QПТ = 0,34 ∙ 37670,4 ∙ (20 – (-9)) = 371430,1 Вт.     

Количество теплоты, Qоб, Вт, выделяющееся в здании при работе технологического оборудования и транспортных устройств

                                                      QОБ = QТ + QЭ ,                         (11.13)

где QТ - тепловыделение от оборудования, Вт;

QЭ - тепловыделение от электродвигателей, Вт.

QТ может быть определено по формуле

                                             QТ  = Мn × r × k,                                  (11.14)

где Мn – расход пара, Мn=0,25 кг/с;

r – удельная теплота конденсации пара, r ≈ 2252∙103 Дж/кг;

k – коэффициент, учитывающий потери теплоты через теплоизоляцию аппарата, ориентировочно k ≈ 0,03-0,05.

QТ = 0,25 × 2252 × 103 × 0,04 = 22,52 кВт.

Выделение теплоты (Вт) электродвигателями определяется по формуле

                          QЭ = SNi × k1i × k2i × (1/h1i - 1 + k3i) × 103 ,                   (11.15)

где SNi – суммарная мощность электродвигателей, установленных в здании,кВт,

принимаем SNi=410,8 кВт по данным расчета электротехнической части;

k1i – коэффициент, учитывающий загрузку электродвигателей, k1=0,7-0,98;

k2i – коэффициент, учитывающий одновременность работы электродвигателей, k2=0,5-1,0;

η1 – КПД электродвигателя при полной нагрузке, η1=0,75-0,92;

kЗ – коэффициент, учитывающий какая часть общего фактического расхода энергии переходит непосредственно в теплоту, kЗ=0,1-1,0.

QЭ = 410,8 × 0,8 × 0,7 ∙ (1/0,8 – 1 + 0,5) = 172,5 кВт;

QОБ = 22,52 + 172,5 = 195,02 кВт;

QОТ = 371,4 - 195,02 + 186 = 362,4 кВт.

Годовой расход тепла на отопление Qгод, Дж

                                          QОТ(ГОД) = QОТ · Т · 86400,          (11.16)

где Т - продолжительность отопительного периода, сут;

86400 – количество секунд в сутках.

   QОТ(ГОД) = 362,4 · 201· 86400 = 6293,5 · 106 кДж.

Расход топлива, Вт, т, за отопительный сезон (годовой)

                                Вт = QОТ(ГОД) / (Qнр · ηк · ηт) ×10-3,          (11.17)

где Qнр - низшая теплота сгорания топлива, кДж/кг;

ηк - КПД котельной установки (ηк = 0,85);

ηт - коэффициент, учитывающий потери теплоты теплотрассой (ηт = 0,95).

Вт = 6293,5 · 106 / (35600 · 0,85 · 0,95) · 10-3 = 218,9 тыс. м3

   Требуемая площадь нагреваемых приборов F, м3

                                            FОТ = QОТ  / К · ΔtСР ,                                    (11.18)

где   К – коэффициент теплопередачи нагревательного прибора, Вт/(м2 · град);

Δtср – средняя разность температур.

FОТ = 362400 / (9,76 · 150) = 247,5 м2

Количество секций радиаторов Z, шт, определяется по формуле

                                                 Z = FОТ /f1,                                              (11.19)

где f1 – площадь поверхности нагрева одной секции радиатора, м2, f1 = 0,254 м2.

Z = 247,5 / 0,254 ≈ 975 шт.

11.3 Водоснабжение

Целью расчёта является определение общего расхода воды предприятием в период максимального водопользования согласно [25].

Общий расчётный расход воды предприятием, м3/ч

                               qобщ = qт + qс-б + qпож - qобор ,                                    (11.20)

где qт – расход воды на технологические нужды, м3/ч;

qс-б,qпож – расходы воды на санитарно-бытовые нужды и пожаротушение, м3/ч;

qобор – количество воды, поступающей из системы оборотного водоснабжения, м3/ч.

