65

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «БАШКИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра автотракторных

двигателей и теплотехники

ТЕПЛОСНАБЖЕНИЕ ПРЕДПРИЯТИЙ

ПО ПРОИЗВОДСТВУ ПРОДУКЦИИ ЖИВОТНОГО

ПРОИСХОЖДЕНИЯ

учебное пособие

к выполнению курсовой работы

для студентов специальностей:

260301 – Технология мяса и мясных продуктов;

260303 – Технология молока и молочных продуктов.

Уфа 2006 г.

УДК 621.1.016(07)

ББК 31.38(47)

М57

Одобрено и рекомендовано к изданию методическими комиссиями факультета пищевых технологий (протокол № 6 от «16» января 2006 г.) и факультета механизации сельского хозяйства (протокол № 34 от «20» января 2006 г.)

Составитель: доцент кафедры «Автотракторные двигатели и теплотехника» Мигранов Д.Х.

Рецензент: к. т. н., доцент Тюр А. А.

Ответственный за выпуск: зав. кафедрой профессор Баширов Р.М.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение	4
1 Характеристики систем теплоснабжения	4
2 Цель работы	10
3 Исходные данные	10
4 Содержание работы	10
5 Методика выполнения работы	11
5.1 Составление теплового баланса предприятия	11
5.2 Построение графиков потребления теплоносителей	22
5.3 Подбор котлов	26
5.4 Показатели работы котельной	28
5.5 Гидравлический и тепловой расчет теплопроводов	33
5.6 Расчет водоподогревателей систем отопления и горячего водоснабжения	35
5.7 Расчет вспомогательного оборудования котельной	38
5.7.1 Система химводподготовки	38
5.7.2 Деаэраторы	40
5.7.3 Экономайзеры	40
5.7.4 Дутьевые вентиляторы	42
5.7.5 Дымососы	46
5.7.6 Питательные устройства	46
5.8 Подбор баков-аккумуляторов	46
5.9 Расчет установки по использованию пароконденсатной смеси для нужд горячего водоснабжения и воздушного отопления	47
6 Приложения	52
7 Библиография	68

Введение

Рациональная организация теплоснабжения предприятий по переработке сырья животного происхождения – важнейшее условие экономичной работы предприятий, гарантирующей производство мясо- молочных продуктов высокого качества.

От правильного выбора системы теплоснабжения, укомплектованного оборудованием, серийно выпускаемым промышленностью зависит затраты теплоты на выпуск единицы продукции.

В связи с постоянным и неизбежным повышением цен на топливно-энергетические ресурсы возрастает доля стоимости затрат теплоты в структуре себестоимости производимой продукции.

В связи с этим проблема надежного и экономичного обеспечения предприятий по переработке сырья животного происхождения теплоносителями требуемых параметров представляет важную задачу.

Надежность теплоснабжения предприятия должна быть обеспечена как простотой обслуживания всех элементов теплового хозяйства, так и возможностью их быстрого ремонта с минимальными затратами.

Схема теплоснабжения предприятия должна быть компактной, обеспечивая минимальные потери теплоты и утечки теплоносителей в процессе их производства и транспортировки. Она должна быть экономически и экологически безопасной, с минимальным выходом вторичных энергетических ресурсов.

1 Характеристики систем теплоснабжения

Предприятия мясной и молочной промышленности потребляют значительные количества тепловой энергии и топлива. На осуществление тепловых технологических процессов расходуется до 60% всей потребляемой энергии.

Стоимость затрат тепловой энергии в издержках производства мясопродуктов составляет до 30%, молочных продуктов до 20%, а клея и желатина – свыше 40%. Кроме того значительное количество теплоты расходуется для нужд горячего водоснабжения и отопления производственных и вспомогательных цехов, а также административно-бытовых зданий.

В качестве теплоносителей на предприятиях по переработке продукции животного происхождения в основном применяется влажный насыщенный пар давлением до 1,4 МПа и степенью сухости до 0,97, а также горячая вода.

Система теплоснабжения предприятия должна обеспечивать выработку и бесперебойную подачу в цеха теплоносителей заданных параметров, обеспечивающих гарантированный выпуск высококачественной продукции.

На предприятиях могут использоваться различные системы теплоснабжения: автономные – на базе собственной котельной; централизованные – получение теплоты от групповых котельных или от ТЭЦ; комбинированные.

Рисунок 1 Схема теплоснабжения предприятия от собственной котельной: 1 – котлы паровые; 2- экономайзеры; 3 – общий паровой коллектор; 4 - расходомеры пара; 5 – вентили паровые; 6 – манометры; 7 – термометры; 8 - пароводяные теплообменники; 9 – рекуперативные технологические аппараты; 10 – смесительные технологические аппараты; 11 – конденсатоотводчики; 12 – установка по использованию теплоты пароконденсатной смеси; 13 - отопительные приборы; 14 – жидкостные расходомеры; 15 – обартные клапана; 16 – задвижки; 17 – бак сбора конденсата; 18 – регулятор уровня конденсата; 19 – циркуляционные насосы; 20 – насос перекачки конденсата; 21 - атмосферные деаэраторы; 22 – подогреватель ХОВ; 23 – фильтр второй ступени умягчения воды; 24 – фильтр первой ступени умягчения воды; 25 – бак аккумулятор; 26 – питательные насосы; 27 – редукционный клапан.

Наиболее широкое распространение получили (около 90%) в отрасли автономные системы теплоснабжения. Обусловлено это прежде всего тем, что к качеству «острого» пара предъявляются особые требования и отсутствием централизованного теплоснабжения в местах расположения предприятий.

На рисунке 1 приведена принципиальная схема системы теплоснабжения от собственной котельной. Система полностью обеспечивает предприятие теплотой в виде пара и горячей воды требуемых параметров.

