3.6.1 Tắnh hơi:
Hơi ựược dùng phổ biến trong các nhà máy, mục ựắch chủ yếu là dùng cho các thiết bị truyền nhiệt như cô ựặc, nấu, chưng, hấp, sấy, thanh trùng...
Thường dùng hơi bão hoà vì có hệ số truyền nhiệt cao và dễ ngưng tụ. để chọn nồi hơi thắch hợp cho nhà máy và biết ựược nhu cầu về nhiên liệu ta phải tắnh ựược lượng hơi cần thiết trong ca, trong tháng của thời gian tiêu thụ nhiều nhất, bởi vậy trước hết phải lập biểu ựồ tiêu thụ hơi.
3.6.1.1 Biểu ựồ tiêu thụ hơi:
* Biểu ựồ này ựược lập cho thời gian từ khoảng nữa ca ựến một ca, ựể lập biểu ựồ chắnh xác ta phải vẽ trên giấy kẻ ly.
* để tắnh toán ựược chắnh xác về các yêu cầu dùng hơi, ta chia ra làm hai loại tiêu thụ:
+ Loại tiêu thụ hơi cố ựịnh: ựối với các thiết bị làm việc liên tục thì cường ựộ tiêu thụ hơi xem như cố ựịnh (trừ thời gian khởi ựộng).
+ Loại tiêu thụ hơi không cố ựịnh: ựối với các thiết bị làm việc gián ựoạn, vì lúc ựóng lúc mở khi lấy ra hoặc cho nguyên liệu vào, và ngay cả trong một chu kỳ làm việc tiêu thụ hơi cũng không ựều do yêu cầu kỹ thuật (như thiết bị thanh trùng, thiết bị gia nhiệt hai vỏ ...), vì vậy nhu cầu về hơi luôn luôn thay ựổi.
* để ựơn giản trong quá trình tắnh toán, ựầu tiên ta tổng cộng các loại hơi tiêu thụ cố ựịnh, và thêm vào kết quả trên 10% cho tiêu thụ riêng của nồi hơi và 0,5 kg/h ựối với 1 người dùng cho sinh hoạt.
* Chọn trục tọa ựộ vuông góc, với trục hoành là trục thời gian (thường lấy tỉ lệ 1h = 60 mm) và trục tung là trục cường ựộ tiêu thụ hơi (kg/h) với tỷ lệ sao cho thắch hợp.
Ở ựây dùng ựường tiêu thụ hơi cố ựịnh trùng với trục thời gian (T) làm trục hoành.
Tiếp theo ở phắa dưới trục hoành ta lần lượt sắp xếp từng giai ựoạn làm việc của từng thiết bị tiêu thụ hơi không cố ựịnh. Từng chu kỳ làm việc của một thiết bị xếp theo hàng ngang, từng thiết bị và từng nhóm thiết bị xếp theo hàng dọc.
Sau ựó dùng phép cộng chiếu ựể biết kết quả tiêu thụ hơi ở từng thời gian khác nhau.
đường biểu diễn tiêu thụ hơi thực tế lên xuống rất ựột ngột, chúng ta phải chọn lấy một ựường ổn ựịnh trung bình ựể biết ựược lượng hơi tiêu thụ chung. Vị trắ của ựường này sao cho những diện tắch thừa và thiếu ựược bù ựắp, tuy nhiên ựường trung bình không ựược nhỏ hơn 25% của lúc tiêu thụ hơi cực ựại.
để ắt ảnh hưởng ựến sự làm việc bình thường của nồi hơi, ta cố gắng sắp xếp thời gian làm việc của các thiết bị sao cho ựường biểu diễn tiêu thụ hơi thực tế ắt lên xuống ựột ngột nhất. Hình vẽ 3.1 8 9 10 11 12 T 200 50 200 50 200 50 200 50 100 25 100 25 Thiết bị thanh trùng đường trung bình 2600 2500 2400 2300 2200 D (kg/h)
3.6.1.2. Chọn nồi hơi:
* Dựa vào kết quả vừa tìm thấy trên biểu ựồ.
* Ngoài ra có thể theo phương pháp ỘChỉ tiêu dùng hơiỢ, theo phương pháp này ta biết ựược chỉ tiêu dùng hơi của một ựơn vị sản phẩm, ựồng thời biết ựược năng suất của dây chuyền, từ ựó ta tắnh ựược ựương lượng hơi trung bình tiêu thụ trong 1 giờ của toàn nhà máy.
