Проектирование тепловой сети
Обзор исходных данных для проектирования и расположения абонентов тепловой энергии относительно пьезометрического графика магистральной тепловой сети. Процесс выбора технологической схемы и оборудования теплового пункта. Средства контроля за системой.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 11.02.2013 |
| Размер файла | 821,6 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Оглавление
1. Исходные данные для проектирования
2. Зависимая система отопления, закрытая система ГВС
3. Выбор принципиальной технологической схемы ТП
3.1 Определение минимального статического давления в местной системе
3.2 Выбор принципиальной технологической схемы ТП
4. Расчет технологической схемы. Выбор оборудования автоматизации теплового пункта
4.1 Определение потребных расходов теплоносителей
4.2 Определение давления на входе и выходе из ТП
4.3 Выбор диаметров трубопроводов
4.4 Выбор трубопроводной арматуры ТП
4.5 Определение потерь давления на элементах трубопроводной арматуры
4.6 Определение потерь давления на тройниках
4.7 Выбор средств измерения и контроля, теплосчетчика
4.8 Выбор регулятора перепада давлений РПД и регулятора расхода системы отопления РОТ
4.9 Выбор регулятора системы горячего водоснабжения ГВС
4.10 Выбор регулятора системы вентиляции РПДВ
4.11 Проверка регулирующих клапанов на отсутствие кавитации
4.12 Выбор циркуляционного насоса системы отопления НОТ
4.13 Выбор циркуляционного насоса системы ГВС
4.14 Выбор насоса системы подпитки
4.15 Выбор средств контроля и управления
Список используемой литературы
1. Исходные данные для проектирования
Тип системы теплоснабжения:
- система отопления - зависимая;
- система ГВС - закрытая.
Тепловая нагрузка:
- система отопления QОТ=980 кВт;
- система вентиляции QB = 1300 кВт;
- горячее водоснабжение Qгвc = 410 кВт.
Пьезометрический напор:
- прямой трубопровод магистральной теплосети Н1 = 100 м;
- обратный трубопровод магистральной теплосети Н2 = 40 м;
- статический напор в магистральной теплосети Нст = 65 м.
Пьезометрическая высота теплового пункта НТП = 0 м.
Высота здания НЗД = 45 м.
Потери полного давления:
- в системе отопления ДРОТ = 0,7 бар;
- в системе вентиляции ДРВ = 0,9 бар;
- в теплообменнике ГВС первой ступени ДРГВС1 = 0,2 бар;
- в теплообменнике ГВС второй ступени ДРГВС2 = 0,85 бар;
- в абонентской системе ГВС ДРГВСабс = 0,5 бар;
- в теплообменнике системы отопления ДРТот = 0,6 бар.
Температура теплоносителя:
- прямой трубопровод магистральной теплосети t1 = 120 °С;
- обратный трубопровод магистральной теплосети t2 = 60 °С;
- прямой трубопровод магистральной теплосети в точке излома температурного графика t1,изл = 60 °С;
- обратный трубопровод магистральной теплосети в точке излома температурного графика t2,изл = 40 °С;
- система ГВС абонента tГВС = 55 °С;
- прямой трубопровод системы отопления абонента t0T,1 = 90 °С;
- обратный трубопровод системы отопления абонента t0T2 = 60 °С
Расчетная температура воды в системе ХВС tХВС = 5 °С.
2. Зависимая система отопления, закрытая система ГВС
Рисунок 1 - Расположение абонентов тепловой энергии относительно пьезометрического графика магистральной тепловой сети:
1 - напор в прямом трубопроводе;
2 - напор в обратном трубопроводе;
3 - статический напор в магистральной тепловой сети; рI,II,III,IV - избыток (недостаток) напора в прямом трубопроводе.
3. Выбор принципиальной технологической схемы ТП
3.1 Определение минимального статического давления в местной системе
Так как в данном тепловом пункте теплоноситель с температурой более 100°С в верхние этажи здания не подается, то минимальное статическое давление в системе ограничивается только требованием отсутствия опорожнения системы при остановке насосов.
Следовательно:
= 0,1Н зд + 0,5 = 0,1•45 + 0,5 = 5 бар.
Определяем статический пьезометрический напор в местной системе. Принимаем, что статический пьезометрический напор в местной системе НСТА соответствует .
Тогда получаем:
Нста= Нтп+ /pg • 105 = 0 + 0,00005•105 = 50м.
3.2 Выбор принципиальной технологической схемы ТП
Как следует из исходных данных и полученной величины статического пьезометрического напора в абонентской системе Нст а, гидравлический режим местной системы теплоснабжения характеризуется следующими данными. Статический напор в местной системе превышает давление в обратной магистрали тепловой сети. Статический напор в местной системе не превышает статический напор в магистральной теплосети. Следовательно, при останове насосов может произойти опорожнение местной системы по обратному трубопроводу. Для согласования гидравлических режимов требуется установка клапана подпора на обратной магистрали ТП. Повысительный насос в технологической схеме пока не предусматриваем. Для выяснения необходимости его установки необходим расчет гидравлических режимов работы теплового пункта, что будет сделано позже. Клапан регулятора подпора защищает систему от опорожнения по обратному трубопроводу.
