Теплоснабжение района города Барнаул

Размещено на http://www.allbest.ru/

Департамент внутренней и кадровой политики Белгородской области

Областное государственное автономное профессиональное образовательное учреждение

«Белгородский индустриальный колледж»

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

на тему «Теплоснабжение района города Барнаул»

по профессиональному модулю

ПМ02 Ремонт теплотехнического оборудования и систем тепло и топливоснабжения

Разработал ___________________ Бочаров М.Э.

Специальность 140102 «Теплоснабжение и теплотехническое оборудование»

Обозначение курсового проекта БИК О. 140102 КП. 109451.ПЗ

Руководитель проекта ________________ Ткачев П.М.

Проект защищен _____________ Оценка ___________________

Белгород 2016

Оглавление

Введение

1. Тепловое потребление

1.1 Характеристика потребителя тепла

1.2 Отопление

1.3 Приточная вентиляция

1.4 Горячее водоснабжение

1.5 Построение графиков расхода теплоты

1.6 Регулирование отпуска теплоты

1.7 Расчет расхода теплоносителя в тепловых сетях

2. Гидравлический расчет тепловых сетей

2.1 Выбор трассы, разработка расчетной схемы тепловых сетей

2.2 Гидравлический расчет водяных тепловых сетей

2.3 Монтажная схема трубопроводов тепловой сети

3. Разработка графика давлений и выбор схем присоединения абонентов к тепловой сети

4. Тепловой расчет изоляционной конструкции

4.1 Общие положение

4.2 Определение толщины основного слоя изоляции трубопроводов тепловой сети

Заключение

Библиографический список

теплоноситель сеть тепловой трубопровод



Введение

В настоящее время, когда в стране развернуто массовое жилищное строительство, большую актуальность имеет централизованное теплоснабжение.

При выборе рациональной системы теплоснабжения для удовлетворения тепловой нагрузки района необходимо учитывать экономические и местные условия. Определяющими являются начальные затраты на сооружение тепловых сетей и тепловых пунктов, затраты на эксплуатацию.

В настоящем проекте выполнен поверочный расчет теплоснабжение района города Барнаул.

Курсовой проект выполнен по заданию, выданному преподавателем.

В курсовом проекте разрабатываются все основные вопросы, связанные с централизованным теплоснабжение района г. Барнаул: гидравлический расчет тепловых сетей, тепловое потребление, а так же производится разработка графика давлении и выбор схем присоединения абонентов к тепловой сети.

В проекте применяются наиболее рациональные двухтрубные водяные тепловые сети, прокладываемые в сборных железобетонных каналах.

В качестве варианта принята открытая система теплоснабжения.



1. Тепловое потребление

Определение тепловых потоков тепловых нагрузок, расходов теплоты, отпускаемых потребителям из тепловых сетей является первым этапом при проектировании этих сетей, а так же при разработке схем теплоснабжения.

Отпуск теплоты из водяных тепловых сетей производится, прежде всего, в системы отопления, вентиляция и кондиционирования зданий, предназначенные для поддержания в помещении заданных нормами комфортных условий , в первую очередь, температуры воздуха , а так же его состава, независимо от колебаний температуры наружного воздуха .

Поддержание заданной температуры воздуха в помещении требует подачи теплоты в течение значительной части года, называемой отопительным периодом. Поддержание заданного состава воздуха в помещениях за счет удаления из них влажного и загрязнённого воздуха обеспечивается системами вентиляции этих помещений. Перечисленные расходы теплоты относятся к сезонным тепловым нагрузкам.

За счет отпуска тепла из систем централизованного теплоснабжения могут быть еще обеспечены круглогодовые тепловые нагрузки: использование теплоты в системах горячего водоснабжения (ГВС), использование теплоты для технологических целей предприятий.

Теплоснабжение района города в настоящем проекте, согласно задания осуществляется от ТЭЦ. Задана водяная двухтрубная система теплоснабжения. В двухтрубных системах тепловая сеть состоит из двух линий: подающей и обратной. По подающей линии горячая вода подводится от станции к абонентам, по обратной линии охлажденная вода возвращается на станцию. Такие системы хороши тем, что требуют меньше начальных вложений и дешевле в эксплуатации. В зависимости от способа приготовления горячей воды системы теплоснабжения бывают открытыми и закрытыми.

При закрытой системе теплоснабжение водопроводная вода, поступающая в установки горячего водоснабжения, не имеет прямого контакта с сетевой водой, так как подогрев водопроводной воды осуществляется на абонентских вводах в поверхностных водоводяных подогревателях.

Гидравлическая изолированность водопроводной воды, поступающей в установки горячего водоснабжения, от воды, циркулирующей в тепловой сети, является преимуществом закрытой системы. Благодаря этому обеспечивается стабильное качество горячей воды, поступающей в установки горячего водоснабжения, одинаковое с качеством водопроводной воды.

Чрезвычайно прост санитарный контроль системы горячего водоснабжения благодаря короткому пути прохождения водопроводной ВОДЫ от ввода в здание до водоразборного крана.

Прост контроль герметичности теплофикационной системы, которые производится по величине подпитки.

Основным недостатком закрытых систем являются:

1. усложнение оборудования и эксплуатации абонентских вводов горячего водоснабжения из-за установки водоводяных подогревателей;

2. выпадение накипи в водоводяных подогревателях и трубопроводах местных установок горячего водоснабжения при водопроводной воде, имеющей повышенную карбонатную жесткость;

3. коррозия местных установок горячего водоснабжения из-за поступления в них недеарированной водопроводной воды.

По способу присоединения теплопотребляющих установок абонентов к тепловой сети различают зависимые и независимые схемы присоединения.

При зависимой схеме присоединения теплопотребляющих установок абонентов к тепловой сети вода из тепловой сети непосредственно поступает в приборы абонентской установки.

При зависимых схемах присоединения давление в абонентской установке зависит от давления в тепловой сети. Оборудование абонентского ввода в этом случае проще и дешевле, чем при независимом схеме.

