З'єднання паропроводу. Гідравлічний розрахунок паропроводів
1. Загальний опис підприємства, основного та допоміжного обладнання КВД-1
трубопровід котел пароперегрівач
Виробниче об'єднання "Північне машинобудівне підприємство" - російське машинобудівне підприємство оборонного комплексу, розташоване у місті Сєвєродвінську Архангельської області. Підприємство вело і веде успішне будівництво російських військових кораблів та атомних підводних човнів, здійснює ремонт великих надводних кораблів для РФ та інших країн (Індія, Китай, В'єтнам), бере активну участь у проектах зі створення російської морської техніки, російської нафтогазової індустрії.
.1 Котельня високого тиску
Котельня високого тиску (КВД) включає котлоагрегати і всі пристрої необхідні для забезпечення нормальної роботи котлів.
Для виробництва перегрітої пари в котельні високого тиску встановлено 3 водотрубні котли з природною циркуляцією типу КВ-76. Перегріта пара транспортується паропроводами на набережну №1 "ВО "Севмаш".
1.2 Паливне господарство
Паливне господарство - це комплекс технологій. чески пов'язаних пристроїв, механізмів та споруд, що служать для підготовки та подачі палива в котельню. Комплекс виконується у вигляді безперервної технології. ної лінії, початком якої є приймально-розвантажувальний пристрій, а кінцем - головна будівля, куди подається підготовлене паливо. Подача палива поєднується з різними етапами підготовки, а також операціями складування, зважування, відбору проб. Сукупність всіх операцій називається переробкою палива.
Для подачі та підготовки палива до спалювання призначена паливна система парового котла з топковими пристроями та повітропідвідною системою. Паливна та повітропідвідна система парового котла показана на малюнку 1.
Рисунок 1 - Паливна та повітропідвідна система парового котла
Паливна система включає в себе видаткову цистерну 1, фільтри 2, 5 холодної та гарячої очищення палива, підігрівачі палива 4, 6, шестерний насос 3, що забирає паливо з видаткової цистерни і подає його через фільтри, підігрівачі до топкових пристроїв (форсунок). для згоряння палива повітря подається в топку котла котельним вентилятором 7. Димові гази, що утворюються при згорянні палива, віддавши теплоту в поверхнях нагрівання котла 9, видаляються через газохід 10 в димову трубу.
1.3 Котел типу КВ-76
Котел вертикально-водотрубний з природною циркуляцією води, вертикальним двоколекторним пароперегрівачем, з дуттям безпосередньо в топку, з водяним плавниковим економайзером.
-Робочий тиск – 6,4 МПа
-Максимальна температура пари на виході - 450 о З
-Продуктивність котла – 80 т/год.
Опалення котла двостороннє з форсунками механічного розпилювання. Котельний агрегат складається з випарної частини (котла) і пароперегрівача, з'єднаних між собою пароперепускною трубою і з компонованих спільно з камерою топки в загальному обшивочному кожусі.
1.4 Влаштування котла КВ-76
Водотрубний котел із природною циркуляцією показаний на малюнку 2
Малюнок 2 - Водотрубний котел із природною циркуляцією
Пароводяний колектор; 2 - опускні труби, що не обігріваються; 3,7 - пароутворювальні труби; 4 – топка котла; 5 - топковий пристрій; 6 – водяний колектор; 8 – трубопровід до споживача; 9 - пучок труб пароперегрівача; 10 - напрямок руху газів у газоході; 11 - трубопровід живильної води; 12 - трубопровід економайзера; 13 - трубки повітропідігрівача; 14 - підведення повітря до повітропідігрівача; 15 – димова труба; 16 - підведення повітря до топкового пристрою; 17 – пароперепускна труба.
1.5 Принцип дії котла
При факельному спалюванні палива утворюються продукти згоряння (димові гази), що мають високу температуру. У топці передача теплоти пароутворюючим труб здійснюється в основному тепловим випромінюванням від високотемпературного факела, а в газоході котла - тепловою конвекцією від димових газів, що рухаються через основну і додаткову поверхні нагрівання. Охолоджені димові гази надходять у димову трубу.
Поживна вода нагнітається живильним насосом трубопроводом 11 в економайзер, де підігрівається по температурі на 20-30 про З нижче температури кипіння. Звідти вона прямує у водну частину колектора 1, змішується з котловою водою і по опускних трубах 2 рухається до водяного колектора 6, з якого надходить у пароутворювальні труби 3, 7. Ряд труб 3, що захищають від опромінення факелом опускні труби 2, називається екраном. Перші ряди пучка 7 і екрана сприймають теплоту випромінювання газів у топці, а поверхні труб 7, 9, 12, 13 - теплоту, що передається конвекцією від газів, що рухаються. Усередині труб 3 і 7 відбувається процес пароутворення, що з'явилася при цьому пароводяна суміш надходить у колектор 1. вода, змішуючись з живильною водою, знову надходить по опускних труб 2 до колектора 6.
Вода та пароводяна суміш рухаються по замкнутому контуру: пароводяний колектор - опускні труби - водяний колектор - пароутворювальні труби - пароводяний колектор. Цей рух відбувається за рахунок різниці ваги води та пароводяної суміші в трубах і називається природною циркуляцією. Сукупність елементів котла, у яких здійснюється замкнутий рух води та пароводяної суміші, називають контуром циркуляції. У котла, показаного малюнку 2, лише один контур циркуляції. Однак, котли можуть мати декілька таких контурів.
У пароводяному колекторі 1 циркуляційного контуру котла розміщуються сепаруючі пристрої, тому пара, що направляється в пароперегрівач, має ступінь сухості, близьку до одиниці. У пароперегрівачі 9 пар підсушується та перегрівається. Перегріта пара через головний стопорний клапан прямує до споживача трубопроводом 8.
