Теплоснабжение предприятия и населенного пункта

Конструирование тепловых сетей и построение графиков теплового потребления. Регулирование отпуска теплоты на отопление и вентиляцию. Определение расходов сетевой воды. Выбор сетевых и подпиточных насосов. Расчет и подбор компенсаторов и тепловой изоляции.

Рубрика Физика и энергетика
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 07.08.2013
Размер файла 383,6 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/

9

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ РФ

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

ВЯТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра "Теплотехника и гидравлика"

Курсовой проект по дисциплине

"Источники и системы теплоснабжения предприятий"

Теплоснабжение предприятия и населенного пункта

Киров 2011г.

Реферат

Марьин В.В. Источники и системы теплоснабжения предприятий. ТПЖА 566.742.345 ПЗ Курсовой проект ВятГУ Кафедра Теплотехники и гидравлики: рук.: к.т.н. доцент Пятин А.А. - Киров 2011- Гр. ч. л. ф. А1; ПЗ л. рис., табл., 7источников

ДВУХТРУБНАЯ ВОДЯНАЯ СИСТЕМА ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЯ И ЖИЛОГО РАЙОНА. ИСТОЧНИК ТЕПЛОТЫ ТЭЦ.

Объект разработки - город Нижний Новгород.

Цель курсового проекта - разработка тепловой схемы, теоретические основы проектирования систем теплоснабжения, подбор оборудования и конструкции тепловых сетей.

Метод проведения работы - конструирование тепловых сетей от источника теплоснабжения до посёлка и предприятия, а также и внутри территории промышленного предприятия.

Содержание

Введение

Исходные данные

1. Конструирование тепловых сетей

2. Графики теплового потребления

3. Регулирование отпуска теплоты на отопление

4. Регулирование отпуска теплоты на вентиляцию

5. Определение расходов сетевой воды

6. Гидравлический расчет тепловых сетей

7. Выбор сетевых и подпиточных насосов

8. Расчет толщины тепловой изоляции

9. Расчет и подбор компенсаторов

10. Расчет диаметров спускных устройств

11. Подбор элеватора

Заключение

Библиографический список

Введение

Энергетика является ведущей современного индустриально развитого народного хозяйства страны.

Понятием энергетики охватывается широкий круг установок для производства, транспорта и использования электрической и тепловой энергии, энергии сжатых газов и других энергоносителей,

На промышленном предприятии тепловая энергия распределяется на технологические процессы, отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение. Современные промышленные предприятия требуют на ведение технологических процессов большое количество тепловой энергии.

В ряде случаев значительно превосходящие другие потребности. Так, доля расходов тепла на технологические процессы в общем годовом расходе составляет: для нефтеперерабатывающей промышленности 90-97%, текстильной (производство шерсти и трикотажа) 80-90%, пищевой 68-78%, электротехнической 50-60%.

В жилищно - коммунальном хозяйстве основными потребителями тепловой энергии являются системы отопления.

Удельный вес горячего водоснабжения оставляет в среднем 20%, достигая в южных районах страны 30-40%. Удельный вес тепловой энергии на вентиляцию в настоящее время незначителен около 5%, однако имеет тенденцию к увеличению в связи со значительным расширением строительства общественных зданий различного назначения.

В систему теплоснабжения входят теплоприготовительные установки, трубопроводы, насосы, теплопотребляющие приборы и оборудование, регулирующая, сигнализирующая и регистрирующая аппаратура, устройство автоматики.

1. Исходные данные

Для курсового проектирования по дисциплине "Источники и системы теплоснабжения предприятий" для групп специальности 100700 "Промышленная теплоэнергетика"

