Проект системы теплоснабжения микрорайона города

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

«Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова»

Высшая школа энергетики нефти и газа

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

По дисциплине Системы теплоснабжения

На тему

Проект системы теплоснабжения микрорайона города

Выполнил (-а) обучающийся (-аяся):

Цыпнятов Илья Игоревич

Архангельск 2019



1. Планировка микрорайона и трассировка тепловых сетей

1.1 Расчёт количества домов

Микрорайон застраивается типовыми 9-ти этажными домами 93-й серии и 5-ти этажными домами 94-й серии. Принимается, что в одной квартире в среднем проживают: в 5-ти этажном доме - 3 человека, в 9-ти этажном доме - 4 человека. В пятиэтажном доме в среднем в одной секции проживает 45 человек, а девятиэтажном - 144 человека. Из этих условий определяется число секций соответствующих зданий и число жителей, проживающих в 5-ти и 9-ти этажных домах, а также число этих зданий.

В итоге получаем конечное число домов.

Принимаем:

- 9 пятисекционных 9-этажных дома;

- 10 пятисекционных 5-этажных дома;

Численность жителей микрорайона тогда составит:

человек, что соответствует заданию в пределах допустимой погрешности ±45 человек. План расселения жителей микрорайона приведен в таблице 1

Таблица 1 - план расселения жителей микрорайона

Тип здания	Кол-во домов	Число Жителей
Девятиэтажный пятисекционный жилой дом	9	6480
Пятиэтажный пятисекционный жилой дом	10	2250
Всего жителей		8730

котельный паровой котёл теплота

Доля жителей, проживающих в пятиэтажных домах:

Доля жителей, проживающих в девятиэтажных домах:

Помимо жилых домов микрорайон должен содержать учреждения повседневного обслуживания микрорайонного значения: школа, детский садик.

В данном плане-застройке предусмотрены школа на 844 учащихся и детский сад на 280 мест.

Размеры земельных участков для общеобразовательных школ предусматриваются 2 га (20000 м²), для детских садов - 35 м² на одно место, (9800 м²).

1.2 Площадь территории, приходящаяся на одного жителя

Площадь территории, приходящаяся на одного жителя, , определяется по формуле:

, (1.2.1)

где - коэффициент, характеризующий отношение площади застройки к общей площади [1], ;

_- коэффициент, характеризующий отношение площади участков учреждений обслуживания, приходящихся на одного жителя, к норме обеспеченности жилой площадью, - для микрорайонов[2]

- коэффициент застройки, [1];

- обеспеченность населения общей площадью, , на одного человека на расчетный период;

- средняя этажность жилых зданий микрорайона, вычисляется по формуле:

, (1.2.2)

где , - этажности зданий, , ;

,

.

1.3 Расчёт площади микрорайона

Площадь микрорайона, F_м, м², определяется по формуле:

, (1.3.1)

где - число жителей микрорайона;

.

При планировке зданий учитываются их размеры, приведенные в таблице 2, а также принятое число секций. Незастроенная площадь также зависит от габаритов здания и главным образом от их высоты. Требования по обеспечению инсоляции квартир не менее трёх часов в сутки являются основным фактором, от которого зависит величина разрывов между зданиями. В действующих нормах проектирования минимальные разрывы между длинными сторонами установлены: для 5-этажных зданий - 30 м, 9-этажных - 48 м. Разрывы между торцами стен с окнами из жилых помещений соответственно 15 и 24 м. У 5-этажных зданий 94 серии есть окна на торцевых стенах, у 9-этажных зданий торцевые стены без окон.

Таблица 2 - Характеристики зданий микрорайона

Тип здания	Размер в плане, м	Высота	Объем по наружному обмеру,
Пятиэтажный жилой дом 94-й серии: рядовая секция торцевая секция	12,9Ч15,9 12,9Ч18,6	15	3076,65 3599,10	0,440 0,450
Девятиэтажный жилой дом 93 серии: рядовая секция торцевая секция	12,6Ч24 12,6Ч24	27	8164,80 8164,80	0,374 0,421
Детский сад на 280 мест	57Ч27	6,7	10311,30	0,430
Школа на 844 учащихся	71,4Ч32,6	10	23276,40	0,304