Расход воды на пожаротушение принимаем из части безопасность и экологичность проекта qпож = 54 м3.

Количество установленных  санитарно-технических приборов Ni, шт.

                                                       Ni = nнр / nio,                             (11.21)

где nнр – число водопотребителей;

nio – количество людей, обслуживаемых одним санитарно-техническим прибором.

Nун = 160/18 + 99/12 ≈ 18 шт;

Nум = 160/72 + 99/48 = 5 шт;

Nдуш = 160/15 + 99/15 = 18 шт.

Максимальный часовой расход воды по цеху определяется по формуле

                                             qоч = 0.001·S qoiч · Ni,                                  (11.22)

qоч = 18 · 0,06 + 5 · 0,45 + 18 · 0,083 = 4,82 м3/ч

qобщ = 16 + 4,82 + 54 – 18,5 = 56,32 м3/ч

Расход воды на нужды горячего водоснабжения в течение часа максимального потребления Qчн, кВт

                                            Qчн = 1,16 qчм(55 - tс),                                   (11.23)

где tс – температура холодной воды, оС.

qчм = 5 · 0,04 + 18 · 0,23 = 4,34 м3/ч

Qчн = 1,16 · 4,34 ∙ (55 - 5) = 251,72 кВт.

11.4 Канализация

Расход вод, сбрасываемых предприятием qст, м3/ч

                                             qст = qпр + qсб  - qоб,                                     (11.24)

где qпр, qсб, qоб – расходы производственных, санитарно-бытовых сточных вод и

воды, забираемой в систему обратного водоснабжения, м3/ч.

                                               qпр = S Прi ∙ qi ,                         (11.25)        

где Прi – производительность предприятия по каждому виду продукции, т/ч;

qi – удельный расход сточных вод при выработке 1 т продукции.

qпр = 2 · 1,5 + 0,9 ∙ 3 = 5,7 м3/ч.

Количество санитарно-бытовых сточных вод определяется

                                               qсб = S Ni ∙ qiс ,                                   (11.26)    

где Ni – количество санитарно-технических приборов;

qiс – количество сточных вод от одного санитарно-технического устройства, м3/ч.

qсб = 5 · 0,15 + 18 ∙ 0,2 + 18 ∙ 1,6 = 33,15 м3/ч;

qст = 5,7 + 33,15 = 38,85 м3/ч.

12 Теплотехнический расчет

12.1 Теплоснабжение

Расчет расхода пара

Расход пара на технологические нужды может быть определен по нормам потребления отдельными аппаратами и машинами или по укрупненным показателям. Расход пара на технологические нужды Д1, кг/ч определяется по формуле

                                  ,                                                       (12.1)

где Pt – часовая производительность по готовой продукции, т/ч;

qt – удельный расход пара, кг/т.

Д1 = 1600 ∙ 0,9 + 1200 ∙ 2,1 = 3960 кг/ч.

Расход пара на отопление Д2, кг/ч рассчитывается по формуле

                                       ,                                       (12.2)

где QОТ – максимальный тепловой расход теплоты на отопление, Вт;

in – энтальпия пара, кДж/кг (при давлении пара 0,07 МПа, in=2666,6 кДж/кг);

ik – энтальпия конденсата, кДж/кг (ik=375,6 кДж/кг);

ηТО – КПД теплообменника (ηТО=0,95).

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

Расход теплоты на отопление здания QОТ, Вт определяется по формуле

                                     ,                                      (12.3)

где Х0 – удельная тепловая характеристика здания, Вт/(м3∙К);

qОТ – удельные теплопотери 1 м3 здания, кДж/м3;

V – объем отапливаемой части, м3;

tП – средняя температура отапливаемого помещения, ˚С (tП=18-20 ˚С);

tН – расчетная зимняя температура наружного воздуха для отопления, ˚С

(tН=-9 ˚С) [26].

 Вт;

 кг/ч.

