Теплоснабжение района города Новосибирск

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Курсовой проект

Теплоснабжение района города Новосибирск



Введение

теплоснабжение сеть теплоноситель

Требуется запроектировать систему теплоснабжения в жилом районе г. Якутска. Система централизованная, тепловая сеть водяная двухтрубная, закрытая.

Горячее водоснабжение предназначается для удовлетворения гигиенических и бытовых нужд населения в воде с повышенной (до 70⁰С) температурой, а так же для технологических установок коммунальных и промышленных предприятий. Температура горячей воды в местах водоразбора должна быть не ниже 60⁰С для закрытых систем. Система горячего водоснабжения состоит из теплового пункта (для приготовления горячей воды), внутридомовых разводящих сетей (для подачи горячей воды к приборам), циркуляционных сетей (для предотвращения остывания воды в трубах и приборах) с водоразборными точками (для использования горячей воды - ванн, умывальников, моек, раковин). Тепловые пункты размещаются в подвалах или в первых этажах зданий, желательно ближе к середине здания, в месте, ближайшем к наружной тепловой сети. Площадь помещения должна быть достаточной для размещения всего оборудования пункта. Тепловой пункт должен иметь отдельный вход и естественное освещение. Схема и размещение сети горячего водоснабжения в зданиях определяются назначением, планировкой и этажностью здания.

1. Общая часть

1.1 Содержание задания на проектирование

Наименование объекта	Жилой район
Район размещения объекта	г. Новосибирск
Грунты	Суглинок
Место положения ТЭЦ	На плане
Тепловая сеть водяная двухтрубная	Закрытая
Дополнительные данные	-

1.2 Климатические данные.

Температура холодной пятидневки	-39С
Средняя температура отопительного периода	-8,7С
Продолжительность отопительного периода	230 сут.

1.3 Обоснование выбора системы теплоснабжения

Выбор системы теплоснабжения производится по выбранному теплоносителю, а в некоторых спорных случаях - на основании технико-экономических расчетов.

Для теплоснабжения жилой застройки должны применяться двухтрубные водяные системы теплоснабжения, подающие тепло одновременно на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение (совмещенные системы теплоснабжения). При этом должна учитываться возможность присоединения в будущем к тепловым сетям всех зданий, в том числе не имеющих централизованных систем горячего водоснабжения. Система теплоснабжения закрытая.



2. Тепловые нагрузки

Количество жителей:

- норма плотности, ;

- площадь застройки, F=158,12 Га(таблица 1).

Общая жилая площадь:

- норма общей площади на одного человека, .

2.1 Расчетные часовые расходы теплоты

Максимальный тепловой поток на отопление жилых зданий:

- укрупненный показатель максимального теплового потока на отопление жилых зданий, отнесенный к жилой площади, (приложение 2 [1]), q₀=105 Вт/м².

Максимальный тепловой поток на отопление общественных зданий:



- коэффициент, учитывающий тепловой поток на отопление общественных зданий, (пункт 2.4* [1]).

Максимальный тепловой поток на отопление жилых и общественных зданий:

Максимальный тепловой поток на вентиляцию:

- коэффициент, учитывающий тепловой поток на вентиляцию общественных зданий, (пункт 2.4* [1]).

Средний тепловой поток на горячее водоснабжение:

- норма расхода жилыми зданиями, ;

- норма расхода общественными зданиями, ;

- температура холодной воды зимой, ;

- период водопотребления в сутки,

Максимальный тепловой поток на горячее водоснабжение:

Средний тепловой поток на отопление:

- температура внутреннего воздуха, ;

- средняя температура наружного воздуха за период со среднесуточной температурой воздуха 8°С и менее (отопительный период), t_от= -8,7⁰С (таблица 1 [2]);

- расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления, t_о= -39⁰С (таблица 1 [2]).

Средний тепловой поток на вентиляцию:



2.2 Расчетные годовые расходы теплоты

Годовой расход теплоты на отопление:

- продолжительность отопительного периода, n₀=230сут (таблица 1 [2]).

Годовой расход теплоты на вентиляцию:

- усредненное за отопительный период число часов работы системы вентиляции общественных зданий в течение суток, (приложение 22* [1]).