2. Расчетные условия и тепловой режим здания

Условия и тепловой режим для г.Курск приведены в таблице 3

Таблица 3 - Климатологические характеристики и тепловой режим г.Курск

Расчетная температура наружного воздуха для систем отопления
Расчетная температура наружного воздуха для систем вентиляции
Средняя температура самого холодного месяца
Температура средне-отопительного режима
Продолжительность отопительного периода
Средние значения температур внутреннего воздуха
Для жилых зданий
Для школы
Для детского сада



3. Расчет тепловых нагрузок

Расчетный (максимальный) расход теплоты на отопление здания :

, (3.1)

где - удельная тепловая характеристика зданий (отопительная характеристика), , показывает тепловые потери через наружные ограждения единицы объема здания при разности внутренней и наружной температур (таблица 1);

- объём здания по наружному обмеру, м³ (таблица 2);

- усредненная температура внутреннего воздуха в отапливаемом помещении (таблица 3);

- расчетная температура наружного воздуха для проектирования систем отопления;

- поправочный коэффициент на температуру наружного воздуха отличную от -30 єС (только для жилых зданий),

, (3.2)

.

На основании формулы (3.1) нагрузки отопления отдельных домов , можно записать в следующем виде:

девятиэтажного пятисекционного жилого дома



, (3.3)

Пятиэтажного пятисекционного жилого дома

, (3.4)

где - удельные отопительные характеристики соответственно торцевой и рядовой секций здания (таблица 2);

- объёмы соответственно торцевой и рядовой секций (таблица 2).

,

.

Нагрузка отопления детского сада , кВт, и школы , кВт, находятся по формуле (3.1)

,

Суммарная нагрузка на отопление в жилых домах

, (3.5)

.

Расчетный расход теплоты на вентиляцию для общественных зданий , кВт:

, (3.6)

где - удельный расход теплоты на вентиляцию (удельная вентиляционная характеристика зданий), , то есть расход теплоты на 1 м³ вентилируемого объёма здания по наружному обмеру при разности температур воздуха внутри вентилируемого помещения и наружного воздуха в 1^оС [3]:

-для детского сада: ,

-для школы: .

,

.

Cредненедельный тепловой поток на горячее водоснабжение для жилых и общественных зданий :

, (3.7)

где - теплоемкость воды, ;

- количество единиц измерения (человек);

- норма расхода горячей воды с температурой , в кг (л) на единицу измерения в сутки; для жилых зданий , на человека, для общественных зданий по нормам [4]:

-для детских садов: , на человека;

-для школ: , на человека;

- температура холодной водопроводной воды; принимают в отопительный период 5^оС и в летний период 15 ^оС.

1,2 - коэффициент, учитывающий остывание горячей воды в абонентских системах.

,

,

,

.

Суммарная нагрузка на ГВС , рассчитывается по следующей формуле

, (3.8)

.

Таблица 4 - нагрузки в максимально зимний отопительный период

Количество зданий	Наименование здания	Нагрузка на отопление	Нагрузка на вентиляцию	Нагрузка на ГВС	Суммарная нагрузка
9	Девятиэтажный пятисекционный жилой дом	713,9	-	219,8	933,7
10	Пятиэтажный пятисекционный жилой дом	325,0	-	68,69	393,7
1	Детский сад	195,1	39,6	9,36	244,1
1	Школа	283,0	65,2	7,33	355,5

Нагрузка на отопление для режима наиболее холодного месяца, , кВт:

, (3.9)

,

,

.

Нагрузка на вентиляцию для режима наиболее холодного месяца, , кВт:

, (3.10)

,

.

Нагрузка на отопление в средне-отопительном режиме, , кВт:

, (3.11)

,

,

.

Нагрузка на вентиляцию в средне-отопительном режиме , кВт

, (3.12)

,

.

Суммарная нагрузка на ГВС в летнем режиме , кВт

, (3.13)

.

Результаты расчётов всех режимов заносятся в сводную таблицу 5.

Таблица 5 - результаты расчётов режимов

Потребители теплоты	Максимально зимний режим , кВт	Режим холодного месяца , кВт	Средне-отопительный режим , кВт	Летний режим , кВт
Суммарно на отопление жилых зданий	9675	5828	4676	-
Отопление школы	283	165	185	-
Отопление детского сада	195,1	121	136	-
Вентиляция школы	65,2	54	42,6	-
Вентиляция детского сада	39,6	34	27,6	-
ГВС	2682	2682	2682	1716
Итого	12940	8884	7749,2	1716



4. Расчет тепловой схемы котельной с паровыми котлами

На тепловых схемах котельных показывается основное и вспомогательное оборудование, объединяемое линиями для транспортировки теплоносителей в виде пара или воды. Тепловые схемы могут быть принципиальные, развернутые и монтажные. На принципиальной тепловой схеме указывается лишь главное оборудование (котлы, подогреватели, деаэраторы, насосы) и основные трубопроводы без арматуры, различных вспомогательных устройств и второстепенных трубопроводов. На такой схеме можно показать параметры теплоносителей и расходы.

