Проектирование отопительно-производственной котельной сельскохозяйственного назначения

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФГОУ ВПО "Башкирский государственный аграрный

университет"

Факультет: Энергетический

Кафедра: АТД и Т

Специальность: Электрификация и автоматизация с/х

КУРСОВАЯ РАБОТА

"Проектирование отопительно-производственной котельной сельскохозяйственного назначения"

Мухамедьяров Ильнур Равилович

Форма обучения: очная

Курс, группа: АХ 301/1

"К защите допускаю"

Руководитель:

Динисламов М. Г..

Уфа 2009

РЕФЕРАТ

Курсовой работа включает в себя 24 страницы расчётно-пояснительной записки, 1 лист графического материала формата А1.

Объектом работы является проектирование отопительно-производственной котельной сельскохозяйственного назначения.

Расчётно-пояснительная записка включает в себя: расчет тепловых нагрузок, выбор источника теплоснабжения, определение годовых расходов теплоты и топлива, регулирование отпуска теплоты, подбор питательных устройств и сетевых насосов, расчёт водоподготовки, тепловую схему котельной, компоновку котельной и расчёт технико-экономических показателей производства теплоты.

Графическая часть курсовой работы, содержит тепловую схему с указанием всего оборудования, участвующего в тепловом процессе, графики годовой тепловой нагрузки и температур воды в тепловой сети.

ОГЛАВЛЕНИЕ

1. Задание

2. Расчет тепловой нагрузки

2.1 Определение расчетной тепловой мощности на отопление и вентиляцию

2.2 Расход теплоты на горячее водоснабжение и технологические нужды

3. Выбор теплоносителя

4. Подбор котлов

5. Годовой расход топлива

6. Регулирование отпуска теплоты котельной

7. Подбор питательных устройств и сетевых насосов

8. Расчет тепловой схемы котельной

9. Технико-экономические показатели производства тепловой энергии

Библиографический список

1. Задание

1. Рассчитать по удельным показателям расход теплоты на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение для объектов, указанных в таблицах 1 и 2 и годовой расход теплоты. При расчете принять: расчетно-климатические условия по последней цифре номера зачетной книжки по таблице 4; высоту помещений ремонтной мастерской -5 м, школы, клуба и гаража - 4 м, остальных объектов - 3 м; давление и температуру пара по предпоследней цифре номера зачетной книжки.

2. Выбрать тип и количество котлов в котельной, определить максимальный часовой расход топлива. Вид топлива принять по таблице 3.

3. Рассчитать внутренний диаметр трубопроводов теплотрассы для отопления объекта, указанного в таблице 3.

Таблица 1 Характеристика потребителей теплоты жилого сектора

Таблица 2 Характеристика потребителей теплоты производственного сектора

Таблица 3 Вид топлива и объект для расчета трубопроводов

Таблица 4 Расчётно-климатические условия

2. Расчёт тепловой нагрузки

2.1 Определение расчетной тепловой мощности на отопление и вентиляцию

Определение расчётной тепловой мощности на отопление и вентиляцию, в Вт:

где qот и qв - удельная отопительная и удельная вентиляционная характеристики здания, Вт/(м3×К); применяется в зависимости от назначения и размеров здания.

Vн - объем здания, м3;

tв - средняя расчетная температура воздуха, характерная для большинства помещений зданий, 0С;

tн.о. и t н.в. - расчётная температура наружного воздуха для системы отопления и вентиляции, 0С;

а - поправка на разность температур, 0С.

a=0,54+22/(tВ- tНО) (3)

Тепловая мощность на отопление жилых домов:

принимаем площадь одного жилого дома S=100 м2, тогда количество домов равно 190;

VН=100×3=300 м3 —объем одного дома;

q0Т=0,87 Вт/(м3×К) (приложение11 /2/);

tВ=20°C (приложение 1 /1/);

tН.О.= -35 0С (по заданию);

а=0,54+22/(20-(-35))=0,94;

Фо=0,87×300×190×(20-(-35))×0,94=2563803 Вт.

Тепловая мощность на отопление общественных зданий:

Тепловая мощность на отопление и вентиляцию школы:

qoт=0,41 Вт/(м3×К) (приложение11 /2/);

tВ = 16°C(приложение 1 /1/);

tН.О.= -35 С (по заданию);

а=0,54+22/(16-(-35))=0,971;

VН=3000×4=12000 м3;

Ф0=0,41×12000×(16-(-35))×0,971=243643,32 Вт;

qВ=0,09 Вт/(м3×К) (приложение11 /2/);

tH.B.=-20 0С (по заданию);

Фв=0,09×12000×( 16-(-20))=38880 Вт.

Тепловая мощность на отопление и вентиляцию клуба:

qoт=0,43 Вт/(м3×К) (приложение11 /2/);

tB=16°C (приложение 1 /1/);

tH.О.= -35°C (по заданию);

а=0,54+22/(16-(-35))=0,971;

VН= 300×4=1200 м3;

Фот=0,43×1200×(16-(-35))×0,98 =25552,8 Вт;

qВ=0,29 Вт/(м3×К) (приложение11 /2/);

tH.B=-20°C (по заданию);

Фв=0,29×5600×(16-(-20))=12528 Вт.

