Календарный план выполнения дипломного проекта 8 Страница

Исходные данные и результаты расхода теплоты на технологические нужды сведены в таблицу 7.1

Таблица 7.1 - Расход теплоты на технологические нужды

Наименование оборудования		W,
1.Варочный агрегат	317,4	0,8	253,92			7,15
2.Бытылкомоечная машина	5,43	3,3	17,9			0,37
3.Итого			289,72			7,89

7.2 Определение расхода теплоты на отопление

Задача отопления - компенсировать потери теплоты через наружные ограждения помещений.

Ориентировочная оценка расчетного расхода теплоты на отопление , кВт, может быть проведена по укрупненным показателям с использованием формулы:

(7.12)

где удельная отопительная характеристика здания;

V- объем здания по наружному обмеру, м³;

t₂- среднеобъемная расчетная температура воздуха внутри отапливаемых помещений зданий, ⁰С;

t₁- расчетная температура наружного воздуха для проектирования систем отопления, ⁰С.

Средний расход теплоты на отопление в отопительный период , кВт, составляет примерно 50% от расчетного, т.е. = 0,5 .

Годовой расход теплоты на отопление , кДж/год, определяют из выражения:

= (7.13)

где m_Т- суточная продолжительность работы системы отопления, принятая в расчетах равной 86400с/сут(24с/сут).

Исходные данные и результаты расчета расхода теплоты на отопление сведены в таблицу 7.2

Таблица 7.2 - Расход теплоты на отопление

Отапливаемые здания	V, м^3	qт·10^3, кВт/м^3К	t2, ^0С	^, кВт	, кВт	·10^9 кДж/год
1.Производственный корпус		0,46		353,5	176,8	3,36
2.Материальный склад		0,46		5,25	2,63	0,05
3.Склад тары и готовой продукции		0,46		110,9	55,44	1,05
Продолжение таблицы 7.2
Отапливаемые здания	V, м^3	qт·10^3, кВт/м^3К	t2, ^0С	^, кВт	, кВт	·10^9 кДж/год
4.Административный корпус		0,46		85,2	42,6	0,81
5.Механические мастерские		0,46		23,1	11,6	0,22
Итого				577,95		5,49

7.3 Определение расхода теплоты на вентиляцию

Основная задача вентиляции- создать в помещении воздухообмен, при котором загрязненный вредными выделениями воздух удаляется и заменяется чистым, что обеспечивает необходимые гигиенические условия. Расход теплоты на вентиляцию приходится на отопительный период и связан с подогревом воздуха в калориферах приточной системе вентиляции для бродильного отделения, в котором имеет место выделение СО₂.

Расчет расхода теплоты на вентиляцию , кВт, определяют по формуле:

= (7.14)

где К- кратность воздухообмена,с^-1;

V- объем вентилируемого помещения по внутреннему объему,м³;

- средняя объемная изобарная теплоемкость воздуха, принимаемая в расчетах равной 1,3кДж/(м³К);

t_р.з- расчетная температура воздуха в рабочей зоне вентилируемого помещения, принятая равной 12⁰С;

t_н.в- расчетная температура наружного воздуха для проектирования систем вентиляции,⁰С.

Средний расход теплоты на вентиляцию , кВт, составляет примерно 50% от расчетного, т.е.:

=0,5 (7.15)

Годовой расход теплоты на вентиляцию , кДж/год, определяют по формуле:

= · ·n, (7.16)

где - продолжительность работы системы вентиляции в течении суток отопительного периода, с/сут( = 86400);

n- количество рабочих суток периода, сут/год(n=220).

Исходные данные и результаты расчета расхода теплоты на вентиляцию сведены в таблицу 7.3

Таблица 7.3 - Расход теплоты на вентиляцию

Вентилируемое помещение	К, с^-1	V, м^3	, кВт	, кВт	·10^9, кДж/год
Бродильное отделение	0,3·10^-3		86,4	43,2	0,82

7.4 Определение расхода теплоты на нетехнологическое горячее водоснабжение

Основное потребление горячей воды приходится на душевые и в умывальники.