Годовой расход теплоты на горячее водоснабжение:

- коэффициент, учитывающий изменение среднего расхода воды на горячее водоснабжение в неотопительный период по отношению к отопительному периоду, ;

- температура холодной воды в неотопительный период, ;

- температура холодной воды в отопительный период, ;

234,36 ГВт

2.3 Построение графика продолжительности тепловых нагрузок

Для установления экономического режима работы теплофикационного оборудования, выбора наиболее лучших параметров теплоносителя, подсчёта выработки электроэнергетики и для других плановых и технологических изысканий необходимо повторяемость тепловых нагрузок в течение года. Для этой цели удобно пользоваться графиком продолжительности тепловых нагрузок. При построении графика сезонной нагрузки по оси абсцисс откладываем число часов отопительного периода, в течение которых наблюдалась температура наружного воздуха, равная ниже заданной, а по оси ординат - часовой расход теплоты при заданной наружной температуре. Если площадь, эквивалентную площади графика, расположить относительно оси абсцисс, то получим среднюю тепловую нагрузку за период времени. Если эквивалентную площадь расположить относительно оси ординат, то получим число часов использования максимальной тепловой нагрузки.

Продолжительность периода времени от t_min мин., температуры наружного воздуха для данного климатологического пункта может быть определено:

- заданная температура наружного воздуха;

- среднегодовая температура наружного воздуха, , (таблица 3 [2]);

- абсолютная минимальная температура воздуха, , (таблица 1 [2]);



3. Регулирование тепловых нагрузок

Передача тепла системы теплоснабжения в конечные среды осуществляется нагревательными приборами местных систем теплопотребления, по теплоотдачи которых судят о качестве всего централизованного теплоснабжения. Совокупность мероприятий по изменению потребностей в тепле нагреваемых ими сред, называется регулирование отпуска теплоты. От правильной организации и надлежащего осуществления регулирования во многом зависят качество и экономичность теплоснабжения.

3.1 Обоснование выбора метода регулирования тепловых нагрузок

Для двухтрубных водяных систем с централизованным горячим водоснабжением СниП II-36-73 рекомендуют применение центрального качественного регулирования отпуска тепла по совместной нагрузке отопления и горячего водоснабжения.

При обосновании допускается регулирование отпуска теплоты количественное, а также качественно - количественное.

Центральное качественное регулирование отпуска теплоты ограничивается наименьшей температурой воды в подающем трубопроводе необходимой для подогрева воды, поступающей в систему горячего водоснабжения потребителя.

3.2 Расчет и построение графиков температур

Температура сетевой воды в подающем трубопроводе:



Температура сетевой воды в обратном трубопроводе:

Температура сетевой воды после смесительного устройства:

- усредненная температура окружающего воздуха, ;

- расчетный температурный напор нагревательного прибора

;

;

- любая текущая температура;

- расчетный перепад температур сетевой воды в тепловой сети ;

- температурный напор, ;

Расчетные значения температур приведены в таблице 2.



3.3 Расчет и построение графиков расхода теплоносителя

Относительный расход теплоты на отопление:

где t₀ - температура холодной пятидневки, ⁰С.

где - суммарный тепловой поток на отопление, МВт.

Расход горячей воды на отопления при t_нк

где с - теплоемкость теплоносителя, кВтч/(кг⁰С); - температуры теплоносителя в подающем и обратном трубопроводе в точке излома, ⁰С.

Расход теплоносителя на отопление при t_ни

где - температуры теплоносителя в подающем и обратном трубопроводе при t_нк, ⁰С.

Расход теплоты на вентиляцию:



где - тепловой поток на вентиляцию, МВт.

Расход теплоносителя на вентиляцию при t_нк

Расход теплоносителя на вентиляцию при t_ни

Расход сетевой воды на горячее водоснабжение:

Расход воды от t_нк до t_ни постоянный и равен

где - средний тепловой поток на горячее водоснабжение, МВт.

Расход теплоносителя от точки излома до t₀ изменяется нелинейно, поэтому возьмем дополнительные точки при температурах -10 ⁰С, -15⁰С, -25⁰С и -35⁰С.



Расход теплоносителя на горячее водоснабжение при t₀



4. Гидравлический расчет тепловой сети

4.1 Выбор трассы и способ прокладки тепловой сети. Выбор трассы тепловых сетей и способ прокладки следует предусматривать в соответствии с указанными СНиП 1.02.01-85 и СНиП II-89-80.

В данном курсовом проекте предусмотрена надземная прокладка трубопроводов.