1.6 Аварійна зупинка котла
Котел повинен бути негайно зупинений та відключений дією захисту або персоналом у випадках, передбачених інструкцією, і зокрема у випадках:
-виявлення несправності запобіжного клапана
-якщо тиск у барабані котла піднявся вище дозволеного на 10%
-зниження рівня води нижче за нижчий допустимий рівень
-підвищення рівня води вище за допустимий рівень
-припинення дії всіх поживних насосів
-припинення дії всіх покажчиків рівня води прямої дії
-якщо в основних елементах котла (барабані, колекторі, пароперепускних та водоопускних трубах, парових та поживних трубопроводах, трубних гратах, кожусі топки тощо) будуть виявлені тріщини, випучини, пропуски в їх зварних швах
-згасання факелів у топці при камерному спалюванні палива
-підвищення температури води на виході з водогрійного казана
-несправності автоматики безпеки
-виникнення в котельні пожежі, що загрожує обслуговуючому персоналу
1.7 Пароперегрівачі
Пароперегрівачі служать для перегріву пари, т. е. отримання пари, температура якого перевищує температуру насичення при тиску в котлі. Використання в енергетичній установці перегрітої пари замість насиченої збільшує ККД на 10-15%, а з підвищенням температури перегріву пари на 20-25 про З ККД установки зростає на 1-1,5%. Тому пароперегрівачі є обов'язковою складовою не лише головних, а й допоміжних котлів.
У пароперегрівачі з пароводяного колектора надходить волога насичена пара, яка, проходячи всередині труб, що омиваються димовими газами, спочатку підсушується, а потім перегрівається. Для більшого перегріву пари пароперегрівачі розміщують у високотемпературній зоні газоходу котла.
1.8 Водяні економайзери
Водяні економайзери призначені для підігріву поживної води, що надходить у котел, теплою димових газів. Їх встановлюють у низькотемпературній зоні казана. Підігрів води у водяному економайзері на один градус спричиняє охолодження газів на 2,5 - 3 про З, що сприяє зростанню ККД котла. Крім того, наявність водяного економайзера сприяє зниженню розмірів пароутворюючої поверхні нагрівання котла, його маси та габаритів.
1.9 Повітропідігрівачі
Повітропідігрівачі застосовують для підігріву, що надходить від котельного вентилятора. Як гарячий теплоносій використовують димові гази, що відпрацював пару або воду. Подача в топку гарячого повітря покращує топковий процес, сприяє підвищенню температури газу в топці та газоході котла. Використання повітропідігрівачів може збільшити ККД котла на 3-5%. Схема газового трубчастого воздухоподогревателя зображено малюнку 3.
Малюнок 3 - Конструктивна схема газового трубчастого повітропідігрівача
Димові гази 1 омивають труби 5 зсередини, а повітря (стрілка 4) рухається в міжтрубному просторі та омиває труби повітропідігрівача зовні. Труби кріплять до трубних ґрат 3 за допомогою зварювання. Для забезпечення переміщення труб при тепловому розширенні передбачена установка компенсатора 2. При експлуатації сажисті та золові відкладення в таких повітропідігрівачах з'являються на внутрішній поверхні труб, яку періодично очищають сажообдувними пристроями.
1.10 Опори
Для встановлення та надійного закріплення котла є фундаменти. На фундаменти казан встановлюють на опорах. Кількість опор залежить від габаритів та маси котла. Одна опора стає нерухомою, інші - рухливими. Вони забезпечують вільність температурних розширень котла.
2. Паропроводи
Водяна пара на судні призначена для різних цілей. Наприклад, у головних паросилових установках він необхідний роботи основних теплових двигунів - парових турбін, і навіть для нагрівання води, палива та інших середовищ у різних теплообмінних апаратах. На суднах з дизельними та газотурбінними установками пара потрібна турбогенераторам, що виробляють електроенергію. Водяна пара у паровому котлі утворюється в результаті підведення теплоти до води. Джерелом теплоти є продукти згоряння органічного палива. Паропроводи забезпечують подачу пари високого тиску для замовлень на набережній №1.
Технічні дані паропроводів:
робочий тиск – 5,8 МПа
температура перегрітої пари - до 440 о З
діаметр трубопроводів: Ду – 150, Ду – 250
2.1 Підготовка до запуску паропроводу
Підготовка до пуску паропроводу здійснюється після отримання повідомлення та підтвердження від здаткового про готовність замовлення до прийняття пари.
До початку прогріву паропроводу персонал зобов'язаний:
-перевірити стан та забезпечити повне відкриття всієї спускної арматури (дренажі № 11 – 11г)
-перевірити положення всіх запірних органів (засувок та вентилів) на ділянках паропроводу, що підлягають прогріву, і привести їх у стан відкриття або закриття відповідно до програми пуску паропроводу.
-засувки № 1, 1А, 2, 2А, 3, 5, 6, 7, 8, 8А, 9, 9А, 10, 13, а також повітряники № 12А-12Е повинні бути закриті. Засувка №4 має бути відкрита
-перевірити наявність та справність контрольно-вимірювальних приладів: манометрів та термометрів.
2.2 Прогрів та пуск паропроводу від КВД-1 до секції №17
Прогрів та пуск паропроводу на всіх етапах відноситься до небезпечних робіт і повинен проводитися за нарядом-допуском, що видається майстром та відповідно до даної інструкції бригадою не менше 3-х осіб, один з яких призначається виконавцем робіт.
