Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

В нашей стране широкое применение получила теплофикация - комбинированная выработка электричества и тепла на крупных теплоэлектроцентралях ТЭЦ. Главной причиной этого является известное преимущество комбинированной выработки тепла и электроэнергии и исключение из эксплуатации мелких не эффективных отопительных котельных с точки зрения экологии.

Сейчас, когда электрический КПД современных КЭС достигает 0,4-0,45, а КПД индивидуальных отопительных устройств на природном очищенном газе сравнялся с КПД котлов ТЭЦ, относительная экономия топлива от использования теплофикации значительно уменьшилась. При этом увеличилась продолжительность окупаемости капиталовложений в ТЭЦ и тепловые сети.

В ряде регионов произошли крупные аварии магистральных трубопроводов в периоды поддержания в теплосетях наиболее высоких давлений и температур, что стало причиной отказа от теплофикации новых жилых районов в ряде городов и строительство там внутриквартальных котельных. Эта тенденция продолжается и до сих пор.

Существенные результаты энергосбережения могут быть получены в процессе строительства новых и реконструкции действующих систем теплоснабжения, а также при рациональном сочетании использования уже существующих источников и систем централизованного теплоснабжения и источников локального теплоснабжения или даже при полной замене последними действующих центральных систем.

Выбор системы теплоснабжения должен осуществляться на основе эколого-экономического анализа сопоставляемых вариантов, когда системы теплоснабжения оцениваются не только по их экономическим показателям, но и с учетом экономической оценки экологического аспекта.

В небольших системах централизованного теплоснабжения для теплоисточников, работающих на основном газовом топливе, учитывая аккумулирующую способность зданий и теплосетей, целесообразно отказаться от резервного топлива - мазута, поскольку сроки ликвидации аварий на небольших теплоисточниках и в теплосетях от них (диаметром менее 300 мм) относительно невелики (не превышают в среднем 8 часов). Это мероприятие позволяет на 11-26% снизить капиталовложения в котельную и избавиться от существенных и вредных выбросов при сжигании мазута.

1. Выбор и расчет системы теплоснабжения

1.1 Исходные данные

Микрорайон города Красноярск.

Система теплоснабжения закрытая, четырех-трубная от источника тепла - водогрейной котельной, работающей как на очищенном природном газе, так и на мазуте в качестве резервного топлива.

Расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления - .

Расчетная температура наружного воздуха для проектирования вентиляции - .

Средняя температура наружного воздуха за отопительный период - .

Продолжительность отопительного периода -

Таблица 1 - Число часов за отопительный период со среднесуточной.

<-45	-45 -40	-40 -35	-35 -30	-30 -25	-25 -20
9,2	26	73,5	136	268	366,3
-20 -15	-15 -10	-10 -5	-5 0	0 +8	Всего
539,1	767,1	899,1	1035	1520,7	5640

Таблица 2 - Характеристика зданий

№ п/п	Наименование
1	Котельная	0,32	0,17	18	11	12300	75
2	Фитнес - центр	0,37	0,25	20	100	1828	20
3	Муниципальное предприятие	0,35	0,07	20	16	12100	80
4	Профилакторий	0,3	0,25	20	200	23780	100
5	Жилой дом №1	0,34	0,13	22	300	46040	500
6	Жилой дом №2	0,34	0,13	22	300	54470	600
7	Жилой дом №3	0,37	0,13	22	300	18850	230
8	Жилой дом №4	0,34	0,13	22	300	60400	700
9	Общежитие	0,37	0,14	22	160	17630	90
10	Супермаркет	0,38	-	18	133	2700	5
11	Школа	0,33	0,07	20	20	75000	1200
12	Жилой дом №5	0,36	0,13	22	300	31700	293
13	Жилой дом №6	0,37	0,13	22	300	20600	230
14	Жилой дом №7	0,4	0,13	22	300	180000	1500
15	Гипермаркет с зоной для детей	0,38	-	18	133	3430	6
16	Жилой дом №8	0,37	0,13	22	300	24100	250
17	Контора строительной организации	0,38	0,08	20	5	9400	100
18	Детский сад	0,34	0,1	20	130	14600	160
19	Жилой дом №9	0,37	0,13	22	300	15700	90
20	Офисное здание	0,32	0,18	20	16	29800	150

2. Расчет тепловых нагрузок

2.1 Расчет максимальных тепловых потоков

2.1.1 Расчет максимальных тепловых потоков на отопление

Для выбора мощности водогрейных котлов в котельной определяем расчетные часовые нагрузки.

При отсутствии проектных данных тепловой поток может быть определен по формуле укрупненных расчетов:

; (1)

где - удельная отопительная характеристика здания при расчетной температуре отопления = -37, ; - коэффициент, учитывающий долю потерь теплоты трубопроводами проложенными в неотапливаемых помещениях, =1,0;

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

Таблица 3 - Расчет тепловых потоков на отопление

№ п/п	Наименование				, МВт
1	Котельная	12300	18	0,32	0,217
2	Фитнес - центр	1828	20	0,37	0,036
3	Муниципальное предприятие	12100	20	0,35	0,241
4	Профилакторий	23780	20	0,3	0,411
5	Жилой дом №1	46040	22	0,34	0,924
6	Жилой дом №2	54470	22	0,34	1,093
7	Жилой дом №3	18850	22	0,37	0,411
8	Жилой дом №4	60400	22	0,34	1,212
9	Общежитие	17630	22	0,37	0,385
10	Супермаркет	2700	18	0,38	0,056
11	Школа	75000	20	0,33	1,411
12	Жилой дом №5	31700	22	0,36	0,673
13	Жилой дом №6	20600	22	0,37	0,449
14	Жилой дом №7	180000	22	0,4	4,248
15	Гипермаркет с зоной для детей	3430	18	0,38	0,072
16	Жилой дом №8	24100	22	0,37	0,526
17	Контора строительной организации	9400	20	0,38	0,204
18	Детский сад	14600	20	0,34	0,283
19	Жилой дом №9	15700	22	0,37	0,343
20	Офисное здание	29800	20	0,32	0,546
Сумма	13,741

2.1.2 Расчет максимальных тепловых потоков на вентиляцию

Расчет тепловых потоков на вентиляцию считается по формуле:

; (2)

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

Таблица 4 - Расчет тепловых потоков на вентиляцию

№ п/п	Наименование				, МВт
1	Котельная	12300	18	0,17	0,086
2	Фитнес - центр	1828	20	0,25	0,019
3	Муниципальное предприятие	12100	20	0,07	0,036
4	Профилакторий	23780	20	0,25	0,256
5	Жилой дом №1	46040	22	0,13	0,269
6	Жилой дом №2	54470	22	0,13	0,319
7	Жилой дом №3	18850	22	0,13	0,110
8	Жилой дом №4	60400	22	0,13	0,353
9	Общежитие	17630	22	0,14	0,111
11	Школа	75000	20	0,07	0,226
12	Жилой дом №5	31700	22	0,13	0,185
13	Жилой дом №6	20600	22	0,13	0,121
14	Жилой дом №7	180000	22	0,13	1,053
16	Жилой дом №8	24100	22	0,13	0,141
17	Контора строительной организации	9400	20	0,08	0,032
18	Детский сад	14600	20	0,1	0,063
19	Жилой дом №9	15700	22	0,13	0,092
20	Офисное здание	29800	20	0,18	0,231
Сумма	3,703

2.2 Расчет средних тепловых потоков

2.2.1 Расчет средних тепловых потоков на систему горячего водоснабжения

Средний тепловой поток на ГВС в отопительный период определяется по формуле:

;(3)

где -норма расхода горячей воды на единицу измерения;

m-количество единиц измерения; c-теплоемкость горячей воды (=4,187 КДж/(кг*°С)); -плотность горячей воды (=1 кг/л); -средняя температура горячей воды (=55°С); - температура холодной воды в отопительный период (=5°С)

Упрощенная формула имеет вид:

; (4)

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

Максимальный расход воды на горячее водоснабжение определяется по формуле:

;(5)

.

Средний тепловой поток на ГВС в неотопительный период определяют по формуле:

;(6)

где-температура холодной воды в неотопительный период (=15°С); -коэффициент, учитывающий изменение расхода в неотопительный период по сравнению с отопительным ( =0,9)

Упрощенная формула имеет вид:

;(7)

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

Таблица 5 - Расчетные нагрузки ГВС

№ п/п	Наименование
1	Котельная	11	75	0,002	0,0014
2	Фитнес - центр	100	20	0,006	0,0043
3	Муниципальное предприятие	16	80	0,004	0,0029
4	Профилакторий	200	100	0,058	0,0418
5	Жилой дом №1	300	500	0,437	0,3146
6	Жилой дом №2	300	600	0,524	0,3773
7	Жилой дом №3	300	230	0,201	0,1447
8	Жилой дом №4	300	700	0,611	0,4399
9	Общежитие	160	90	0,041	0,0295
10	Супермаркет	133	5	0,002	0,0014
11	Школа	20	1200	0,070	0,0504
12	Жилой дом №5	300	293	0,256	0,1843
13	Жилой дом №6	300	230	0,201	0,1447
14	Жилой дом №7	300	1500	1,309	0,942
15	Гипермаркет с зоной для детей	133	6	0,002	0,0014
16	Жилой дом №8	300	250	0,218	0,1569
17	Контора строительной организации	5	100	0,002	0,0014
18	Детский сад	130	160	0,061	0,0439
19	Жилой дом №9	300	90	0,078	0,0562
20	Офисное здание	16	150	0,007	0,0051
Сумма	4,09	2,945

2.2.2 Расчетные тепловые потоки

Согласно СП «Тепловые сети» расчетная тепловая нагрузка определяется суммированием максимальных тепловых потоков на отопление, вентиляцию и средних потоков на ГВС в отопительный период.

Таблица 6 - Расчет тепловых потоков

№ п/п	Нагрузка, МВт
1	0,217	0,086	0,002	0,305
2	0,036	0,019	0,006	0,061
3	0,241	0,036	0,004	0,281
4	0,411	0,256	0,058	0,667
5	0,924	0,269	0,437	1,63
6	1,093	0,319	0,524	1,936
7	0,411	0,110	0,201	0,722
8	1,212	0,353	0,611	2,176
9	0,385	0,111	0,041	0,537
10	0,056	0	0,002	0,058
11	1,411	0,226	0,070	1,707
12	0,673	0,185	0,256	1,114
13	0,449	0,121	0,201	0,771
14	4,248	1,053	1,309	6,61
15	0,072	0	0,002	0,074
16	0,526	0,141	0,218	0,879
17	0,204	0,032	0,002	0,238
18	0,283	0,063	0,061	0,407
19	0,343	0,092	0,078	0,513
20	0,546	0,231	0,007	0,784
Всего	13,741	3,703	4,09	21,534

2.2.3 Расчет средних тепловых потоков на отопление и вентиляцию

Средний тепловой поток на отопление определяется по формуле:

;(8)

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

Средний тепловой поток на вентиляцию определяется по формуле:

; (9)

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

. .

Таблица 7 - Итоговая таблица средних нагрузок

№ п/п	Наименование
1	Котельная	0,097	0,051	0,002	0,15
2	Фитнес - центр	0,017	0,012	0,006	0,035
3	Муниципальное предприятие	0,112	0,022	0,004	0,138
4	Профилакторий	0,191	0,16	0,058	0,409
5	Жилой дом №1	0,446	0,17	0,437	1,053
6	Жилой дом №2	0,528	0,202	0,524	1,254
7	Жилой дом №3	0,199	0,07	0,201	0,47
8	Жилой дом №4	0,586	0,22	0,611	1,417
9	Общежитие	0,186	0,07	0,041	0,297
10	Супермаркет	0,025	0	0,002	0,027
11	Школа	0,656	0,139	0,070	0,865
12	Жилой дом №5	0,325	0,117	0,256	0,698
13	Жилой дом №6	0,217	0,076	0,201	0,494
14	Жилой дом №7	2,052	0,67	1,309	4,031
15	Гипермаркет с зоной для детей	0,032	0	0,002	0,034
16	Жилой дом №8	0,254	0,089	0,218	0,561
17	Контора строительной организации	0,095	0,034	0,002	0,131
18	Детский сад	0,131	0,038	0,061	0,23
19	Жилой дом №9	0,166	0,058	0,078	0,302
20	Офисное здание	0,254	0,142	0,007	0,403
Всего	6,569	2,34	4,09	12,99

2.3 Построение нормального отопительного температурного графика

Режим отпуска тепла в отопительный период поддерживается с помощью температурного графика, при постоянном расходе сетевой воды осуществляется так называемое центрально-качественное регулирование. При этом температура в помещении всегда остается = 18.

Температура сетевой воды в подающей линии , в обратной и за элеватором определяются по формулам:

; (10)

; (11)

; (12)

где -средняя температура воды в отопительных приборах, ;

- относительная тепловая нагрузка отопления, которая меняется от 0 до 1.

; (13)

Результаты расчетов представлены в таблице ниже.

Таблица 8 - Расчеты температурного графика

Температура наружного воздуха	Температура	Температура воды по графику 105/70	Температура
+8	46,5	44,1	38,2
+5	50,8	48,0	40,8
0	57,9	54,1	44,8
-5	64,7	60,1	48,7
-10	71,3	65,9	52,3
-15	77,8	71,5	55,8
-20	84,1	77,0	59,2
-25	90,4	82,4	62,5
-30	96,5	87,7	65,7
-35	102,6	92,9	68,8
-37	105,0	95,0	70,0

Температурный график см. лист №3. А также график расходов сетевой воды (максимальный расход в точке излома температурного графика), график часовых, месячных и годового расхода тепла.

2.4 Построение графиков теплового потребления

Для построения графика расхода тепла по месяцам определяются средние наружные температуры по месяцам и по ниже приведённым формулам определяются расходы на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение.

Таблица 9 - Средние наружным температуры по месяцам

I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII
-16	-14	-6,3	1,9	9,7	16,0	18,7	15,4	8,9	1,5	-7,5	-13,7

-на отопление:

; (14)

где - средняя наружная за месяц, .

; (15)

-на вентиляцию:

; (16)

; (17)



-на горячее водоснабжение:

; (18)

Таблица 10 - Расход тепла по месяцам

Месяц	На отопление	На вентиляцию	На горячее водоснабжение
Январь	6502,52	2313,1	3042,96	11858,58
Февраль	5553,17	1977,02	2748,48	10278,67
Март	4783,86	1657,63	3042,96	9484,45
Апрель	3223,54	1144,8	2944,8	7313,14
Май	1948,98	693,408	2328,48	4970,87
Июнь	0	0	2120,4	2120,4
Июль	0	0	2191,08	2191,08
Август	0	0	2191,08	2191,08
Сентябрь	2023,28	719,92	2532,24	5275,44
Октябрь	3401,86	1210,49	3042,96	7655,31
Ноябрь	4835,31	1720,49	2944,8	9500,6
Декабрь	6095,00	2168,72	3042,96	11306,68

3. Водяные тепловые сети

3.1 Гидравлический расчет водяной сети

3.1.1 Расчет расхода воды в сети

Расход воды на отопление каждого здания определяем по формуле:

;(19)

Упрощенная формула имеет вид:

; (20)

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

Расход воды на вентиляцию определяем по формуле:

;(21)

.

.

.

Упрощенная формула имеет вид:

; (22)

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

Принимаем 2-ух ступенчатую смешанную схему присоединения подогревателей, т.к. и рассчитываем расход воды на ГВС определяем по формуле:

;(23)

.

.

Упрощенная формула имеет вид:

;(24)

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

Суммарные расчетные расходы определяем по формуле:

; (25)

.

Таблица11 - Расход сетевой воды

№ п/п	Наименование
1	Котельная	5,33	2,112	0,066	7,508
2	Фитнес - центр	0,884	0,466	0,198	1,548
3	Муниципальное предприятие	5,919	0,884	0,132	6,935
4	Профилакторий	10,094	6,287	1,918	18,299
5	Жилой дом №1	22,693	6,606	14,451	43,75
6	Жилой дом №2	26,844	7,834	17,328	52,006
7	Жилой дом №3	10,094	2,702	6,647	19,443
8	Жилой дом №4	29,766	8,669	20,206	58,641
9	Общежитие	9,456	2,726	1,356	13,538
10	Супермаркет	1,375	0	0,066	1,441
11	Школа	34,654	5,550	2,315	42,519
12	Жилой дом №5	16,528	4,544	8,466	29,538
13	Жилой дом №6	11,027	2,972	6,647	20,646
14	Жилой дом №7	104,331	25,861	43,288	173,48
15	Гипермаркет с зоной для детей	1,768	0	0,066	1,834
16	Жилой дом №8	12,918	3,463	7,209	23,59
17	Контора строительной организации	5,011	0,786	0,066	5,863
18	Детский сад	6,951	1,547	2,017	10,515
19	Жилой дом №9	8,424	2,259	2,579	13,262
20	Офисное здание	13,409	5,673	0,231	19,313
Всего	337,476	90,941	135,252	563,669

Целью гидравлического расчета тепловой сети является определение диаметров трубопроводов и потерь давления по длине трассы при известных расходах теплоносителя.

Удельные потери на трение на магистральном участке принимается не более 8 мм.вод.ст. (80 Па), на ответвлениях допускается до 300 Па.

Результаты гидравлического расчета сводятся в таблицу 12.

Таблица 12 - Гидравлический расчет

№ п/п	Обозначение участка	Расход сетевой воды, G, т/ч	Диаметр труб	Длина участка расчетная,	Длина эквивалентная,
1	2	3	4	5	6
Магистраль -1
1	Кот.-УТ1	556,2	377х9	80	9,3
2	УТ1-УТ2	311,1	325х8	59	33,31
3	УТ2-УТ3	268,6	325х8	185	41,07
4	УТ3-УТ4	196	273х7	51	40,03
5	УТ4-УТ5	1,834	57х3,5	123	9,5
Магистраль -2
6	УТ1-УТ6	245,1	273х7	39	21,06
7	УТ6-УТ7	211,8	273х7	33	31,23
8	УТ7-УТ8	210,3	273х7	110	36,83
9	УТ8-УТ9	203,4	273х7	118	36,83
10	УТ9-УТ10	159,6	273х7	102	33,5
11	УТ10-УТ11	88,1	194х6	81	25,93
Магистраль -3
12	УТ3-УТ12	72,6	194х6	209	33,45
13	УТ12-УТ13	42,8	152х4,5	90	17,52
14	УТ13-УТ14	36,9	152х4,5	37	13,36
Ответвления
15	УТ6-УТ15	33,3	108х4	51	9,73
16	УТ15-УТ16	14,9	89х3,5	69	7,71
17	УТ16-ЗД.10	1,441	38х2,5	82,8	8,99
18	УТ12-ЗД.20	19,3	89х3,5	71	8,3
19	УТ14-ЗД.19	13,3	89х3,5	46	8,3
20	УТ8-ЗД.3	6,9	89х3,5	47	4,8
21	УТ10-ЗД.7	19,4	89х3,5	95	9,82
22	УТ11-ЗД.8	58,6	133х4	89	16,04
Длина приведенная	Удельные потери	Потери давления на участке,	Суммарные потери давления,
7	8	9	10
Магистраль -1
89,3	74,6	6661,78	6662
92,31	50,3	4643,17	11305
226,07	38,1	8613,27	19918
91,03	53	4824,59	24743
134,5	28,1	3779,45	28522
Магистраль -2
60,06	82,4	4948,94	11611
64,23	58,4	3751,03	15362
146,83	58,4	8574,87	23937
154,83	53,3	8252,44	32190
135,5	33,9	4593,45	36783
106,93	68,9	7367,5	44150
Магистраль -3
242,45	44,1	10692,1	30610
107,52	56,2	6042,6	36653
50,36	41,6	2094,9	38748
Ответвления
60,73	220	13361,1	18053
76,71	130	9972,3	28025
91,79	168	15420,72	43446
79,3	232	18397,6	49008
54,3	105	5701,5	44450
51,8	28,4	1471,12	24496
104,82	232	24318,24	59282
105,04	201	21113,04	65264

4. Автоматика водогрейного котла

4.1 Разработка схемы автоматизации

Организация теплового контроля и выбора приборов производится в соответствии со следующими принципами:

1. Параметры, наблюдение за которыми необходимо для правильного ведения установленных режимов, измеряются показывающими приборами.

2. Параметры, измерение которых может привести к аварийному состоянию, контролируются сигнализирующими приборами.

3. Параметры, учет которых необходим для хозяйственных расчетов или анализа работы оборудования, контролируются самопишущими приборами. Для каждого котла предусмотрен регулятор топлива, регулятор воздуха и разряжения.

При работе котла на мазуте, регулятором топлива 1 (здесь и далее см. лист №7 графической части работы) поддерживается постоянная температура воды на выходе из котла в соответствии с температурным графиком ( t_max=105 ^oС).

Сигнал от термометра сопротивления 2, установленного на трубопроводе, исключается путем установки ручки чувствительности в нулевом положении.

При работе котла на газе необходимо поддерживать такие заданные температуры воды на выходе из котла, чтобы избежать низкотемпературной коррозии поверхностного нагрева (60-70^oС) в зависимости от входа сжигаемого газа.

Степень корректирующего воздействия от термометра сопротивления, установленного на трубопроводе перед котлом, определяется при наладке.

Регулятор воздуха получает импульс по расходу воздуха и по расходу топлива. Регулятор воздействует на направляющий аппарат дутьевого вентилятора, приводя в соответствие соотношение «топливо-воздух».

Регулятор разряжения 3 поддерживает постоянное разряжение в топке котла, изменяя положение направляющего аппарата дымососа.

Для водогрейных котлов необходимо иметь всегда постоянный расход воды через котел; в котельной это осуществляется с помощью регулятора рециркуляции 4, общего для всех котлов. Регулятор рециркуляции получает импульс по значениям давлений на коллекторах прямой и обратной сетевой воды.

Регулятор температуры сетевой воды 5 поддерживает необходимую температуру воды на выходе из котельной, пропуская часть холодной воды в трубопровод прямой сетевой воды.

Регулятор подпитки 6 обеспечивает поддержание заданного давления в обратной линии сетевой воды. Для деаэраторов предусмотрены регуляторы давления и уровня.

Регулирование питания котла водой осуществляется трехимпульсным регулятором. Регулятор температуры получает сигнал от датчиков (термометров сопротивления), размещенных на подающем и обратном трубопроводах сетевой воды и воздействуют на отопительный механизм регулирующего органа на газопроводе, что регулируют интенсивность процесса горения. Одновременно регулятор (мембранный диффманометр) измеряет расход газа с помощью диафрагмы и воздействует на направляющий аппарат дутьевого вентилятора, измеряя расход воздуха до необходимого для горения топлива с заданным коэффициентом избытка воздуха.

Регулятор 3 разряжения получает сигнал от датчика (диффманометр), расположенного в топке котла и измеряет потоки дымососа с помощью исполнительного механизма на направляющем аппарате таким образом, чтобы разряжение в топке поддерживалось в заданных пределах.

5. Прочностные расчеты тепловых сетей

Прежде чем вести прочностные расчеты нужно разработать монтажную схему тепловых сетей. Расставить на ней тепловые узлы, неподвижные опоры и (помимо запорной аппаратуры) компенсаторы температурных удлинений.

Подающий трубопровод на схеме сетей (лист 3) располагается с правой стороны по ходу движения теплоносителя от источника тепла.

Теплофикационные узлы (УТ) устанавливаются в местах присоединения ответвлений к главной магистрали и на вводе в здание.

В проекте принята канальная прокладка по всей части микрорайона.

Компенсация тепловых удлинений ввиду небольших диаметров теплопроводов принята с помощью П-образных компенсаторов, за исключением одного участка УТ1 - УТ6.

- Расчет и выбор П-образных компенсаторов.

Расчет ведется для подающего трубопровода, так как он имеет наибольшую температуру теплоносителя, соответственно требует наибольшей компенсации.

Выборочный расчет производится для участка УТ10 - УТ11.

Расчетное температурное удлинение определяется по формуле:

; (26)

где - коэффициент предварительной растяжки компенсатора;

- длина участка между неподвижными опорами;

- перепад температур от расчетной окружающей до максимальной температуры теплоносителя;

.

.

.

Задавшись спинкой В=2 м по номограмме выбираем компенсатор с вылетом H=1,25 и силой упругой деформации F=0,75 кН. Аналогично подбираем характеристики и на прочих участках.

- Расчет участка естественной компенсации.

Расчет производится для участка УТ10 - УТ11.

Максимальное изгибающее напряжение определяется по формуле:

; (27)

где - длина короткого плеча, см;

- модуль упругой стали, кг/см;

- отношение длин длинного плеча к короткому;

,

где - угол поворота трассы;

;

.

.

.

Допустимое изгибающее напряжение равно 1100 , 157 < 1100 значит все хорошо. - Расчет и выбор неподвижной опоры.

Горизонтальная осевая нагрузка определяется по формуле:

; (28)

где - нагрузка, возникающая в компенсаторе, т;

- коэффициент трения трубопроводов о грунт;

- вес одного метра трубопровода, кг/м;

;(29)

где - вес 1 м трубы, ;

- вес воды в 1 м трубы, ;

- вес изоляции, ;

находится из таблицы 2.11 [2];

находится по таблице 2.12 [2].

; (30)

где - плотность изоляционного материала, ;

.

.

.

По таблице 3.10 [2] принимаем неподвижную лобовую опору типа IIпо МВН 1316 - 30 с наибольшей горизонтальной осевой нагрузкой 5 т.

- Расчет и выбор подвижных (скользящих) опор.

Рассчитываются горизонтальные и вертикальные нагрузки:

; (31)

где - расстояние между подвижными опорами, м[табл. 3.2 [2]];

- удельный вес трубы;

.

; (32)

где - коэффициент трения();

.

Выбираем тип опоры: приварные удлиненные скользящие тип А по МН 4009 - 62.

Расстояние между опорами зависит от диаметра теплопровода и колеблется в пределах от 3 до 12 м.

- Выбор источника теплоты и описание тепловой схемы.

Суммарная тепловая нагрузка на отопление, вентиляцию и ГВС, включающая в себя собственные нужды составляет приблизительно 21,534 МВт, т.е. 18,5 Гкал/ч. Определяем потери в сетях :

; (33)

.

Расчетная тепловая мощность котельной:

; (34)

.

Необходимо вычислить расчетную тепловую мощность котельной в неотопительный период:

.

.

Находим единичную мощность одного котла:

; (35)

где -минимальное возможное количество котлов по [2] (берем 2);

.

По каталогу водогрейных котлов выбираем два котла типа КВ-ГМ-11,63-115Н с температурой нагрева сетевой воды до 115 и возможностью регулирование мощности от 30 до 100%. Температурный график выполняется.

Топливо - природный газ (мазут резервный) с. Снабжение газом от газораспределительных сетей избыточным давлением не более .

6. Тепловой расчет сети

- Расчет тепловых потерь в каналах (подземная прокладка).

Диаметр . .

Определяем эквивалентные диаметры канала:

. (36)

где - площадь поперечного сечения, ;

- периметр сечения, .

; .

Термическое сопротивление подающего трубопровода:

-наружное:

; (37)

- 8,15 из [2];

.

-стенки канала:

; (38)

.

- грунта:

; (39)

.

Общее термическое сопротивление:

; (40)

.

Определяем температуру воздуха в канале:

; (41)

.

Определяем теплопотери трубопроводов, проложенных в каналах:

- подающего:

;

- обратного:

;

- общие потери:

.

Обычно тепловые потери при канальной прокладке ниже примерно на 30% по сравнению с надземным, однако приведенные затраты выше. Капитальные затраты определяются путем составления локальных смет на тепловые сети.

7. Организация строительного производства

теплоснабжение водяной сеть автоматизация

Данным проектом предусматривается выполнение монтажных работ по тепловым сетям. Разработан проект производства работ на монтаж тепловых сетей. Проект разработан на основе схемы сетей и генплана микрорайона (лист 1).

Вся работа разделена на четыре цикла:

I цикл: сборка труб в звенья и сварка поворотных стыков;

II цикл: теплоизоляция трубопроводов матами из стекловаты;

III цикл: укладка трубопроводов, установка арматуры, сварка

неповоротных стыков;

IV цикл: гидравлические испытания и промывка трубопроводов.

Монтаж теплотрассы

После сварки труб, они трубоукладчиками раскладываются вдоль трассы в последовательности и направлении, указанном на генплане. Расположение трубы, звенья из труб и фасонные части трубопровода перед монтажом следует осмотреть и очистить внутри и снаружи от грязи, снега, льда и т.д.

Подъем и перемещение труб на трассе производится с применением надежных захватных приспособлений. При производстве монтажных работ рекомендуется применять полуавтоматическую стропы. При укладке труб в проектное положение необходимо соблюдать следующие правила:

- укладка трубопроводов «змейкой» не допускается в вертикальной или горизонтальной плоскостях;

- монтаж трубопроводов следует производить от мертвых опор;

- трубопроводы при канальной и надземной прокладках должны опираться на все подготовленные опоры;

- расположение опор трубопроводов под сварными стыками не допускается (> 50 мм от произв. опоры);

Таблица 13 - Ведомость объемов работ

№ п/п	Наименование работ	Единицы измерения	Количество	Расчетные формулы
1	2	3	4	5
1. 2.	Сборка труб в звенья на бровке траншеи Антикоррозионная изоляция стыков	п.м шт.	732 1359 1026 59 504 345 264 1179 105 436 548 448,4 94,8 74 136 103 6 51 35 27 118 11 44 55	По рабочим чертежам
3. 4.	Тепловая изоляция Установка задвижек	п.м шт.	45 10 732 1359 1026 59 504 345 264 1179 105 436 548 448,4 94,8 3 9 9 1 9 15 9 23 3 8 12 9 2	По рабочим чертежам По рабочим чертежам
5. 6. 7.	Установка П-образных компенсаторов Установка неподвижных опор Установка подвижных опор	шт. шт. шт.	2 8 4 2 1 1 3 3 1 9 27 18 3 18 12 3 21 12 9 13 3 74 136 103 6 51 35 27 118 11 44	По рабочим чертежам По рабочим чертежам
8. 9.	Укладка стальных трубопроводов в каналах Сварка поворотных стыков	м шт.	55 45 10 732 1359 1026 59 504 345 264 1179 105 436 548 448,4 94,8 56 102 78 5 39 27 21 89 9 33 42 34 8	По рабочим чертежам
10. 11. 12.	Сварка неповоротных стыков Приварка патрубков Установка переходов	шт. шт. шт.	19 34 26 2 13 9 7 30 3 11 14 12 3 3 9 12 1 6 7 7 3 3 7 2 3 3 6 1 4 5 3 7	По рабочим чертежам По рабочим чертежам
13.	Гидравлические испытания и промывка трубопроводов	п.м	3 4 4 1 732 1359 1026 59 504 345 264 1179 105 436 548 448,4 94,8	По рабочим чертежам

Таблица 14 - Ведомость трудозатрат на монтаж

№ п/п	Наименование работ	ЕНиР	Ед. изм	Объем работ	Трудоемкость чел.час	Состав звена
					на ед.	всего
1	2	3	4	5	6	7	8
1. 2.	Сборка труб в звенья на бровке траншеи Антикоррозионная изоляция стыков	Е9-2-1 Е9-2-12	п.м стык	732 1359 1026 59 504 345 264 1179 105 436 548 448,4 94,8 74 136 103 6 51 35 27 118 11 44 55 45 10	0,06 0,05 0,04 0,04 0,03 0,03 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,54 0,54 0,44 0,44 0,44 0,44 0,44 0,39 0,39 0,39 0,39 0,39 0,39	43,92 67,95 41,04 2,36 15,12 10,35 5,28 23,58 2,1 8,72 10,96 8,97 1,9 39,96 73,44 45,32 2,64 22,44 15,4 1,08 46,02 4,29 17,16 21,45 17,55 3,9	Монтажники: 5р - 1 3р - 1 Изолировщики: 4р - 1 3р - 2
3. 4. 5.	Тепловая изоляция Установка задвижек Установка П-образных компенсаторов	Е9-2-13 Е9-2-16 Е9-2-17	п.м шт. шт.	732 1359 1026 59 504 345 264 1179 105 436 548 448,4 94,8 3 9 9 1 9 15 9 23 3 8 12 9 2 2 8 4	0,96 0,82 0,7 0,7 0,56 0,56 0,43 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 4,8 3,7 2,9 1,9 1,9 1,9 1,4 1,4 0,87 0,87 0,87 0,87 0,87 10,5 5,8 5,8	702,72 1114,4 718,2 41,3 282,24 193,2 113,52 353,7 31,5 130,8 164,4 134,52 28,44 14,4 33,3 26,1 1,9 17,1 28,5 12,6 32,2 2,61 2,96 10,44 7,83 1,74 21 46,4 23,2	Изолировщики 4р - 1 2р - 1 Монтажники: 5р - 1 4р - 2 3р - 1 Монтажники: 5р - 1 4р - 1 3р - 1

