В статье приведен фрагмент таблицы насыщенного и перегретого пара. С помощью этой таблицы по значению давления пара определяются соответствующие значения параметров его состояния.

Давление пара	Температура насыщения	Удельный объем	Плотность		Энтальпия пара	Теплота парообразования (конденсирования)

Столбец 1: Давление пара (p)

В таблице указано абсолютное значение давления пара в бар. Этот факт необходимо иметь ввиду. Когда речь идет о давлении, как правило говорят об избыточном давлении, которое показывает манометр. Однако, инженеры-технологи в своих расчетах используют значение абсолютного давления. В практике эта разница часто приводит к недоразумениям и обычно с неприятными последствиями.

С введением системы СИ было принято, что в расчетах должно использоваться только абсолютное давление. Все приборы измерения давления технологического оборудования (кроме барометров) в основном показывают избыточное давление, мы подразумеваем абсолютное давление. Под нормальными атмосферными условиями (на уровне моря) понимают барометрическое давление 1 бар. Избыточное давление обычно указывается в бари (barg).

Столбец 2: Температура насыщенного пара (ts)

В таблице, наряду с давлением, приведена соответствующая температура насыщенного пара. Температура при соответствующем давлении определяет точку кипения воды и таким образом температуру насыщенного пара. Значения температуры в этом столбце определяют также температуру конденсации пара.

При давлении 8 бар температура насыщенного пара составляет 170оС. Конденсат, образованный из пара при давлении 5 бар, имеет соответствующую температуру 152 оС.

Столбец 3: Удельный объем (v”)

Удельный объем указывается в м3/кг. С увеличением давления пара величина удельного объема уменьшается. При давлении 1 бар удельный объем пара составляет 1,694 м3/кг. Или иначе говоря 1 дм3 (1 литр или 1 кг) воды при испарении увеличивается в объеме в 1694 раза по сравнению с первоначальным жидким состоянием. При давлении 10 бар удельный объем составляет 0,194 м3/кг, что в 194 раза больше, чем у воды. Значение удельного объема используются в расчетах диаметров паро- и конденсатопроводов.

Столбец 4: Удельный вес (ρ=ро)

Удельный вес (также называется плотность) указан в кДж/кг. Он показывает, сколько килограмм пара содержится в 1 м3 объема. С увеличением давления удельный вес увеличивается. При давлении 6 бар пар объемом 1м3 имеет вес 3,17 кг. При 10 бар – уже 5,15 кг и при 25 бар – более 12,5 кг.

Столбец 5: Энтальпия насыщения (h’)

Энтальпия кипящей воды указана в кДж/кг. Значения в этом столбце показывают, какое количество тепловой энергии необходимо, чтобы 1 кг воды при определенном давлении довести до состояния кипения, или какое количество тепловой энергии содержит конденсат, который при том же давлении сконденсировался из 1 кг пара. При давлении 1 бар удельная энтальпия кипящей воды составляет 417,5 кДж/кг, при 10 бар – 762,6 кДж/кг, и при 40 бар – 1087 кДж/кг. С увеличением давления пара энтальпия воды увеличивается, причем ее доля в суммарной энтальпии пара при этом постоянно растет. Это значит, чем выше давление пара, тем больше тепловой энергии остается в конденсате.

Столбец 6: Суммарная энтальпия (h”)

Энтальпия указан в кДж/кг. В этом столбце таблицы приведены значения энтальпии пара. Из таблицы видно, что энтальпия растет до давления 31 бар и при дальнейшем увеличении давления снижается. При давлении 25 бар значение энтальпии 2801 кДж/кг. Для сравнения значение энтальпии при 75 бар составляет 2767 кДж/кг.

Столбец 7: Тепловая энергия парообразования (конденсации) (r)

Энтальпия парообразования (конденсации) указана в кДж/кг. В этом столбце приведены значения количества тепловой энергии, которое требуется для полного испарения 1 кг кипящей воды при соответствующем давлении. И наоборот – количество тепловой энергии, которое высвобождается в процессе полной конденсации (насыщенного) пара при определенном давлении.

При давлении 1 бар r = 2258 кДж/кг, при 12 бар r = 1984 кДж/кг и при 80 бар r = лишь 1443 кДж/кг. С увеличением давления количество тепловой энергии парообразования или конденсации снижается.

