---

ДБН Г.1-8-2000 С. 35

ДОДАТОК Ж

(рекомендований)

Приклад розрахунку питомої витрати теплової енергії

на виробництво цегли і каменів силікатних

Ж.1 Вихідні дані:

завод продуктивністю 60 млн.шт. умовної цегли на рік;

автоклав: діаметр -2м, довжина -19м;

кількість сирцю, що вміщується в автоклаві - 15400 шт.;

витрата піску на 1 цеглину - 3,48 кг;

вологість піску - 6 %;

маса сухої частини 1 цеглини - 3,27 кг;

температура зовнішнього повітря - мінус 10 °С;

кількість вагонеток в автоклаві - 17;

вага вагонетки - 500 кг;

тиск в автоклаві - 0,8 МПа (8 ати);

термін зимового періоду - 6 місяців;

інші вихідні дані наведено в процесі виконання розрахунку.

Ж.2 Визначення питомої витрати теплоти на технологічні потреби.

1 Відтавання та підігрівання піску. Потреба в піску на рік

3,48 х 60 х 10⁶ = 208,8 х 10⁶ кг,

на зимовий період приймаємо кількість піску - 105 х 10⁶ кг.

При вологості піску 6 % кількість замерзлої води в піску

105 х 10⁶ 0,06= 6,3 x 10⁶.

Витрата теплоти на підігрівання піску від мінус 10°С до плюс 5°С та відтавання замерзлої води Q_{підігр.п.} = 105 х 10⁶ х 0,75 (10 + 5) + 0,01 х 6 х 105 х 10⁶ х (-2,1 х 10 + 335 + 4,2 х 5) = 3510 х 10⁶ кДж ,

с_п. = 0,75 кДж/кг С - теплоємність піску.

Питома витрата теплоти на відтавання льоду та підігрівання піску

q_{підігр.п.} = 3510 х 10⁶ / 60 х 10³ = 58,50 тис. кДж/тис. шт. ум. цегли.

Питома витрата умовного палива на відтавання льоду та підігрівання піску з урахуванням орієнтовного к.к.д. теплового агрегату (η_{підігр.п.}= 0,65)

в_{підігр.п.} = 58,50 х 10³ /29300 х 0,65 = 3,07 кг ум.п./1000 шт. ум. цегли.

2 Підігрівання сировинної суміші при її гашенні.

Питому витрату теплоти на підігрівання сировинної суміші при її гашенні визначають виходячи з вологості піску w_п., %, і температури підігрівання сировинної суміші, таблиця 14.1.

При вологості піску 6 % і температурі підігрівання сировинної суміші 40°С витрата теплоти становить влітку - 112,5 х 10³, взимку - 157,5 х 10³ кДж/1000 шт. ум. цегли або відповідно 45 і 63 кг пари/1000 шт. ум. цегли.

Середня питома витрата теплоти q_{гаш.с.с.},тис. кДж/1000 шт. ум. цегли, становить

135 х 10³ кДж/1000 шт.ум. цегли.

Питома витрата умовного палива в_гаш.с.с, кг ум. п. /1000 шт. ум. цегли, становить

в_{гаш.вап.} = 135 х 10³ / 29300 х 0,65 = 7,1,

де к.к.д. теплового агрегату умовно приймаємо η_{гаш.с.с.} = 0,65.

С. 36 ДБНГ.1-8-2000

3 Запарювання цегли-сирцю в автоклаві

Питома витрата теплової енергії на запарювання 1000 шт. ум. цегли в автоклаві

q_авт. = Q_авт. / 15,4 , тис. кДж/1000 шт.ум. цегли,

де 15,4 - продуктівність автоклава за цикл, тис. шт. ум. цегли.

3.1 Нагрівання маси сухої частини цегли від 40°С до 174,5°С

Q_{1 авт.} = 50360 х 0,92 (174,5-40) = 6231,3 тис.кДж,

де G_с.ц.= 50360 кг - маса сухої частини цегли, визначається як

G_с.ц. =3,27 х 15400,

c_с.ц. = 0,92 кДж/(кг °С) - теплоємність цегли.

3.2 Нагрівання води в цеглі-сирці від 40C до 174,5°С

Q_2авт. = 3234,0 х 4,19 (174,5 - 40) = 1822,5 тис. кДж,

де G_в = 3234,5 кг - маса води в сирці, визначається як G_в =0,21 х 15400;

с_в = 4,19 кДж/(кг °С) - теплоємність води.

3.3 Нагрівання стінок і кришок автоклава від 65°С до 174,5°С

Q_3авт. = 23000 х 0,482 (174,5 - 65) + 8400 х 0,72 (174,5 - 65) = 1878,2 тис. кДж,

де G_3авт. = 23000 кг - маса металу стінок і кришок автоклава, кг;

с_ст. = 0,482 кДж/(кг °С) - теплоємність металу стінок і кришок автоклава;

G_із. = 8400 - маса ізоляції стінок і кришок автоклава, кг;

с_із. = 0, 75 - теплоємність ізоляції, кДж/(кг °С).

3.4 Нагрівання вагонеток від 25°С до 174,5°С

Q_4авт. = 8500 х 0,482 (174,5-25) = 612,5 тис. кДж,

де G_тр. = 17 х 500 = 8500 кг - маса вагонеток;

с_тр. = 0,482 кДж/(кг С) - теплоємність металу вагонеток.

3.5 Втрату теплоти через огородження автоклава в зовнішнє середовище розраховують для стінок і кришок автоклава згідно з 14.3. Для даного прикладу умовно прийнято втрату 1680 кДж на 1°С перепаду між температурою в автоклаві і температурою навколишнього середовища (експлу­атаційні дані).