Для каждого вида потребителя расход горячей воды G_г.в.,кг/с, регламентирован:

G_г.в.=а·в; (7.17)

где а- норма расхода горячей воды, кг/с, на единицу измерения;

в- количество единиц измерения(работающих в смене, раковин, м³ площади полов и др.)

Расчетный расход теплоты на нетехнологическое горячее водоснабжение

(7.18)

где N- средняя массовая изобарическая теплоемкость воды, равная в расчетах 4,19кДж/кг·К;

-Разность температур холодной и горячей воды,⁰С( = 30-40).

S- количество рабочих смен в сутки, см/сут.

Годовой расход теплоты на нетехнологическое горячее водоснабжение , кДж/год, определяется по отдельному потреблению из выражения:

= ·p·S·n

Исходные данные и результаты расчета расхода теплоты на горячее нетехнологическое водоснабжение сведены в таблицу 7.4

Таблица 7.4 - Расход теплоты на нетехнологическое водоснабжение

Потребители горячей воды	Норма расхода	Количество единиц измерения	Gг.в, кг/с	Р, с/см	S, см/сут	n, сут\год	, кВт	·10^9, кДж/год
Душевые	0,029		1,218				178,6	0,31
Раковины в умывальниках	0,006		0,036				5,279	0,05
Итого							183,9	0,36

7.5 Определение расчетной паропроизводительности котельной и подбор котельных агрегатов

Расчетная паропроизводительность котельной определяется суммированием расчетных потоков пара у теплопотребителей предприятия, работающих, в одно и тоже время.

Зная суммарные расчетные тепловые потоки по определенным отдельным i-ым статьям расхода , кВт, можно определить соответствующие им расчетные расхода пара ,кг/с, из отношения

= /(h_i2-h_i1); (7.19)

где h_i1,h_i2-соответственно удельные энтальпии пара на входе в i-ое теплообменное устройство и конденсата на выходе из него, и Дж/кг, их разность при расчете технологического потребления принята равной 2400, а отопление и горячее водоснабжение 2300 кДж/кг.

Результаты сводим в таблицу 7.5

Таблица 7.5 - Расчетные расходы пара

Статья расхода пара	Расход пара, кг\с
Технологические нужды	0,329
Отопление	0,228
Вентиляция	0,034
Нетехнологические нужды	0,016
Итого:	0,607

Максимум из и , определяет собой производительность котельной «нетто» D_H,кг/с. Производительность котельной с учетом расхода пара на собственные нужды составляет производительность «бутто» D_бр, кг/с, которую рассчитывают по формуле:

D_бр= D_H/(1- /100), (7.20)

где - суммарный расход пара на собственные нужды котельной, % ( =5-10);

D_бр=0,607/(1-(7/100))= 0,653,кг/с

Количество котлов для котельной, включая резервный, п, шт, определяют по формуле:

п=(D_бр/D_н.п)+1,

где D_н.п- номинальная паропроизводительность котла марки Е-1,9-9-ГМ,с КПД равным 0,873.

п=(0,653/0,44)+1=3 шт.

7.6 Выбор топлива и определение его годового расхода

Основной технической характеристикой топлива является низшая удельная теплота сгорания. Для твердого ее обычно относят к 1 кг рабочей массы, при этом максимальная теплота сгорания доходит до Q_мак.=28000кДж/кг(тощие угли и антрациты), минимальная может в зависимости от содержания балласта опускаться до 10000 кДж/кг и ниже. Теплота сгорания жидкого топлива рассчитывается относительно 1 кг сухой массы и для обезвоженных мазутов, выпускаемых нефтеперерабатывающими заводами РФ она составляет Q_жид=40000-42000кДж\кг. Теплоту сгорания газообразного топлива обычно относят к 1м³ сухого газа при нормальных условиях. Теплота сгорания природных газов основных из газопроводов РФ находится в пределах 33500-43000 кДж/м³.

Годовой расход топлива определяет годовое теплопотребление на производстве , кДж/год. Последние в общем случае, выражается суммой:

= + + + , (7.21)

=14,56·10⁹кДж/год.

Общий годовой расход натурального топлива ,м³(кг)/год,составит:

= /(Q_i·Е_к.а.);

где Q_i- низшая удельная теплота сухой массы газа, кДж/м³;

Е_к.а-КПД котельного агрегата.

