Выбор и проверочный расчет электрических котлов

Цель работы.1: Научиться производить выбор и проверочный расчет электрических котлов

Содержание работы. Для усвоения методики расчета необходимо, пользуясь приведенным в методических указаниях выбор и проверочный расчет электрических котлов по данным своего варианта.

Пример: Выбрать паровой электрокотел для кормоцеха, в котором осуществляются тепловые процессы, приведенные в таблице.

Процесс	Единица измерения	Суточный объем работ	Время выполнения работ (часы суток)
Запаривание картофеля Запаривание соломы Нагрев воды Отопление	кг -//- -//- м3	3000 1000 800 192	10...13 14...18 4...8 и 16...20 0...24

Запаривание картофеля: 11

Рис. 4.12. Суточный график теп­ловых нагрузок кормоцеха:

1 — запаривание картофеля; 2 —запг ривание соломы; 3 — нагрев воды; 4 — отопление.

Аналогично для других процессов

Зная часовой расход пара по процессам и время их выполнения по часам суток, строим суточный график потребления пара (рис. 4.12). Максимальная ордината гра­фика равна 206 кг/ч. С учетом 3% расхода пара на собственные нужды потребная па-ропроизводительность котла будет равна <7п= (.1,03)206 =212 кг/ч.

Мощность (кВт) котла определим по формуле (4.61) при давлении пара 20 кПа:

где значения _к и _т.с. с приняты согласно приведенным выше рекомендациям. Условиям задачи удовлетворяет электродный паровой котел КЭПР= 160/0,4.

2. Определить мощность и выбрать электродный паровой котел взамен огне­вого котла КВ-200, установленного на ферме.

3. Для горячего водоснабжения фермы выбран электродный котел ЭПЗ-100/0,4 с теплообменником. Удельное сопротивление воды при 20 °С, кото­рую залили в контур котел-теплообменник, 3800 Ом-см. Определить, какую мощ­ность будет развивать котел, если температурный коэффициент проводимости воды остался прежним.

Указание. Номинальная мощность котла соответствует рао=3000 Ом-см. Далее следует использовать формулы (4.25) и (4.26).

4. Котел КЭВ-60/0,4 выбран для использования по схеме открытого водораз-бора при начальной температуре воды v_вх=15°С, конечной v_вых=45°С и р₂₀=250б Ом'см. Определить, какую мощность будет развивать котел, если но­минальная его мощность соответствует условиям: v_вх=70°С, v_вых=95, р₂₀=3000 Ом-см. Температурный коэффициент проводимости воды в обоих слу­чаях одинаков.

Упражнение. Определение основных параметров электрических водонагрева телей и их выбор.

1. Выбрать электрический водонагреватель для прифермской молочной нг 200 коров при годовом удое 2500 л. В молочной совпадают по времени процессь пастеризации молока, промывки молокопровода и потребления воды на санитарно-гигиенические нужды (50 л в сутки, температура воды 40 °С, длительность суточного потребления 2 ч). Доение двухразовое, пастеризатор 2 раза в сутки в среднем по 1 ч, промывка молокопровода занимает 1 ч в сутки. Средняя температура водопроводной воды 10 °С.

Решение. Воспользовавшись данными таблицы 4.14, определим среднеча­совую потребность в теплоте на пастеризацию молока и промывку молокопро­вода Q2(МДж/ч):

где 365 • 2 — число часов работы пастеризатора в год.

Расход теплоты (МДж) на санитарно-гигиенические нужды определяем по формуле

Расчетный максимум тепловой нагрузки (МДж), согласно (4.72),

в= 1,1 (210 +134+3) =382.

Приняв конечную температуру горячей воды равной 90°С, определим по­требную производительность водонагревателя (мУч) по (4.73):

где (i_r—t_x)=340 кДж/кг—разность энтальпий воды при 90° и 10 °С. Потребная мощность водонагревателя (кВт) по (4.75)

Такая мощность потребовалась бы для проточных водонагревателей, кото­рые использовать в рассматриваемом случае нецелесообразно из-за малого числа часов использования установленной мощности (около двух часов в сутки). Рас­четную потребность в горячей воде можно удовлетворить с помощью емкостного водонагревателя УАП-1600/0,9, который позволяет запасать горячую воду в ночное время и в перерывах между максимумами водопотребления.