Потери давления в системе вентиляции не превышают располагаемый пьезометрический напор в тепловой сети. Считаем, что теплообменники системы вентиляции установлены помещении теплового пункта. Следовательно, их опорожнение при статическом режиме тепловой сети произойти не может. С учетом изложенных факторов присоединение системы вентиляции производим до клапана подпора.
Перемычка с запорным клапаном КЗ4 предназначена для отключения системы отопления в теплый период года.
Клапан запорный КЗ5, установленный на байпасе теплообменника ГВС первой ступени, открывается в летний период и отключает его от системы ГВС. В холодный период года это клапан закрыт.
Кроме того, предусматриваем подпитку местной системы из обратного трубопровода магистрали.
4. Расчет технологической схемы. Выбор оборудования автоматизации теплового пункта
4.1 Определение потребных расходов теплоносителей
Расчетный расход исходного теплоносителя (с температурой t1=900C), поступающий из прямого трубопровода для нужд системы отопления:
GОТ,1 = 0,86•Q ОТ / (t1-t2) = 0,86•980/(120-60)=14,05 м3/ч
Расчетный расход теплоносителя, циркулирующего в системе:
GОТ = 0,86•Q ОТ / (tОТ,1- tОТ,2) = 0,86•980/(90-60)=28,09 м3/ч
Расчетный расход теплоносителя, поступающий из обратного трубопровода для нужд системы отопления:
GОТ,2 = QОТ - GОТ,1 = 28,09 - 14,05 = 14,04 м3/ч
Расчетный расход теплоносителя в системе вентиляции:
GВ = 0,86•QВ /(t1- t2)=0,86•1300/(120-60)=18,63 м3/ч
Расчетный расход теплоносителя, забираемый из прямого трубопровода на нужды ГВС (в точке излома температурного графика):
GГВС = 0,86•QГВС/(t1,ИЗЛ- t2,ИЗЛ)=0,86•410/(60-40)=17,63 м3/ч
Расчетный расход горячей воды в абонентской системе ГВС:
GГВС аб = 0,86•QГВС/(tГВС- tХВС)=0,86•410/(55-5)=7,05 м3/ч
Расчетный расход теплоносителя в наиболее холодный период года:
GГВС хол = 0,86•QГВС/(t1- t2)=0,86•410/(120-60)=5,88 м3/ч.
Таким образом, расход теплоносителя через тепловой пункт равен:
GТПmax = GОТ,1+ GВ+ GГВС хол = 14,05+18,63+5,88 = 38,56 м3/ч.
Расчетный расход теплоносителя через узел подпитки:
GПД = 0,003•QОТ = 0,003•980 = 2,94 м3/ч.
4.2 Определение давления на входе и выходе из ТП
Располагаемое избыточное давление на входе в тепловой пункт:
РВХ = (Н1 - НТП)•pB •g / 105 = (100 - 0)•1000•10 / 105 = 10 бар.
Избыточное давление на выходе из теплового пункта должно быть:
Рвых = (Н2 - НТП)•pB •g / 105 = (45 - 0)•10•1000 / 105 = 4,5 бар.
4.3 Выбор диаметров трубопроводов
Внутренний диаметр трубопровода d определяется по величине объемного расхода в данном трубопроводе G, м /ч и скорости течения теплоносителя v, м/с по формуле:
d = 18.82•, мм
При задании скорости течения v необходимо учитывать следующее. Большая величина скорости приведет к повышенным потерям полного давления и повышенному уровню шума. Слишком малое значение скорости приводит к увеличению габаритов трубопроводов, регулирующих органов, арматуры и, следовательно, стоимости оборудования теплового пункта. В качестве предварительного значения можно использовать величину v = 1-3 м/с. Диаметр условного прохода определяется как ближайшее большее из следующего ряда стандартных значений условных диаметров труб, выпускаемых промышленностью: Dy, мм: 15; 20; 25; 32; 40; 50; 70; 80; 100; 125; 150; 175; 200. После выбора диаметра условного прохода Dy, мм уточняется скорость теплоносителя в трубопроводе по формуле:
v = 354, м/с.
Прямой (обратный) трубопровод теплового пункта:
d = 18.82• = 67,47 мм.
Dy = 70 мм
v = 354=2,79 м/с.
Трубопровод греющего теплоносителя ГВС:
d = 18.82• =45,62 мм.
Dy = 50 мм
v = 354= 2,5 м/с.
Трубопровод нагреваемого теплоносителя ГВС:
d = 18.82• = 28,85 мм.
