Tải bản đầy đủ (.pdf) (48 trang)

Thiết kế hệ thống cung cấp nhiệt (hơi nước và nước nóng) cho một nhà máy may

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.68 MB, 48 trang )

............................................................................................................... 3
.... 4
................................................................................ 4
................................................................................................. 4
.......................................................................... 4
........................................................... 4
............................................................................... 5
.............................................................................. 10
............................................................................................ 10
ư

1.4 Ch

sử dụng nhiên li u

.......................................................................... 12

1.4.1 Các thông s đầu vào: ......................................................................................... 12
1.4.2 Tính nhi t và chi phí........................................................................................... 12
1.4.3 K t luận.......................................................................................................... 13

............................................................... 14
............................................................................................................. 14
ư
đư

............................................................................................... 14
ư

đ


....................................................................................... 14

................................................................................................ 14

đư

........................................................................................... 15
............................................................. 16
đ
ư

............................................................................... 16
........................................................................................ 21
........................................................................ 23

đư

......................................................................... 24
ư

4
đư

....................................................................... 29
ư

............................................................ 29
1



đư

..................................................................... 30

4.4.1 Yêu cầu c a vật li u cách nhi t .............................................................................. 31
4.4.2 Ch n loại vật li u cách nhi t ................................................................................. 31
4.4.3 B

đư ng

ư c nóng

................................................................................ 32

4.4.4 Tính chi u dầy cách nhi t ng d

..................................................................... 33

4.4.5 Tính b dầy l p cách nhi t thi t b gia nhi t ............................................................... 34

................................................................................................................. 35
............................................................................................... 36
................................................................................................................. 37
................................................................................................................. 39
................................................................................................................. 41

2


ư


đư



sử ụ
sạ

đ
ư


ư

s

s
ầ sử ụ
s


ư

s
đ

sử
đ đư

đ




ư

đ
s
s



đ


đ

đ
đ

s s


ư




đ ậ

ư

đ

3


1.1
1.1.1
2

-

ư
s sử ụ

, ư
ư

ầ đ

ư

s

s

s
ư

đ


s

đ
2



đ

-

ư

.

s

ư

đ

s

0

2


ư


3

.

3

6m /h.

1.2
1.2.1
sử ụ

đ

đ đ



s

ư



đ
đ

s
ư
s


chuy
đư
đư

s



đ



đ
ư




đ





ư

ư

đ


đ

ầ sử ụ


đ đ
đ
đ



ư
ưs



ư



đ

ư



đ



đ
đ

ư
ư
ư



đ

đ

đ
ư



ư ậ

sử ụ

đ

s

đ

đ


ư

ư

đ



đ



s
sử ụ

đ đư

ư

đạ




ư

ư s

s


s

s

ư

4


s


ư

ư

đư sử ụ

s

s

đ




1.2.2
1.


ạ đ



đ

đư



đư
đ


ư


đ

s

đ





ư




s
đư




đư

đư

đư

đư
đ s

s


s

đư

đư

s

đ

ư



đư

đ

s
đ

đ



đư

0

ư


ư
ư

s

C – 350

đ
ư


0

C – 1500

ư

s

đ

s

đ
đ


ư
đ

sử ụ
ư

s

0

ư

s


s

đư
0

đạ đ

đ
ư





ư


s

ư
5


2.

t

ạ đ

đư

đ




s


đư đ





đư

s

ạ đư
đ



ư

đư

ư

đư

đ
0

C – 2500

ư

s
ư

s
ư

đư

đ

ư






ư
s

s
0
0

C – 1500
đ
đ
đ

đ

s

ầ đầ
đư
đư s
ư


đ





đ


s

s

đ
3.


6


ạ đ
đ


đ

ư

sử ụ

đư

đư

đư
đư


s

s













đư


ư

đầ đ


đ



ư



đ

s

đ

đư


ư

đ
đ

ư

đư

ư

đư

đư

s đ


đ




0

đ

đ


0

C – 1600
ng 120 C – 1800
ư
đ
đ



ử ụ



0


đ

s




ư
đ


ư


s

đầ

đư
đ

s






đư

ư

7


ư



đư

đ
đ
ư


ụ đ

ư

ư

ư

đư đư
ư





sử ụ

đư



ư
ư

đ



s


s

0

đ

đ
s

đ

ư
4.

c

ư
ư

ư

đ

ư

đư

đ


ư



đ

đạ

đ

s




ư
-



s
đ





đ

ư

ư

sử ụ
sử ụ

ư


đ

đư







ư

đ

s
s

ư

s






ư

s

5.

