Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Оренбургский государственный университет

Кафедра «Теплогазоснабжения, вентиляции и гидромеханики»

Курсовая работа

по предмету: Центральное теплоснабжение

на тему: Теплоснабжение района города

Выполнила:

Л.Ф. Мадьярова

Оренбург 2014



Задание на проектирование к курсовому проекту «Теплоснабжение района города»

Таблица 1 Исходные данные для проектирования

Две последние цифры зачет-ной книж-ки	Район строи-тельства (город)	Расчетные температуры наружного воздуха,	Продолжи Тельность отопи-тельного пе-риода, сут.	Распо-логае-мый напор в кварт. камере, Нкв, м	Плот-ность насе-ления Р, чел/га	Общая пло-щадь, f, м/чел	Расчетные температуры, теплоносителя	Сис-тема теплоснабжения	Тип прок-лад-ки
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
101	Иваново	-29	-16	-4,4	217	43	400	18	135	70	закр	б/к

План: вариант № 6 , ТЭЦ № 5 , УТ № 10.



Содержание

Введение

1. Определение расчетных тепловых нагрузок района города

1.1 Построение расхода теплоты

1.2 Регулирование отпуска теплоты в закрытых системах теплоснабжения

2. Определение расчетных расходов теплоносителя в тепловых сетях

3. Гидравлический расчет водяных тепловых сетей

4. Построение пьезометрического графика главной магистрали теплосети

5. Построение продольного профиля

6. Подбор основного оборудования теплоподготовительной установки источника теплоты

7. Расчет компенсации теплоносителя

8. Расчет водоподогревателя

Список использованных источников.



Введение

В курсовом проекте разрабатывается водяная система централизованного теплоснабжения жилищно-коммунальной застройки города Иваново с 2-х трубной прокладкой тепловых сетей. Источником теплоты является ТЭЦ.

В данном проекте решаются следующие вопросы: определение теплопотребления района города; расчет и построение графиков центрального качественного регулирования отпуска теплоты; определение расходов сетевой воды и гидравлический расчет сетей; построение пьезометрического графика и продольного профиля тепловых сетей; подбор основного оборудования источника теплоты и ЦТП; тепловой расчет изоляционной конструкции; расчет компенсации тепловых удлинений трубопроводов, определение усилий, действующих на неподвижную опору.

1. Определение расчетных тепловых нагрузок района города. 1.1 Построение расхода теплоты

Расчетные расходы тепла на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение определяют для каждого квартала города по укрупненным показателям.

Максимальный тепловой поток на отопление жилых и общественных зданий определяем по формуле:

где укрупненный показатель максимального теплового потока на отопление жилых зданий на 1 м² общей площади, Вт/м²;

общая площадь жилых зданий;

коэффициент, учитывающий тепловой поток на отопление общественных зданий:

Общую площадь жилых зданий определяют, исходя из жилой площади , м² и безразмерного планировочного коэффициента квартиры K = 0,7:

Жилую площадь квартала , м² рассчитываем по плотности жилого фонда Р, м²/га и площади квартала в гектарах, :



Плотность жилого фонда и плотность населения принимаются в зависимости от типа жилой застройки.

Максимальный тепловой поток, Вт, на вентиляцию общественных зданий определяем по формуле:

коэффициент, учитывающий тепловой поток на вентиляцию общественных зданий:

Средний тепловой поток на горячее водоснабжение жилых и общественных зданий:

где укрупненный показатель среднего теплового потока на горячее водоснабжение на одного человека;

число жителей в квартале.

Число жителей в квартале определяется нормой жилой площади на человека по формуле:



Максимальный тепловой поток на горячее водоснабжение жилых и общественных зданий определяется по формуле:

Определяя расчетный расход теплоты для района города, учитывают, что при транспорте теплоносителя происходят потери тепла в окружающую среду, которые принимаются равными 5% тепловой нагрузки. Поэтому суммарные расходы теплоты на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение.