Паропровід прогрівається в 3 етапи:
етап - ділянка паропроводу всередині КВД-1 від котла КВ-76 (№1 або №3) до засувки 5, розташованої перед виходом паропроводу з котельні
етап - від засувки 5 до засувок 6, 7 вузла УТ-2
етап - від засувки 7 до засувок 8, 10 підключного пункту секції 17
Після закінчення прогріву всього паропроводу повідомити майстра готовність паропроводу до пуску в роботу. Для підтримки заданої температури пари на колекторі підключального пункту секції №9 включити охолоджувальну установку в роботу, відкривши клапан 13 на КВД-1. Після отримання повідомлення від здавача про готовність прийняти пару з берега на замовлення, по команді майстра відкрити повністю головну засувку (10, 10-А) на секції №9 і пустити паропровід в роботу.
.3 Вимкнення паропроводу
Виведення паропроводу з дії в плановому режимі здійснюється за розпорядженням майстра
Парапровід відключати в наступному порядку:
-закрити головну парову засувку (1, 1-А) на КВД-1
-після природного зниження в паропроводі тиску до 0,1 МПа відкрити всі дренажні та байпасні вентилі (16) горщиків конденсації
-всі дренажні вентилі (11 - 11Г) повинні залишатися відкритими до наступного прогріву та пуску паропроводу
-закрити засувку 10 або 10-А
Паропровід повинен бути негайно зупинений при виявленні таких несправностей:
Гідроудари
-якщо тиск у паропроводі піднявся вище допустимого і не знижується, незважаючи на всі заходи, що вживаються
-якщо виник дефект, що загрожує безпеці експлуатації паропроводу (розриви, тріщини, нориці, сходження опор або защемлення трубопроводу в опорах)
-вихід з ладу арматури
-несправність манометрів та неможливість визначити тиск по інших приладах
Категорія трубопроводівГрупаРобочі параметри середовищаТемпература, про Здавлення, МПа I1 2 3 4Більше 560 520 - 560 450 - 520 Менш 450Не обмежено Не обмежено Не обмежено Більше 8,0II1 2350 - 450 Менше 350До 8,0 4,0 - 8,0III1 2 5 6 - 4,0IV115 - 2500,07 - 1,6
Висновок
За час проходження виробничої практики мною було розглянуто такі питання:
-приготування води високої чистоти
-приготування сорбентів
-технічне обслуговування казана КВ-76
-подання пари на замовлення
Також я освоїв та вивчив призначення, технічні дані, принцип дії паливного господарства, цеху хімводоочищення, котла КВ-76, допоміжного обладнання котла, випарника ІСМ – 120. Вивчив правила безпечної експлуатації паропроводів. Ознайомився з правилами техніки безпеки під час роботи на КВС-1 та на набережній підприємства.
Список використаних джерел
1 Волков Д. І., Сударєв Б. В. Суднові парові котли: Підручник. - Л.: Суднобудування, 1988, 136 с.
Держгіртехнагляд Росії, Правила влаштування та безпечної експлуатації трубопроводів пари та гарячої води, ПБ 10-573-03, 2003.
Теплотехнічний довідник За заг. ред. Т 34 В. Н. Юренєва та П.Д. Лебедєва. У 2-х т. Т. 2. "Енергія" 1976.
Репетиторство
Потрібна допомога з вивчення якоїсь теми?
Наші фахівці проконсультують або нададуть репетиторські послуги з цікавої для вас тематики.
Надішліть заявкуіз зазначенням теми прямо зараз, щоб дізнатися про можливість отримання консультації.
Діаметр паропроводу визначається як:
Де: D – максимально споживана кількість пари ділянкою, кг/год,
D= 1182,5 кг/ч (за графіком роботи машин та апаратів для ділянки з виробництва сиру) /68/;
- питомий обсяг насиченої пари, м3/кг, 
= 0,84 м 3 / кг;
- швидкість руху пари у трубопроводі м/с, приймається 40м/с;
d = 
= 0,100 м = 100 мм
До цеху підведено паропровід діаметром 100 мм, отже, його діаметра достатньо.
Паропроводи сталеві, безшовні, товщина стінки 2,5 мм.
4.2.3. Розрахунок трубопроводу для повернення конденсату
Діаметр трубопроводу визначається за такою формулою:
d= 
, м,
де Мк – кількість конденсату, кг/год;
Y – питомий обсяг конденсату, м3/кг, Y=0,00106 м3/кг;
W – швидкість руху конденсату, м/с, W=1м/с.
Мк = 0,6 * D, кг / год
Мк = 0,6 * 1182,5 = 710 кг / год
d= 
=0,017м=17мм
Підбираємо стандартний діаметр трубопроводу dст=20мм.
4.2.3 Розрахунок ізоляції теплових мереж
З метою скорочення втрат теплової енергії ізолюють трубопроводи. Поведемо розрахунок ізоляції живильного паропроводу з діаметром 110 мм.
Товщина ізоляції для температури навколишнього середовища 20ºС при заданій тепловій втраті визначається за такою формулою:
, мм,
де d - Діаметр неізольованого трубопроводу, мм, d=100мм;
t - температура неізольованого трубопроводу, ºС, t=180ºС;
λіз - коефіцієнт теплопровідності ізоляції, Вт/м*К;
q-термінові втрати з одного погонного метра трубопроводу, Вт/м.
q=0,151 кВт/м = 151 Вт/м²;
λіз=0,0696 Вт/м²*К.
Як ізоляційний матеріал використовується шлакова вата.
=90 мм
Товщина ізоляції має перевищувати 258 мм при діаметрі труб 100 мм. Отримана з<258 мм.
Діаметр ізольованого трубопроводу становитиме d=200 мм.
4.2.5 Перевірка економії теплових ресурсів
Теплова енергія визначається за такою формулою:
t=180-20=160ºС
Рисунок 4.1 Схема трубопроводу
Площа трубопроводу визначається за такою формулою:
R = 0,050 м; H = 1 м.
