Обоснование и определение параметров теплоносителей. Параметры вырабатываемого в паровых котлах пара определяются их техническими характеристиками и рациональными условиями их эксплуатации

Параметры вырабатываемого в паровых котлах пара определяются их техническими характеристиками и рациональными условиями их эксплуатации. Для обеспечения высокой экономичности котлов давление вырабатываемого пара принимаем 7 ата при степени сухости х=0,95. Энтальпия влажного насыщенного пара определяется по формуле:

где h_x – энтальпия влажного насыщенного пара, кДж/кг;

h’ – энтальпия кипящей воды, кДж/кг;

r – теплота парообразования, кДж/кг.

Точка А: распределительный паровой коллектор в котельной.

По табл. (6): Р_А = 700 КПа = 0,7МПа;

r = 2065,9 кДж/кг; (теплота парообразования)

t = 165,0 ⁰С;

h’ = 697,1 кДж/кг; (кип. воды)

h_xА = 697,1 + 2065,9*0,95 = 2659,705 кДж/кг; (влажный насыщенный пар)

x_А = (hx - h´)/r = (2659,705 – 697,1)/2065,9 = 0,95

Точка Б: подающие паропроводы в водоподогреватели

Пар с постоянной энтальпией после редуцирования до 7 ата используется в качестве теплоносителя в пароводяных подогревателях систем отопления и горячего водоснабжения

Р_Б = 500 кПа = 0,5 МПа

t = 151,8ºC

h´= 640,1 кДж/кг (кип. воды)

r = 2108,9 кДж/кг (теплота парообразования)

hx = h´+ r× x

x_Б = (hx - h´)/r = (2659,705- 640,1)/2108,9 = 0,958

hxА = hxБ = 2659,705 кДж/кг

Точка В: паропровод на входе в производственный корпус

При транспортировке пара от котельной до теплового пункта (узла) производственного корпуса происходит снижение давления из-за гидравлического сопротивления паропровода и энтальпии из-за тепловых потерь (процесс АВ). Значения давления и энтальпии пара в точке В определяются в зависимости от расстояния от котельной до теплопункта. При этом потери давления принимаются равными 8 кПа на каждые 100 м паропровода. Потери энтальпии пара принимаются равными 1,5% на 100 м паропровода.

l =250 м

Потеря давления принять равными 8…10 кПа на 100 м паропровода

100 м – 8 кПа

250 м – х кПа х = 20 кПа (потери давления на 100м)

Р_В=Р_А – Р_потерь = 700 – 20 = 680 кПа

t = 164,0ºC

r = 2060 кДж/кг

h¢ = 715кДж/кг

Потеря энтальпии пара принять равными 1…1,5% на 100 м паропровода (принимаем 1,5%)

h_хВ = h_хА - h_потерь = 2659,705 – 0,015 * 2659,705 = 2619,81 кДж/кг

x_В =(hx - h´)/r = (2619,81– 715)/2060= 0,92

Точка Г: паропровод в тепловом узле чехов

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 (процесс ВГ). h_хВ = h_хГ = 2619,81 кДж/кг

Убойный цех Г1

Р_Г1 = 3,0 ата = 0,3 МПа = 300кПа

h_x = 2619,81кДж/кг

t = 133,6⁰С

h¢ = 561,4 кДж/кг

r = 2163,6 кДж/кг

α г п = 0,35 (глухой пар)

х п п = 0,17 (пролетный пар)

x_Г1 =(hx - h´)/r = (2619,81– 561,4)/2163,6 = 0,951

Колбасный цех Г2

Р_Г2 = 3,5 ата = 0,35 МПа = 350 кПа

h_xГ2 = h_xВ = 2619,81кДж/кг

t = 138,6^oС

h¢ = 583, 05 кДж/кг

r = 2148, 95 кДж/кг

α г п = 0,40 (глухой пар)

х п п = 0,15 (пролетный пар)

x_Г2 = (hx - h´)/r = (2618,1– 604,7)/2133,8 = 0,95

Жировой цех Г3

Р_Г3 = 2,5ата = 0,25 МПа = 250 кПа

h_xГ3 = h_xВ 2619, 81кДж/кг

t = 126,2^оC

h¢ = 532,5кДж/кг

r = 2180кДж/кг

α г п = 0,75 (глухой пар)

х п п = 0,18 (пролетный пар)

x_Г3 = (hx - h´)/r =(2619,81–532,5)/2180 = 0,957

Сухие животные корма (техфабрикаты) Г4

Р_Г4 = 5,0 ата = 0,5 МПа = 500 кПа

h_x = 2619,81кДж/кг

t = 151,8^оС

h¢ = 640,1кДж/кг

r = 2108,9 кДж/кг

α г п = 0,7 (глухой пар)

х п п = 0,13 (пролетный пар)

x_Г4 = (hx - h´)/r = (2619,81–640,1)/ 2108,9 = 0,939

Консервный цех Г5

Р_Г5 = 6 ата = 0,6 МПа = 600 кПа

h_x = 2619,81кДж/кг

t = 158,8^oС

h¢ = 670,4 кДж/кг

r = 2085,6 кДж/кг

α г п = 0,85 (глухой пар)

