Водоснабжение

11.3 Водоснабжение

Целью расчёта является определение общего расхода воды предприятием в период максимального водопользования согласно [25].

Общий расчётный расход воды предприятием, м³/ч

q_общ = q_т + q_с-б + q_пож - q_обор , (11.20)

где q_т – расход воды на технологические нужды, м³/ч;

q_с-б,q_пож – расходы воды на санитарно-бытовые нужды и пожаротушение, м³/ч;

q_обор – количество воды, поступающей из системы оборотного водоснабжения, м³/ч.

Расход воды на пожаротушение принимаем из части безопасность и экологичность проекта q_пож = 54 м³.

Количество установленных санитарно-технических приборов N_i, шт.

N_i = n_нр / n_io, (11.21)

где n_нр – число водопотребителей;

n_io – количество людей, обслуживаемых одним санитарно-техническим прибором.

N_ун = 160/18 + 99/12 ≈ 18 шт;

N_ум = 160/72 + 99/48 = 5 шт;

N_душ = 160/15 + 99/15 = 18 шт.

Максимальный часовой расход воды по цеху определяется по формуле

q_оч = 0.001·S q_oiч · N_i, (11.22)

q_оч = 18 · 0,06 + 5 · 0,45 + 18 · 0,083 = 4,82 м³/ч

q_общ = 16 + 4,82 + 54 – 18,5 = 56,32 м³/ч

Расход воды на нужды горячего водоснабжения в течение часа максимального потребления Q_чн, кВт

Q_чн = 1,16 q_чм(55 - t_с), (11.23)

где t_с – температура холодной воды, ^оС.

q_чм = 5 · 0,04 + 18 · 0,23 = 4,34 м³/ч

Q_чн = 1,16 · 4,34 ∙ (55 - 5) = 251,72 кВт.

11.4 Канализация

Расход вод, сбрасываемых предприятием q_ст, м³/ч

q_ст = q_пр + q_сб - q_об, (11.24)

где q_пр, q_сб, q_об – расходы производственных, санитарно-бытовых сточных вод и

воды, забираемой в систему обратного водоснабжения, м³/ч.

q_пр = S Пр_i ∙ q_i , (11.25)

где Пр_i – производительность предприятия по каждому виду продукции, т/ч;

q_i – удельный расход сточных вод при выработке 1 т продукции.

q_пр = 2 · 1,5 + 0,9 ∙ 3 = 5,7 м³/ч.

Количество санитарно-бытовых сточных вод определяется

q_сб = S N_i ∙ q_iс , (11.26)

где N_i – количество санитарно-технических приборов;

q_iс – количество сточных вод от одного санитарно-технического устройства, м³/ч.

q_сб = 5 · 0,15 + 18 ∙ 0,2 + 18 ∙ 1,6 = 33,15 м³/ч;

q_ст = 5,7 + 33,15 = 38,85 м³/ч.

12 Теплотехнический расчет

12.1 Теплоснабжение

Расчет расхода пара

Расход пара на технологические нужды может быть определен по нормам потребления отдельными аппаратами и машинами или по укрупненным показателям. Расход пара на технологические нужды Д₁, кг/ч определяется по формуле

, (12.1)

где P_t – часовая производительность по готовой продукции, т/ч;

q_t – удельный расход пара, кг/т.

Д₁ = 1600 ∙ 0,9 + 1200 ∙ 2,1 = 3960 кг/ч.

Расход пара на отопление Д₂, кг/ч рассчитывается по формуле

, (12.2)

где Q_ОТ – максимальный тепловой расход теплоты на отопление, 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);

η_ТО – КПД теплообменника (η_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

, (12.3)

где Х₀ – удельная тепловая характеристика здания, Вт/(м³∙К);

q_ОТ – удельные теплопотери 1 м³ здания, кДж/м³;

V – объем отапливаемой части, м³;

t_П – средняя температура отапливаемого помещения, ˚С (t_П=18-20 ˚С);

t_Н – расчетная зимняя температура наружного воздуха для отопления, ˚С

(t_Н=-9 ˚С) [26].

 Вт;

 кг/ч.

Расход пара на вентиляцию Д₃, кг/ч определяется по формуле

, (12.4)

где Q_в – часовой расход количества теплоты на вентиляцию, Вт.

Расход теплоты на вентиляцию Q_в, Вт определяется по формуле:

, (12.5)

где V_в – общее количество вентилируемого воздуха, м³/ч;

Х_в – удельная характеристика здания, Вт/(м³∙К);

ρ – плотность воздуха, кг/м³ (ρ=1,2 кг/м³);

с – массовая удельная теплоемкость воздуха, кДж/(кг∙К) (с=1,0 кДж/(кг∙К)).