F=2*3,14*0,050*1=0,314м²
Коефіцієнт теплопередачі неізольованого трубопроводу визначається за такою формулою:
,
де а 1 = 1000 Вт/м²К, а 2 =8 Вт/м²К, λ=50 Вт/мК, δст=0,002м.
=7,93.
Q = 7,93 * 0,314 * 160 = 398 Вт.
Коефіцієнт теплопровідності ізольованого трубопроводу визначається за формулою:
,
де λіз=0,0696 Вт/мК.
=2,06
Площа ізольованого трубопроводу визначається за формулою F=2*3,14*0,1*1=0,628м²
Q = 2,06 * 0,628 * 160 = 206Вт.
Виконані розрахунки показали, що при використанні ізоляції на паровому трубопроводі завтовшки 90 мм заощаджується 232 Вт теплової енергії з 1 м трубопроводу, тобто теплова енергія витрачається раціонально.
4.3 Електропостачання
На заводі основними споживачами електроенергії є:
Електролампи (освітлювальне навантаження);
Електропостачання для підприємства від міської мережі через трансформаторну підстанцію.
Система електропостачання – трифазний струм із промисловою частотою 50 Гц. Напруга внутрішньої мережі 380/220 Ст.
Витрата енергії:
За годину пікового навантаження – 750 кВт/год;
Основні споживачі енергії:
Технологічне обладнання;
Силові установки;
Система висвітлення підприємства.
Розподільна мережа 380/220В від розподільних шаф до машинних пускачів виконана кабелем марки ЛВВР у сталевих трубах, до рухових дротів ЛВП. Як заземлення використовується нульовий провід мережі живлення.
Передбачається загальне (робоче та аварійне) та місцеве (ремонтне та аварійне) освітлення. Місцеве освітлення живиться від понижуючих трансформаторів мінімальної потужності при напрузі 24В. Нормальне аварійне освітлення живиться від електромережі на напрузі 220В. При повному зникненні напрузі на шинах підстанції аварійне освітлення живиться від автономних джерел («сухих акумуляторів»), вбудованих у світильники або АГП.
Робоче (загальне) освітлення передбачається на напрузі 220В.
Світильники передбачаються у виконанні, що відповідає характеру виробництва та умовам середовища приміщень, у яких вони встановлюються. У виробничих приміщеннях передбачаються з люмінісцентними лампами, що встановлюються на комплектних лініях із спеціальних підвісних коробів, що розташовуються на висоті близько 0,4 м від підлоги.
Для евакуаційного висвітлення встановлюються щитки аварійного висвітлення, що підключаються до іншого (незалежного) джерела висвітлення.
Виробниче освітлення здійснюється люмінесцентними лампами та лампами розжарювання.
Характеристики ламп розжарювання, що використовуються для освітлення виробничих приміщень:
1) 235-240В 100Вт Цоколь Е27
2) 235-240В 200Вт Цоколь Е27
3) 36В 60Вт Цоколь Е27
4) ЛСП 3902А 2*36 Р65ІЕК
Найменування світильників, що використовуються для освітлення холодильних камер:
Cold Force 2*46WT26HF FO
Для вуличного освітлення використовуються:
1) RADBAY 1*250 WHST E40
2) RADBAY SEALABLE 1 * 250WT HIT / HIE MT / ME E40
Обслуговування електросилових та освітлювальних приладів здійснюється спеціальною службою підприємства.
4.3.1 Розрахунок навантаження від технологічного устаткування
Тип електродвигуна підбирається із каталогу технологічного обладнання.
Р ноп, ККД - паспортні дані електродвигуна, вибираються з електротехнічних довідників /69/.
Р пр - приєднувальна потужність
Р пр = Р ном / 
Тип магнітного пускача вибирається кожного електродвигуна конкретно. Розрахунок навантаження від обладнання зведений до таблиці 4.4
4.3.2 Розрахунок освітлювального навантаження /69/
Апаратний цех
Визначимо висоту підвісу світильників:
H р = Н 1 -h св -h р
Де: Н 1 – висота приміщень, 4,8 м;
h св – висота робочої поверхні над підлогою, 0,8 м;
h р – розрахункова висота підвісу світильників, 1,2м.
H р = 4,8-0,8-1,2 = 2,8м
Вибираємо рівномірну систему розподілу світильників по кутах прямокутника.
Відстань між світильниками:
L= (1,2÷1,4)·H р
L = 1,3 · 2,8 = 3,64м
N св = S/L 2 (шт)
n св = 1008/3,64 м2 = 74 шт
Приймаємо 74 світильники.
N л = n св · N св
N л = 73 · 2 = 146 шт
i = А * В / Н * (А + В)
де: А - Довжина, м;
В – ширина приміщення, м.кв.
i=24*40/4,8*(24+40) = 3,125
Від стелі-70%;
Від стінок -50%;
Від робочої поверхні – 30%.
Q=E min *S*k*Z/N л *η
до-коефіцієнт запасу, 1,5;
N л – число ламп, 146 шт.
Q=200*1,5*1008*1,1/146*0,5= 4340 лм
Обираємо лампу типу ЛД-80.
Сирний цех
Орієнтовна кількість освітлювальних ламп:
N св =S/L 2 (шт)
де: S-площа освітленої поверхні, м 2;
L – відстань між світильниками, м.м.
n св = 864/3,64 м2 = 65,2 шт
Приймаємо 66 світильників.
Визначаємо орієнтовну кількість ламп:
N л = n св · N св
N св - кількість ламп у світильнику
N л = 66 · 2 = 132 шт
Визначимо коефіцієнт використання світлового потоку за таблицею коефіцієнтів:
i = А * В / Н * (А + В)
де: А - Довжина, м;
В – ширина приміщення, м.кв.
i=24*36/4,8*(24+36) = 3
Приймаємо коефіцієнти відбиття світла:
Від стелі-70%;
Від стінок -50%;
Від робочої поверхні – 30%.