2. Определить основные параметры и выбрать электрический водонагрева­тель для обеспечения горячей водой свинарника-маточника на 100 голов. Мак­симум водопотребления—с ноября по март. За этот период используется 70% годового расхода горячей воды. Разбор воды происходит три раза в сутки в часы 6.00 ... 7.30, 12.00 ... 14.00, 17.30 ... 19.00. Температура водопроводной воды 8°С, температура используемой нагретой воды 40 °С.

3. Требуется повысить производительность водонагревателя ЭПВ-2А до 150 л/ч. Определить необходимую мощность и выбрать ТЭНы, которые следует установить в аппарате. Начальная температура воды 10°С.

4. Определить потребную мощность и выбрать электрический водонагрева­тель для циркуляционной системы автопоения в коровнике на 200 голов. Темпе­ратура водопроводной воды 5 "С, суточная норма пойловой воды на одну корову 40 л.

Упражнение. Выбор электрокалориферных установок и проверочный расчет электрокалориферов.

1.Расчетная теплопроизводительность установок отопления для бройлерного цеха птицефабрики на 30 тыс. голов составляет при расчетной наружной температуре —18 °С 1,2 ГДж/ч. По многолетним наблюдениям в течение б... 10 суток в году возможны снижения наружной температуры до —25 °С. Выбрать электро­калориферную установку в качестве резервной на случай возможного снижения» наружной температуры.

Решение. Согласно НТП.СХ.4—72 расчетная внутренняя температура по-; мещения для бройлеров составляет 14°С. В первом приближении отношение по-; требной теплопроизводительности установок при расчетной температуре —18°С_—18 и при —25 °С—Q_-25 можно принять равным отношению разностей температур внутренней v_в и наружной Он:

, откуда

Потребная мощность (кВт) электрокалориферной установки

Можно выбрать одну установку СФОА-100/0,4 или две СФОА-40/0,4. По­следнее предпочтительнее, так как позволяет более гибко управлять микроклима­том и уменьшить расход электроэнергии.

2. Выбрать электрокалориферную установку для подогрева приточного воз­духа в свиноматочнике на 150 голов при наружной температуре—10 °С.

Указание. Воспользоваться таблицами 4,15 и 4,16, проверив выбранную уста­новку по воздуходроизводительности, для чего взять удельную норму расхода воздуха на одну свиноматку по НТП.СХ.2—68.

3. Определить допустимость нагрева воздуха в установке СФОА-40/0,4 до 60 °С, если скорость его движения через калорифер составляет 4 м/с, площадь поверхности нагревателей равна 11,5 м²

4. Установка СФОА-25/0,4 работает при минимальной воздухопроизводитель-яости, начальная температура воздуха 5°С. Определить температуру воздуха на выходе из калорифера, если напряжение сети на 7,5% ниже номинального.

Указание. Номинальный перепад температуры воздуха взять из таблицы 4.16.

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №5

Расчет электрообогреваемых полов.

Пример.

1. Определить основные параметры электрообогреваемого пола для поросят

в свинарнике-маточнике на 100 станков. Питание нагревательных элементов от сети 380/220 В, температура воздуха в помещении 14°С.

Решение. В соответствии с НТП-СХ. 2—68 принимаем температуру пола Оп=24°С, размер обогреваемой площадки на один станок 1,2 м².

Мощность с 1 м² обогреваемого пола (Вт/м²) по (4.81)

Общий размер обогреваемой площади 5=100*1,2=120 м². Общая мощность пола (кВт)

Р== 125*120*10^-3 =25. Принимаем в каждой фазе по одной секции, тогда ее мощность (кВт)

Выбираем для обогрева провод ПОСХП и удельную линейную нагрузку ΔР=10 Вт/м. Необходимая длина провода (м) на фазу

Шаг укладки провода в пол (м) по (4.86)

Принимаем h==15 см. При соединения в «звезду» количество параллельных ветвей в фазе по (4.87)

Принимаем z=5.

2. Для результатов расчета примера 1 (l₁=840 м, l₂=5) определить действи­тельную погонную нагрузку на 1 м провода.

3. Расчетная температура обогреваемого пола в помещении равна 26 °С, а температура воздуха 14°С. Как изменится температура пола при отклонении питающего напряжения от номинального на ±7,5%?