Dy = 32 мм
v = 354= 2,44 м/с.
Подающий и обратный трубопроводы узла присоединения вентиляции:
d = 18.82• = 46,7 мм.
Dy = 50 мм
v = 354= 2,64 м/с.
Подающий и обратный трубопровод отопления:
d = 18.82• = 57,59 мм.
Dy = 70 мм
v = 354= 2,03 м/с.
Перемычка узла присоединения отопления:
d = 18.82• = 40,71 мм.
Dy = 40 мм
v = 354= 3,11 м/с.
Трубопровод системы подпитки:
d = 18.82• = 18,63 мм.
Dy = 20 мм
v = 354= 2,6 м/с.
Параметры трубопроводов теплового пункта:
Таблица 1:
|
Наименование трубопровода |
Диаметр условного прохода DУ, мм |
Расход теплоносителя G, м3/ч |
Скорость теплоносителя V, м/с |
|
|
Прямой (обратный) трубопровод теплового пункта |
70 |
38,56 |
2,79 |
|
|
Трубопровод греющего теплоносителя системы ГВС |
50 |
17,63 |
2,5 |
|
|
Трубопровод нагреваемого теплоносителя системы ГВС |
32 |
7,05 |
2,44 |
|
|
Подающий и обратный трубопроводы узла присоединения вентиляции |
50 |
18,63 |
2,64 |
|
|
Подающий и обратный трубопровод отопления |
70 |
28,09 |
2,03 |
|
|
Перемычка узла присоединения отопления |
40 |
14,04 |
3,11 |
|
|
Трубопровод системы подпитки |
20 |
2,94 |
2,6 |
4.4 Выбор трубопроводной арматуры ТП
Трубопроводную арматуру выбираем из каталога фирмы «Danfoss» по величине диаметра условного прохода и условиям эксплуатации: по давлению и температуре. Результаты заносим в табл. 2.
Характеристики арматуры теплового пункта:
Таблица 2:
|
Элемент арматуры |
Вид, тип |
Условное давление ру, бар |
Максимальная рабочая температура, tmax, °С |
Условный диаметр Dy, мм |
Пропускная способность Kv, м3/ч |
|
|
Клапан запорный КЗ1 КЗ2, КЗ3, КЗ5 |
Кран шаровой, фланцевый, тип JiP-FF |
25 |
180 |
65 |
200 |
|
|
Фильтр Ф1, Ф2 |
Фильтр сетчатый, чугунный, фланцевый, со сливным краном, тип FVF |
16 |
150 |
65 |
95 |
|
|
Клапан обратный КОГВС |
Клапан обратный латунный с резьбовым присоединением, тип 223 |
16 |
80 |
32 |
23,3 |
|
|
Клапан обратный КОВ |
Клапан обратный, чугунный фланцевый, тип 402 |
16 |
100 |
50 |
99 |
|
|
Кран запорный системы подпитки КЗ6 |
Кран шаровой, фланцевый, тип JiP-FF |
40 |
180 |
20 |
14 |
|
|
Фильтр системы подпитки Ф3 |
Фильтр сетчатый, муфтовый, латунный, тип Y222 |
25 |
110 |
20 |
5.1 |
|
|
Клапан обратный системы подпитки КОПд |
Клапан обратный латунный, резьбовой, с пластмассовым затвором, тип EURA |
10 |
90 |
20 |
6,7 |
|
|
Клапан электромагнитный системы КЭМ |
Клапан электромагнитный тип EV200B |
20 |
8 |
|||
|
Клапан обратный КООТ |
Клапан обратный, латунный с металлическим затвором, тип 223 |
16 |
80 |
40 |
40,5 |
|
|
Клапан запорный КЗ4 |
Кран шаровой, стальной, под приварку, тип JiPWW |
40 |
180 |
40 |
68 |
4.5 Определение потерь давления на элементах трубопроводной арматуры
Потери полного давления находятся по формуле:
Др = ,
Где G - расчетный расход теплоносителя через рассматриваемый элемент арматуры. Результаты заносим в таблицу 3.
