150905 (Система тепло- и энергоснабжения промышленного предприятия), страница 3

(22)

1.1.4 Расчет расходов тепла на технологические нужды

Расход тепла на технологические нужды предприятий всех отраслей промышленности характеризуется большой неравномерностью, как в течение суток, так и в течение месяца и года. Он зависит от характера технологического процесса, типа производственного оборудования, общей организации работ [10].

По характеру режимов потребления проектируемое предприятие можно отнести ко второй группе, т.е. предприятия с односменным графиком работы.

Максимальный расход пара для каждого из цехов предприятия представлен в табл. 3.

Таблица 3 Расход пара для цехов предприятия

ИТОГО =1,145 кг/с

Максимальный в течение года среднесуточный расход тепла на технологические нужды составляет:

(23)

где: - коэффициент заполнения суточного графика теплопотребления на технологические нужды (равен отношению среднесуточной тепловой нагрузки к максимальной и составляет =0,5);

, - доля и энтальпия возвращаемого с производства конденсата, составляет

=0,6; =336 кДж/кг;

-энтальпия свежего насыщенного пара, отпускаемого потребителю при давлении р=0,37 МПа; =2787 кДж/кг.

Тогда:

Среднегодовой расход тепла на технологические нужды всего предприятия определяется по формуле:

, (24)

где: - коэффициент заполнения годового графика, =0,6.

Годовой расход тепла на технологические нужды всего предприятия определяется по формуле:

(25)

Расход тепла на технологические нужды носит круглогодовой характер и не зависит от температуры наружного воздуха.

Для определения расхода топлива, разработки режимов использования оборудования и графиков его ремонта, загрузки и отпусков обслуживающего персонала необходимо знать годовой расход тепла на теплоснабжение предприятия, а также его распределение в течение года.

Годовой расход тепла ЗАО "Термотрон-завод" вычисляется суммированием годовых расходов тепла на отопление, вентиляцию, горячее водоснабжение и технологические нужды:

(26)

1.2 Энергетическое обследование фактических режимов работы системы теплоснабжения

В настоящий момент картина системы теплоснабжения ЗАО "Термотрон-завод" изменилась. Отделились некоторые службы, появился избыток энергетических ресурсов. Вследствие этого необходимо провести модернизацию системы.

При модернизации систем теплоснабжения промышленного предприятия одним из наиболее ответственных этапов является проведение энергетического обследования. Общее энергопотребление заводом различных энергоносителей разбивается по отдельным зданиям, группам технологических процессов, отдельным основным процессам и установкам, видам продукции. Этот процесс называется созданием карты энергопотребления.

Расход тепла предприятиями всех отраслей промышленности характеризуется большой неравномерностью. По характеру протекания во времени тепловые нагрузки предприятия подразделяются на две группы: сезонные и круглогодовые.

Для покрытия сезонных нагрузок тепло отпускается в течение какого-то сезона, причем величина и характер их изменения зависят, главным образом, от климатических условий: температуры наружного воздуха, направления и скорости ветра, солнечного излучения и др. Сезонные нагрузки сравнительно постоянны в течение годы. Сезонные нагрузки сравнительно постоянны в течение суток и переменны в течение года. Сезонными потребителями являются системы отопления и вентиляции.

Для покрытия круглогодовых нагрузок тепло отпускается в течение всего года. К ним относятся технологические потребители тепла и системы горячего водоснабжения коммунально-бытовых потребителей. Величина и характер графика нагрузки горячего водоснабжения зависят от числа рабочих на предприятии, интенсивности производимой работы и характера тепловыделений в рабочем помещении. Круглогодовые нагрузки весьма мало зависят от климатических условий, они переменны в течение суток и сравнительно постоянны в течение года.

1.2.1 Расчет расходов тепла на отопление

Для составления теплового баланса и оценки состояния системы отопления необходимо выполнить сравнение тепловой мощности, потребляемой на отопление зданий различного назначения, с расчетными данными, которые были заложены при проектировании. Сравнительный анализ позволяет определить наличие перетопа здания и необходимость настройки его системы на проектные показатели. Превышение теплопотерь в зданиях и элементах системы централизованного теплоснабжения больше проектных значений приводит к необходимости проведения восстановительных работ по их устранению.