=14,56·10⁹/(38100·0,873)=437746 м³/год

Общий годовой расход условного топлива , кг/год, составит:

= · Q_i/Q_к (7.22)

= 437746·38100/29330=568637 кг/год

Годовой расход натурального и условного топлива, связанные с технологическим потреблением = /(Q_i· Е_к.а) и = · Q_i/Q_м,

=7,89·10⁹/(38100·0,873)=237213м³/год

= 237213·38100/29330=308142 кг/год

7.7 Холодоснабжение

Применение холода в производстве пива обеспечивает оптимальный режим технологического процесса на всех стадиях, включая хранение годовой продукции. Холодильная станция размещается в главном корпусе завода или отдельном здании на территории завода. Для получения холода преимущественно применяют компрессорные установки. Помещения и аппараты на пивоваренных заводах, как правило, охлаждаются хладагентом. Достоинством такого охлаждения является возможность аккумуляции холода, что позволяет периодически выключать часть мощностей холодильной установки. Кроме тог7о, упрощается регулирование температуры в системе. Холодильная установка оборудована конденсаторами, компрессорами, маслоотделителями, маслосборниками, ресиверам, испарителями. Холод на предприятии расходуется на технологические и эксплуатационные нужды, вентиляцию.

Расчет расхода холода на технологические нужды пивоваренного завода. На заводе приняты к установке 1 варочный порядок на 5,5т единовременной засыпи. Число варок в сутки 7.

Ассортимент выпускаемой продукции (в%):светлое пиво 80, темное 20.

Расход холода на охлаждение горячего сусла.

Согласно продуктовому расчету из 100кг зернопродуктов получается 579,3л сусла для светлого пива, 575л для темного. Тогда из 20т зернопродуктов получается следующее количество горячего сусла:

Z=(579,3·0,8+575·0,2)

Количество теплоты, которое необходимо отвести(кДж/ч):

Q= (7.23)

где d-относительная плотность сусла;

с- удельная теплоемкость сусла, кДж/(кг·К).

Средняя концентрация сусла 12,5, а относительная плотность 1,0485. Следовательно,

Q=

В сутки необходимо отвести 11052840 кДж теплоты.

Расход холода на отвод теплоты, выделяемой при главном брожении.

Количество сброженного экстракта(кг):

G_с.эк.= (7.24)

где V_c.с.- объем сбраживаемого сусла, л/сут;

с - массовая доля сухих веществ, г/100г;

К - степень сбраживания сусла,%.

В течении года сбраживается 51696000л сусла для светлого пива, 34464000л для темного. При работе бродильного отделения 365 дней в сутки сбраживается:

– светлое пиво

– темное пиво

При этом сбраживается следующее количество экстракта

– светлое пиво G_c.эк.=

– темное пиво G_c.эк=

При сбраживании 1 кг мальтозы выделяется 614,25 кДж теплоты. Тогда за сутки при главном брожении выделится:

(8539+6188)614,25=9046059,75 кДж теплоты, или 9046059,75/24=376919,2кДж/ч.

7.8 Расход холода на охлаждение пива

Молодое пиво перед дображиванием охлаждают до 4⁰С. В виду того, что потери в бродильном отделении в основном наблюдаются при перекачивании и введении дрожжей, а охлаждение производится в бродильных танках, принимаем объем молодого пива, подлежащему охлаждению, равным объему сусла, т.е. 53261л.

Количество холода, требующееся в сутки для охлаждения пива при главном брожении(кДж),

Q=V·c·d(t₂-t₁); (7.25)

где v- объем сбраживаемого сусла, л/сут;

с- удельная теплоемкость пива ;

d- относительная плотность молодого пива(d= 1,0180);

t₂ и t₁ – начальная и конечная температура продукта(12 и 4⁰С).

Q=53261·4,112·1,0180(12-4)=1783611кДж, или 74317 кДж/ч.

Расход холода на отвод теплоты, выделяющейся при дображивании.

В течении года на дображивание и выдержку поступает следующее количество пива(в л):

– светлое пива 40000000л;

– темное пиво 10000000л.

