Рефотека.ру / Физика

Курсовая работа: Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск

Федеральное агентство по образованию (Рособразование)

Архангельский государственный технический университет


Кафедра промышленной теплоэнергетики


КУРСОВАЯ РАБОТА


По дисциплине Источники и системы теплоснабжения предприятий

На тему: Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск


Выполнил: Александров Сергей Александрович

Руководитель: доцент, к.т.н З.Г. Марьина


Архангельск

2010

ОГЛАВЛЕНИЕ


РЕФЕРАТ

ВВЕДЕНИЕ

1 ПЛАНИРОВКА МИКРОРАИОНА И ТРАССИРОВКА ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ

2 ТЕПЛОВЫЕ НАГРУЗКИ МИКРОРАЙОНА

2.1 Расчет тепловых нагрузок при максимальном зимнем режиме

2.1.1 Нагрузки отопления

2.1.2 Нагрузки вентиляции

2.1.3 Нагрузки горячего водоснабжения

2.2 Пересчет тепловых нагрузок на другие режимы

2.2.1 Нагрузки отопления

2.2.2 Нагрузки вентиляции

2.2.3 Нагрузки горячего водоснабжения

3 РАСЧЁТ ТЕПЛОВОЙ СХЕМЫ КОТЕЛЬНОЙ. ВЫБОР ОСНОВНОГО ОБОРУДОВАНИЯ КОТЕЛЬНОЙ

3.1 Расчётная тепловая схема котельной

3.2 Расчёт расширителя продувки

3.3 Расчёт подогревателя химически очищенной воды

3.4 Расчёт деаэратора

3.5 Выбор основного оборудования

4 ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ

5 ПЬЕЗОМЕТРИЧЕСКИЙ ГРАФИК

6 ВЫБОР СХЕМЫ ПРИСОЕДИНЕНИЯ ТЕПЛОВЫХ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ

7 ТЕМПЕРАТУРНЫЙ ГРАФИК

8 МЕХАНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ТРУБОПРОВОДОВ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


РЕФЕРАТ


Александров С.А. Разработка системы теплоснабжения микрорайона города

Томска. Руководитель – доцент, к.т.н. З.Г. Марьина.

Курсовая работа. Пояснительная записка объемом страниц содержит 5 рисунков, 8 таблиц, 4 источника, графическая часть выполнена на 3 листах формата А3 и на двух А4.

В данной работе представлены основные инженерно-технические шаги по разработке теплоснабжения микрорайона. Расчет начинается с планировки района теплоснабжения, определения тепловых нагрузок. Отдельным пунктом рассмотрен расчет тепловой схемы котельной с выбором основного оборудования. Гидравлический расчет трубопроводов тепловой сети выполнен с помощью MsExcel; на основании гидравлического расчета построен пьезометрический график, а также выбрана схема присоединения типовых абонентов. Проведен расчет опор и компенсаторов с учетом возможности самокомпенсации на отдельных магистральных участках и ответвлениях.

Графическая часть представлена графиком центрального качественного регулирования (А4), пьезометрическим графиком (А3) и планировкой микрорайона теплоснабжения с трассировкой трубопровода тепловой сети и нанесением опор с компенсаторами (А3), тепловой схемой котельной (А3).

Данная работа позволила закрепить навыки инженера-проектировщика тепловых сетей, ознакомиться с основными методиками, связанными с решениями вопросов по теплофикации и энергообеспечению.


Дата: мая 2010г.

Подпись_______________


ВВЕДЕНИЕ


Развитие теплоснабжения осуществляется в основном за счет крупных тепловых электростанций. В то же время в районах страны или города, где концентрация потребителей теплоты не достигает уровня, оправдывающего экономическую целесообразность сооружения ТЭЦ, основным источником теплоснабжения остаются районные и квартальные котельные.

Система централизованного теплоснабжения состоит из источника теплоты, тепловых сетей и потребителей тепловой энергии (абонентов).

Целью курсовой работы является закрепление знаний важнейших разделов курса «Источники и системы теплоснабжения предприятий», а именно: выбор системы теплоснабжения и трассировка тепловой сети, определение расчетных тепловых нагрузок, расчет и построение температурного графика, гидравлический расчет тепловой сети и построение пьезометрического графика, выбор схемы присоединения типового потребителя. Индивидуальное задание включает в себя расчет тепловой схемы котельной.

Содержание задания предусматривает аргументацию принятых технических решений и расчетных методик, анализ графиков и ссылки на использованный справочный материал и литературу.