Таблица 2 - Расчет теплопотребления

№ квартала	Этажность	Площадь квартала Fкв, га	Площадь жилого фонда Р, м2/га	Жилая площадь Fж , м2	Общая площадь А, м2	Число жителей m, чел	Расход теплоты, кВт
							Кол-во теплоты на отопление	Количество теплоты на вентиляцию	Количество теплоты на горячее водоснабжение	Суммарно количество теплоты	Суммарно количество теплоты c учетом потерь
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
1	5	9	4800	43200	61714	2400	6619	794	2166	9579	10058
2	5	9	4800	43200	61714	2400	6619	794	2166	9579	10058
3	5	7,5	4800	36000	51429	2000	5516	662	1805	7982	8382
4	5	15	4800	72000	102857	4000	11031	1324	3610	15965	16763
5	5	18	4800	86400	123429	4800	13238	1589	4332	19158	20116
6	5	18	4800	86400	123429	4800	13238	1589	4332	19158	20116
7	9	34,5	6300	217350	310500	12075	33301	3996	10896	48194	50603
8	9	33,75	6300	212625	303750	11813	32577	3909	10660	47146	49503
9	7	13,5	5400	72900	104143	4050	11169	1340	3655	16164	16973
10	7	13,5	5400	72900	104143	4050	11169	1340	3655	16164	16973
11	7	11,25	5400	60750	86786	3375	9308	1117	3046	13470	14144
12	7	15	5400	81000	115714	4500	12410	1489	4061	17960	18858
13	7	18	5400	97200	138857	5400	14892	1787	4873	21552	22630
14	7	18	5400	97200	138857	5400	14892	1787	4873	21552	22630
15	9	18,75	6300	118125	168750	6563	18098	2172	5922	26192	27502
16	9	22,5	6300	141750	202500	7875	21718	2606	7106	31431	33002
17	9	10	6300	63000	90000	3500	9653	1158	3158	13969	14668
18	9	7,5	6300	47250	67500	2625	7239	869	2369	10477	11001
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
19	9	7,5	6300	47250	67500	2625	7239	869	2369	10477	11001
20	9	7,5	6300	47250	67500	2625	7239	869	2369	10477	11001
21	9	6,25	6300	39375	56250	2188	6033	724	1974	8731	9167
22	5	13,75	4800	66000	94286	3667	10112	1213	3309	14634	15366
23	5	16,5	4800	79200	113143	4400	12135	1456	3971	17561	18439
24	5	16,5	4800	79200	113143	4400	12135	1456	3971	17561	18439
25	7	16,5	5400	89100	127286	4950	13651	1638	4467	19756	20744
26	7	22	5400	118800	169714	6600	18202	2184	5956	26342	27659
							Сумма	Сумма	Сумма	Сумма	Сумма
							339435	40732	111067	491234	515795

Размещено на http://www.allbest.ru/

После определения расчетного теплопотребления приступаю к построению графиков часовых расходов теплоты на отопление и вентиляцию в зависимости от температуры наружного воздуха и на горячее водоснабжение. Расходы на отопление и вентиляцию определяются по следующим формулам:

где - средняя температура внутреннего воздуха отапливаемых зданий; t_н - расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления. теплопотребление город гидравлическая сеть

Тепловая нагрузка на горячее водоснабжение - круглогодовая, в течение отопительного периода условно принимается постоянной, не зависящей от температуры наружного воздуха. Определяется по формуле:

Результаты расчетов вносим в таблицу 3



Таблица 3

	8	4	0	- 4	- 8	-12	-16	-20	-24	-29
	72	101	130	159	188	217	246	274	303	339
	9	12	16	19	23	26	29	33	36	41
	71	71	71	71	71	71	71	71	71	71
?	152	184	217	249	281	314	346	378	411	451

По таблице «Климатические данные населенных пунктов СССР для расчета отопительно-вентиляционных нагрузок и годового потребления» справочника В.И. Макнюка «Наладка и эксплуатация водяных тепловых сетей» находим продолжительность стояния температур наружного воздуха в часах с интервалом 5 °С в течение отопительного периода. Данные сводятся в таблицу 1.4

Таблица 4 Продолжительность стояния температур наружного воздуха.

Продолжит стояния, n, час	Температура наружного воздуха, °С
	-30…-25	-25…-20	-20…-15	-15…-10	-10…-5	-5…0	0…5	5…8	Всего часов
n	95	168	350	644	755	1177	1272	748	5208
? n	95	263	613	1257	2012	2785	3285	5208	5208

Рис 1. График часового и годового расходов теплоты



1.2 Регулирование отпуска теплоты в закрытых системах теплоснабжения.

В водяных тепловых сетях принимают центральное качественное регулирование отпуска теплоты по нагрузке отопления или по совмещенной нагрузке отопления и горячего водоснабжения.

В тепловой сети должен поддерживаться отопительно-бытовой температурный график. Построение графика центрального качественного регулирования от пуска теплоты по относительной нагрузке основано на определении зависимости температуры сетевой воды в подающей и обратной магистралях от температуры наружного воздуха.

В зависимых схемах присоединения отопительных установок к тепловым сетям температуру воды в подающей и обратной магистралях в течение отопительного периода, рассчитывается по формулам:



где температурный напор нагревательного прибора, :

температура воды в подающем трубопроводе системы отопления после элеватора; температура воды в обратном трубопроводе после системы отопления; расчетный перепад температур воды в тепловой сети,; расчетный перепад температур воды в местной системе отопления:

Задаваясь различными значениями в пределах от +8 до -29, определяем значения и строим отопительный график температур воды в тепловой сети.