За індексом приміщення та коефіцієнтом відображення вибираємо коефіцієнт використання світлового потоку η=0,5
Визначимо світловий потік однієї лампи:
Q=E min *S*k*Z/N л *η
де: E min – мінімальна освітленість, 200лк;
Z-коефіцієнт лінійної освітленості 1,1;
до-коефіцієнт запасу, 1,5;
η – коефіцієнт використання світлового потоку, 0,5;
N л – число ламп, 238 шт.
Q = 200 * 1,5 * 864 * 1,1 / 132 * 0,5 = 4356 лм
Обираємо лампу типу ЛД-80.
Цех із переробки сироватки
n св = 288/3,64 2 = 21,73 шт
Приймаємо 22 світильники.
Кількість ламп:
i=24*12/4,8*(24+12) =1,7
Світловий потік однієї лампи:
Q=200*1,5*288*1,1/56*0,5=3740 лк
Обираємо лампу типу ЛД-80.
Приймальне відділення
Орієнтовна кількість світильників:
n св = 144/3,64 м2 = 10,8 шт
Приймаємо 12 світильників
Кількість ламп:
Коефіцієнт використання світлового потоку:
i=12*12/4,8*(12+12)=1,3
Світловий потік однієї лампи:
Q=150*1,5*144*1,1/22*0,5=3740 лк
Обираємо лампу типу ЛД-80.
Встановлено потужність одного освітлювального навантаження Р=N 1 *Р л (Вт)
Розрахунок освітлювального навантаження методом питомих потужностей.
E min = 150 лк W * 100 = 8,2 Вт/м2
Перерахунок на освітленість 150 лк здійснюється за формулою
W= W*100* E min /100 Вт/м 2
W = 8,2 * 150/100 = 12,2 Вт / м 2
Визначення сумарної потужності, яка потрібна на освітлення (Р), Вт.
Апаратний цех Р = 12,2 * 1008 = 11712 Вт
Сирний цех Р = 12,2 * 864 = 10540 Вт
Приймальне відділення Р = 12,2 * 144 = 1757 Вт
Цех переробки сироватки Р = 12,2 * 288 = 3514 Вт
Визначаємо кількість потужностей N л = Р/Р 1
Р 1 – потужність однієї лампи
N л (апаратного цеху) = 11712/80 = 146
N л (сирного цеху) = 10540/80 = 132
N л (прийомного відділення) = 1756/80 = 22
N л (цеху переробки сироватки) = 3514/80 = 44
146 +132 +22 +44 = 344; 344 * 80 = 27520 Вт.
Таблиця 4.5 - Розрахунок силового навантаження
|
Найменування обладнання |
Тип, марка |
Кількість |
Тип електродвигуна |
Потужність |
ККД електродвигуна |
Тип магніт- ного пуску |
|
|
Номінальна Р |
Електрична Р |
||||||
|
Змішувач | |||||||
|
Фасувальний автомат |
Дозатор Я1-ДТ-1 | ||||||
|
Фасувальний автомат | |||||||
|
Фасувальний автомат | |||||||
|
Лінія виробництва твор | |||||||
Таблиця 4.6 - Розрахунок освітлювального навантаження
|
Найменування приміщень |
мін. освітлення |
Тип лампи |
Кількість ламп |
Елект-річес- ність кВт |
Питома потужність, Вт/м 2 |
|
|
Приймальне відділення | ||||||
|
Сирний цех | ||||||
|
Апаратний цех | ||||||
|
Цех із переробки сироватки |
4.3.3 Перевірочний розрахунок силових трансформаторів
Активна потужність: Р тр = Р мак / мережі
де: Р мак = 144,85 кВт (за графіком «Витрата потужності по годині доби»)
η мережі =0,9
Р тр = 144,85/0,9 = 160,94 кВт
Повна потужність, S, кВ·А
S=Р тр/соsθ
S=160,94/0,8=201,18 кВ·А
Для трансформаторної підстанції ТМ-1000/10 повна потужність становить 1000кВА, повна потужність при існуючому на підприємстві навантаження становить 750кВА, але з урахуванням технічного переоснащення сирної ділянки та організації переробки сироватки необхідна потужність повинна становити: 750+251 ,18 кВ · А< 1000кВ·А.
Витрата електроенергії на 1 т продукції, що виробляється:
Р 
=
де М 
- Маса всіх вироблюваних товарів, т;
М 
= 28,675 т
Р 
= 462,46/28,675 = 16,13 кВт * год / т
Таким чином, з графіка витрати електроенергії по годинах доби видно, що найбільша потужність потрібна в проміжку часу з 800 до 1100 і з 16 
до 21 
годин. У цей час відбувається приймання і обробка надходить молока-сировини, виробництво виробів, розлив напоїв. Невеликі стрибки спостерігаються у період з 8 
до 11 
коли йде більшість процесів обробки молока для отримання продуктів.
4.3.4 Розрахунок перерізів та вибір кабелів.
Перетин кабелю знаходять за втратою напруги
S=2 PL*100/γ*ζ*U 2 де:
L - Довжина кабелю, м.м.
γ – питома провідність міді, ОМ*м.
ζ – допустимі втрати напруги, %
U-напруга мережі, Ст.
S = 2 * 107300 * 100 * 100 / 57,1 * 10 3 * 5 * 380 2 = 0,52 мм 2 .
Висновок: перетин кабелю марки ВВР 1,5 мм 2, що використовується підприємством, - отже, наявний кабель забезпечить ділянки електроенергією.