1 ПЛАНИРОВКА МИКРОРАЙОНА И ТРАССИРОВКА ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ


Первичным структурным планировочным элементом селитебной части города является микрорайон. Под микрорайоном понимают жилой массив, ограниченный красными линиями магистральных и жилых улиц. Жители микрорайона обеспечиваются всеми видами учреждений повседневного обслуживания микрорайонного значения. Планировка микрорайона производится «по свободной схеме». Жилые дома проектируют внутри микрорайона жилыми группами со своими детскими садами, школами, предприятиями торговли, площадками отдыха, ориентируют их по сторонам горизонтов, рельефу местности, имеющимся зеленым насаждениям и водоемам. В практике расчетов часто возникает необходимость определить площадь микрорайона, приходящуюся на одного жителя. В крупных городах нормами рекомендуется смешанная застройка в 9 этажей и более с частичным применением зданий в 5 этажей.

Принимается, что в одной квартире в среднем проживают: в 5-ти этажном доме - 3 человека, в 9-ти этажном доме – 4 человека. В 5-ти этажном доме на площадке находится 3 квартиры, в 9-ти этажном доме – 4 квартиры. Тогда в одной секции пятиэтажного дома - 15 квартир, в одной секции девятиэтажного дома – 36 квартир, т.е. в пятиэтажном доме в среднем в одной секции проживает 45 человек, а девятиэтажном – 144 человека. Из этих условий определяется число секций соответствующих зданий и число жителей, проживающих в 5-ти и 9-ти этажных домах, а также число этих зданий.

Составим и решим уравнение, где Х – общее число домов.


Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск

Таким образом, в нашем микрорайоне будет 13 жилых домов.

Определим число пятиэтажных и девятиэтажных домов.

Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск

Примем в микрорайоне 3 пятиэтажных и 10 девятиэтажных домов.

Результаты занесём в таблицу 1.


Таблица 1 – План расселения жителей микрорайона

Тип здания

Кол-во

домов

Число

жителей

Девятиэтажный шестисекционный жилой дом 10 8640
Пятиэтажный пятисекционный жилой дом 3 675
Всего 13 9315

Затем определяется средняя этажность микрорайона, и вычисляются площадь территории, приходящейся на одного жителя, и площадь всего микрорайона. Рассчитываются габаритные размеры территории с округлением в большую сторону. При планировке зданий учитываются их размеры, приведенные в таблице 4, а также принятое число секций.

Площадь территории, приходящейся на одного жителя Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск, м2 определяется по формуле:


Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск,(1.1)


где Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск- коэффициент, характеризующий отношение площади застройки к общей площади (таблица 2) Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск=1,33 ;

Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск - коэффициент, характеризующий отношение площади участков учреждений обслуживания, приходящихся на одного жителя, к норме обеспеченности жилой площадью, Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск - для микрорайонов;

Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск- коэффициент застройки (таблица 3), Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск;

Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск- обеспеченность населения общей площадью; Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск на одного человека на расчетный период;

Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск- средняя этажность жилых зданий микрорайона;


Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск,(1.2)


где Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города ТомскПроектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск- этажности зданий, Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск,Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск;

Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города ТомскПроектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск - доля жителей, проживающих в соответствующих зданиях, Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск, Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск.

Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск

Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск м2

Площадь микрорайона, м2


Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск,(1.3)


где N - число жителей микрорайона;

Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск м2

Для удобства примем площадь микрорайона 311100 м2. Это будет прямоугольник 510x610 м.

Таблица 2 – Значение коэффициента i0 (отношение площади застройки к общей площади)

Типы домов Жилая площадь квартир

35 40 45 50
5-9 этажей 1,36 1,33 1,32 1,28

Таблица 3 - Показатели коэффициента застройки [1].

Кол-во

секций

Этажность

5 6 7 8 9
3 0,218 0,201 0,177 0,159 0,144
4 0,236 0,216 0,189 0,167 0,155
5 0,244 0,221 0,198 0,180 0,162
6 0,248 0,224 0,201 0,183 0,166

Таблица 4 – Характеристики зданий микрорайона

Тип здания

Размер

в плане, м

Высота

Н, м

Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск,

Вт/(м3∙0 С)

Пятиэтажный жилой дом 94 серии:

рядовая секция

торцевая секция


12,9Ч15,9

12,9Ч18,6


15


0,440

0,450

Девятиэтажный жилой дом 93 серии:

рядовая секция

торцевая секция


12,6Ч24

12,6Ч24


27


0,374

0,421

Детский сад на 280 мест 57Ч27 6,7 0,430
Школа на 844 учащихся 71,4Ч32,6 10 0,304

Магазин, пристроенный к 9-ти

этажному дому

27Ч21 3,1 0,454
Кинотеатр двухзальный на 200 и 100 мест с видеотекой 36Ч24 6 0,442