Потери давления на элементах трубопроводной арматуры:
Таблица 3:
|
Элемент арматуры |
Расход G, м3/ч |
Пропускная способность, KV, м3/ч |
Потери давления, бар |
|
|
Клапан запорный КЗ1 КЗ2, КЗ3, КЗ5 |
38,56 |
200 |
0,04 |
|
|
Фильтр Ф1, Ф2 |
38,56 |
95 |
0,16 |
|
|
Клапан обратный КОГВС |
7,05 |
23,2 |
0,09 |
|
|
Клапан обратный КОВ |
18,63 |
99 |
0,04 |
|
|
Кран запорный системы подпитки КЗ6 |
2,94 |
14 |
0,044 |
|
|
Фильтр системы подпитки Ф3 |
2,94 |
5,1 |
0,33 |
|
|
Клапан обратный системы подпитки КОПд |
2,94 |
6,7 |
0,19 |
|
|
Клапан электромагнитный системы подпитки КЭМ |
2,94 |
8 |
0,14 |
|
|
Клапан обратный КООТ |
14,04 |
40,5 |
0,12 |
|
|
Клапан запорный КЗ4 |
17,63 |
68 |
0,07 |
4.6 Определение потерь давления на тройниках
Потери давления на тройниках прямого трубопровода ТП, трубопровод прямой воды системы вентиляции и прямого трубопровода ТП, трубопровод прямой воды системы ГВС определяются по следующим формулам:
- боковое ответвление:
Где ДpC потери полного давления при течении из сборного канала в боковое ответвление; коэффициент А' по таблице 4.
Значения коэффициента А' для расчета потерь давления на приточном тройнике:
Таблица 4:
|
(GбFC)/(GCFб) |
|||
|
А' |
1,0 |
0,9 |
- прямой проход (при vП vС):
Где:
ДpC потери полного давления при течении из сборного канала в проходной канал.
Рис. - Схема течения в приточном тройнике:
G - объемный расход; v - скорость теплоносителя; F - площадь прохода.
Потери давления на тройниках обратного трубопровода ТП, трубопровод обратной воды системы вентиляции и обратного трубопровода ТП, трубопровод обратной воды системы ГВС определяются по следующим формулам:
- боковое ответвление:
Где рС - потери полного давления при течении из бокового ответвления в сборный канал; - плотность воды; А - коэффициент, определяемый по табл. 5.
Значения коэффициента А для расчета потерь давления на вытяжном тройнике:
Таблица 5:
|
FП/ FС |
0-0,2 |
0,3-0,4 |
0,6 |
0,8 |
1,0 |
|
|
А |
1,0 |
0,75 |
0,7 |
0,65 |
0,6 |
- прямой проход
Где рп - потери полного давления при течении из проходного канала в сборный канал.
Рис. 4 - Схема течения в вытяжном тройнике:
G - объемный расход; v - скорость теплоносителя; F - площадь прохода.
После определения коэффициентов гидравлических сопротивлений находим потери давления по формуле:
Результаты заносим в таблицу 6. Потери полного давления на тройниках теплового пункта.
Таблица 6:
|
Наименование тройника |
Потери полного давления Др, бар |
||
|
Прямой проход |
Боковое ответвление |
||
|
Прямой трубопровод ТП + подающий трубопровод прямой воды вентиляции |
0,01 |
0,05 |
|
|
Прямой трубопровод ТП + подающий трубопровод теплообменника II ступени ГВС |
~ 0 |
0,02 |
|
|
Прямой трубопровод ТП + перемычка системы отопления |
0,01 |
0,01 |
|
|
Обратный трубопровод ТП + перемычка системы отопления |
0,01 |
0,04 |
|
|
Обратный трубопровод ТП + обратный трубопровод теплообменника II ступени ГВС |
~ 0 |
0,01 |
|
|
Обратный трубопровод ТП + обратный трубопровод системы вентиляции |
0,02 |
0,03 |
4.7 Выбор средств измерения и контроля, теплосчетчика
В качестве прибора учета и контроля теплопотребления выбираем теплосчетчик SONOCAL 2000 фирмы «Danfoss», в состав которого входят от одного до четырех расходомеров SONO 2500 CT, от двух до пяти высокоомных термопреобразователей сопротивления и тепловычислитель «Infocal 5 OS».
Для установки на прямой и обратный трубопроводы ТП выбираем: фланцевые расходомеры SONO 2500 СТ, Dy = 65 мм, Py = 25 бар, Tmax = 150С, Gmin = 1,0 м3/ч, Gmax = 50 м3/ч; термопреобразователи сопротивления Pt 500; преобразователь давления MBS 3000; тепловычислитель Infocal 5 OS. Для установки на подпиточный трубопровод выбираем фланцевый расходомер SONO 2500 СТ, Dy = 25 мм, Py = 25 бар, Tmax = 150 С, Gmin = 0,14 м3/ч, Gmax = 7 м3/ч.
Для установки на трубопровод нагреваемого теплоносителя системы ГВС выбираем фланцевый расходомер SONO 2500 СТ, Dy = 32 мм, Py = 25 бар, Tmax = 150 С, Gmin = 0,18 м3/ч, Gmax = 9 м3/ч.
Для выбранных расходомеров по графику определяем потери давления на расходомерах:
- прямой и обратный трубопроводы ТП РС1, РС2 - 0,4 бар;
- трубопровод нагреваемого теплоносителя системы ГВС РС3 - 0,08 бар;
- трубопровод подпитки РС4 - 0,02 бар.
Выбираем регулятор подпора Рп.