Город

Температуры наружного воздуха, С

Расчетные температуры

Система

Тип

to, tно

tv, tнв

tот

1, С

2, С

1

Киров

- 31

- 19

- 5,8

150

70

закр

канал

2

Архангельск

- 32

- 19

- 4,7

150

70

закр

б/к

3

Екатеринбург

- 31

- 20

- 6,4

150

70

откр

канал

4

Иваново

- 28

- 16

- 4,4

130

70

закр

б/к

5

Казань

- 30

- 18

- 5,7

140

70

откр

канал

6

Москва

- 25

- 14

- 3,2

130

70

закр

б/к

7

Н. Новгород

- 30

- 16

- 4,7

140

70

откр

канал

8

Оренбург

- 29

- 20

- 8,1

130

70

закр

б/к

9

Пермь

- 34

- 20

- 6,4

150

70

закр

канал

10

Н. Тагил

- 34

- 21

- 6,6

150

70

откр

б/к

Среднемесячные температуры наружного воздуха

Город

Сент

Окт

Нояб

Дек

Янв

Февр

Март

Апр

Май

Июнь

Киров

9,0

1,5

- 6,0

- 12,0

- 14,2

- 13,1

- 7,1

2,0

9,8

15,5

Архангельск

8,1

1,4

- 4,5

- 9,8

- 12,5

- 12,0

- 8,0

- 0,6

5,6

12,3

Екатеринбург

9,2

1,3

- 7,1

- 13,3

- 15,3

- 13,4

- 7,3

2,6

10,1

15,6

Иваново

9,6

3,1

- 3,5

- 9,3

-11,8

-11,3

- 6,2

2,8

10,6

15,2

Казань

10,7

3,2

- 4,7

- 11,0

- 13,5

- 12,9

- 7,0

3,3

12,1

16,9

Москва

11,7

5,0

- 1,6

- 6,9

- 9,4

- 8,5

- 3,6

4,9

12,9

17,0

Н. Новгород

10,7

3,2

- 3,6

- 9,2

- 12,0

- 11,6

- 5,6

3,4

11,2

16,3

Оренбург

13,3

4,6

- 4,4

- 11,5

- 14,8

- 14,2

- 7,7

4,7

14,7

19,8

Пермь

9,4

1,6

- 6,6

- 12,9

- 15,1

- 13,4

- 7,2

2,6

10,2

16,0

Н. Тагил

8,2

0,5

- 7,6

- 14,0

- 16,1

- 14,1

- 8,3

1,8

8,7

14,2

Число часов наружной температуры равной или ниже данной

Город

-40 С

-35 С

-30 С

-25 С

-20 С

-15 С

-10 С

-5 С

0 С

+ 8 С

Киров

-

6

61

173

428

960

1750

2790

4080

5550

Архангельск

1

10

48

150

380

820

1580

2670

4300

6024

Екатеринбург

1

11

54

198

494

1070

1980

3020

4000

5470

Иваново

-

5

42

102

275

635

1300

2070

3800

5210

Казань

-

1

20

117

328

790

1520

2480

3800

5230

Москва

-

3

15

47

172

418

905

1734

3033

4910

Н. Новгород

-

2

25

99

281

685

1350

2320

3820

5230

Оренбург

-

5

35

166

500

1060

1810

2640

3770

4820

Пермь

3

15

75

220

504

1050

1840

2850

4080

5420

Н. Тагил

5

19

50

154

465

1030

2340

3300

4080

5700

План района теплоснабжения и характеристики абонентов. Вариант 3

Здания жилого микрорайона (поселка)

Наименование зданий

Этажность

Кол-во

Наружный объем

Жилые квартирные дома

5-9 (15-28 м)

12

всего 213000 м3

Поликлиника на 250 посещений в день

3 (9 м)

1

6500 м3

Магазин продовольственный 340 м2

1 (4 м)

1

1200 м3

Магазин промтоварный 400 м2

1 (4 м)

1

1400 м3

Школа на 630 учащихся

3 (9 м)

1

19000 м3

Детский сад на 280 мест

2 (6 м)

1

7500 м3

Здания и цеха промышленного предприятия

Наименование

Высота

qo, Вт/(м3К)

, %

qv, Вт/(м3К)

Qтв, кВт

Qг, кВт

Qпр, кВт

1. Администрация

10 м

0,32

5

0,14

25

15

-

2. Гараж

8 м

0,68

12

1,35

22

28

-

3. Склад

10 м

0,64

-

0,42

5

-

-

4. Цех № 1

10 м

0,43

10

0,18

40

60

80

5. Цех № 2

20 м

0,40

25

0,17

150

180

300

6. Цех № 3

15 м

0,44

15

0,14

65

45

180

7. Цех № 4

15 м

0,42

20

0,42

120

90

210

1. Конструирование тепловых сетей
Проектирование тепловых сетей начинается с выбора трассы. Трасса тепловых сетей в городах должна размещаться преимущественно в отведенных для инженерных сетей технических полосах параллельно красным линиям улиц, дорог и проездов вне проезжей части и полосы древесных насаждений. На территории кварталов и микрорайонов допускается прокладка теплопроводов по проездам, не имеющим капитального дорожного покрытия, тротуарам и зеленым зонам.
Диаметры трубопроводов, прокладываемых в кварталах или микрорайонах, по условиям безопасности, следует выбирать не более 500 мм, а их трасса не должна проходить в местах возможного скопления населения (спортплощадки, скверы, дворы общественных зданий и др.). Допускается пересечение водяными тепловыми сетями диаметром 300 мм и менее жилых и общественных зданий при условии прокладки сетей в технических подпольях, коридорах и тоннелях (высотой не менее 1.8 м) с устройством дренирующего колодца в нижней точке на выходе из здания. Пересечение тепловыми сетями детских, дошкольных, школьных и лечебно-профилактических учреждений не допускается. Пересечение дорог, проездов, других коммуникаций, а также зданий и сооружений следует, как правило, предусматривать под прямым углом.
В населенных пунктах для тепловых сетей предусматривается, как правило, подземная прокладка. Надземная прокладка в городской черте может применяться на участках со сложными грунтовыми условиями, при пересечении железных дорог общей сети, рек, оврагов, при большой густоте подземных сооружений и в других случаях, регламентируемых [2].
Уклон тепловых сетей независимо от направления движения теплоносителя и способа прокладки должен быть не менее 0.002.
Определение тепловых потоков на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение
Максимальные тепловые потоки на отопление Qomax, вентиляцию Qvmax и горячее водоснабжение Qhmax жилых, общественных и производственных зданий следует принимать при проектировании тепловых сетей по соответствующим проектам.
Тепловые потоки на отопление и вентиляцию зданий при известных наружных строительных объемах, Vзд., м3, и удельных отопительных qот, Вт/м?К и вентиляционных qвент., Вт/м?К, характеристиках могут быть определены по формулам:
Где а - поправочный коэффициент к величине qот, принимаемый по приложению 4 учебного пособия.
, - удельные тепловые характеристики по табл.1 прил.3[4], ;
- расчетная усредненная внутренняя температура помещения по табл.1 прил. 3[4], оС;
- расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления, оС;
- расчетная температура наружного воздуха для проектирования вентиляции, оС;
таблица 1 Определение тепловых потоков на отопление

Наименование зданий

qот, Вт/м?·К

V зд

ti

а

Qomax,МВт

Жилые квартирные дома

0,32

213000

18

-32

0,98

2,672

Поликлиника на 250 посещен. в день

0,42

6500

20

-32

0,98

0,139

Магазин продовольственный 340 м2

0,6

1200

12

-32

0,98

0,031

Магазин промтоварный 400 м2

0,44

1400

15

-32

0,98

0,028

Школа на 630 учащихся

0,38

19000

16

-32

0,98

0,340

Детский сад на 280 мест

0,39

7500

20

-32

0,98

0,149

Сумма Q

3,359

таблица 2 Определение тепловых потоков вентиляцию

Наименование зданий

qv, Вт/м?·К

V зд

ti

tv

Qvmax,МВт

Жилые квартирные дома

Принимаем 0

0

Поликлиника на 250 посещен. в день

0,32

6500

20

-20

0,083

Магазин продовольственный 340 м2

0,7

1200

12

-20

0,027

Магазин промтоварный 400 м2

0,5

1400

15

-20

0,025

Школа на 630 учащихся

0,08

19000

16

-20

0,055

Детский сад на 280 мест

0,12

7500

20

-20

0,036

Сумма Q

0,226

Определяем среднечасовой тепловой поток на отопление
Среднечасовой тепловой поток на отопление за отопительный период , Вт, следует определять по формуле
где = -6,4 - средняя температура наружного воздуха за период со среднесуточной температурой воздуха +8и менее (отопительный период)
таблица 3