* Thông thường trong các nhà máy có năng suất cỡ trung bình, ta chọn nồi hơi có năng suất 2 -10 tấn/h, áp suất hơi 13 at. đối với các xắ nghiệp nhỏ thường chọn nồi hơi có năng suất 0,2 Ờ 2 tấn/h, áp suất hơi 8 at.
* Các nồi chọn có thể năng suất bằng nhau hoặc khác nhau, song phải ựảm bảo tuỳ theo yêu cầu hơi thay ựổi mà có thể ngừng làm việc từng nồi.
3.6.1.3 Tắnh nhiên liệu:
* Nhiên liệu dùng có thể là than ựá, than bùn, than gầy (antraxit), mazut, khắ thiên nhiênẦ Ở ta thường dùng than gầy.
* Lượng nhiên liệu yêu cầu cho nồi hơi ựược tắnh: 100 . . ) .( n Q i i D G p n h − = [kg/h] Với:
D - năng suất tổng cộng các nồi hơi phải thường xuyên chạy, [kg/h] ih - nhiệt hàm của hơi ở áp suất làm việc, [kcal/kg]
in - nhiệt hàm của nước ựưa vào nồi hơi, [kcal/kg] Qp - nhiệt trị của nhiên liệu,[kcal/kg]
n - hệ số tác dụng hữu ắch của nồi hơi, [%]
Thông thường n = 60 Ờ 90 %
+ Nhiệt trị: là ựặc tắnh cơ bản của nhiên liệu, có thứ nguyên [kcal/kg]. Cần phân biệt:
- Nhiệt trị cao Qcp : là nhiệt lượng phát ra khi ựốt cháy 1 kg nhiên liệu
- Nhịêt trị thấp Qtp : là nhiệt lượng có ắch vì phải trừ ựi những tổn thất về nhiệt.
đối với nhiên liệu thể khắ thì tắnh cho 1m3 ở ựiều kiện P = 760 mmHg và ở nhiệt ựộ t = 0 oC. Biểu thị [kcal/m3]. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Nhiên liệu tiêu chuẩn là nhiên liệu có nhiệt trị thấp Qpt = 7000 kcal/kg Nhiệt lượng của hơi thu ựược
n =
+ đương lượng nhiên liệu: Qtp
ε =
7000
εmazut = 1,35; εthan ựá = 0,95; εthan bùn = 0,36; εgỗ = 0,35; Ầ
+ Lượng hơi tạo thành:
1 tấn mazut → 9 Ờ 13 tấn hơi 1 tấn than ựá → 5 Ờ 9 tấn hơi 1 tấn than bùn → 2 Ờ 4 tấn hơi 1 tấn củi gỗ → 2 Ờ 4 tấn hơi 1 tấn vụn cây → 1,5 Ờ 2,5 tấn hơi 1m3 thiên nhiên → 9 Ờ 10 kg hơi nước 3.6.2 Tắnh ựiện:
điện dùng trong nhà máy chủ yếu là: ựiện ựộng lực và ựiện thắp sáng. Trong phần này phải xác ựịnh ựược ựiện năng tiêu thụ hằng năm của nhà máy, tắnh và chọn máy biến áp, tìm biện pháp nâng cao hệ số công suất cosϕ.
3.6.2.1 Tắnh công suất ựiện ựộng lực: Pựl
* Phụ tải ựiện ựộng lực chiếm khoảng 90 Ờ 95% so với toàn bộ ựiện năng xắ nghiệp tiêu thụ.
* Kiểu ựộng cơ thì tuỳ từng nơi dùng:
+ Nếu phòng sạch, không bụi, ắt ẩm thì chọn kiểu hở. Ký hiệu: A (vỏ gang); A-A (vỏ nhôm).
+ Nếu bụi và ẩm nhiều thì chọn kiểu kắn. Ký hiệu; AO (vỏ gang); AO-AO (vỏ nhôm).
+ Nơi nào cần chống nổ, chống cháy thì dùng loại TA hoặc MA. Cần chú ý tránh dùng vỏ nhôm ở những nơi tiếp xúc với nước muối nhiều. * Lập bảng tiêu thụ ựiện ựộng lực như sau:
Bảng 3.9 TT Loại phụ tải Kiểu ựộng cơ điện áp ựịnh mức [V] Công suất ựịnh mức [KW] Số lượng ựộng cơ Tổng công suất [KW]
3.6.2.2 Tắnh công suất ựiện thắp sáng: Pcs 1/ Yêu cầu về chiếu sáng:
* Trong thiết kế, chiếu sáng là vấn ựề quan trọng, cần chú ý ựến chất lượng của ựộ rọi và hiệu quả chiếu sáng ựối với công trình.