Давление за регулятором подпора Рп по ходу движения теплоносителя РРП2 равно давлению на выходе из теплового пункта РВЫХ плюс потери давления на расходомере РС2, двух запорных клапанах КЗ2 и КЗ3 и плюс потери давления на тройнике при стыковке обратного трубопровода ТП и трубопровода обратной воды системы вентиляции:
4,5+0,04+0,04+0,4+0,02=5 бар.
Давление до регулятора подпора по ходу движения теплоносителя РРП2 принимаем равным минимально допустимому давлению в местной системе теплоснабжения :
==5 бар.
Учитывая это, примем перепад давлений на клапане регулятора подпора равным минимально рекомендуемому значению, равному 0,3 бар. Требуемую пропускную способность клапана определим по этой величине перепада давлений:
=1,2•=1,2•=43,48 м3/ч;
По полученной величине требуемой пропускной способности в качестве регулятора подпора выбираем составной гидравлический регулятор AFA/VFG2 с фланцевым разгруженным клапаном VFG2,импульсной трубкой AF с параметрами: Dy = 65 мм; ру = 16 бар; Kv = 50 м3/ч; tmax = 200 C и регулирующим блоком AFA с диапазоном давления настройки 0,05…16 бар.
Давление перед клапаном регулятора подпора по ходу движения теплоносителя при номинальном гидравлическом режиме тепловой сети равно РРП1=5+0,3=5,3 бар.
Примем, что отклонение давления за регулятором подпора составляют 30 % от номинального значения, то есть =1,3•5 ? 6,5 бар.
Следовательно, при максимальном давлении в обратном трубопроводе теплосети клапан регулятора подпора уже не сможет поддерживать давление настройки, равное 5,3 бар и будет находиться в полностью открытом состоянии.
Перепад давлений на клапане в этом режиме составит:
=2=2=0,09 бар.
А давление перед клапаном подпора будет равно:
=+= 6,5+0,08 = 6,58 бар.
Такое увеличение давления не влияет на гидравлическую устойчивость местной системы теплоснабжения, однако может повлиять на работоспособность арматуры, трубопроводов, регулирующих, балансировочных клапанов, отопительных приборов. Следовательно, выбирая конструктивные элементы местной системы теплоснабжения необходимо иметь запас по рабочему давлению не менее 1 бар.
4.8 Выбор регулятора перепада давлений РПД и регулятора расхода системы отопления РОТ
Давление перед регулятором РПД рРПД 1 равно давлению на входе в тепловой пункт минус сумма потерь давления на клапане КЗ1, фильтре Ф1, расходомере РС1 и тройнике при стыковке прямого трубопровода ТП и трубопровода прямой воды вентиляции при движении теплоносителя на проход. То есть: рРПД 1= 10-0,04-0,16-0,4-0,01=9,39 бар.
Тогда располагаемый перепад давлений для участка сети с регулятором РПД равен: р1-2= 9,39-5,3=4,09 бар.
Примем, что отклонение перепада от номинального значения Др1-2 составляет ±15 %. Тогда, расчетный перепад давлений на клапане регулятора РПД может быть принят равным:
Д=0,85•0,3•4,09 = 1,04 бар.
Перепад давлений на клапане РПД при номинальном гидравлическом режиме тепловой сети будет равен:
Д= 1+0,15•4,09 = 1,61 бар.
А стабилизируемый регулятором РПД перепад давлений найдется как:
Дp = Дp1-2 - Д = 4,09-1,61 = 2,48 бар.
Этот перепад расходуется на преодоление сопротивления водоподогревателя системы ГВС I ступени (0,2 бар), тройников, образующихся при стыковке трубопроводов системы ГВС с прямым и обратным трубопроводом ТП (0 бар), регулятора Рот и ввода системы отопления (рОТ.П- рОТ.О).
Перепад давлений на вводе в систему отопления равен:
0,01+0,01-0,04-0,12-0 = -0,14 бар.
Тогда можем записать равенство:
Д= 2,48-0,2-0+0,14 = 2,42 бар.
Полученные в результате расчета величины давлений наносим на технологическую схему ТП, см. рис. 2.
Находим требуемые пропускные способности клапанов:
- регулятора перепада давлений РПД:
= 1,2• = 1,2 • = 23,45 м3/ч;
- регулятора расхода системы отопления Рот:
= 1,2• = 1,2• = 10,81 м3/ч;
По найденным величинам требуемой пропускной способности и условиям эксплуатации выбираем:
- в качестве регулятора РПД гидравлический составной регулятор AFP/VFG2 с фланцевым разгруженным клапаном VFG2 с параметрами:
Dy = 50 мм;
ру = 16 бар;
Kv = 32 м3/ч;
tmax = 200 0C и регулирующим блоком AFP, с импульсной трубкой AF, с диапазоном настройки перепада давлений 0,15…1,5 бар;
- в качестве регулятора клапана регулятора Рот фланцевый с разгруженным клапаном VFG2 с параметрами:
Dy = 32 мм;
ру = 16 бар;
Kv = 16 м3/ч;
tmax = 200 0C с электрическим приводом AMV413 (U = 220 В; скорость перемещения штока 15 мм/с);
- управление этим клапаном осуществляется от электронного регулятора Comfort 300.