х п п = 0,14 (пролетный пар)

x_Г5 = (hx - h´)/r = (2619,81 – 670,4)/2085,6 = 0,935

Точка Д: конденсатопровод в тепловом узле цехов

Падение давления в аппаратах (процесс ГД) составляет 7%. Энтальпия пароконденсатной смеси в точке Д определяется при давлении Р_Д по формуле:

h_пкс = h¢ + r× x_{п п} , кДж/кг,

h _{п к с} – энтальпия пароконденсатной смеси, кДж/кг;

h¢ - энтальпия кипящей воды, кДж/кг;

r – теплота парообразования, кДж/кг;

Убойный цех Д1

Потеря давления в аппаратах составляет 7%

P_Д1 = Р_Г1 – Р_потерь = 300 – 7% = 279 кПа = 0,279 МПа

t = 130,4 ⁰C

h´= 556,3кДж/кг

r = 2120,3 кДж/кг

x_{n n} = 0,17

hп к с = h¢ + r×xп п = 556,3 + 2120,3× 0,17 = 916,751кДж/кг

Колбасный цех Д2

P_Д2 = Р_Г2 – Р_потерь = 350 – 7% = 325,5 кПа = 0,3255МПа

t = 135,6⁰C

h´= 571,4кДж/кг

r = 2155,6кДж/кг

x_{n n} = 0,17

hп к с = h¢ + r× xп п = 571,4+ 2155,6× 0,15 = 894,74кДж/кг

Жировой цех Д3

P_Д3 = Р_Г3 – Р_потерь = 250 – 7% = 232,5 кПа = 0,2325 МПа

t = 125,2⁰C

h´= 520,7кДж/кг

r = 2150,3 кДж/кг

x_{n n} = 0,17

hп к с = h¢ + r×xп п = 520,7 + 2150,3 * 0,18 = 907,754 кДж/кг

Сухие животные корма (техфабрикаты) Д4

P_Д4 = Р_Г4 – Р_потерь = 500 – 7% = 465 кПа = 0,465МПа

t = 145,0 ⁰C

h´= 628,7 кДж/кг

r = 2118,9 кДж/кг

x_{n n} = 0,17

hп к с = h¢ + r× xп п = 628,7 + 2118,9 × 0,13 = 904,157кДж/кг

Консервный цех Д5

P_Д5 = Р_Г5 – Р_потерь = 600 – 7% = 558 кПа = 0,558МПА

t = 154,8⁰C

h´= 658,3кДж/кг

r = 2090,1кДж/кг

x_{n n} = 0,17

hп к с = h¢ + r× xп п = 658,3 + 2090,1 × 0,14 = 950,914кДж/кг

Точка Е: конденсатопровод после утилизационного теплообменника

Для повышения экономичности системы сбора конденсата пароконденсатную смесь целесообразно использовать в качестве греющего теплоносителя в утилизационном теплообменнике, предназначенном для подогрева воды, используемой для шпарки туш и шерстных субпродуктов и в других технологических процессах, до температуры 85…95ºC. При этом происходит полная конденсация пароконденсатной смеси с последующим переохлаждением конденсата до температуры 80⁰С (точка Е). Энтальпия конденсата определяется по формуле:

h_x = с_в×t_к, кДж/кг,

С_в – теплоемкость конденсата, кДж/кг

Для воды С_в = 4,19 кДж/кг;

Р_Е = 0,9 × 0.324МПа = 0,3МПа

t_н = 140ºC

t_к = 80⁰С

h´ = 630,5 кДж/кг

r = 2089 кДж/кг

hк = 4,19 × 80 = 335,2кДж/кг

степень переохлаждения ∆t = tн – tк = 140 –80= 60ºC

Точка Ж: конденсатопровод после водоподогревателей системы отопления.

Температуру конденсата после водоподогревателя принять на 30…45ºC выше температуры обратной воды отопления, принимаем на 35⁰С

Продолжительность периода отопления 217 сут. (г. Рыбинск)

Средняя t наружного воздуха за отопительный период – (-4,4)ºC

Расчетная t наружного воздуха при проектировании отопления (-28)ºC

вентиляции (-16)ºC

tп =132ºC (прямой воды)

tо = 60ºC (обратной воды)

Температуру конденсата после водоподогревателя принимаем на 35 ^оС выше температуры обратной воды отопления:

tк = 35 + 60 = 95ºC (после водоподогревателя)

hк = 4,19 × 95 = 398,05кДж/кг

Потери давления пара в водоподогревателях принимаем 10%:

Р_Ж = Р_Б – Р_потерь = 500 – 7% = 465 кДж/кг

t = 147,8⁰С

∆t= tн – tк = 147,8 – 95 = 52,8ºC

Точка З: конденсатопровод после водоподогревателей системы горячего водоснабжения

Температура конденсата после водоподогревателей системы горячего водоснабжения принимается на 30ºC выше температуры горячей воды (70ºC). Потери давления в водоподогревателях 10%.

tк = 70 +30= 100ºC

hк = св ×tк = 4,19 × 100 = 419кДж/кг

Р_З = Р_Б - Р_потерь = 500 – 7% = 465кПа

t =148,8^оС

Dt = 148,8 –100= 48,8^оС

Точка И: конденсатопровод от сторонних теплопотребителей

Давление возвращаемого от сторонних потребителей конденсата принимается равным 2,5 ата (расчет ведется аналогично точке Е)

tк = 80ºC (из задания)

Р_И = 2,5 ата = 250 кПа

t =126,9 ^оС

hк = 4,19 × 80 = 335,2 кДж/кг

Dt =126,9 – 80 = 46,9 ^о