* Chú ý ựến chất lượng quang thông, màu sắc ánh sáng và phương pháp phối quang.
* Phải ựảm bảo ựộ sáng tối thiểu Emin.
* Ánh sáng phân bố ựều, không có bóng tối và không làm loà mắt. 2/ Tắnh Pcs:
Có thể dùng nhiều phương pháp như: + Phương pháp công suất chiếu sáng riêng.
+ Phương pháp tắnh theo hệ số sử dụng quang thông (chắnh xác)
đơn giản là dùng phương pháp công suất chiếu sáng riêng: theo phương pháp này ta biết 1m2 nhà cần công suất chiếu sáng riêng là p (W/m2). Như vậy trên toàn diện tắch nhà S cần công suất là:
P = p . S [W]
Nếu chọn loại bóng ựèn có công suất pự thì số bóng ựèn ựược tắnh: P
n = pự
Làm tròn số và chọn ựược số bóng ựèn thực tế là nc. Do ựó: Pcs = nc . pự [W]
3.6.2.3 Tắnh ựiện năng tiêu thụ hằng năm: 1/ điện năng cho thắp sáng: Acs
Acs = Pcs . T [KWh] (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Trong ựó: Acs - ựiện năng tiêu thụ cho thắp sáng cả năm, [KWh] Pcs Ờ công suất ựiện chiếu sáng [KW]
T - thời gian sử dụng tối ựa, [h] Với T = k1 . k2 . k3
k1 Ờ thời gian thắp sáng trong 1 ngày, [h] + Nhà hành chắnh sự nghiệp: k1 = 1 - 2 h + Phân xưởng làm việc 2 ca: k1 = 2 - 3 h + Nhà ăn: k1 = 4 - 5 h + Phân xưởng làm việc 3 ca
k2 - số ngày làm việc bình thường trong tháng, thường k2 = 26 ngày k3 - số tháng làm việc trong năm
2/ điện năng cho ựộng lực: Aựl
Aựl = Kc . Pựl . T [kWh] Trong ựó:
Kc - hệ số cần dùng, thường Kc = 0,6 Ờ 0,7 T - số giờ sử dụng tối ựa, [h]
3/ điện năng tiêu thụ hằng năm: A
A = Aựl + Acs [kWh] 3.6.2.4 Xác ựịnh phụ tải tắnh toán:
Ý nghĩa: trong phân xưởng hoặc xắ nghiệp nói chung có nhiều máy công tác, công suất các ựộng cơ ựó là công suất ựặt. Thực tế cho thấy các máy công tác rất ắt khi vận hành ựể cho ựộng cơ làm việc ở chế ựộ ựịnh mức. Mặt khác là các ựộng cơ thực tế rất ắt làm việc ựồng thời với nhau.
* Phụ tải tắnh toán cho ựộng lực ựược tắnh:
Ptt1 = Ktt1 . Pựl [kW] Trong ựó:
Ktt1 - hệ số cần dùng, thường Ktt1 = 0,5 Ờ 0,6 Pựl Ờ công suất ựiện ựộng lực,[kW]
* Phụ tải tắnh toán cho chiếu sáng ựược tắnh:
Ptt2 = Ktt2 . Pcs [kW] Trong ựó:
Ktt2 - hệ số không ựồng bộ của các ựèn, thường Ktt2 = 0,9 Pcs - công suất ựiện chiếu sáng, [kW]
* Công suất tác dụng tắnh toán mà xắ nghiệp nhận từ thứ cấp của trạm biến áp sẽ là:
Ptt = Ptt1 + Ptt2 [kW] 3.6.2.5 Chọn máy biến áp: gồm các bước sau:
1/ Tắnh công suất phản kháng: Qtt
Ta chỉ tắnh cho ựộng lực, phần chiếu sáng bỏ qua
Qtt = Ptt1 . tgϕ1 [KVA] Trong ựó: ϕ1 : góc của hệ số công suất cosϕ1.
