145931 (728954), страница 2
Текст из файла (страница 2)
k – коэффициент теплопроводности материала стен и потолков ( усредненный );
F – площадь обрабатываемых помещений ;
tвнутр - температура воздуха, которую необходимо поддерживать в обрабатываемых
помещениях ;
tнар – температура наружного воздуха ;
Имеющийся расчет теплоты необходимой для системы кондиционирования:
Q = k F ( tвнутр - tнар )
1.511.622 = k F ( 21 – ( - 6 ) ), отсюда
k F = 52986
Расчет необходимого количества теплоты для нового значения tнар :
Q1 = k F ( tвнутр - tнар1 )
Q1 = 52986 ( 21 – ( -20 ) ) = 2.172.426 кДж/ч
Как видно из расчета количество теплоты необходимое для помещений с кондиционированием в зимний период увеличилось на 660.804 кДж/ч , а целом необходимое количество теплоты для всех потребителей составляет :
| Теплота необх. потребителям для новых расчетных условий (- 20 оС в зимний период) | |
| Помещения с кондиционированием | 2.172.426 кДж/ч |
| Помещения с термовентиляцией | 168.084 кДж/ч |
| Помещения с радиаторным отоплением | 159.167 кДж/ч |
| Теплота необходимая для бойлеров горячей воды | 966.000 кДж/ч |
| ИТОГО необходимое кол-во теплоты : | 3.465.677 кДж/ч |
Возможные пути решения стоящей перед нами проблемы :
-
Выбрать и установить новый автономный котел с бо’льшей теплопроизводительностью .
Цель: увеличить количество теплоты необходимой потребителям.
-
Установить дополнительные котлы-утилизаторы на ДГ.
Цель : использовать теплоту отработанных газов ДГ .
-
Установить дополнительные теплообменники во внутренний контур охлаждения ДГ.
Цель : использовать теплоту внутреннего контура системы охлаждения ДГ .
-
Установить в климатцентры электрические ТЭНы.
Цель : получить дополнительную теплоту для обогрева помещений.
-
Полностью перекрыть подачу наружного воздуха.
Цель : производить постоянный дополнительный нагрев рециркуляционного воздуха.
-
Установить на фотоэлементные двери дополнительные тепло-воздушные завесы.
Цель : исключить попадание холодного наружного воздуха в коридоры и помещения.
-
Установить в обрабатываемых помещениях дополнительные электронагревательные приборы.
Цель : обеспечить дополнительный обогрев в помещениях.
В данном дипломном проекте будем рассматривать пункты 1 и 2 как самые наиболее эффективные для решения проблемы.
III. Выбор автономного котла ( по имеющемуся значению необходимого количества теплоты для всех потребителей )
По имеющимся данным о производительности, габаритах и массе водогрейных котлов отечественного производства единственным целесообразным решением будет установка на теплоходе данного проекта парового котла. Произведем расчет паропроизводительности по данному значению теплопроизводительности :
Dк = Qобщ / ( iп – iпв ) = 3.465.677 / ( 2749 – 640 ) = 1530 кг/ч
где : Dк – полная паропроизводительность ;
Qобщ – полная теплопроизводительность ;
iп – энтальпия влажного насыщенного пара ;
iпв – энтальпия питательной воды ;
По полученному значению подбираем паровой котел КВ 1,6 / 5
1. Описание и параметры
Паропроизводительность - 1600 кг/ч ;
Давление пара - 0,5 Мпа ;
Температура питательной воды - 40 оС ;
Температура уходящих газов - 300 оС ;
К.П.Д. - 81 % ;
Объемная плотность теплового потока - 1150 кВт / м3 ;
Объем топки - 1, 17 м3 ;
Площадь парообразующей поверхности нагрева - 70,7 м3 ;
Количество форсунок - 1 шт ;
Давление топлива перед форсункой - 0,9 Мпа ;
Тип форсунки - паромеханическая ;
Расход топлива при 100% нагрузке - 90 кг/ч ;
Газовоздушное сопротивление котла - 2000 Па ;
Масса котла :
сухого - 6,4 т ;
с водой - 7,5 т ;
Габариты котла : - 1920 х 1530 х 1740 ;
2. Тепловой расчет автономного котла
-
Расчетные характеристики рабочей массы дизельного топлива ( исходные данные
для составления материального баланса ).