В качестве теплогенераторов наиболее широко применяются двухбарабанные вертикально-водотрубные котлы 1 с естественной циркуляций воды типа ДЕ или КЕ, в которых вырабатывается влажный насыщенный пар с давлением до 1,4 МПа. На предприятиях малой мощности применяются котлы серии Е-1/9 производительностью 1 т пара в час с давлением пара до 0,9 МПа. Вырабатываемый пар направляется на технологические нужды, в системы отопления и горячего водоснабжения, сторонним потребителям и на собственные нужды.

Для транспортировки пара, горячей воды, конденсата применяются теплопроводы. Для получения пара требуемых технологических параметров устанавливаются редукционные устройства 27, предназначенные для дросселирования влажного насыщенного пара и снижения его давления и температуры.

В технологических целях используется «глухой» и «острый» пар соответственно в рекуперативных 9 и смесительных 10 теплоиспользующих аппаратах.

В собственной котельной для восполнения потери конденсата предусматривается система химической обработки питательной воды, включающая натрийкатионитовые фильтры 23 и 24. Для удаления из питательной воды растворенных газов в тепловой схеме котельной предусматривается установка деаэреторов 21. Умягченная и деаэрированная питательная вода питательными насосами 25 подается в экономайзеры 15 и в котлы 1.

Составными частями системы теплоснабжения являются системы отопления и системы горячего водоснабжения. Основное оборудование системы отопления и горячего водоснабжения устанавливается в котельной или в отдельно устраиваемом центральном тепловом пункте (ЦТП).

Система горячего водоснабжения является открытой. Температура горячей воды, получаемой в пароводяных кожухотрубных теплообменниках 8 составляет 65…70С. При использовании горячей воды, в зависимости от условий производства, она может разбавляться холодной водой до 40…50С или же догреваться паром или пароконденсатной смесью до 80…95С. В этом случае в цеховых тепловых пунктах устанавливается пароводяные или водоводяные теплообменники.

Рисунок 2 Схема централизованного теплоснабжения от ТЭЦ 1,2 – водоводяные теплообменники системы отопления и горячего водоснабжения; 3 – расходомеры пара, воды и конденсата; 4 – вентили водяные; 5 – манометры; 6 – термометры; 7 – вентили паровые; 8 – редукционный клапан; 9 – бак-аккумуляторы горячей воды; 10 – рекуперативные теплообменные аппараты; 11 – конденсатоотводчики; 12 – смесители теплообменники; 13 – водоводяной теплообменник для догрева горячей воды; 14 – бак сбора конденсата; 15 – отопительные приборы; 16 – насос конденсатный; 17 – насосы горячего водоснабжения; 18 – циркуляционные насосы системы отопления; 19 – обратные клапана

В системах отопления предприятий применяют горячую воду с температурой до 150С, получаемую в пароводяных теплообменниках 8 системы отопления. Температура обратной воды при этом составляет 55…75С.

Для отопления гаражей, складов, вспомогательных участков в качестве теплоносителя может применяться пар. Для отопления отдельных технологических цехов наряду с горячей водой применяется также горячий воздух, получаемый в калориферах.

Для повышения эффективности использования энергоресурсов на предприятиях необходимо предусматривать возможность использования его теплоты в утилизаторах 12. Поэтому системы сбора конденсата должны быть закрытыми.

Несмотря на некоторые преимущества, автономная схема теплоснабжения имеет ряд существенных недостатков. Так, наличие собственной котельной требует значительных капитальных и эксплуатационных затрат. Кроме того в этой системе не предусмотрено полное использование ВЭР уходящих газов котельных агрегатов, пароконденсатной смеси, выпара деаэраторов и сбрсных теплых и горячих вод, что увеличивает удельные расходы топлива на выработку пара.

Более эффективным источником теплоснабжения является ТЭЦ или групповые промышленные котельные. В этом случае предприятие получает теплоту в виде пара давлением до 0,7 МПа, а также перегретую воду от ТЭЦ температурой до 130С. Конденсат и охлажденная вода возвращаются на ТЭЦ или групповые котельные.

Принципиальная схема централизованного теплоснабжения предприятий на базе ТЭЦ представлена на рисунке 2.

Преимущество ТЭЦ и групповых котельных заключается в том, что они по сравнению с котельной малой мощности имеют более высокий кпд котлов и значительно меньшие эксплуатационные расходы. Благодаря этому достигается существенная экономия топлива и уменьшение себестоимости вырабатываемой теплоты.

На предприятиях по переработке сырья животного происхождения нашло применение также комбинированное теплоснабжение, при котором технологические потребители получают пар от собственной котельной, а для нужд горячего водоснабжения и отопления применятся перегретая вода от ТЭЦ. Подогрев воды при этом осуществляется в водоводяных теплообмениках 1 и 2 (рисунок 3).

Рисунок 3 Схема комбинированного теплоснабжения предприятия 1,2 – водоводяные теплообменники системы отопления и горячего водоснабжения; 3- жидкостные расходомеры; 4 – термометры; 5 – манометры; 6 - вентили (задвижки); - 7 – паровые расходомеры; 8 – паровые вентили; 9 - редукционный клапан; 10 - предохранительный клапан; 11 и 12 – рекуперативные и смисительные теплообменники; 13 – конденсатоотводчики; 14 – водоводяной теплообменник для догрева горячей воды; 15 – бак сбора конденсата; 16 – отопительные приборы; 17 – обратные клапана; 18 – насосы системы горячего водоснабжения; 19 – циркуляционные насосы системы отопления; 20 – бак-аккумуляторы системы горячего водоснабжения; 21 и 22 – резервные пароводяные теплообменники системы горячего водоснабжения и отопления; 23 – парораспределитель