Характеристика систем теплоснабжения

Введение.

Предприятия мясной и молочной промышленности относятся к энергоемким производствам. Это обусловлено тем, что при переработке животноводческого сырья и консервировании продукции на мясокомбинатах, мясоперерабатывающих и молочных заводах широко применяются разнообразные тепловые процессы. К ним относятся пастеризация и стерилизация молочных консервов, варка и бланшировка мясопродуктов, производство колбасных изделий, вытопка пищевых и технических жиров, дефростация мяса, упаривание различных бульонов, сушка молочных продуктов, крови и другие процессы. Кроме того, значительное количество теплоты расходуется на нужды горячего водоснабжения, отопления и вентиляции производственных и вспомогательных цехов, административно- бытовых зданий и сооружений.

В связи с опережающим повышением цен на топливно-энергетические ресурсы возрастает доля стоимости затрат теплоты в структуре себестоимости производимой на предприятиях отрасли продукции.

В связи с этим проблема надежного и экономичного обеспечения предприятий теплоносителями требуемых параметров, гарантирующими производство качественной продукции, представляет важную задачу.

Актуальность данной проблемы определяется также ограниченностью невозобновляемых энергоресурсов, необходимостью проведения энергосберегающей политики и снижения уровня техногенной нагрузки систем энергосбережения на окружающую среду.

Содержание работы

Работа состоит из расчетной и графической частей. Расчетная часть содержит определение параметров теплоносителей, потребности в паре и горячей воде на технологические и вспомогательные нужды в сезон массовой переработки сырья и баланс распределения теплоты.

Следующим этапом проектирования является составление смен­ных графиков потребления пара и горячей воды. По максимальному часовому потреблению пара подбираются паровые котлы; определяет­ся максимальный расход топлива.

По максимальному часовому потреблению горячей воды производятся расчет и подбор водоподогревателей системы горячего водо­снабжения. Водоподогреватели системы отопления подбираются для режима самой холодной пятидневки года.

По максимальным расходам теплоносителей рассчитываются и подбираются диаметры основных теплопроводов, а также толщина тепловой изоляции трубопроводов.

В целях повышения эффективности использования теплоты по спецзаданию проектируется утилизационная установка по использова­нию теплоты пароконденсатной смеси, оценивается экономичность ее внедрения.

Определяются годовой расход топлива и его стоимость, а также себестоимость производства 1т пара и 1ГДж теплоты и доля затрат теплоты в издержках производства продукции.

При оформлении расчётно-пояснительной записки студент дол­жен дать краткую характеристику предприятия и системы теплоснаб­жения, а также привести основные технические данные подбираемого оборудования.

Теплотехнические расчеты выполняются в единицах системы «СИ». В ряде случаев (при составлении теплового баланса предприятия и графиков тепловых нагрузок, при определении технико-экономических показателей) допускается применение и других единиц измерения. При определении некоторых величин используются методы табличной и графической интерполяции.

Характеристика систем теплоснабжения

Системы теплоснабжения предприятий должны обеспечивать выработку и бесперебойную подачу в цеха теплоносителей заданных параметров, гарантирующих получение продукции высокого качества. Состояние теплоносителей определяется их давлением, температурой, энтальпией, степенью сухости и другими параметрами.

Теплоносители не должны содержать посторонних вредных при­месей. При этом необходимо обеспечить резерв тепловой мощности в сезон массовой переработки сырья. Тепловые схемы должны пред­усматривать возможность максимального использования энергетиче­ского потенциала вырабатываемых теплоносителей, снижения выхода тепловых вторичных энергоресурсов (ВЭР) и утилизации теплоты об­разующихся в теплопотребляющих установках ВЭР.

В качестве теплоносителей на предприятиях отрасли применяет­ся, главным образом, влажный насыщенный пар давлением до 1,4 МПа и степенью сухости до 0,97, а также горячая вода.

Системы теплоснабжения, в зависимости от источников теплоты, делятся на автономные, централизованные и комбинированные.

Наиболее широкое распространение в отрасли (около 90%) получили автономные системы теплоснабжения на базе собственных ко­тельных. Обусловлено это прежде всего отсутствием централизован­ных источников теплоты в местах расположения предприятий. К пре­имуществам автономных систем теплоснабжения относятся также воз­можности получения пара с необходимой степенью чистоты. Они, кроме того, обеспечивают «пиковые» потребности в паре и горячей во­де за счет наличия надежного резерва теплогенерирующих мощностей, что не всегда возможно при централизованном теплоснабжении из-за жестких договорных ограничений и экономических санкций за их не­соблюдение. Кроме того, при автономном теплоснабжении технически и организационно проще решаются вопросы реконструкции и расши­рения основного производства. Вместе с тем, автономному теплоснаб­жению присущи и недостатки, к которым относятся более высокие удельные расходы топлива на выработку пара, а также эксплуатацион­ные затраты на обслуживание теплового хозяйства.

