Расчёт принципиальной тепловой схемы производственно-отопительной котельной гидролизного производства, расположенной в городе Тюмень

1 Определение тепловых нагрузок

1.1 Определение расхода теплоты на отопление

Основное  назначение отопительной нагрузки заключается в поддержании внутренней температуры помещений на заданном уровне. Для этого необходимо сохранение равновесия между тепловыми потерями здания и теплопритоком.

Расчетный расход теплоты может быть определен Q_от, кВт, определяется по формуле

                                Q_от  = g_от^.V_oт (t_вн- t_н) (1+µ)^.10^-3 ,                                  (1.1)

где  g_от   - величина удельных теплопотерь зданий, Вт/м³К. Представляет собой потери теплоты – теплопередачей через наружные ограждения при разности внутренней и наружной температур в 1^о С, отнесенные к 1 м³ наружного объема зданий [ ];

       V_oт -  объем отопительных зданий, м³ . Определяется по наружному объему здания;

        µ - коэффициент инфильтрации здания представляет собой отношение теплопотерь, через неплотности наружных ограждений (теплопотерь инфильтрации), к теплопотерям теплопередачей через наружные ограждения. Для промышленных зданий потери инфильтрацией достигают

                25-30% 

         t_вн – усредненная температура внутреннего воздуха отапливаемого помещения. Для производственных зданий – 14-18^о С;

         t_н - температура наружного воздуха. Принимается равной расчетному значению наружной температуры для отопления 

                 t_н  [    ]

Принимаем значения g_от  = 0,7 Вт/ м³К ; V_oт  = 2470 ^.10³ м³; t_вн = 15 ^оС;

t_н = -38 ⁰ С; µ = 0,25.

Подставляя эти значения в формулу (1.1), получим:

Q_от  = 0,7^.2470^.10³ (15-(-38) (1+0,25)^.10^-3 = 114546,25 кВт.

1.2 Определение расхода теплоты на вентиляцию

На производственных предприятиях расход теплоты на вентиляцию часто превосходит расход теплоты на отопление. Расход теплоты на вентиляцию обычно не превышает 5-10% расхода теплоты на отопление.

Расход теплоты на вентиляцию Q_в, кВт , определяется по формуле

                                     Q_в = g_в^.V_в (t_вн- t_н)^.10^-3,                                            (1.2)

где g_в- удельный расход теплоты на вентиляцию , Вт/м^3.к [ ];

      V_в- наружный объём вентилируемого помещения , м³.

Значения расчетной температуры наружного воздуха t_вн- t_н

Принимаем значения g_в=0,7Вт /м^3.к ; V_в=1111,5 м³ ; t_вн= 15С⁰;  t_н=-21С⁰

Подставляя значения в формулу (1.2) , получим

                                  Q_в = 0,7^.1111,5 (15- (-38))^.10^-3= 41236,65 кВт,

 1.3 Определение расхода теплоты на горячее

       водоснабжение

Средненедельный расход теплоты на горячее водоснабжение Q_гв , кВт, отдельных жилых , общественных  и промышленных зданий или группы однотипных зданий определяется по формуле

Q_гв=а^.m^.с^.( t_гв- t_хв)/П_о             ,                                                               (1.3)

где а- норма расхода горячей воды на потребителя , кг, в зависимости от вида потребления [ ];

      m- количество потребителей горячей воды ;

      с- теплоемкость воды , кДж/кг^.к;

      t_гв- температура горячей воды, поступающей в местную систему горячего водоснабжения , которую обычно принимают равной 50-75 С⁰ пи закрытой системе;

     t_хв – температура холодной воды, С⁰;

     П_о- расчётная длительность подачи теплоты на горячее водоснабжение , с/сут.

Применяем значения а= 100 кг; m=1470; с=4,19 кДж/кг^.к;

Подставляя эти значения в формулу (1.3) получим

Q_гв=100^.1470^.(60- 5)/86400=392,09   кВт 

Суммарный расход     теплоты на отопление и вентиляцию и горячее водоснабжение

Q_тп=Q_от+Q_в+Q_гв,                                                                                          (1.4)

Подставляя  значения в формулу (1.3) получим

Q_тп=114546,25+41236,65+392,09=156174,99     кВт

2 Расчёт тепловых нагрузок    

   гидролизного производства

Гидролизное производство основано на свойстве полисахаридов,  составляющих около 70% массы растений на суше, подвергаться  гидролизному расщеплению до моносахаридов под действием воды в присутствии минеральных кислот. В качестве гидролизного сырья широко используются различные отходы лесопиления и деревообработки, дрова, отходы переработки сельскохозяйственных культур, некоторые дикорастущие растения. Наиболее ценным растительным сырьём, состоящим на 70-75% из полисахаридов, является древесина. Товарными продуктами гидролизного производства являются кормовые белковые дрожжи, фурфурол, этиловый спирт, углекислота ксилит.

Гидролиз осуществляется в стационарных гидролизаппаратах  ёмкостью 18,30,36,50,70,160 м³.

Гидролиз проводится разбавленной серной кислотой концентрацией 0,2-1% при температуре 180-190⁰С и давлении 1-1,5мПа, без регенерации кислоты .

Гидролизаппарат  представляет собой вертикальный цилиндр с двумя усечёнными конусами. Верхний конус заканчивается загрузочным отверстием, нижний  выгрузным устройством для удаления лигнина по окончании варки сырья, здесь же устанавливаются фильтрующие устройства для отделения гидролизата от лигнина.