Расход пара на вентиляцию Д3, кг/ч определяется по формуле

                                     ,                                         (12.4)

где Qв – часовой расход количества теплоты на вентиляцию, Вт.

Расход теплоты на вентиляцию Qв, Вт определяется по формуле:

                                 ,                                (12.5)

где Vв – общее количество вентилируемого воздуха, м3/ч;

Хв – удельная характеристика здания, Вт/(м3∙К);

ρ – плотность воздуха, кг/м3 (ρ=1,2 кг/м3);

с – массовая удельная теплоемкость воздуха, кДж/(кг∙К) (с=1,0 кДж/(кг∙К)).

Общее количество вентилируемого воздуха Vв, м3/ч определяется по формуле

                                     ,                                                        (12.6)

где Пв – процент вентилируемых помещений (Пв=50-60);

V – объем здания, м3,

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

 м3/ч;

 Вт;

 кг/ч.

Расход пара на хозяйственно-бытовые нужды Д4, кг/ч определяется по формуле

                                   ,                                           (12.7)

где Qх/б – количество теплоты на подогрев воды для хозяйственно-бытовых

нужд, Вт.

                                  ,                                        (12.8)

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

с – удельная теплоемкость воды (с=4,19 кДж/(кг∙К));

tн, tк – начальная и конечная температуры воды (tн=10 ˚С, tк=75 ˚С).

 Вт;

 кг/ч.

Суммарный расход пара на производство Дс, кг/ч равен

                            ,                                         (12.9)

Дс = 3960 + 1138,4 + 104 + 100,1 = 5302,5 кг/ч.

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

Возврат конденсата от системы производственного пароснабжения Wк1, кг/ч кондитерской фабрики составляет 80%, тогда

                                           ,                                          (12.10)

Wк1 = 0,8 ∙ 3960 = 3168 кг/ч.

Возврат конденсата Wк4, кг/ч от системы горячего водоснабжения составляет 90 %, тогда

                                           ,                                         (12.11)

Wк4 = 0,9 ∙ 100,1 = 90,1 кг/ч.

Потери конденсата Дп.к., кг/ч составляют

                                      ,                                (12.12)

Дп.к. = 5302,5 – (3168 + 90,1) = 2044,4 кг/ч.

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

                                           В = 1,2 ∙ Дп.к.,                                       (12.13)

В = 1,2 ∙ 2044,4 = 2453,3 кг/ч.

Расход пара на подогрев воды Дп.в., кг/ч равен

                                           ,                                             (12.14)

где i1 – энтальпия воды при t=40 ˚С (168 кДж/кг);

i2 – энтальпия воды при t=5 ˚С (21 кДж/кг);

in – энтальпия пара при 0,6 МПа (2763 кДж/кг);

ik – энтальпия конденсата (669 кДж/кг);

η – КПД парового водонагревателя (η=0,95).

 кг/ч.

Расход пара на деаэрацию воды Даэ, кг/ч равен

                            ,          (12.15)

где iср – средняя энтальпия воды, поступающей в деаэратор, кДж/кг

(iср=433 кДж/кг);

Wn.в. – конденсат от водоподогревателя воды перед химводоочисткой, кг/ч (Wn.в.= Дn.в.).

 кг/ч.

Общая потребность котельной в паре Дк, кг/ч

                                        Дк = Дс + Дп.в. + Даэ ,                               (12.16)

Дк = 5302,5 + 181,3 + 804,1 = 6287,9 кг/ч.

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

                                            Добщ = Дк ∙ 1,1 ,                                            (12.17)

Добщ = 6287,9 ∙ 1,1 = 6916,7 кг/ч.

Расчет тепловой схемы котельной  в летний период.

Суммарный расход пара на производство Дс, кг/ч равен:

Дс = 3960 + 100,1 = 4060,1 кг/ч.

Потери конденсата Дп.к., кг/ч составляют

Дп.к. = 4060,1 – (3168 + 90,1) = 802 кг/ч.