1.2.1.1 Расчет расходов тепла на отопление тарного цеха

Уравнение теплового баланса с помощью которого определяется расчетный расход тепла на отопление имеет вид:

, (27)

где , кВт -суммарные теплопотери всего помещения;

, кВт - расход тепла на подогрев инфильтрующегося воздуха;

, кВт - расход тепла на отопление;

, кВт- суммарные тепловыделения от различных источников в помещении.

Рассмотрим расчет тепловых нагрузок на отопление на примере расчета тарного цеха ЗАО "Термотрон-завод", расположенного в городе Брянске.

Исходные данные для расчета.

Размеры цеха (рис.1):

Высота ,

Длина ,

Ширина .

Рис.1 Географическая ориентация тарного цеха

Стены толщиной , выполнены из железобетонных плит. Перекрытие выполнено из железобетонных плит толщиной .

Пол из железобетонных плит толщиной размещен над неотапливаемым подвалом со световыми проемами. Остекление цеха – двойное в деревянных спаренных переплетах одной стены, площадь остекления составляет 50% площади продольной стены.

Продольная ось цеха ориентирована с северо-востока на юго-запад. Потребители горячей воды – калорифиры воздушного отопления и вентиляции.

Для расчета теплопотерь тарного цеха определяем расчетную температуру воздуха в рабочей зоне. Учитывая характеристику выполняемой работы, для данного типа цеха, определяем категорию интенсивности труда – средней тяжести и затраты энергии – 200 кВт.

Объем цеха составляет

.

Тогда, учитывая известную расчетную температуру воздуха в помещении и категорию интенсивности труда, определяем относительную влажность воздуха и скорость ветра

Поскольку высота цеха больше 4 м, определяем температуру воздуха в верхней зоне цеха и среднюю для помещения, приняв - коэффициент нарастания температуры по высоте помещения, равный 0,5:

; (28)

. (29)

Теплопотери через ограждения подразделяются на основные и добавочные. Основные теплопотери через продольную стену цеха определяются по формуле:

, (30)

где: -коэффициент, зависящий от положения наружной поверхности ограждения по отношению к наружному воздуху , =1;

- площадь ограждения, ;

- сопротивление теплопередаче, .

Ограждения зданий состоят, как правило, из нескольких материальных слоев. Сопротивление теплопередаче плоской многослойной стенки складывается из сопротивлений каждых из слоев и определяется по формуле:

(31)

где: - коэффициент теплоотдачи от воздуха к внутренней поверхности стены, принимаем равным ;

- коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности стены в окружающий воздух, = ;

, - коэффициент теплопроводности железобетона, = .

- толщина стены, м.

Тогда, согласно формуле:

Площадь ограждения равна:

Основные теплопотери через стену:

Дополнительные теплопотери в процентах от основных, определяем по:

- на ориентацию ограждения по сторонам света: 10%;

- на скорость ветра: 10%.

Расчетные теплопотери через продольную стену определяются по формуле:

(32)

где - коэффициент учета добавочных потерь, равный единице плюс добавки, выраженные в долях единицы:

=1+0,1+0,1=1,2.

Тогда

Рассмотрим расчет теплопотерь через полы на лагах с утепляющим слоем. Для расчета теплопотерь пол помещения разбивается на зоны шириной 2 м.

Площадь пола первой зоны, примыкающей к наружному углу (заштрихованная область на рис.2, учитывается дважды из-за дополнительного переохлаждения. Подземные части наружных стен рассматриваются как продолжение пола на грунте. Разбивка на зоны делается от уровня земли по поверхности подземной части и далее по полу.

Рис. 2 Схема к расчету теплопотерь через полы, расположенные на лагах

Площадь зон:

;

;

;

.

Сопротивление теплопередаче для каждой зоны пола рассчитывается:

; (33)

где - сопротивление теплопередаче зон не утепленного пола, принимаются для зоны 1 равным 2,15; для второй- 4,3; для третьей- 8,6; для остальной площади- 14,2