Таблиця 4.7 – Погодинна витрата електроенергії на вироблення товарів
|
Годинник доби |
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Насос 50-1Ц7,1-31 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Лічильник Зліт-ЕР | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Охолоджувач | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Насос Г2-ОПА | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
ППОУ ЦКРП-5-МСТ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Сепаратор-нормалізатор ОСЦП-5 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Лічильник-витратомір | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Твороговиробник ТІ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Продовження таблиці 4.7 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Годинник доби |
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Мембранний насос | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Зневоднювач | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Стабілізатор параметрів | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Насос П8-ОНБ-1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Автомат фасувальний SAN/T | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Подрібнювач-змішувач-250 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Автомат фасувальний | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Фарш мішалка | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Продовження таблиці 4.7 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Годинник доби |
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Сепаратор- Освітлювач | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Ванна ВДП | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Насос-дозатор НРДМ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Встановлення | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Ванна ВДП | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Насос занурювальний Seepex | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Трубчастий пастеризатор | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Продовження таблиці 4.7 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Годинник доби |
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Автомат фасувальний | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Приймальне відділення | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Апаратний цех | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Сирний цех | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Цех переробки сироватки | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Закінчення таблиці 4.7 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Годинник доби |
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Невраховані втрати 10% | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
Графік витрати електроенергії.
При будівництві заміського будинку важливо провести всі комунікації, до яких належать системи опалення, каналізації та водопостачання. При будівництві окремої системи особлива увага приділяється вибору труб. Досить часто для трубопроводів вибираються сталеві труби, що відрізняються високою стійкістю до механічних впливів та можливістю витримувати високі температури. Основними параметрами вибору є товщина сталевої труби та її діаметр.
Основні характеристики труб із сталі
Труби за способом виготовлення поділяються на такі види:
- безшовні;
- електрозварювальні.
Безшовні труби можуть бути:
- гарячедеформованими. Виготовлення таких труб проводиться із гарячих заготовок методом пресування;
- холоднодеформованими. Труби такого виду після проходження через прес охолоджуються, і саме у такому вигляді проводиться їхнє остаточне формування.
Гаряче деформовані труби відрізняються більшою товщиною стінки, що надає виробам додаткової міцності.
Електрозварні труби також поділяються на два основні види:
- спіралешовні;
- прямошовні.
Труби із прямим швом за своїми технічними показниками практично не відрізняються від безшовних.
Перед виготовленням спіралешовних труб листи металу закручуються. Такий спосіб виробництва дозволяє досягти підвищеної міцності труб на розрив. Спіралешовні труби використовують перевагу для прокладання газопроводів і нафтопроводів у зонах з підвищеною сейсмічною активністю.
Основними характеристиками труб є такі параметри:
- діаметр, що буває внутрішнім, зовнішнім, умовним;
- товщина стінки.
Усі труби виготовляються відповідно до вимог ГОСТ і можуть мати такі типові розміри:
- електрозварні труби (основний ГОСТ 10707-80) можуть мати діаметр до 110 мм та товщину стінки до 5 мм. Основні розміри труб та відповідна товщина представлені в таблиці;
| Діаметр, мм | Стінки товщина, мм |
| 5 – 7 | 0,5 – 1,0 |
| 8, 9 | 0,5 – 1,2 |
| 10 | 0,5 – 1,5 |
| 11, 12 | 0,5 – 2,5 |
| 13 – 16 | 0,7 – 2,5 |
| 17 – 21 | 1,0 – 2,5 |
| 22 — 32 | 0,9 – 5,0 |
| 34 — 50 | 1,0 – 5,0 |
| 51 – 67 | 1,4 – 5 |
| 77 – 89 | 2,5 – 5 |
| 89 – 110 | 4 – 5 |
- безшовні труби різних видів (ГОСТ 9567-75). Типові розміри, що виготовляються, представлені в таблиці;
| Гаряче деформовані труби | Холоднодеформовані труби | ||
| Діаметр, мм | Стінки, мм | Діаметр, мм | Стінки, мм |
| 25 – 50 | 2,5 – 8,0 | 4 | 0,2 – 1,2 |
| 54 — 76 | 3 – 8,0 | 5 | 0,2 – 1,5 |
| 83 – 102 | 3,5 – 8,0 | 6 – 9 | 0,2 – 2,5 |
| 108 – 133 | 4,0 – 8 | 10 — 12 | 0,2 – 3,5 |
| 140 – 159 | 4,5 – 8,0 | 12 – 40 | 0,2 – 5 |
| 168 – 194 | 5 – 8 | 42 – 60 | 0,3 – 9 |
| 203 – 219 | 6 – 8 | 63 – 70 | 0,5 – 12 |
| 245 – 273 | 6,5 – 8 | 73 – 100 | 0,8 – 12 |
| 299 – 325 | 7,5 – 8 | 102 – 240 | 1 – 4,5 |
| 250 – 500 | 1,5 – 4,5 | ||
| 530 – 600 | 2 – 4,5 | ||
Діаметри сталевих труб найчастіше позначаються міліметрами, але практично можна зустріти труби, характеристики яких представлені в дюймах.
Перевести дюймовий діаметр у міліметровий (або назад) можна за допомогою .
Докладніше розібратися з відповідністю дюймів та міліметрів для різних видів труб допоможе відео.
Вибір труб для комунікацій
Сталеві труби переважно використовуються для проведення систем опалення та водопостачання. Щоб самостійно визначити найбільш підходящий діаметр того чи іншого трубопроводу, необхідно знати технічні характеристики трубопроводу та формулу для розрахунку.
Підбір параметрів труб для водопостачання
Діаметр труб для водопроводу або каналізації визначається з урахуванням таких параметрів:
- довжини трубопроводу;
- пропускну здатність;
- наявності поворотів у системі.