Общее количество вентилируемого воздуха V_в, м³/ч определяется по формуле

, (12.6)

где П_в – процент вентилируемых помещений (П_в=50-60);

V – объем здания, м³,

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

 м³/ч;

 Вт;

 кг/ч.

Расход пара на хозяйственно-бытовые нужды Д₄, кг/ч определяется по формуле

, (12.7)

где Q_х/б – количество теплоты на подогрев воды для хозяйственно-бытовых

нужд, Вт.

, (12.8)

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_н, t_к – начальная и конечная температуры воды (t_н=10 ˚С, t_к=75 ˚С).

 Вт;

 кг/ч.

Суммарный расход пара на производство Д_с, кг/ч равен

, (12.9)

Д_с = 3960 + 1138,4 + 104 + 100,1 = 5302,5 кг/ч.

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

Возврат конденсата от системы производственного пароснабжения W_к1, кг/ч кондитерской фабрики составляет 80%, тогда

, (12.10)

W_к1 = 0,8 ∙ 3960 = 3168 кг/ч.

Возврат конденсата W_к4, кг/ч от системы горячего водоснабжения составляет 90 %, тогда

, (12.11)

W_к4 = 0,9 ∙ 100,1 = 90,1 кг/ч.

Потери конденсата Д_п.к., кг/ч составляют

, (12.12)

Д_п.к. = 5302,5 – (3168 + 90,1) = 2044,4 кг/ч.

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

В = 1,2 ∙ Д_п.к., (12.13)

В = 1,2 ∙ 2044,4 = 2453,3 кг/ч.

Расход пара на подогрев воды Д_п.в., кг/ч равен

, (12.14)

где i₁ – энтальпия воды при t=40 ˚С (168 кДж/кг);

i₂ – энтальпия воды при t=5 ˚С (21 кДж/кг);

i_n – энтальпия пара при 0,6 МПа (2763 кДж/кг);

i_k – энтальпия конденсата (669 кДж/кг);

η – КПД парового водонагревателя (η=0,95).

 кг/ч.

Расход пара на деаэрацию воды Д_аэ, кг/ч равен

, (12.15)

где i_ср – средняя энтальпия воды, поступающей в деаэратор, кДж/кг

(i_ср=433 кДж/кг);

W_n.в. – конденсат от водоподогревателя воды перед химводоочисткой, кг/ч (W_n.в.= Д_n.в.).

 кг/ч.

Общая потребность котельной в паре Д_к, кг/ч

Д_к = Д_с + Д_п.в. + Д_аэ , (12.16)

Д_к = 5302,5 + 181,3 + 804,1 = 6287,9 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 , (12.17)

Д_общ = 6287,9 ∙ 1,1 = 6916,7 кг/ч.

Расчет тепловой схемы котельной в летний период.

Суммарный расход пара на производство Д_с, кг/ч равен:

Д_с = 3960 + 100,1 = 4060,1 кг/ч.

Потери конденсата Д_п.к., кг/ч составляют

Д_п.к. = 4060,1 – (3168 + 90,1) = 802 кг/ч.

Расход сырой воды В, кг/ч для покрытия потерь конденсата

В = 1,2 ∙ 802 = 962,4 кг/ч.

Расход пара на подогрев воды Д_п.в., кг/ч равен

 кг/ч.

Расход пара на деаэрацию воды Д_аэ, кг/ч равен

 кг/ч.

Общая потребность котельной в паре Д_к, кг/ч

Д_к = 4060,1 + 71,1 + 483,6 = 4512,5 кг/ч.

Расчетная потребность в паре Д_общ, кг/ч (для летнего периода) будет

Д_общ = 4614,8 ∙ 1,1 = 5076,3 кг/ч.

Выбор паровых котлов

Выбор типа и количества котлов для обеспечения всех нужд предприятия производится из такого расчета, чтобы они обеспечили максимальную потребность в зимний период работы, а в летний период была возможность поочередного капитального ремонта котлов. Подбор котлов производится по их паро- и теплопроизводительности. Если в справочной литературе приведена площадь поверхности F, м² нагрева определяется по формуле

, (12.18)

где Д_общ – расчетная потребность в паре для зимнего периода, кг/ч;

х – коэффициент запаса, х=1,1-1,2;

q_к – удельный парообъем, кг/(м²∙ч) (q_к=30-40 кг/(м²∙ч) в зависимости от котла

и вида топлива).

 м².

По рассчитанной пощади нагрева выбираем из [27] 2 котла ДКВР 10-13-250 с площадью поверхности нагрева 255,4 м².