Основной целью расчета тепловой схемы котельной является определение общих тепловых нагрузок и распределение их между оборудованием котельной для обоснования выбора основного оборудования (например, паровых котлов). Расчет тепловой схемы котельной позволяет определить суммарную тепловую паропроизводительность котлов при нескольких режимах её работы.

Принципиальная тепловая схема производственно-отопительной котельной с паровыми котлами для потребителей пара и горячей воды представлена на рисунке 1. В таких котельных устанавливаются обычно паровые котлы низкого давления - 1,4 МПа, которые вырабатывают насыщенный или перегретый пар для покрытия технологических и коммунально-бытовых нагрузок.

Сырая вода поступает из водопровода с напором в 30…40 м вод. ст. Если напор сырой воды недостаточен, предусматривают установку насосов сырой воды. Сырая вода подогревается в подогревателе сырой воды до температуры 30 ^оС паром собственных нужд котельной. Далее вода проходит через водоподготовительную установку (ВПУ) и направляется через подогреватель химически очищенной воды (ПХОВ) в колонку деаэратора. Туда же направляются потоки конденсата с производства, конденсат подогревателей сетевой и сырой воды. 

Рисунок 1 - Принципиальная тепловая схема котельной с паровыми котлами

В барабанных котлах чистота получаемого пара определяется качеством котловой воды. Для поддержания в котловой воде допустимой концентрации примесей, которая предотвращает их выпадение и отложение в поверхностях нагрева, необходимо непрерывно удалять часть котловой воды. Этот процесс называется непрерывной продувкой. Восполняется это удаление добавкой более чистой питательной воды. Для использования теплоты непрерывной продувки паровых котлов устанавливаются расширители непрерывной продувки (РП). В корпусе расширителя снижается давление с 1,4 МПа до 0,12 - 0,15 МПа, и происходит частичное вскипание продувочной воды. Так как парообразование идет при невысоких параметрах пара и воды, следовательно, растворимость веществ в них сильно различается. Поэтому загрязнения, содержащиеся в продувочной воде, не переходят в пар и добавочной очистки пара не требуется. Отсепарированный пар направляется в деаэратор, а оставшаяся вода сбрасывается в продувочный колодец, служащий для охлаждения продувочных вод до температуры 50-60 ^оС.

Деаэраторы - это подогреватели смешивающего типа, предназначенные для термической деаэрации воды, то есть для удаления коррозионно-агрессивных газов - кислорода и свободной углекислоты. Эти газы вызывают коррозию поверхностей нагрева котлов и трубопроводов. Деаэраторы, работающие при давлении, близком к атмосферному (порядка 0,12 МПа), называют атмосферными.

Термическая деаэрация воды основана на законе Генри, согласно которому растворимость газов в воде пропорциональна его парциальному давлению в газовой смеси, соприкасающейся с поверхностью воды. При повышении температуры воды до температуры насыщения, соответствующей давлению в деаэраторе, парциальное давление газа над кипящей водой снижается до нуля, что снижает до нуля его растворимость. При достижении температуры кипения происходит выделение образующихся в объеме жидкости газовых пузырьков. Кроме того, растворенные газы выделяются из жидкости диффузией. Для этого подается пар. В целях улучшения условий выделения газов необходимо максимально увеличивать поверхность контакта деаэрируемой воды с паром, чтобы растворенные газы могли быстро выделяться. Это достигается сливом деаэрируемой воды через дырчатые тарелки для образования большого числа струй с малым диаметром. Чтобы обеспечить максимально возможную разность скоростей газов в воде и в паровом объеме, используется противоток в направлениях движения греющего пара и потоков воды.