đ
s

ư ậ

ạ đ
đạ đư

đư
ư
ư

đ



đ

đ

s


đ ạ
đ

ử đư

ư
8


đ

đ
đ

đư

ư

đ

đ

s

đ

-

đ ư

sử ụ
s

s
s

đư

s ư
ư



6.







s
đư

ư
đư

đậ




đ
s
đ

ư


đ
đ

đ



đ
đư đ

s

đ


s
ư



ư





đ



s
s
ư
s

đư

s



đ

s


s



ư

7.



s
s



s

s

đ

s




đư



ư

s

s

s


s




đ
đ

s


2



s
9




sử ụ

đ

s

đ

đ


đư


đ
s

đ



ư

sử ụ

s

s

đ

8.

ử ầ

ạ sạ

s



s





đư





s

s
đầ


s


ầ sử ụ
đ đ

s
ư
s

đ








đ



ậ đ ư
s





s

ư
đ



s
s
s






s






2

x



ư


đ sử ụ

ụ đ đạ

ư





s


s

đ

1.3
1.3.1
a)
10


ư

ư ạ đ
ư
∆ = 11000.4.18.60 = 2758800 (kJ/h)

ư

Q1=


ư

D1 

0

0

đ


Q1
2758800

 1538,95 ( kg/h )
r. 2109.0,85

đ
=
=

ư

2

s

.

s
s



L1

=

= 902 ( kW )


b)
s




s

s

đ

đ

ưs

=
=
đ
0,1.3000 = 300 kg canh

-


đ
đư

đ
ậ ư


s




ạ đ

đ

ư

đ


s

ưs
-

= 9.14.30.60 = 226800 ( kJ )
D

=

= 248 ( kg/h )

-

= 12.14.20.60 = 201600 ( kJ )
D


-

=

= 331 ( kg/h)

Canh: Qcanh = 3.14.10.60 = 25200 ( kJ )
Dcanh =

ư

= 83 ( kg/h )



D2 = D

+D

+ Dcanh = 248 + 331 + 83 = 662 ( kg/h )

đ
=
=

ư
s

s


2

.

s

11


QL2 =

+

+

= 395 ( kW )

c)
D3 =

=
s
đ

2

s




L3

=

= 119 ( kW )

=

ư

s

4kG/cm2 .

ư

s

5kG/cm2 .

d)
D4 = 500 + 600 + 700 = 1800 (kg/h)
QL4 =

= 1054 ( kW )
đ

=


e)
D = D1 + D2 + D3 + D4 = 1539 + 200 + 1800 + 662 = 4201 (kg/h)
QL = QL1 + QL2 + QL3 + QL4 = 902 +395 + 1054 + 119 = 2470 ( kW )

s
ư đ đ
đ
s

1.4 Ch

d ng nhiên li u

1.4.1 Các thông s
u vào:
- Nhi đ ư c lạnh t1 = 250C
- Nhi đ ư c nóng t2 = 80oC
- Nhi t tr c a than Qtlv = 22.000 kJ/kg
- Nhi t tr c a dầu D.O Qtlv = 40.000 kJ/kg
- Nhi t tr c a Gas LPG Qtlv = 46.000 kJ/kg
- Tính gia nhi
ư c.
1.4.2 Tính nhi t và chi phí
a)
ng nhi t c n thi
t2 = 800C.
Q = mCp(t2 - t1)
đ
- Q (kJ)
- m (kg)

- Cp (kJ/kgK)
- t2
- t1
Thay s li

cung c

từ t1 = 20oC lên

00

: Nhi ư ng cung c
ư c
: Kh ư
ư c cần gia nhi t
: Nhi
đ ng áp cung c
: Nhi đ
: Nhi đ

ư c

ư c yêu cầu
ư
đầu

đư c:

Q1 = 100.4,2.(80-20) = 25.200 (kJ)
b) Chi phí khi gia nhi


00

c bằ

t gas LPG.
12


ư ng gas LPG cần thi đ gia nhi
G1 

ư c là:

Q
25200

 0,608 (kg)
lv
Qt . 46000.0,9

đ 𝜂 = 0,9 hi u su
đ t gas LPG
Vậy giá thành c a vi c gia nhi
ư cb
T1 =
=
đ
V i giá c a gas LGP trên th ư
đ

c) Chi phí khi gia nhi
00
ư ng than cần thi đ gia nhi
G2 

c bằ
ư c là:

𝜂 = 0,7 hi u su

đ t than.
ư cb

Vậy giá thành c a vi c gia nhi
T2 =
=
đ
V i giá c a than trên th ư

đ

d) Chi phí khi gia nhi
00
ư ng dầu cần thi đ gia nhi

c bằ

t d u.
ư c là:


Q
25200

 0, 7 (kg)
lv
Qt . 40000.0,9

đ 𝜂 = 0,9 hi u su
Vậy giá thành c a vi c gia nhi
T3 =
=
đ
V i giá c dầu trên th

đ t dầu.
ư cb

ư

1.4.3 K t luận
T tính tốn trên ta th
đ
- Khi gia nhi t b ng gas LPG là
- Khi gia nhi t b
-

t than.

Q
25200


 1, 64 (kg)
lv
Qt . 22000.0, 7

đ

G2 

đ t gas là:

ầu là:

đ
ư c t 200C lên 800C thì chi phí là:

ư ct

Khi gia nhi t b ng dầ
Vậy sô li
đư c và nh
ư
sử dụ
đ t than.

đ
đ
đ
đ u ki n cụ th c a nhà máy may ta ch


13



đư
đ

đ
đ
đư

đư
đ

đư

ư

đư
đ

đ

đư
ư

đ

đư
ư


ư c lạnh t ngu n c p b sung vào b ư c h i, tạ đ
ư đư c hòa tr n v
ư c h i và
đư c gia nhi t lên 1 chút b
ư c h i có nhi đ
đầu chạy lò, ngu
ư c d tr
ư c h i khơng có thì nhi đ ư c tại b h i chính b ng nhi đ ư c lạ
s đ ư đư c
d
đ i nhi t ki u ng v . Tạ đ
ư c nhận nhi t c
đ chuy
ư c
nóng có nhi đ 800

ư c này s đư c d

sau khi gia nhi
ư c
ư
ư
ư đư c h i cùng v
ib s

p cho các phòng t

ư
Do t n th t nhi

đ ư c nóng xu ng th

đ

ư c nóng.

đ i nhi t b m
ư
ư cb s
đ đư c xử lí b

ư cm

ho

nhi

đ

th

ư
đư ng

ư

ng v
ư
ụ lại
ư c m m c p cho lò


v lò b t n th t do rò r

ư c q lâu thì nhi đ ư c nóng trong h th ng gi m. Khi
đ đ m b o sinh hoạt thì cần ph i h i v b h đ t

trên cao. S
i v b ư c h i mà không h i v b ư c nóng t
đ nhi đ c
ư c
nóng tại b t ng v đ m b o nhi đ yêu cầu c p cho các phịng, khơng b gi đ
ư
ư c
h i hịa tr n vào. cu i m i nhánh chính, tại tầng kỹ thuật, ta b
đư ng h i khi nhi đ t <
0
50
th c hi n vi c h
ư c, sử dụng m t cụm van t : L y tín hi u nhi đ ư c nóng cu i
m đư ng ng c
ư
đư
u v đ u khi n trung tâm, khi nhi đ ư c nóng
trong ng nh
đ ch đ nh thì van t m
ư c h i v . Cịn m ư
ư c nóng cung
c
đ m sử dụng tầ
ư i, chúng ta có th x b khi nhi đ quá th p vì n u l đ đư ng

h i thì s khơng kinh t
đư ng ng h i quá dài, trong khi đ ư ng h i v lại r t nh .

đư c trang b hoàn toàn t đ ng:
-T đ
- T đ ng c

đ t.
ư c.