Размещено на http://www.allbest.ru/

8. Охрана труда

Техника безопасности при производстве земляных работ

До начала производства работ в местах расположения действующих подземных коммуникация должны быть разработаны и согласованы с организациями, эксплуатирующими эти коммуникации, мероприятия по безопасным условиям труда, а расположение подземных коммуникаций на местности обозначено соответствующими знаками и подписями.

Производство работ (земляных) в зоне действующих подземных коммуникаций следует осуществлять под непосредственным руководством прораба или мастера, а в охранной зоне кабелей, находящихся под напряжением и действующих трубопроводов, кроме того, под наблюдением работников электро- и газового хозяйства.

При обнаружении взрывоопасных материалов земляные работы в этих местах следует немедленно прекратить до получения разрешения от соответствующих органов.

Котлованы и траншеи, разрабатываемые на улицах и проездах, а так же в местах, где происходит движение людей или транспорта, должны быть ограждены сплошным ограждением высотой 1,2 м с предупредительными надписями и сигнальным освещением в соответствии с требованиями ГОСТ 23407 - 78. Места прохода людей через траншеи оборудуются переходными мостками, освещаемыми в ночное время.

Грунт, извлеченный из траншеи, следует размещать на расстоянии не менее 0,5 м от бровки выемки. Разрабатывать грунт «подкатом» не допускается. Валуны и камни, а также отслоения грунта, обнаруженные на откосах, должны быть удалены.

Механизированная разработка грунта производится при условии обеспечения безопасного и рационального использования.

Машины, используемые для разработки траншей и котлованов, необходимо оборудовать звуковой сигнализацией, значение сигналов должнызнать все работающие на заданном участке. При установке, монтаже, ремонте и перемещении землеройных машин должны быть приняты меры, предупреждающие их опрокидывание.

Разработка и перемещение грунта экскаваторами и бульдозерами при движении на подъем или под уклоном с углом наклона, более указанного в паспорте механизма, запрещается.

Перед началом работы экскаватор устанавливается на площадке, имеющей уклон не более указанного в паспорте. Во избежание его самопроизвольного перемещения под колеса или гусеницы подкладывает упоры. Запрещается использовать для этой цели доски, бревна, кирпичи и другие предметы. Если в процессе передвижения встречаются участки со слабым грунтом, их усиливают щитами и настилом из досок, брусьев, шпал.

Расстояние между поворотной платформой экскаватора и выступающими частями зданий, сооружений, стенкой забоя должно составлять не менее 1 м. При работе экскаватора запрещается производить какие-либо другие работы со стороны забоя и находиться людям в радиусе действия стрелы плюс 5 м. В нерабочем состоянии экскаватор должен находиться от края вылета на расстоянии не менее 2 м с опущенным на землю ковшом.

В пределах строительной площадки экскаватор передвигается по заранее выбранному пути с уклон, не превышающем нормативный. Стрелу при этом устанавливают строго по ходу движения, а ковш должен быть пустым, и поднят на высоту 0,5 - 0,7 м от поверхности земли.

Опускание стрелы под уклоном более 45^о( по отношению к плоскости стенки) не допускается, т.к. дальнейшее увеличение этого угла приводит к уменьшению вертикальной составляющей каналов.

Расчет критической высоты и угла откоса стенок траншеи

Вид грунта: суглинок средний.

Критическая высота вертикальной стенки, м, рассчитывается по формуле:

; (42)

где - сила сцепления на разрыв, ;

- плотность грунта, ;

- угол естественного откоса;

.

Предельная высота вертикальной стенки, м, рассчитывается по формуле:

; (43)

где -коэффициент запаса по высоте;

.

Предельная высота является достаточной для траншеи, глубина которой не превышает - 2 м. Следовательно, инвентарное крепление стенок траншеи не рассчитывается.

Расчет защитного заземления

Измеренное (в нашем случае - табличное) удельное сопротивление грунта приводится к расчетному значению , по [16]:

; (44)

где -измеренное (табличное) значение сопротивления грунта, ;

- средний коэффициент земли, учитывающий возможное увеличение удельного сопротивления слоя; для климатической зоны;

.

В качестве заземлителя используется труба на глубине 1,6 м.

Сопротивление заземлителя, Ом, определяется по формуле:

; (45)

где -длина стержней;;

- диаметр стержней; ;

- глубина заложения вертикальных электродов, ;

Глубина заложения вертикальных электродов, м, определяется по формуле:

. (46)

.

Количество стержней , заземляющего устройства определяется по формуле:

; (47)

где -допускаемое сопротивление заземляющего устройства, определяемое по формуле:

; (48)

где - нормативное сопротивление заземляющего устройства, Ом;

.

.

Сопротивление вертикальных заземлителей, Ом, учитывая влияние полосы связи:

; (49)

где - коэффициент использования (экранизации) вертикальных заземлителей. При заданном отношении ;

.

Сопротивление полосы связи, Ом, определяется по формуле:

; (50)

где - глубина заложения полосы, м;

- длина соединительной полосы, м, при расположении электродов в ряд определяется по формуле:

; (51)

где - расстояние между стержнями, м;

.