Втрата теплоти через огородження автоклава під час нагрівання за 3,0 години

Q_5авт. = 1680 х (174,5-25) / 2 х 3,0 = 376,6 , тис. кДж .

3.6 Втрата теплоти через огородження автоклава під час запарювання

Q_6авт. = 1680 х (174,5-25) х 6 = 1506,9 , тис. кДж .

3.7 Тепловміст пари, що заповнює вільний об'єм автоклава,

Q_7авт. = І_пари х G_п. х V_авт., тис. кДж ,

де V_авт.- вільний об'єм автоклава = 59,7 - 24,9 - 9,2 = 25,6 м³;

згідно з таблицею Ж. 1: І _пари =2819 кДж/кг;

ρ _п. = 0,483 кг/м³; І _конд. = 578 кДж/кг.

Q_7авт. = 2819 х 0,483 х 25,6 = 34,86 , тис. кДж .

ДБН Г. 1-8-2000 С. 37

Таблиця Ж. 1 - Теплотехнічні характеристики пари

3.8 Тепловміст конденсату

Q_{8 авт.}= [(6231,3 + 1822,5 + 1878,2 + 612,5 + 376,6 + 1506,9 +

+ 34,86) x 578] / (2819 - 578) = 3214,4 тис. кДж.

Приймаємо, що кількість видаленого конденсату становить 70 %, тоді тепловміст видаленого конденсату Q¹_8авт. становить

Q¹_8авт. = 3214,4 x 0,7 = 2250 тис. кДж .

Загальна витрата теплоти складає

= 12462,8 + 2250 = 14712,8 тис. кДж .

Питома витрата теплоти на запарювання цегли q_авт.

q_авт. = 14712,8 /15,4 = 955,38 , тис. кДж/1000 шт. ум. цегли

Питома технологічна витрата теплоти на виробництво силікатної цегли складає:

взимку – = 58,5 + 157,5 + 955,3 = 1171,3 , тис. кДж/1000 шт. ум. цегли

або 0,279 ГКал/1000 шт. ум. цегли;

влітку – = 112,5 + 955,3 = 1067,8 , тис. кДж/1000 шт. ум. цегли

або 0,254 ГКал/1000 шт. ум. цегли.

Ж.3 Визначення витрати теплоти на загальноцехові та загальнозаводські потреби

Цех має млинове, масозаготівельне, пресове, запарювальне відділення, відділення приймання піску, побутові приміщення;

завод має допоміжні та підсобні цехи, заводоуправління.

Потреби цеху і заводу в тепловій енергії на опалення та вентиляцію наведено в таблиці Ж. 2.

Питома витрата теплової енергії на нетехнологічні потреби цеху

= 10381420 / 60000 = 173,0 , тис. кДж/1000 шт. ум. цегли.

Питома загальноцехова витрата теплової енергії в зимовий період

= 1171,3 + 173,0 = 1344,3 , тис. кДж/1000 шт. ум. цегли. Питома витрата теплової енергії на нетехнологічні потреби заводу

= 297500 / 60000 - 49,58 , тис. кДж/1000 шт. ум. цегли.

С. 38 ДБН Г. 1-8-2000

Питома загальновиробнича заводська витрата теплової енергії в зимовий період

= 1171,3 + 173,0 + 49,58 = 1393,9 , тис. кДж/1000 шт. ум. цегли.

Розрахунок виконаний без урахування перепуску пари.

Ж.4 Якщо в технологічній лінії працюють декілька автоклавів і є можливість застосувати перепуск пари, тоді розрахунок економії теплоти виконують згідно з 14.3.4 та формулами (14.19) та (14.20).

Приймаємо додаткові вихідні дані:

об'єм пор в одній цеглині - 0,55 дм³;

в тому числі заповнених водою - 0,5 дм³;

маса води в одній цеглині - 0,448 кг;

маса води в цеглі, що знаходиться в автоклаві,

G_води = 0,448 х 15400 = 6899,2 кг;

питома ентальпія пари перед зниженням тиску в автоклаві

і_п. =2819 кДж/кг;

питома ентальпія води перед зниженням тиску

і_в. = 740 кДж/кг;

питома ентальпія води при кінцевому тиску перепуску пари

і_в. = 583 кДж/кг;

маса сухої цегли в автоклаві

G_с.ц. = 15400 х 3,27 = 50360 кг;

теплоємність сухої цегли с_с.ц. = 0,92 кДж/(кГ°С);

температура запарювання t_к.ц. = 174,5°С;

температура цегли в кінці перепуску пари t_пер.ц. = 138,2°С;

кількість теплоти, що передається (перепускається) в інший автоклав

Q_9авт = 6899,2 х (740 - 583) + 50360 х 0,92 (174,5 - 138,2) = 2764996,9 кДж;

маса пари, що перепускається,

G_пари = 2765000 / (2819-583) = 1236,6 кг.

Питома кількість теплоти, яка заощаджується за рахунок перепуску пари,

q_заощ. = 2765 / 15,4 = 179,5 тис. кДж/1000 шт.ум.цегли

або 0,042 ГКал/1000 шт.ум.цегли,

що складає 18,8 % питомої витрати теплоти на запарювання.

Питома кількість пари, що перепускається, складає

q_{пари пер.} = G_пари / 15,4 = 1236,6 : 15,4 = 80,3 кг/1000 шт. ум. цегли.

Таблиця Ж. 2 - Визначення витрат теплової енергії на опалення та вентиляцію будівель