Правило:

При увеличении давления пара количество тепловой энергии, необходимое для полного испарения кипящей воды, уменьшается. И в процессе конденсации насыщенного пара при соответствующем давлении высвобождается меньше тепловой энергии.

Алгоритм расчета дисперсионных характеристик плоского трехслойного оптического волновода

Амортизация как целевой механизм возмещения износа. Методы расчета амортизационных отчислений.

На предприятиях водяной пар расходуют на технологические и бытовые и силовые цели.

Для технологических целей глухой и острый пар используют как тепло­носитель. Острый пар используют, например, для разваривания сырья в варильниках или нагрева и перемешивания жидкостей барботированием, для создания избыточного давления в автоклавах, а также на изменение агрегатного состояния вещества (испарение или выпаривание жидкости, сушка материалов и т.д.). Глухой пар используют в поверхностных теплообменниках с паровым обогревом. Давление пара, используемого на мясообрабатывающих предприятиях, колеблется от 0,15 до 1,2 МПа (1,5÷12 кг/см 2).

Для каждой технологической операции с использованием водяного пара определяют его расход по данным теплового баланса каждого теплового процесса. При этом используют данные материальных балансов продуктовых расчетов. Для периодических процессов учитывают время термообработки по каждому циклу.

В каждом конкретном случае тепловая нагрузка аппарата (затраченное тепло) может быть определена из теплового баланса процесса. Например, тепло, затраченное на нагрев продукта от начальной (t н) до конечной (t к) тем­пературы для аппарата непрерывного действия, определяют по формуле 72:

Q = Gc (t к – t н)φ, (72)

где Q – тепло, затраченное на нагрев, Дж/с (Вт), т.е. тепловая нагрузка аппарата;

G

с – удельная теплоемкость продукта при его средней температуре, Дж/кг·К;

t к, t н – начальная и конечная температура, °С;

φ – коэффициент, учитывающий потери тепла в окружающую
среду (φ = 1,03÷1,05).

Теплоемкость продукта выбирают либо по известным справочникам, ли­бо рассчитывают по принципу аддитивности для многокомпонентных систем.

На изменение агрегатного состояния вещества (затвердение, плавление, испарение, конденсация) расходуется тепловая энергия, количество которой определяют по формуле 73:

где Q – количество тепла, Дж/с (Вт);

G – массовый расход продукта, кг/с;

r – теплота фазового перехода, Дж/кг.

Значение r определяют по справочным данным в зависимости от вида продукта и вида фазового перехода вещества. Например, теплота плавления льда принимается равной r 0 = 335,2·10 3 Дж/кг, жира

r ж = 134·10 3 Дж/кг. Теплота парообразования зависит от давления в рабочем объеме аппарата: r = f (P a). При атмосферном давлении r = 2259·10 3 Дж/кг.

Для аппаратов непрерывного действия рассчитывают расход тепла за единицу времени (Дж/с (Вт) – тепловой поток), а для аппаратов периодическо­го действия – за цикл работы (Дж). Чтобы определить расход тепла за смену (сутки), необходимо умножить тепловой поток на время работы аппарата в смену, сутки или на число циклов работы аппарата периодического действия и количество подобных аппаратов.

Расход насыщенного водяного пара как теплоносителя при условии его полной конденсации определяют по уравнению:

где D – количество греющего водяного пара, кг (или расход, кг/с);

Q общ – общий расход тепла или тепловая нагрузка теплового аппарата (кДж, кДж/с), определяют из уравнения теплового баланса аппарата;

– энтальпия сухого насыщен­ного пара и конденсата, Дж/кг;

r – скрытая теплота парообразования, кДж/кг.

Расход острого пара на перемешивание жидких продуктов (барботирование) принимают по норме 0,25 кг/мин на 1 м 2 поперечного сечения аппарата.

Расход пара на хозяйственные и бытовые нужды по этой статье пар расходуется для нагрева воды для душей, прачечной, мытья полов и оборудования, прошпарки оборудования.

Расход пара на прошпарку оборудования и инвентаря определяют по истечению его из трубы по уравнению расхода:

(75)

где D ш – расход пара на прошпарку, кг/смену;

d – внутренний диаметр шланга (0,02÷0,03 м);

ω – скорость истечения пара из трубы (25÷30 м/с);

ρ – плотность пара, кг/м 3 (по таблицам Вукаловича ρ = f (ρ ));

τ – время прошпарки, ч (0,3÷0,5 ч).