.

Сопротивление растеканию тока заземляющего устройства при данном качестве стержней с учетом полосы связи:

; (52)

где - коэффициент экранирования между полосой связи и вертикальными электродами;

.

Заземляющее устройство отвечает условию:

.

Вывод

Разработана простая, надежная и эффективная система теплоснабже-ния. Источник теплоснабжения - водогрейная котельная с 3-мя котлами КВ-ГМ-11,63-115Н, работающими только на газе.

Тепловые сети выбраны единого образца - подземные канальные 4-кх трубные. Горячее водоснабжение обеспечивается централизованно в котельной, в водо-водяных подогревателях питьевая вода зимой и летом подогревается до 65 ^оС (55^оС).

Рассмотрены и проработаны все вопросы, касающиеся системы теплоснабжения: выбор опор, компенсаторов температурных удлинений, охраны труда (выбор защитного заземляющего устройства, угол и высота траншеи), организация производственных работ при монтаже системы.

Список использованных источников

1. СП 373.1325800.2018. Источники теплоснабжения автономные. Правила проектирования.

2. Справочник проектировщика. Проектирование тепловых сетей (под редакцией Николаева А.А.). М:, СИ, 1985.

3.СП 60.13330.2016 «СНиП 41-01-2003 Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха».

4. СП 61.13330.2012 «СНиП 41-03-2003 Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов» (с изменением № 1).

5. СП 131.13330.2012 «СНиП 23-01-99 Строительная климатология (с изменениями № 1, № 2).

6. ЕНиР Сборник 9 «Сооружение систем теплоснабжения, водоснабжения, газоснабжения и канализации». Выпуск 1. Санитарно-техническое оборудование зданий и сооружений.

7. ЕНиР Сборник 22 «Сварочные работы». Выпуск 2. Трубопроводы.

8. СП 41-101- 95 Проектирование тепловых пунктов.

9. ГОСТ 21.605-82 Рабочие чертежи тепловых сетей.

10. ГОСТ 10704-91 Трубы стальные электросварные прямошовные. Сортамент.

11. СанПиН 2.1.4.2496-09. Гигиенические требования к обеспечению безопасности систем горячего водоснабжения.

12. Стандарт организации НП «РТ» СТО НП «РТ» 70264433-5-1-2009 рекомендации по проектированию тепловых пунктов, размещаемых в зданиях.

13. Манюк В.И. и др. Наладка и эксплуатация водяных тепловых сетей. - М.: Стройиздат, 1988.-430 с.

14. Методические указания по определению расходов топлива, электроэнергии и воды на выработку теплоты отопительными котельными коммунальных теплоэнергетических предприятий (издание 4-ое) Москва 2002.

15. Методика определения количеств тепловой энергии и теплоносителя в водяных системах коммунального теплоснабжения (практическое пособие к Рекомендациям по организации учета тепловой энергии и теплоносителей на предприятиях, в учреждениях и организациях жилищно-коммунального хозяйства и бюджетной сферы) МДС 41-4.2000.

16.Копко В.Н. и др. Теплоснабжение (курсовое проектирование). М: Высшая школа, 1985, 139с.

17. СП 30.13330.2016 «СНиП 2.04.01-85* Внутренний водопровод и канализация зданий».

18. ГОСТ Р 54860 - 2011 Теплоснабжение зданий. Общие методики расчета энергопотребности и эффективности систем теплоснабжения. Москва Стандартинформ 2012.

19. ГОСТ 17177 - 94 Материалы и изделия строительные теплоизоляцион-ные. Методы испытаний.

20. ГОСТ 23208 - 83 Цилиндры и полуцилиндры теплоизоляционные из минеральной ваты на синтетическом связующем.

21. Сотникова О. А. Теплоснабжение: учеб.пособие / О. А. Сотникова, В.Н. Мелькумов. - М.: Изд-во АСВ, 2009. - 296 с.: ил.; 22 см. - Библиогр. с. 287-290 (64 назв.).

22. Теплоснабжение и вентиляция. Курсовое и дипломное проектирование: учеб.пособие / Б. М. Хрусталев [и др.]; под ред. Б. М. Хрусталева. - 3-е изд., испр. и доп. - М.: Изд-во АСВ, 2010. - 784 с.

23. Малая Э. М. Городские и поселковые системы теплоснабжения: учеб.пособие по курсу "Теплоснабжение" для студ. спец. 270109.65 всех форм обучения / Э. М. Малая, Н. Н. Осипова; Саратовский гос. техн. ун-т. - Саратов: СГТУ, 2012. - 132 с.: ил.; 21 см. - Библиогр.: с. 101-102.

24. ГОСТ Р 57190-2016 Заземлители и заземляющие устройства различного назначения. Термины и определения.

25.ГОСТ 21563-93Котлы водогрейные. Основные параметры и технические требования.

26. ГОСТ Р 54440-2011 Котлы отопительные. Часть 1. Отопительные котлы с горелками с принудительной подачей воздуха. Терминология, общие требования, испытания и маркировка.

27. ГОСТ Р 54442-2011 Котлы отопительные. Часть 3. Газовые котлы центрального отопления. Агрегат, состоящий из корпуса котла и горелки с принудительной подачей воздуха. Требования к теплотехническим испытаниям.

28. Отопление: учебник для студ. вузов.обуч. по напр. "Строительство" / В.И. Полушкин [и др.]. - М.: ИЦ "Академия", 2010. - 256 с.: ил.; 21 см. - (Высшее профессиональное образование). - Библиогр.: с. 245 (7 назв.).

Размещено на Allbest.ru