Тепловая мощность на отопление и вентиляцию бани:

qoт=0,33 Вт/(м3×К) (приложение11 /2/);

tB=25 °C (приложение 1 /1/);

tH.О.= -35°C (по заданию);

a=0,54+22/(25-(-35))=0,907;

VН=35×3=105 м3;

Фо=0,33×105×(25-(-35))×0,907=271081,77Вт;

qв= 1,16 Вт/(м3×К) (приложение11 /2/);

tн.в. =-20 0С (по заданию);

Фв=1,16×105×(25-(-20))=5781 Вт

Тепловая мощность на отопление производственных зданий:

Тепловая мощность на отопление и вентиляцию ремонтной мастерской:

qo=0,61 Вт/(м3×К) (приложение 12 /2/);

tВ = 18°C (приложение 1 /1/);

tH.0.= -35 0С (по заданию);

а=0,54+22/(18-(-35))=0,955;

VН =1800×5=9000 м3;

ФОТ=0,61×9000×(18-(-35))×0,955=277876,35 Вт;

qB=0,17 Вт/(м3×К) (таблица 1, /2/);

tН.В.=-20 0С (по заданию);

Фв=0,17×9000×(18-(-21))=58140 Вт.

Тепловая мощность на отопление гаража:

qoт=0,64 Вт/(м3×К) (таблица 1, /2/);

tВ= 10 °C (страница 157, /1/);

tН.О.= -35 С (по заданию);

а=0,54+22/(10-(-35))=1,03;

VH=200×4=800 м3;

ФОТ=0,64×800×(10-(-35))×1,03=23731,2 Вт.

Суммарная тепловая мощность на отопление:

∑Ф0Т= 2563803+243643,32 +25552,8 +271081,77+277876,35 +23731,2 =3405688,44 Вт

Суммарная тепловая мощность на вентиляцию:

∑Фв=38880+1252+5781+58140=104053 Вт.

2.2 Расход теплоты на горячее водоснабжение и технологические нужды

Определение расходов теплоты на горячее водоснабжение и технологические нужды

2.2.1 Расход теплоты на горячее водоснабжение:

Средний тепловой поток на горячее водоснабжение Фг.в.ср (в Вт), жилых и общественных зданий в отопительный период определяется:

 (4)

 m - расчётное количество населения обслуживаемого системой горячего водоснабжения;

qг.в. - укрупненный показатель среднего теплового потока, Вт, на горячее водоснабжение на одного человека. Принимается в зависимости от среднесуточной за отопит. период нормы расхода воды при температуре 60 0С

на одного человека g,л/сут;

По формуле (4) найдём Фсрг.в для жилых зданий:

 qг.в=320 Вт для g= 85л/сут (рекомендация на стр.124/2/)

 Вт.

По формуле (4) найдём Фсрг.в для школ:

qг.в=146 Вт для g= 40л/сут (рекомендация на стр.124/2/)

Вт

Тепловая мощность на горячее водоснабжение клуба:

При среднем за отопительный период норме расхода, воды при температуре 60 0С на горячее водоснабжение одного душа в час g=110 л/час с горячим водоснабжением (рекомендация на стр.124/2/);

Фг.в =0,278×Vt×ρв×св×(tг.в.-tх.в.), (5)

где Vt – часовой расход горячей воды, м3/ч;

rв – плотность воды (983 кг/м3), (124/1/);

Cв – удельная массовая теплоемкость воды, уравненная 4,19 кДж/(кг× К).

Для душевых помещений из расчета одновременной работы всех душевых сеток в течение 1 часа в сутки:

G=n×g×10-3 , (6)

где n – число душевых сеток;

g – расход воды на 1 душевую сетку, л/сут.

 Фг.в. =0,278×10×110×0,001×983×4,19×(65-5)=75571,2 Вт.

Тепловая мощность на горячее водоснабжение бани.

При среднем за отопительный период норме расхода воды при температуре 600С на горячее водоснабжение одного посетителя g=120 л/сутки с горячим водоснабжением (рекомендация на стр.124/2/);

Для бань и предприятий общественного питания:

G=m×g×10-3 (7)

m- число посетителей равное числу мест в раздевальной;

m=50

По формуле (5) найдем Фсрг.в:

Фсрг.в.= 0,278×50×120×0,001×983×4,19×(65-5)= 412206,5 Вт.

Максимальный поток теплоты (в Вт), расходуемый на горячее водоснабжение жилых и общественных зданий

Фг.в.max =(2…2,4)×(672000+27740+75571,2 +412206,5)=2612538,9 Вт.

В животноводческих помещениях максимальный поток теплоты (Вт), расходуемый на горячее водоснабжение (tг=40…60 0С), для санитарно-гигиенических нужд.

 (9)

где b - коэффициент неравномерности потребления горячей воды в течение суток; b= 2,5;

 - массовая теплоемкость воды, равная 4,19 кДж/кг, 0С

 m - число животных данного вида в помещении;

g - норма среднесуточного расхода горячей воды на одно животное, кг (принимают для коров молочных пород 15 кг.)