Принимаем, учитывая данные из таблицы 4


Таблица 5 – Расчёт площадей всего микрорайона

Тип здания Количество зданий Размер в плане, м Площадь, м2 Площадь всего, м2
Девятиэтажный шестисекционный жилой дом 9

12,6Ч144


1814,4 16329,6
Пятиэтажный шестисекционный жилой дом 7

12,9Ч100,8


1300,32 9102,24
Пятиэтажный трехсекционный жилой дом 1 12,9Ч69 890,1 890,1
Детский сад на 280 мест 1 57Ч27 1539 1539
Школа на 844 мест 1 71,4Ч32,6 2327,64 2327,64

Незастроенная площадь также зависит от габаритов здания и главным образом от их высоты. Требования по обеспечению инсоляции квартир не менее трёх часов в сутки являются основным фактором, от которого зависит величина разрывов между зданиями. В действующих нормах проектирования минимальные разрывы между длинными сторонами установлены: для 5-этажных зданий – 30 м, 9-этажных – 48 м. Разрывы между торцами стен с окнами из жилых помещений соответственно 15 и 24 м (У 5-этажных зданий 94 серии есть окна на торцевых стенах, у 9-этажных зданий торцевые стены без окон). Размеры земельных участков для общеобразовательных школ предусматриваются 2 га, для детских садов – 35 м2 на одно место. С учетом этих требований выполняем планировку микрорайона.

Планировка микрорайона представлена на рисунке 1.

План микрорайона выполнен на отдельном листе формата А3 (лист 1).


2 РАСЧЁТ ТЕПЛОВЫХ НАГРУЗОК


Расчетный (максимальный) расход на отопление здания Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск, Вт, зависит от температуры наружного и внутреннего воздуха, объёма здания по наружному обмеру и определяется по формуле


Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск,(2.1)


где qov – удельная тепловая характеристика зданий (отопительная характеристика), Вт/(м3∙0С) – показывает тепловые потери через наружные ограждения единицы объема здания при разности внутренней и наружной температур Δt=1єС;

V – объем здания по наружному обмеру, м3, (по таблице 4);

tвp – усредненная температура внутреннего воздуха в отапливаемом помещении;

Климатические характеристики района для города Томск:

Расчетная температура наружного воздуха для проектирования систем отопления tно, 0С

tно = – 40 0С;

Расчётная температура вентиляции tнв, 0С

tнв = – 25 0C;

Средняя температура наружного воздуха наиболее холодного месяца tнхм, 0С

tнхм = –19,2 0С;

Средняя температура наружного воздуха за отопительный период tоп, 0С

tоп= -8,80С

Расчетная температура внутреннего воздуха при tно = –400 С для жилых домов tв = 200 С, для детского сада tв = 220 С, для школы tв = 180 С.

β – поправочный коэффициент на температуру наружного воздуха отличную от -30єС (поправка вводится только для жилых зданий) при tвр=180С, в остальных случаях поправка берется по таблице


Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск, (2.2)


Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск

Примем Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск для всех жилых домов и общественных зданий как постоянную величину.

При расчете тепловых нагрузок жилых домов учитываются объемы и удельные отопительные характеристики торцевых и рядовых секций здания


Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск (2.3)


где Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск- удельные отопительные характеристики соответственно торцевой и рядовой секций здания;

Vт, Vр – объёмы соответственно торцевой и рядовой секций;

Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск– количество рядовых секций;

После определения расчетной (максимальной) тепловой нагрузки составляется сводная таблица тепловых нагрузок для четырёх характерных режимов: максимально-зимнего, среднего для наиболее холодного месяца, средне-отопительного и летнего. Пересчет тепловых нагрузок на другие режимы производится по формуле


Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск (2.4)


2.1 Расчет тепловых нагрузок при максимальном зимнем режиме


2.1.1 Нагрузки отопления

Расчетный (максимальный) расход на отопление здания Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск, Вт,

Нагрузка на отопление 5-этажного пятисекционного дома Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск, Вт

Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск,(2.5)

где Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск - удельная отопительная характеристика торцевой секции здания, Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск Вт/(м3 0С);

Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск - удельная отопительная характеристика рядовой секции здания, Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск Вт/(м3 0С);

Vт – объём торцевой секции,

Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск м3

Vр – объём рядовой секции,

Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск м3

Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск Вт

Нагрузка на отопление 9-этажного шестисекционного дома Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск, Вт


Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск,(2.6)


где Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск - удельная отопительная характеристика торцевой секции здания, Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск Вт/(м3 0С);

Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск - удельная отопительная характеристика рядовой секции здания, Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города ТомскВт/(м3 0С);

Vт – объём торцевой секции,

Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск м3

Vр – объём рядовой секции,

Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск м3

Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск Вт

Нагрузка на отопление школы Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск, Вт


Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск,(2.7)


где Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск - удельная отопительная характеристика школы, Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города ТомскВт/(м3 0С);

Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск Вт

Нагрузка на отопление детского сада Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск, Вт


Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск,(2.8)


где Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск - удельная отопительная характеристика детского сада, Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города ТомскВт/(м3 0С);

Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск Вт

Суммарная отопительная нагрузка для жилых и общественных зданий Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск, кВт


Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск,(2.9)


Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск Вт =12376,835 кВт


2.1.2 Нагрузки вентиляции

Расчетный расход теплоты на вентиляцию для общественных зданий определяется по формуле Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск, Вт

Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск,(2.10)


где qв – удельный расход теплоты на вентиляцию (удельная вентиляционная характеристика зданий), Вт/(м3∙0С), то есть расход теплоты на 1 м3 вентилируемого объёма здания по наружному обмеру при разности температур воздуха внутри вентилируемого помещения и наружного воздуха в 1оС;

V – наружный объем вентилируемого здания, м3;

tвp – усредненная температура внутреннего воздуха;

tнв – расчетная температура наружного воздуха для систем вентиляции tнв = -25 єС

Определим расход теплоты на вентиляцию для школы Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск, Вт


Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск,(2.11)


где Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск – удельный расход теплоты на вентиляцию в школе (удельная вентиляционная характеристика зданий), Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск Вт/(м3∙0С)

V – наружный объем вентилируемого здания, Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск м3;

Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск Вт

Определим расход теплоты на вентиляцию для детского сада Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск, Вт


Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск,(2.12)


где Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск – удельный расход теплоты на вентиляцию в школе (удельная вентиляционная характеристика зданий), Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск Вт/(м3∙0С)

V – наружный объем вентилируемого здания, Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск м3;

Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск Вт

Суммарный расход теплоты на вентиляциюПроектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск, Вт


Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск,(2.13)


Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск кВт


2.1.3 Нагрузки горячего водоснабжения

Cредненедельный тепловой поток, Вт, на горячее водоснабжение для жилых и общественных зданий рассчитывается по формулеПроектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск, Вт


Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск, (2.14)


где с – теплоемкость воды, с = 4,187 Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск;

т – количество единиц измерения (людей);

а – норма расхода горячей воды с температурой tг=55єС, кг (л) на единицу измерения в сутки;

для жилых зданий а = 105 л/сут на человека,

для школы а = 8 л/сут на человека,

для детского комбинатаа = 30 л/сут на человека,

tx – температура холодной водопроводной воды; её принимают в отопительный период 5оС и в летний период 15 оС;

1,2 – коэффициент, учитывающий остывание горячей воды в абонентских системах.

Cредненедельный тепловой поток Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск, Вт, на горячее водоснабжение для жилых зданий определяется по формуле

Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск Вт

Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск Вт

Cредненедельный тепловой потокПроектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск, Вт, на горячее водоснабжение школы и детского сада

Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск Вт

Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск Вт

Суммарная нагрузка на горячее водоснабжение Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск, Вт


Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск,(2.15)


Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск Вт


2.2 Пересчет тепловых нагрузок на другие режимы


Пересчет тепловых нагрузок на другие режимы: средний для наиболее холодного месяца, средне-отопительный и летний, производится по формуле


Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск (2.16)


2.2.1 Нагрузки отопления

Определим, пользуясь этой зависимостью, среднюю нагрузку отопления, за холодный месяц для жилых зданий, Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск, Вт


Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск, (2.17)

где tх.м – средняя температура самого холодного месяца (Приложение 1 [2]);

Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск Вт

Определим среднюю нагрузку отопления, за холодный месяц для общественных зданий, Вт

Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск Вт

Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск Вт

Суммарная нагрузка отопления за холодный месяц для жилых и общественных зданий Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск, Вт


Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск,(2.18)


Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск Вт

Определим тепловую нагрузку за средне-отопительный период для жилых зданий Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск, Вт


Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск, (2.19)


где tо.п – средняя температура отопительного периода (Приложение 1 [2]);

Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск Вт

Определим тепловую нагрузку за средне-отопительный период для общественных зданий, Вт

Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск Вт

Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск Вт

Суммарная нагрузка отопления за средне-отопительный период для жилых и общественных зданий Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск, Вт


Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск,(2.20)


Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск Вт


2.2.2 Нагрузки вентиляции

Определим среднюю нагрузку вентиляции, за холодный месяц для общественных зданий, Вт


Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск, (2.21)


Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск Вт

Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск Вт

Суммарная средняя нагрузка вентиляции за холодный месяц для общественных зданий Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск, Вт


Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск


Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города ТомсккВт

Определим среднюю нагрузку вентиляции за средне-отопительный период для школы и детского сада, Вт

Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск, (2.22)


Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск Вт

Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск Вт

Суммарная средняя нагрузка вентиляции за средне-отопительный период для общественных зданий Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск, Вт


Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск, (2.23)


Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск Вт


2.2.3 Нагрузки горячего водоснабжения

В летний период тепловой поток, необходимый для приготовления горячей воды уменьшится и находится по формуле


Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск, (2.24)


где КS – коэффициент, учитывающий снижение летнего расхода воды по отношению к зимнему. При отсутствии данных принимается КS = 0,8;


Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск (2.25)


Определим среднюю нагрузку на ГВС, за летний период для жилых зданий, Вт

Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск Вт

Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск Вт

Определим среднюю нагрузку на ГВС, за летний период для общественных зданий, Вт

Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск Вт

Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск Вт

Определим нагрузку на ГВС за летний период Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск, кВт


Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск,


Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск Вт

Результаты расчетов занесём в таблицу 3.


Таблица 3 - Сводная таблица тепловых нагрузок

Потребитель

теплоты

Тепловая нагрузка, кВт

Максимальный зимний

Холодного

месяца

Средне-

отопительный

Летний
Отопление 12376,83 10042,23 5938,35 -
Вентиляция 158,24 137,56 100,49 -
ГВС 2887,94 2887,94 2887,94 1848
Итого 15423 13067,73 8926,78 1848

3 РАСЧЁТ ТЕПЛОВОЙ СХЕМЫ КОТЕЛЬНОЙ.ВЫБОР ОСНОВНОГО ОБОРУДОВАНИЯ КОТЕЛЬНОЙ


3.1 Расчётная тепловая схема котельной


Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск

Рисунок 1 – Принципиальная схема котельной с паровыми котлами


ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Система теплоснабжения закрытая.

Температурный график 150-70;

Расход пара Dп = 5,8 кг/с;

давление пара Р = 0,7 МПа;

Температура пара tп = 180 0С;

Доля возврата конденсата β = 0,73;

Температура возвращаемого конденсата tк =95 єС.

Нагрузка микрорайона 15423 кВт

Дросселирование пара только для собственных нужд и на сетевые подогреватели до давления 6 МПа и слабо перегретый пар 190єС.

Расход сетевой воды, Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск, кг/с


Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск, (3.1)


где i11, i12 – энтальпии воды в подающей и обратной магистрали тепловой сети;

Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск кг/с

Расход пара на подогреватели сетевой воды, Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск, кг/с


Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск , (3.2)


где iўўр – энтальпия редуцированного пара, при р = 0,6 МПа, t = 190 єC, iўўр = 2867 кДж/кг (слабо перегретый пар);

iўк – энтальпия конденсата после сетевых подогревателей, iўк = 80Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города ТомскС, iўк = 335,2 кДж/кг

Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томсккпд подогревателей (Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск)

Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск кг/с

Суммарный расход свежего пара до редуцирования на внешних потребителей, Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск , кг/с


Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск, (3.3)

Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск, (3.4)

Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск, (3.5)

где iўр – энтальпия свежего пара, при р = 0,7 МПа, tп = 180 єС iўр = 2798,83 кДж/кг;

Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск кг/с

Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск кг/с

Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск кг/с


Расход пара на собственные нуждыПроектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск, кг/с, предварительно принимается в размере 5 % от внешнего потребления пара


Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск, (3.6)


Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск кг/с

Потери внутри котельной принимаем 2-5% от общего расхода пара. Принимаем потери пара 3%.


Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск, (3.7)


Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск кг/с

Общая паропроизводительность котельной будет:


Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск (3.8)


Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск кг/с

Количество потерянного на производстве конденсата, Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск, кг/с


Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск, (3.9)

Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск кг/с

Количество возвращаемого конденсата тогда будет Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск кг/с


Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск (3.10)


Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск = 12,772-6,11-0,59-0,372-1,566 = 4,134 кг/с.

Потери конденсата с учётом 3% его потерь внутри котельной, Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск, кг/с


Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск, (3.11)


Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск кг/с

Расход химически очищенной воды при величине потерь в тепловой сети 2% от общего расхода сетевой воды, Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск, кг/с


Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск, (3.12)


Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск кг/с

Расход на собственные нужды ВПУ принимаем равным 25% от расхода химически очищенной воды, получим расход сырой воды, Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск, кг/с


Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск, (3.13)


Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск кг/с

Расход пара на пароводяной подогреватель сырой воды, Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск, кг/с

Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск, (3.14)


Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск кг/с

Количество воды поступающей от непрерывной продувки,Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск, кг/с

Продувка может составлять 2-10% номинальной производительности котла. Если Gпр > 0,28 кг/с необходимо устанавливать расширитель продувки. Примем размер продувки 5%.


Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск; (3.15)


Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томсккг/с

Расширитель продувки необходим.


3.2 Расчёт расширителя продувки


Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск

Рисунок 2 - Схема потоков расширителя продувки


Количество пара, полученного в расширителе продувки, Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск, кг/с

Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск, (3.16)


где iўпр – энтальпия воды при давлении в котле 0,7 МПа;

iўўпр – энтальпия воды при давлении в расширителе продувки 0,12 МПа;

iўп – энтальпия пара при давлении в расширителе продувки;

х – степень сухости пара, выходящего из расширителя;

iўпр = 4,19Ч195 = 817,1 кДж/кг;

iўўпр = 4,19Ч104 = 435,8 кДж/кг;

iўп = 2684,5 кДж/кг;

x = 0,98 кг/кг;

Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томсккг/с


3.3 Расчёт подогревателя химически очищенной воды


Подогрев химически очищенной воды после ВПУ производится в водоводяном теплообменнике за счет охлаждения подпиточной воды для тепловой сети после деаэратора со 104 до 70оС.


Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск

Рисунок 3 - Схема работы теплообменника для подогрева ХОВ


Температура химически очищенной воды, поступающей в деаэратор, определяется из уравнения теплового баланса Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск, оС


Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск, (3.17)


Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск єС

Энтальпия ХОВ, поступающей в деаэратор:

Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск кДж/кг


3.4 Расчёт деаэратора


Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск

Рисунок 4 – Схема потоков, поступающих в деаэратор


Параметры потоков:

конденсат с производства – Gк = 4,134 кг/с; tкп = 95 0С; iкп = 398 кДж/кг;

конденсат из подогревателей сырой воды – Dсв = 0,174 кг/с; iк// = 670,5 кДж/кг

пар из расширителя продувки – Dпр = 0,11 кг/с; i/п = 2683 кДж/кг;

конденсат сетевых подогревателей – Dпсв = 6,21 кг/с; iк/ = 335,2 кДж/кг; tк/ = 80 0C;

ХОВ – Gхов = 2,858 кг/с; t//хов = 40,9 0C; i/хов = 171,37 кДж/кг;

греющий пар – iр// = 2867 кДж/кг.

Суммарное количество воды и пара, поступающего в деаэратор без учета расхода греющего пара, Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск, кг/с

Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск, (3.18)


Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск кг/с

Средняя энтальпия смеси в деаэраторе, Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск, кДж/кг

Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск кДж/кг

Температура смеси Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск, оС


Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск,


Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города ТомскоС

Расход пара на деаэратор, Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск, кДж/кг


Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск, (3.19)


где iпв – энтальпия питательной воды, кДж/кг;

Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск кг/с

Суммарный расход редуцированного пара для собственных нужд внутри котельной, Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск, кг/с


Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск, (3.20)


Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск кг/с

Расход свежего пара на собственные нужды, Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск, кг/с

Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск, (3.21)


Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск кг/с

Паропроизводительность котельнойПроектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск, т/ч, с учетом внутренних потерь 3 %


Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск, (3.22)


Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск кг/с = 46 т/ч

Расхождение:

Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск% < 3 %


3.5 Выбор основного оборудования


Принимаем для установки газомазутные котлы марки ДЕ–6,5–14ГМ производительностью 6,73 т/ч каждый. Принимаем к установке 8 котлов, общая паропроизводительность:

Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск т/ч, запас 14,56%.

Проверим соответствие условию надёжности: в случае выхода из строя одного большого котла, оставшиеся должны покрывать нагрузку холодного месяца, т.е. паропроизводительность котельной должна быть не меньше 44,1 т/ч:


Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск, (3.23)

Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск кг/с


Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск, (3.24)


Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск кг/с


Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск, (3.25)


Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск кг/с


Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск, (3.26)


Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск5,7 = 10,87 кг/с


Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск; (3.27)


Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томсккг/с = 42,53 т/ч;

В случае выхода из строя одного из котлов общая паропроизводительность будет:

Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города ТомскПроектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск

Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томскт/ч > 42,53 т/ч – условие выполняется.

Принципиальная схема котельной с паровыми котлами представлена на формате А3 (Лист 2).

4 ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ


Задачей гидравлического расчета является определение диаметров участков теплосети и падение давления в них. Поскольку в начале расчета неизвестен ряд требуемых величин, то задачу решают методом последовательных приближений.

Расчет начинают с магистральных участков и ведут от самого дальнего участка в направлении источника.

Задают удельное линейное падение давления. Для магистральных участков трубопроводов принимается Rл = 80 Па/м, в ответвлениях по расчету, но должно выполняться условие Rл ≤ 300 Па/м.

