Определение потребности в паре

Расчет суточного расхода пара в кормоцехе ведут по зимнему периоду, и определяется по формуле:

P_п = (Q₁+Q₂+Q₃)/(h₁-h₂)+k₁×G_в+k₂×V_п, (3.25)

где Q₁ - общее количество теплоты для запаривания соломы, кДж;

Q₂ - расход теплоты на нагревание стенок запарника, кДж;

Q₃ - потери теплоты запарником в окружающую среду, кДж;

h₁ - удельная энтальпия пара, кДж/кг;

h₂ - удельная энтальпия конденсата, кДж/кг;

k₁ - удельный расход пара для подогрева воды, кг/кг;

G_в - количество согреваемой воды, кг;

k₂ - удельный расход пара на отопление помещения, м³/кг;

V_п - объем помещения кормоцеха, м³.

Общее количество теплоты для запаривания соломы определяется:

Q₁ = m₁×c₁ (t₂ – t₁) (3.26)

где m₁ - количество запариваемой соломы, кг;

c₁ - удельная теплоемкость соломы, кДж/(кг×⁰С);

t₁, t₂ - начальная и конечная температуры соломы, ⁰С;

m₁ = 1188 кг, c₁ = 2,3 кДж/(кг×⁰С), t₁ = 12 ⁰С, t₂ = +110 ⁰С. С учетом этого Q₁ = 1188×2,3 (110 - (- 12)) = 333353 кДж.

Расход тепла на нагрев стенок смесителя-запарника определяется:

Q₂ = m₂×c₂× (t₄-t₃), (3.27)

где m₂ - масса нагреваемых частей запарника, кг;

c₂ - удельная теплоемкость материала стенок запарника-смесителя, кДж/(кг×⁰С);

t₄, t₃ - конечная и начальная температуры стенок запарника-смесителя, ⁰С.

m₂ =8600 кг; с₂ =0,48 кДж/(кг×⁰С); t₄ = + 90 ⁰С и t₃ = + 15 ⁰С.

Тогда - Q₂ = 8600×0,48×(90-15) = 309600 кДж.

Потери тепла поверхностью запарников-смесителей определяется:

Q₃ = 3,6×F_з×j× (t₅-t₆) ×T, (3.28)

где F_з - площадь поверхности теплоотдачи запарников-смесителей, м²;

j -суммарный коэффициент теплопередачи конвекцией и лучеиспусканием, Вт/(м²×⁰С);

t₅ - средняя температура наружной поверхности стенок запарников-смесителей, ⁰С;

t₆ - средняя температура окружающего воздуха, ⁰С;

T - продолжительность процесса запаривания, ч.

Площадь поверхности теплопередачи двух смесителей-запарников по технической характеристике составляет примерно 108,8 м², а суммарный коэффициент теплопередачи конвекцией и лучеиспусканием вычисляется:

j = 9,07+0,055× (t₅-t₆) (3.29)

Принимая, что t₅=t₄, а t₆=t₃, j = 9,07 + 0,055 (90 - 15) = 13,2 Вт/(м²×⁰С). Продолжительность запаривания соломы в течение суток составляет 4,5 ч. С учетом этого Q₃ = 3,6×108,8×13,2 (90 - 15) 4,5 = 1744934 кДж.

Удельной энтальпией называют полную энергию 1 кг рабочего тела, равная сумме удельной внутренней энергии и потенциальной энергии давления. Удельная энтальпия насыщенного пара при избыточном давлении 68,7 кПа и температуре 115 ⁰С принимается равным 2700 кДж/кг, а удельная энтальпия конденсата определяется:

h₂ = c₃×t₇, (3.30)

где c₃ - теплоемкость конденсата водяного пара, равная 4,19 кДж/(кг×⁰С); t₇ -температура конденсата, равная 96…98 ⁰С. Тогда - h₂ = 4,19×96 = 402,2 кДж/кг. Удельный расход пара на нагревание 1 кг воды равен 0,20, а на отопление 1 м³ помещения - 0,65, количество нагреваемой воды составляет 2000 кг, а объем кормоцеха составляет 1152 м³. Тогда суточный расход пара составляет:

P_п =(333353+309600+1744934)/(2700-402,2)+0,2×2000+0,65×1152=2187,8 кг

Такое количество пара котел должен вырабатывать в течение 4,5 часа, поэтому часовая производительность составляет 487 кг/ч. Для обеспечения такой производительности выбирается котел Д-721А, с производительностью 900 кг/ч.