Расчет системы теплоснабжения молочноперерабатывающего предприятия в городе Иркутск

Эти расчеты основываются на максимальных часовых расходах теплоносителей. Внутренний диаметр трубопровода:, где, м3/с — секундный объемный расход теплоносителя, протекающего по трубопроводу;

п =35м/сдопускаемая скорость для влажного насыщенного пара; 30…40, воды 2…2,5, ω в =2,25м/с — то же для воды; ω к =1,25м/с — то же для конденсата. Для пара

Секундный объемный расход влажного насыщенного пара: =0,333м3/с, где =θн.х = 0,133м3/кгудельный объем влажного насыщенного пара; Дс=8,99/3600 = 2,5кг/с — максимальный расход пара на технологические нужды; м/кг,, м/сТогда dвн=0,076 м.По расчетному значению выбирается теплопровод сстандартными параметрами:

м, м, м. Для горячей водым/сdвн=0,064 мм, м, м. Для конденсатам/см, м, м. Толщина теплоизоляционного слоя наружных теплосетей определяется из уравнения, где — наружный диаметр трубопровода, м;

— коэффициент теплопроводности теплоизоляции, Вт/(м К);

— соответственно температуры теплоносителя, поверхности изоляционного слоя и окружающего воздуха, °С; - коэффициент теплоотдачи от изолированного теплопровода к окружающему воздуху, Вт/(мК).Температура поверхности изолированных теплопроводов не должна превышать 35…45 °С.Расчет толщины теплоизоляционного слоя производится по температуре наружного воздуха в наиболее холодную пятидневку года. Коэффициент теплоотдачи от поверхности изолированного теплопровода к окружающему воздуху рассчитывается по эмпирической формуле, Вт/(м К):°С, °С, тогда Вт/(м К).Для паропроводов с°С, в качестве теплоизоляционного материала целесообразно применить минеральную вату в форме полуцилиндров, имеющую следующие характеристики:

кг/м, Вт/(м К), °С, при =0,34, =1,3, т. е., а м. По расчетному значению принимается стандартная толщина слоя тепловой изоляции м. Для трубопроводов горячей воды с°С в качестве теплоизоляционного материала может быть применен войлок отеплительный с характеристиками:

кг/м, Вт/(м К), °С,, , ам (принимается м).Для теплоизоляции конденсатопроводов с °С применен войлок отеплительный скг/м, Вт/(м К), °С;, ;м (принимается м) Удельные потери теплоты наружными теплопроводами: =239,86Вт/м, где — коэффициент теплоотдачи от теплоносителя к стенке трубы, Вт/(мК; Вт/(м К) — коэффициент теплопроводности стального трубопровода. Для паропровода: Вт/(мК);Для трубопровода горячей воды: Вт/(мК);Для конденсатопровода: Вт/(мК) Снижение энтальпии для каждого из теплоносителей при их транспортировке по наружным теплосетям: =кДж/кг, где 100−200м — протяженность теплосети между котельной и производственными корпусами;

— максимальный расход соответствующего теплоносителя, кг/с.Для пара кДж/кг.Степень увлажнения пара, обусловленная потерями теплоты в окружающую среду, %, кДж/кг — теплота парообразования при давлении, кДж/кг.%. Для горячей водык

Дж/кг

Снижение температуры воды (конденсата),°С:;°С. Для конденсатак

Дж/кг;°С.

7. Показатели работы котельной Работа котельной характеризуется следующими среднечасовыми и максимальными часовыми технико-экономическими показателями: — теплопроизводительность;

топлива;

теплопроизводительность;

потребление топлива;

КПД котлов (брутто);

КПД котлов (нетто);

способность топлива;

расход натурального топлива на выработку теплоты;

расход условного топлива на выработку теплоты. Указанные характеристики зависят от: — вида топлива;

работы котельных установок;

загрузки установленных мощностей котлоагрегатов.

7.1 Необходимая максимальная часовая теплопроизводительность котельной: =32,08ГДж/ч, где — максимальное потребление пара, т/ч; - энтальпия вырабатываемого пара, кДж/кг; - энтальпия питательной воды, кДж/кг; - энтальпия котловой воды, кДж/кг;=6% - доля непрерывной продувки котлов.

7.2 Номинальная часовая теплопроизводительность котельной: =44,61ГДж/ч, где — номинальная производительность выбранных котлов, т/ч; =3 — количество рабочих котлов.

