Отопительно-производственная котельная птицефабрики

Содержание

Введение

Краткая характеристика объекта

1. Расчет тепловой нагрузки

2. Выбор теплоносителя

3. Подбор котлов

4. Регулирование отпуска теплоты котельной

5. Подбор питательных устройств и сетевых насосов

6. Расчет водоподготовки

7. Составление тепловой схемы котельной. Компоновка котельной

8. Технико-экономические показатели работы котельной

Используемая литература

Введение

В энергетическом балансе сельских районов ведущая роль принадлежит тепловой энергии. Она расходуется на отопление производственных, жилых и общественных зданий, создание микроклимата в животноводческих и птицеводческих помещениях и сооружениях защищенного грунта, сушку сельскохозяйственных продуктов, получение искусственного холода и на многие другие цели.

Современные птицефабрики, комплексы по производству продуктов животноводства, крупные овощные хозяйства, тепличные комбинаты, предприятия по переработке и хранению сельскохозяйственной продукции, другие специализированные предприятия и объединения промышленного типа требуют для удовлетворения их энергетических потребностей на отопление, вентиляцию, горячее водоснабжение и технологические нужды огромного количества теплоты.

В условиях сельского хозяйства наиболее приемлемы водяные двухтрубные тепловые сети открытого типа, из которых часть теплоносителя разбирается потребителями на горячее водоснабжение. местную разводку горячего водоснабжения подсоединяют к подающему и обратному трубопроводам теплосети через смеситель, регулирующий температуру смешанной воды идущей на водоразбор. При открытых тепловых сетях системы горячего водоснабжения работают надежнее, чем при закрытых, так как в них проходит химически обработанная сетевая вода.

Для создания необходимого потока теплоты удовлетворяющего нужды потребителей применяются отопительно-производственные котельные сельскохозяйственного типа. В котельных в результате сжигания топлива в котлах, запасенная энергия топлива переходит в тепловую энергию теплоносителя (воды или пара) и идет потребителям.

Краткая характеристика объекта

Объектом расчета является индивидуальная котельная птицефабрики. Котельная расположена в г. Вологда, топливом для работы котельной является саратовский газ.

Котельная обеспечивает теплоснабжение трех объектов. Потребителями являются:

-      птичник на 11000 цыплят, V=4700 м³,

-      птичник на 30000 кур несушек, V=7832 м³,

-      центральная ремонтная мастерская, V=15239 м³, 60 работающих человек.

Котельная обеспечивает поток теплоты идущий на отопление, вентиляцию, горячее водоснабжение и технологические нужды потребителей.

Во время отопительного периода котельная обеспечивает все четыре вида теплопотребления. Когда отопительный сезон заканчивается котельная обеспечивает поток тепла идущий только на горячее водоснабжение и технологические нужды.

В ходе расчета нужно: рассчитать тепловую мощность котельной, подобрать котлы, произвести выбор теплоносителя, подобрать питательные и сетевые насосы, рассчитать водоподготовку, составить тепловую схему котельной, произвести компоновку котельной и рассчитать технико-экономические показатели работы котельной.

1. Расчет тепловой нагрузки

Расчетную тепловую нагрузку котельной отопительно-производственного типа определяют отдельно для холодного и теплого периодов года. В зимнее время она складывается из максимальных расходов теплоты на все виды теплопотребления [стр.121]:

 (1.1)

где  , , ,  - максимальные потоки теплоты, расходуемой всеми потребителями системы теплоснабжения соответственно на отопление, вентиляцию, горячее водоснабжение и технологические нужды, Вт; 1,2 - Коэффициент запаса, учитывающий потери теплоты в тепловых сетях, расход теплоты на собственные нужды котельной и резерв на возможное увеличение теплопотребления хозяйством.

В летнее время нагрузку котельной составляют максимальные расходы теплоты на технологические нужды и горячее водоснабжение [стр. 122]:

 (1.2)

 

Определим расход теплоты на отопление и вентиляцию.

Для отдельных жилых, общественных и производственных зданий максимальные потоки теплоты (Вт), расходуемой на отопление и подогрев воздуха в приточной системе вентиляции, ориентировочно определяются по следующим формулам [стр. 122]:

поток теплоты требуемый на отопление

 (1.3)

поток теплоты требуемый на вентиляцию

 (1.4)

где q_от и q_в - удельная отопительная и вентиляционная характеристики здания, Вт/(м³*⁰С); V_н - объем здания по наружному обмеру (без подвальной части), м³; t_в - средняя расчетная температура воздуха, характерная для большинства помещений здания, ⁰С (прил.1,2); t_н - расчетная зимняя

температура наружного воздуха, ⁰С (прил.3);  - поправочный коэффициент, учитывающий влияние на удельную тепловую характеристику местных климатических условий; t_н.в - расчетная зимняя вентиляционная температура наружного воздуха, ⁰С (прил.3).