При зависимой схеме может быть получен больший перепад температур сетевой воды в абонентской установке, чем при независимой схеме, что уменьшает расход теплоносителя в сети, приводит h снижению диаметров сети и экономии на начальной стоимости тепловой сети и на эксплуатационных расходах.

Основным недостатком зависимой схемы присоединения является жесткая гидравлическая связь тепловой сети с отопительными приборами абонентских установок, имеющими, как правило, пониженнию механическую прочность, что ограничивает пределы допустимых режимов работы системы централизованного теплоснабжения.

При независимой схеме присоединения вода из тепловой сети проходит через теплообменник, в котором нагревает вторичный теплоноситель, используемый в абонентской установке.

Поэтому по условиям надежности работы систем отопления теплоснабжения крупных городов независимая схема является более предпочтительной. В тех же случаях, когда давление в тепловой сети в статических условиях превышает допустимый уровень давлений в абонентских установках, применение независимой схемы присоединения является обязательным, независимо от размеров системы централизованного теплоснабжения. Обязательным применение независимой схемы является при подключении абонентов 12 этажей и выше

Наиболее распространенной зависимой схемы присоединения абонентских установок потребителей к тепловой сети является зависимая с элеваторным смешением.

Основными преимуществами элеватора как смесительного устройства является простота и надежность работы. В условиях эксплуатации элеватор не требует постоянного обслуживания.

Серьезным недостатком схемы с элеваторным смешением является отсутствие автономной т.е. независимой от тепловой сети, циркуляции воды в местной отопительной установке, что очень опасно при аварийной ситуациях в тепловой сети.

Расчетные тепловые нагрузки на отопление и вентиляцию зданий зависят от температур наружного воздуха для данного района для данного района, наружного объема зданий и их удельных характеристик. Технологические нагрузки зависят от профиля производственных предприятий и режима их работы. Нагрузки ГВС зависят от режима потребления горячей воды, благоустройства жилых и общественных зданий, состава населения и распорядка рабочего дня людей, а так же от режима работы дня людей, а так же от режима работы коммунальных предприятий.

Расчетными называются максимальные тепловые нагрузки, на которые предусмотрены системы теплоснабжения. Под расчетной тепловой нагрузкой на ГВС понимают максимальный часовой расход теплоты за сутки наибольшего водопотребления.

Максимальные тепловые потоки на отопление, вентиляцию и ГВС жилых, общественных и производственных зданий определяется:

для предприятий- по укрепненным ведомственным нормам или по проектам аналогичных предприятий;

для жилых районов городов и других населенных пунктов - по укрепненным показателям.

Расчетные тепловые нагрузки позволяют определять расход теплоносителя, мощность источника теплоснабжения, диаметр трубопроводов тепловых сетей.

1.1 Характеристика потребителей тепла

Согласно исходным данным района строительства тепловой сети, типа и количества потребителей, необходимо дать краткое описание района строительства (этажность и тип зданий ,количество жителей , описание потребителей тепла ), дать классификацию систем теплоснабжения по следующим признакам :источник теплоты , вид теплоносителя , способ подачи воды на горячее водоснабжение , количество трубопроводов тепловых сетей , способ обеспечения потребителей тепловых энергий и др.

При описании системы теплоснабжения необходимо отметить её положительные качества и недостатки , при этом следует обратить внимание на различие в стабильности гидравлических режимов систем и схем присоединение установок горячего водоснабжения к открытым и закрытым тепловым сетям, а так же привести принципиальную схему приготовления воды для горячего водоснабжения.

Размеры зданий, их количество и назначение берем из здания на курсовое проектирование при этом размеры зданий определяем таким образом:

На приложении к заданию измеряем размер стороны здания в мм (например 10мм);

Затем умножаем на коэффициент увеличения , указанный на этом же приложение (например 10х2,5=25мм);

Полученный результат соответствует размеру в М 1/500, поэтому необходимо этот результат пересчитать из расчета в 1см=5м.

(например 2,5см х 5=12,5м).

Высоту одного этажа для жилого дома принимаем равной 3м, количество жителей - из расчета 20м² общей площади на одного жителя.

Высоту одного этажа общественных зданий принимаем равной 4м, количество единиц потребления горячей воды - из здания на курсовом проектирование.

Результаты расчетов сводим в таблицу 1.1

Таблица 1.1- Характеристика потребителей тепла

№	Потребители тепла	Количество этажей	Высота здания,м	Площадь, м2	Объем, м2	Количество единиц
1	Школа	7	28	4031,25	112875	1600
2	Жилой дом	14	42	1814,06	76190,62	1270
3	Жилой дом	10	30	3451,56	103546,87	1726
4	Жилой дом	11	33	3134,37	103434,37	1724
5	Административное здание	9	36	3503,54	12612,43	140

1.2 Отопление

Для расчета тепловой нагрузки системы отопления отдельного здания , пользуемся удельными тепловыми характеристиками зданий -q_o, значения которых изменяется обратно пропорционально объему зданий и зависят от его значения.

Численные значения удельных отопительных характеристик принимаем согласно приложения 4.

Расчетный расход тепла на отопление по укрупненым измерителям определяют по формуле:

Q_о.р. =1.163*qо*a*( t_вн - t_н.р.о)*Vн * 10^-3,кВт

Q_о.р. =1.163*0,33* 0,91* ( 16- (-39)* 112875 * 10^-3= 2168,18 кВт

Q_о.р. =1.163*0,38* 0,91* ( 20- (-39)* 76190,625 * 10^-3= 1807,83 кВт

Q_о.р. =1.163*0,38* 0,91* ( 20- (-39)* 103546,875 * 10^-3= 2456,93 кВт

Q_о.р. =1.163*0,38* 0,91* ( 20- (-39)* 103434,375 * 10^-3= 2454,26 кВт

Q_о.р. =1.163*0,32* 0,91* ( 18- (-39)* 126127,43 * 10^-3= 2434,75 кВт

где q_o-удельная отопительная характеристика здания ккал/м³ч^оCпринимается согласно приложения4.