Принципиальная схема автономной системы теплоснабжения предприятий на базе собственной котельной представлена на рис. 1.

В качестве теплогенераторов наиболее широко применяются двухбарабанные вертикально-водотрубныё котлы с естественной циркуляцией воды типа ДЕ или КЕ, в которых вырабатывается влаж­ный насыщенный пар давлением до 1,4 МПа. На предприятиях малой мощностью применяют котлы серии Е-1/9 производительностью I т в час при давлении пара до 0,9 МПа. Вырабатываемый в котлах пар направляется к потребителям: на технологические нужды, в системы отопления и горячего водоснабжения, сторонним предприятиям, на собственные нужды котельной.

Для транспортировки теплоносителей (пара, горячей воды, конденсата) к потребителям предназначены теплопроводы. Для получения пара требуемых технологических параметров на теплопроводах при необходимости устанавливаются редукционные устройства, предназ­наченные для дросселирования влажного насыщенного пара и сниже­ния его давления и температуры.

Теплопотребляющие технологические аппараты делятся на реку­перативные и контактные. В рекуперативных аппаратах используется «глухой» пар, который отдает теплоту нагреваемой среде через разде­ляющую стенку. Это позволяет использовать образующийся конденсат для подпитки котлов. В контактных аппаратах используется «острый» пар, который в процессе теплообмена непосредственно соприкасается с нагреваемой средой.

В связи с потерей конденсата «острого» пара и необходимостью его компенсации предусматривается система химической обработки питательной воды, включающая натрий-катионитовые фильтры. Для обеспечения необходимого, умягчения воды проводится двухступенчатое натрий-катионирование. Кроме того, для удаления из питательной воды растворенных газов в тепловой схеме котельной предусматри­вается установка деаэраторов. Умягченная и деаэрированная пита­тельная вода подается в экономайзеры, которыми оснащаются все котлоагрегаты, кроме Е-1/9.

Составными частями системы теплоснабжения предприятия яв­ляются системы горячего водоснабжения (рис. 2) и отопления (рис. 3).

Основное оборудование систем горячего водоснабжения и отопления устанавливается непосредственно в котельной или в отдель­ном центральном теплопункте.

Система горячего водоснабжения предприятий является открытой. Температура горячей воды, получаемой в пароводяных кожухо-трубных подогревателях, составляет 65-70 °С. При использовании горячей воды, в зависимости от условий производства, она может в цехах разбавляться холодной водой до требуемой температуры или же подогреваеться паром или пароконденсатной смесью до 80-95 °С.

В системах отопления предприятие применяют перегретую воду
температурой до 150 "С, получаемую в пароводяных подогревателях.
Температура обратной воды при этом составляет от 55 до 75°С. Для
отопления ряда вспомогательных цехов (гаражей, складов и др.) с
большими удельными отопительными характеристиками может при­
меняться в.качестве теплоносителя 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 полного сбора всей массы конденсата и частичного использования его теплоты в утилизационных установках. В связи с этим при проектировании си­стем теплоснабжения предприятия следует предусматривать только за­
крытые системы сбора конденсата.

В ряде случаев предприятия снабжаются теплом от централизо­ванных источников, которыми являются ТЭЦ, а также групповые промышленные котельные. В этом случае предприятия получают тепло в виде пара давлением до 0,7 МПа, а также перегретою воду от ТЭЦ температурой до 130 °С. Конденсат и охлажденная вода возвращаются на ТЭЦ. Принципиальная схема централизованного теплоснабжения предприятий на базе ТЭЦ представлена на рис. 4.

Преимущество ТЭЦ и групповых котельных заключается в том, что они по сравнению с котельными малой мощности имеют более высокий КПД котлов и значительно меньшие эксплуатационные расходы. Благодаря этому достигается существенная экономия топлива, а себестоимость вырабатываемого тепла значительно ниже. Однако воз­можности применения их в качестве источников теплоты ограничены.

На предприятиях отрасли нашло применение также комбиниро­ванное теплоснабжение, при котором технологические теплопотребители получают пар от собственной котельной, а для нужд горячего во­доснабжения и отопления применяется перегретая вода от ТЭГ!,. Подо­грев воды при этом осуществляется в водоводяных теплообменниках.