Определим поток теплоты требуемый на отопление птичника на 11000 цыплят (1.3), объемом V_н=4700 м³:

q_от=0,756 Вт/(м³.⁰С) [таб.20]; t_в=18 ⁰C [прил. 2]; t_н=-31⁰С [прил. 3]; =1 [стр. 123];

Вт

Определим поток теплоты требуемый на отопление птичника на 30000 кур несушек (1.3), объемом V_н=7832 м³:

q_от=0,756 Вт/(м³.⁰С) [таб. 20]; t_в=18C [прил. 2];

,Вт

Определим поток теплоты требуемый на отопление центральной ремонтной мастерской, объемом V_н=15239 м³ (1.3):

q_от=0,756 Вт/(м³.⁰С) [таб. 20]; t_в=18 ⁰C [прил. 1];

,Вт

Теперь определим поток теплоты требуемый на вентиляцию птичника 1 (1.4):

q_в=1,396 Вт/(м³*⁰С) [таб. 20]; t_н.в= -16 [прил. 3];

,Вт

Определим поток теплоты необходимый на вентиляцию птичника 2 (1.4):

q_в=1,396 Вт/(м³.⁰С) [таб. 20]; t_н.в= -16 [прил. 3];

, Вт

Поток теплоты необходимый на вентиляцию ремонтной мастерской (1.4) :

q_в=0,17 Вт/(м³.⁰С) [таб. 20]; t_н.в= -16 [прил. 3];

, Вт

Расход теплоты на горячее водоснабжение.

Для производственных зданий максимальный поток теплоты (Вт), расходуемой на горячее водоснабжение, определим по формуле [стр. 123]:

 (1.5)

где Q_v - часовой расход горячей воды, м³/ч. Для душевых бытовых помещений из расчета одновременной работы всех душевых сеток в течение 1 часа в сутки Q_v=ng10^-3 (n – число душевых сеток, g=250 л/ч – расход воды на одну душевую сетку); с_в - удельная теплоемкость воды, равная 4,19 кДж/(кг*⁰С); - плотность воды (983 кг/м³); t_г - расчетная температура горячей воды, равная 55⁰С; t_х - расчетная температура холодной (водопроводной) воды, принимаемая в зимний период равной 5⁰С,а в летний период 15⁰С.

Определим максимальный поток теплоты, расходуемый на горячее водоснабжение птичника 1 по формуле (1.5), примем количество душевых сеток в помещении n=5:

,Вт

Максимальный поток теплоты, расходуемый на горячее водоснабжение птичника 2 определим по формуле (1.5), примем количество душевых сеток в помещении n=10:

,Вт

Максимальный поток теплоты, расходуемый на горячее водоснабжение ремонтной мастерской определим по формуле (1.5), примем количество душевых сеток в помещении n=12:

,Вт

Расход теплоты на технологические нужды.

Поток теплоты (Вт), расходуемой на технологические нужды птицеводческих помещений, определяем по укрупненным нормам расхода горячей воды на тепловую обработку кормов [стр.126]:

 (1.6)

где  - коэффициент неравномерности потребления теплоты на технологические нужды в течение суток, принимают =4; М_к - количество подлежащего тепловой обработке корма данного вида в суточном рационе животных, кг; d_к - удельный расход горячей воды на обрабатываемый корм данного вида, кг/кг; h_к - энтальпия используемой горячей воды, кДж/кг; N_ж – число птиц данного вида.

Определим расчётный поток теплоты (Вт), расходуемой на технологические нужды птичников.

В суточном рационе куриц на откорме присутствуют корнеклубнеплоды; М_{корнеп.}=0,07 кг, удельный расход горячей воды (при 45⁰С) равен d_к.корн.=0,8 кг/кг [прил.13] . Энтальпию горячей воды определим произведением теплоемкости воды на ее температуру.

Для птичника 1:

,Вт.

Для птичника 2:

,Вт.

Расчётный поток теплоты (Вт), расходуемой на технологические нужды ремонтных мастерских, подсчитывается по формуле:

где  - коэффициент спроса на теплоту, равный 0,6…0,7 (примем  =0,7); D – расход теплоносителя (воды), кг/ч; h – энтальпия теплоносителя, кДж/кг; h_воз – энтальпия обратной воды, кДж/кг (можно принять h_воз=270…295 кДж/кг); p – коэффициент возвращаемой обратной воды, обычно принимаемый равным 0,7.

Примем h_воз=290 кДж/кг.

Определим расчётный поток теплоты (Вт), расходуемой на технологические нужды ремонтной мастерской:

,Вт

Теперь определим расчетную тепловую нагрузку котельной в зимнее время по формуле (1.1):

 ,Вт

 ,Вт

 ,Вт

 ,Вт

 ,Вт

Поток теплоты (Вт), расходуемый на горячее водоснабжение жилых, общественных и производственных зданий в летний период, по отношению к отопительному снижается и определяется для производственных зданий по формуле [стр.125]:

 (1.7)

где =15⁰С (расчётная температура холодной воды, принимаемая в летний период)

Определим поток теплоты необходимый на горячее водоснабжение:

Для птичника 1:

, Вт

Для птичника 2:

, Вт

Для ремонтной мастерской:

, Вт

Определим тепловую нагрузку котельной в летний период (1.2):

 ,Вт

 ,Вт (в летнее и зимнее время равны)

,Вт

Построение годового графика тепловой нагрузки.

Годовой расход теплоты на все виды теплопотребления может быть подсчитан по аналитическим формулам, но удобнее определять его графически из годового графика тепловой нагрузки, который необходим также для установления режимов работы котельной в течение всего года. Такой график строят в зависимости от длительности действия в данной местности различных наружных температур [прил. 3].

Строим годовой график тепловой нагрузки:

C помощью графика определяем годовой расход теплоты на все виды теплопотребления [стр. 129]:

, (1.8)

где F - площадь годового графика тепловой нагрузки, мм²; m_Q и m_n - масштабы расхода теплоты и времени работы котельной, соответственно Вт/мм и ч/мм.

Площадь равна F= 34014 мм²; масштаб расхода теплоты m_Q=10000 Вт/мм; масштаб времени работы котельной m_n= 20 ч/мм.

 , ГДж/год.