Если в уравнении принять τ = 1 ч, то расход пара определяется в кг/ч.

Расчет расхода пара по всем статьям сводят в таблицу 8.3.

Таблица 8.3 - Расход пара, кг

Статья расхода	В час	В смену	В сутки	В год
Итого

Удельный расход пара вычисляют по формуле 76.

3.2.2 Расчёт расхода пара на отопление и вентиляцию

Расчёт затрат тепла на отопление и вентиляцию определяется по формуле:

Q=q · V · (t пом – t расч ) · Т год , кВт/год, (3.11)

где q – удельный расход тепла на отопление и вентиляцию 1м 3 помещения при разности температур в 1°С, кВт/(м 3 .град).

Усреднённое значение этой величины можно принять: для отопления – 0,45 · 10 -3 кВт/(м 3 .град), для вентиляции 0,9 · 10 -3 кВт/(м 3 .град).

V – суммарный объём помещений участка без учёта объёма сушильных камер, м 3 ;

t пом – температура в помещении, принимается 20°С;

t расч – расчётная температура для отопления и вентиляции;

Т год – продолжительность отопительного сезона определяется по формуле:

Т год = 24*τ от, ч,

где τ от – продолжительность отопительного сезона, дни.

Т год = 24 · 205 = 4920 ч.

Q от = 0,45 · 10 -3 · 4456,872 · (20-(-26)) · 4920 = 453,9 · 10 3 кВт/год.

Q вент = 0,09 · 10 -3 · 4456,872 · (20-(-12)) · 4920 = 63,15 · 10 3 кВт/год.

Таблица 3.3 – Расчёт расхода тепла на отопление и вентиляцию

Наименование потребителей пара	Удельный расход q, кВт/(м 3 .град).	Объём помещения	Разница температур внутри и снаружи здания (t пом – t расч),°С	Продолжительность отопительного сезона	Годовой расход тепла Q,
Отопление сушильного участка					453,9 · 10 3
Вентиляция					63,15 · 10 3
					517,05 · 10 3

Расчёт годовой потребности в паре на отопление и вентиляцию определяется по формуле:

3.2.3 Расчёт расхода тепла (пара) на бытовые нужды

Расчёт расхода тепла (пара) на бытовые нужды определяется по формуле:

где q – расход пара на 1 человека в смену;

m – число человек, работающих в наиболее загруженную смену;

n – число смен работы участка (целесообразно принять 2);

τ – число дней работы участка в год.

3.2.4 Расчёт общей годовой потребности в паре на технологические и бытовые нужды, отопление и вентиляцию

Расчёт общей годовой потребности в паре на технологические и бытовые нужды, отопление и вентиляцию определяется по формуле:

D общ = D уч год + D от + D быт , т/год . (3.14)

D общ =8,13+891,47+2,6=902,2 т/год.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Теплоснабжение

Источниками теплоснабжения для предприятий кондитерской промышленности могут быть собственная котельная или посторонний централизованный источник тепла.

Расход тепловой энергии складывается из расходов горячей воды и пара на различные нужды:

технологические;

хозяйственно-бытовые;

санитарно-технические (отопление, вентиляция, кондиционирование воздуха).

В качестве теплоносителя для технологических нужд используется насыщенный пар (без присутствия гидрозина или других канцерогенных веществ) давлением 0,05-1,0 МПа (для специализированных шоколадных цехов 0,8-1,0; для других цехов 0,05-0,6 Мпа).

Теплоносителем для системы вентиляции и отопления служит высокотемпературная вода с параметрами 150 - 70 0 С, 130 - 70 0 С; для горячего водоснабжения - высокотемпературная вода тех же параметров ли пар давлением 0,3 Мпа - для нужд вентиляции и 0,07 МПа - для отопления.

В котельных кондитерских фабрик малой мощности рекомендуется устанавливать котлы типа Е-35/40-11, Е-50/40-11, Е-75/40-11, на фабриках средней и большой мощности - вертикально-водотрубные котлы типа ДКВР. Котлы работают при давлении 0,9 МПа и без перегрева пара. Пар с меньшим давлением для различных нужд получают редуцированием.

Возвращаемый в котельную конденсат для систем отопления и вентиляции принимается за 100 %, для производственного пароснабжения - 80 %, системы горячего водоснабжения - 90%.