При закрытой системе теплоснабжения расход воды на подпитку тепловых сетей обычно незначителен. В этом случае часто в котельных не выделяют отдельного деаэратора для подготовки подпиточной воды тепловых сетей, а используют деаэратор питательной воды паровых котлов. Отбор подпиточной воды производят из верхней зоны деаэраторного бака, чтобы предохранить деаэратор от опорожнения в случае аварии в тепловой сети (разрыв труб), когда расход воды может возрасти в несколько раз по сравнению с нормальным режимом. Аварийный расход подпиточной воды покрывается за счет сырой воды, которая подводится к подпиточным насосам. Так как температура подпиточной воды тепловых сетей обычно ниже 100 ^оС, то эта вода после деаэратора охлаждается в водо-водяном теплообменнике (ПХОВ) и является теплоносителем для подогрева химически очищенной воды перед деаэратором. Подпиточным насосом вода из бака деаэратора подается в трубопровод перед сетевыми насосами. Последние прокачивают сетевую воду сначала через охладитель конденсата и затем через пароводяной подогреватель сетевой воды, откуда вода подается в тепловые сети поселка или микрорайона.

Для приема производственного конденсата устанавливают баки сбора конденсата. Емкость бака выбирается из расчета приема получасового приема возвращаемого конденсата.

Редукционная установка для снижения давления пара (РУ) или редукционно-охладительная установка для снижения давления и температуры пара (РОУ) предусматриваются в тепловых схемах котельных, если для технологических потребителей используется пар более низкого давления, по сравнению с параметрами пара, вырабатываемыми паровыми котлами. Для подогревателей сетевой воды и подогревателей собственных нужд котельной также используется редуцированный пар после РУ или РОУ.

Проектируемая котельная предназначена для отпуска пара технологическим потребителям и горячей воды для теплоснабжения микрорайона.

Система теплоснабжения закрытая.

Температурный график 150-70 єС.

Пар на технологические нужды:

- расход пара ;

- давление пара;

- температура пара.

Доля возвращаемого конденсата .

Температура возвращаемого конденсата .

Тепловая нагрузка микрорайона для теплоснабжения .

В производственно-отопительных котельных для технологических или коммунально-бытовых потребителей, а также собственных нужд котельной часто требуется пар более низкого давления по сравнению с номинальными параметрами котла. Понижение давления пара осуществляется простым дросселированием с помощью редукционного клапана или вентиля. Процесс дросселирования протекает при постоянной энтальпии пара (h=const). В рассматриваемом примере дросселирование пара до давления 0,6 МПа (слабо перегретый пар с температурой 190 єС) необходимо только для собственных нужд котельной и сетевых подогревателей. Поэтому в схеме (рисунок 1) на этой линии предусмотрена редукционная установка (РУ). Параметры пара, отпускаемого на производство, соответствуют номинальным параметрам пара, вырабатываемого котлом, и изменять их не требуется.

Расчет общей производительности котельной выполняется методом последовательных приближений. В первом приближении расход пара на собственные нужды котельной принимают в пределах 5…7% от расхода пара внешними потребителями. С уменьшением доли возврата конденсата расход пара на собственные нужды возрастает. Затем уточняют величину собственных нужд котельной. Расчет считается законченным, если расхождение предварительно принятых и уточненных значений составляет менее 2…3%.

Расход сетевой воды для нужд теплоснабжения , определяется по формуле:



, (4.1)

где ? энтальпии воды в подающей и обратной линиях тепловой сети, кДж/кг;

с - теплоемкость воды, ;

.

Расход редуцированного пара на подогреватели сетевой воды

, (4.2)

где ? энтальпия редуцированного пара при и ,

(слабо перегретый пар) [11];

? энтальпия конденсата после сетевых подогревателей, при , [11];

- кпд подогревателей ().

.

Расход свежего пара до редуцирования на подогреватели сетевой воды :

, (4.3)

где ? энтальпия свежего пара, при и t_п = 225 єС [4];

? энтальпия питательной воды при ,

.

, (4.4)

где - энтальпия пара на технологической нагрузке, ;

.

Суммарный расход свежего пара внешними потребителями:

, (4.5)

.

Если параметры пара, отпускаемого на производство, заданы ниже, чем параметры пара, вырабатываемого паровым котлом, то заданный расход пара на технологические нужды необходимо пересчитать на параметры острого пара по формуле (5.2) [1] с учетом заданных параметров пара, отпускаемого на производство. Кроме того, в схеме котельной (рисунок 1) необходимо предусмотреть дополнительную редукционную установку РУ.

Расход пара на собственные нужды котельной предварительно принимаются в размере 5% внешнего потребления пара:

(4.6)

.

Потери пара внутри котельной принимаются в размере 2…5% от расхода пара в котельной (примем 3%):

(4.7)

.