Наименование зданий

Qomax

ti

tот

Qo/от,МВт

Жилые квартирные дома

2,672

18

-4,7

-32

1,213

Поликлиника на 250 посещен. в день

0,139

20

-4,7

-32

0,066

Магазин продовольственный 340 м2

0,031

12

-4,7

-32

0,012

Магазин промтоварный 400 м2

0,028

15

-4,7

-32

0,012

Школа на 630 учащихся

0,340

16

-4,7

-32

0,147

Детский сад на 280 мест

0,149

20

-4,7

-32

0,071

Сумма Q

1,521

Определяем среднечасовой тепловой поток на вентиляцию
Среднечасовой тепловой поток на вентиляцию за отопительный период , Вт, следует определять по формуле
таблица 4

Наименование зданий

Qvmax

ti

tот

tv

,МВт

Жилые квартирные дома

Поликлиника на 250 посещен. в день

0,083

20

-4,7

-20

0,015

Магазин продовольственный 340 м2

0,027

12

-4,7

-20

0,014

Магазин промтоварный 400 м2

0,025

15

-4,7

-20

0,014

Школа на 630 учащихся

0,055

16

-4,7

-20

0,032

Детский сад на 280 мест

0,036

20

-4,7

-20

0,022

Сумма Q

0,097

Определяем среднечасовой тепловой поток на горячее водоснабжение
,
где - температура холодной (водопроводной) воды в отопительный период (при отсутствии данных принимается равной 5 оС);
а - норма расхода на горячее водоснабжение при температуре 55 оС, на одного человека в сутки, проживающего в здании с горячим водоснабжением принимается в зависимости от комфорта здания в соответствии со СНИП 2.04.01.-85*;
m - число человек;
в - норма воды на горячее водоснабжение, потребляемой в общественных зданиях при температуре 55оС принимается в размере 25 л/сут. на 1 человека
с - теплоемкость воды, принимается равной 4,19 кДж/кг оС

Наименование зданий

V зд

h одного этажа

F зд

Норма пл-ди на1 чел-ка

m, человек

Qhm,МВт

Жилые квартирные дома

213000

3

61667

18

3426

1,047

Поликлиника на 250 посещен. в день

6500

3

2167

250

0,020

Магазин продовольственный 340 м2

1200

4

340

20

18

0,0113

Магазин промтоварный 400 м2

1400

4

400

20

0,0022

Школа на 630 учащихся

19000

3

1250

630

0,0838

Детский сад на 280 мест

7500

3

2500

280

0,0204

1,185

a) Жилые квартирные дома: а = 105 л. на 1 жителя по прил.3[4]
МВт
б) Поликлиника на 250 посещен. в день: а = 5,2 л.
МВт
в) Магазин продовольственный 340 м2: а = 65 л. на 1 работающего в смену по прил.3[4]
МВт
г) Магазин промтоварный 400 м2: а = 5 л. на 1 работающего в смену по прил.3[4]
МВт
д) Школа на 630 учащихся: а = 3 л..3[4]
МВт
е) Детский сад на 280 мест: а = 25 л. на 1 ребенка по прил.3[4]
МВт

Суммарный тепловой поток на горячее водоснабжение для жилого поселка

= 1,047 + 0,011 + 0,0102 + 0,00087 + 0,0165 + 0,0611 = 1,147 МВт

Определение тепловых потоков на отопление, вентиляцию, горячее водоснабжение и технические нужды для предприятия.

Находим объёмы зданий предприятия:

, м3

Где а - ширина, в - длина, h - высота здания

Таблица

Наименование зданий

Ширина, м

Длина, м

Высота, м

Объём зданий,

Администрация

30

70

10 м

21000

Гараж

50

100

8 м

40000

Склад

50

100

10 м

50000

Цех №1

50

200

10 м

100000

Цех №2

50

200

20 м

200000

Цех №3

50

200

15 м

150000

Цех №4

50

100

15 м

75000

Определение тепловых потоков на отопление для предприятия.

МВт

где - удельная тепловая характеристика, Вт/м3 К; - расчетная усредненная внутренняя температура помещения по табл. 1 прил.3[4],; - расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопле ния, °С; - коэффициент инфильтрации представляющий собой отношение теплопотерь инфильтрацией к теплопотерям теплопередачей через наружные ограждения, - внутренние тепловыделения промышленных зданий, Вт

qo

V зд

ti

м,

Qтв, Вт

Qomax,МВт

Администрация

0,32

21000

18

-32

0,05

25000

0,328

Гараж

0,68

40000

16

-32

0,12

22000

1,440

Склад

0,64

50000

16

-32

-

5000

1,531

Цех №1

0,43

100000

16

-32

0,10

40000

2,230

Цех №2

0,40

200000

16

-32

0,25

150000

4,650

Цех №3

0,44

150000

16

-32

0,15

65000

3,578

Цех №4

0,42

75000

16

-32

0,20

120000

1,694

Сумма Q

15,361

Определяем максимальный тепловой поток на вентиляцию для предприятия.

МВт

где - расчетная температура наружного воздуха для проектирования вентиля-ции, °С; - удельная тепловая характеристика, Вт/м3 К

qv

V зд

ti

tv

Qvmax,МВт

Администрация

0,14

21000

18

-19

0,109

Гараж

1,35

40000

16

-19

1,890

Склад

0,42

50000

16

-19

0,735

Цех №1

0,18

100000

16

-19

0,630

Цех №2

0,17

200000

16

-19

1,190

Цех №3

0,14

150000

16

-19

0,735

Цех №4

0,42

75000

16

-19

1,102

Сумма Q

6,386

Определяем средний тепловой поток на отопление за отопительный период для предприятия.