- Kh ng ch nhi đ vách lò.
14


- Kh ng ch áp su
- B kh ng ch nhi đ ư c nóng trong h th ng: Khi nhi đ trong h th ng l
800C thì van t c
đ
ng c
đ ng ng
đ t, khi nhi
0
trong h th ng nh
C thì van t c
c
đ gia nhi
ư
t đ
đ t tr lại.
Kh ng ch m

ư c trong b ư c nóng: Khi m
ư c trong b gi m nh
p t hoạ đ ng c
ư c cho b , khi m
ư
t ng ng c
ư c cho b .

đ

c cho
p

2.5
đư ng ng nhánh d n t i t ng bu ng trong t
đ
s đ
( ng có b o ơn cách nhi t) ho đ

ư ng ( v đ n ngắn t i từ v

Ư

ư

p kỹ thuật
c nóng)

đ m c a h th ng:


Ư đ m:
- Lị khơng ph i hoạ đ ng liên tục và luôn hoạ đ ng

b

phụ t i kinh t nên hi u su t lị cao.

-

ư c nóng và cơng su t lị nh vì ta có th chạy lò bù nhi t liên tục cho thi t

đ i nhi t và c

ư

đ i nhi t nh ng lúc có phụ t i.

- Do ta sử dụng thi t b
đ i nhi t ki u liên tục nên có th đ
t cách nhanh nh t.
ng ch nhi đ

- H th ng này có kh
đ

kh

ư

ng t t nhu cầ


ng nhu cầu nư c nóng và

ư c nóng t t, kh

đ ng hóa cao. Có

a nhà máy.

- H s an tồn c a h th ng cao.
ư

đ m:

- Qu n lí và vậ
-

đầ

ư

ư

đ i ph c tạp.
đ t bình gia nhi t, các thi t b t đ ng.

15


ư


s đ

đ



đ
đ
ầ sử ụ

ư
ư

đầ đ


ư

ư
đ

ư
ư
đ

đ
ư




đ

đ đầ
s
0

đ đầ

đ

0

ư

đ


2

s

kG/cm đ
ư

0

ư




ư

đ
đ

ư

ầ đ





đ

ư

ư

ạ đ
ư

đ
đ



ư


ư



ư

ư

s
đư

ư

đ

ư
đ 200

ư

ư

đ
=

s

ư
0,000176 m2


=
đ
đ




=

s

s

Q = Q1 =

2

Q2 = G2Cp(t2’’ – t2’ =
G1 

s

– 20 ) =767,5 ( kW )

Q1 Q2
767,5


 0,372 ( kg/s )
r

r. 2109.0,98

đ
t 

tmax  tmin 151,84  20   151,84  80 
o

 98,82 C
 t 
 151,84  20 
ln 
ln  max 

 151,84  80 
 tmin 

đ
k

1
1



1

1  2





 Rf





1
 1536 (W/m2 K )
1
1
0, 0015


 0, 000176
5000 4000
60
16


Q
767500

 5, 056 ( m2 )
k .t 1536.98,82

Fyc 

ư

2
CL Fyc .PR .d 2
1
5, 056.1, 252.0, 019
D  0, 637.
.
 0, 637.
.
 0,13 ( m )
CTP
L
0,9
4

s

ư

=s

2

s s đ
=

s đ

=

0


0
0

s đ

s

0

s

CTP

1-P

2-P

3-P

0,93

0,9

0,85

s
2
0,9
0,132

 CTP  D
N  0,785. 
.

0,785.
.
 21,167

2
2
1 1, 252.0,0192
 CL  PR .d2



ư

s

-

ư

=

-

ư

2


=

-

= 0,019 ( m ), d1 = 0,016 ( m )

s

=

-

=

=
s

s



N.
17


-

ư


=

-

ư

2

= 0,019 ( m ), d1 = 0,016 ( m )

=

s

-

=

=

-

Fth = Π

tb.L.N

=
= 3,14.0,0175.4.26 = 5,72 (m2)