4.9 Выбор регулятора системы горячего водоснабжения ГВС
С учетом значений потерь давления в тройниках из табл. 6 и потерь давления в водоподогревателе второй ступени, заданных и исходных данных, определяем давление до и после регулятора РГВС.
Полученные величины давлений наносим на технологическую схему.
Перепад давлений на клапане регулятора РГВС получается равным:
Д = 6,91-5,5 = 1,41 бар.
Требуемая пропускная способность клапана получается равной:
= 1,2• = 1,2• = 17,78 м3/ч.
По найденной величине пропускной способности и условиям эксплуатации в качестве клапана для регулятора РГВС выбираем фланцевый с разгруженным клапаном VFG2 с параметрами:
Dy = 40 мм;
ру = 16 бар;
Kv = 20 м3/ч;
tmax = 200 0C. Клапан комплектуется электроприводом AMV 633 (U = 220 В; скорость перемещения штока 4 мм/с). Управление этим клапаном осуществляется от электронного регулятора Comfort 300.
Внешний авторитет клапана получился равным:
а = Д - Д = 1,41/4,09 = 0,3
В соответствии с рекомендациями для регулятора расхода системы ГВС следует выбрать клапан с равнопроцентной расходной характеристикой.
4.10 Выбор регулятора системы вентиляции РПДВ
Давление перед клапаном регулятора РПДВ равно 9,35 бар, см. рис.
Давление после регулятора РПДв по ходу движения теплоносителя определится как:
= 4,98 + Д + Д+Д+ Д = 4,98 + 0,03 + 0,04 + Д + 0,9 = 5,95 + Д бар.
Тогда для перепада давлений на клапане регулятора РПДв получим:
Д= -Д= 9,35-5,95 = 3,4 бар.
Определим теперь требуемое значение этого перепада, используя рекомендации раздела 2.5.
Номинальное значение располагаемого перепада давлений Др1-2 для данного регулятора равно:
Д = 9,35-4,98 = 4,37 бар.
Примем, что отклонение перепада Др1-2 от номинального значения составляет ± 30 %. Тогда:
Д = 0.7•Д= 0.7•4.37 = 3.06 бар.
В соответствии с рекомендациями раздела 2.5 расчетный перепад давлений на регуляторе должен составлять (0,2 …0,6)Д . Следовательно, можем принять:
Д = 0,4•Д = 0.4•3.06 = 1,22 бар.
При данной величине расчетного перепада, требуемый перепад давлений на клапане в номинальном режиме составит:
Д = Д + 0,3•Д = 1,22+0,3•4,37 = 2,53 бар.
Находим перепад давлений на балансировочном клапане БК2:
Д= 3,4 - Д= 3,4-2,53 = 0,87 бар.
Определяем требуемые пропускные способности клапанов РПДВ и БК2:
= 1,2• = 1,2• = 20,32 м3/ч.
= 1,2• = 1,2• = 24,04 м3/ч.
По каталогу в качестве регулятора РПДВ выбираем составной гидравлический регулятор AFP/VFG2 с фланцевым разгруженным клапаном VFG2 с параметрами:
Dy = 40 мм;
ру = 16 бар;
Kv = 20 м3/ч;
tmax = 200 0C и регулирующим блоком AFP-9 с диапазоном настройки перепада давлений 1…6 бар.
В качестве клапана БК2 выбираем ручной балансировочный клапан чугунный фланцевый MSV-F2 с параметрами:
Dy = 40 мм;
ру = 16 бар;
Kv = 32,5 м3/ч;
tmax = 130 0C;
Дрmax = 2 бар.
4.11 Проверка регулирующих клапанов на отсутствие кавитации
Кавитации подвержены только клапаны, установленные на прямом трубопроводе, температура теплоносителя в котором более 100 0С. Минимально допустимое давление перед ними, равно:
- перед клапаном РПДВ:
= pИ +2•Д = 0,98 + 2•2,53 = 6,04 бар
- перед клапаном РПД:
= pИ +2•Д = 0,98 + 2•1,61 = 4,2 бар;
- перед клапаном Рот:
= +2•Д = 0,98 + 2•2,42 = 5,82 бар,
Где - р0 - избыточное давление теплоносителя перед регулирующим клапаном, бар; рН - избыточное давление насыщенных паров воды в зависимости от ее температуры t в бар, принимаемое по табл. 7.