Расход сырой воды В, кг/ч для покрытия потерь конденсата

В = 1,2 ∙ 802 = 962,4 кг/ч.

Расход пара на подогрев воды Дп.в., кг/ч равен

 кг/ч.

Расход пара на деаэрацию воды Даэ, кг/ч равен

 кг/ч.

Общая потребность котельной в паре Дк, кг/ч

Дк = 4060,1 + 71,1 + 483,6 = 4512,5 кг/ч.

Расчетная потребность в паре Добщ, кг/ч (для летнего периода) будет

Добщ = 4614,8 ∙ 1,1 = 5076,3 кг/ч.

Выбор паровых котлов

Выбор типа и количества котлов для обеспечения всех нужд предприятия производится из такого расчета, чтобы они обеспечили максимальную потребность в зимний период работы, а в летний период была возможность поочередного капитального ремонта котлов. Подбор котлов производится по их паро- и теплопроизводительности. Если в справочной литературе приведена площадь поверхности F, м2 нагрева определяется по формуле

                                             ,                                        (12.18)

где Добщ – расчетная потребность в паре для зимнего периода, кг/ч;

      х – коэффициент запаса, х=1,1-1,2;

      qк – удельный парообъем, кг/(м2∙ч) (qк=30-40 кг/(м2∙ч) в зависимости от котла

      и вида топлива).

           м2.

По рассчитанной пощади нагрева выбираем из [27] 2 котла ДКВР 10-13-250 с площадью поверхности нагрева 255,4 м2.

12.2 Холодоснабжение

         Расчет расхода холода по фабрике

         Суточный расход холода Qс, Вт определяется:

                                   Qc = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 ,                     (12.19)

где Q1 – расход холода на технологические нужды, Вт;

      Q2 –расход холода на теплопередачу через внешние ограждения холодильной камеры, Вт;

    Q3 – расход холода на хранение сырья, Вт;

    Q4 – расход холода на кондиционирование воздуха, Вт;

    Q5 – расход холода на эксплуатационные нужды, Вт.

Расход холода на технологические нужды Q1, Вт рассчитывается по сумме расхода на отдельные потребители или по указанным показателям на 1 т готовой продукции

                                                      Q1 = G ∙ q ,                               (12.20)

где G – суточная выраб+тка продукции, Вт;

       q – расход холода на 1 готовой продукции.

          Q1 = 14 ∙ 406000 + 32 ∙ 104400 = 9024800 Вт.

          Расход количества холода на теплопередачу через внешние ограждения холодильной камеры Q2, Вт равен

                                           ,                                (12.21)

где  - количество теплоты, предаваемое через внутренние стены, Вт;

       - количество теплоты, передаваемое через потолок, Вт;

       - количество теплоты, передаваемое через пол, Вт.

                                        ,                      (12.22)

где КI-III – коэффициент теплопередачи, Вт/(м2∙град), (КI=0,41, КII=0,44,KIII=0,58);

      FI-III – площадь поверхности стен, потолка, пола, м2;

      tн – температура наружного воздуха, ˚С (tн=25 ˚С);

      tк – температура наружного воздуха, ˚С (tк=4 ˚С).

           Вт;

           Вт;

           Вт.

          Q2 = 1487,8 + 665,3 + 877 = 3030,1 Вт.

Расход холода на хранение сырья в холодильной камере Q3, Вт

                                        ,                       (12.23)

где  - расход холода на хранение отдельных видов скоропортящегося сырья.

                                           ,                       (12.24)

где GI-n – суточный расход сырья, кг;

       сI-n – удельная теплоемкость сырья, кДж/(кг∙К);

       tH, tk – начальная и конечная температуры охлаждаемого сырья, ˚С (tH=15 ˚С,

       tк=4 ˚С).

          Вт;

           Вт;

           Вт;

           Вт;

           Вт.

Расход холода на кондиционирование воздуха Q4, Вт определяется по формуле:

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25