4.2 Определение расчетных расходов теплоносителя

Расчетный расход теплоносителя на отопление:

Расчетный расход теплоносителя на вентиляцию:

Среднечасовой расчетный расход теплоносителя на горячее водоснабжение:

Максимальный расчетный расход теплоносителя на горячее водоснабжение:



4.3 Предварительный гидравлический расчет

При гидравлическом расчёте тепловых сетей определяют потери давления на участках трубопроводов для последующей разработки гидравлического режима и выявления располагаемых напоров на тепловых пунктах потребителей. При гидравлическом расчёте трубопроводов определяют суммарный расчётный расход сетевой воды, складывающийся из расчётных расходов на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение. Перед гидравлическим расчётом составляют расчётную схему тепловой сети с нанесением на неё длин и диаметров трубопроводов, местных сопротивлений и расчётных расходов теплоносителя по всем участкам сети.

4.4 Разработка монтажной схемы тепловой сети

Разработка монтажной схемы заключается в расстановки на трассе тепловых сетей неподвижных опор, компенсаторов, секционирующих задвижек. Расстановка опор зависит от длины участка и его диаметра: расстояние между опорами не должно превышать нормируемого. Компенсаторы устанавливаются для того, чтобы скомпенсировать тепловое удлинение на участках.

Тип и компенсирующая способность компенсатора выбирается в зависимости от теплового удлинения, которое рассчитывается по формуле:

=L_tt, м

где L - длинна участка, м

_t - коэффициент температурного удлинения, _t=0,012 мм/(м*С)

t - разность температур, С



где t_M - монтажная температура равная -39С

Расчет количества компенсаторов на магистральном трубопроводе и на ответвлении приведен в таблице.

Конструктивный расчет тепловой сети

N участка	Диаметр DнxS	L, м	D, мм	Dк, мм	Число компенсаторов (предварительное)
					односторонние	двухсторонние
Главная магистраль
ут 8-ут 7	273х8,0	224	508,0	1,69	1	1
ут 7-ут 6	325x8,0	106,7	242,0	0,81	1	0
ут 6-ут 5	325x8,0	398,5	903,8	2,26	3	0
ут 5-ут 4	377x9,0	221,5	502,4	1,26	1	1
ут 4-ут 3	478x7,0	210	476,3	1,19	1	0
ут 3-ут 2	478x7,0	310	703,1	1,76	0	1
ут 2-ут 1	529x7,0	106,7	242,0	0,60	1	0
ут 1-ТЭЦ	720x7,0	530	1202,0	3,01	1	0
Ответвление
УТ 9-УТ 6	159x4,5	97,6	221,4	0,74	1	0
УТ 10-УТ 4	273x8,0	258	585,1	1,95	0	1
УТ 11-УТ 2	720x7,0	123,6	280,3	0,93	1	0
УТ 20-УТ 19	325х8,0	272,9	618,9	2,06	0	1
УТ 19-УТ 18	325x8,0	211,9	480,6	1,60	1	1
УТ 18-УТ 16	377х9,0	98,8	224,1	0,75	1	0
УТ 16-УТ 12	377х9,0	610	1383,5	4,61	3	1
УТ 12-УТ 2	630x8,0	360	816,5	2,72	2	1
УТ 17-УТ 16	273x8,0	181,6	411,9	1,37	0	1
УТ 15-УТ 14	273x8,0	346,1	785,0	2,62	1	1
УТ 14-УТ 12	325x8,0	211,6	479,9	1,60	1	0
УТ 13-УТ 12	630x8,0	119,9	271,9	0,91	1	0



4.5 Окончательный гидравлический расчет

Определив диаметры участков тепловой сети, и разработав монтажную схему тепловой сети, определим тип и количество местных сопротивлений. Результаты окончательного гидравлического расчёта приведены в таблице.

Окончательный гидравлический расчет

N участка	Тепловой поток, МВт	Расход, т/ч	Диаметр dнxS	Длина, м	Удельные потери на трение R, кгс/(м2*м)	Скорость u, м/с	Потери давления на участке, R*(L+LЭ), Па	Потери напора SH, м
				L	LЭ	L+LЭ
Главная магистраль
УТ 16-УТ 15	18,69	228,32	325х8	370	16,68	386,68	2,77	0,89	10711	1,12
УТ 15-УТ 14	53,35	651,86	478х6	465	28	493	2,69	1,13	13262	1,38
УТ 14-УТ 13	70,08	856,33	478х6	340	25,7	365,7	4,47	1,46	16347	1,71
УТ 13-УТ 8	84,43	1031,59	529х7	330	34,2	364,2	3,79	1,44	13803	1,44
УТ 8-УТ 5	145,18	1774,00	720х8	350	42,7	392,7	2,25	1,34	8836	0,92
УТ 5-УТ 1	218,10	2664,89	820х9	100	29,2	129,2	2,5	1,53	3230	0,34
УТ 1-ТЭЦ	318,40	3890,48	820х9	611,2	54,8	666	5,35	2,24	35631	3,72
Общие потери на магистрали	11,63
Ответвления
УТ 16-1	12,45	152,13	219х7	50	3,36	53,36	10,9	1,35	5816	0,61
УТ 16-2	6,24	76,19	152х4,5	50	2,08	52,08	18,5	1,41	9635	1,01
УТ 15-3	14,44	176,47	273х8	50	3,33	53,33	4,47	1,01	2384	0,25
УТ 15-4	20,22	247,06	273х8	50	3,33	53,33	8,62	1,4	4597	0,48
УТ 14-5	16,73	204,47	273х8	50	3,33	53,33	6,08	1,17	3242	0,34
УТ 13-8	14,34	175,26	273х8	50	3,33	53,33	4,47	1,01	2384	0,25
Общие потери на ответвлении	2,93
УТ 12-УТ 11	6,97	85,19	194х6	282	8,68	290,68	6,89	1	20028	2,09
УТ 11-УТ 10	18,92	231,24	273х8	287	9,99	296,99	7,29	1,29	21651	2,26
УТ 10-УТ 9	39,84	486,83	377х9	245	15,1	260,1	5,94	1,43	15450	1,61
УТ 9-УТ 8	60,76	742,41	478х7	120	16,4	136,4	3,4	1,3	4638	0,48
УТ 12-19	6,97	85,19	194х6	50	2,9	52,9	6,89	1	3645	0,38
УТ 11-17	11,95	146,05	219х6	50	3,36	53,36	9,7	1,29	5176	0,54
УТ 10-14	10,46	127,79	194х6	50	2,9	52,9	13,6	1,42	7194	0,75
УТ 10-15	10,46	127,79	194х6	50	2,9	52,9	13,6	1,42	7194	0,75
УТ 9-11	20,92	255,58	273х7	50	3,33	53,33	8,95	1,43	4773	0,50
Общие потери на ответвлении	9,36
УТ 7-УТ 6	25,10	306,70	273х7	410	13,32	423,32	12,7	1,7	53762	5,61
УТ 6-УТ 5	72,91	890,89	426х7	225	16,5	241,5	8,93	1,9	21566	2,25
УТ 7-6	11,95	146,05	219х6	50	3,36	53,36	9,7	1,29	5176	0,54
УТ 7-7	13,15	160,65	219х6	50	3,36	53,36	11,7	1,42	6243	0,65
УТ 6-9	19,92	243,41	273х8	50	3,33	53,33	8,62	1,4	4597	0,48
УТ 6-10	27,89	340,78	325х8	50	4,17	54,17	6,41	1,35	3472	0,36
Общие потери на ответвлении	9,89
УТ 4-УТ 3	34,06	416,24	377х9	310	15,1	325,1	9,23	1,62	30007	3,13
УТ 3-УТ 2	69,92	854,38	426х6	411,2	22	433,2	8,32	1,85	36042	3,76
УТ 2-УТ 1	100,30	1225,59	478х6	176	18,7	194,7	8,71	2,04	16958	1,77
УТ 4-20	12,55	153,35	219х7	50	3,36	53,36	10,9	1,36	5816	0,61
УТ 4-21	21,51	262,89	273х7	50	3,33	53,33	9,65	1,49	5146	0,54
УТ 3-18	15,94	194,73	273х8	50	3,33	53,33	5,52	1,12	2944	0,31
УТ 3-16	19,92	243,41	273х8	50	3,33	53,33	8,62	1,4	4597	0,48
УТ 2-12	10,46	127,79	194х5	50	2,9	52,9	13,6	1,42	7194	0,75
УТ 2-13	19,92	243,41	273х8	50	3,33	53,33	8,62	1,4	4597	0,48
Общие потери на ответвлении	11,82



5. Конструктивные расчеты элементов тепловой сети

5.1 Расчет участка тепловой сети на самокомпенсацию

Для компенсации тепловых удлинений трубопроводов, помимо компенсаторов, могут использоваться повороты трассы (самокомпенсация). Самокомпенсацию теплового удлинения можно использовать при величине образуемого угла не более 130, при больших углах трубы должны быть закреплены. При расчёте угла поворота трассы на самокомпенсацию необходимо выполнить следующие условия:

1. LL_ПР, L=L_Б+L_М, L_ПР - приведенная длина участка, ограниченного с двух сторон неподвижными опорами. Приведённая длина является нормативной величиной, зависящей от диаметра трубопровода;

2. L_ПР0,6L^//_ПР, где L^//_ПР - приведённая длина П-образного компенсатора, которая также нормируется в зависимости от диаметра трубопровода

Возьмем в качестве расчетного УП-1

Расчет ведется по следующим формулам: реакция неподвижной опоры на напряжении вследствие самокомпенсации по оси x



где

реакция неподвижной опоры по оси y

где

напряжение трубопровода, возникающее вследствие самокомпенсации в точке а

где

напряжение в точке b

где



напряжение в точке c

где

Здесь во всех формулах

За расчетный участок примем участок между Н44 и Н45. Для этого участка l_б=86 м, l_м=57,5 м; диаметр трубопровода d=478х6 мм.

В вышеуказанных формулах - средний коэффициент линейного расширения стали, мм/(м⁰С), для типовых расчетов можно принять =1,210^-2 мм/(м⁰С); t - расчетный перепад температур, определяемый по формуле

где ₁ - расчетная температура теплоносителя, ⁰С; t₀ - расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления, ⁰С

E - модуль продольной упругости, равный в среднем для стали 210⁵МПа; D_н - наружный диаметр трубопровода, м.

5.2 Определение нагрузок на неподвижную опору и ее выбор

В курсовом проекте производится расчёт и подбор неподвижной опоры Н43.

Суммарная горизонтальная осевая нагрузка на неподвижную опору Р_но зависит от расположения опоры и определяется

где Р_с - сила реакции неподвижно опоры на напряжение вследствие самокомпенсации, кгс; Р_к - сила трения сальникового компенсатора, определяемая по формуле



где Р_раб - максимальное рабочее давление в трубопроводе (примем 13 кгс/см²); D_н - наружный диаметр стакана сальникового компенсатора (можно принимать равным наружному диаметру трубы), см; b - длина набивки по оси сальникового компенсатора, см; f₁ - коэффициент трения в сальниковых компенсаторах (f₁=0,15).



6. Тепловой расчет теплопроводов

6.1 Расчет средней температуры теплоносителя

Средняя температура теплоносителя определяется по формуле:

, С

где m - продолжительность стояния температур наружного воздуха;

- температура теплоносителя, соответствующая температуре наружного воздуха, С.

6.2 Выбор конструкции тепловой изоляции

Тепловая изоляция служит для уменьшения потерь тепла в тепловых сетях и установках, температуры поверхности трубопроводов и температуры воздуха в местах пребывания людей.

В качестве теплоизоляционного слоя трубопроводов, с положительными температурами содержащихся в них веществ следует применять материалы и изделия со средней плотностью не более 400 кг/м³ и теплопроводностью 0,07 Вт/мС.

В курсовом проекте в качестве тепловой изоляции примем изоляцию из пенополиуретена со стальным защитным покрытием (средняя плотность = 301500 кг/м³; теплопроводность = 0,03 Вт/мС), выполненную по СТ 4937-001-18929664-04.

В качестве покровного слоя используются спиральновитые оболочки из тонколистовой стали с цинковым покрытием по ГОСТ 14918-80 I класса.

6.3 Расчет тепловой изоляции

Толщина теплоизоляционного слоя определяется по формуле:

, м

где d - наружный диаметр изолируемого объекта, м;

В - отношение наружного диаметра изоляционного слоя к наружному диаметру изолируемого объекта;

где _к - теплопроводность теплоизоляционного слоя, Вт/мС, _к = 0,03 Вт/мС

r_tot - сопротивление теплопередачи на 1 м длины теплоизоляционной конструкции, мС/Вт

, мС/Вт



где t_w - температура теплоносителя, С;

t_l - температура окружающей среды, С, t_с = -39С;

q_l - нормированная поверхностная плотность теплового потока, Вт/м²;

к₁ - коэффициент принимаемый по приложению 104, к₁ = 1,15

_l - коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности изоляции, принимаемый по приложению 94, Вт/м²С.