Избыточное давление насыщения водяного пара:
Таблица 7:
|
Температура теплоносителя t, °C |
100 |
105 |
110 |
115 |
120 |
125 |
130 |
135 |
140 |
145 |
150 |
|
|
pН, бар |
0,01 |
0,21 |
0,43 |
0,69 |
0,98 |
1,31 |
1,71 |
2,14 |
2,62 |
3,17 |
3,85 |
Так как полученные величины давлений ниже значений фактического рабочего давления перед клапанами, то условие отсутствия кавитации выполнено.
Результаты расчетов давлений наносим на технологическую схему ТП.
4.12 Выбор циркуляционного насоса системы отопления НОТ
В соответствии с формулой (3.14, при отсутствии водоразбора) следует:
,
В этом случае потребный напор насоса минимален и затрачивается только на преодоление путевых потерь давления. Напор насоса равен разнице потерь давления в системе отопления ДрОТ и располагаемого перепада на концах прямого и обратного трубопроводов системы отопления ДрРАСП. В соответствии с исходными данными к задаче ДрОТ = 0,7 бар. Пользуясь вычисленными ранее величинами давлений, находим располагаемый перепад ДрРАСП =5,35-5,6 = - 0,25 бар (см. величины давлений, указанные на рис. 1). Таким образом, потребный напор циркуляционного насоса с запасом 10 % получаем равным:
= 1,1•10•(0,7-(-0,25)) = 10,45 м.
Потребный расход насоса НОТ равен GОТ = 28,09 м3/ч.
По каталогу фирмы «Vilo» выбираем насос Wilo-Stratos 80/1-12:
G = 35 м3/ч,
H = 12 м,
N = 1,35 кВт,
U = 230 В.
4.13 Выбор циркуляционного насоса системы ГВС
Насос НГВС должен преодолевать сопротивление в теплообменнике второй ступени (оно, в соответствии с исходными данными, равно 0,85 бар), сопротивление в системе ГВС (примем его равным 0,5 бар), сопротивление обратного клапана (0,09 бар). Таким образом, потребный напор циркуляционного насоса с запасом 10 % получаем равным:
ННгвс = 1,1•10•(0,85 + 0,5 + 0,09) = 15,84 м.
Потребный расход насоса НГВС равен:
GГВС а = 7,05 м3/ч.
По каталогу фирмы «Grundfos» выбираем одноступенчатый насос ТР 32-200/2 Grundfos:
G = 12,3 м3/ч,
H = 16,3 м,
N = 1,1 кВт,
U = 230 В.
4.14 Выбор насоса системы подпитки
Напор подпиточного насоса выбирают исходя из необходимости поддержания в системе минимально допустимого статического давления. То есть при работе узла подпитки давление за электромагнитным клапаном должно быть 5 бар. Подпиточный насос должен повысить давление от 4,5 бар на вводе в ТП до 5 бар и преодолеть сопротивление подпиточной сети: расходомера РС4, запорного крана КЗ6, фильтра Ф3, клапана обратного КОПд, клапана электромагнитного КЭМ. Используя полученные выше величины потерь давления определяем потребный напор подпиточного насоса:
= 1,1•10•(5-4,5+0,02+0,044+0,33+0,19+0,14) = 13,46 м.
Потребный расход насоса равен 2,94 м3/ч. По каталогу фирмы «Vilo» выбираем насос Wilo-ТОР 65/13:
G = 49 м3/ч,
Н = 14 м,
N = 1,2 кВт,
U = 230 В.
4.15 Выбор средств контроля и управления
Управление электроприводами регулирующих клапанов и насосов осуществляется при помощи электронного регулятора ECL Comfort 300 с управляющей сменной картой С 66 с микрочипом. Основные функции, выполняемые регулятором ECL Comfort 300:
1) Поддержание температуры теплоносителя, поступающего в систему отопления, пропорционально текущему значению температуры наружного воздуха путем управления клапаном Рот с электроприводом. Для этого используется информация о температуре наружного воздуха, поступающая с датчика ТС7, и температуры теплоносителя в подающем трубопроводе системы отопления (датчик ТС5). Также возможна коррекция регулирования по температуре воздуха в помещении по информации с датчика ТС8.
2) Периодическое понижение температуры воздуха в помещении, например в ночные часы. При этом степень снижения температуры назначается пользователем или зависит от текущего значения температуры наружного воздуха.
3) Автоматическое отключение системы отопления летом, когда температура наружного воздуха превысит заданное значение. При остановленной системе отопления регулятор периодически (через каждые 72 часа) производит включение на 3 минуты и выключение циркуляционного насоса и электропривода клапана.
4) Защита системы отопления от замерзания в режиме ожидания регулятора путем поддержания температуры теплоносителя в системе на минимально допустимом уровне.
5) Обеспечение постоянной температуры горячей воды путем управления клапаном РГВС с электроприводом. Для этого используется информация о температуре воды в абонентской системе ГВС, поступающая с датчика ТС3.