Расход сетевой воды в трубопроводах G, кг/с, определяется по формуле


Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск, (4.1)


где Q – тепловая нагрузка расчетного участка, кВт;

с – теплоемкость воды, с = 4,187 кДж/(кгЧград);

t 1, t2 – температуры сетевой воды в подающей и обратной линиях.

Рассчитывают необходимый диаметр трубопровода d, м, по формуле


d = АПроектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск G0.38 / RПроектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск, (4.2)


где АПроектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск= 117 ∙ 10-3 м0,62 / кг0,19 при kэ = 0,0005 м.

Затем округляют его до стандартного и уточняют значение Rл по формуле:


Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск = АПроектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск G2 / d5.25 , (4.3)

где АПроектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск = 13,62 ∙ 10-6 м3,25 кг, если kэ = 0,0005 м.

Полное падение давления на участке Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск, Па


Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томскℓ(1+α), (4.4)


где α – коэффициент местных потерь давления;


α =Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск, (4.5)


где Z – опытный коэффициент, принимаем Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск.

Потери напора на участке Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск, м


Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск, (4.6)


где ρ – плотность воды при средней температуре теплоносителя, кг/м3.


Произведём расчёт второго участка.

Участок 1.


Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск,


Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск кг/с

Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск м, стандартный принимаем d1 = 0,082 м

Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск Па/м

Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск

Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск Па

Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск м.

Аналогичным образом рассчитываются остальные участки магистралей. Затем переходят к ответвлениям. Ответвления рассчитывается как транзитный участок с заданным падением давления. Падение давления в ответвлении равно сумме падений давления на участках, расположенных от места ответвления к абоненту до конца главной магистрали, Па:


Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск (4.7)


Определяется предварительное удельное линейное падение давления в ответвлении:


Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск (4.8)


По этому значению рассчитывается предварительный диаметр, далее он округляется до стандартного, затем уточняется значение удельного линейного падения давления, определяются потери давления и напора аналогично расчету главной магистрали.

Произведём расчёт тринадцатого участка.

Участок 13:


Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск Па;


Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск кг/с;

Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск

Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск Па/м

Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск м, стандартный принимаем d14 = 0,07 м;

Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск Па/м

Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск Па

Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск м.

Аналогичным образом рассчитываются все остальные ответвления. Затем определяются суммарные потери напора от котельной до рассматриваемого абонента SDН. Полученные результаты занесены в таблицу 6.

Необходимо, чтобы суммарные потери давления по магистральным линиям расходились не более чем на 15 %.


Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск% < 15 %.


Таблица 6 – Гидравлический расчет трубопроводов

№ участка Q, кBт G, кг/с l, м предварительный расчёт окончательный расчёт




P, Па Rл, Па/м d, мм d, мм Rл, Па/м P, Па H, м H, м
1 388,7 1,547 42 - 80 60 51 199,9 0,049 8807 0,936

8,625

2 777,4 3,094 164 - 80 78 82 65,75 0,07 11537 1,22 7,329
3 2212,6 8,807 222 - 80 116 125 58,22 0,118 14449 1,536 6,109
4 4341,8 17,282 190 - 80 150 150 86,07 0,166 19067 2,027 4,573
5 6471 25,758 186 - 80 174 184 65,42 0,203 14638 1,557 2,546
6 8600,2 34,233 100 - 80 194 207 62,26 0,234 7682 0,817 0,989
8 233,9 0,931 152 - 80 49 51 72,42 0,038 11426 1,21

8,485

9 1011,3 4,025 352 - 80 86 82 111,2 0,08 42273 4,49 7,275
10 1643,8 6,543 126 - 80 103 100 103,69 0,102 14397 1,531 2,785
11 3097,1 12,328 62 - 80 132 150 43,8 0,140 3095 0,329 1,254
12 4550,4 18,113 64 - 80 153 150 94,55 0,170 7079,9 0,753 0,925
13 13152 52,35 28 8807

80

139,9

229 259 44,89 0,289 1620 0,172 0,172
14 388,7 1,547 60

54 70 37,72 0,049 2374 0,252 7,581
15 1064,6 4,237 38 20344 300 68 70 282,9 0,082 11634,9 1,237 7,346
16 370,6 1,475 190 20344 102,1 56 70 34,29 0,048 6831 0,726 6,835
17 1064,6 4,237 36 34793

300

300

68 70 282,9 0,082 11022 1,172 5,745
18 1064,6 4,237 50

68 70 282,9 0,082 15309 1,628 6,201
19 1064,6 4,237 42 53860 300 68 70 282,9 0,082 12859 1,367 3,913
20 1064,6 4,237 52