Общая паропроизводительность котельной определяется по формуле

(4.8)

Количество потерянного на производстве конденсата :

, (4.9)

где ? доля возвращаемого конденсата (по заданию).

Количество возвращаемого конденсата тогда будет .

Общие потери конденсата с учетом 3% его потерь внутри котельной :

, (4.10)

Величина подпитки, характеризующая потери воды в тепловых сетях, , принимается равной 2% от общего расхода сетевой воды.

, (4.11)



.

Расход химически очищенной воды равен сумме потерь конденсата на производстве и количества воды, необходимой для подпитки тепловых сетей :

, (4.12)

.

Расход сырой воды должен компенсировать потери на собственные нужды ВПУ и обеспечить нужды котельной в химически очищенной воде. Собственные нужды ВПУ принимаются равными 25% от расхода химически очищенной воды, тогда расход сырой воды будет :

, (4.13)

.

Расход пара на пароводяной подогреватель сырой воды, определяется из уравнения теплового баланса:

, (4.14)

где ; ? энтальпии воды до и после подогревателя сырой воды.

Вода нагревается в подогревателе сырой воды с 5 до 30 єС, при этом энтальпии воды соответственно будут: ; [1].

Редуцированный пар в подогревателе сырой воды конденсируется. Температура конденсата при , , [4].

.

Непрерывная продувка котла может составлять от 2 до 10% номинальной паропроизводительности. Если G_пр ? 0,28 кг/с, необходимо устанавливать расширитель продувки.

Количество воды, поступающей от непрерывной продувки котла

, (4.15)

где - процент продувки (Примем );

.

Расширитель продувки необходим, так как расход продувочной воды больше 0,28 кг/с.

Количество пара на выходе из расширителя продувки, , кг/с:

, (4.16)

где ? энтальпия воды при давлении в котле и температуре насыщения t_п = 195 ^оС_, [1];

? энтальпия воды при давлении в расширителе продувки, при , t_п= 104 ^оС, [1];

? энтальпия насыщенного пара при давлении в расширителе; при давлении в расширителе ; [1];

х - степень сухости пара, выходящего из расширителя, х = 0,98 кг/кг

.

Подогрев химически очищенной воды после ВПУ производится в водоводяном теплообменнике (ПХОВ) за счет охлаждения подпиточной воды для тепловой сети после деаэратора со 104 до 70 ^оС. Параметры работы подогревателя ХОВ представлены на рисунке 2

Температура ХОВ воды, поступающей в деаэратор, , определяется из уравнения теплового баланса подогревателя:

, (4.17)

Рисунок 2 - Схема работы подогревателя ХОВ.

Энтальпия ХОВ , поступающей в деаэратор:

, (4.18)



Рисунок 3 - Схема потоков, поступающих в колонку деаэратора.

Суммарное количество воды и пара, которые поступают в деаэратор, без учета расхода греющего пара:

, (4.19)

Средняя энтальпия смеси в деаэраторе будет равна :

,

что соответствует температуре смеси :

, (4.20)

Определим расход пара на деаэратор :

, (4.21)

Суммарный расход редуцированного пара для собственных нужд внутри котельной :

, (4.22)

Расход свежего пара на собственные нужды

, (4.23)

.

Паропроизводительность котельной с учетом внутренних потерь (3%) :

, (4.24)

В предварительном расчете расход пара был

Расхождение составит

Пересчет не производим.



5. Выбор основного оборудования котельной

Паровые газомазутные вертикальные водотрубные котлы типа Е (ДЕ) предназначены для выработки насыщенного или перегретого с температурой 225 ^оС пара, используемого на технологические нужды, отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение. Котлы этого типа выпускаются на номинальную производительность 4; 6,5; 10; 16 и 25 т/ч при рабочем давлении 1,4 и 2,4 МПа (14 и 24 кгс/см²). При работе на твердом топливе паропроизводительность котла соответствует цифре, указанной в марке котла. При работе на газе и мазуте производительность по пару несколько больше и указана в табл. 6.1, где приведены технические характеристики газомазутных котлов с рабочим давлением 1,4 МПа.

По максимальной паропроизводительности котельной 40,3 т/ч выбираем 10 газомазутных котлов ДЕ-4-1,4-225 производительностью 4,14 т/ч каждый (табл. 6.1). Общая паропроизводительность котельной 41,4 т/ч. Запас составляет 2,7%.

