Количество секций радиаторов Z, шт, определяется по формуле
Z = FОТ /f1, (11.19)
где f1 – площадь поверхности нагрева одной секции радиатора, м2, f1 = 0,254 м2.
Z = 247,5 / 0,254 ≈ 975 шт.
11.3 Водоснабжение
Целью расчёта является определение общего расхода воды предприятием в период максимального водопользования согласно [25].
Общий расчётный расход воды предприятием, м3/ч
qобщ = qт + qс-б + qпож - qобор , (11.20)
где qт – расход воды на технологические нужды, м3/ч;
qс-б,qпож – расходы воды на санитарно-бытовые нужды и пожаротушение, м3/ч;
qобор – количество воды, поступающей из системы оборотного водоснабжения, м3/ч.
Расход воды на пожаротушение принимаем из части безопасность и экологичность проекта qпож = 54 м3.
Количество установленных санитарно-технических приборов Ni, шт.
Ni = nнр / nio, (11.21)
где nнр – число водопотребителей;
nio – количество людей, обслуживаемых одним санитарно-техническим прибором.
Nун = 160/18 + 99/12 ≈ 18 шт;
Nум = 160/72 + 99/48 = 5 шт;
Nдуш = 160/15 + 99/15 = 18 шт.
Максимальный часовой расход воды по цеху определяется по формуле
qоч = 0.001·S qoiч · Ni, (11.22)
qоч = 18 · 0,06 + 5 · 0,45 + 18 · 0,083 = 4,82 м3/ч
qобщ = 16 + 4,82 + 54 – 18,5 = 56,32 м3/ч
Расход воды на нужды горячего водоснабжения в течение часа максимального потребления Qчн, кВт
Qчн = 1,16 qчм(55 - tс), (11.23)
где tс – температура холодной воды, оС.
qчм = 5 · 0,04 + 18 · 0,23 = 4,34 м3/ч
Qчн = 1,16 · 4,34 ∙ (55 - 5) = 251,72 кВт.
11.4 Канализация
Расход вод, сбрасываемых предприятием qст, м3/ч
qст = qпр + qсб - qоб, (11.24)
где qпр, qсб, qоб – расходы производственных, санитарно-бытовых сточных вод и
воды, забираемой в систему обратного водоснабжения, м3/ч.
qпр = S Прi ∙ qi , (11.25)
где Прi – производительность предприятия по каждому виду продукции, т/ч;
qi – удельный расход сточных вод при выработке 1 т продукции.
qпр = 2 · 1,5 + 0,9 ∙ 3 = 5,7 м3/ч.
Количество санитарно-бытовых сточных вод определяется
qсб = S Ni ∙ qiс , (11.26)
где Ni – количество санитарно-технических приборов;
qiс – количество сточных вод от одного санитарно-технического устройства, м3/ч.
qсб = 5 · 0,15 + 18 ∙ 0,2 + 18 ∙ 1,6 = 33,15 м3/ч;
qст = 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 Pt – часовая производительность по готовой продукции, т/ч;
qt – 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 QОТ – максимальный тепловой расход теплоты на отопление, Вт;
in – энтальпия пара, кДж/кг (при давлении пара 0,07 МПа, in=2666,6 кДж/кг);
ik – энтальпия конденсата, кДж/кг (ik=375,6 кДж/кг);
ηТО – КПД теплообменника (ηТО=0,95).
При определении необходимого расхода теплоты следует учитывать район расположения кондитерской фабрики, длительность отопительного сезона, расчетные температуры.
Расход теплоты на отопление здания QОТ, Вт определяется по формуле
, (12.3)
где Х0 – удельная тепловая характеристика здания, Вт/(м3∙К);
qОТ – удельные теплопотери 1 м3 здания, кДж/м3;
V – объем отапливаемой части, м3;
tП – средняя температура отапливаемого помещения, ˚С (tП=18-20 ˚С);
tН – расчетная зимняя температура наружного воздуха для отопления, ˚С
(tН=-9 ˚С) [26].
Вт;
кг/ч.
Расход пара на вентиляцию Д3, кг/ч определяется по формуле
, (12.4)
где Qв – часовой расход количества теплоты на вентиляцию, Вт.