7.3 Годовая теплопроизводительность котельной

Годовой расход теплоты на технологические нужды: =142 609ГДж/год, где — число рабочих смен в год (для мясокомбинатов составляет до 550, молочных заводов — до 580, клеежелатиновых заводов -до 650);

— средние за год коэффициенты загрузки производственных мощностей (для мясокомбинатов 0,8… 0,85, для молочных заводов 0,85. .0,90, для клеежелатиновых заводов 0,85. .0,95). Годовой расход теплоты на нужды горячего водоснабжения: =7260ГДж/год;Годовой расход теплоты на отопительные нужды: =5906ГДж/год, где =241 — число смен, в течение которых отапливаются здания предприятия (определяется по продолжительности отопительного периода для г. Иркутск);=0,725 — коэффициент, учитывающий снижение расходов теплоты на отопительные нужды за счет прерывистого отопления в выходные дни и нерабочие смены;

Годовой расход теплоты на нужды вентиляции:=5376ГДж/год;Годовой расход теплоты сторонним предприятиям: Qстгод=Qст∙Zсмст ∙0,8 =39 816ГДж/год;Годовой расход теплоты на собственные нужды котельной: Qснгод=6029ГДж/год;Суммарная годовая теплопроизводительность источника теплоты: Qгод=206 996ГДж/год7.

4 Фактический коэффициент полезного действия котельной (брутто) с учетом средней загрузки находящихся в эксплуатации котлоагрегатов и необходимости работы их в состоянии «горячего резерва»: =0,82, где =0,85 — КПД (брутто) котлов; =0,10 — поправочный коэффициент для котельных, работающих на твердом топливе; =0,62 — средний коэффициент загрузки эксплуатируемых котлоагрегатов, где

Д=96,76т/см — выработка пара, т/см; Дн=6,5т/ч номинальная производительность котла, т/ч;=3- число котлов.

7.5 Средний КПД (нетто) котельной: =0,795.

7.6 Максимальный часовой расход топлива: ∙103=2939кг/ч, где =13,31МДж/кгнизшая теплота сгорания топлива.

7.7 Годовой расход натурального топлива: и условного :=18.

965.

751кг/год; =8.

615.

500кг/год, где 29 300кДж/кг — низшая теплота сгорания условного топлива.

7.8 Удельный расход топлива на выработку теплоты натурального топлива: и условного топлива на выработку теплоты, м3/ГДж:b=Вгод /Qгод=91,62 кг/ГДж; bу=b∙Qнр/29 300=41,62кг/ГДж.

7.9 Испарительная способность: — натурального топлива: U=Дчmax/Вчmax=0,479; - условного топлива: Uу=U∙29 300/Qнр =0,0105. 8. Себестоимость теплоты

Себестоимость вырабатываемой в котельной теплоты является важнейшим экономическим показателем, характеризующим эффективность работы теплового хозяйства предприятия. Себестоимость теплоты используется также при калькуляции себестоимости производимой на предприятии теплоемкой технологической продукции. В зависимости от исходных данных рассчитывается «отчетная» и «плановая» себестоимость теплоты. Отчетная себестоимость определяется на основании фактических затрат на выработку пара и горячей воды за предшествующий период. Плановая себестоимость на последующий календарный период определяется на основании планов производства продукции и технико-экономических нормативов для обоснования необходимых затрат на эксплуатацию теплового хозяйства. Отчетная себестоимость теплоты определяется ежеквартально. При обосновании плановой себестоимости теплоты расчеты производятся на календарный период длительностью в один год.

8.1. Годовые затраты на топливо. Стоимость топлива, необходимого для котельной: =38.

878.

250руб/год, где =2050руб/тстоимость топлива. Стоимость топлива для различных экономических регионов страны определяется по действующим прейскурантам (например № 09−01, 04−03 и др.), которые будут изменяться в зависимости от условий работы предприятий топливной промышленности и формирования рыночных отношений в топливно-энергетическом комплексе страны.

8.2. Годовые затраты на воду. Стоимость воды, потребляемой котельной: =485 676руб/год, где =53 964м3/год — годовое потребление воды на нужды горячеговодоснабжения;=9руб/м3 — стоимость воды с учетом затрат на очистку сточных вод и эксплуатациюсистемы канализации;=31 659м3/годгодовое потребление воды на нужды горячеговодоснабжения;=22 305м3/год — годовое потребление химически очищенной воды, где =0,9 — среднегодовой коэффициент загрузки системы теплоснабжения;

8.

3. Годовые затраты на электроэнергию. Стоимость потребляемой электроэнергии: =1.

283.

375руб/год, где =641 688кВт.ч/год — годовое потребление электроэнергии; =2руб/(кВт.ч) — стоимость электроэнергии для трансформаторных подстанцийпредприятий мощностью до 750 кВ. А, оплачиваемой поодноставочному тарифу (тарифу, установленному в энергосистеме на 1 кВт. ч, отпущенный потребителю).=3,1кВт.ч/ГДж — удельный расход электроэнергии на выработку теплоты (1), выбирается по рассчитанному Qном=44,61ГДж/ч;8.

4. Годовые затраты на амортизацию. Амортизационные отчисления: =1.

887.