где tот = -4,7 оС - средняя температура наружного воздуха за период со среднесуточной температурой воздуха +8 оС и менее (отопительный период)

Таблица 9

Qomax

ti

tот

Qo/от,МВт

Администрация

0,109

18

-4,7

-32

0,049

Гараж

1,890

16

-4,7

-32

0,815

Склад

0,735

16

-4,7

-32

0,317

Цех №1

0,630

16

-4,7

-32

0,272

Цех №2

1,190

16

-4,7

-32

0,513

Цех №3

0,735

16

-4,7

-32

0,317

Цех №4

1,102

16

-4,7

-32

0,475

Сумма Q

2,758

Определяем средний тепловой поток на вентиляцию за отопительный период для предприятия.

где tот = -6,4 оС - средняя температура наружного воздуха за период со среднесуточной температурой воздуха +8 оС и менее (отопительный период)

Qvmax

ti

tот

tv

Qv/от,МВт

Администрация

0,109

18

-4,7

-19

0,067

Гараж

1,890

16

-4,7

-19

1,118

Склад

0,735

16

-4,7

-19

0,435

Цех №1

0,630

16

-4,7

-19

0,373

Цех №2

1,190

16

-4,7

-19

0,704

Цех №3

0,735

16

-4,7

-19

0,435

Цех №4

1,102

16

-4,7

-19

0,652

Сумма Q

3,784

Определяем промышленную тепловую нагрузку для предприятия.

,МВт;

Q пр,МВт

Цех №1

0,08

Цех №2

0,3

Цех №3

0,18

Цех №4

0,21

Сумма Q

0,77

Определяем горячее водоснабжение на промышленном предприятии.

,МВт;

Таблица

Qг,МВт

Администрация

0,015

Гараж

0,028

Склад

-

Цех №1

0,060

Цех №2

0,180

Цех №3

0,045

Цех №4

0,090

Сумма Q

0,418

Сводная таблица тепловых потоков

Расчеты тепловых потоков каждого потребителя для поселка и промышленного предприятия заносим в таблицу 11

Наименование

Кол-во человек

Наружний объём, м3

Тепловой поток, МВт

Qo max

Qv max

Qhm

Сумма Q

Жилые квартирные дома

3426

213000

2,672

0

1,047

-

3,719

Поликлиника

250

6500

0,139

0,083

0,020

-

0,242

Магазин продовольственный

18

1200

0,031

0,027

0,0113

-

0,0693

Магазин промтоварный

20

1400

0,028

0,025

0,0022

-

0,0552

Школа

630

19000

0,340

0,055

0,0838

-

0,4788

Детский сад

280

7500

0,149

0,036

0,0204

-

0,2054

Сумма Q

3,359

0,226

1,185

-

4,77

Администрация

21000

0,328

0,109

0,015

-

0,452

Гараж

40000

1,440

1,890

0,028

-

3,358

Склад

50000

1,531

0,735

-

-

2,266

Цех №1

100000

2,230

0,630

0,060

0,08

2,92

Цех №2

200000

4,650

1,190

0,180

0,3

6,02

Цех №3

150000

3,578

0,735

0,045

0,18

4,358

Цех №4

75000

1,694

1,102

0,090

0,21

2,886

Сумма Q предпр

15,361

6,386

0,418

0,77

22,165

Сумма Q общая

18,72

6,594

1,603

0,77

27,705

2. Графики теплового потребления

Графики теплового потребления часовые, годовые по продолжительности тепловой нагрузки, годовые по месяцам необходимы для решения ряда вопросов централизованного теплоснабжения: определения расходов топлива, выбора оборудования источников теплоты, выбора режима загрузки и графика ремонта этого оборудования, выбора параметров теплоносителя, а так же для технико-экономических расчетов при проектировании и эксплуатации системы теплоснабжения.

Средние тепловые потоки на отопление и вентиляцию жилого района для любых температур наружного воздуха tн определяют по формулам:

,МВт

, МВт

Средний тепловой поток на горячее водоснабжение жилого района в неотопительный период определяют по формуле:

,МВт

- коэффициент, учитывающий изменения среднего расхода воды на горячее водоснабжение в неотопительный период по отношению к отопительному, принимаемый при отсутствии данных для жилищно-коммунального сектора =0,8 (для курортов 1,2 - 1,5), для предприятий = 1,0;

- температура холодной (водопроводной) воды в неотопительный период (при отсутствии данных принимается 15оС);

- температура холодной (водопроводной) воды в неотопительный период (при отсутствии данных принимается 5оС);

Определяем средние потоки для посёлка

МВт

МВт

МВт

Определяем средние потоки для предприятия

МВт

МВт

МВт

Сумма теплового потребления для предприятия и жилого микрорайона

· Отопление МВт

· ВентиляцияМВт

· Горячее водоснабжение

- отопительный период МВт

- неотопительный период МВт

Находим пиковую точку графика

МВт

Находим нижнюю точку графика

МВт

Далее выстраиваем график теплового потребления

Длительность состояния

Температура наружного воздуха

- 40 С

- 35 С

- 30 С

- 25 С

- 20 С

- 15 С

- 10 С

- 5 С

0 С

+ 8 С

n, час

1

10

48

150

380

820

1580

2670

4300

6024

Выполним расчёты:

Январь-

МВт

МВт

МВт

МВт

Февраль-

МВт

МВт

МВт

МВт

Март-

МВт

МВт

МВт

МВт

Апрель-

МВт

МВт

МВт

МВт

Октябрь-

МВт

МВт

МВт

МВт

Ноябрь-

МВт

МВт

МВт

МВт

Декабрь-

МВт

МВт

МВт

МВт

Среднемесячные температуры наружного воздуха, ?С

Среднемесячные расходы теплоты,МВт

Месяц

t, ?С

Qv

Qhm

УQпр

январь

-12,5

11,419

5,435

1,603

0,77

19,227

февраль

-12

11,232

5,346

1,603

0,77

18,951

март

-8

9,734

4,634

1,603

0,77

16,741

апрель

-0,6

6,963

3,314

1,603

0,77

12,650

май

5,6

-

-

1,092

0,77

1,862

июнь

12,3

-

-

1,092

0,77

1,862

июль

-

-

-

1,092

0,77

1,862

август

-

-

-

1,092

0,77

1,862

сентябрь

8,1

-

-

1,092

0,77

1,862

окт

1,4

6,215

2,958

1,603

0,77

11,546

нояб

-4,5

8,424

4,010

1,603

0,77

14,811

декабрь

-9,8

10,408

4,954

1,603

0,77

17,735

3. Регулирование отпуска теплоты на отопление

Тепловая нагрузка абонентов непостоянна. Она меняется в зависимости от различных условий: температуры наружного воздуха, режимов расхода воды для горячего водоснабжения, режимы работы технологического оборудования и других факторов. Для обеспечения высокого качества теплоснабжения, а также экономичных режимов выработки тепла на станции и транспорте его по тепловым сетям устанавливается определённая система регулирования отпуска тепла.

В зависимости от пункта осуществления регулирования различают центральное и местное регулирования. Центральное регулирование производится непосредственно на станции. Местное регулирование осуществляется на абонентских вводах или непосредственно у теплопотребляющих приборов.

В зависимости от метода воздействия на среднюю температуру греющей среды возможны три системы регулирования:

а) качественное, заключающееся в регулировании отпуска тепла путём изменения температуры теплоносителя при сохранении постоянным количества (расхода) теплоносителя, подаваемого в регулирующую установку;

б) количественное, заключающееся в регулировании отпуска тепла путём изменения расхода теплоносителя при постоянной температуре его на входе в регулирующую установку;

в) качественно-количественное, заключающееся в регулировании отпуска тепла путём одновременного изменения расхода и температуры теплоносителя. При качественном способе регулирования, для зависимых схем присоединения элеваторных систем отопления температуру воды в подающей и обратной в течение отопительного периода определяют по следующим выражениям:

, где

ti - расчётная температура внутреннего воздуха, принимаемая для жилых помещений 18°С, для производственных помещений 16 °С;

tн - температура наружного воздуха, °С;

t - расчётный температурный напор нагревательного прибора, оС;

где

и - расчетные температуры воды соответственно после элеватора и в обратной магистрали тепловой сети, определенные при tо (для жилых районов, как правило, =95оС, =70оС);

- расчетный перепад температур сетевой воды в тепловой сети, оС

;

-расчетный перепад температур сетевой воды в местной системе отопления,оС

Отсюда при =95оС, =70оС и =150оС:

Размещено на http://www.allbest.ru/

9

.

Задаваясь различными значениями температур наружного воздуха tн (+8; 0; -10; tv = -19; t0 = -32) определяем , , .

При

При

При

При

При

Используя расчетные данные и приняв минимальную температуру сетевой воды в подающем трубопроводе = 70 0С , строим отопительно-бытовой график температур воды.

Температура наружного воздуха, соответствующая точке излома графиков температур воды tни= 0,25 0С, делит отопительный период на диапазоны с различными режимами регулирования:

- в диапазоне I с интервалом температур наружного воздуха от +8 0С до tни осуществляется групповое или местное регулирование, задачей которого является недопущение "перегрева" систем отопления и бесполезных потерь;

- в диапазонах II и III с интервалом температур наружного воздуха от tни до to осуществляется центральное качественное регулирование.

Далее рассчитаем скорректированный график.

МВт, где

- балансовый коэффициент.

МВт - тепловой поток на ГВС.

МВт.

Коэффициент отношения балансовой нагрузки ГВС к расчетной нагрузке на отопление.

где

МВт - тепловой поток на отопление.

Для ряда температур наружного воздуха tн= +8;+0,65;-10; -20; -31?С определим относительный расход теплоты на отопление.

8

0,204

0,65

0,354

-10

0,571

-20

0,776

-31

1,000

Относительные расходы сетевой воды на отопление.

Зададимся рядом температур наружного воздуха tн= +8; -10; -21; -34?С

tc=5?C - температура холодной водопроводной воды в отопительный период.

th=60?C - температура воды, поступающей в систему ГВС

расчетный перепад температур сетевой воды в местной системе отопления.

Дt=64,5?C - расчетный температурный напор нагревательного прибора.

tн

8

0,796

0,65

0,907

-10

0,973

-20

1,002

-31

1,020

Определяем температуры сетевой воды в подающей и обратной магистралях для скорректированного графика.

При тепловой нагрузке жилищно-комунального сектора менее 65% от суммарной тепловой нагрузки и доле средней нагрузке горячего водоснабжения менее 15% от расчетной нагрузки отопления регулирование отпуска теплоты принимают по нагрузке отопления, расчета повышенного графика не требуется.

4. Регулирование отпуска теплоты на вентиляцию

Для построения графика температуры сетевой воды в обратном трубопроводе после калориферов систем вентиляции в диапазоне температур наружного воздуха tн = +8 0,250С используем формулу

где tк - температурный напор в калорифере, определяемый при температуре tн (tк' - то же при температуре ), 1, 2v - значения температур сетевой воды соответственно в подающем трубопроводе перед калориферами и в обратном трубопроводе после калориферов при заданной температуре наружного воздуха tн ,0С

; - то же, но для точки излома температурного графика tни, 0С

Определим значение 2v для tн= +8 0С. Предварительно зададимся значением 2v=180С. Определим температурные напоры в калорифере и соответственно для tн= +8 0С и tн= 0,25 0С

Вычислим левые и правые части уравнения

Левая часть

Правая часть

Поскольку численные значения правой и левой частей уравнения близки по значению (в пределах 3%), примем значение 2v=180С как окончательное.

