Топливно-энергетические и паро-конденсатные балансы промышленных предприятий

Энергетические балансы промышленных предприятий служат основой для составления вариантов энергоснабжения предприятий и технико-экономического контроля при их эксплуатации. Энергетический баланс представляет собой комплексную характеристику расходов теплоты, энергии, пара, потерь и их покрытие в определенных условиях эксплуатации системы энергоснабжения промышленных предприятий.

Основными элементами энергетического баланса являются расходная и приходная части.

Расходная - характеризует энергопотребление при определенных условиях, приходная - покрытие потребностей предприятия в энергии.

Энергетические балансы промышленных предприятий делятся на топливно-энергетические и паро-конденсатные: полные и частичные. Полные составляются для выбора оптимального варианта энергоснабжения предприятия в целом, частичные - при решении отдельных вопросов энергоснабжения промышленного предприятия. Топливно-энергетические балансы промышленных предприятий характеризуют потребление и производство различных видов энергии. Выбор оптимальной структуры топливно-энергетического баланса промышленных предприятий заключается в составлении экономико-математической модели - системы уравнений и неравенств, описывающих структуру топливно-энергетического баланса предприятия в количественных индексах, те составление и решение матрицы.

При применении на промышленных предприятиях в качестве теплоносителя водяного пара важное место в оценке использования энергии служат паро-конденсатные балансы. Их задачей является определение паро-конденсатных условий потребления и транспорта пара, что дает возможность составить четкую и полную картину использования пара и возвращения конденсата на промышленное предприятие. Составление паро-конденсатного баланса промышленного предприятия является обязательным при контроле и наладке его системы пароснабжения. Составить паро-конденсатный баланс установки потребления пара или предприятия в целом - значит определить количество поступающего потребителем пара и количество возвращаемого от них конденсата. Эту задачу можно выполнить либо по отдельным цехам и предприятию в целом, рассматривая при этом общее количество поступающего при этом пара и возвращаемого конденсата, либо по каждому потребителю отдельно с последующим суммированием по цехам и предприятию в целом.

 

№50

Расчёт паропроводов и конденсатопроводов. Подбор оборудования системы пароснабжения. Выбор конденсатоотводчиков

При проектировании систем пароснабжения промышленных предприятий приходиться определять диаметр паропроводов и их пропускную способность. Определять эти величины можно аналитически и графически с помощью специальных номограмм («Номограмма для гидравлического расчета трубопроводов»). По номограмме проще, но результаты получаются менее точные. (Расход пара W_п - расход воды W_в).

1. Диаметры паропроводов и конденсатопроводов,м

; , где

G_п- расход пара, кг/с;

G_к- расход конденсата, кг/с;

K_э- коэффициент эквивалентной шероховатости, равный 2∙10^-4м для паропроводов и 1∙10^-3м для конденсатопроводов;

R_л- удельное падение давления, Па/м;

ρ -плотность пара или конденсата, кг/м³.

2.Пропускная способность паропроводов и конденсатопроводов, кг/с

где

dп, dк - диаметр трубопровода, м;

Плотность пара берем с учетом давления по таблицам параметров водяного пара. Плотность чистого конденсата можно принять р=980 кг/м3.

3.Массовые доли пара в смеси конденсата и пара за конденсатными горшками X₁и в конце конденсатопровода X₂

где

с - теплоемкость конденсата, кДж/кг∙К;

t_к1, t_к2 - температура конденсата в начале и в конце конденсатопровода, °С;

T_н1, t_н2 – температура насыщения в начале и в конце конденсатопровода, °С.

3. Плотность смеси конденсата и пара, кг/м³

где

Х_ср=0,5∙(Х₁+Х₂) - среднее значение доли пара в смеси.

4.Допустимое линейное падение давления в паропроводе и конденсатопроводе, Па/м

где

l -длина трубопровода, м;

α - коэффициент, учитывающий местные сопротивления;

ΔР- перепад давления, Па.

Конденсатоотводчики применяются для автоматического бесшумного удаления конденсата с одновременным запиранием пара. Значение конденсатоотводчиков очень велико. Потери пара за счет неудачной конструкции конденсатоотводчиков и неправильно поставленной эксплуатации достигают до 25% количества потребляемого пара. Существуют различные способы отвода конденсата и разнообразные конструкции конденсатоотводчиков.

По принципу действия конденсатоотводчики делятся:

а) конденсатоотводчики с гидравлическим затвором (сифоны);

б) конденсатоотводчики с гидравлическим сопротивлением (подпорные шайбы);

 

 

в) конденсатоотводчики с механическим затвором (поплавковые и т.д.).

 

 

Подбор конденсатоотводчиков осуществляется по специальной номограмме («Номограмма для подбора конденсатоотводчиков»). Подбирают их с учетом производительности и разности давлений пара до и после конденсатоотводчика. Наиболее распространены автоматические конденсатоотводчики, работающие при следующих минимальных перепадах давления пара до и после отбора: конденсатоотводчики термостатического действия типа 45г6бр и с шаровым клапаном - при 0,01 МПа и более; конденсатоотводчики с открытым поплавком типа 45г4бр -при 0,03 МПа и более; конденсатоотводчики с опрокинутым поплавком типа 45г9бк - при 0,05 МПа и более.

Оборудование паропроводов (паровой сети) включает в себя разветвленную систему трубопроводов, снабженных запорными (задвижки, вентиля) и регулирующими устройствами (арматура), компенсаторами тепловых расширений, тепловой изоляцией, опорами конденсата и выпуска воздуха (воздушниками). Для потребителей I категории, не допускающих перерывов в подаче пара, надежность пароснабжения обеспечивается прокладкой второго, резервного паропровода или кольцевой конфигурацией сети. Прокладка паропровода может быть воздушной, наземной (на низких опорах), в открытых лотах, подземной. Паропроводы для надежности дренажа должны прокладываться с уклоном: не менее 0,002 по ходу пара и не менее 0,01 против хода пара.

Арматура паровых сетей бывает запорная (задвижки, вентиля, обратные клапаны, краны, в т.ч. шаровые), регулирующая (редукционные клапаны, регулирующие клапаны, вентили), предохранительная (фильтры, предохранительные клапаны, смотровые стекла) и контрольная (указатели уровня, краны для манометров, пробко-спускные краны).

Для дренажа паропроводов предусматривают постоянные и пусковые дренажи, а также воздушники, устанавливаемые во всех верхних точках паропровода и используемые в пусковой период. Пусковые дренажи предусматривают во всех нижних точках, перед вертикальными подъемами, на прямых участках, при попутном подъеме через 400-500 м, при встречном уклоне через 200-300 м и перед запорной и другой арматурой.

Постоянные дренажи обычно совмещают с пусковыми дренажами, и тогда в точках дренажа на паропроводах выполняют карманы (дренажные патрубки), в которых скапливается текущий по паропроводу конденсат. Диаметр кармана в два раза меньше диаметра паропровода.

ВД - временный дренаж;

П Д - постоянный дренаж;

1 - дренажный патрубок;

2 - к конденсатоотводчику;

3 - место скопления шлама;

4 - спуск шлама.

 

 

№51