а-поправочный коэффицент, учитывающий отличие расчетной температуры наружного воздуха для проектирования отопления в местности, где расположено рассматриваемое здание от = -35^оC., при которой определено соотвествующее значение q_o . Этот поправочный коэффицент принимаем по приложению 3.

t_вн-усредненная расчетная внутренняя температура отапливаемых помещений ,^оCприложению 4

t_н.р.о- температура наружного воздуха для проектирования систем отопления ,^оC , принимается в зависимости от назначения здания по приложению 4 ;

V_н-строительная кубатура отапливаемых зданий, м³ (таблица1.1)

Результаты расчета сводим в таблицу 1.2:

Таблица 1.2- Расчетный расход тепла на отопление

№	Потребители тепла	V	а		tвн	tнро	Qо,р,
1	Школа	112875	0,91	0.33	16	-39	2168,18
2	Жилой дом	76190,62	0,91	0.38	20	-39	1807,83
3	Жилой дом	103546,87	0,91	0.38	20	-39	2456,93
4	Жилой дом	103434,37	0,91	0.38	20	-39	2454,26
5	Административное здание	126127,43	0,91	0.32	18	-39	2434,75



1.3 Приточная вентиляция

Расчетный расход тепла на приточную вентиляцию определением по формуле:

Q_в=1.163*q_в*a*( t_вн- t_н.р.в) *V_н* 10^-3, кВт

Q_в=1.163*0,07*0,91*( 16- (-23) *112875* 10^-3= 326,12 кВт

Q_в=1.163*0,08*0,91*( 18-(-23) *126127,43* 10^-3 = 391,82 кВт

где:

t_н.р.в - температура наружного воздуха для проектирования вентиляции по приложению 1.

q_в - удельная вентиляционная характеристика здания, ккал/м³ч ,°C

t_{вн -} усредненная расчетная внутренняя температура отапливаемых зданий, °C по приложению 4

Результаты расчета сводим в таблицу 1.3

Таблица 1.3- Расчетный расход тепла на вентиляцию

N	Потребители тепла	V М3/час	a	qв ккал/м3ч	tвн, °C	tн.р.в, °C	Qв.р., кВт
1	Школа	112875	0,91	0,07	16	-23	326,12
2	Административное здание	126127,43	0,91	0,08	18	-23	391,82

1.4 Горячее водоснабжение

Среднечасовой тепловой нагрузки горячего водоснабжения потребителей тепловой энергии определяется по формуле:

, кВт

= 31,013 кВт

= 369,25 кВт

= 501,83 кВт

= 501,25 кВт

= 2,37 кВт

где m-количество единиц потребителей(таблица1.1);

t_x.з- температура холодной водопроводной воды ;( при отсутствии данных принимается равной 5^оC)

a- норма расхода горячей воды на 1 потребителя принимается по приложению 5 в зависимости от типа потребителей ;

Максимальная нагрузка горячего водоснабжения по формуле :

Q_{гв.макс.} = 2.4, кВт

Q_{гв.макс.} = 2.4*31,013 = 74,43 кВт

Q_{гв.макс.} = 2.4*369,25 = 886,2 кВт

Q_{гв.макс.} = 2.4*501,83 = 1204,4 кВт

Q_{гв.макс.} = 2.4*501,25 = 1203 кВт

Q_{гв.макс.} = 2.4*2,37 = 5,698 кВт

Средний тепловой поток на горячее водоснабжение в летний период определяются по формуле:

=0.64 , кВт

=0.64= 19,84 кВт

=0.64 = 236,32кВт

=0.64= 321,17кВт

=0.64= 320,8кВт

=0.64 = 1,52кВт

Результат расчетный расход тепла на горячее водоснабжение:

Таблица 1.4- Расчетный расход тепла на горячее водоснабжение

№ п\п	Потребители тепла	Кол-во Единиц Потребления m	Норма водопотреб- ления а ,л/сут		Qгв.макс.
1	Школа		8	31,013	74,43	19,84
2	Жилой дом		120	369,25	886,2	236,32
3	Жилой дом		120	501,83	1204,4	321,17
4	Жилой дом		120	501,25	1203	320,8
5	Административное здание	140	7	2,37	5,7	1,52

После определения Q_о,р, Q_в,р, ,Q_{гв.макс.}для всех потребителей результаты расчетов сводим в таблицу 1.5:

Таблица 1.5- расчетный расход тепла на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение

№ п/п	Потребители тепла	Тепловая нагрузка ,кВт
		Qо,р	Qв,р		Qгв.макс.		?Q
1	Школа	2168,18	326,12	31,013	74,43	19,84	2525,3
2	Жилой дом	1807,83	-	369,25	886,2	236,32	2177,08
3	Жилой дом	2456,93	-	501,83	1204,4	321,17	2958,76
4	Жилой дом	2454,26	-	501,25	1203	320,8	2955,51
5	Административное здание	2434,75	391,82	2,37	5,7	1,52	2828,94
Итого	11321,95	717,94	1405,7	3373,73	899,65	13445,59

Средний тепловой поток на горячее водоснабжение в неотопительный (летний) период:

= = *в, кВт

где - температура холодной водопроводной воды в летний период, ^оC (принимается =15^оC)

1.5 Построение графиков расхода теплоты

После определения расчетного теплопотребления приступаем к построению графиков часовых расходов теплоты на отопление , вентиляцию горячее водоснабжение района города.

Поскольку расход теплоты на отопление пропорционален разности температур и график часового расхода теплоты на отопление в зависимости от температуры наружного воздуха будет представлять прямую линию

Его можно построить по двум точкам:

при t_н = t_н.р.о. °C Q_о = Q_о.р., кВт

при t_н = +10 :

Q_о =Q_{о.р ,} кВт

Q_о =Q_{о.р ,} = 1918кВт

Расход теплоты на вентиляцию в диапазоне температур +10^оС; до t_н.р.в ^оС так же зависит только от t_{н ,} следовательно график Q_в =f(t_н ) может быть построен аналогично графику расхода теплоты на отопление:

При t_н = t_н.р.о. °C Q_в = Q_в.р., кВт

При t_н = +10:

Q_в =Q_{в.р ,} кВт

Q_в = 717,94* _, кВт= 121,68кВт

При дальнейшим понижении температуры наружного воздуха от до в целях экономии топлива расхода теплоты на вентиляцию сохраняют постоянным, за счет рециркуляции воздуха.