Для систем вентиляции с рециркуляцией воздуха определим температуру сетевой воды после калориферов 2v для tн= t0 = -32 0C.

t- расчетный температурный напор в калорифере, определенный при температуре наружного воздуха, расчетной для систем вентиляции, 0С;

; - значения температур сетевой воды соответственно в подающем трубопроводе перед калориферами и в обратном трубопроводе после калориферов при расчетной температуре наружного воздуха для вентиляции tv, 0С.

Значения t; ; соответствуют tн = tv= -19 0С. Поскольку данное выражение решается методом подбора, предварительно зададимся значением 2v = 48 0С. Определим значения tк и t

Далее вычислим левую часть выражения

Принимаем значение 2v = 48 0С . Используя данные таблицы построим отопительно-бытовой температурный график регулирования.

Таблица 15 - Отопительно-бытовой температурный график регулирования

tн

+8

+0,25

0

-10

-19

-32

70

70

70,78

96,36

118,64

150

41,68

41,68

41,98

51,56

59,44

70

50,53

50,53

50,98

65,56

77,94

95

2V

18

41,68

41,98

51,56

59,44

48

53,38

72,44

74,05

98,80

122,91

148,67

32,88

41,23

41,90

51,86

60,98

70,25

0,204

0,354

0,367

0,571

0,776

1,000

0,796

0,907

0,913

0,973

1,002

1,020

5. Определение расходов сетевой воды

тепловой вентиляция компенсатор изоляция

Расчётный расход сетевой воды (кг/ч) для определения диаметров труб в водяных тепловых сетях при качественном регулировании отпуска теплоты следует определять отдельно для отопления, вентиляции и горячего водоснабжения:

На отопление.

т/ч, где

с=4,198кДж/(кг?К) - удельная теплоемкость воды.

температура воды в подающем трубопроводе.

температура воды в обратном трубопроводе.

т/ч

На вентиляцию.

т/ч

в) На горячее водоснабжение.

Среднечасовой расход.

т/ч, где

температура воды, поступающая в систему ГВС потребителей.

температура холодной водопроводной воды в отопительный период.

т/ч

Максимальный расход.

т/ч, где

МВт - максимальный тепловой поток на ГВС.

температура холодной водопроводной воды в неотопительный период.

т/ч

Суммарные расходы сетевой воды в двухтрубной тепловой сети открытой системы теплоснабжения при качественном регулировании.

т/ч, где

доля среднечасового расхода воды при регулировании по нагрузке отопления.

т/ч

Расход воды в двухтрубных водяных тепловых сетях открытых тепловых систем в неотопительный период.

т/ч, где

в=0,8 - коэффициент, учитывающий изменение среднего расхода воды на ГВС в неотопительный период по отношению к отопительному периоду.

т/ч

Расход воды в обратном трубопроводе двухтрубных водяных тепловых сетей открытых тепловых систем.

10% от т/ч

Остальные данные заносим в таблицу:

Наименование потребителей

,т/ч

,т/ч

,т/ч

,т/ч

,кг/с

Жилой посёлок

47,648

8,141

18,476

74,266

20,629

Предприятие

Администрация

3,109

1,769

0,312

5,190

1,442

Гараж

11,899

21,646

0,546

34,090

9,470

Склад

17,430

14,030

0,078

31,538

8,760

Цех №1

10,451

3,787

0,936

15,174

4,215

Цех №2

30,036

12,537

1,247

43,820

12,172

Цех №3

28,867

11,943

0,764

41,574

11,548

Цех №4

22,747

14,334

1,715

38,796

10,777

6. Гидравлический расчёт тепловых сетей

Основной задачей гидравлического расчета является определение диаметров трубопроводов, а также потерь давления на участках тепловых сетей. По результатам гидравлических расчетов разрабатывают гидравлические режимы систем теплоснабжения, подбирают сетевые и подпиточные насосы, авторегуляторы, дроссельные устройства, оборудование тепловых пунктов.

Расчет удельных потерь давления и выбор диаметров трубопроводов на участках тепловой сети

Эквивалентная длина участка, м

,где

-сумма коэффициентов местных сопротивлений по прил.7, табл.1;

- эквивалентная длина при м по прил.7, табл.2 [4]

Приведенная длина участка, м

Потери давления на участках, Па

,где

- удельный перепад давления в стальных трубах по прил.5, табл.1 [4]

Количество П - образных компенсаторов на участке определяем в зависимости от длины участка и максимально допустимого расстояния между неподвижными опорами.

Таблица

№ уч-ка

Расход сетевой воды

Длина

Диаметр трубопровода

dвн,м

V,м/с

Удельный перепад давлений,R ,Па/м

Потеря давления на участках dP,Па

Потери напора на участках,dH, м

L

Lп

1

79,013

2000

439,6

2439,6

0,309

1,08

37,492

91465

9,56

2

58,384

2567

416,64

2994,84

0,259

1,14

52,991

158700

16,59

3

20,629

222

46,72

268,72

0,184

0,80

43,505

11691

1,22

4

58,384

20

16,8

36,8

0,259

1,14

52,991

1950

0,20

5

34,664

68

21,25

89,25

0,207

1,06

59,618

5321

0,56

6

23,887

250

37,4

287,4

0,207

0,73

28,246

8118

0,85

7

14,417

150

33,63

183,63

0,15

0,84

62,553

11487

1,20

8

12,975

37

5,7

42,7

0,15

0,75

50,805

2169

0,23

9

8,76

33

4,52

37,52

0,125

0,73

60,508

2270

0,24

10

12,172

80

23,94

103,94

0,15

0,71

44,542

4630

0,48

11

11,548

8

17,1

25,1

0,15

0,67

40,217

1009

0,11

12

10,777

10

17,1

27,1

0,15

0,63

35,128

952

0,10

13

9,47

43

17,1

60,1

0,15

0,55

26,979

1621

0,17

14

1,442

10

13,56

23,56

0,069

0,40

35,563

838

0,09

15

4,215

73

10,26

83,26

0,1

0,55

48,400

4030

0,42

Расчёт эквивалентных длин сопротивлений

Таблица №16

Пример расчета:

Произведём расчёт для трубопровода до цеха №4 ( №13) , расход Gв = 12,3 кг/с и перепад.у давления R = 20000 кПа.. Определяем диаметр трубопровода, который равен D x S = 159 x 4 мм. Для данного трубопровода R=45,6 Па/м.