929руб/год, где =276 282,36руб/год -амортизация зданий;=30% - доля капитальных затрат, приходящаяся на стоимость зданий; =3% - норма амортизации зданий;= 30 698 040руб — капитальные затраты на строительство котельной;=366 000 руб.

ч/ГДж — удельные капитальные затраты;=44,61ГДж/ч — установленная теплопроизводительность котельной;=1.

611.

647руб/год — амортизация оборудования; nоб=52% - доля капитальных затрат, приходящихся на стоимость оборудования; nмон =18% - доля капитальных затрат, приходящихся на монтаж оборудования;=6,5%- норма амортизации оборудования при сжигании малозольного твердого топлива, (7,5% - при сжигании газа и малосернистого мазута, 10,5% - при сжигании высокозольного твердого топлива и высокосернистого мазута);8.

5. Годовые затраты на текущий ремонт зданий и оборудования котельной

Затраты на текущий ремонт зданий и оборудования котельной (20% от суммы амортизационных отчислений):Стекрем =0,2∙Сам =377 586руб/год.

8.6. Годовые затраты на заработную плату

Заработная плата работников котельной предприятия: =6 992 820руб/год, где =0,53чел.

ч/ГДж — коэффициент штатного персонала для Qном=44,61ГДж/ч (1); руб./(год чел) — средняя заработная плата штатного работника котельной (определяется по средней заработной плате промышленных рабочих);8.

7. Годовые затраты на страховые отчисления. Страховые отчисления: =Сзп.(ссоцст +смедст)+симст.Куст= 1 912 619,83руб/год, где ссоцст=26%, смедст=1%, симст=0,08% - соответственно отчисления в соцстрах (26% от суммы зарплаты), на медицинское страхование (1% от суммы зарплаты) и страхование имущества (0,08% от капитальных затрат на строительство котельной).

8.8. Прочие затраты. Прочие затраты, включающие затраты на спецодежду, охрану труда и другие, принимаются равными 3…5% от общей суммы остальных эксплуатационных затрат:=706 941,67руб/год.

8.9. Годовые эксплуатационные расходы:=52.

525.

198руб/год.

8.10. Ожидаемая себестоимость теплоты и пара. Годовая плановая себестоимость теплоты: =253,75руб/ГДж; Годовая плановая себестоимость пара:=603,42руб/т, где Дгод=Qгод ∙103/(h1-hк)=87 046т/год;h1=2671кДж/кг; кДж/кг. 8.

11. Структура себестоимости теплоты и пути ее снижения

Вид затрат

Затраты, руб./год

Удельные затраты

Доля затрат, %руб./ГДжруб./тСтоимость топлива38.

878.

250 187,82446,6474,20Стоимость воды4 856 762,355,581,00Стоимость электроэнергии6 416 883,107,371,91Амортизационные отчисления1.

887/9299,1221,693,59Текущий ремонт3 775 861,824,341,00Зарплата6.

992.

82 033,7880,3313,31Страховые отчисления1.

912.

6209,2421,973,64Прочие затраты7 069 423,428,121,35Всего52.

525.

198 253,75603,42 100

Затраты на топливо в структуре общих затрат составляют 74,2%. Поэтому прежде всего надо заниматься вопросами их снижения. Наиболее очевидными мероприятиями здесь должны быть: — замена угля и/или его поставщика;

возможностей повышения эффективности теплоснабжающего оборудования;

каменного угля на другой вид топлива (природный газ, геотермальные источники и др., исходя из местных условий.

8.12. Побочные энергетические и материальные ресурсы производства молокаи методы их рекуперации

ПроцессВид побочного ресурса

Температура, ˚СВозможные методы рекуперации

Приёмка и подготовка молока

Молоко низкого сорта2−4Корм скоту, изготовление продуктов низкого качества

Охлаждение молока

Тёплая вода40После дополнительного подогрева на горячее водоснабжение

Сепарация, нормализация молока

Тёплая вода40После дополнительного подогрева на горячее водоснабжение

ПодогревмолокаГорячая вода40 — 45После дополнительного подогрева на горячее водоснабжение

Очистка молока

Теплая вода40На подогрев холодной воды с последующим возвратом в котельную

Подогрев в трубчатом пастеризаторе

Конденсат100На подогрев холодной воды с последующим возвратом в котельную

Охлаждение молока

Тёплая вода45После дополнительного подогрева на горячее водоснабжение Розлив (упаковка) молока

Упаковка (картон)

22Сжигание в котельной, на макулатуру

ЛИТЕРАТУРА

1.Ноздрин С. И., Руденко Г. С., «Системы теплоснабжения предприятий мясной и молочной промышленности»: Учебное пособие С-Пб: СПбТИХП, 1992. — 109 с.

2. Зах Р. Г., «Котельные установки», Москва, «Энергия», 1968 г. — 352 с.