Тепловая нагрузка на горячее водоснабжение является круглогодовой в течение отопительного периода условно принимается постоянной, не зависящей от температуры наружного воздуха. Поэтому график расхода теплоты на горячее водоснабжение представляет собой прямую параллельную оси абсцисс.

Суммарный график часовых расходов на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение строим сложением соответствующих ординат

при t_н = +10, t_н.р.о. °C, и t_н.р.в. °C

Для определения загрузки, режима работы и экономичности использования теплофикационного оборудования, подсчета выработки тепловой энергии пользуются годовым графиком расхода теплоты по продолжительности стояния температуры наружного воздуха.

Он строится на основании графика часовых расходов теплоты и состоит из двух частей: левой - графика зависимости часовых расходов теплоты от температуры наружного воздуха и правой - годового графика теплоты.

На годовом графике расхода теплоты по оси ординат откладывается расход теплоты, по оси абсцисс число часов стояния температуры наружного воздуха, которое за отопительный период для заданного города определяем по климатологическим данным по согласно приложения 1.

В летний период имеет место летняя нагрузка на горячее водоснабжение: Q_гв.ср^л , кВт

Площадь, ограниченная осями координат и кривой расхода теплоты представляет собой годовой расход теплоты района города. При этом продолжительность работы теплоснабжения в год принимается равной 350 суток или 8400 часов, на основании (л.2).

График часового и годового расходов теплоты приведен на рис.1.1

1.6 Регулирование отпуска теплоты

Предусматривается следующее регулирование отпуска теплоты : центральное - на источнике теплоты, групповое-в ЦТП, индивидуальное - в ИТП.

Для водяных тепловых сетей следует предусматривать , как правило, качественное регулирование отпуска теплоты по нагрузке отопления согласно графику изменения температуры воды в зависимости от температуры наружного воздуха.

центральное качественное регулирования отпуска теплоты ограничивается наименьшими температурами воды в подающем трубопроводе, необходимыми для подогрева воды, поступающей в системы горячего водоснабжения потребителей:

для закрытых систем теплоснабжения- не менее 70^оС;

для открытых систем теплоснабжения- не менее 60^оС

В закрытых системах теплоснабжения водонагреватели горячего водоснабжения могут присоединятся по одноступенчатой(параллельной или предвключеной ) или двухступенчетой (последовательной или смешенной ) схеме .

Выбор схемы зависит от отношения

Построение графика центрального качественного регулирования отпуска теплоты по отопительной нагрузки основано на определении в зависимости от температуры сетевой воды в подающих и обратных магистралях от температуры наружного воздуха ф_1,0 = ? (t_н) , ф_2,0 = ? (t_н)

Для зависимых схем присоединения отопительных установок к тепловым сетям температуру воды в подающей и обратной магистрали в течение отопительного периода то есть в диапазона температур наружного воздуха от +8^оС (+10^оС) до ф, ^оС рассчитываем по формулам

При: ф_1,0ф_{2,0 =} +10^оС

ф_1,0 = t_вн+ Дt( )^0.8 + (Дф- 0.5и) , °С

ф_1,0 = 20+ 62,5•( )^0.8 + (80 - 0.5•25) = 46,5 °С

ф_2,0 = t_вн+ Дt( )^0.8 - 0.5и , °С

ф_2,0 = 20+ 62,5•( )^0.8 - 0.5•25 = 32,98 °С

При: ф_1,0 ф_{2,0 =} 0^оС

ф_1,0 = 20+ 62,5•( )^0.8 + (80 - 0.5•25) = 69,18°С

ф_2,0 = 20+ 62,5•( )^0.8 - 0.5•25 = 42 °С

При: ф_1,0 ф_{2,0 =} -23^оС

ф_1,0 = 20+ 62,5•( )^0.8 + (80 - 0.5•25) = 117,72°С

ф_2,0 = 20+ 62,5•( )^0.8 - 0.5•25 = 59,4°С

При: ф_1,0 ф_{2,0 =} -39^оС

ф_1,0 =150^оС, ф_2,0 =70^оС

где -Дt- темперный напор нагревательного прибора при расчетной температуры воды в отопительной системе

Дt =

где - температура воды в подающей линии (после смесительного устройства) сисемы отопления, принимается 95^оС

-температура воды в обратной линии системы отопления, принимается 70^оС;

Дф-расчетной перепад температуры воды в тепловой сети ^оС;

Дф = ф₁ -ф₂

и-расчетный перепад температуры воды в местной системе отопления.

и = ф₃-ф₂

Задаваясь различными значениями в пределах от +8^оС (+10^оС); до

определяем ф_1,0 и ф_2,0

Полученные результаты сводим в таблицу 1.6:

Таблица 1.6-Температуры воды в подающем и обратном трубопроводе и зависимости от температуры наружного воздуха

Температура сетевой воды	tн
	+10	0	-23	-39
	46,5	69,18	117,72	150
	32,98	42	59,4	70

Для обеспечения требуемой температуры воды в системе горячего водоснабжения минимальную температуру воды в подающей магистрали тепловой сети принимаем равной 70^оС для закрытых систем теплоснабжения.

Поэтому из точки, соответствующей 70^оС на оси ординат проводим горизонтальную прямую до перессечения с температурой линией подающей магистрали. Температура наружного воздуха, соотвествующая точке излома графика обозначается t_н.изл ,^оС

Для обеспечения требуемой температуры воды в системе горячего водоснабжения минимальную температуру воды в подающей магистрали тепловой сети принимаем равной 60^оС для открытых систем теплоснабжения.

Поэтому из точки, соответствующей 60^оС на оси ординат проводим горизонтальную прямую до пересечения с температурой линией подающей магистрали. Температура наружного воздуха. соответствующая точке излома графика обозначается t_н.изл ,^оС

Полученный график температуры воды в тепловой сети называется отопительно-бытовым.

Для качественного теплоснабжения разнородных потребителей центральное регулирование отпуска теплоты дополняется местным количественным регулированием

График температур приведен на рис 1.2.

