Теплотехнический расчет установки. Определение количества топлива или теплоносителя на тепловую обработку

Стр 1 из 2Следующая ⇒

Теплотехнический расчет является основным и одним из наиболее трудоемких разделов проекта. Основой для составления теплотехнического расчета является компоновочная схема и технологический расчет.

Основной задачей теплотехнического расчета является определение расхода теплоносителя в установке для тепловой обработки материала или изделия. Определение расхода теплоносителя производится при составлении теплового баланса установки. Прежде чем приступить к составлению теплового баланса, необходимо выбрать контур составления теплового баланса, оговорить базу теплового баланса и начальные условия составления теплового баланса. Все принятые решения согласовываются с руководителем курсового проектирования.

Общепринятая методика составления теплового баланса для различных видов и типов установок приводится в соответствующей литературе, дающей сведения об основах, анализе схем производства, конструкции и методы расчета тепловых установок в промышленности строительных материалов и изделий. При этом следует учитывать специфические особенности, характерные для конкретной установки.

С целью облегчения теплотехнического расчета и производства сравнительной оценки работы запроектированной установки с существующими рекомендуется тепловой баланс установок непрерывного действия составлять на единицу времени работы установки или на единицу массы перерабатываемого материала, для установок периодического действия – по периодам работы и на весь цикл работы.

Уравнение теплового баланса установки является частным случаем энергетического баланса и записывается в виде

å Q = 0. (1)

Чаще уравнение теплового баланса принято записывать в форме

å Q_п = å Q_р, (2)

где å Q_п=å Q_i_пр – сумма теплоты, введенной в установку. Она включает: теплоту загружаемого материала, в том числе теплоту сухой части материала и теплоту влаги, теплоту металлических закладных деталей и арматуры, при их наличии, теплоту транспортных устройств и приспособлений, теплоту форм, теплоту воздуха, поступающего в установку на горение топлива, теплоту воздуха в виде подсосов через неплотности, теплоту вносимую теплоносителем, теплоту, выделяющееся при экзотермических реакциях в обрабатываемом материале, теплоту аккумуляции установки и т.п.

å Q_р=å Q_i_р – сумма расходных статей теплоты, включающая теплоту уносимую готовым изделием или материалом, теплоту, удаляемую из установки формами и транспортными устройствами, теплоту, расходуемую на протекание эндотермических реакций, теплоту на испарение части воды и нагрев водяных паров, теплоту отходящего воздуха и дымовых газов, потери тепла с химическим и механическим недожёгом топлива, теплоту, отводимую с отработанным теплоносителем, теплоту, аккумулированную ограждающими конструкциями, теплоту, теряющуюся через ограждающие конструкции в окружающуюся среду.

На основании решения уравнения теплового баланса находят необходимый расход теплоты

Q= å Q_р– å Q_п (3)

и далее теплоносителя (G) или топлива (B).

Затем определяют удельные расходы теплоты, теплоносителя или топлива на единицу продукции или в единицу времени.

Приведенная методика является общей для всех тепловых установок и ею следует руководствоваться при составлении теплового баланса, учитывая в каждом конкретном случае определенные изменения и дополнения.

Тепловой баланс составляют как на определенные участки установки непрерывного действия или определенные периоды установки периодического действия, так и на всю установку в целом, и сводят в таблицу по форме 1.

Примеры расчетов автоклава, ямной и туннельной пропарочных камер приведены в приложениях 5, 6 и 7 соответственно.

Таблица 1

№ статьи	Обозначение статьи	Наименование статьи и расчетная формула	Количество тепла по статье
ед. тепла	ед. тепла на единицу продукции	%	для существующих установок, %
1-1 И т.д.	Q_1-1	Приход тепла Тепло сухой части изделий Q_1-1=C_с c_с t₁
И т о г о в приходе
2-1 И т.д.	Q_2-1	Расход тепла Тепло сухой части изделий Q_2-1=C_с c_с t₂
И т о г о в расходе

Аэродинамическая схема работы установки

Работа тепловых установок неразрывно связана с подачей и отводом теплоносителя, движением его через установку. При движении поток теплоносителя встречает аэродинамические сопротивления, затрудняющие его движение и ограничивающие тепло- и массообмен. Все аэродинамические сопротивления могут быть объединены в три группы:

1) сопротивления о стенки каналов по которым движется теплоноситель;

2) местные сопротивления, вызванные наличием поворотов, сужений, диафрагм и других мест изменения конфигурации или изменения направления потока;

3) сопротивление садки изделий или материала. На основе критического анализа конструкции самой установки, расположения материала или изделий в установке, наличия и вида аэродинамических сопротивлений строится аэродинамическая схема тепловой установки, на которой показывается путь движения теплоносителя. Устанавливаются устройства, создающие необходимый перепад давлений для преодоления сопротивлений на пути движения теплоносителя.

Контроль и регулирование режима работы тепловой установки

Данный раздел должен освящать вопросы поддержания заданного режима тепловой обработки.

Указываются:

– место контроля;

– контролируемые параметры;

– периодичность контроля и объем контроля;

– лицо, контролирующее операцию;

– документ, в котором регистрируются результаты контроля;

– лицо, ответственное за обеспечение технологии.

Автоматизация установки

При разработке данной части курсового проекта студент обязан составить схему расстановки контрольно-измерительных приборов (КИП), с указанием параметров, которые контролируются ими. При расстановке КИП особое внимание следует обратить на места установки датчиков. Схема расстановки КИП выполняется на миллиметровой бумаге и помещается в записку. Обязательно приводятся данные о приборах, сигнализирующих о выходе тепловой установки в аварийный режим.

Предпочтение следует отдавать системам автоматического управления процессами тепловой обработки, ограничивающими или полностью исключающими труд человека.

Технико-экономические показатели работы тепловой установки

Данный раздел должен содержать сравнительный анализ эффективности и целесообразность принятых решений с нормативными показателями и показателями, достигнутыми на передовых предприятиях.

Технико-экономические показатели приводятся на единицу готовой продукции и включают в себя следующие статьи:

– расход тепла;

– расход теплоносителя (топлива);

– коэффициент полезного действия;

– коэффициент использования полезного объема установки;

– съем продукции с единицы площади (объема) установки;

– удельный расход электроэнергии.

Результаты анализа лучше приводить в табличной форме.

Производственная санитария

В разделе описываются основные методы рациональной эксплуатации, способы пуска и остановки тепловой установки. Студент должен познакомиться с санитарными нормами проектирования цеха, в котором предполагается расположить тепловой агрегат. На основании норм санитарного проектирования и количества обслуживающего персонала, студент должен определить площадь бытовых помещений, количество гардеробных и душевых мест и т.д.

Исходя из ориентировочных данных по загазованности, запыленности, повышенной температуры и влажности, необходимо предусмотреть системы естественной или искусственной вентиляции и аспирации воздуха, указать места их расположения.

12 Следующая ⇒