Теплоснабжение предприятий по переработке животноводческого сырья

В связи со спецификой переработки животноводческого сырья применение влажного насыщенного пара с соответствующей данному давлению температурой не допускается. Поэтому необходимо предусмотреть возможность снижения давления и соответственно температуры пара перед подачей в технологические аппараты посредством применения редукционных устройств, в которых происходит дросселирование пара (рис. 6, процесс ВГ).

Давление пара в технологических аппаратах отдельных цехов принимается по табл. 7, в которой приведены также доля расходуемого в них «глухого» пара и доля «продетого» пара ХПП в образующейся пароконденсатной смеси. При этом падение давления в аппаратах (рис.6, процесс ГД) составляет от 5 до 10%. Энтальпия пароконденсатной смеси в точке Д определяется при давлении РД по формуле:

hПКС= h' + rХПП  , кДж/кг.

Для повышения экономичности системы сбора конденсата пароконденсатую смесь целесообразно использовать в качестве греющего теплоносителя в утилизационном теплообменнике, предназначенном для подогрева вод, используемой для шпарки туш и шерстных субпродуктов и в других технологических процессах, до температуры 85…95°С. При этом происходит полная конденсация пароконденсатной смеси с последующим переохлаждением конденсата до температуры 75…80°С (рис. 5, точка Е). Энтальпия конденсата определяется по формуле:

hк=скtк  , кДж/кг,

где св – теплоёмкость конденсата, кДж/кг (табл. 6).

Водоподогреватели систем отопления и горячего водоснабжения устанавливаются в центральном теплопункте непосредственно в котельной. В зависимости от расчетной температуры наружного воздух для самой холодной пятидневки года (табл. 8) температуры прямой и обратной воды отопления определить по графику (рис. 7). Температуру конденсата после водоподогревателя (рис. 5, точка Ж) принять на 35…45°С выше температуры обратной воды отопления. Температуру конденсата после водоподогревателей системы горячего водоснабжения (рис.5, точка З) принять на 25…35°С выше температуры горячей воды tгв, которая должна составлять 65…70°С. Потери давления пара в водоподогревателях принять равными 10%

Температура пара, поступающего в водоподогреватели (рис. 5, точка Б), определяется при условии его дросселирования до давления 700 кПа (табл. 6).

Определить степень переохлаждения конденсата в точках Е (после утилизационного теплообменника), точках Ж и З (после водоподогревателей систем отопления и горячего водоснабжения) и в точке И (на конденсатопроводе от сторонних потребителей). Степень переохлаждения конденсата определяется по формуле:

Δt=tн – tк , °С,

где tн – температура насыщенного пара при давлении на выходе из таплообменного аппарата (табл. 6).

Давление от возвращаемого от сторонних потребителей конденсата принять равным 2…2,5 ати.

1.       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. Распределительный паровой коллектор.

Принимаем давление пара в точке А равным 1 МПа, а степень сухости Х=0,9. из таблицы 6 берем значения t, h', r, соответствующие значению давления Р=1 МПа.

hx – энтальпия влажного насыщенного пара, кДж/кг;

h' – энтальпия кипящей воды, кДж/кг;

r – теплота парообразования кДж/кг;

РА=1 МПа

ХА=0,9

h'А=762,6 кДж/кг

rА=2014,4 кДж/кг

tА=179,88°С

hА= h'А+ rА* ХА=762,6 + 2014,4*0,9=2676,28 кДж/кг

Точка Б. Подающий паропровод в водоподогревателе для нужд горячего водоснабжения и отопления.

Давление при условии его дросселирования.

РБ=700кПа=0,7 МПа

hБ= hА=2676,28 кДж/кг

h'Б=697,1 кДж/кг

rБ=2065,8 кДж/кг

tБ=164,96°С

ХБ= (hБ- h'Б)/ rБ=(2676,28 - 697,1)/2065,8=0,958

Точка В. Паропровод на входе в производственный корпус.

Давление понижается, температура уменьшается в зависимости от расстояния до производственного корпуса. Потери давления Рпот на 100 метров паропровода принимаем 8-10 кПа (принимаем 10кПа).

Так как длина паропровода 200 метров, то:

                                          100 м – 10 кПа

                                          200 м – х кПа, отсюда х=20кПа=0,02МПа

РВ= РБ - Рпот =1 – 0,02= 0,98 МПа

Потери энтальпии пара принимаются равными от 1 до 1,5% на 100 метров паропровода (принимаем 1,3%)

                                          100 м – 1,3%

                                          200 м – х %, отсюда х=2,6%.

hВ= hА*Х=2676,28*0,98=2622,75 кДж/кг

По РВ из таблицы 6 находим:

h'В=758,46 кДж/кг

rВ=2021,3 кДж/кг

tВ=179,81°С

ХВ= (hВ- h'В)/ rВ=(2622,75 - 758,46)/ 2021,3=0,92

Точка Г.