_l = 6 Вт/м²С

t_w1 = 150C; q_l1 = 188 Вт/м

мС/Вт

t_w2 = 70C; q_l2 = 87 Вт/м

мС/Вт

В₁ = 1,2

м

В₂ = 1,27

м

Толщина изоляции на расчетном участке трубопровода диаметром d_н = 820 мм принимается: на подающем - 100 мм, на обратном - 120 мм.

6.4 Определение падения температуры теплоносителя

Допускаемый перепад температур от источника до концевого потребителя не более 2,5С. Конечная температура на участке определяется по формуле:

, С

где _н - начальная температура теплоносителя на участке, С; l - длина участка, м; - доля местных потерь теплоты, = 0,2; G - сетевой расход теплоносителя на участке, кг/ч; с = 4,19 кДж/кгС.

Расчетные температуры теплоносителя приведены в таблице.

Падение температуры 0,13 С, что лежит в допустимом пределе.

Расчетные температуры теплоносителя

N участка	Диаметр DнxS	Длина м	Расход т/ч	q	Температура
					начальная	конечная
ТЭЦ-УТ 1	720х7,0	530	2508,47	181	150,00	149,99
УТ 1-УТ 2	529х7,0	106,7	947,90	142	149,99	149,98
УТ 2-УТ 3	478х7,0	310	769,42	124	149,98	149,97
УТ 3-УТ 4	478х7,0	210	769,42	124	149,97	149,96
УТ 4-УТ 5	377х9,0	221,5	590,95	106	149,96	149,95
УТ 5-УТ 6	325х8,0	398,5	392,64	104	149,95	149,92
УТ 6-УТ 7	325х8,0	106,7	321,25	104	149,95	149,94
УТ 7-УТ 8	273х8,0	224	178,47	100	149,94	149,90



7. Разработка местного теплового пункта

7.1 Определение тепловых нагрузок потребителя

Максимальный тепловой поток на отопление жилого здания определяем по формуле:

Q_0.max=q₀A, Вт

q₀=74,5 Вт/м², А=3240 м²

Q_0.max=74,53240=241380 Вт

Средний тепловой поток на горячее водоснабжение определяется по формуле:

Q_hm=q_nm, Вт

q_n=305 Вт/чел (приложение 3[1]), m=216 чел

Q_hm=305216=65880, Вт

Максимальный тепловой поток на горячее водоснабжение определяется по формуле:

Q_hmах = 2,4Q_hm, Вт

Q_hmах = 2,431860=158112 Вт

7.2 Обоснование и разработка схемы МТП

В закрытых системах водоснабжения установки горячего водоснабжения присоединяются к тепловым сетям только через водоводяные подогреватели, т.е. по независимой схеме. Система отопления присоединяется по зависимой схеме (по заданию), через смесительный узел. Система горячего водоснабжения присоединяется к системе водоснабжения по двухступенчатой смешанной схеме. Особенностью этой схемы является двухступенчатый подогрев воды для горячего водоснабжения. В нижней ступени подогрева холодная вода предварительно подогревается за счёт теплоты отработавшей воды, поступающей из верхней ступени. На верхней ступени подогрева сетевая вода догревается за счёт теплоты воды, поступающей из тепловой сети. Схема МТП приведена на листе графической части курсового проекта.

7.3 Выбор оборудование МТП

Подбор подогревателя сетевой воды

При тепловом расчёте двухступенчатой смешанной схемы присоединения водоподогревателя предварительно определяется теплопроизводительность первой и второй ступени по формулам:

, Вт

, Вт

где t_n - температура воды после первой ступени подогрева, С

t_n=42-6=36 С

t_г - температура теплоносителя, поступающего в систему горячего водоснабжения после второй ступени подогрева, t_г=60С

Q_h/max - максимальный тепловой поток на горячее водоснабжение,

Q_h/max=76740 Вт

Расход сетевой воды для каждой ступени рассчитывается по формулам:

, кг/ч

G_II=G_I+G₀, кг/ч

где Q_II - теплопроизводительность II-ой ступени, Вт

- температура теплоносителя в подающем трубопроводе в точке излома графика температур, =70С

- температура теплоносителя в обратном трубопроводе в точке излома графика температур, =42С

G₀ - расход теплоносителя на отопление кг/ч, рассчитываем по формуле:

, кг/ч

=8958 кг/ч

=1024 кг/ч

G_II=8958+1024=9982 кг/ч

Расход водопроводной воды определяется по формуле:

, кг/ч



=823 кг/ч

Температура сетевой воды за подогревателем первой ступени определяется по формуле:

42 С; Q_I=43098 Вт; G₀=8958 кг/ч; G_I=1024 кг/ч

В результате расчёта перенимается:

подогреватель первой ступени Секция №9 (ПВ1-168х2-Г-1,0-3,49-Т)

подогреватель второй ступени из двух Секция №7 (ПВ1-114х2-Г-1,0-1,79-Т)

Подбор смесительного насоса.