Визначальним фактором є пропускна здатність, яку можна розрахувати за наступною математичною формулою:
Визначивши пропускну здатність, діаметр можна розрахувати за формулою або підібрати таблицю нижче.
Щоб уникнути складності математичних розрахунків, можна скористатися рекомендаціями спеціалістів:
- монтаж стояка системи повинен облаштовуватись трубами з діаметром не менше 25 мм;
- розведення водопровідних труб можна проводити трубами діаметром 15 мм.
Додатково при визначенні діаметра трубопроводу можна орієнтуватися на залежність між довжиною трубопроводу та діаметром труб, яка виражається такими характеристиками:
- якщо загальна довжина менше ніж 10 м, то підходять труби діаметром 20 мм;
- якщо довжина трубопроводу знаходиться в межах 10 - 30 м, то доцільніше застосовувати труби діаметром 25 мм;
- при загальній довжині понад 30 м рекомендується використовувати труби, що мають діаметр 32 мм.
Підбір параметрів труб для опалення
При підборі опалювальних труб необхідно попередньо визначити наступні параметри:
- різницю температур при вході в систему та виході (позначається Δtº);
- швидкість руху теплоносія за системою (V);
- кількість тепла, необхідного для обігріву приміщення певної площі (Q).
Знаючи ці параметри, зробити розрахунок можна за математичною формулою:
Щоб не проводити складні розрахунки самостійно, можна скористатися готовою таблицею для підбору діаметра труби системи опалення (з інструкцією з її використання можна ознайомитися).
При виборі діаметра важливо враховувати, що підібраний за допомогою розрахунків або таблиць показник не може бути меншим за діаметр вихідного отвору опалювального обладнання.
Після визначення оптимального діаметра трубопроводу товщина стінки труби визначається відповідно до вищевказаних таблиць. Для системи опалення достатньо товщини сталевої труби 0, 5 мм, а для системи водопостачання 0,5 – 1, 5 мм, залежно від умов проходження трубопроводу.
Паропровід- трубопровід для транспортування пари.
Паропроводи монтується на об'єктах:
1. підприємствах, які використовують пару для технологічного паропостачання (паро-конденсатні системи на заводах залізобетонних виробів, паро-конденсатні системи на рибо-переробних підприємствах, паро-конденсатні системи на молочних заводах, паро-конденсатні системи на м'ясопереробних заводах, паро-конденсатні системи на заводах фармацевтичної промисловості, паро-конденсатні системи на заводах з виробництва косметики, паро-конденсатні системи на фабриках пралень)
2. у системах парового опалення заводів та промислових підприємств. Застосовувалося в минулому, але і на багатьох підприємствах використовується. Як правило заводські котельні будувалися за типовими кресленнями із застосуванням котлів ДКВР для технологічного паропостачання та опалення. В даний час навіть на тих підприємствах і заводах, де потреба в технологічній парі стала відсутня, опалення так і здійснюється парою. Нерідко неефективно без повернення конденсту.
3. на теплових електростанціях для подачі пари на турбіни пари для вироблення електроенергії.
Паропроводи служать передачі пари від котельні (парових котлів і парогенераторів) до споживачів пари.
Основними елементами паропроводу є:
1. сталеві труби
2. сполучні елементи (відведення, відведення, фланці, компенсатори теплового подовження)
3.запірна та запірно-регулююча арматура (засувки, вентилі, клапани)
4. арматура для видалення конденсату з паропроводів - конденсатовідвідники, сепаратори,
5.Пристрої для зниження тиску пари до необхідного значення - регулятори тиску
6. Механічні фільтри-грязевики зі змінними фільтруючими елементами для очищення пари перед редукційними клапанами.
7.елементи кріплення - ковзні опори та нерухомі опори, підвіски та кріплення,
8. теплова ізоляція паропроводів – використовується температуростійка базальтова мінеральна вата Роквул або Парок, також застосовується азбестовий пухшнур.
9. контрольно-вимірювальні прилади (КІП) – манометри та термометри.
Вимоги до проектування, конструкції, матеріалів, виготовлення, монтажу, ремонту та експлуатації паропроводів регламентовані нормативними документами.
-На трубопроводи, що транспортують водяну пару з робочим тиском понад 0,07 МПа (0,7 кгс/см2), поширюється дія «Правил пристрою та безпечної експлуатації трубопроводів пари та гарячої води» (ПБ 10-573-03).
-Розрахунок на міцність таких паропроводів провадиться відповідно до «Норм розрахунку на міцність стаціонарних котлів і трубопроводів пари та гарячої води» (РД 10-249-98).
Трасування паропроводів проводиться з урахуванням технічної можливості прокладання по найкоротшому шляху прокладки для мінімізації втрат тепла та енергії через довжину прокладки та аеродинамічного опору парового тракту.
З'єднання елементів паропроводів здійснюється зварювальними з'єднаннями. Установка фланців при монтажі паропроводів допускається лише для з'єднання паропроводів з арматурою.
Опори та підвіски паропроводів можуть бути рухомими та нерухомими. Між сусідніми нерухомими опорами на прямому ділянці встановлюють ліроподібні або П-подібні компенсатори], які знижують наслідки деформації паропроводу під впливом нагріву (1 м паропроводу подовжується в середньому на 1,2 мм при нагріванні на 100 °).
Паропроводи монтуються з ухилом і в нижніх точках встановлюють конденсато-відвідники для відведення конденсату, що утворюється в трубах. Горизонтальні ділянки паропроводу повинні мати ухил не менше 0,004 На вході паропроводів у цехи, на виході паропроводів з котелень, перед пароспоживаючим обладнанням встановлюють сепаратори пари в комплекті з конденсато-відвідниками.