Далее определяем:

- вид и количество местных сопротивлений:

Коэффициент местного сопротивления

Количество местных сопротивлений

1.Задвижка

0,5

1

2.П-образный компенсатор

1,7

2

3. Отвод гнутый под углом 90

1

1

4.Внезапное сужение

0,5

1

- коэффициент местного сопротивления (табл.1 прил.7 [4]):

- суммарный коэффициент местного сопротивления =5,4;

- эквивалентную длину при м (прил.7, табл.2 [4]): = 5,7 м.;

- эквивалентную длину участка: = 30,78 м;

- приведенную длину участка: = 215+30,78=245,78 м;

- потери давления на участке: Па

- потери напора на участке: м;

- скорость воды в трубопроводе: м/с,

где м - площадь сечения трубопровода;

- плотность воды.

Аналогично рассчитываются другие участки.

7. Выбор сетевых и подпиточных насосов

Требуемый напор сетевого насоса

Потери напора в коммуникациях источника принимаем равными 30 м. Потери напора в местной системе теплопотребления примем не менее 40 м. Потери напора в подающем и обратном трубопроводах для отопительного периода принимают по результатам гидравлического расчета при пропуске суммарных расчетных расходов воды.

Подачу (производительность) рабочих насосов следует принимать по суммарному расчетному расходу воды:

т/ч

Принимаем к установке по схеме 1 рабочий насос СЭ-500-140 и один резервный, обеспечивающие требуемые параметры при некотором избытке напора и расхода .

Тип насоса

Подача, м?/с, м?/ч

Напор, м

Допустимый кавитационный запас, м

Давление на входе в насос, МПа не более

Частота вращения, 1/мин

Мощность, кВт

КПД,%

Температура перекачиваемой жидкости, К(?С), не более

СЭ-500-140

0,139(500)

140

10

1,5716

50(3000)

210

81

393

Напор подпиточных насосов Hпн должен определяться из условий поддержания в водяных тепловых сетях статического напора Нст и преодоления потерь напора в подпиточной линии Hпл, величина которых принимается равной 10-20 м.

= 43 + 15 - 5 =53 м

где

z - разность отметок уровня воды в подпиточном баке и оси подпиточных насосов.

Подачу подпиточных насосов в закрытых системах теплоснабжения следует принимать равной расчетному расходу воды на компенсацию утечки из тепловой сети

Расчетный расход воды на компенсацию утечки , принимается в размере 0,75% от объема воды в системе теплоснабжения, аварийный расход на компенсацию утечки принимается в размере 2% от объема воды в системе теплоснабжения. Объем воды в системе теплоснабжения допускается принимать равным 65 м3 на 1 МВт расчетного теплового потока при закрытой системе теплоснабжения:

Принимаем к установке четыре насоса марки 2К-6 установленные по схеме:

Тип насоса

Подача, м?/ч

Полный напор, м

Частота вращения, 1/мин

Мощность, кВт

2К-6

10-20-30

34-31-34

2900

4,5

8. Расчет толщины тепловой изоляции

По нормируемой плотности теплового потока определим толщину армопенобетонной тепловой изоляции для двухтрубной прокладки трубопроводов с диаметрами dн= 133 мм при бесканальной прокладке в маловлажных грунтах. Коэффициент теплопроводности армопенобетона к= 0,11 Вт/(м 0С). Среднегодовая температура теплоносителя в подающем трубопроводе 1= 86 0С, в обратном 2 = 48 0С. Глубина заложения оси трубопроводов h = 1,3 м. Среднегодовая температура грунта на глубине заложения оси трубопроводов tо= 40С. Коэффициент теплопроводности грунта

гр= 2,0 Вт/(м0С).

Зададимся предварительно толщиной слоя изоляции на подающем трубопроводе = 0,07 м и на обратном = 0,05 м. Определим наружные диаметры подающего и обратного трубопроводов с учетом толщины изоляции и защитного покровного слоя п = 0,005 м

Определим термическое сопротивление грунта для подающего Rгр1 и обратного Rгр2 теплопроводов

=

м 0С/Вт

=

м 0С/Вт

По приложению 10 учебного пособия определим нормируемые плотности теплового потока для подающего ql1 = 72 Вт/м и обратного ql2 = 39 Вт/м теплопроводов. Определим коэффициенты взаимного влияния температурных полей для подающего 1 и обратного 2 трубопроводов.

Определим добавочные термосопротивления, учитывающие взаимное влияние теплопроводов для подающего R01 и обратного R02 теплопроводов при расстоянии между осями труб В = 0,5 м.

м 0С/Вт

м 0С/Вт

Определим суммарные термосопротивления для подающего Rtot1 и обратного Rtot2 трубопроводов при К1 = 0,96.

м 0С/Вт

м 0С/Вт

Определим требуемые термические сопротивления слоев изоляции для подающего Rк1 и обратного R к2 теплопроводов.

Rк1=Rtot1-Rгр1-R01= 1,186 - 0,2315 - 0,0718 = 0,8827м 0С/Вт

Rк2=Rtot2-Rгр2-R02= 1,175 - 0,2437 - 0,2449 = 0,6864 м 0С/Вт

Определим толщины слоев изоляции для подающего к1 и обратного к2 теплопроводов.