При выборе смесительных насосов для систем отопления, устанавливаемых в соответствии с требованиями пп. 3.4 и 3.7, СП 41-101-95, в ИТП следует принимать:

а) при установке насоса на перемычке между подающим и обратным трубопроводами системы отопления:

напор - на 2 - 3 м больше потерь давления в системе отопления;

подачу насоса G, кг/ч, - по формуле

                                                  (1)

где G_do - расчетный максимальный расход воды на отопление из тепловой сети, кг/ч, определяется по формуле



                                                    (2)

где Q_omax - максимальный тепловой поток на отопление, Вт;

с - удельная теплоемкость воды, кДж/(кг Ч°С);

u - коэффициент смешения, определяемый по формуле

                                                           (3)

                                                 (4)

К установке принято 2 насоса фирмы Grundfos TPE 50-90/4-S.

КИП и Автоматика.

Приборы для измерения температуры.

Рекомендуется применять следующие типы манометрических термометров:

ТГС 711 (712) - термометры манометрические, газовые, самопишущие;

ТГ2С 711 (712) - термометра манометрические, газовые, самопишущие для двух температур;

ТГП 4 - термометры манометрические показывающие, газовые;

ТСМ-100 (200) - термометры манометрические сигнализирующие.

Приборы для измерения давления.

В теплоснабжении для измерения давления используются манометры избыточного давления. Манометры могут быть показывающими, самопишущими, электрическими с дистанционной передачей показаний, могут иметь дополнительные сигнализирующие и регулирующие устройства. Выпускают манометры различных верхних пределов, а нижний предел у всех приборов равен нулю. Перегрузка манометров по давлению допускается не более 25%, класс точности приборов 0,6 - 4,0.

Регулятор температуры прямого действия типа РТ предназначен для поддерживания постоянной температуры воды в циркуляционном трубопроводе системы горячего водоснабжения.

Приборы для регулирования расхода теплоты.

Используют регулирующий электронный прибор типа Т-48-М, предназначен для автоматического регулирования расхода теплоты на центральных и местных тепловых пунктах, в системах отопления и горячего водоснабжения. В зависимости от функциональных возможностей и количества преобразователей приборы имеют различные модификации:

Т-48-М1 позволяет регулировать отпуск теплоты на отопление путем изменения разности температур воды в подающем и обратном трубопроводах при постоянном расходе воды или только температуры в подающем или обратных трубопроводах, в зависимость от температуры наружного воздуха, то есть служащий для реализации отопительного графика.

Т-48-М2 выполняет те же функции что и Т-48-М1, но дополнительно регулирует отпуск теплоты в зависимости от температур внутри помещений, усредненной по нескольким дорожкам температур.



8. Выбор сетевого оборудования ТЭЦ

8.1 Выбор сетевого насоса

Необходимая производительность сетевого насоса определяется:

В отопительный период

G=G_d=3891 т/ч

В неотопительный период

G==1573 т/ч

Принимаем установки:

В отопительный период 2 сетевых насоса марки Д4000-95-2, один из насосов резервный.

В неотопительный период 2 сетевых насоса марки Д4000-95-2, один из насосов резервный.

В работу насосы включаются параллельно.

8.2 Выбор подпиточного насоса

Необходимая производительность подпиточного насоса определяется:

G=0,0075V_СИСТ, т/ч

где V_СИСТ - объём системы теплоснабжения, м³, равный 65 м³ на 1 МВт теплового потока: V_СИСТ=65318,4=20698 м³

G=0,007520698=155,22 т/ч

Напор подпиточного насоса определяется положением линии статического давления, Н=38м

К установке принимаем 2 подпиточных насоса марки Д200-90а-2 один из которых резервных. Напор насоса 74 м. Производительность насоса 180 т/ч.

