Проектирование энергосистем цеха по розливу воды завода минеральных вод

 

Министерство  сельского хозяйства  Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального  образования

«Ижевская государственная  сельскохозяйственная академия»

Кафедра «  Электротехнологии сельскохозяйственного производства»

 

 

 

 

 

 

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

 

«Проектирование энергосистем цеха по розливу воды завода минеральных вод»

КП.140106.000000.00.ПЗ.ЭТ

 

 

 

 

 

Разработал:                                                                              

 

Проверил:  

 

 

 

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

Введение………………………………………………………………………..….3

1. Характеристика объекта проектирования………….…………………….4
1. Характеристика системы микроклимата (отопление и вентиляция)..4
2. Характеристика объекта проектирования по условиям окружающей среды и условиям производства………………………………………5
2. Расчет и проектирование систем отопления ……..……………..……….6
1. Исходные данные проектирования……………………...........................6
2. Расчет мощности отопительной установки помещения и здания…….6
3. Выбор и конструктивные решения схемы отопления…………………..7
4. Гидравлический расчет системы отопления……………………………..7
5. Теплотехнический расчет труб……………………………………………9

3        Расчет и проектирование внутренних силовых сетей ………………..10

1.   Требование вида и способа прокладки проводов и кабелей……10
2.     Требования к местам установки коммутационной и защитной аппаратуры…………………..…………… ……………….................11
3. Разработка структурной схемы…………………………………….13
1. Расчет сечения проводников……………………………………………..14
2. Выбор ПЗА………………………………………………………………..15
3. Расчет внутренних сетей от аварийных режимов……………………..17
4. Разработка однолинейной схемы вводного устройства…………..18
5. Расчет мощности на вводе…………………………………………..20
4. Безопасность жизнедеятельности……………………..…….………...........23
5. Разработка мероприятий по энергосбережению…………………………..29

  Заключение

  Литература

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

 

Целью данного  курсового проекта является: подготовка студентов к самостоятельной работе по решению основных задач проектирования энергосистем, научиться использовать полученные знания для проектирования развития энергетических систем.

 

Проектирование  должно обосновываться действующими нормами, стандартами и правилами.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТА ПРОЕКТИРОВАНИЯ

 

 ЗАО "Завод минеральных вод "Серебряные ключи" - крупнейший в   Удмуртской Республике производитель питьевых, минеральных лечебных и столовых вод, безалкогольных напитков. В условиях постоянно ухудшающейся экологической ситуации предприятие выполняет благородную миссию - поставляет населению чистую природную воду.

История Ижевского завода минерально-фруктовых  вод берет свое начало с 1949 года, когда при бурении скважины для  хозяйственных нужд был обнаружен  источник с минеральной водой, обладающей уникальными лечебными свойствами. Уже через четыре года, в 1953 году, на этом месте начал свою работу Ижевский завод минерально-фруктовых  вод.

C момента открытия производства  основной продукцией завода являются  минеральные воды Ново-Ижевского  источника, которые применялись  и применяются для лечения  и профилактики болезней желудочно-кишечного  тракта.

 

1.1 Параметры микроклимата при отоплении и вентиляции помещений (кроме помещений, для которых метеорологические условия установлены другими нормативными документами) следует принимать по ГОСТ 30494, ГОСТ 12.1.005, СанПин 2.1.2.1002 и СанПиН 2.2.4.548 для обеспечения метеорологических условий и поддержания чистоты воздуха в обслуживаемой или рабочей зоне помещений (на постоянных и непостоянных рабочих местах):

а) в холодный период года в обслуживаемой зоне рабочих помещений температуру воздуха - минимальную из оптимальных температур; при согласовании с органами Госсанэпиднадзора России и по заданию заказчика допускается принимать температуру воздуха в пределах допустимых норм;

б) для теплого периода года в помещениях с избытками теплоты - температуру воздуха в пределах допустимых температур, но не более чем на 3 °С .

в) скорость движения воздуха - в пределах допустимых норм;

г) относительная влажность воздуха при отсутствии специальных требований не нормируется.

Цех завода минеральных вод является производственным помещением.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Расчет и проектирование систем отопления

 

 

1. Исходные данные для проектирования.

t_н= -32 ⁰С – расчетная наружная температура для холодного периода года.

t_вн= 18 ⁰С – оптимальная температура внутри помещения.

t₁= 95 ⁰С – температура теплоносителя в сети.

         g_о= 0,6 Вт/м³*К – удельная тепловая характеристика здания.

 

 

 

 

2.2 Расчет мощности отопительной установки здания.

Определение расхода теплоты  на отопление по укрупненным показателям для обеспечения нормативных санитарно-гигиенических условий в помещениях проводится следующим образом:

 

Максимальный  часовой расход теплоты на отопление:

(2.1)

где g_о – удельная отопительная характеристика здания, Гкал/(м³час^оС); V – объем здания (корпуса) по наружным размерам, м³; t_вн – температура внутри помещения принимается по СНиП 4.01.2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха».

Удельная  отопительная характеристика в зависимости  от имеющихся исходных данных может  быть получена либо по справочным данным, либо расчетным путем.

В настоящее  время имеется значительный объем  методических рекомендаций по отраслевому  нормированию расхода тепловой энергии  на обогрев зданий с указанием численных значений отопительных характеристик в зависимости от типа и размера здания.

Требуемый удельный расход тепловой энергии системой теплоснабжения на отопление здания (g_о) для производственных цехов:

g_о= 0,6 Вт/м³*К

Q=0,6*2100(32-(-18)) = 64,26 кВт

 

2.3 Выбор и конструктивные решения  системы отопления.