1.7 расчет расхода теплоносителя в тепловых сетях

Расчетные расхода теплоносителя (воды определяются в зависимости от назначения тепловой сети , вида системы теплоснабжения(открытая или закрытая принимаемого графика температур . а также схемы включения подогревателей горячего водоснабжения при закрытых системах теплоснабжения

При закрытой системы теплоснабжения системы горячего водоснабжения потребителей присоединяются к двухтрубным водяным сетям через водоподогреватели.

водоподогреватели в зависимости от величины отношения максимального часового расхода теплоты на отопление (в центральном или индивидуальном тепловом пункте ) присоединяются следующим образом:

при 0.2?

по двух ступенчатой последовательной и смешанной схемах в зависимости от приятного режима регулирования отпуска теплоты в тепловых сетях , при этом последовательная схема применяется чаще , чем смешанная , так как суммарный расход сетевой воды в ней используется не только теплоты сетевой воды после системы отопления , но и теплоаккумулирующая способность зданий;

при ? 1 по параллельной одноступенчатой схеме.

при ? 0,2 по предвключенной или параллельной схеме

присоединяются потребители с небольшой нагрузкой горячего водоснабжения : ( детские сады ,административные здания и т. п)

В открытых системах теплоснабжения отопительная установка и установка горячего водоснабжения могут быть присоединены к тепловой сети по принципу связанного и принципу несвязанного регулирования.

При применении несвязанного регулирования обе установки работают независимо друг от друга.

При применении связанного регулирования расчетной расход воды в городских тепловых сетях заметно снижается.

В часы большого водоразбора из подающей линии снижается количество тепла подаваемого на отопление. Недоданное тепло компенсируется в часы малого водоразбора из поющей линии, когда большая часть тепла или все тепло, поступающее на абонентский ввод, направляется в отопительную систему.

При присоединения абонентских установок по принципу связанного регулирования строительная конструкция отапливаемых зданий используется в качестве тепловой нагрузки абонентской установки.

Согласно перечисленным условиям и в соответствии с расчетными данными необходимо выбрать схему присоединения установок горячего водоснабжения каждого потребителя к тепловым сетям

Результаты по выбору схем присоединения установок горячего водоснабжения потребителей к тепловым сетям сводим в таблицу 1.7

Таблица 1.7 -Выбор схем присоединения установок горячего водоснабжения.

№	Наименования потребителя		Схема присоединение ГВС
1	Школа	0,034	предвключенная
2	Жилой дом	0,49	2х-ступенчатая последовательная
3	Жилой дом	0,49	2х-ступенчатая последовательная
4	Жилой дом	0,49	2х-ступенчатая последовательная
5	Административное здание	0,002	предвключенная

Расчетный расход сетевой воды для определения диаметров труб в водяных тепловых сетях при качественном регулировании определяется с отдельно для вентиляции. отопления и горячего водоснабжения с последующим суммированием этих расходов воды.(л.2)

Расчетный расход воды на отопление:

G_о.р. =

где - расчетная тепловая нагрузка отопления кВт ( таблица 1.5); и - температура воды в подающем и обратном трубопроводе, ^оС (рис.1.2);

Выполняем расчеты для всех потребителей

Результаты расчетов сводим в таблицу1.8

Расчетный расход воды на вентиляцию

G_в.р. =

где - расчетная тепловая нагрузка вентиляции ,кВт(таблица1.5)

Определяем расход только для всех общественных зданий . Результаты расчетов сводим в таблицу 1.8

Расчетный расход воды на горячее водоснабжение в закрытых системах теплоснабжения определяется в зависимости от схемы присоединения водоподогревателей.

средний расход воды при пред включённой схеме:

G_гв.ср= , т/ч

где - средняя тепловая нагрузка на горячее водоснабжение, кВт (таблица1.5)

- темемпература воды в подающем трубопроводе в точке излома температурного графика (- 70 ^оС )(рис 1.2)

Средний расход сетевой воды при двухступенчатых схемах присоединения водоподогревателей;

G_гв.ср= *0,55 т/ч

- температура воды в обратном трубопроводе в точке излома температурного графика (^оС)(рис.1.2)

средний расход сетевой воды при параллельной схеме присоединения водоподогревателей

G_гв.ср=

где

= температура воды в трубопроводе в подающем трубопроводе тепловой сети и точке излома температурного графика.

Средний расход сетевой воды при параллельной схеме присоединения водоподогревателей

где - температура воды в подающем трубопроводе тепловой сети в точке излома температурного графика (принять 70⁰С)

- температура воды после параллельно включенного водоподогревателя горячего водоснабжения в точке излома графика температур, (принять равной 30⁰С);

Суммарный расчетный расход сетевой воды в двухтрубных тепловых сетях в закрытых системах теплоснабжения при качественном регулировании отпуска теплоты определяем по формуле:

?G = G_о.р + G_в.р+k₃G_гв.ср

G_о.р. = =23,3 т/ч

G_о.р. = =19,43 т/ч

G_о.р. = =26,41 т/ч

G_о.р. = =26,38 т/ч

G_о.р. = =26,17 т/ч

G_в.р. = =3,5 т/ч

G_в.р. = =4,21 т/ч

G_гв.ср= =2,6 т/ч

G_гв.ср= =6,02 т/ч

G_гв.ср= =8,18 т/ч

G_гв.ср= =8,17 т/ч

G_гв.ср= =0,2 т/ч



1.8 Расчетный расход сетевой воды т/час

№	Потребители	Расчетный расход сетевой воды т/час
		Gо,р	Gв,р	Gгв.ср	K3*Gгв.ср	УG
1	Школа	23,3	3,5	2,6	3,12	29,92
2	Жилой дом	19,43	-	6,02	7,22	26,65
3	Жилой дом	26,41	-	8,18	9,81	36,22
4	Жилой дом	26,38	-	8,17	9,8	36,22
5	Административное здание	26,17	4,21	0,2	0,24	30,62
Итого	121,69	7,71	25,17	30,19	159,63



2.Гидравлический расчет тепловых сетей

2.1Выбор трассы, разработка расчетной схемы тепловых сетей

Проектирование тепловых сетей начинается с выбора трассы и способа их прокладки. Проектирование трасс тепловых сетей должно увязываться с условием, как существующей застройки города , так и перспективами его дальнейшего развития.