9. Расчёт и подбор компенсаторов

В тепловых сетях в настоящее время наиболее широко применяются сальниковые, П- образные, а в последнее время и сильфонные (волнистые) компенсаторы. Кроме специальных компенсаторов используют для компенсации и естественные углы поворотов теплотрассы - самокомпенсацию. Компенсаторы должны иметь достаточную компенсирующую способность для восприятия температурного удлинения участка трубопровода между неподвижными опорами, при этом максимальные напряжения в радиальных компенсаторах не должны превышать допускаемых (обычно 110 МПа).

Длина пролёта трубопровода O325мм между неподвижными опорами L=120 м.

Расчётная температура наружного воздуха при проектировании систем отопления .

Расчётная температура теплоносителя

Приняв коэффициент температурного удлинения

= 1,2010-2 мм/м0С, определим расчетное удлинение участка трубопровода по формуле:

l= L (1-t0) = 1,20 10-2 120 (130 + 29) = 229,0 мм

Расчетное удлинение lр с учетом предварительной растяжки компенсатора составит

lр= 0,5 l = 0,5 229,0 = 114,5 мм

Принимаем компенсатор со следующими параметрами:

Таблица

Диаметр

Н, м

b, мм

с, мм

d, мм

e, мм

f , мм

R, мм

l, мм

L, м

lк, мм

Dy, мм

Dн, мм

300

325

3,6

6800

3100

1100

600

600

1250

1963

11,85

260

По таблице 11.4 5 определим реакцию компенсатора Р при значении Рк= 1,32 кН/см и lр= 11,45 см

Р = Рк lр= 1,32 11,45 = 15,11 кН

10. Определение диаметров спускных устройств водяных тепловых сетей

Схема расчётного участка

Диаметр арматуры для выпуска воздуха - 32 мм.

Определяем приведённый диаметр для участка (2),м

Определяем приведённый уклон участка (2),м

Приняв коэффициенты расхода для вентиля т = 0,0144, n = 0,58;

Определяем диаметр спускного устройства для участка(2)

м

Определяем приведённый диаметр для участка (1),м

Определяем приведённый уклон участка (1),м

Приняв коэффициенты расхода для вентиля т = 0,0144, n = 0,5;

Определяем диаметр спускного устройства для участка(1)

м

Диаметр штуцера и запорной арматуры для обоих участков, м

По таблице 2.3 стр.31[4] принимаем условный проход штуцера и запорной арматуры мм

11. Подбор элеватора (здание администрации)

Определяем требуемый располагаемый напор для элеватора, м

Диаметр горловины камеры смешения элеватора, мм

G - расход сетевой воды на отопление администрации .

Расчётную величину диаметра округляем до стандартного диаметра dг = 20 мм

Располагаемый напор перед элеватором, м

, где

h - потери напора в системе отопления, м;

- располагаемый напор перед системой отопления, м;

Расчётный диаметр сопла, мм

Библиографический список

1. СНиП 23-01-99 Строительная климатология/Госстрой России,-М.: 2000.-66 с.

2. СНиП 2.01.07- 86 Тепловые сети/Минстрой России.- М.: ЦПП, 1994.-48 с.

3. СНиП 2.04.01.85 Внутренний водопровод и канализация зданий/Госстрой России. -М. ГУП ЦПП, 1999.-60 с.

4. Методические указания. Теплоснабжение предприятий и населенных пунк-тов/ Киров. Издательство ВГУ, 2003г.

5.СНиП 2.04.14-88 Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов/Госстрой России.- М.: ГУП ЦПП, 1998.-28 с.

6. Малышенко В.В., Михайлов А.К..Энергетические насосы. Справочное посо-бие. М. Энергоатомиздат, 1981.-200с.

7. Шестаков И.В. Теплофикация и тепловые сети. Учебное пособие. Киров. Издательство КирПИ, 1993 г.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Расчетные тепловые нагрузки района. Выбор системы регулирования отпуска теплоты. Построение графика для отпуска теплоты. Определение расчетных расходов сетевой воды. Подбор компенсаторов и расчет тепловой изоляции. Подбор сетевых и подпиточных насосов.

    курсовая работа [227,7 K], добавлен 10.12.2010

  • Построение графиков регулирования отпуска теплоты. Определение расходов сетевой воды аналитическим методом. Потери напора в домовой системе теплопотребления. Гидравлический расчет трубопровода тепловых сетей. Подбор подпиточного и сетевого насоса.

    курсовая работа [112,4 K], добавлен 14.05.2015

  • Определение расчётных тепловых нагрузок района города. Построение графиков расхода теплоты. Регулирование отпуска теплоты. Расчётные расходы теплоносителя в тепловых сетях. Гидравлический и механический расчёт водяных тепловых сетей, подбор насосов.

    курсовая работа [187,6 K], добавлен 22.05.2012

  • Определение 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 11.07.2012

  • Определение тепловых потоков на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение, максимального расхода сетевой воды. Гидравлический расчет тепловых сетей. Параметры насосов и их выбор. Расчет толщины теплоизоляции трубопроводов, объема подачи теплоносителя.

    курсовая работа [85,6 K], добавлен 18.10.2014

  • Оценка расчетных тепловых нагрузок, построение графиков расхода теплоты. Центральное регулирование отпуска теплоты, тепловой нагрузки на отопление. Разработка генерального плана тепловой сети. Выбор насосного оборудования системы теплоснабжения.

    курсовая работа [2,5 M], добавлен 13.10.2012

  • Определение тепловых потоков на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение. Построение температурного графика регулирования тепловой нагрузки на отопление. Расчёт компенсаторов и тепловой изоляции, магистральных теплопроводов двухтрубной водяной сети.

    курсовая работа [1,1 M], добавлен 22.10.2013

  • Характеристика 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 14.08.2012

  • Расчет численности населения по району города. Определение расходов тепла. График теплопотреблений. Гидравлический расчет водяной тепловой сети. Подбор сетевых, подпиточных насосов. Определение усилий на неподвижную опору. Расчет параметров компенсатора.

    курсовая работа [61,3 K], добавлен 05.06.2013

  • 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 01.02.2016

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.