В производственных помещениях отопительные приборы систем водяного и парового отопления следует предусматривать с гладкой поверхностью, допускающей легкую очистку:

а) радиаторы  секционные или панельные одинарные;

б) отопительные приборы из гладких стальных труб.

Отопительные  приборы в производственных помещениях с постоянными рабочими местами, расположенными на расстоянии 2 м или  менее от окон, в районах с расчетной  температурой наружного воздуха  в холодный период года минус 15 °С и  ниже следует размещать под окнами.

Выбираем  горизонтальную однотрубную систему отопления.

 

 

2.4  Гидравлический расчет системы  отопления.

Расчетный расход воды на отопление:

,                                                             (2.2)

где 3,6 –  переводной коэффициент Вт в кДж;

      Дж/кг∙°С – удельная теплоемкость воды;

      - параметры системы отопления, °С;

      - суммарные теплопотери здания, Вт.

кг/ч 

 

    Скорость воды при расходе  равняется:

                               (2.3)

Массовая  плотность воды ρ принимается по величине ее температуры:

t = 95 °С, ρ = 962 кг/м3; t = 70 °С, ρ = 978 кг/м3; t = 50 °С, ρ = 988 кг/м3; t  = 4 °С,     ρ = 1000 кг/м3.

Скорость  воды в трубах зависит от площади внутреннего сечения труб ƒ, м2 вычисляется по формуле:

 

Выбор диаметров  труб в системе отопления проводится по сортаменту выпускаемых промышленностью  труб и максимальной скорости воды в трубах до 1,5 м/с.

 

Принимаем диаметр трубы равный 0,08 м.

Рассчитаем потери напора в системе отопления.

Р_н= 0,9 МПа (Давление в подающем трубопроводе)

∆P = (x*l/d) * (v²*ρ)/2g, (2.4)

где x - безразмерный коэффициент трения, l - длина трубы в метрах, d - диаметр трубы в метрах, v - скорость течения перемещаемой среды в м/с, ρ - плотность теплоносителя в кг/куб.м., g - ускорение свободного падения (9,8 м/с²).

Рассчитываем длину соединительных труб

L_тр=124м;   (Длину труб измеряем по периметру здания)

 

∆P = (x*l/d) * (v²*ρ)/2g=(0,041*124/0,08)*(0,8²*962)/2*9,8 = 150860 Па

∆P =150.46 кПа

Р_к= Р_н - ∆P=0,9-0,15=0,75 МПа.

 

 

2.5 Теплотехнический расчет  труб.

 

 

Удельную теплоотдачу труб для данного диаметра берем из справочных данных(232 Вт/м):

 

 _(2.5) 

 

 

6.   Расчет и выбор отопительных приборов.

В качестве отопительных приборов используются регистры из стальных труб диаметром  100 мм по 5 рядов в каждом регистре.

Рассчитаем число регистров:

N=                                     (2.6)

Где  Q – расход теплоты на отопление;

Q_рег – количество теплоты одного регистра.

N==13 шт

 Число регистров – 13, расположенные вдоль длины помещения, подключены к однотрубной горизонтальной системе отопления, выполненной трубами диаметром       80 мм. 

 

 

3. Расчет и проектирование внутренних электрических сетей

3.1 Требования вида и способа прокладки проводов, кабелей и шинопроводов

 

Электропроводкой называют совокупность проводов и кабелей с относящим  к ним креплениями, поддерживающими  и защитными конструкциями и  деталями, установленными в определенном порядке.

Электропроводки силовых и осветительных  сетей выполняют изолированными установочными проводами всех сечений  и небронированными силовыми кабелями с резиновой или ПВХ изоляцией в металлической, резиновой или ПВХ оболочке сечением фазных жил до 16мм².

Открытые электропроводки выполняют  по поверхностям стен и потолков, на роликах, изоляторах, тросах, струнах, в трубах, коробах, на лотках, в гибких металлических рукавах и т.п.

Скрытые электропроводки выполняют  внутри строительных конструкций зданий и сооружений, а также по перекрытиям  в подготовке пола и т.п. следующими способами: под штукатуркой, в заштукатуренных  бороздах, замкнутых каналах и  пустотах строительных конструкций, трубах, гибких металлических рукавах, коробах, а также замоноличиванием в строительные конструкции при их изготовлении.

Электропроводки выполняют в соответствии с условиями окружающей среды  назначением и ценностью сооружений, их  конструкций и архитектурными особенностями. Они должны быть долговечными, экономичными, безопасными в обслуживании, удовлетворять требованиям электробезопасности, пожарной безопасности и технической  эстетики.

Открытую и скрытую прокладку  проводов производят таким образом, чтобы в случае необходимости  можно было их заменить. Исключение составляют специальные плоские  провода, проложенные непосредственно  под штукатуркой. Электропроводки  должны быть доступны для осмотра  и контроля.

Уплотнение выполняют после  прокладки проводов. Открытые проходы  через внутренние стены помещений  с нормальными условиями среды  могут не уплотняться. Во всех случаях  проходы в стенах и перекрытиях  должны иметь обрамления, исключающие  разрушения проходов или проемов  в процессе эксплуатации.

Электропроводки в стальных трубах выполняют таким образом, чтобы  все провода трехфазной цепи находились в одной трубе, так как в  этом случае суммарное переменное поле всех трех проводов будет равно нулю. Допускается прокладка одиночных  проводов цепей переменного тока в стальных трубах, если они защищены на номинальный ток не более 25А. При  больших токах в стальной трубе  будет возникать значительный наведенный ток, нагревающий ее до недопустимых пределов.