Для проектирования тепловых сетей необходимы исходные данные: топографические условия местности, характер планировки и застройки городских районов, размещение наземных и подземных инженерных сооружений и коммуникаций, характеристика свойств грунтов, физико-химические свойства подземных вод и др. Получение этих данных являются задачей инженерных изысканий.

Трасса тепломагистрали ,наносится на топографический план ,выбирается по кратчайшему направлению между начальной (ТЭЦ, котельная) и конечной (потребитель) ее точками с учетом обхода труднопроходимых территории и различных препятствий. Трасса тепловых сетей в городах и других населенных пунктах должна предусматриваться в отведенных для инженерных сетей технических полосах параллельно красным линиям улиц , дорог и проездов вне проезжей части и полос зеленых насаждений, а внутри микрорайонов и кварталов- вне проезжей части дорог. При выборе трассы теплопроводов необходимо учитывать экономичность и надежность тепловых сетей. Наиболее экономичной является тупиковая схема.

Принимаемые расстояния от трассы тепловых сетей до других сооружений и коммуникаций должны обеспечить сохранность этих сооружений и коммуникаций , как при строительстве тепловых сетей , так и в период их эксплуатации.

Пересечение тепловыми сетями естественных препятствий и

инженерных коммуникаций должно выполнятся под углом 90°, а при обосновании - под меньшим углом, но не менее 45°. В местах ответвлений к кварталам или отдельным зданиям предусматривают тепловые камеры.

За расчетную магистраль принимают наиболее напряженное и нагруженное направление на трассе тепловой сети, соединяющее источник теплоты с дальним потребителем.

В курсовом проекте за магистраль принять направление от тепловой камеры на вводе в район до наиболее удаленного здания.

По результатам расчета (таблица 1.5)и исходным данным начертить на расчетную схему тепловой сети аналогично рисунку 2.1

По результатам расчета (таблица1.5) заполнить в таблицу 2.1

Таблица 2.1-Расходы теплоносителя по участкам

№ участника	Расход теплоносителя, т/ч
1	G1=G1+G2+G3+G4+G5=29,92+26,65+36,22+36,22+30,62=159,63
2	G2= G1+G2+G3+G4=29,92+26,65+36,22+36,22=129,01
3	G3=G2+G1=29,92+26,65=56,57
4	G4=G1=29,92
5	G5=G2=26,65
6	G6=G3=36,22
7	G7=G4=36,22
8	G8=G5=30,62

2.2 Гидравлический расчет тепловой сети

Гидравлический расчет является одним из важнейших разделов проектирования и Эксплуатации тепловой сети.

При проектировании в задачу гидравлического расчета входит:

-определение диаметров трубопроводов;

-определение падения давления (напора);

-определение давлений (напоров)в различных точках сети;

-увязка всех точек системы при статическом и динамическом режимах с целью обеспечения допустимых давлений и требуемых напоров в сети и абонентских системах.

Независимо от результатов расчета наименьше диаметры труб принимают: для распределительных трубопроводов- не менее 50мм, для ответвлений к отдельным зданиям- не менее 25мм.

В гидравлическом расчете водяных тепловых сетей при отсутствии данных для экономического обоснования удельные потери на трение R_^(ДН) в трубопроводах рекомендуется принимать:

для участков расчетной магистрали от источника тепла до наиболее удаленного потребителя - до 80 Па/м (8кгс/м²* м);

для ответвления от расчетной магистрали по располагаемому давлению, но не более 300Па/м (308кгс/м²* м).

При определении диаметра труб принять значение коэффициента эквивалентной шероховатости K_э=0,5мм и скорость движения теплоносителя w не более 3,5м/с

По приложению 14 выбрать наружный диаметр трубопровода для каждого участка тепловой сети, скорость движения теплоснабжения ( w)и удельные потери давления , используя данные таблицы 2.1.

Выбранное значение занести в таблицу 2.2. (предварительный расчет).

В проекте предусматривается подземная прокладка тепловых сете в сборных железобетонных, размеры которых зависят от диаметров теплопроводов ( приложение14.)

Камеры тепловых сетей выполняется из сборных железобетонных элементов и кирпича.

Для обеспечения надежной работы тепловой сети определяем место установки неподвижных опор, компенсаторов, тепловых камер и запорной арматуры

Неподвижные опоры фиксируют отдельные точки трубопровода, делят его на зависимые в отношении температурных удлинений участки и воспринимают усилия, возникающие в трубопроводах при различных смехах и способах компенсации тепловых удлинений. Неподвижные опоры устанавливают возле тепловой камеры, а так же на участках между тепловыми камерами.

Расстояние между неподвижными опорами зависит от диаметра трубопровода, способа прокладки тепловых сетей , типа компенсатора ,параметров теплоносителя .

Расстояния между неподвижными опорами принять по приложению 15.

Тепловые удлинения трубопроводов при температуре теплоснабжение от 50^оC и выше должны восприниматься специальными компенсирующими устройствами, предохраняющими трубопровод от возникновения недопустимых деформаций и напряжений.

В качестве компенсирующего устройства принимать сальниковые или П-образные компенсаторы условиях для малых диаметров трубопроводов ( до 273мм)

Повороты трассы теплосети под углом от 90⁰ до 130^о использовать для самокомпенсации температурных удлинений. При этом расстояние между неподвижными опорами принимаются не более 60% нормированного расстояния для прямого участка , соотношение плеч при самокомпенсации принимается не более , чем 1:3.

Запорную арматуру установить для отключения ответвлений от магистрали. В камерах на ответвлениях к отдельным зданиям при диаметре ответвлений до 50мм и длине до 3ом запорную арматуру допускается не устанавливать. При этом должна предусматриваться запорная арматура, обеспечивающая отключение группы зданий с суммарной тепловой нагрузкой до )0,6кВт.