Фг.в.= Вт

Максимальный поток на горячее водоснабжение ремонтных мастерских:

 (10)

G- расход горячей воды м3 /ч

 -плотность воды

-расчетная температура холодной воды принимаемая зимой -5 0С

 - расчетная температура горячей воды равная 60 0С

Вт

Поток теплоты, Вт, расходуемый на горячее водоснабжение в летний период по отношению к отопительному снижается и определяется по следующим формулам:

 для жилых и общественных зданий:

=0,65×2612538,9 =1698150,3Вт

для производственных зданий:

=0,82×(6726,8+36903,9)=35777,2 Вт.

2.2.2 Тепловая мощность на технологические нужды.

Тепловую мощность системы теплоснабжения, Вт, на технологические нужды определяем по формуле:

где y- коэффициент спроса на теплоту, равный 0,6...0,7;

D - расход теплоносителя, кг/ч;

р - коэффициент возврата конденсатора или обратной воды, принимаемый равным 0,7;

h и hвоз. - энтальпия теплоносителя и возвращаемого конденсатора или обратной воды, кДж/кг.

hвоз.=cB×tK (13)

где: tK - температура конденсата, принимаем равной температуре в обратном трубопроводе 70 0С;

сВ- теплоёмкость воды, сВ=4,19 кДж/(кг×К);

hвоз.=4,19×70=293,3 кДж/кг.

Тепловая мощность на технологические нужды ремонтной мастерской:

Энтальпия пара при р=0,2 МПа и при степени сухости пара 0,95 (по h,s - диаграмме)

h=2600 кДж/кг;

По формуле (12) найдём Фт.н.рм:

Фт.н.рм=0,278×0,65×540×(2600-0,7×293,3)=161828,4 Вт.

Тепловая мощность на технологические нужды гаража

Расход смешанной воды для автогаражей:

Расчетная суммарная мощность котельной:

Расчётную тепловую нагрузку на котельную, Вт, подсчитывают отдельно для зимнего и летнего периода годов по расчётным расходам тепловой мощности каждым объектом, включенным в систему централизованного теплоснабжения: для зимнего периода:

Фрзим= 1,2×(∑ФОТ+∑Фвен+∑Фг.в.max+∑Фт.н.), (15)

для летнего периода

Фрлет=1,2×(Фг.в.летmax+∑Фт.н), (16)

где: ∑Фот,∑Фвен,∑Фг.в.max+∑Фт.н -максимальные потоки теплоты на отопление, вентиляцию, горячего водоснабжение и технологические нужды, (в Вт);

1,2 - коэффициент запаса, учитывающий расход теплоты на собственные нужды котельной, теплопотери в тепловых сетях;

ζ - коэффициент, учитывающий снижение расхода теплоты на горячее водоснабжение в летний период по отношению к зимнему (ζ=0,82 для производственных зданий и ζ=0,65 для жилых и общественных зданий).

Вт.

 Вт.

3. Выбор теплоносителя

Согласно СНиП 2.04.07-86 "Тепловые сети" при теплоснабжении для отопления, вентиляции, горячего водоснабжения, и если возможно, для технологических нужд в качестве теплоносителя используется вода.

Температура воды в падающей магистрали принимается равной 150 0С, в обратном трубопроводе - 70 0С. Если расчетная тепловая нагрузка Фр<5,8 МВт допускается применение в падающий магистрали воды с температурой 95... 1100С в соответствии с расчетной температурой в местных системах отопления.

Если для технологических нужд необходим пар, то в производственных зданиях и сооружениях при соответствующем технико-экономическом обосновании его можно использовать в качестве единого теплоносителя. В отопительно-производственных котельных допускается применение двух теплоносителей: воды и пара.

Подбор котлов

Фуст=Фр= Вт

Учитывая величину Фуст и необходимость в технологическом паре, выбираем для котельной котлы ДКВР. Зная что тепловая мощность котла ДКВР-2,5-13 при работе на угле состовляет 1,75 МВт(см. таблица 9 /2/), принимаем котельную с четырьмя котлами ДКВР-2,5-13 с общей тепловой мощностью 1,75×4=7 МВт

Так как в летний период максимальная тепловая нагрузка, равна Вт

Что как раз соответствует тепловой мощности одного котла ДКВР-2,5-13, работающего с допустимой перегрузкой до 25

Характеристики котла ДКВР-2,5-13:

5. Годовой расход топлива

Годовой расход тепла на отопление:

 ;  (17)

Где - суммарный максимальный расход тепла на отопление,Вт

tв- средняя расчетная по всем потребителям температура внутреннего воздуха (16…180 С);

tн- расчетная отопительная температура наружного воздуха, 0С;

tо.п- средняя температура наружного воздуха за отопительный период, сут.

nот- продолжительность отопительного периода, сут.

Годовой расход тепла на вентиляцию:

  (18)

tн.в- расчетная зимняя вентиляционная температура

zв- усредненное за отопительный период среднесуточное число работы системы вентиляции; при отсутствии данных принимают zв=16ч.

Страницы: 1, 2