Результаты расчетов вносим в таблицу 5.



Таблица 5

	8	4	0	-4	-8	-12	-16	-20	-24	-29
ф1	53,14	62,67	71,95	81,02	89,94	98,73	107,41	115,99	124,49	135
ф2	37,22	41,45	45,42	49,19	52,80	56,28	59,66	62,93	66,12	70

Рис 2. График температур воды в подающей и обратной магистралях при центральном качественном регулировании по отопительной нагрузке.

Для обеспечения требуемой температуры воды в системе горячего водоснабжения минимальную температуру сетевой воды в подающей магистрали тепловой сети принимаем равной 70.

Поэтому из точки соответствующей 70 на оси ординат, проводим горизонтальную прямую до пересечения с температурной кривой для подающей магистрали.

Температура наружного воздуха, соответствующая точке излома графика, обозначается и равна + 1.



2. Определение расчетных расходов теплоносителя в тепловых сетях.

При качественном регулировании отпуска теплоты расчетные расходы сетевой воды на отопление и вентиляцию определяем по формулам:

где расчетные температуры сетевой воды, соответственно в подающем и обратном теплопроводах при , °С;

- соответственно максимальные тепловые потоки на отопление и вентиляцию при , кВт;

удельная теплоемкость воды, кДж/(кг·°С).

Расчетные расходы сетевой воды на ГВС определяется по формуле:

температура воды в подающем и обратном теплопроводах в точке излома графика температур воды, °С;

температура воды после параллельно включенного водоподогревателя при , принимаем

Суммарный расчетный расход сетевой воды, при отсутствии бака-аккумулятора определяется по формуле:

В неотопительный период расчетные расходы воды в подающем и обратном теплопроводах на одинаковы. Расход сетевой воды в подающем трубопроводе определяется по формуле:

При этом максимальный расход воды на горячее водоснабжение находится по формуле:

Все расчеты вносим в таблицы.

Таблица - Расходы теплоносителя для зимнего периода года таблица

№ участка
1	2	3	4	5
1	87,70	10,52	66,62	164,84
2	87,70	10,52	66,62	164,84
3	73,08	8,77	55,51	137,37
4	146,17	17,54	111,03	274,73
5	175,40	21,05	133,23	329,68
6	175,40	21,05	133,23	329,68
7	441,24	52,95	335,16	829,35
8	431,64	51,80	327,88	811,32
9	147,99	17,76	112,41	278,17
10	147,99	17,76	112,41	278,17
11	123,33	14,80	93,68	231,81
12	164,44	19,73	124,90	309,07
13	197,32	23,68	149,89	370,89
14	197,32	23,68	149,89	370,89
15	239,80	28,78	182,15	450,73
16	287,76	34,53	218,58	540,88
17	127,89	15,35	97,15	240,39
18	95,92	11,51	72,86	180,29
19	95,92	11,51	72,86	180,29
20	95,92	11,51	72,86	180,29
21	79,93	9,59	60,72	150,24
22	133,98	16,08	101,77	251,84
23	160,78	19,29	122,13	302,21
продолжение таблицы 6.1
1	2	3	4	5
24	160,78	19,29	122,13	302,21
25	180,88	21,71	137,40	339,98
26	241,17	28,94	183,19	453,31

Таблица - Расходы теплоносителя для летнего периода года

№ квартала
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26

3. Гидравлический расчет водяных тепловых сетей

В задачу гидравлического расчета входит определение диаметров теплопроводов, давления в различных точках сети и потерь давления на участках.

Последние складываются из потерь давления на трение по длине трубопровода и в местных сопротивлениях:

Потери давления на трение определяются по формуле:

где - коэффициент трения;

d , l - длина и внутренний диаметр участка трубопровода, м;

скорость движения теплоносителя, м/с;

плотность теплоносителя, ;

удельное падение давления в трубопроводе, Па/м.

Удельные потери давления на трение должны определяться на основании технико-экономических расчетов.

В нашем рассматриваемом случае его значение следует принимать в пределах 30-80 Па/м , для ответвлений- по располагаемому давлению.

При заданном перепаде давления по всей сети средние удельные потери определяют по формуле:

где отношение эквивалентной и фактической длин участка, определяющее долю потерь давления в местных сопротивлениях от линейных потерь.

Потери давления в местных сопротивлениях определяются по формуле:

где суммарный коэффициент местных сопротивлений на участке трубопровода.

Потери давления в местных сопротивлениях можно заменить эквивалентными гидравлическими сопротивлениями по длине, т.е на такую длину прямолинейного трубопровода , линейные потери давления в котором численно равны потерям давления в местных сопротивлениях:



Тогда

потери давления на участке:

При определении потерь давления (напора) на участках тепловой сети по сумме коэффициентов местных сопротивлений потери напора находят как

Где

линейные потери на участке, м.