8.3 Расчет теплофикационных подогревателей ТЭЦ

Тепловая нагрузка на подогреватели определяется по формуле:

, МВт

где _Т - коэффициент теплофикации, _Т=0,6

Q_P - расчётная тепловая нагрузка, МВт

=191 МВт

Тепловая нагрузка на один подогреватель:

, МВт

где n - число параллельных ветвей, n=2

95,5 МВт

Расход сетевой воды:

, т/ч

1946 т/ч

Принимаем подогреватель БО-350-4

Средне логарифмическая разность температур между паром и водой:

, С

где t₁ и t₂ - температура воды на входе и выходе из подогревателя, t₁=70С и t₂=115С

t_H - температура насыщенного пара, t_H=130С

С

5. Скорость воды в трубках:

, м/с

где _В - удельный вес воды при средней температуре, _В=985 кг/м³ (прил. 9[1])

f_ТР - площадь сечения трубок одного хода, f_ТР=0,317м²

=1,7 м/с

Коэффициент теплоотдачи от стенки к среде при продольном омывании:

, Вт/м²С

где А_Н - коэффициент зависящий от температуры сетевой воды, А_Н=10,25

d_ВН - внутренний диаметр трубок, d_ВН=0,0175 м

8734 Вт/м²С

Коэффициент теплопередачи от конденсата пара к вертикальной стенки:

, ВТ/м²С

где А - коэффициент находящийся по формуле:

где =0,68 Вт/м²С

- абсолютная вязкость, =32,310^-6 кгс/м²

=2729

r - теплота парообразования, r=604Вт

Н - длинна пути конденсата вдоль поверхности теплообмена, Н=1 м

- разность между температурой насыщения пара и температурой стенки, =133-104(принимаем)=29 С

ВТ/м²С

Температура стенки трубок:

,С

99,2 С

Коэффициент теплоотдачи:

, ВТ/м²С



где _ТР и _НАК - толщина стенки трубок и толщина накипи, _ТР=0,001 м и _НАК=0,0002 м

_ТР и _НАК - коэффициент теплопроводности стенки трубки и накипи, _ТР=90 Вт/м²С и _НАК=2 Вт/м²С

2518 Вт/м²С

Расчёт поверхности нагрева:

, м²

=655 м²

Число подогревателей по ходу теплоносителя:

, шт

где F - принятая поверхность нагрева по типовой конструкции, F=350 м²

1,87 шт

Принимаем 2 подогревателя.

Общее число подогревателей:

nm=22=4 шт

К установке принимается 4 подогревателей марки БО-350-4



8.4 Выбор пиковых котлов

Тепловая нагрузка, приходящаяся на пиковые котлы, определяется по формуле:

Q_ПИК=Q_P-Q_T, МВт

Q_ПИК=318,4-191=127,4 МВт

К установке применяются 2 водогрейных котла ПТВМ-120, 1 из которых резервный.



Заключение

В данном курсовом проекте запроектирована система теплоснабжения для района города Якутск. В проекте предусмотрена двухтрубная водяная система теплоснабжения, источником которой является ТЭЦ. Для ТЭЦ подобрано оборудование:

2 пиковых котла ПТВМ 120;

4 теплофикационных подогревателей марки БО-350-4;

2 сетевых насоса марки Д4000-95-2 (для отопительного периода), 2 сетевых насоса марки Д4000-95-2 (для неотопительного периода);

2 подпиточных насоса марки Д200-90а-2

Прокладка трубопроводов надземная.

Трубопроводы изолированы, в качестве изоляции принимаем изоляцию из пенополиуретена со стальным защитным покрытием.

Абонент подключен к тепловой сети через МТП. В МТП имеется двухступенчатая смешанная водонагревательная установка системы горячего водоснабжения. Местная система отопления подключена по зависимой схеме через смесительный насос.

Список использованных источников

1. СНиП 2.04.07-86* “Тепловые сети”.

2. СНиП 23-01-99 “Строительная климатология”.

3. Мельников О.Н. и др.; “Справочник монтажника сетей теплогазоснабжения”, Ленинград, Стройиздат, 2012г.

4. СНиП 2.04.14.-88* “Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов”

5. Пешехонов Н. И.; “Проектирование теплоснабжения”, Киев, Вища школа, 2010г.

6. ГОСТ 21.605-82(1997); “Сети тепловые (тепломеханическая часть)”

Размещено на Allbest.ru