Состав рабочей массы :
Ср = 86,3 % ; Нр = 13,3 % ; Np + Op = 0,1 % ; Ар = 0,01 % ; Wp = 0 ; Q = 42.700 кДж/кг ;
Объем трехатомных газов : VRO2 = 1,866 Ср / 100 = 1,61 м3 / кг ;
Теоретически необходимый объем воздуха : VО=VO2 О / 0,21 = 2, 35 / 0,21 = 11,19 м3/кг ;
VO2 О = 1,866 Ср / 100 + 5,6 Нр / 100 - Ор / 100 О2 = 2, 35 м3 / кг ;
О2 = 1,44 кг/ м3 – плотность кислорода ;
Теоретический объем азота : VN2 О = 0,79 VО + Nр / 100 N2 = 8, 84 м3 / кг ;
Теоретический объем водяных паров :
VH2O О = 0,0124 ( 9 Hр + WP + 0,0161 VO + 1,24 Gпр ) = 1,66 м3 / кг ;
Суммарный теоретический объем газов : Vг О = VRO2 + VN2 О + VH2O О = 12,11 м3 / кг ;
Низшая теплота сгорания : QнР = 42.700 кДж / кг ;
2.2. Материальный баланс процесса горения 1 кг топлива.
Марка топлива : ДТ марки “Л” по ГОСТ 305-82
Коэффициент избытка воздуха : = 1,2 ;
Объем водяных паров ( избыточный при > 1 ) : VH2O = 0,0161 ( - 1 ) VO = 0,036 м3 /кг ;
Действительный объем водяных паров : VH2O = VH2O + VH2O 0 = 1,696 м3 / кг ;
Действительный суммарный объем дымовых газов : Vг =Vг + ( - 1 ) V0=14,35 м3/кг ;
Объемные доли продуктов сгорания :
углекислого газа : rRO2 = VRO2 / Vг = 0,112 ;
водяных паров : rH2O = VH2O / Vг = 0,118 ;
суммарная для трехатомных газов : rп = rRO2 + rH2O = 0,23 ;
Давление в топке без наддува : P = 0,1 МПА ;
Парциальные давления :
углекислого газа : PRO2 = P rRO2 = 0,0112 Мпа ;
водяных паров : PH2O = P rH2O = 0,0118 Мпа ;
суммарное для трехатомных газов : Pп = P rп = 0,023 Мпа ;
2.3. Определение энтальпии дымовых газов Iг , кДж/кг, в зависимости от их температуры.
Таблица 1
| t0 C | Iг 0 , кДж/кг | Iв 0 , кДж/кг | IH2O , кДж/кг | Iг , кДж/кг |
| 100 | 1671.95 | 1477.08 | 5.436 | 1972.802 |
| 200 | 3377.81 | 2976.54 | 10.944 | 3984.062 |
| 300 | 5133.85 | 4509.57 | 16.668 | 6052.432 |
| 400 | 6940.76 | 6064.98 | 22.536 | 8176.292 |
| 500 | 8791.36 | 7653.96 | 28.584 | 10350.736 |
| 600 | 10680 | 9287.7 | 34.812 | 12572.35 |
| 700 | 12618.87 | 10955.01 | 41.292 | 14851.16 |
| 800 | 14621.66 | 12644.7 | 48.06 | 17198.66 |
| 900 | 16659.07 | 14334.39 | 54.864 | 19580.81 |
| 1000 | 18731.68 | 16068.84 | 62.1 | 22007.55 |
| 1100 | 20810.73 | 17848.05 | 69.336 | 24449.68 |
| 1200 | 22904.47 | 19627.26 | 76.716 | 26906.64 |
| 1300 | 25036.4 | 21406.47 | 84.384 | 29402.08 |
| 1400 | 27222.24 | 23320.44 | 92.088 | 31960.42 |
| 1500 | 29384.34 | 25054.41 | 100.044 | 34495.27 |
| 1600 | 31581.85 | 26889.57 | 108.036 | 37067.8 |
| 1700 | 33794.05 | 28713.54 | 116.172 | 39652.93 |
| 1800 | 36023.39 | 30537.51 | 124.488 | 42255.38 |
| 1900 | 38277.59 | 32417.43 | 132.768 | 44893.84 |
| 2000 | 40516.15 | 34286.16 | 141.336 | 47514.72 |
| 2100 | 42785.09 | 36166.08 | 149.796 | 50168.1 |
| 2200 | 45059.01 | 38034.81 | 158.364 | 52824.34 |
Строим диаграмму I – t : ( на миллиметровой бумаге прилагается к данному дипломному проекту )
Расчеты велись по формулам :
Теоретические энтальпии дымовых газов Iг 0 , кДж/кг :
Iг 0 = VRO2 (ct)RO2 + VN2 0 (ct)N2 + VH2O 0 (ct)H2O ;
Теоретические энтальпии избыточного воздуха Iв 0 , кДж/кг :
Iв 0 = V0 (ct)в ;
Энтальпии водяных паров содержащихся в избыточном воздухе IH2O , кДж/кг :