Гидравлический расчет производится в следующем порядке:

- выбирается на трассе тепловых сетей расчетная магистраль;

- разбивается тепловая сеть на расчетные участки, определяем расчетные расходы теплоносителя и измеряем по генплану длину участков;

- задаемся удельными потерями давлений на трение, исходя из расходов теплоносителя на участках по номограммам [2, номограммы 4,27 - 4,33], находим диаметр теплопровода, действительные удельные потери давления на трение и скорость движения теплоносителя;

- определив диаметры расчетных участков тепловой сети, разрабатываем монтажную схему теплопроводов, размещая по трассе запорную арматуру, неподвижные опоры, компенсаторы;

- по монтажной схеме устанавливают местные сопротивления на расчетных участках и по [4, прил. 17] находится эквивалентная длина местных сопротивлений или сумма коэффициентов местных сопротивлений ;

- потери давления на расчетных участках тепловой сети находят как

(3.9)

- потери напора на участках:

(3.10)

- вычисляются суммарные потери напора в подающем теплопроводе расчетной магистрали;

- ответвления и другие магистрали рассчитываются по располагаемому перепаду давлений в точке присоединения ответвлений к расчетной магистрали. При этом невязка между потерями давления в ответвлениях и располагаемым давлением не должна превышать 10%. Когда невозможно уравнять потери давления в рассчитываемых магистралях за счет изменения диаметров трубопроводов, избыточное давление гасится на абонентских вводах диафрагмами.

Все расчеты вносим в таблицы.

Таблица - Расчет эквивалентной длины участков

№ участка	Dy, мм	l,м	Вид МС	коэффициент МС	количество	lэкв	le, м
1	2	3	4	5	6	7	8
1	400	600	Задвижка	0,5	2	1	19,8	75,24
			Сальниковый компенсатор	0,6	3	1,8
			Тройник	0,5	1	0,5
			Внезапное расширение	0,5	1	0,5
			сумма			3,8
2	500	175	Тройник	1	1	1	26,5	153,7
			Внезапное расширение	0,5	1	0,5
			сумма			5,8
3	600	375	Задвижка	0,5	3	1,5	32,9	121,73
			Сальниковый компенсатор	0,6	2	1,2
			Крестовина	1	1	1
			сумма			3,7
4	600	375	Задвижка	0,5	1	0,5	32,9	85,54
			Сальниковый компенсатор	0,6	1	0,6
			Внезапное расширение	0,5	1	0,5
			Крестовина	1	1	1
			сумма			2,6
1	2	3	4	5	6	7	8
5	700	450	Задвижка	0,5	2	1	38,9	120,59
			Сальниковый компенсатор	0,6	1	0,6
			Крестовина	1	1	1
			Внезапное расширение	0,5	1	0,5
			сумма			3,1
6	800	625	Задвижка	0,5	2	1	46	170,2
			Сальниковый компенсатор	0,6	2	1,2
			Крестовина	1	1	1
			Внезапное расширение	0,5	1	0,5
			сумма			3,7
7	900	900	Задвижка	0,5	3	1,5	53,1	175,23
			Сальниковый компенсатор	0,6	1	0,6
			Крестовина	1	1	1
			Отвод сварной	0,2	1	0,2
			сумма			3,3
8	900	700	Задвижка	0,5	1	0,5	53,1	127,44
			Сальниковый компенсатор	0,6	2	1,2
			Тройник	0,5	1	0,5
			Отвод сварной	0,2	1	0,2
			сумма	2,4
9	900	550	Задвижка	0,5	3	1,5	53,1	196,47
			Сальниковый компенсатор	0,6	2	1,2
			Крестовина	1	1	1
			сумма	3,7
10	900	625	Задвижка	0,5	2	1	53,1	196,47
			Сальниковый компенсатор	0,6	2	1,2
			Внезапное расширение	0,5	1	0,5
			Крестовина	1	1	1
			сумма	3,7
Продолжение таблицы 7
11	1000	625	Задвижка	0,5	3	1,5	60,5	223,85
			Сальниковый компенсатор	0,6	2	1,2
			Крестовина	1	1	1
			сумма	3,7
12	1000	525	Задвижка	0,5	2	1	60,5	157,3
			Сальниковый компенсатор	0,6	1	0,6
			Крестовина	1	1	1
			сумма	2,6
13	1000	500	Задвижка	0,5	2	1	60,5	157,3
			Сальниковый компенсатор	0,6	1	0,6
			Крестовина	1	1	1
			сумма	2,6
14	1000	2075	Задвижка	0,5	3	1,5	60,5	1216,1
			Сальниковый компенсатор	0,6	1	0,6
			Крестовина	1	1	1
			Отвод сварной	0,2	1	0,2
			П - образный компенсатор	2,8	6	16,8
			сумма	20,1
15	400	325	Задвижка	0,5	2	1	19,8	51,48
			Сальниковый компенсатор	0,6	1	0,6
			Тройник	0,5	1	0,5
			Внезапное расширение	0,5	1	0,5
			сумма	2,6

Таблица - Гидравлический расчет водяной тепловой сети для зимнего периода года

№ участка	, т/ч	, мм	, мм	R , Па/м	, м/с	,м	, м	, м	м	м	??H, м
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
1	694	400	426*7	63	1,50	600	75,24	675,24	42540	4,34	4,34
15	642	400	426*7	55	1,45	325	51,48	376,48	20706	2,11	2,11
2	1336	500	529*7	60	1,80	175	153,7	328,7	19722	2,01	6,35
3	1696	600	630*8	42	1,68	375	121,73	496,73	20863	2,13	8,47
4	2237	600	630*8	70	2,18	375	85,54	460,54	32238	3,29	11,76
5	3059	700	720*9	70	2,30	450	120,59	570,59	39941	4,07	15,83
6	4148	800	820*9	62	2,40	625	170,2	795,2	49302	5,03	20,86
7	5307	900	920*10	56	2,40	900	175,23	1075,2	60213	6,14	26,99
8	5472	900	920*10	60	2,50	700	127,44	827,44	49646	5,06	32,06
9	5775	900	920*10	66	2,60	550	196,47	746,47	49267	5,02	37,08
10	6379	900	920*10	80	2,90	625	196,47	821,47	65718	6,70	43,78
11	6889	1000	1020*11	52	2,50	625	223,85	848,85	44140	4,50	48,28
12	7569	1000	1020*11	66	2,80	525	157,3	682,3	45032	4,59	52,87
13	7899	1000	1020*11	68	2,90	500	157,3	657,3	44696	4,56	57,42
14	8453	1000	1020*11	80	3,20	2075	1216,1	1500	120000	12,23	69,66

Таблица - Гидравлический расчет водяной тепловой сети для летнего периода года

№ участка	, т/ч	, мм	, мм	R , Па/м	, м/с	,м	, м	, м	м	м	??H, м
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
1	694	400	426*7	6	0,50	600	75,24	675,24	4051,4	0,41	0,41
15	642	400	426*7	5	0,45	325	51,48	376,48	1882,4	0,19	0,19
2	1336	500	529*7	7	0,60	175	153,7	328,7	2300,9	0,23	0,65
3	1696	600	630*8	4,5	0,55	375	121,73	496,73	2235,3	0,23	0,88
4	2237	600	630*8	7,5	0,70	375	85,54	460,54	3454,1	0,35	1,23
5	3059	700	720*9	7	0,75	450	120,59	570,59	3994,1	0,41	1,63
6	4148	800	820*9	6	0,75	625	170,2	795,2	4771,2	0,49	2,12
7	5307	900	920*10	6	0,80	900	175,23	1075,2	6451,4	0,66	2,78
8	5472	900	920*10	7	0,88	700	127,44	827,44	5792,1	0,59	3,37
9	5775	900	920*10	7,5	0,90	550	196,47	746,47	5598,5	0,57	3,94
10	6379	900	920*10	10	1,00	625	196,47	821,47	8214,7	0,84	4,78
11	6889	1000	1020*11	6	0,85	625	223,85	848,85	5093,1	0,52	5,30
12	7569	1000	1020*11	7	0,95	525	157,3	682,3	4776,1	0,49	5,78
13	7899	1000	1020*11	7	0,98	500	157,3	657,3	4601,1	0,47	6,25
14	8453	1000	1020*11	8	1,00	2075	1216,1	1500	12000	1,22	7,48

4. Построение пьезометрического графика главной магистрали теплосети

Распределение давлений в тепловых сетях удобно изображать в виде пьезометрического графика, который дает наглядное представление о давлении или напоре в любой точке тепловой сети и поэтому обеспечивает большие возможности учета многочисленных факторов (рельеф местности, высота зданий, особенности абонентских систем и т. д.) при выборе оптимального гидравлического режима.

Давление, выраженное в линейных единицах измерения, называется напором давления или пьезометрическим напором. В системах теплоснабжения пьезометрические графики характеризуют напоры, соответствующие избыточному давлению, и они могут быть измерены обычными манометрами с последующим переводом результатов измерения в метры.

При построении пьезометрического графика выполняются следующие условия:

1. Давление в непосредственно присоединяемых к сети абонентских системах не должно превышать допускаемого как при статическом, так и при динамическом режиме. Для радиаторов систем отопления максимальное избыточное давление должно быть не более , что соответствует примерно напору в .

2. Максимальный напор в подающих трубопроводах ограничивается прочностью труб и всех водоподогревательных установок.

Предельно допустимые напоры приведены в [4, стр. 177].

3. Напор в подающих трубопроводах, по которым перемещается вода с температурой более 100°С, должен быть достаточным для исключения парообразования. Ниже приведены рекомендуемые из условия невскипания напоры в подающих трубопроводах в зависимости от температуры воды:

В связи с неравномерным нагреванием воды в отдельных трубках водогрейных котлов температуру воды в них для определения давления, обеспечивающего невскипание, следует принимать на 10°С выше расчетной температуры сетевой воды.

4. Для предупреждения кавитации напор во всасывающем патрубке сетевого насоса должен быть не меньше 5 м.

5. В точках присоединения абонентов следует обеспечить достаточный напор для создания циркуляции воды в местных системах. При элеваторном смешении на абонентском вводе располагаемый напор должен быть не меньше . Наличие подогревателей горячего водоснабжения при двухступенчатой схеме требует увеличения напора до .

6. Уровни пьезометрических линий как при статическом, так и при динамическом режиме следует устанавливать с учетом возможности присоединения большинства абонентских систем по наиболее дешевым зависимым схемам. Статическое давление также не должно превышать допускаемого давления для всех элементов системы теплоснабжения. При определении статического давления возможность вскипания воды в подающих трубопроводах, как правило, можно не учитывать.

Последовательность построения профиля:

Сначала строится профиль местности по трассе теплопроводов. На профиле в принятом масштабе наносят высоты зданий. При построении пьезометрических графиков условно принимают, что оси трубопроводов совпадают с поверхностью земли. Такая условность вполне оправдана для подземных прокладок, когда заглубление трубопроводов не превышает . В этом случае, фактические напоры в трубопроводах будут больше на величину их заглубления. Для воздушных прокладок, наоборот, напоры в трубопроводах будут меньше, и это обстоятельство следует учитывать при определении минимальных давлений, обеспечивающих о невозможность вскипания воды в подающих или невозможность возникновения вакуума в обратных трубопроводах.

Статический напор (линия ) устанавливают из условия заполнения сетевой водой по возможности всех абонентских систем с запасом в по отношению к самому высокому абоненту. Проведем на ниже линии горизонталь . Тогда в зоне, расположенной между этими линиями, при статическом режиме напор не превышает и не опасен для чугунных радиаторов систем отопления.

Предельное положение пьезометрической линии для обратной магистрали при динамическом режиме намечается из следующих соображений:

а) максимальный пьезометрический напор не должен превышать в радиаторах нижних этажей систем отопления, присоединяемых по элеваторной схеме;

б) для зашиты систем отопления от опорожнения пьезометрическая линия должна быть не менее чем на выше зданий.

Действительный уклон пьезометрической линии определяется по данным гидравлического расчета. Потери напора в местной системе концевого абонента соответствуют отрезку

Пьезометрическая линия подающей магистрали должна удовлетворять следующим условиям:

а) максимальный напор не должен превышать допустимого для труб и подогревательных установок;

б) минимальный напор не должен допускать вскипания воды.

При построении пьезометрического графика необходимо учитывать, что требуемый напор у всасывающего патрубка сетевого насоса составляет в зависимости от марки насоса.

Располагаемый напор для квартала определяется суммой потерь напора в водоподогревательной установке ЦТП, внутриквартальной сети и системе отопления, что составляет около при зависимой схеме присоединения систем отопления и при независимой.

На графике необходимо показать потери напора у источника теплоты, которые принимаются равными .

Невозможность вскипания воды на пьезометрическом графике может быть отражена двумя способами.

По первому способу от каждой точки поверхности земли откладывают напор, принимаемый по [4, стр. 179].

Если пьезометрическая линия расположится выше линии и нигде ее не пересекает, то вода в трубах кипеть не будет.

По второму способу ниже линии на величину проводят линию. Во всех точках, расположенных ниже линии, кипение невозможно, так как напор в этих точках больше.

Только в местах пересечения линии с подающим трубопроводом и во всех точках, расположенных выше линии, при расчетных температурных условиях наступит парообразование.

Второй способ наглядно иллюстрирует те уровни, до которых во избежание парообразования можно поднимать воду с расчетной температурой выше 100°С.

Если перечисленные выше условия не могут быть выполнены для всех абонентов, то отдельные местные системы необходимо присоединять по независимой схеме.

При неровном рельефе местности, когда значительное количество потребителей тепла выводит за границу нормального гидравлического режима, система теплоснабжения разбивается на независимые по давлению зоны.

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

Строится пьезометрический график главной магистрали теплотрассы.

В данном примере подключение потребителей производится по зависимой схеме, за исключением 15 квартала, здесь подключение производится по не зависимой схеме, т.к. при построении пьезометрического графика в отапливаемый период с водоразбором из обратного теплопровода линия динамического давления пересекает высоту здания.

Строится пьезометрический график главной магистрали теплотрассы (графическая часть, лист 2).

5. Построение продольного профиля

Продольный профиль участка теплосети строится в масштабах: вертикальном 1:100 и горизонтальном 1:5000. Построение начинается с определения минимальной глубины тепловых камер по трассе с учетом габаритных размеров устанавливаемого в них оборудования. Уклон теплопроводов независимо от способа прокладки должен составлять не менее 0,002. В самых низких точках теплопроводов предусматриваются дренажные выпуски, а в самых высоких - устройства для выпуска воздуха (воздушники).

При построении продольного профиля высота камеры рассчитывается в зависимости от установленного в ней оборудования, при этом ее высота в свету от уровня пола до низа выступающих конструкций принимается не менее 2.

Рассмотрим участок 12 - 13.

Протяженность участка 750 м. Условный диаметр

В УТ 13 установлена задвижка с высотой шпинделя .

Примем: ; ; ,

где - расстояние от поверхности земли до верха перекрытия камеры, ;

- толщина плиты перекрытия камеры, ;

- расстояние от шпинделя задвижки до перекрытия камеры, принимается в зависимости от диаметра трубопровода, [1, рис. 4.10].

Отметка земли: 42,00.



Отметка оси теплопровода:

Принимая , находим отметку низа трубопровода:

где - расстояние от оси теплопровода до низа трубопровода, [1, табл. 4.13].

Отметка верха трубопровода:

где - высота трубопровода, примыкающего к камере;

Отметка дна камеры:

,

где - расстояние от оси трубопровода до дна камеры, [1, рис. 4.10].

По такой же технологии рассчитывают все УТ участка трассы.

6. Подбор основного оборудования теплоподготовительной установки источника теплоты

Для обеспечения отопительно-вентиляционной нагрузки, а нагрузки на горячее водоснабжение на ТЭЦ устанавливают конденсационные турбины. Эти турбины могут одновременно использоваться для обеспечения технологической нагрузки, когда теплоносителем является вода. Все конденсационные турбины типа Т и ПТ укомплектованы двумя горизонтальными подогревателями ПСГ.

Зададим коэффициент теплофикации a_т =0,7, распределяем тепловую нагрузку на ТЭЦ: нагрузка ТЭЦ, удовлетворяемая за счет отборов турбин

Q_тур= a_т * Q_тэц = 0,7* 431 = 301,7 МВт

Нагрузка пикового источника:

Q_gbr= (1-a_т)* Q_тэц = 0,3* 431 = 129,3 МВт

По номинальной нагрузке теплофикационных отборов турбин принимаем 2 турбины Т-100/100-130 по 704 ГДж/ч.

Турбина Т-100 имеет 2 теплофикационных отбора пара давлением: 0,05-0,2 Мпа в первом отборе, и 0,06-0,25 Мпа во втором отборе. Расход пара в отборе Д=310 т/ч. Турбина укомплектована двумя горизонтальными подогревателями ПСГ с поверхностью нагрева каждого F=2300м²

По давлению пара определяем температуру насыщения пара

- при Р = 0,15 Мпа t_н = 112 С.

- при Р =0,25 Мпа t_н = 128 С.

Принимая величину подогрева в подогревателе нижней ступени ниже ступени t^н_н= 6 С, в верхней t^в_н= 10 С, находим температуру сетевой воды после подогревателя нижней и верхней ступени.

t_н - t^н_н = 112-6 =106 С.

t_н - t^в_н = 128-10 =118 С.

Принимая средняю температуру обратной воды 70 С находим температуру сетевой воды на выходе в подогреватель нижней ступени.

=20+(70*6800+40*903)/(6800+903)= 86,5 C

Тепловую нагрузку подогревательной установки турбины распределяем между подогревателями нижней и верхней ступени.

Qн = 704* (112-86,5)/(118-86,5)= 560 ГДж/ч

Qв = 704* (112-105)/(118-86,5)= 156 ГДж/ч

Производим поверочный расчет подогревателей.

Средне логарифмическая разность температур сетевой воды у подогревателей:

t^н_m =( (112-86,5)-(112-105))/(ln(112-86,5)/(112-105))= 13,3 С

t^в_m =( (128-105)-(128-112))/(ln(128-105)/(128-112))= 15,5 С

Коэффициент теплопередачи подогревателей:

k_н = Qн/F* t^н_m = 560*3,6*1000/2300/13,3=659 Вт/(м2*С)

k_н = Qн/F* t^н_m = 156*3,6*1000/2300/15,5=157,5 Вт/(м2*С)

7. Расчет компенсации тепловых удлинений трубопроводов.

Определить напряжение от термических деформаций в трубопроводе диаметром у неподвижной опоры при расчетной температуре теплоносителя и температуре окружающей среды во время монтаж . Модуль продольной упругости стали , а коэффициент линейного удлинения . Допускаемое напряжение изгиба в трубопроводе

Линейное удлинение длинного плеча

При ,т.е.



где - отношение длины большего плеча к меньшему.

Находим напряжение у опоры по формуле:

Тогда

данный поворот трассы будет работать на самокомпенсацию.

8. Расчет водоподогревателя

Расчет водоподогревательной установки производим при минимальной температуре сетевой воды в подающей магистрали, соответствующей .

При =10°С температура сетевой воды в подающей магистрали по повышенному температурному графику =63°С, после системы отопления по отопительному графику =37°С, при =-29°С расчетные температуры сетевой воды =130°С,=70°С.

Задавшись °С, находим температуру нагреваемой воды на выходе из подогревателя

°С

Балансовая тепловая нагрузка на горячее водоснабжение

Максимальный часовой расход на горячее водоснабжение

Расход сетевой воды на абонентский ввод

кг/ч

Определим температуру сетевой воды на выходе из подогревателя первой ступени при

=

Среднелогарифмическая разность температур греющего и нагреваемого теплоносителей в подогревателе первой ступени

Безразмерный параметр подогревателя первой ступени

Безразмерная удельная тепловая производительность подогревателя первой ступени при максимальной тепловой нагрузке на горячее водоснабжение

Принимая ,определяем коэффициент смешения элеватора

Тогда расчетный коэффициент

Средняя температура воды в нагреваемом приборе при

=0,5(50,5+53,65)=52,07

Безразмерная характеристика отопительной системы при максимальной тепловой нагрузке на горячее водоснабжение

Суммарный перепад температур сетевой воды в первой и второй ступенях при максимальной тепловой нагрузке на горячее водоснабжение

Температура сетевой воды после отопительной установки

Тепловая производительность подогревателей первой и второй ступени

Температура сетевой воды на выходе из подогревателя второй ступени

Температура сетевой воды на выходе из подогревателя первой ступени

Среднелогарифмическая разность температур греющего и нагреваемого теплоносителей в подогревателях

Задавшись скоростью движения нагреваемой воды =1м/с,определяем требуемую площадь живого сечения трубного пространства подогревателя первой ступени

К установке подбираем секционный водоводяной подогреватель 08 ОСТ 34-588-68 со следующими технологическими признаками: внутренний диаметр di=14 мм, число трубок-19шт., площадь поверхности нагрева одной секции Fсек=3,54, площадь живого сечения трубок fтр=0,00293, площадь межтрубного пространства fм.тр=0,005,эквивалентный диаметр межтрубного пространства dее=15,5м.

Действительная скорость движения воды в трубном и межтрубном пространстве подогревателей:



Список использованных источников

1) Теплоснабжение и вентиляция. Курсовое и дипломное проектирование. /Под ред. Проф. Б.М. Хрусталёва - 3-е изд. исп. и доп. - М.: Изд-во АСВ, 2007. - 784с., 183 ил.

2) Наладка и эксплуатация водяных тепловых сетей: Справочник/ В.И. Манюк, Я.И. Каплинский, Э.Б. Хиж и др. - 3-е изд. перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 1988. - 432 с.

3) Сафонов А.А. Сборник задач по теплофикации и тепловым сетям. 3-е изд. - М.: Энергоатомиздат, 1985. - 232 с.

4) СНиП 2.04.07-86. Тепловые сети. /Госстрой СССР. - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1986. - 45 с.

5) СНиП 2.01.01-32. Строительная климатология и геофизика. - М.: Стройиздат, 1983.

6) СНиП 2.04.14-88. Тепловая изоляция оборудования и теплопроводов /Госстрой СССР. - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1989. - 32 с.

7) Соколов Е.Я. Теплофикация и тепло вые сети: учебник для вузов. - 3-е изд. - М.: Энергоиздат, 1982. - 360 с.

8) Справочник по специальным работам. Тепловая изоляция. /Под ред. Г.Ф. Кузнецова. -М.: Стройиздат, 1976. - 420 с.

9) Теплоснабжение. Учебное пособие для вузов. /В.Е. Козин, Т.А. Левина, А.П. Марков и др. - М.: Высш. Шк., 1980. - 408 с.

10) Теплоснабжение : Учебник для вузов /А.А. Ионин, Б.М. Хлыбов и др. под ред. А.А. Ионина. - М.: Стройиздат, 1982. - 336 с.

11)Наладка водяных систем централизованного теплоснабжения:Справочное пособие /М.М. Апарцев: - М.: Энергоатомиздат, 1983. - 204 с.

12) Копко В.М. Теплоизоляция теплопроводов теплосетей: Учебно-методическое пособие. Мн.: Технопринт, 2002. - 160 с.

Размещено на Allbest.ru