Выбираем два фильтра без солерастворителя.

Фильтр

Диаметр, мм

Высота слоя

катионита, м

Площадь поперечного

сечения, м²

450

0,17

7. РАСЧЕТ ТЕПЛОВОЙ СХЕМЫ КОТЕЛЬНОЙ

Принципиальная тепловая схема водогрейной котельной с отпуском теплоты в открытые тепловые сети: 1 - эжектор; 2 - деаэратор; 3 - подогреватель химически очищенной воды; 4 — фильтр химической водоочистки; 5 -котел; 6 — подогреватель исходной воды; ЭН, ПН, РН и СН — насосы соответственно зжекторный, подпиточный, рециркуляционный и сетевой.

Определение температуры и расхода воды в различных элементах тепловой схемы:

Температура смешанной воды:

где - расход воды в подающей магистрали;

- расход воды в линии подпитки;

расход воды в обратной магистрали, м³/ч;

- температура воды в обратной магистрали, ºС;

- температура подпиточной воды, ºС.

Расход воды на перепуск:

где и - плотность воды на выходе из котла и в подающей магистрали;

- проектная температура воды за котлом, (равная 115 ºС);

Расход воды в линии рециркуляции:

Температура воды на входе в котёл:

где (ºС);

Расход воды через котлы:

Проверка:

Расчет тепловой схемы выполнен, верно

8. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ РАБОТЫ КОТЕЛЬНОЙ

Часовой расход топлива:

где - расчётная тепловая мощность котельной, Вт;

- удельная теплота сгорания топлива, кДж/м³;

- КПД котлоагрегата.

Часовой расход удельного топлива:

Годовой расход топлива:

где - годовой расход теплоты всеми потребителями (ГДж/год)

Годовой расход условного топлива

Удельный расход топлива:

Удельный расход условного топлива:

Коэффициент использования установленной мощности котельной:

где- суммарная тепловая мощность котлов, установленных в котельной, МВт

- число часов в году

Список литературы

1.Захаров А.А. Курсовое проектирование по теплотехнике, ВГСХА. Волгоград, 2003

2.Захаров А.А. Применение теплоты в сельском хозяйстве. М: Агропромиздат, 1986

3.Захаров А.А. Практикум по применению теплоты и теплоснабжению в сельском хозяйстве. М: Колос, 1995.

Задание на курсовой проект.

СОСТАВ КУРСОВОГО ПРОЕКТА:

1. Расчётная часть

1.1. Расчёт тепловой нагрузки

1.2. Построение годового графика тепловой нагрузки

1.3. Выбор теплоносителя и подбор котлов

1.4. Построение графика температур воды в тепловой сети

1.5. Подбор питательных устройств и сетевых насосов

1.6. Расчёт тепловой сети котельной

1.7. Технико-экономические показатели работы котельной

2. Графическая часть (включает план и продольный разрез котельной, ее тепловую схему) выполняется в карандаше на 1 листе чертежной бумаги формата А1.

Потребители теплоты

Таблица 1

Жилые дома							Производственные здания
Вариант	12 квартирные		8 квартирные	4 квартирные	2 квартирные	1 квартирные	Ремонтная мастерская	Гараж на 25 автомашин	Коровник на 200 коров	Коровник на 400 коров	Телятник на 228 голов	Свинарник-маточник на 100 голов	Птичник на 1000 кур
	Строительный объем зданий VH, м3
	2460	1650		1240	470	340	15240	4470	7350	13950	4205	4850	2330
3	4	6		-	14	16	-	1	-	1	-	1	-

Таблица 2

Климатические условия и топливо

Вариант

Климатические условия

Каменный уголь q,

кДж/кг

°с

Пот,

сут

донецкий

-25

182

22930

Министерство сельского хозяйства РФ.

Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия.

Кафедра: «Автомобили, тракторы и теплотехника»

Дисциплина: «Теплотехника»

Курсовая работа

тема: «Отопительно-производственная котельная сельскохозяйственного назначения»

Выполнил: студент группы Эл-31

Корниенко А.А.

Проверил: Косырева

Волгоград 2011