Всі елементи паропроводів повинні бути теплоізольовані. Теплова ізоляція захищає персонал від опіків. Теплова ізоляція запобігає надмірній появі конденсату.
Паропроводи є небезпечним виробничим об'єктом і повинні бути зареєстровані у спеціалізованих реєструючих та наглядових органах (у Росії – територіальному управлінні Ростехнагляду). Дозвіл на експлуатацію новозмонтованих паропроводів видається після їх реєстрації та технічного огляду.
Товщина стінки паропроводу за умовою міцності повинна бути не меншою.
P - розрахунковий тиск пари,
D - зовнішній діаметр паропроводу,
φ - розрахунковий коефіцієнт міцності з урахуванням зварних швів та ослаблення перерізу,
σ - напруга, що допускається, в металі паропроводу при розрахунковій температурі пари.
Діаметр паропроводу, як правило, визначають виходячи з максимальних годинних витрат пари і втрат тиску і температур, що допускаються, методом швидкостей або методом падіння тиску. Метод швидкостей.
Задавшись швидкістю протікання пари в трубопроводі, визначають його внутрішній діаметр рівняння масової витрати, наприклад, за виразом:
D= 1000 √ , мм
Де G-масова витрата пари, т/годину;
W-швидкість пари, м/с;
ρ- щільність пари, кг/м3.
Вибір швидкості пари в паропроводах має важливе значення.
Відповідно до СНиП 2-35-76 швидкості пари рекомендуються не більше:
-для насиченої пари 30 м/с (при діаметрі труб до 200 мм) та 60 м/с (при діаметрі труб понад 200 мм),
-для перегрітої пари 40 м/с (при діаметрі труб до 200 мм) та 70 м/с (при діаметрі труб понад 200 мм).
Заводи з виробництва парового устаткування рекомендують при виборі діаметра паропроводу швидкість пари приймати не більше 15-40 м/с. Постачальники пароводяних теплообмінників зі змішуванням рекомендують приймати максимальну швидкість пари 50 м/с.
Існує також метод падіння тиску, заснований на розрахунку втрат тиску, викликаний гідравлічними опорами паропроводу. Для оптимізації вибору діаметра паропроводу доцільно виконати оцінку падіння температури пари в паропроводі з урахуванням застосовуваної теплоізоляції. У цьому випадку з'являється можливість вибору оптимального діаметра по відношенню падіння тиску пари до зменшення його температури на одиниці довжини паропроводу (є думка, що оптимально якщо dP/dT=0,8…1,2).
Правильний вибір парового котла та тиску пари який він забезпечує, вибір конфігурації та диметрів паропроводів, парового обладнання за класом та виробниками, це складові хорошої роботи паро-конденсатної системи надалі.
Втрати енергії під час руху рідини по трубах визначаються режимом руху та характером внутрішньої поверхні труб. Властивості рідини або газу враховуються в розрахунку за допомогою їх параметрів: щільності р і кінематичної в'язкості v. Самі ж формули, використовувані визначення гідравлічних втрат, як рідини, так пара є однаковими.
Відмінна риса гідравлічного розрахунку паропроводу полягає в необхідності обліку при визначенні гідравлічних втрат зміни густини пари. При розрахунку газопроводів щільність газу визначають залежно від тиску за рівнянням стану, написаному для ідеальних газів, і лише за високих тисках (більше приблизно 1,5 МПа) вводять у рівняння поправочний коефіцієнт, враховує відхилення поведінки реальних газів поведінки ідеальних газів.
При використанні законів ідеальних газів для розрахунку трубопроводів, якими рухається насичена пара, виходять значні помилки. Закони ідеальних газів можна використовувати лише для сильно перегрітої пари. При розрахунку паропроводів густину пари визначають залежно від тиску по таблицях. Оскільки тиск пари своєю чергою залежить від гідравлічних втрат, розрахунок паропроводів ведуть методом послідовних наближень. Спочатку задаються втратами тиску на ділянці, середньому тиску визначають щільність пари і далі розраховують дійсні втрати тиску. Якщо помилка виявляється неприпустимою, роблять перерахунок.
При розрахунку парових мереж заданими є витрати пари, його початковий тиск та необхідний тиск перед установками, які використовують пару. Методику розрахунку паропроводів розглянемо з прикладу.
|
ТАБЛИЦЯ 7.6. РОЗРАХУНОК ЕКВІВАЛЕНТНИХ ДОВЖИН (Ае = 0,0005 м)
|
6,61 кг/м3.
(3 шт.)................................... *......... ............................................... 2,8 -3 = 8,4
Трійник під час поділу потоку (прохід) . . ._________________ 1__________
Значення еквівалентної довжини за 2£ = 1 при k3 = 0,0002 м для труби діаметром 325X8 мм за табл. 7.2 / е = 17,6 м, отже, сумарна еквівалентна довжина для ділянки 1-2: / е = 9,9-17,6 = 174 м.
Наведена довжина ділянки 1-2: /пр і-2 = 500 +174 = 674 м.
Джерелом тепла називається комплекс обладнання та пристроїв, за допомогою яких здійснюється перетворення природних та штучних видів енергії на теплову енергію з необхідними для споживачів параметрами. Потенційні запаси основних природних видів.
В результаті гідравлічного розрахунку теплової мережі визначають діаметри всіх ділянок теплопроводів, обладнання та запірно-регулюючої арматури, а також втрати тиску теплоносія на всіх елементах мережі. За отриманими значеннями втрат.
У системах теплопостачання внутрішня корозія трубопроводів та обладнання призводить до скорочення терміну їхньої служби, аварій та шламлення води продуктами корозії, тому необхідно передбачати заходи боротьби з нею. Складніша справа ...