Расход теплоты на вентиляцию Qв, Вт определяется по формуле:
, (12.5)
где Vв – общее количество вентилируемого воздуха, м3/ч;
Хв – 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 Vв, м3/ч определяется по формуле
, (12.6)
где Пв – процент вентилируемых помещений (Пв=50-60);
V – объем здания, м3,
n – средняя кратность воздухообмена в час (3-5).
м3/ч;
Расход пара на хозяйственно-бытовые нужды Д4, кг/ч определяется по формуле
, (12.7)
где Qх/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));
tн, tк – начальная и конечная температуры воды (tн=10 ˚С, tк=75 ˚С).
Суммарный расход пара на производство Дс, кг/ч равен
, (12.9)
Дс = 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 Wк1, кг/ч кондитерской фабрики составляет 80%, тогда
, (12.10)
Wк1 = 0,8 ∙ 3960 = 3168 кг/ч.
Возврат конденсата Wк4, кг/ч от системы горячего водоснабжения составляет 90 %, тогда
, (12.11)
Wк4 = 0,9 ∙ 100,1 = 90,1 кг/ч.
Потери конденсата Дп.к., кг/ч составляют
, (12.12)
Дп.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 ∙ Дп.к., (12.13)
В = 1,2 ∙ 2044,4 = 2453,3 кг/ч.
Расход пара на подогрев воды Дп.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);
in – энтальпия пара при 0,6 МПа (2763 кДж/кг);
ik – энтальпия конденсата (669 кДж/кг);
η – КПД парового водонагревателя (η=0,95).
Расход пара на деаэрацию воды Даэ, кг/ч равен
, (12.15)
где iср – средняя энтальпия воды, поступающей в деаэратор, кДж/кг
(iср=433 кДж/кг);
Wn.в. – конденсат от водоподогревателя воды перед химводоочисткой, кг/ч (Wn.в.= Дn.в.).
Общая потребность котельной в паре Дк, кг/ч
Дк = Дс + Дп.в. + Даэ , (12.16)
Дк = 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 Добщ, кг/ч (для зимнего периода) будет
Добщ = Дк ∙ 1,1 , (12.17)
Добщ = 6287,9 ∙ 1,1 = 6916,7 кг/ч.
Расчет тепловой схемы котельной в летний период.
Суммарный расход пара на производство Дс, кг/ч равен:
Дс = 3960 + 100,1 = 4060,1 кг/ч.
Дп.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.
Дк = 4060,1 + 71,1 + 483,6 = 4512,5 кг/ч.
Расчетная потребность в паре Добщ, кг/ч (для летнего периода) будет
Добщ = 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 Добщ – расчетная потребность в паре для зимнего периода, кг/ч;
х – коэффициент запаса, х=1,1-1,2;
qк – удельный парообъем, кг/(м2∙ч) (qк=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.
12.2 Холодоснабжение
Расчет расхода холода по фабрике
Суточный расход холода Qс, Вт определяется:
Qc = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 , (12.19)
где Q1 – расход холода на технологические нужды, Вт;
Q2 –расход холода на теплопередачу через внешние ограждения холодильной камеры, Вт;
Q3 – расход холода на хранение сырья, Вт;
Q4 – расход холода на кондиционирование воздуха, Вт;
Q5 – расход холода на эксплуатационные нужды, Вт.
Расход холода на технологические нужды Q1, Вт рассчитывается по сумме расхода на отдельные потребители или по указанным показателям на 1 т готовой продукции
Q1 = G ∙ q , (12.20)
где G – суточная выраб+тка продукции, Вт;
q – расход холода на 1 готовой продукции.
Q1 = 14 ∙ 406000 + 32 ∙ 104400 = 9024800 Вт.
Расход количества холода на теплопередачу через внешние ограждения холодильной камеры Q2, Вт равен
, (12.21)
где - количество теплоты, предаваемое через внутренние стены, Вт;
- количество теплоты, передаваемое через потолок, Вт;
- количество теплоты, передаваемое через пол, Вт.
, (12.22)
где КI-III – коэффициент теплопередачи, Вт/(м2∙град), (КI=0,41, КII=0,44,KIII=0,58);
FI-III – площадь поверхности стен, потолка, пола, м2;
tн – температура наружного воздуха, ˚С (tн=25 ˚С);
tк – температура наружного воздуха, ˚С (tк=4 ˚С).
Вт.
Q2 = 1487,8 + 665,3 + 877 = 3030,1 Вт.