При работе отделения дображивания 365 дней в сутки поступает пива:

– светлое пиво 138082,2л;

– темное пиво 92054,8л.

При сбраживании при дображивании 2% экстракта начального сусла в сутки выделится теплоты:

– светлое пиво 138082,2·1,0485·614,25·0,02·0,125=222327кДж;

– темное пиво 92054,8·1,0485·614,25·0,02·0,125=148218кДж.

Итого 370545кДж, или 15440кДж/ч.

7.9 Расход холода на охлаждение пива при дображивании

На дображивание поступает пиво с температурой 4⁰С, а на фильтрование подается пиво температурой 0- -1⁰С. Охлаждению пиво подвергается в танках путем теплообмена с хладагентом через стенки танка.

В сутки охлаждению подвергается следующее количество пиво(л):

– светлое пиво 138082,2л;

– темное пиво 92054,8л,

Всего 230137л.

Количество холода, требующееся для охлаждения пива дображивании:

Q=V·c·d(t₁-t₂); (7.26)

Q=230137·1,018·4,112(4-(-1))=4816786кДж/сут, или 200700 кДж/ч.

Общий расход холода (в Вт) складывается из расхода на технологические нужды на охлаждение и осушение воздуха, подаваемого на вентиляцию, на компенсацию потерь холода через ограждения(полы, стены, потолки), на компенсацию эксплуатационных потерь холода.

Расход холода охлаждение и осушение воздуха, подаваемого на вентиляцию:

Q=V·n·p(i_н-i_в), (7.27)

где V- объем вентилируемого помещения кратность воздухообмена, с^-1;

р- плотность воздуха помещения, кг/м³;

i_н и i_в- энтальпия наружного воздуха находим по расчетной температуре воздуха и оптимальной влажности на 13 ч самого жаркого месяца; энтальпию воздуха i_в- по температуре и относительной влажности на выходе из воздухоохладителя.

Холодопроводимость установки принимаем с запасом 10%.

Проектируем несколько компрессоров, с тем, чтобы модно было регулировать введение мощностей в зависимости от потребности.

Принимаем к установке холодильные машины DUMHAMBUSH WCFX 45 AUB.

Характеристика холодильной машины:

Тип WCFX 45 AUB;

Холодопроводимость 904 кВт;

Хладагент R-22;

Установленная электрическая мощность 265 кВт;

Число компрессоров 3;

Число оборотов ротора 2950об/мин;

Энергообеспечение 380/ЗФ/50 Гц.

7.10 Мероприятия по экономии топливно-энергетических ресурсов

– эксплуатация оборудования в режиме с минимальным расходом теплоты;

– строгое поддержание на уровне расчетных значений начальных и конечных параметров первичных теплоносителей;

– внедрение эффективной тепловой изоляции;

– наличие и постоянное функционирование, и совершенствование систем учета расхода теплоты и автоматическое регулирование расхода теплоносителей;

– равномерное суточное теплопотребление на производстве;

– исключение в технологическом цикле потерь пара и конденсата;

– выявление и использование вторичных энергоресурсов.

8 Электротехнические расчеты

Электроснабжение предприятий пищевой промышленности включает систему передачи электроэнергии и распределение ее между всеми потребителями. Основными потребителями электроэнергии являются электродвигатели технологического, санитарно-технического и вспомогательного оборудования; также освещение производственных, административно-хозяйственных помещений и территории предприятия осуществляется с помощью электрических осветительных установок.

В настоящее время электрическая энергия является основным видом энергии на предприятиях пищевой промышленности, и надежность систем электроснабжения определяет основные производственные показатели работы предприятия.

Общие сведения о проектируемом объекте.

Проектируемым объектом является пивоваренный завод мощностью 500000 гл в год.

Предприятие расположено рядом с жилым микрорайоном и питается от линии электропередач, проходящей в близи. Фабрика относится к электроприемникам 2-ей категории с допустимым перерывом в электроснабжении согласно Правилам устройства электроустановок (ПУЭ) до одних суток.