Về ý nghĩa là tìm cách nâng cao cosϕ càng lớn càng tốt. Gọi cosϕ2 là hệ công suất ựã nâng lên. Lúc ựó dung lượng bù ựược tắnh:
Qb = Ptt1 . (tgϕ1 Ờ tgϕ2 ) [KVA] 3/ Xác ựịnh số tụ ựiện: n
để nâng cao trị số cosϕ là ta sử dụng tụ ựiện có công suất q [KVA] nào ựó, lúc ựó số tụ ựiện ựược xác ựịnh:
Qb n =
q
Hệ số công suất thực tế ựược xác ựịnh: cosϕtt = ( )2 tt 2 1 tt 1 tt q . n Q P P − +
d) Chọn máy biến áp: công suất máy biến áp ựược tắnh: Ptt
Pchọn = [KVA] cosϕtt
Với Ptt - tổng công suất tác dụng của toàn xắ nghiệp, [KW] 3.6.3 Tắnh lạnh: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
3.6.3.1 Mục ựắch:
Nhiều nhà máy thực phẩm có kho bảo quản lạnh nguyên liệu và thành phẩm như: nhà máy ựồ hộp Ầ, hoặc do yêu cầu công nghệ như: nhà máy bia, nước ngọt, nhà máy sữa, nhà máy bánh kẹo, nhà máy sản xuất các sản phẩm sinh họcẦ
Do vậy tắnh cân bằng nhiệt nhà lạnh ựể xác ựịnh tổn thất lạnh của từng phòng khác nhau và của toàn nhà máy, từ ựó xác ựịnh năng suất máy lạnh, chọn máy nén và ựể tắnh chọn các thiết bị lạnh. Trên cơ sở ựó xác ựịnh ựược diện tắch của phòng máy ựược chắnh xác.
3.6.3.2 Tắnh lạnh: chi phắ lạnh bao gồm;
Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 [kcal/h;W] Trong ựó:
Q1 - chi phắ lạnh do truyền ra môi trường xung quanh qua tường, vách, nền, trần, do chênh lệch nhiệt ựộ.
Q2 - chi phắ lạnh trong quá trình công nghệ ựể làm lạnh hay làm lạnh ựông sản phẩm.
Q4 - chi phắ lạnh do thao tác, do thiết bị có toả nhiệt và các tiêu hao khác. * Chú ý: khi tắnh phải chọn ựiều kiện làm việc của nhà máy là khó khăn nhất như nhiệt ựộ không khắ bên ngoài là cao nhất và sản phẩm ựưa vào nhiều nhất.
1/ Tắnh Q1:
Q1 = Q1a + Q1b [kcal/h]
* Q1a - tổn thất lạnh do truyền nhiệt qua cấu trúc phòng Q1a = Q1t + Q1tr + Q1n [kcal/h]
Công thức chung ựể tắnh Q1:
Q1 = K . F . ∆t [kcal/h] Với:
K - hệ số truyền nhiệt qua kết cấu cách nhiệt, [kcal/m2 h oC;W/m2 oC] F - diện tắch truyền nhiệt của cấu trúc, [m2]
t
∆ - chênh lệch nhiệt ựộ ở ngoài và trong phòng, [oC] Nhiệt ựộ ngoài trời ựược tắnh:
tn = ttb + 0,25 . tmax Với:
tn - nhiệt ựộ trung bình của tháng nóng nhất tmax - nhiệt ựộ cao tuyệt ựối
* Q1b - tổn thất lạnh do bức xạ mặt trời: Q1b = K . Fbx . ∆tbx [kcal/h] Trong ựó:
Fbx - diện tắch chịu bức xạ,
t
∆ bx - chênh lệch nhiệt ựộ do bức xạ gây nên I . a
∆tbx = 0.75
α1
Với: 0,75 - hệ số hấp thụ bức xạ I Ờ cường ựộ bức xạ mùa hè
a - hệ số hấp thụ bức xạ trên bề mặt phụ thuộc vật liệu 1
α - hệ số cấp nhiệt bên ngoài.
2/ Tắnh Q2:
Q2 = G . c . (tự Ờ tc) [kcal/h] = G . (iự - ic)
Trong ựó: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
G - lượng sản phẩm ựưa vào làm lạnh, lạnh ựông, [kg/h] c - nhiệt dung riêng của sản phẩm, [kcal/kg oC]
tự, tc - nhiệt ựộ ban ựầu và cuối của sản phẩm [oC] iự, ic Ờ entanpi của sản phẩm ựầu và cuối, [kcal/kg]
3/ Tắnh Q3:
a . V . k . (ikn Ờ ikt) Q3 = [kcal/h] 24
Trong ựó: a - số lần thay ựổi không khắ trong ngày V - thể tắch phòng bảo quản, [m3]
k - khối lượng riêng của không khắ, [kg/m3]
ikn, ikt Ờ entanpi của không khắ ở ngoài và bên trong phòng, [kcal/kg]
4/ Tắnh Q4: ựơn giản cho phép lấy
Q4 = (0,1 Ờ 0,4) . (Q1 + Q3) [kcal/h]