Таблица 6 - Характеристики котлов типа Е (ДЕ) с давлением пара 1,4 МПа (14 кгс/см²)

Наименование	Марка котла
	ДЕ-4-14ГМ	ДЕ-6,5-14ГМ	ДЕ-10-14ГМ	ДЕ-16-14ГМ
Паропроизводительность, т/ч	4,14	6,73	10,35	16,56
Температура пара, °С: насыщенного перегретого	194 225	194 225	194 225	194 225
Температура питательной воды, °С	100	100	100	100
Поверхность нагрева, м2: радиационная конвективная	22,0 48,0	28,0 67,0	39,0 116,0	49,2 155,0
КПД (при сжигании мазута)	88,19	88,73	89,76	88,94
Тип горелки	ГМ-2,5	ГМ-4,5	ГМ-7	ГМ-10
Габаритные размеры, м: длина ширина высота	4,28 4,3 5,05	5,05 4,3 5,05	7,44 5,13 4,4	9,26 4,67 4,72

Далее необходимо проверить соответствие выбранных типов котлов условию надежности: в случае выхода из строя одного самого большого котла, оставшиеся должны покрывать тепловую нагрузку холодного месяца. Для этого необходимо определить расход пара на подогреватель сетевой воды при тепловой нагрузке холодного месяца , по формуле

, (5.1)

.

Пересчитать его на параметры острого пара

, (5.2)

,

.

Расход пара на технологические и собственные нужды принять такими же, как в основном расчете. Общий расход пара на котельную при выходе из строя одного котла , определяется по формуле

, (5.3)



Девять котлов перекрывают данную нагрузку, производительность девяти котлов равна . Следовательно, выбор верен.



6. Гидравлический расчет трубопроводов

Задачей гидравлического расчета чаще всего бывает определение диаметров участков теплосети и падение давления в них.

Для гидравлического расчета составляют расчетную схему тепловой сети, на которую наносят источник теплоты, трассу тепловых сетей с указанием номеров участков, их длин и расходов теплоносителя. Расчетный участок характеризуется неизменным расходом теплоносителя и диаметром на всем своем протяжении. Расчетный участок располагается, как правило, между соседними присоединениями.

Расчет начинают с магистральных участков и ведут от самого дальнего участка в направлении источника. Главной магистралью называется трубопровод, соединяющий источник теплоты с наиболее удаленным потребителем.

Задают удельное линейное падение давления. Для магистральных участков трубопроводов принимается R_л = 80 Па/м, в ответвлениях по расчету, но должно выполняться условие R_л ? 300 Па/м. Рассчитывают необходимый диаметр трубопровода , по формуле:

, (6.1)

где , при .

Затем округляют диаметр до стандартного и уточняют значение R_л, Па/м, по формуле

, (6.2)



где , при .

Полное падение давления на участке , Па, определяется как

, (6.3)

где - коэффициент местных потерь давления; , ( - опытный коэффициент для воды, )

Потери напора на участке в , м:

, (6.4)

где - плотность воды при средней температуре теплоносителя, кг/м³.

Аналогично рассчитываются другие участки главной магистрали. Результаты расчёта заносятся в таблицу

Расчет приведен для 1-го участка, все последующие расчеты сведены в таблицу 4.

,

Принимаем стандартный диаметр из таблицы 7.3[1] ,

,

,

,

.

Таблица 7 - гидравлический расчёт трубопроводов

№ участка				Предварительный расчет	Окончательный расчет
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
Магистраль
1	244,1	0,7	83	-	80	0,044	51	40,7	3446	0,37	4,02	0,02
2	1818,9	5,4	60	-	80	0,097	100	70,6	4405	0,47	3,65	0,04
3	2752,6	8,2	43	-	80	0,113	125	50,5	2280	0,24	3,18	0,05
4	3108,1	9,3	101	-	80	0,119	125	64,9	6948	0,74	2,94	0,06
5	5616,6	16,8	104	-	80	0,149	150	81,3	9132	0,98	2,2	0,08
6	6404	19,1	40	-	80	0,156	184	36	1555	0,17	1,22	0,08
7	7337,7	21,9	122	-	80	0,164	184	47,3	6290	0,67	1,05	0,09
8	12939,9	38,6	40	-	80	0,204	207	79,2	3548	0,38	0,38	0,12
9	933,7	2,8	30	-	80	0,075	82	53,8	1662	0,18	4,49	0,03
10	1867,4	5,6	144	-	80	0,098	100	76	11382	1,22	4,31	0,04
11	3734,8	11,1	144	-	80	0,127	125	92,5	14119	1,51	3,09	0,06
12	5602,2	16,7	129	-	80	0,148	150	80,4	11201	1,2	1,58	0,08
Ответвления
13	393,7	1,2	30	3446	34	0,064	70	22,7	695	0,07	3,93	0,02
14	787,4	2,3	37			0,082	82	36,3	1383	0,15	3,86	0,03
15	1575,8	4,7	30			0,108	125	16,6	518	0,06	3,71	0,04
16	393,7	1,2	30	695	23	0,069	70	22,7	695	0,07	3,93	0,02
17	393,7	1,2	30	2078	68	0,056	70	22,7	695	0,07	3,78	0,02
18	393,7	1,2	30	695	23	0,069	70	22,7	695	0,07	3,78	0,02
19	933,7	2,8	30	7851	254	0,06	70	123,5	3816	0,41	3,59	0,03
20	355,5	1,1	140	10131	71	0,054	70	19,1	2727	0,29	3,23	0,02
21	393,7	1,2	30	17079	169	0,047	51	119,6	3660	0,39	3,44	0,02
22	787,4	2,3	30			0,061	70	83,3	3175	0,34	3,05	0,03
23	1574,8	4,7	30			0,079	82	151,7	4733	0,51	2,71	0,04
24	393,7	1,2	30	3660	120	0,05	51	119,6	3660	0,39	3,44	0,02
25	393,7	1,2	30	6835	223	0,045	51	119,6	3660	0,39	3,10	0,02
26	393,7	1,2	30	3660	120	0,05	51	119,6	3660	0,39	3,10	0,02
27	933,7	2,8	30	17079	300	0,059	70	123,5	3816	0,41	2,61	0,03
28	393,7	1,2	67	26211	262	0,044	51	119,6	8173	0,88	2,38	0,02
29	787,4	2,3	30			0,056	70	83,3	2574	0,28	1,5	0,03
30	393,7	1,2	30	8173	267	0,043	51	119,6	3660	0,39	1,89	0,02
31	933,7	2,8	39	27766	300	0,059	70	123,5	4960	0,53	1,46	0,03
32	933,7	2,8	30	1662	54	0,081	82	53,8	1662	0,18	4,49	0,03
33	933,7	2,8	30	3816	123	0,069	70	123,5	3816	0,41	3,50	0,03
34	933,7	2,8	30	13044	300	0,059	70	123,5	3816	0,41	3,50	0,03
35	933,7	2,8	30	3816	123	0,069	70	123,5	3816	0,41	1,99	0,03
36	933,7	2,8	30	27163	300	0,059	70	123,5	3816	0,41	1,99	0,03

В таблице 4 графа 12 - это суммарные потери напора от источника до рассматриваемого участка.

Если по территории микрорайона проложено две или более магистральных линий, необходимо, чтобы суммарные потери давления по ветвям различались не более чем на 15%.



7. Выбор схемы присоединения типового потребителя

Проанализируем пьезометрический график

Давление в подающем трубопроводе достаточно и гарантирует невскипание воды; линия невскипания построена следующим способом: величина напора, соответствующего невскипанию, откладывается от линии давлений в подающей магистрали; во всех точках расположенных ниже линии NP вскипание невозможно; во всех точках, расположенных выше NP, может наступить парообразование; эта линия пересекает абоненты 30, 27, 16,1 9, 18, 17, следовательно водонагреватели и калориферы этих зданий не могут располагаться выше точки пересечения NP с абонентами, то есть на верхних этажах.

Напор в подающей магистрали по отношению ко всем абонентам не превышает 100 м, поэтому неопасен для местных подогревателей горячего водоснабжения, калориферы, допускающие давление до 80 м, можно устанавливать в нижних этажах всех зданий.

Все абоненты могут быть присоединены по типовой схеме подключения с элеватором так как удовлетворяются все требования, предъявляемые к зависимым схемам с элеватором:

1) напор в обратной магистрали должен быть достаточен для залива местных систем отопления, то есть на 5 м выше здания, но давление в этой линии должно быть меньше допустимого для нагревательных приборов

2) располагаемый напор в тепловом пункте должен быть достаточен для преодоления гидравлического сопротивления разводящих сетей и местных систем отопления (10-15 м);

3) напор в тепловой сети при статическом режиме обеспечивает залив местных систем отопления, но меньше допустимого для нагревательных приборов

Выбираем двухступенчатую системы подключения для ГВС, так как соотношение

(7.1)



8. Температурный график отпуска теплоты

Выбираем повышенный график исходя из соотношения 7.1. Расчетная температура наружного воздуха . Температурный график 150/70. .

Из таблицы 4.4 и таблицы 4.5[5] выписываем значения температур в подающем и обратном трубопроводе.

Прибавка , находится по следующему уравнению

, (8.1)

где - коэффициент, для систем без баков аккумуляторов .

.

Для нахождения , воспользуемся следующей формулой

, (8.2)

где - температура в обратной линии при температуре наружного воздуха 3,1 °C;

- принимаем;

- температура водопроводной воды, ;

- температура горячей воды после подогревателя, ;

, (8.3)

Для нахождения , воспользуемся следующей формулой



, (8.4)

Все расчеты сведены в таблицу 8

Таблица 8 - расчет температурного графика

	Значение температур
	-24	-20	-15	-10	-5	0	+3,1	+5
	150	138,6	124,3	109,6	94,8	79,7	70	64,1
	70	66,2	61,4	56,3	51,0	45,4	41,7	39,4
	23,8	22,4	20,6	18,8	16,8	14,8	13,4
	1,2	2,6	4,4	6,2	8,2	10,2	11,6
	151,2	141,2	128,7	115,8	103	89,9	81,6
	46,2	43,8	40,8	37,5	34,2	30,6	28,3



9. Расчет компенсаторов

Расчет приведен для участка 1, все последующие расчеты сведены в таблицу 6.

Определить напряжение в наиболее нагруженном сечении Г-образного участка трубопровода при следующих данных: ; ; ; ; .

Соотношение плеч , рассчитывается по следующей формуле

, (9.1)

.

По приложению П.4[1] определяем напряжение в заделке меньшего плеча.

Изгибающее напряжение на участке , найдем по следующей формуле

, (9.2)

Таблица 9 - расчет участков самокомпенсации

12	150	64	65	0	174	1,02	0,058	10,09
7	175	57	65	0	174	1,14	0,061	10,61
1	50	53	30	0	174	1,77	0,045	7,83



На участках 12, 7, 1 изгибающее напряжение не превышает допускаемого изгибающего напряжения , следовательно, участки самокомпенсации допустимы.

Расчет П образного компенсатора приведен для участка 11, все последующие расчеты сведены в таблицу 7.

Начальные данные для участка 11: ; расстояние между неподвижными опорами , что допустимо, следуя из таблицы 10.1[1]; количество компенсаторов на участке ; .

Тепловое удлинение , определяем по формуле

, (9.3)

где - коэффициент линейного расширения углеродистых трубных сталей, принимаем; ,

.

Расчетное тепловое удлинение , с учетом предварительной растяжки в размере 50%, рассчитывается по следующей формуле

, (9.4)

По номограммам в приложениях П.2 ч П.3[1] определяем вылет компенсатора , силу упругой деформации .

Спинка компенсатора , рассчитывается по следующей формуле

, (9.5)



.

Таблица 10 - расчет П образных компенсаторов

11	125	72	156,6	78,3	2,6	2,0	1,3	2
10	100	72	156,6	78,3	2,2	2,1	1,1	2
6	175	40	87	43,5	2	6,5	1	1
5	150	52	113,1	56,6	2,1	3,8	1,05	2
4	125	50,5	109,8	54,9	1,8	3,0	0,9	2
3	125	43	93,5	46,8	1,6	3,4	0,8	1
2	100	60	130,5	65,3	2,1	2,2	1,05	1



Список использованных источников

1 Марьина, З.Г. Проектирование систем теплоснабжения жилых микрорайонов и промышленных предприятий [Текст]: методические указания к курсовому проектированию; Архангельский государственный технический университет/ З.Г. Марьина, А.Э. Пиир. - Архангельск: АГТУ, 2009. - 47 с.

2 Скоров Б.М. Гражданские и промышленные здания [Текст]. - М.: Высшая школа, 1979. - 439с.

3 Cоколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети[Текст]. - М.: Изд-во МЭИ, 2001. - 472с.

4 СП 124.13330.2012. Тепловые сети[Текст]: Актуализированная редакция СНиП 41-02-2003: дата введения 01.01.2003 г.

5 Наладка и эксплуатация водяных тепловых сетей[Текст]: Справочник /В.И. Манюк, Я.И. Каплинский и др. М.: Стройиздат, 1988. - 432с.

Размещено на Allbest.ru