8.1 Расчет силовой и осветительной нагрузки проектируемого объекта

8.1.1 Расчет мощности силовых нагрузок

При расчете используется метод коэффициента спроса, который характеризует испрашиваемую предприятием электроэнергию от электросистемы и зависит от КПД электроприемников, КПД питающей электросети, одновременности работы и степени загрузки оборудования. Основанием для расчета мощности силовой нагрузки является сводная таблица рабочих машин и электродвигателей, составленная с использованием характеристик устанавливаемого технологического оборудования и паспортных данных электродвигателей.

Таблица 8.1 – Расчет мощности силовой нагрузки

Данные рабочих машин	Данные электродвигателей	Суммарная установленная мощность, кВт
Наименование и тип оборудования	Потребляемая мощность, кВт	Кол-во однотипного оборудования	Тип	Номинальная мощность, кВт	Номинальная частота вращения, об/мин	Номинальный КПД, %	Номинальный коэффициент мощности	Кол-во однотипных двигателей
1. Технологическое оборудование
Ленточный транспортер	0.8		4А80А4У3	1,1			0,86		8,8
Нория	2.9		4А100S4У3				0,89
Шнек разгрузочный			4А80А4У3	1,1			0,86		2,2
Нория	1,8		4А80B2У3	2,2			0,89		8,8
Полировочная машина	3,2		4А100s4У3				0,87
Вибросито			4А80B2У3	2,2			0,89		8,8
Дробилка	5,1		4А100L2У3	5,5			0,86
Дробилка	2,3		4А71В4У3				0,91
Мешалка	3,1		4А112S2УЗ				0,86
Мешалка	6,2		4А112M2У3	7,5			0,86
Заторный насос	5,3		4А100L2У3	5,5			0,86
Сусловой насос			4А80А4У3	5,5			0,86
Продолжение таблицы 8.1
Данные рабочих машин	Данные электродвигателей	Суммарная установленная мощность, кВт
Наименование и тип оборудования	Потребляемая мощность, кВт	Кол-во однотипного оборудования	Тип	Номинальная мощность, кВт	Номинальная частота вращения, об/мин	Номинальный КПД, %	Номинальный коэффициент мощности	Кол-во однотипных двигателей
Пивной насос	2,2		4А71В4У3				0,91
Дозирующий насос	1,1		4А80А4У3	1,1			0,86		4,4
Скребковый транспортер	1,8		4А80B2У3	2,2			0,89		8,8
Автомат для извлечения бутылок			4А80B2У3	2,2			0,89		8,8
Бутылкомоечная машина	4,2		4А100L2У3	5,5			0,86
Разливочный автомат	4,2		4А100L2У3	5,5			0,86
Этикетировочный автомат	1,2		4А80A2У3	1,5			0,86
Бракеражный автомат	1,2		4А80A2У3	1,5			0,86
Автомат для укладки бутылок	0.8		4А80B2У3	2,2			0,89		8,8
Автомат для формирования поддонов	0,8		4А80B2У3	2,2			0,89		8,8
CIP-насос	2,5		4А80B2У3	2,2			0,89		2,2
Цепной транспортер	2,8		4А80B2У3	2,2			0,89		2,2
Итого:									214,5
2. Санитарно-техническое оборудование
Кондиционер	3,5		4А112S2УЗ				0,86
Кондиционер			4А180s2УЗ			90,5	0,9
Вентилятор			4А132M2УЗ			89,5	0,9
Итого:
3. Оборудование вспомогательных цехов
Токарный станок	5,5		4А132S6УЗ	5,5			0,8
Данные рабочих машин	Данные электродвигателей	Суммарная установленная мощность, кВт
Наименование и тип оборудования	Потребляемая мощность, кВт	Кол-во однотипного оборудования	Тип	Номинальная мощность, кВт	Номинальная частота вращения, об/мин	Номинальный КПД, %	Номинальный коэффициент мощности	Кол-во однотипных двигателей
Электрокара	2,5		4А112МА6УЗ				0,75
Фрезерный станок	2,8		4А112МВ8УЗ				0,74
Шлифовальный	4,5		4А132S6УЗ	5,5			0,8
Сверлильный	2,6		4А112МВ8УЗ				0,74
Итого:
ВСЕГО:									405,5

Продолжение таблицы 8.1

Дата добавления: 2015-06-30