ạ α1,α2



s α1


s

1  1, 2. N . i  1, 2. 4

= 1, 2.0, 782. 4

1

r.g.. 3
.2 6
 .(tk  tw ).d

1

2109000.0,81.917.0, 6843
6
.2
 11035 ( W/m2K )
0, 203.106.(151,84  100).0, 019

0

s
ư


-

C.
3

ρ=

)

=

ư

s

-

s 2)

=
2

λ=
đ

-

-6

ν=


ư

-



ư

(m2/s)

=

-

đ

-

đ

s

K)

k

= 151,840C
w


đ

= 1000C

α2

đ
tf2 =

500C
s

ư
18


ư

-

3

ρ=
đ

-

p

đ


-

s

-

Pr = 3,54

= 4,174 (kJ/kgK)
-6

=
2

λ=

đ

-

)

-6

ν=

(Ns/m2)

K)


(m2/s)



 .d12 N

Atp 

4

đ

2 

.



2

3,14.0, 0162.26
 2,61.10-3 (m2)
8

ư

G
3, 06
= 1,186 (m/s)


Atp . 988,1.2, 61.103

s Re 

2 .d 1,186.0, 016


0,55.106

Nu f 2  0, 021.Re f 2 .Pr f 2
0,8

0,43

34501,8 > 104

 Pr 
. f 2 
 Prw 2 

0,25

= 0,021.(34501,8)0,8 (3,54)0,43.( 3,45/1,75)0,25 = 184,1

2 

Nu f 2 .
d




184,1.0, 648
= 7456 (W/m2 K)
0, 016

s
k

1
1



1

1  2



ư
Qth = kth ∆


 Rf




1

 2349 ( W/m2K )
1
1
0, 0015


 0, 000176
7456 11035
60

s
th

= 2349.5,72.98,82 = 1327,7 (kW)

Qth




19


ư c thì ch t ư

iv

ư c c p cho lị có m t vai trị r t quan tr

đ iv i


vi c vận hành an toàn và kinh t c
Mụ đ



ư

đ sạch c

ư ng tạo thành cáu bám trên t t c các b m đ t,

a hi
đ cần thi

m tm

đư

aq

ư c và

đư
ư

Nguyên lí làm vi c:

đ


đ ng th i h p thụ nh ng cation Ca2+ và Mg2+
b đ c

ư c.

s t không cao, thông s

iv
ư cb

t ta ch n h th ng xử
đư c khử

ư

th p vì vậ đ đ m b o kinh

đ i cation Na+

ư

đ ki m và các thành phần mu

- Các ph n ng x y ra khi xử

ư c cation,

t l p vật ch t có kh

đ i cation Na+ tồn

đ i.

ư c:

Ca(HCO3)2 + 2NaR = CaR2 + 2NaHCO3
Mg(HCO3)2 + 2NaR = MgR2 + 2NaHCO3
CaCl2 + 2NaR = CaR2 + 2NaCl
MgCl2 + 2NaR = MgR2 + 2NaCl
CaSO4 + 2NaR = CaR2 +Na2SO4
MgSO4 + 2NaR = MgR2 + Na2SO4
- Trong quá trình làm vi c lâu dài, khi các cationit dần b ki t h t các cation thì ch
ư c xử lí gi

đ đ đ m b o cho h th ng làm vi c ti p tục thì b t bu c ph i ti n hành hồn

ngun cationit. Ngun lí làm vi c hoàn nguyên là cho dung d ch mu i NaCl có n
đ
đ

ư ng

đ

làm y u. Trong th c t NaCl cầ

đ t 6%ư ng là t

ư ng NaCl theo lí thuy t.
- Các ph n ng hồn nguyên x


ưs

CaR2 + 2NaCl = 2NaR + CaCl2
MgR2 + 2NaCl = 2NaR + MgC2
đ h th ng xử

ư c dùng bình cation natri

20


1-bể dung dịch mu i 2- bình lọc dung dịch mu i
3-thùng chứa dung dịch mu
5-

đ

ọc 4- bình cationit natri

ịch mu i 6- b

c qua bình cationit natri

để r a bình lọ

để chuẩ đ dung dịch mu i

7- đ

ng


8- đ

ng tái tuần hoàn củ b

nguyên 10- đ

i 9- đ
lý 11- đ

đ

đầ đ
s

s
s

+

c mềm; 12-đ

ng

ợc 13- xả.

cr

-


ng dung dịch mu i hoàn

s





ạ đ

ưs :
p:

Q = .D kg/h
 = 1,25 là h s d phòng.