Расчет расхода пара

Расход пара на технологические нужды может быть определен по нормам потребления отдельными аппаратами и машинами или по укрупненным показателям.

Проектируемая или реконструируемая фабрика может включать различные цеха, в которых вырабатывается 2-3 группы кондитерских изделий (конфеты, карамель, печенье и т.д.).

Расход пара на технологические нужды Д 1 , кг/ч определяется по формуле:

Д 1 = Р 1 * q t

Где Р t - часовая производительность по готовой продукции, т/ч;

q t - удельный расход пара, кг/т.

Д 1 = 2,88*1200= 3456 кг/ч

Расход пара на отопление Д 2 , кг/ч рассчитывается по формуле:

где Q ОТ - максимальный тепловой расход теплоты на отопление, Вт;

ТО - КПД теплообменника (ТО =0,95).

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

Расход теплоты на отопление здания Q от, Вт определяется по формуле:

Q ОТ = Х 0 * V * q ОТ * (t П - t H)

Где Х 0 - удельная тепловая характеристика здания, Вт/(м 3 *К);

q ОТ - удельные теплопотери 1 м 3 здания, кдж/м 3 ;

V - объем отапливаемой части, м 3 (V=11750 м 3);

t П - средняя температура отапливаемого помещения, 0 С (t П =18-20 0 С);

t H - расчетная зимняя температура наружнего воздуха для отопления, 0 С;

Q ОТ = 0,5 * 11750 * 1,26 * (20-(-18))=281295 Вт

Расход пара на вентиляцию Д 3 , кг/ч определяется по формуле:

где Q в - часовой расход количества теплоты на вентиляцию (подогрев воздуха), Вт;

i n - энтальпия пара, кДж/кг (при давлении пара 0,07 МПа, i n =2666.6 кДж/кг);

i k - энтальпия конденсата, кДж/кг (i k =375,6 кДж/кг);

ТО - КПД теплообменника (ТО = 0,95).

Расход теплоты на вентиляцию Q в, Вт определяется по формуле:

где V в - общее кол-во вентилируемого воздуха, м 3 /ч;

Х в - удельная характеристика здания, Вт/(м 3 *К);

Плотность воздуха, кг/м 3 (= 1,2 кг/м 3);

с - массовая удельная теплоемкость воздуха, кДж/(кг*К) (с= 1,0 кДж/(кг*К);

t П - средняя температура вентилируемых помещений, 0 С (t П = 18-20 0 С);

t H - расчетная температура наружного воздуха в отопительный период, 0 С.

Общее кол-во вентилируемого воздуха V в, м 3 /ч определяется по формуле:

где П в - процент вентилируемых помещений (50-60);

V - объем зданния, м 3 ;

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

Расход пара на хозяйственно-бытовые нужды, Д 4 , кг/ч определяется по формуле:

где Q х/б - количество теплоты на подогрев воды для хозяйственно-бытовых нужд, Вт

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

с - удельная теплоемкость воды (с=4,19 кДж/кг*К);

t H , t K - начальная и конечная температура воды, (t H =10 0 С, t K = 75 0 С).

Суммарный расход пара на производство Д с, кг/ч равен:

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

Возврат конденсата от системы производственного пароснабжения W k 1 , кг/ч кондитерской фабрики составляет 80 %, тогда

W k 1 = 0,8*Д 1

W k 1 = 0,8*3456=2764,8 кг/ч

Возврат конденсата W k 4 , кг/ч от системы горячего водоснабжения составляет 90 %, тогда

W k 4 = 0,9*Д 4

W k 4 = 0,9*100,11=90,1 кг/ч

Потери конденсата Д n . к, кг/ч составляют

Д n . к = Д с - (W k 1 - W k 4)

Д n . к = 4562,99 - (2764,8 + 90,1)=1708,1 кг/ч

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

В = 1,2 * Д n . к

В = 1,2 * 1708,1=2049,72 кг/ч

Расход пара на подогрев воды Д п.в. , кг/ч равен:

где i 1 - энтальпия воды при =40 0 С (168 кДж/кг);

i 2 - энтальпия воды при =5 0 С (21 кДж/кг);

i n - энтальпия пара при 0,6 Мпа (2763 кДж/кг);

i k - энтальпия конденсата, (669 кДж/кг);

КПД парового водонагревателя (= 0,95).