6) Приоритетное ограничение по максимальной или минимальной величине температуры теплоносителя, возвращаемого в тепловую сеть по информации, поступающей с датчика температуры ТС6.
7) Временное повышение температуры теплоносителя в системе отопления после ночного снижения и определение длительности периода «натопа» с учетом теплоаккумулирующей способности здания.
8) Возможность поддержания температуры теплоносителя, возвращаемого в тепловую сеть в зависимости от температуры наружного воздуха путем смещения основного температурного графика.
9) Наличие функции выбора приоритета управления системой ГВС над системой отопления.
В качестве датчиков температуры применены высокоомные платиновые термопреобразователи сопротивления:
- ТС3, ТС4- типа ESM-11 накладной; Pt 1000 Ом/0С;
- ТС5, ТС6 - типа ESMU погружной медный, L = 100 мм; Pt 1000 Ом/0С;
- ТС7 - типа ESMТ; Pt 1000 Ом/0С;
- ТС8 - типа ESM-10; Pt 1000 Ом/0С.
Список используемой литературы
тепловой энергия пьезометрический
1. Зезин В.Г. учебное пособие «Автоматизация тепловых пунктов».
2. Невский В.В. Применение средств автоматизации «Danfoss» в тепловых пунктах систем централизованного теплоснабжения зданий: пособие / Невский В.В. М.: «Данфосс». 2005. - 80 с.
3. Каталоги приборов и оборудования для комплектации тепловых пунктов систем централизованного теплоснабжения зданий Технические описания: М.: «Данфосс». 2010.
4. Каталог насосного оборудования фирмы «Vilo»: электронный ресурс.
Размещено на Allbe1st.ru
Подобные документы
Характеристика тепловой нагрузки. Определение расчётной температуры воздуха, расходов теплоты. Гидравлический расчёт тепловой сети. Расчет тепловой изоляции. Расчет и выбор оборудования теплового пункта для одного из зданий. Экономия тепловой энергии.
курсовая работа [134,1 K], добавлен 01.02.2016Определение расхода тепла на отопление и горячее водоснабжение. Построение годового графика тепловой нагрузки. Составление схемы тепловой сети. Гидравлический расчет водяной тепловой сети. Выбор теплофикационного оборудования и источника теплоснабжения.
курсовая работа [208,3 K], добавлен 11.04.2015Характеристика объектов теплоснабжения. Расчет тепловых потоков на отопление, на вентиляцию и на горячее водоснабжение. Построение графика расхода теплоты. Определение расчетных расходов теплоносителя в тепловой сети. Расчет магистрали тепловой сети.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 14.08.2012Теплоэлектроцентраль как разновидность тепловой электростанции: знакомство с принципом работы, особенности строительства. Рассмотрение проблем выбора типа турбины и определения необходимых нагрузок. Общая характеристика принципиальной тепловой схемы.
дипломная работа [1,7 M], добавлен 14.04.2014Тепловые сети, их характеристика. Потери тепловой энергии при транспортировке к потребителю. Источники потерь, сложность их выявления. Существующие трубопроводы теплосетей. Теплоизоляционные материалы.
реферат [35,3 K], добавлен 24.07.2007Построение температурного графика отпуска тепловой энергии потребителям. Подбор насосного оборудования. Тепловые нагрузки на отопление и вентиляцию. Подбор котлов и газового оборудования. Расчет тепловой схемы котельной. Такелажные и монтажные работы.
дипломная работа [3,0 M], добавлен 20.03.2017Определение величин тепловых нагрузок района и годового расхода теплоты. Выбор тепловой мощности источника. Гидравлический расчет тепловой сети, подбор сетевых и подпиточных насосов. Расчет тепловых потерь, паровой сети, компенсаторов и усилий на опоры.
курсовая работа [458,5 K], добавлен 11.07.2012Описание принципиальной тепловой схемы энергоустановки. Тепловой баланс парогенератора, порядок и принципы его составления. Параметры пара в узловых точках тепловой схемы. Расчет теплоты и работы цикла ПТУ, показателей тепловой экономичности энергоблока.
курсовая работа [493,1 K], добавлен 22.09.2011Определение максимальной тепловой мощности котельной. Среднечасовой расход теплоты на ГВС. Тепловой баланс охладителей и деаэратора. Гидравлический расчет тепловой сети. Распределение расходов воды по участкам. Редукционно-охладительные установки.
курсовая работа [237,8 K], добавлен 28.01.2011Определение расчетных расходов тепла и расходов сетевой воды. Гидравлический расчет тепловой сети. Выбор схем присоединения зданий к тепловой сети. Гидравлический расчет паропроводов и конденсатопровода. Построение продольного профиля тепловой сети.
курсовая работа [348,2 K], добавлен 29.03.2012