đ
D- ư

ư

a m i lò; D = 4500 kg/h

Vậy: Q = 1,25.4500 = 5625 (kg/h )
+ C t áp làm vi c c
H = 1,2.Plv = 1,2.5 = 6 (at) = 6,12 bar
1,2 - h s d tr
Plv - áp su t làm vi c c
+ Công su đ n c


lv

= 5at

đ
21


N
đ

100.H .Q

-

b



100.6,12.5625
= 1,29 (kW)
0,75.3600.988

s tc

3

/s

H - c t áp c

 = 0,75 - hi u su t c

22


ụ đ

đ

ư

đầ đ

s



đ
s





s

đư

s




đư
s

ầ đư

s

p  Rdd (l  ltd )
đ

s

Rdd

2 

Rdd  

-

 0,812

2 d

s

đ


G2
d 5

s

đ

-

s
3

ư

)

d - đư
G- ư

ư

ư
s

s
ạ đ

đ

sử ụ

ưs

Z1 g 

Z1

Z2 -

1

2 -

p1

p2 -

g-

đ

12
2

p1





 Z2 


2 2
2



p2





p


s
đ

đ

s

s
3

ư
=

)


s2 )

23


2

2

đ

p


s

ư

Ta
đ

-Nhi đ



i lò:

ư

- ư


=

đ

đ

C
= 3,17 kg/

đư

ư

a ng d

= 0,5 mm

đ ng trong ng: G = 4201 (

đ l n nh t c a ng d

-T

– 2 ( J/kg )

= 6 bar

ư ng riêng c


-Kh

đ ạ

đ

s

-Áp su t làm vi c c

) = 1,167 (

ng d

s)

= 35 m/s

ư ng : g = 9,81 m/

-Gia t c tr

s

-Chi u dài ng d
- ư ng kính ng d

): l = 280 m

ng v i t


đ l n nh t:

4.G
4.1,167
= 115,75 mm

 ..
3,14.35.3,17

d=
-



ư

Z1 g 

12
2



p1



2




đầu ra c

Áp su

Gi thi t áp su
Các thông s
+ Kh

 Z2 

2 2

p2





p


p1

plv = 600000 ( Pa )

i c a ng d
ng v i áp su


p2 = 500000 ( Pa )
thuy t là :

ư ng riêng ρ2 = 2,67 kg/

+ Nhi đ

=

C
24


ư ng riêng trung bình : tb 

Kh

ttb 

đ
đ nh

Tra b

1   2
2



2, 67  3,17

 2,92 ( kg/m3 )
2

t1  t2 151,84  158,84

 155,34 oC
2
2

đ ng h c c

= 0,196

/s

đư ng kính ng ta ch n d = 128,3 mm,dày 6,6

Theo b ng 3.1 ch
mm
T

đ



4.G
4.1,167

 34, 2 ( m/s )
2

 .d .tb 3,14.0,12832.2,64

đư ng kính ngồi 141,2

ng d n

Tiêu chu n Reynolds:
Re 

 d 34, 2.0,1283

 22387040

0,196.106
568

Nhận th y Re
k 
f  0,11 td 
 d 

0,25

d
128,3
 568
 145748
ktd
0,5


 0,5 
 0,11

 128,3 

đ

đư c tính theo công th c sau:

0,25

 0,0275

đư ng dài :

Su

 2 tb

32, 42 2,92
Rdd  f
 0, 0275
 328,5 Pa/m
2 d
2 0,1283
ư

-Chi

đư


a các tr l c cục b (

Tra thông s ,ta có : ltd   .

d
0,1283
 4,9.
 22.8 ( m )
f
0, 0275

-Chi u dài quy d n :
lqd = l + l đ = 280 + 22,8 =302,8 ( m )
-Giáng áp t
δ =
-Áp su t

đư ng ng d
dd.lqd

= 328,5.302,8 = 99469,8 Pa

cu i ng d
25


×