Давление пара в технологических аппаратах отдельных цехов принимаем по таблице 7, в которой также приведены доля расходуемого в них «глухого» пара аГП и доля «пролетного» пара ХПП в образующейся пароконденсатной смеси.

Г1 – паропровод в тепловом узле цельно- и кисломолочного цеха;

Г2 – паропровод в тепловом узле цеха маслоделия;

Г3 – паропровод в тепловом узле сыродельного цеха;

Г4 – паропровод в тепловом узле цеха сухого молока.

РГ1=0,3 МПа;              аГ1=0,4;              ХПП1=0,1

РГ2=0,4 МПа;              аГ2=0,4;              ХПП2=0,1

РГ3=0,3 МПа;              аГ3=0,5;              ХПП3=0,1

РГ4=0,7 МПа;              аГ4=0,7;              ХПП4=0,1

tГ1=133,54°С;              h'Г1=561,4 кДж/кг;              rГ1=2164,1 кДж/кг;

tГ2=146,62°С;               h'Г2=604,7 кДж/кг;              rГ2=2133,8 кДж/кг;

tГ3=133,54°С;              h'Г3=561,4 кДж/кг;              rГ3=2164,1 кДж/кг;

tГ4=164,76°С;              h'Г4=697,1 кДж/кг;              rГ4=2065,8 кДж/кг;

hГ =hВ= 2622,75 кДж/кг

ХГ1=( hГ - h'Г1)/ rГ1= (2622,75 - 561,4)/ 2164,1 = 0,95

ХГ2=( hГ - h'Г2)/ rГ2= (2622,75 – 604,7)/ 2133,8 = 0,94

ХГ3=( hГ - h'Г3)/ rГ3= (2622,75 - 561,4)/ 2164,1 = 0,95

ХГ4=( hГ - h'Г4)/ rГ4= (2622,75 -697,1)/ 2065,8 = 0,93

Точка Д. Конденсатопровод в цехах.

Д1 – конденсатопровод в тепловом узле цельно- и кисломолочного цеха;

Д2 – конденсатопровод в тепловом узле цеха маслоделия;

Д3 – конденсатопровод в тепловом узле сыродельного цеха;

Д4 – конденсатопровод в тепловом узле цеха сухого молока.

РД рекомендовано 0,9-0,95РГ каждого цеха. Принимаем РД=0,9РГ

РД1=0,9*0,3=0,27 МПа;

РД2=0,9*0,4=0,36 МПа;

РД3=0,9*0,3=0,27 МПа;

РД4=0,9*0,7=0,63 МПа;

tД1=129,98°С;              h'Д1=546,2 кДж/кг;              rД1=2174,5 кДж/кг;

tД2=139,87°С;               h'Д2=588,5 кДж/кг;              rД2=2145,3 кДж/кг;

tД3=129,98°С;              h'Д3=546,2 кДж/кг;              rД3=2174,5 кДж/кг;

tД4=147,92°С;              h'Д4=681,5 кДж/кг;              rД4=2077,7 кДж/кг;

hПКС= h' + r*ХПП

hД1=546,2 + 2174,5*0,1=763,65 кДж/кг

hД2=588,5 + 2145,3 *0,1=803,03 кДж/кг

hД3=546,2 + 2174,5*0,1=763,65 кДж/кг

hД4=681,5 + 2077,7 *0,1=889,27 кДж/кг

Точка Е. Конденсатопровод после утилизационной установки.

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

РЕ=Рср(РД)*0,9 = ((0,27+0,36+0,27+0,63)/4)*0,9 = 0,34 МПа

Происходит полная конденсация ПКС с последующим переохлаждением до температуры tконд = 75-80°С.

hводы = Cв* tконд = 4,19*80°С = 335,2 кДж/кг

Температура насыщения находится по давлению: tнас= tЕ=137,6°С

Степень переохлаждения конденсата: Δt=tнас – tконд= 137,6 – 80 = 57,6°С

Точка Ж. Водоподогреватели после системы отопления.