С учетом перечисленных требований расставить на расчетной схеме (рисунок 2.1) неподвижные опоры, компенсаторы, тепловые (узлы трубопроводов) и задвижки.

По приложению 16 определить эквивалентные длины местных сопротивлений, выполнить окончательный гидравлический расчет и заполнить правую часть таблицы 2.2.

Пример оформления генплана района показан на рисунке 2.2

Выбранные значение занесем в таблицу 2.2

Таблица2.2- Гидравлический расчет тепловой сети

№	Предварительный расчет	Окончательный расчет
	Расход тепло но си теля Gт/ч	Длина учас ткаLм	Диа метр	Удельные потери давления на трение	Скорость Движения теплоносителя	Эквивалентная длина мест сопротивления	Приведенная длина	Потери давления	Потери напора
	Расчетная магистраль
1	105,316	25	219х6	60	1,1	43,56	68,56	4,113	0,41
2	74,466	62,5	194х5	50,8	0,8	30,8	93,3	4,739	0,48
3	42,596	157,5	159	41	0,7	39,2	196,7	88,064	0,82
4	22,756	47,5	89	50	0,9	14,38	90,3	4,515	0,46
	Ответвления
5	19,89	37,5	89	105	0,8	14,13	51,63	7,744	0,79
6	30,85	40	108	130	1	16,4	56,4	1,332	0,741
7	11,35	40	76	90	0,7	14,6	54,6	4,9141	0,5
8	20,52	30	89	190	1	13	43	8,17	0,83



2.3 Монтажная схема трубопроводов тепловой сети

Монтажная схема разрабатывается после выбора трассы, способа прокладки тепловых сетей и предварительного гидравлического расчета, по которому определяется диаметр теплопроводов. Монтажная схема вычерчивается в две линии, причем подающий трубопровод располагается с правой страны по ходу движения теплоносителя от источника теплоты.



3. РАЗРАБОТКА ПЬЕЗОМЕТРИЧЕСКОГО ГРАФИКА И ВЫБОР СХЕМ ПРИСОЕДИНЕНИЯ АБОНЕНТОВ К ТЕПЛОВЫМ СЕТЯМ

Пьезометрический график позволят определить напор и располагаемый напор в любой точке сети: учесть взаимное влияние рельефа местности, высоты присоединенных потребителей и потерь напора в сети при разработке гидравлического режима; выбрать схемы присоединение потребителей подобрать сетевые подпиточные насосы. Пьеро метрический график строится для статического и динамического режимов системы теплоснабжения в масштабах горизонтальном 1:500 и вертикальном 1:100

При его построении по оси ординат откладываются значение напоров в подающий и обратной магистралях тепловой сети , отметки рельефа местности и высоты присоединеных потребителей , по оси абсцисс строит профиль местности и откладывают длину расчетных участков теплопровода . Ввиду небольшого заглубления проводов 1-2 м, ось теплотрассы условно принимают совпадающей с поверхностью земли.

После построения профиля местности и нанесения высот присоединенных потребителей начинают разработку графика напоров при гидростатическом режиме , когда циркуляция теплоносителя в тепловой сети отсутствует и напор в системе поддерживается подпиточными насосами. При таком режиме график напоров представляет собой параллельную оси абсцисс.

Построение линии статического напора ведут из условия заполнения водой отопительных установок всех потребителей и создание в их верхних точках избыточного напора 3-5 м. Максимальный статический напор в тепловой сети при присоединении отопительных установок по зависимым схемам не должен превышать 60м из условия механической прочности чугунных отопительных приборов.

После построения линии статического напора приступают к разработке графиков напоров при гидродинамическом режиме , когда циркуляция теплоносителя в тепловой сети осуществляется сетевыми насосами.

Максимальный напор в подающем трубопроводе не должен превышать 160м по условию прочности стальных трубопроводов и арматуры.

Минимальный напор должен обеспечивать невскипание теплоносителя при его циркуляции в сети.

Условное невскипание определяются в зависимости от расчетной температуры сетевой воды (при 150^о С-40 м)

Для обратного трубопровода максимальный пьезометрический напор при зависимости смехах присоединения потребителей не должен превышать 60м из условия механической прочности чугунных отопительных приборов, при независимых схемах -100м из условия прочности водоподогревателей. Минимальный пьезометрический напор для обратной магистрали должен обеспечивать избыточный напор в сети для защиты системы от подноса воздуха и предупреждения кавитации насосов.

Выбор схем присоединения систем отопления к тепловой сети производит, исходя из графика.

При зависимых схемах систем отопления с эливаторным смешнием не обходимо, чтобы пьозметрический напор в обратной магистрали при динамическом и статическом режимах не превышал 60 м, а располагаемый на вводе в здание был не менее 15м (в расчетах принимать 20-25м) для поддержания требуемого коэффициента смещения элеватора.

Если при данных условиях располагаемый напор на вводе в здание менее 15м, в качестве смесительного устройства используют центробежный насос, установленный на премычке.

Для систем отопления, у которых напор в обратной магистрали ввода теплосети и динамическом режиме превышает допустимые значения, требуется установка насоса на обратной линии ввода.

Если гидродинамический пьезометрический напор в обратной магистрали меньше требуемого по условно заполнения отопительной установки сетевой водой, то есть меньше высоты отопительной установки, то на обратной линии абонентского вода устанавливают регулятор давления «до себя»(РДДС).

При присоединения систем отопления по независимой схеме напор в обратной магистрали ввода теплосети гидродинамическом и статическом режимах не должен превышать допустимого значения (100м) из условия механической прочности водоподогревателей.

Результаты по выбору схем присоединения систем отопления потребителей к тепловой сети сводим в таблицу 3.1 аналогично приведенным примерам.

Таблица 3.1- Выбор схем присоединения систем отопления

№п/п	Наименование Потребителей	Схема присоединение систем отопления
1	Школа	Зависимая
2	Жилой дом	Независимая
3	Жилой дом	Зависимая
4	Жилой дом	Зависимая
5	Административное здание	Зависимая



4.Тепловой расчет теплоизоляционной конструкции

4.1Общие положения

В современных системах централизованного теплоснабжения при транспортировке теплоносителя возможны потери тепла в окружающую среду. Что бы их снизить, очень важно при проектировании правильно подобрать теплоизоляционный материал с требуемой толщиной слоя изоляции и материал для покровного слоя тепловой изоляции.

Для трубопроводов тепловых сетей, включая арматуру, фланцевые соединения и компенсаторы, тепловую изоляцию необходимо предусматривать независимо от температуры теплоносителя и способов прокладки.

Теплоизоляционные конструкции следует предусматривать из материалов, обеспечивающих:

тепловой поток через изолированные поверхности согласно нормированной плотности теплового потока;

исключение выделения в процессе эксплуатации вредных, пожароопасных, взрывоопасных и неприятно пахнущих веществ в количествах, превышающих предельно допустимые концентрации;

исключение выделения в процессе эксплуатации болезнетворных бактерий, вирусов и гребков.

В курсовом проекте производится расчет толщины слоя изоляции по нормированной плотности теплового потока.

Для графика температур в расчетном режиме 150/70 ^оС среднегодовые температуры воды принимают;

в подающей линии 90^оС

в обратной линии 50^оС

В качестве теплоизоляционного материала принимаем полуцилиндры минераловатные на синтетическом связующем марки 150 с теплопроводностью теплоизоляционного слоя

Коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности изоляции для трубопроводов, прокладываемых в каналах принимаем равным

За расчетную температуру окружающей среды для подземной прокладки в каналах принимаем среднюю за год температуру грунта на глубине заложения от трубопроводов +5^оС

4.2 определение толщины основного слоя изоляционного теплопровода тепловой сети

Толщину теплоизоляционного слоя определяем по формуле:

д_е= (B - 1)

где -наружный диаметр изолируемого трубопровода, м;

В- отношение наружного диаметра изоляционного слоя к наружному диаметру изолируемого трубопровода

lnв = 2рлк [r_тот*. ]

где r_тот- это сопротивление теплопередачи на 1м . длины теплоизоляционный конструкции.

r_тот =

где q_e - суммарная линейная плотность теплового потока с 1м. длины цилиндрической теплоизоляционной конструкции, Вт/м., принимаем в зависимости от продолжительности работы теплотрассы в год час для каждого диаметра трубопровода принять по приложению 17, в зависимости от продолжительности работы теплотрассы в год:

· При n^год = n_о • 24 ? 5000 по приложению 17а

· При n^год = n_о • 24 ?5000 по приложению 17б

где n_о- продолжительность отопительного периода, сут(приложение1),

К₁-коэффициент, принять по приложению 18,

Расчетную толщину теплоизоляционного слоя округляем до значений, кратких 20мм.

Результат расчетов по выбору толщины теплоизоляции на участках тепловой сети района сводим в таблицу 4.1

Таблица 4.1-Выбор толщины теплоизоляции на участках тепловой сети района

№ участка	Наружный диаметр трубопровода	Суммарная линейная плотность	Расчетная толщина основного слоя	Принимаемая толщина основного слоя
1	273х7	71	70	80
2	219х6	61	68	80
3	194х5	61	59	60
4	159х4,5	50	65	60
5	159х4,5	50	65	60
6	133х3	46	60	60
7	133х3,5	46	60	60
8	133х3,5	46	60	60

д_к= (1,52 - 1)=0,07

д_к= (1,52 - 1)=0,068

д_к= (1,52 - 1)=0,059

д_к= (1,52 - 1)=0,065

д_к= (1,52 - 1)=0,065

д_к= (1,52 - 1)=0,06

д_к= (1,52 - 1)=0,06

д_к= (1,52 - 1)=0,06

lnв = 2*3,14*0,064* [1,16*_. ]=1,52

lnв = 2*3,14*0,064* [1,35*_. ]=1,63

lnв = 2*3,14*0,064* [1,35*_. ]=1,61

lnв = 2*3,14*0,064* [1,65*_. ]=1,82

lnв = 2*3,14*0,064* [1,65*_. ]=1,82

lnв = 2*3,14*0,064* [1,79*_. ]=1,91

lnв = 2*3,14*0,064* [1,79*_. ]=1,91

lnв = 2*3,14*0,064* [1,79*_. ]=1,91

r_тот ==1,16

r_тот ==1,35

r_тот ==1,35

r_тот ==1,65

r_тот ==1,65

r_тот ==1,79

r_тот ==1,79

r_тот ==1,79



Заключение

В настоящем проекте разработаны все основные технические вопросы, связанные с централизованным теплоснабжением заданного района г. Барнаул.

Технические решения принимались с целью проектирования рациональной системы теплоснабжения с учетом экономических и местных условий.

Выбор схем присоединения систем отопления потребителей, произведен с учетом разработанного пьезометрического графика тепловой сети.

Схемы присоединения систем горячего водоснабжения потребителей выбирались в соответствии с заданной открытой системы теплоснабжения.

Гидравлический расчет тепловой сети произведен с учетом рекомендуемых экономически целесообразных удельных потерь давления для магистрали и для ответвлений.

Тепловой расчет изоляционной конструкции выполнен на основе рекомендуемых нормативных потерь тепла с учетом региона.

Генеральный план тепловой сети и монтажная схема представлены в графической части проекта на листе формата А1.

Таким образом, в проекте разработаны все основные проектные решения, необходимые для теплоснабжения заданного района г. Барнаул.



Библиографический список

1. СНиП 41.02-2003. Тепловые сети. - М.: Госстрой России, 2004.

2. СНиП 23.01-99. Строительная климатология. Госстрой России, 1999.

3. Козин В. Е. Теплоснабжение - М.: Высшая школа, 1980.

4. Государственный стандарт. Сети тепловые (тепломеханическая часть). Рабочие чертежи. ГОСТ 21.605-82 (СТ СЭВ 5676-86).

5. Единые требования к оформлению дипломных и курсовых проектов. Методические указания. БИК. Б., 2003.

6. Методические указания к выполнению курсового проекта «Теплоснабжение района города». БИК. Б., 2011.

Размещено на Allbest.ru