Расход пара на деаэрацию воды Д аэ, кг/ч равен

где i cp - средняя энтальпия воды, поступающей в деаэратор, кДж/кг (i cp = 433кДж/кг);

W п.в. - конденсат от водоподогревателя перед химводоочисткой, кг/ч (W п.в = Д п.в.).

Общая потребность котельной в паре Д к, кг/ч

Д к = Д с + Д пв + Д аэ

Д к = 4562,99 + 151,46 + 683,31 = 5397,76 кг/ч

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

Д общ = Д к * 1,1

Д общ = 5397,76* 1,1 = 5937,54 кг/ч

Выбор паровых котлов

Выбор типа и количества котлов для обеспечения всех нужд предприятия производится из такого расчета, чтобы они обеспечили максимальную потребность пара в зимний период работы, а в летний период была возможность поочередного капитального ремонта котов. Подбор котлов производится по их паро- и теплопроводности. Если в справочной литературе приведена площадь поверхности нагрева, то суммарная площадь поверхности F, м 2 нагрева опредиляется по формуле:

где Д общ - расчетная потребность в паре для зимнего периода, кг/ч;

ч - коэффициент запаса, равный 1,1-1,2;

q k - удельный парообъем, кг/м 2 ч, равный 30-40 в зависимости от котла и вида топлива;

Определив суммарную поверхность нагрева, подбираем котел Е-35/40-11, и устанавливаем 2 шт.

теплоноситель вентиляция конденсат

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

Расчетная тепловая нагрузка на горячее водоснабжение. Определение расхода пара внешними потребителями. Определение мощности турбины, расхода пара на турбину, выбор типа и числа турбин. Расход пара на подогреватель высокого давления. Выбор паровых котлов.

курсовая работа , добавлен 26.01.2016


Построение процесса расширения пара в турбине в H-S диаграмме. Определение параметров и расходов пара и воды на электростанции. Составление основных тепловых балансов для узлов и аппаратов тепловой схемы. Предварительная оценка расхода пара на турбину.

курсовая работа , добавлен 05.12.2012


Процесс расширения пара в турбине в h,s-диаграмме. Баланс основных потоков пара и воды. Определение расхода пара на приводную турбину. Расчет сетевой подогревательной установки, деаэратора повышенного давления. Определение тепловой мощности энергоблоков.

курсовая работа , добавлен 09.08.2012


Краткое описание тепловой схемы турбины Т-110/120–130. Типы и схемы включения регенеративных подогревателей. Расчет основных параметров ПВД: греющего пара, питательной воды, расход пара в подогреватель, охладителя пара, а также охладителя конденсата.

курсовая работа , добавлен 02.07.2011


Расчет тепловой нагрузки и построение графика. Предварительный выбор основного оборудования: паровых турбин и котлов. Суммарный расход сетевой воды на теплофикацию. Расчет тепловой схемы. Баланс пара. Анализ загрузки турбин и котлов, тепловой нагрузки.

курсовая работа , добавлен 03.03.2011


Описание тепловой схемы, ее элементы и структура. Расчет установки по подогреву сетевой воды. Построение процесса расширения пара. Баланс пара и конденсата. Проектирование топливного хозяйства, водоснабжение. Расчет выбросов и выбор дымовой трубы.

курсовая работа , добавлен 13.12.2013


Параметры пара и воды турбоустановки. Протечки из уплотнений турбины. Регенеративные подогреватели высокого давления. Деаэратор питательной воды. Установка предварительного подогрева котельного воздуха. Расширитель дренажа греющего пара калориферов.

курсовая работа , добавлен 06.03.2012


Определение предварительного расхода пара на турбину. Расчет установки по подогреву сетевой воды. Построение процесса расширения пара. Расчёт сепараторов непрерывной продувки. Проверка баланса пара. Расчёт технико-экономические показателей работы станции.

курсовая работа , добавлен 16.10.2013


Определение максимальной тепловой мощности котельной. Среднечасовой расход теплоты на ГВС. Тепловой баланс охладителей и деаэратора. Гидравлический расчет тепловой сети. Распределение расходов воды по участкам. Редукционно-охладительные установки.

курсовая работа , добавлен 28.01.2011


Построение процесса расширения пара в h-s диаграмме. Расчет установки сетевых подогревателей. Процесс расширения пара в приводной турбине питательного насоса. Определение расходов пара на турбину. Расчет тепловой экономичности ТЭС и выбор трубопроводов.