Расход холода на хранение сырья в холодильной камере Q3, Вт
, (12.23)
где - расход холода на хранение отдельных видов скоропортящегося сырья.
, (12.24)
где GI-n – суточный расход сырья, кг;
сI-n – удельная теплоемкость сырья, кДж/(кг∙К);
tH, tk – начальная и конечная температуры охлаждаемого сырья, ˚С (tH=15 ˚С,
tк=4 ˚С).
Расход холода на кондиционирование воздуха Q4, Вт определяется по формуле:
, (12.25)
где Vk – суммарный объем помещений, камер, шкафов, где производится
кондиционирование, м3;
с – объемная теплоемкость воздуха, кДж/(м3∙град), (с=1,29 кДж/(м3∙град));
Δt – разность температур между температурой воздуха до кондиционирова-
ния и после него (Δt=10-15 ˚С);
m – кратность воздухообмена в помещении (m=2).
Расход холода на эксплуатационные нужды Q5, Вт равен
Q5 = (Q2 + Q3) ∙ 0,2 , (12.26)
Q5 = (3030,1 + 38755,5) ∙ 0,2 = 8357,1 Вт;
Qс = 9024800 + 3030,1 + 4684,5 + 38755,5 + 24250,3 + 8357,1=9095520,4 Вт.
С учетом общезаводских потерь (20%) в коммуникациях общий расход холода в сутки Qо, Вт составит
Qo = 1,2 ∙ Qc , (12.27)
Qо = 1,2 ∙ 9095520,4 = 10914624,5 Вт.
Часовая производительность холода в сутки Qчас, Вт составит
, (12.28)
По рассчитанной потребности фабрики в холоде выбираем из [28] два компрессора ВХ 350-2-1 с холодопроизводительностью 790 кВт.
13 Электротехническая часть
13.1 Общая характеристика электроснабжения
Предприятие получает электрическую энергию от трансформаторной подстанции энергосистемы «Воронежэнерго» города Лиски по воздушной ЛЭП, напряжением 10 кВ длиной 2 км.
Необходимо построить понижающую трансформаторную подстанцию.
Для внутризаводских электрических сетей принимаем систему трехфазного тока напряжением 380/220 В с заземленным нулем.
От трансформаторной подстанции предприятия электроэнергия поступает на общий распределительный щит для питания электродвигателей, внутреннего освещения и освещения территории. Распределение электроэнергии от фабричной подстанции до цеха осуществляется по кабелям и стенам внутри здания. Защита распределительных цепей от токов короткого замыкания осуществляется предохранителями.
13.2 Определение категории помещения
Таблица 13.1 – Категории помещений
Наименование помещения
Категория помещения
Склад БХС
Взрывоопасное
Склад хранения пюре
Сухое нормальное
Склад сырья
Склад готовой продукции и тары
Варочное отделение
Жаркое
Мармеладный цех
Конфетный цех
Бытовые помещения
13.3 Расчет электрической силовой нагрузки
Надежная и экономичная работа технологического оборудования возможна только при правильном выборе типа, мощности приводного электродвигателя согласно режиму его работы и предполагаемой нагрузки.
Мощность выбранного электродвигателя Р, кВт, должна соответствовать выражению
Рном > Рм,
где Рном - номинальная мощность электродвигателя, кВт;
Рм - потребная мощность, кВт
После того как будет определена номинальная мощность всех электродвигателей и выбран их тип, требуется рассчитать полную максимальную потребную мощность силовой нагрузки. Для этого основные технические данные рассматриваемых типов привода представлены в таблице 13.2.
Таблица 13.2 - Основные технические данные рассматриваемых типов
приводов
Наименование рабочей машины
Потребная мощность Рм, кВт
Приводной электродвигатель
Количество двигателей , Nдв, шт
Установленная мощность электродвигателей Ру, кВт
Тип
Номинальная мощность Рном, кВт
Коэффициент мощности cosφн
Число оборотов nн, мин-1
КПД ηн, %
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Виброразгрузочное устройство
1,5
АИР80В4
0,83
1500
78,0
6,6
Просеиватель Ш2-ХМЕ
0,55
АИР71В4
0,75
0,73
73,0
Варочный котёл 28-А
1,0
АИР80А4
1,1
0,81
75,0
7,7
Автовесы
1,50
АИР80А2
2,2
0,85
-
81,0
Емкость на весах
1,10
АИР71В2
79,0
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22
