Липецкий Государственный Технический Университет Кафедра Промышленной Теплоэнергетики Детяткина

Липецкий Государственный Технический Университет Кафедра Промышленной Теплоэнергетики Детяткина Л. В. Выполнил ст. гр. М-ТЭ-15 -1 Руководитель к. т. н. , доцент Стерлигов В. А. Липецк 2015

Прядильное производство 2

Цикл изготовления шерстяной пряжи Первичная сортировка Гребнечесание Скручивание Очистка Повторная очистка Наматывание на катушки Мойка, сушка Промасливание шерсти Формирование пряжи 3

ПЕРВИЧНАЯ ОБРАБОТКА ШЕРСТИ Классированная грязная шерсть в мешках или кипах поступает на фабрики ПОШ, где ее сортируют, разрыхляют, моют и сушат 4

ПЕРВИЧНАЯ ОБРАБОТКА ШЕРСТИ СОРТИРОВКА 5

ПЕРВИЧНАЯ ОБРАБОТКА ШЕРСТИ ТРЕПАНИЕ Разрыхлительно-очистительная машина Цель: разрыхрение шерсти и удаление части землистых и растительных примесей 6

ПЕРВИЧНАЯ ОБРАБОТКА ШЕРСТИ ПРОМЫВКА Цель – более полная очистка шерсти от жиропота и загрязняющих примесей Сущность - моющий раствор, проникая между поверхностью волокон и примесей, смачивает их, уменьшает сцепление загрязнений с волокнами и вызывает отделение загрязнений от поверхности волокон Боронообразная промывная барка 7

ПЕРВИЧНАЯ ОБРАБОТКА ШЕРСТИ СУШКА Цель - обеспечение безопасности хранения шерсти на складах; создание условий для ее дальнейшей переработки Сущность – нагретый воздух пронизывает слой шерсти, омывает волокна и, насыщаясь испаренной влагой, уносится из сушильной машины. Барабанная сушильная машина 8

ПРОИЗВОДСТВО АППАРАТНОЙ ПРЯЖИ ЧЕСАНИЕ Задачи: – разделение клочков волокон на мелкие пучки и отдельные волокна, – распрямление волокон, – тщательное перемешивание волокон, – образование из отдельных волокон тонкой равномерной ленты. 9

ПРОИЗВОДСТВО АППАРАТНОЙ ПРЯЖИ ЧЕСАНИЕ На выходе получаем топс первого чесания 10

ПРОИЗВОДСТВО АППАРАТНОЙ ПРЯЖИ ЧЕСАНИЕ Ровничная каретка чесального аппарата На выходе получаем топс второго чесания 11

ПРОИЗВОДСТВО АППАРАТНОЙ ПРЯЖИ ОКРАШИВАНИЕ, ПРОМЫВКА, СУШКА Исходная шерсть светлая и для производства шерстяной пряжи ее надо покрасить Крашение производится в течение 40 минут 12

ПРОИЗВОДСТВО АППАРАТНОЙ ПРЯЖИ ОКРАШИВАНИЕ, ПРОМЫВКА, СУШКА В итоге получаем шерсть различных цветов 13

ПРОИЗВОДСТВО АППАРАТНОЙ ПРЯЖИ ПРЯДЕНИЕ Ровница отправляется в прядильную машину 14

ПРОИЗВОДСТВО АППАРАТНОЙ ПРЯЖИ ПРЯДЕНИЕ Задачи: - утонение ровничных нитей, - упрочнение их кручением, - наматывание полученной пряжи в упаковку Цель - получении из непрочной ровничной нити пряжи - более тонкой и прочной нити 15

ПРОИЗВОДСТВО АППАРАТНОЙ ПРЯЖИ ПРЯДЕНИЕ 16

ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЕ МЕРОПРИЯТИЯ Потенциал энергосбережения Использование тепла горячего воздуха, выбрасываемого из сушильной машины Использование воды из промывных барок в качестве низкопотенциального источника теплоты 17

ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЕ МЕРОПРИЯТИЯ РАСЧЕТ Примем, что шерсть поступает на сушку с влажностью ω1=50%, а выходит с ω2=15%. Тогда количество удаляемой влаги равно: Параметры воздуха на входе в сушильную машину: Параметры воздуха на выходе из сушильной машины: Количество воздуха, расходуемого для сушки шерсти в течение 1 часа: 18

ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЕ МЕРОПРИЯТИЯ РАСЧЕТ БАЗОВОГО ВАРИАНТА Подогрев холодной наружного воздуха для подачи в сушильную машину осуществляется прямоточной системой нагрева. Произведем ее расчет : Точка НЗ (наружный воздух): Точка В (вход в суш. м. ): 19

ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЕ МЕРОПРИЯТИЯ РАСЧЕТ БАЗОВОГО ВАРИАНТА Нагрузка на калорифер: Количество испаренной влаги: 20

ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЕ МЕРОПРИЯТИЯ РАСЧЕТ РЕЦИРКУЛЯЦИИ Произведем расчет рециркуляционной системы нагрева воздуха: Точка У (выход из суш. м. ): Точка Cпред (пред. подогрев): 21

ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЕ МЕРОПРИЯТИЯ РАСЧЕТ РЕЦИРКУЛЯЦИИ Найдем количество рециркулируемого воздуха: Тепловой баланс: 22

ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЕ МЕРОПРИЯТИЯ РАСЧЕТ РЕЦИРКУЛЯЦИИ Расход рециркулируемого воздуха: МУ=353, 26 кг/ч Расход наружного воздуха: МСпред=2310, 34 кг/ч Нагрузка на калорифер: Количество испаренной влаги: 23

ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЕ МЕРОПРИЯТИЯ РАСЧЕТ ТЕПЛООБМЕННИКА Для нагрева наружного воздуха можно использовать тепло моющей воды, сбрасываемой из промывных барок при t = 38 ÷ 40°С. Сделать это можно При помощи водовоздушного теплообменника. Тепловой баланс: t 12 – температура воздуха после ТО, t 12 = 11°С t 11 – температура воздуха перед ТО, t 11 = -27°С t 21 – температура воды перед ТО, t 21 = 40°С t 22 – температура воды после ТО, примем t 22 = 35°С В теплообменнике происходит противоточное движение теплоносителей. Количество теплоты, которое необходимо передать от воды воздуху, равно Q = 24, 26 к. Вт. 24

ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЕ МЕРОПРИЯТИЯ РАСЧЕТ ТЕПЛООБМЕННИКА 50 Температурный напор: 40 30 t 21, °С Коэффициент теплопередачи: t, °С 20 10 t 22, °С t 12, °С 0 Вода Воздух -10 -20 Площадь теплообмена: -30 t 11, °С -40 Длина теплообменника: 25

ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЕ МЕРОПРИЯТИЯ РАСЧЕТ ТЕПЛООБМЕННИКА 26

ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЕ МЕРОПРИЯТИЯ РАСЧЕТ СРОКА ОКУПАЕМОСТИ Капитальные затраты на рециркуляционную систему Кол-во шт. / м Цена, руб. 400 25 10000 2 Рециркуляционная заслонка с электроприводом 9360 1 9360 3 Реконструкция 10000 1 10000 4 Монтаж: - воздуховод, - заслонка с эл. приводом 350 3200 25 1 8750 3200 5 Пуск и наладка 2200 1 2200 № п/п Наименование 1 Цена 1 шт. /1 м, руб Воздуховод 150 х100 ИТОГО, руб. 43510 27

ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЕ МЕРОПРИЯТИЯ РАСЧЕТ СРОКА ОКУПАЕМОСТИ Капитальные затраты на теплообменник № п/п Наименование Цена 1 шт. /1 м, руб Кол-во шт. / м Цена, руб. 1 Труба медная 15 х1, 5 271 130 35230 2 Труба стальная 159 х4, 5 862 10 8620 3 Насос 6141 1 6141 4 Вентилятор 8300 1 8300 5 Сварка 30000 1 30000 6 Монтаж, пуск и наладка 20000 1 20000 7 Проект 15000 1 15000 8 Реконструкция 10000 1 10000 9 Прочее 15000 1 15000 ИТОГО, руб. 153290 28

ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЕ МЕРОПРИЯТИЯ РАСЧЕТ СРОКА ОКУПАЕМОСТИ Эксплуатационные затраты Произведем расчет эксплуатационных затрат на каждый из вариантов решений при среднегодовой температуре наружного воздуха. Параметры воздуха (точка Н): Затраты Прямоточная система Рециркуляция + теплообменник Q, к. Вт 22, 42 6, 48 0 W, кг/ч 15, 98 0 0 29

ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЕ МЕРОПРИЯТИЯ РАСЧЕТ СРОКА ОКУПАЕМОСТИ Полные затраты Стоимость, тыс. руб. Время, месяцы Прямоточная система Рециркуляция + теплообменник 0 0 43, 51 196, 80 6 260, 21 118, 79 204, 19 12 520, 40 194, 07 211, 59 18 780, 60 269, 35 218, 98 24 1040, 90 344, 63 226, 38 30

ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЕ МЕРОПРИЯТИЯ РАСЧЕТ СРОКА ОКУПАЕМОСТИ Полные затраты 1200 Стоимость, тыс. руб 1000 800 Прямоток 600 Рецирк-ция+ТО 400 200 0 0 6 12 Время, месяцы 18 24 31

ВЫВОДЫ Использование энергосберегающих мероприятий значительно снижает потребление электрический энергии Малый срок окупаемости энергосберегающих мероприятий Применение рециркуляции совместно с теплообменником более предпочтительно, однако неизвестно, как будет сказываться качество греющей воды на функционировании теплообменника 32

33