В зависимости от расчетной температуры наружного воздуха для самой холодной пятидневки  года находим температуру прямой и обратной воды. Расчетная температура берется из таблицы 8, в зависимости от местоположения предприятия. Т.к. город Туймазы находится в Башкирии, то используем значения для города Уфа.

tпрям = 135°С

tобр = 65°С

Температуру конденсата после водоподогревателя принимаем на 35-45°С выше температуры обратной воды.

tконд = 65 + 45 = 110°С

Давление РЖ = 0,9*РБ = 0,9*0,7 = 0,63 МПа

tЖ = 161°С

hЖ= Св* tконд = 4,19*110 =461 кДж/кг

Степень переохлаждения конденсата

Δt=tнас – tконд = 161 – 110 =51°С

Точка З.  Конденсатопровод после водоподогревательной системы горячего водоснабжения.

tгв = 70°С

Температуру конденсата принимаем на 25-35°С выше температуры горячей воды.

tконд = 70+30 = 100°С

Давление РЗ = 0,9*РБ = 0,9*0,7 = 0,63 МПа

tЖ = tнас = 161°С

hЗ= Св* tконд = 4,19*100 = 419 кДж/кг

Степень переохлаждения

Δt=tнас – tконд = 161 – 100 = 61°С

Точка И. Конденсатопровод от сторонних потребителей.

Давление РИ = 0,3 МПа

tИ = 133,54°С

tконд = 70°С

hИ = hконд = 4,19*65 = 272,35 кДж/кг

Δt = 133,54 – 70 = 63,54°С

Параметры теплоносителей в реперных точках

ФОРМА 1

2.       Определение удельных расходов теплоты на выработку отдельных видов продукции

Удельные расходы теплоты на выработку отдельных видов продукции (на 1 т) определяется по формуле:

                            qi = di*[hi*(1 – aгп i) + (hi – hПКСi)* aгп i]*10-3, ГДж/т,

где di – удельные расходы пара на выработку продукции , т/т (табл. 10);

              hi – энтальпия пара, поступающего в цех, кДж/кг (рис. 5, точки Г);

              aгп i – доля «глухого» пара от его общего потребления (табл. 7);

              hПКСi – энтальпия пароконденсатной смеси, кДж/кг (рис. 5, точки Д);

Из таблицы 10 берем значения:

d1 = 0,22 т/т

d2 = 7,0 т/т

d3 = 7,2 т/т

d4 = 18 т/т

Из таблицы 7 берем значения:

aгп 1 = 0,4

              aгп 2 = 0,4

              aгп 3 = 0,5             

              aгп 4 = 0,7

q1 = d1*[h1*(1 – aгп1) + (h1 – hПКС1)* aгп1]*10-3 =

= 0,22*[2622,75*(1 – 0,4) + (2622,75 – 763,65)*0,4]* 10-3 = 0,51 ГДж/т

q2 = d2*[h2*(1 – aгп2) + (h2 – hПКС2)* aгп2]*10-3 =

= 7*[2622,75*(1 – 0,4) + (2622,75 – 763,65)*0,4]* 10-3 = 16,11 ГДж/т

q3 = d3*[h3*(1 – aгп3) + (h3 – hПКС3)* aгп3]*10-3 =

= 7,2*[2622,75*(1 – 0,5) + (2622,75 – 763,65)*0,5]* 10-3 = 16,13 ГДж/т

q4 = d4*[h4*(1 – aгп4) + (h4 – hПКС4)* aгп4]*10-3 =

= 18*[2622,75*(1 – 0,7) + (2622,75 – 763,65)*0,7]* 10-3 = 35,68 ГДж/т

3.       Определение сменных расходов пара и теплоты на выработку

технологической продукции

Расходы пара на выработку продукции определяются по формуле:

                            Di = di * Пi , т/смену,

где Пi – производство продукции, т/смену

D1 = d1 * П1 = 0,22 * 90 = 19,8 т/смену

D2 = d2 * П2 = 7 * 1,3 = 9,1 т/смену

D3 = d3 * П3 = 7,2 * 1,2 = 8,64 т/смену

D4 = d4 * П4 = 18 * 2,2 = 39,6 т/смену

Расходы теплоты на выработку продукции определяются по формуле:

                            Qi = qi * Пi , ГДж/смену

Q1 = q1 * П1 = 0,51 * 90 = 45,9 ГДж/смену

Q2 = q2 * П2 = 16,11 * 1,3 = 20,94 ГДж/смену

Q3 = q3 * П3 = 16,13 * 1,2 = 19,36 ГДж/смену

Q4 = q4 * П4 = 35,68 * 2,2 = 78,5 ГДж/смену

Сменные расходы пара и теплоты на технологические нужды определяются по формулам: