Теплоснабжение промышленного района
Расчетные нагрузки и график расхода теплоты. Определение расходов сетевой воды. Гидравлический расчет водяных тепловых сетей и конденсатопроводов. Выбор типа и толщины изоляции теплопровода, определение величины потерь при прокладке трубопроводов.
Рубрика | Физика и энергетика |
Вид | курсовая работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 13.06.2015 |
Размер файла | 381,1 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/
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Энергетический факультет
Кафедра "Промышленная теплоэнергетика и теплотехника"
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
по дисциплине "Источники и системы теплоснабжения
промышленных предприятий"
Тема: Теплоснабжение промышленного района
Минск
2015
- Оглавление
- Введение
- 1. Определение расчетных тепловых нагрузок
- 2. Построение графика расхода теплоты
- 3. Построение графика центрального качественного регулирования по отопительной нагрузке
- 4. Построение расчетной схемы водяной тепловой сети и паропровода (согласно генплана предприятия)
- 5. Гидравлический расчет водяной тепловой сети
- 5.1 Определение расходов сетевой воды
- 5.2 Гидравлический расчет водяных тепловых сетей
- 6. Построение пьезометрического графика водяной тепловой сети
- 7. Выбор схемы присоединения абонентов
- 8. Гидравлический расчет паропроводов и конденсатопроводов
- 8.1 Гидравлический расчет паропровода
- 8.2 Гидравлический расчет конденсатопровода
- 9. Выбор типа и толщины изоляции теплопровода. Определение величины потерь
- Заключение
- Список используемых источников
- Введение
- Для организации рационального энергоснабжения потребителей особенно большое значение имеет теплофикация, являющаяся наиболее совершенным методом централизованного теплоснабжения и одним из основных путей снижения удельного расхода топлива на выработку электрической энергии.
- Под термином "теплофикация" понимается централизованное теплоснабжение на базе комбинированной, т.е. совместной выработки тепла и электрической энергии.
- При теплофикации реализуется два основных принципа рационального энергоснабжения:
- 1. Комбинированное производство теплоты и электрической энергии, осуществляемой на ТЭЦ.
- 2. Централизация теплоснабжения т.е. подача теплоты от одного источника многочисленным тепловым потребителям.
- Процесс централизованного теплоснабжения состоит из трех последовательных операций:
- 1. Подготовка теплоносителя.
- 2. Транспорт теплоносителя.
- 3. Использование теплоносителя.
- Подготовка теплоносителя производится в специальных теплоподготовительных установках (сетевые подогреватели, пиковые водогрейные котлы) на ТЭЦ, а также в районных или промышленных котельных.
- Транспортируется теплоноситель по тепловым сетям.
- Используется теплоноситель в теплоприемниках потребителей. Для транспорта тепла на большие расстояния применяется два теплоносителя: вода и водяной пар. Как правило, для удовлетворения сезонной нагрузки горячего водоснабжения в качестве теплоносителя используется вода, а для промышленных технологий - пар. В настоящей курсовой работе производится расчет тепловых нагрузок предприятия, построение графика тепловых нагрузок и проектирования.
- Тепловые сети могут быть классифицированы по виду используемого в них теплоносителя, а также по его расчетным параметрам (давлениям и температурам). Практически единственными теплоносителями в тепловых сетях являются горячая вода и водяной пар.
- Водяной пар как теплоноситель повсеместно используется в теплоисточниках (котельных, ТЭЦ), а во многих случаях - и в системах теплоиспользования, особенно в промышленных. Коммунальные системы теплоснабжения оборудуются водяными тепловыми сетями; промышленные - либо только паровыми, либо паровыми в сочетании с водяными, используемыми для покрытия нагрузок систем отопления, вентиляции и горячего водоснабжения. Такое сочетание водяных и паровых тепловых сетей характерно также для общегородских систем теплоснабжения.
- Водяные тепловые сети большей частью выполняются двухтрубными с сочетанием подающих трубопроводов для подачи горячей воды от теплоисточников до систем теплоиспользования и обратных трубопроводов для возврата охлажденной в этих системах воды к теплоисточникам для повторного подогрева. Подающие и обратные трубопроводы водяных тепловых сетей вместе с соответствующими трубопроводами теплоисточников и систем теплоиспользования образуют замкнутые контуры циркуляции воды. Эта циркуляция поддерживается сетевыми насосами, установленными в теплоисточниках, а при больших дальностях транспорта воды - также и на трассе сетей (насосные станции).
- 1. Определение расчетных тепловых нагрузок
- Расчет расхода тепла на отопление промышленных зданий ведется по следующей формуле (1.1):
- кВт, (1.1)
где
V - объем здания по наружному обмеру, м3;
tвр - внутренняя температура воздуха в здании, °С;
tно- расчетная температура наружного воздуха для отопления, °С;
q0 - величина удельной теплопотери здания, Вт/(м3·К);
- коэффициент инфильтрации, = 1 для общественных зданий, = 1,25 для промышленных зданий. [1]
В горячих цехах часть теплопотерь здания компенсируется внутренними тепловыделениями. В этом случае расход тепла на отопление должен быть уменьшен на величину тепловыделения , а расход остального подводимого тепла определится из выражения (1.2):
кВт, (1.2)
где
Q0max - расход тепла на отопление промышленных зданий, кВт.
- внутренние тепловыделения здания, кВт.
Расчет расходов тепла на вентиляции осуществляется по формуле (1.3):
кВт, (1.3)
где
qв - вентиляционная характеристика здания, Вт/(м3К); tнв - расчетная температура наружного воздуха для проектирования вентиляции, 0С.
Расчетная нагрузка горячего водоснабжения производится по формуле (1.4):
Вт, (1.4)
где
m - число душей в здании; a - норма расхода воды на 1 работающего в смену, а = 60 л/ч [1];
с = 4,19 кДж/(кг°С) - теплоемкость воды; tсм.1 - температура смеси горячей и холодной воды в душе, tсм.1 = 37 °С [1]; tх в - температура холодной водопроводной воды, tх в = 5 °С [1]; n - количество умывальников, шт;
b - норма расхода горячей воды на умывальник, b = 5 л/ч [1]; tсм.2 - температура смеси горячей и холодной воды в умывальнике, tсм.2 = 35 °С [1].
Сведем в таблицу 1.1 эксплуатационные характеристики зданий [1].
Таблица 1.1 - эксплуатационные характеристики зданий
Здание |
Назначение здания |
Объем здания, м3 |
Количество, шт |
Расход пара, т/ч |
Внутренние тепловыделения, кВт |
Высота здания, м |
||
умывальников |
душей |
|||||||
А |
Административное здание |
18750 |
6 |
- |
- |
- |
36 |
|
Б |
Столовая |
8000 |
10 |
3 |
3 |
90 |
7 |
|
З |
Механический цех |
37500 |
6 |
7 |
2 |
- |
12 |
|
Н |
Меднолитейный цех |
31000 |
13 |
14 |
- |
250 |
25 |
|
Р |
Бытовые помещения |
6750 |
15 |
- |
- |
- |
6 |
Сведем в таблицу 1.2 удельные отопительные и вентиляционные характеристики зданий, а также расчетные температуры [1-2].
Таблица 1.2 - удельные отопительные и вентиляционные характеристики зданий и используемые в расчете температуры
Назначение зданий |
Удельная характеристика, Дж/(с?м3?°С) |
Расчетная температура воздуха внутри помещений, tв.р, °С |
Расчетная температура наружного воздуха для отопления, tно, °С |
Расчетная температура наружного воздуха для проектирования вентиляции, tнв, 0С. |
||
для отопления qo |
для вентиляции qв |
|||||
Меднолитейные цехи |
0,24 |
1,38 |
+16 |
-24 |
-11 |
|
Механические цехи |
0,5 |
0,22 |
+16 |
|||
Бытовые помещения |
0,38 |
0,13 |
+18 |
|||
Административные здания |
0,3 |
0,11 |
+18 |
|||
Столовые |
0,67 |
0,8 |
+16 |
Результаты расчета сведем в таблицу 1.3.
Таблица 1.3 - Расчетные тепловые нагрузки предприятия
Обозначение зданий |
Назначение зданий |
V, м3 |
Qвн, кВт |
кВт |
Qв.max, кВт |
, кВт |
УQ, кВт |
Dп, т/ч |
|
А |
Административное здание |
18750 |
- |
236,3 |
59,8 |
1,3 |
297,3 |
- |
|
Б |
Столовая |
8000 |
90 |
124,4 |
172,8 |
10,1 |
307,3 |
3 |
|
З |
Механический цех |
37500 |
- |
937,5 |
222,8 |
20,0 |
1180,3 |
2 |
|
Р |
Бытовое помещение |
6750 |
- |
107,7 |
25,4 |
3,1 |
136,3 |
- |
|
Н |
Меднолитейный цех |
31000 |
250 |
122,0 |
1155,1 |
40,3 |
1317,3 |
- |
|
Итого |
102000 |
340 |
1527,9 |
1635,9 |
74,8 |
3238,6 |
5 |
- 2. Построение графика расхода теплоты
График годового расхода теплоты по продолжительности стояния температур наружного воздуха строится на основании графика суммарных часовых расходов теплоты и состоит из двух частей. Одна часть - график зависимости суммарных часовых расходов теплоты по различным видам теплопотребления в зависимости от температуры наружного воздуха, вторая - годовой график расхода теплоты в зависимости от продолжительности стояния наружных температур. Минимальные расходы тепла на отопление и вентиляцию определяются пересчетом исходя из формул (2.1-2.2):
кВт, (2.1)
кВт (2.2)
где
tн - температура наружного воздуха в конце отопительного периода (tн = 8 оС).
Так как расчетная температура воздуха внутри помещений tв.р разная для зданий различного назначения, расчеты расходов теплоты на отопление и вентиляцию были произведены раздельно по каждой группе с одинаковой tв.р с последующим суммированием по типам нагрузки. График зависимости расхода теплоты по отдельным видам теплопотребления представлен на рисунке 2.1. Продолжительность стояния среднесуточных температур наружного воздуха за отопительный период представлена в таблице 2.1 [3]. Общий график расходов теплоты представлен в графической части проекта.
Таблица 2.1 - Продолжительность стояния среднесуточных температур наружного воздуха за отопительный период
Температура наружного воздуха tн,°С |
-30 |
-25 |
-20 |
-15 |
-10 |
-5 |
0 |
8 |
|
Продолжительность стояния температур наружного воздуха |
4 |
19 |
71 |
232 |
635 |
1344 |
2745 |
4860 |
Рисунок 2.1 - График расхода теплоты по отдельным видам теплопотребления
- 3. Построение графика центрального качественного регулирования по отопительной нагрузке
- Уравнение для построения температурных графиков (3.1-3.2): для подающей магистрали
- оС; (3.1)
- для обратной магистрали
- оС; (3.2)
Где tвр - расчетная температура воздуха внутри помещения
- температурный напор в нагревательных приборах отопительной системы, ( = 95 °С; = 70 °С), °С [1];
?
- температурный перепад в тепловой сети;
- температурный перепад в отопительной системе;
- относительная тепловая нагрузка;
tн, tно - текущая наружная температура воздуха и расчетная температура наружного воздуха по отоплению, 0С.
Задаваясь различными значениями tн в пределах от +8 до tно, определяют '0 ?? и строим график температур воды в тепловой сети. Поскольку температура воды для горячего водоснабжения должна быть 60...65 °С, то минимальная температура воды в подающей магистрали должна быть 70° для закрытых систем теплоснабжения. Поэтому отопительный график срезается на уровне 70° и носит название отопительно-бытового. Температура наружного воздуха, при которой график имеет излом, делит его на две части [1].
В правой части осуществляется качественное регулирование отпуска теплоты, в левой части - местное регулирование (пропусками).
Результаты расчета сведем в таблицу 3.1.
Таблица 3.1 - Результаты расчета для построения графика центрального качественного регулирования по отопительной нагрузке
Расчетные параметры |
|||||||
tн |
ф1 |
ф2 |
t |
дф |
И |
Q0 |
|
8 |
53,9 |
34,8 |
65,5 |
80 |
25 |
0,24 |
|
5 |
63,5 |
38,8 |
65,5 |
80 |
25 |
0,31 |
|
0 |
79,2 |
44,9 |
65,5 |
80 |
25 |
0,43 |
|
-5 |
94,4 |
50,6 |
65,5 |
80 |
25 |
0,55 |
|
-10 |
109,4 |
56,0 |
65,5 |
80 |
25 |
0,67 |
|
-15 |
124,0 |
61,2 |
65,5 |
80 |
25 |
0,79 |
|
-20 |
138,5 |
66,2 |
65,5 |
80 |
25 |
0,90 |
|
-25 |
150,0 |
70,0 |
65,5 |
80 |
25 |
1,00 |
График центрального качественного регулирования представлен на рисунке 3.1.
Рисунок 3.1 - График температур воды в подающей и обратной магистрали при центральном регулировании по отопительной нугрузке
- 4. Построение расчетной схемы водяной тепловой сети и паропровода (согласно генплана предприятия)
- В настоящей курсовой работе выбираем бесканальный способ прокладки теплотрассы согласно заданию, изоляция - асфальтокерамзитобетон. Построение расчетной схемы водяной тепловой сети представлено в графической части проекта согласно заданию.
По трассе тепловых сетей строится продольный профиль. На продольном профиле показывают: отметки поверхности земли (проектные - сплошной линией, существующие - штриховой); пересекаемые инженерные сети и сооружения; отметки низа трубы тепловой сети, дна канала; глубину заложения теплопровода; уклон и длину участков тепловой сети; диаметр теплопровода и тип канала; кроме того, дается развернутый план трассы с указанием углов поворота, ответвлений. При подземном способе прокладки даются отметки дна канала теплопровода.
Уклон теплопровода независимо от способа прокладки должен составлять не менее 0,002. Количество сопряжений участков с обратными уклонами должно быть по возможности наименьшим.
В самых низших точках теплопровода предусматривают дренажные выпуски, а в высших - воздушники, которые размещаются в камерах.
- 5. Гидравлический расчет водяной тепловой сети
- Гидравлический расчет является одним из важнейших разделов проектирования тепловых сетей. В его задачу входят: определение диаметров трубопроводов, определение потерь давления (напора); установление значений давлений (напоров) в различных точках сети, увязка всех точек системы при статическом и динамическом режимах для обеспечения допустимых давлений и требуемых напоров в сети абонента.
- Исходными данными для гидравлического расчета трубопроводов тепловой сети являются расчетные тепловые нагрузки и принятые параметры теплоносителя.
- 5.1 Определение расходов сетевой воды
- Расчетные расходы сетевой воды определяются отдельно для каждого вида нагрузки.
- Расчетный расход сетевой воды на отопление, (4.1):
,кг/с (4.1)
где
фп, фо - температуры сетевой воды в подающем и обратном трубопроводах при температуре tн.о, °С;
с - теплоемкость воды, кДж/(кг?К).
Расчетный расход сетевой воды на вентиляцию, (4.2):
,кг/с (4.2)
где
ф'п, ф'о - температуры сетевой воды в подающем и обратном трубопроводах при температуре tнв (кроме зданий Г,П, для которых расчетные расходы сетевой воды рассчитываются при температуре tно), °С.
Расчетный расход сетевой воды на горячее водоснабжение (4.3):
,кг/с (4.3)
где
ф''п, ф''о - температуры сетевой воды в подающем и обратном трубопроводах при температуре tни, °С.
Все значения ф определяются из графика центрального регулирования отпуска теплоты рисунок 3.1. Определенные по вышеизложенным формулам расчетные расходы сетевой воды для каждого здания сводятся в таблице 5.1.
Таблица 5.1 - Значения расходов воды по нагрузкам
Обозначение здания |
Gот, кг/с |
Gв, кг/с |
Gг.в, кг/с |
УGi, кг/с |
|
А |
0,70 |
0,25 |
0,01 |
0,97 |
|
Б |
0,37 |
0,74 |
0,08 |
1,19 |
|
З |
2,80 |
0,95 |
0,16 |
3,91 |
|
Р |
0,32 |
0,11 |
0,03 |
0,46 |
|
Н |
0,36 |
3,45 |
0,33 |
4,14 |
|
УGj, кг/с |
4,56 |
5,50 |
0,62 |
10,67 |
Для проведения гидравлического расчета необходимо определить расстояния между абонентами. Для этого на генплане намечается план трассы теплопроводов (графическую часть). При выборе плана трассы и профиля руководствуемся положениями из [1].
- 5.2 Гидравлический расчет водяных тепловых сетей
- Гидравлический расчет водяных тепловых сетей разделяется на 2 этапа: предварительный и поверочный.
- Предварительный гидравлический расчет
- В проекте удельные потери давления в магистральных трубопроводах принимаем 80 Па/м, для ответвлений - 250 Па/м [1].
- Коэффициент, учитывающий долю потерь давления в местных сопротивлениях рассчитывается по формуле (5.4):
- , (5.4)
где
- ориентировочный коэффициент местных потерь;
G - расход теплоносителя на рассматриваемом участке, кг/с;
z - постоянный коэффициент, для воды z = 0,019.
Предварительные удельные линейные потери давления могут быть найдены из выражения (5.5):
, Па/м (5.5)
где
Р- располагаемый перепад давлений на участке, Па;
l - общая длина трассы.
Для двухтрубной тепловой сети в качестве l принимается длину прямой линий. Однако в нашем курсовом проекте ввиду отсутствия данных по располагаемому перепаду давления на участках значение Rл принимаем для основных магистралей Rл = 30 Па/м, для ответвлений Rл = 120 Па/м. Ориентировочный внутренний диаметр трубопровода определится из выражения (5.6), м,
(5.6)
где
Аdв - коэффициент, зависящий от шероховатости труб (kэ=0,005) [4], Аdв = 117•10-3.
Ориентировочно найденный диаметр трубопровода округляется до ближайшего большего стандартного диаметра. Расчеты сведены в таблицу 5.2.
Таблица 5.2 - Предварительный гидравлический расчет
№ участков |
Расход воды на участке, кг/с |
Длина участка, м |
Ориентировочные местные сопротивления |
Ориентировочные удельные линейные потери давления, Па/м |
Ориентировочный внутренний диаметр трубы, м |
Внутренний диаметр стандартной трубы, м |
Толщина стенки стандартной трубы, м |
|
G |
l |
б |
R'л |
d |
dвн |
s |
||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
Магистраль |
||||||||
1 |
10,67 |
50 |
0,062 |
30 |
0,151 |
0,15 |
4,5 |
|
2 |
8,51 |
75 |
0,055 |
30 |
0,138 |
0,15 |
4,5 |
|
Ответвления |
||||||||
А |
0,97 |
20 |
0,019 |
120 |
0,047 |
0,05 |
3,5 |
|
Б |
1,19 |
25 |
0,021 |
120 |
0,050 |
0,05 |
3,5 |
|
Н |
4,14 |
45 |
0,039 |
120 |
0,081 |
0,082 |
3,5 |
|
З |
3,91 |
5 |
0,038 |
120 |
0,079 |
0,082 |
3,5 |
|
Р |
0,46 |
55 |
0,013 |
120 |
0,035 |
0,033 |
2,5 |
Поверочный расчет водяной тепловой сети
Число компенсаторов определяют в зависимости от диаметра трубопровода, рода теплоносителя и расстояния между неподвижными опорами Lx [1].
Эквивалентная длина всех местных сопротивлений определяется по формуле (5.7):
, м (5.7)
Где Аl - постоянный коэффициент, зависящий от шероховатости труб Аl = 60,7; теплопровод трубопровод гидравлический конденсатопровод
Уо - сумма коэффициентов местных сопротивлений, установленных на участке [4].
Расчет суммарного коэффициента местных сопротивлений представлен по участкам в таблице 5.3.
Уточненные удельные линейные потери давления подсчитываются из выражения (5.8):
, Па/м (5.8)
где
АвR - постоянный коэффициент, зависящий от шероховатости труб [4]. АвR = 13,62•10-6 Полная потеря давления на участке сети (5.9)
, Па (5.9)
После определения потерь давления на каждом участке теплосети рассчитывают напоры в подающем Нni и обратном Нoi трубопроводах, а также располагаемый напор Нрi, в конце каждого участка (5.10-5.12):
Нni = Нn(i-1) - Дpi; (5.10)
Ноi = Но(i-1) - Дpi; (5.11)
Нрi = Нni - Ноi, (5.12)
где
Нn(i-1), Но(i-1) - напоры в подающем и обратном трубопроводах в начале данного участка, м вод. ст.;
Дpi - потеря давления на i-м участке, м вод. ст.
Таблица 5.3 - Местные потери на участках
Участок сети |
Установленные на трассе местные сопротивления |
Эквивалентная длина мест.сопр., м |
||||||||
задвижки |
компенса-торы |
тройники |
отводы 900 |
|||||||
число |
коэф. мест. сопр. |
число |
коэф. мест. сопр. |
число |
коэф. мест. сопр. |
число |
коэф. мест. сопр. |
|||
n |
о |
n |
о |
n |
о |
n |
о |
lэ |
||
1 |
1 |
2 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
Магистраль |
||||||||||
1 |
1 |
0,5 |
1 |
1,7 |
2 |
2,0 |
35,1 |
|||
2 |
1 |
0,5 |
1 |
1,7 |
2 |
2,0 |
35,1 |
|||
Ответвления |
||||||||||
А |
1 |
0,5 |
0,7 |
|||||||
Б |
1 |
0,5 |
0,7 |
|||||||
Н |
2 |
0,5 |
1 |
1,7 |
3,9 |
|||||
З |
1 |
0,5 |
0,7 |
|||||||
Р |
2 |
0,5 |
1 |
1,7 |
7,2 |
Результаты расчета для всех участков аналогичен и сводится в таблицы 5.3 и 5.4.
Таблица 5.4 - Окончательный гидравлический расчёт тепловой водяной сети
Номер участка |
G, кг/с |
Lпр, м |
dн, мм |
Rґл, Па/м |
Дp, Па |
Нn, м вод. ст. |
Но, м вод. ст. |
Hp, м вод. ст. |
|
Магистраль |
|||||||||
1 |
21,2 |
85,1 |
0,15 |
32,8 |
2793 |
62,44 |
31,66 |
30,78 |
|
2 |
15,3 |
110,1 |
0,15 |
20,9 |
2298 |
62,20 |
31,90 |
30,30 |
|
Ответвления |
|||||||||
А |
12,8 |
20,7 |
0,05 |
86,7 |
1797 |
62,25 |
31,85 |
30,41 |
|
Б |
10,3 |
25,7 |
0,05 |
130,7 |
3362 |
62,09 |
32,01 |
30,08 |
|
Н |
9,4 |
48,9 |
0,082 |
117,7 |
5754 |
61,60 |
32,50 |
29,10 |
|
З |
5,9 |
5,7 |
0,082 |
105,0 |
600 |
62,14 |
31,96 |
30,18 |
|
Р |
2,5 |
62,2 |
0,033 |
169,6 |
10546 |
61,10 |
33,00 |
28,10 |
- 6. Построение пьезометрического графика водяной тепловой сети
После выполнения гидравлического расчета водяных тепловых сетей приступают к построению графика давлений для расчетной магистрали и характерных ответвлений. Напор, отсчитанный от оси прокладки теплопровода, называется пьезометрическим, а график давлений - пьезометрическим графиком.
Пьезометрический график позволяет: определить напоры в подающем и обратном трубопроводах, а также располагаемый напор в любой точке тепловой сети; с учетом рельефа местности, располагаемого напора и высоты зданий выбрать схемы присоединения потребителей; подобрать авторегуляторы, сопла элеваторов, дроссельные устройства для местных систем теплопотребления; подобрать сетевые и подпиточные насосы.
Пьезометрические графики строятся для гидростатического и гидродинамического режимов системы теплоснабжения. За начало координат принимают низшую отметку горизонталей рельефа местности. В принятых масштабах изображается рельеф местности вдоль теплотрассы и высоты присоединенных зданий. Под пьезометрическим графиком располагают спрямленную однолинейную схему теплотрассы с ответвлениями, указывают номера и длины участков, диаметры трубопроводов, расходы теплоносителя, располагаемые напоры в узловых точках.
Пьезометрический график представлен в графической части работы.
- 7. Выбор схемы присоединения абонентов
- На пьезометрический график распределения напоров в водяной тепловой сети наносятся профиль местности, где проложен теплопровод, и высоты присоединенных абонентов.
- В зависимости от профиля местности, расстояния до источника теплоты, соотношения напоров в сети и высоты присоединенных зданий выбирается схема присоединения для каждого абонента. Также следует отметить, что в зависимых системах теплоснабжения нет промежуточных теплообменников, тепловых пунктов. Это системы, в которых теплоноситель поступает непосредственно в систему отопления потребителя. В нашем случае при заданном температурном графике 150/70 это не допустимо.
- В данном случае все абоненты присоединяются по независимой схеме.
- 8. Гидравлический расчет паропроводов и конденсатопроводовГидравлический расчет паропровода
- 8.1 Гидравлический расчет паропровода
- Расчет производится по заданным расходам и параметрам пара:
- - для столовой D=3 т/ч;
- - для механического цеха D=2 т/ч;
- - начальное и конечное давление соответственно Pн=0,65 МПа; Pк=0,48 Мпа.
- В расчетах эквивалентная шероховатость труб принимается: kэ = 0,0002 м.
- Предварительный растет паропровода
В предварительном расчете считают, что потери давления по длине паропровода происходят равномерно. Тогда среднее удельное падение давления находят по формуле (8.1):
,Па/м (8.1)
Где Рн, Рк - давление пара в начале и в конце паропровода, Па;
Уl - длина паропровода (от камеры подключения до самого отдаленного потребителя), Уl = 130 м;
бср - средний коэффициент местных потерь давления.
Па/м
Для паропровода, состоящего из участков с различными расходами пара, определяется средний коэффициент местных потерь (8.2):
бср = У(бi?li)/Уl, (8.2)
где
бi, li - коэффициент местных потерь давления и длина участка (8.3):
(8.3)
где
z - коэффициент, принимаемый для паровых сетей равным 0,1 [3];
G - расход пара на рассматриваемом участке, т/ч.
Тогда средний коэффициент местных потерь давления (8.3):
Ориентировочное падение давления пара на участке (8.4):
, Па (8.4)
Давление пара в конце расчетного участка (8.5):
Pкi = Pнi - ДPi, Па (8.5)
Гидравлический расчет паропроводов производят по средней плотности пара на расчетном участке (8.6):
ср = (н + к)/2, кг/м3 (8.6)
где
н, к - плотность пара в начале и в конце участка, определяемая по соответствующему давлению и температуре пара, кг/м3.
В предварительном расчете падение температуры перегретого пара на каждые 100 м принимают Дф = 2,0...2,5 °С. За начальную температуру от теплового источника принимаем 350 °С. [1].
Температура пара в конце расчетного участка, (8.7):
фкi = фнi - Дф ? li / 100, °С (8.7)
Средняя температура пара на участке (8.8):
фсрi = (фнi + фкi)/2, °С (8.8)
Диаметр паропровода (8.9):
, м (8.9)
Где Ad = 0,414.
Расчетные значения сводим в таблицу 8.1.
Таблица 8.1 - Результаты предварительного расчета
Участок |
?p, Па |
Pк, Па |
фк, °С |
фср, °С |
сн, кг/м3 |
ск, кг/м3 |
сср, кг/м3 |
d, м |
|
1 |
54500 |
595500 |
348,8 |
349,4 |
2,29 |
2,10 |
2,19 |
0,174 |
|
2 |
27250 |
568250 |
348,1 |
349,1 |
2,10 |
2,00 |
2,05 |
0,145 |
|
3 |
87200 |
508300 |
346,8 |
348,4 |
2,10 |
1,79 |
1,95 |
0,126 |
Поверочный расчет
По аналогии с гидравлическим расчетом тепловой сети, определяется стандартный диаметр паропровода и составляется его монтажная схема.
Находятся действительные значения удельных потерь давления (8.10):
,Па/м (8.10)
Где AR = 0,0106. По формулам (5.7) и (5.9) определяется эквивалентная длина местных сопротивлений lэ, действительные потери давления на участках ДР' и давления пара в конце расчетного участка Рк'. Действительная температура перегретого пара в конце расчетного участка (8.11):
, °С (8.11)
где qi - удельные потери теплоты изолированным паропроводом [4], кВт/м. q1 = 0,184 кВт/м; q2 = 0,170 кВт/м; q3 = 0,151 кВт/м.
с, - удельная теплоемкость пара, соответствующая среднему давлению пара на участке [2], кДж/(кг?К); Gi - расход пара на участке, т/ч. Окончательные значения расчета заносим в таблицу 8.2
Таблица 8.2 - Окончательные результаты расчета
Уч |
R'л, Па/м |
?о |
lэ, м |
с, кДж/ (кг•К) |
Pcр |
?Р, Па |
P'к, Па |
ф'к, °С |
сн, кг/м3 |
ск, кг/м3 |
сср, кг/м3 |
|
1 |
573,34 |
4,2 |
80,72 |
2,08 |
626859 |
46282 |
603718 |
346,8 |
2,29 |
2,13 |
2,21 |
|
2 |
612,98 |
0,5 |
27,83 |
2,08 |
595188 |
17061 |
586657 |
344,4 |
2,13 |
2,08 |
2,11 |
|
3 |
714,33 |
2,7 |
92,18 |
2,08 |
570794 |
65847 |
537871 |
336,4 |
2,13 |
1,93 |
2,03 |
Сравнивая средние плотности из предварительного и поверочного расчета, убеждаемся, что погрешность расчета не превышает 10%.
- 8.2 Гидравлический расчет конденсатопровода
- Гидравлический расчет конденсатопровода разделяется на 2 этапа: предварительный и поверочный.
- Предварительный гидравлический расчет
- В проекте удельные потери давления в магистральных трубопроводах принимаем 30 Па/м. Коэффициент, учитывающий долю потерь давления в местных сопротивлениях определяем по формуле (5.4). Предварительные удельные линейные потери давления могут быть найдены из выражения (5.5). Ориентировочный внутренний диаметр трубопровода определится из выражения (5.6). Аdв = 0,121.
- Расчеты аналогичны расчетам водяных сетей и сведены в таблицу 8.3:
- Таблица 8.3 - Предварительный гидравлический расчет
- 9. Выбор типа и толщины изоляции теплопровода. Определение величины потерь
- В задачу теплового расчета входит выбор толщины основного слоя изоляционной конструкции, расчет потерь теплоты теплопроводами и определение эффективности изоляции.
- Расчет ведем для подземной бесканальной прокладки.
- Заключение
- В ходе проекта были выполнены основные его цели: расчёт и организация теплоснабжения промышленного района. По заданному генеральному плану местности был выбран путь и тип прокладки трубопроводов. Определено теплопотребление абонентов. Были найдены оптимальные диаметры трубопроводов, тип присоединения абонентов и рассчитана толщина изоляции трубопроводов.
- Список используемых источников
№ участков |
Расход воды на участке, кг/с |
Длина участка, м |
Ориентировочные местные сопротивления |
Ориентировочные удельные линейные потери давления, Па/м |
Ориентировочный внутренний диаметр трубы, м |
Внутренний диаметр стандартной трубы, м |
|
G |
l |
б |
R'л |
d |
dвн |
||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
1 |
1,39 |
50 |
0,022 |
30 |
0,072 |
0,069 |
|
2 |
0,83 |
25 |
0,017 |
30 |
0,059 |
0,05 |
|
3 |
0,56 |
80 |
0,014 |
30 |
0,050 |
0,05 |
Поверочный расчет конденсатопровода
Число компенсаторов определяют в зависимости от диаметра трубопровода, рода теплоносителя и расстояния между неподвижными опорами Lx.
Эквивалентная длина всех местных сопротивлений определяется по формуле (5.7), Аl = 51,1. Расчет суммарного коэффициента местных сопротивлений представлен по участкам в таблице 8.4. Уточненные удельные линейные потери давления подсчитываются из выражения (5.8), АвR = 16,3•10-6. Полная потеря давления на участке сети определяем по (5.9). После определения потерь давления на каждом участке теплосети рассчитывают напоры в подающем Нni и обратном Нoi трубопроводах, а также располагаемый напор Нрi, в конце каждого участка по формулам (5.10-5.12). Результаты расчета для всех участков аналогичен и сводится в таблицы 8.4 и 8.5.
Таблица 8.4 - Местные потери на участках
Участок сети |
Установленные на трассе местные сопротивления |
Эквивалентная длина мест.сопр., м |
||||||||
задвижки |
компенса-торы |
тройники |
отводы 900 |
|||||||
число |
коэф. мест.сопр. |
число |
коэф. мест.сопр. |
число |
коэф. мест.сопр. |
число |
коэф. мест.сопр. |
|||
n |
о |
n |
о |
n |
о |
n |
о |
lэ |
||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
1 |
1 |
0,5 |
1 |
1,7 |
1 |
2 |
7,6 |
|||
2 |
1 |
0,5 |
0,6 |
|||||||
3 |
2 |
0,5 |
1 |
1,7 |
3,3 |
Таблица 8.5 - Окончательный гидравлический расчёт конденсатопровода
Номер участка |
G, кг/с |
l, м |
lэ, м |
dн, мм |
Rґл, Па/м |
Дp, Па (м вод. ст.) |
Но, м вод. ст. |
|
1 |
1,39 |
50 |
7,6 |
69 |
39,23 |
2259 |
0,236 |
|
2 |
0,83 |
25 |
0,6 |
50 |
76,60 |
1961 |
0,205 |
|
3 |
0,56 |
80 |
3,3 |
50 |
34,04 |
2835 |
0,296 |
Принимаем температуру грунта на глубине заложения теплопровода tо = 2°С. Задаемся теплопроводностью грунта: лгр = 2,3 Вт/(м?°С). [1].
Принимаем толщину тепловой изоляции заданного материала в пределах (9.1):
диз = (0,8 - 0,9)дпред, м (9.1)
В качестве изоляции используем асфальтокерамзитобетон, теплопроводность которого составляет
0,085 Вт/(м?К) [3]
Рассчитываем термическое сопротивление грунта для глубокой закладки h/dн >2 - 2,5, (9.2):
(9.2)
Найдем термическое сопротивление изоляции подающего и обратного трубопроводов Rиз1 и Rиз2, (9.3):
(9.3)
Полное термическое сопротивление, (9.4):
, (9.4)
Термическое сопротивление взаимного влияния двух трубопроводов друг на друга, (9.5):
, (9.5)
где
в - расстояние между осями трубопроводов.
Определяем линейные удельные теплопотери подающего и обратного трубопроводов, (9.6-9.7):
(9.6)
(9.7)
Сравним удельные линейные теплопотери с нормативными, если q1 > qнор, то даем приращение толщины тепловой изоляции Д ~ 5 мм и повторяем расчеты до совпадения q1 = qнор, q2 = qнор. Значения выражений сводим в таблицу 9.1.
Условием для выбора изоляции является: q1 = qнор, q2 = qнор. По таблице 9.1 видно, что данное условие соблюдается.
Таблица 9.1 - Результаты расчета тепловой изоляции
Участок сети |
Способ прокладки |
Теплоноситель |
Наружный диаметр трубопровода, м |
Темпера-тура теплоносителя, 0С |
Коэффициент теплопроводности изоляции, Вт/(м·К) |
Толщина изоляции, м |
Термич. сопротивление изоляции, (м·К)/Вт |
Термическое сопротивление взаимного влияния,(м*К)/Вт |
Термическое сопротивление грунта, (м*К)/Вт |
Суммарное термическое сопротивление, (м*К)/Вт |
Линейные тепловые потери трубопровода, Вт /м |
Норма линейных тепловых потерь трубопровода, Вт /м |
Погрешность |
|
1 |
подземная бесканальная |
вод, под |
0,15 |
100 |
0,085 |
0,075 |
1,298 |
0,116 |
0,179 |
1,477 |
64,8 |
65 |
0,24% |
|
вод, обр |
0,15 |
50 |
0,085 |
0,14 |
1,972 |
0,116 |
0,154 |
2,126 |
19,0 |
19 |
-0,12% |
|||
пар |
0,184 |
300 |
0,085 |
0,14 |
1,732 |
0,116 |
0,149 |
1,881 |
156,9 |
157 |
0,04% |
|||
конденс |
0,069 |
100 |
0,085 |
0,15 |
3,139 |
0,116 |
0,165 |
3,304 |
24,1 |
24 |
-0,52% |
|||
2 |
вод, под |
0,15 |
100 |
0,085 |
0,075 |
1,298 |
0,116 |
0,179 |
1,477 |
64,8 |
65 |
0,24% |
||
вод, обр |
0,15 |
50 |
0,085 |
0,14 |
1,972 |
0,116 |
0,154 |
2,126 |
19,0 |
19 |
-0,12% |
|||
пар |
0,125 |
300 |
0,085 |
0,135 |
2,154 |
0,116 |
0,160 |
2,315 |
127,6 |
128 |
0,28% |
|||
конденс |
0,05 |
100 |
0,085 |
0,145 |
3,589 |
0,116 |
0,171 |
3,760 |
22,1 |
22 |
-0,50% |
|||
А |
вод, под |
0,05 |
100 |
0,085 |
0,055 |
2,178 |
0,116 |
0,223 |
2,401 |
40,2 |
40 |
-0,49% |
||
вод, обр |
0,05 |
50 |
0,085 |
0,11 |
3,158 |
0,116 |
0,187 |
3,344 |
13,0 |
13 |
0,36% |
|||
Б |
вод, под |
0,05 |
100 |
0,085 |
0,055 |
2,178 |
0,116 |
0,223 |
2,401 |
40,2 |
40 |
-0,49% |
||
вод, обр |
0,05 |
50 |
0,085 |
0,11 |
3,158 |
0,116 |
0,187 |
3,344 |
13,0 |
13 |
0,36% |
|||
пар |
0,15 |
300 |
0,085 |
0,14 |
1,972 |
0,116 |
0,154 |
2,126 |
138,9 |
138 |
-0,68% |
|||
конденс |
0,05 |
100 |
0,085 |
0,14 |
3,533 |
0,116 |
0,173 |
3,706 |
22,1 |
22 |
-0,35% |
|||
Н |
вод, под |
0,082 |
100 |
0,085 |
0,06 |
1,688 |
0,116 |
0,207 |
1,895 |
50,8 |
51 |
0,40% |
||
вод, обр |
0,082 |
50 |
0,085 |
0,125 |
2,618 |
0,116 |
0,172 |
2,791 |
15,1 |
15 |
-0,53% |
|||
вод, под |
0,082 |
100 |
0,085 |
0,06 |
1,688 |
0,116 |
0,207 |
1,895 |
50,8 |
51 |
0,40% |
|||
З |
вод, обр |
0,082 |
50 |
0,085 |
0,125 |
2,618 |
0,116 |
0,172 |
2,791 |
15,1 |
15 |
-0,53% |
||
пар |
0,125 |
300 |
0,085 |
0,135 |
2,154 |
0,116 |
0,160 |
2,315 |
127,6 |
128 |
0,28% |
|||
конденс |
0,05 |
100 |
0,085 |
0,145 |
3,589 |
0,116 |
0,171 |
3,760 |
22,1 |
22 |
-0,50% |
|||
Р |
вод, под |
0,033 |
100 |
0,085 |
0,053 |
2,692 |
0,116 |
0,232 |
2,925 |
33,1 |
33 |
-0,20% |
||
вод, обр |
0,033 |
50 |
0,085 |
0,11 |
3,814 |
0,116 |
0,191 |
4,005 |
11,0 |
11 |
-0,21% |
1. Чернышевич, В.И. Источники и системы теплоснабжения промышленных предприятий: Методические указания по выполнению курсового проекта по одноименной дисциплине для студентов специальности 1-43 01 05 "Промышленная теплоэнергетика" заочной форме обучения. В.И. Чернышевич, В.Б. Айдарова, И.Е. Мигуцкий. - Минск: БНТУ, 2013.
2. СНиП 2.01.01. -82 Строительная климатология и геофизика. - М.: Стройиздат, 1983.
3. Соколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети: Учебник для вузов. - 7-е изд., стереот. - М.: Издательство МЭИ, 2001.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
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 22.05.2012Определение 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 18.10.2014Расчетные 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 10.12.2010График центрального качественного регулирования отпуска теплоты. Определение расчетных расходов тепла и сетевой воды, отопительной нагрузки. Построение графика расходов тепла по отдельным видам теплопотребления и суммарного графика расхода теплоты.
курсовая работа [176,5 K], добавлен 06.04.2015Построение 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 14.05.2015Определение сезонных и круглогодичных тепловых нагрузок, температуры и расходов сетевой воды в подающем и обратном трубопроводе. Гидравлический и тепловой расчет паропровода, конденсатопровода и водяных тепловых сетей. Выбор оборудования для котельной.
курсовая работа [408,7 K], добавлен 10.02.2015Расчёт расхода сетевой воды для отпуска тепла. Определение потерь напора в тепловых сетях. Выбор опор трубопровода, секционирующих задвижек и каналов для прокладки трубопроводов. Определение нагрузки на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение.
курсовая работа [988,5 K], добавлен 02.04.2014Описание системы теплоснабжения. Климатологические данные города Калуга. Определение расчетных тепловых нагрузок района города на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение. Гидравлический расчет водяных тепловых сетей. Эффективность тепловой изоляции.
курсовая работа [146,6 K], добавлен 09.05.2015Централизованное теплоснабжение промышленного района: расчет тепловых потоков на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение жилых районов и промышленного предприятия, гидравлический расчет всех трубопроводов и тепловой нагрузки на отопление.
методичка [1,2 M], добавлен 13.05.2008Параметры наружного воздуха. Расчет нагрузок потребителей теплоты. Выбор системы теплоснабжения. Определение расходов сетевой воды. Построение пьезометрического графика. Температурный график регулирования закрытой независимой системы теплоснабжения.
курсовая работа [321,4 K], добавлен 23.05.2014