53860


68498

300


300

68 70 282,9 0,082 15921 1,693 4,239
21 1064,6 4,237 42

68 70 282,9 0,082 12859 1,367 2,356
22 1064,6 4,237 52 68498 300 68 70 282,9 0,082 15921 1,693 2,682
23 388,7 1,547 60 11426 181,5 51 70 37,7 0,049 2372 1,338 8,613
24 388,7 1,547 44

11426


53698

247,5


300

48 51 199,9 0,049 9226 0,981 8,256
25 388,7 1,547 44

46 51 199,9 0,049 9226 0,981 3,776
№ участка Q, Bт G, кг/с l, м предварительный расчёт окончательный расчёт




P, Па Rл, Па/м d, мм d, мм Rл, Па/м P, Па H, м H, м
26 243,8 0,970 168 53698 300 39 40 284,7 0,039 49694 5,285 8,07
27 1064,6 4,237 96

68095


68095

300


300

68 70 282,9 0,082 29393 3,126 4,38
28 388,7 1,547 76

46 51 199,9 0,049 15936 1,695 2,949
29 1064,6 4,237 96 71190 300 68 70 282,9 0,082 29393 3,126 4,051
30 388,7 1,547 44 71190 300 46 51 199,9 0,049 9226 0,981 1,906

5 ПЬЕЗОМЕТРИЧЕСКИЙ ГРАФИК


Пьезометрический график позволяет установить взаимное влияние профиля местности, высоты абонентских систем и падения давления в сети. По графику можно определить напор в подающей и обратной линии и располагаемый напор в любой точке сети и в абонентских системах, напоры сетевого и подпиточного насосов, а также выбрать схемы присоединения систем абонентов.

Пьезометрический график строится для главной магистрали и всех ответвлений от неё. Перед построением на планировку микрорайона наносится заданный рельеф местности. Изолинии рельефа проводим параллельно заданным сторонам прямоугольного микрорайона. Понижение местности в соответствии с заданием равномерными изолиниями наносятся в пределах границ района.

На графике в масштабе наносятся пьезометрические высоты положения участков магистрального трубопровода по всей его длине. Строятся ответвления от магистрали ко всем домам. Наносятся высоты зданий в соответствии с их местоположением.

Давление в обратном коллекторе тепловой сети в источнике (положение точки О1) выбирается так, чтобы предотвратить явления кавитации в сетевом насосе (больше 10 – 15 м) и обеспечить залив систем отопления близко расположенных к источнику зданий, обычно 25 – 35 м. Далее от этой точки откладываются потери напора по участкам в соответствии с гидравлическим расчетом в направлении от источника к дальнему потребителю. Располагаемый напор у последнего потребителя принимается в зависимости от типа теплового пункта. Необходимо обеспечить располагаемый перепад давлений в ИТП не менее требуемого для работы элеваторного узла (8 – 15 м), при этом расчетная потеря давления в отопительной системе не должна превышать 15 кПа (1,5 м вод. ст.). При безэлеваторном подключении систем отопления располагаемый напор на вводе должен быть не менее удвоенных расчетных потерь напора в местной системе, но не менее 10 м вод. ст. Для ЦТП принимается располагаемый напор 25 м, при непосредственном присоединении систем отопления ≥ 5 м. Строится линия потерь давления в подающей магистрали. В закрытых системах теплоснабжения она является зеркальным отображением пьезометрической линии обратной магистрали. В открытых системах потери давления в подающей линии больше потерь давления в обратной линии из-за наличия горячего водоразбора у абонентов.

Потери давления в источнике для котельных с узлом сетевых подогревателей принимаются 10 – 15 м. Далее строятся линии потерь давления на ответвлениях к потребителям и определяются раполагаемые напоры у каждого абонента.

При остановке сетевого насоса в тепловой сети устанавливается статическое давление, развиваемое подпиточным насосом. При выборе значения необходимо учесть требования к линии статического давления, указанные в курсе лекций.

Пьезометрический график представлен на отдельном листе формата А3 (Лист 3) и на рисунке 6.

График приведен для наиболее протяженной и нагруженной магистрали 11-10-9-8-7-6 и ее ответвлений (рисунок 1).Потери давления в ответвлениях строим на основании данных гидравлического расчета для H (от соответствующих ответвлению точек на графике подающей и обратной магистрали откладываем по вертикали потери давления на участке). Из графика видно что располагаемый напор любого абонента на ответвлении не меньше располагаемого напора у последнего абонента(6).Давление в обратной магистрали перекрывает верхние точки отопительных систем не менее чем на 5 метров.

6 ВЫБОР СХЕМЫ ПРИСОЕДИНЕНИЯ ТЕПЛОВЫХ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ


Все абоненты могут быть присоединены по типовой схеме зависимого подключения с элеватором, т.к. удовлетворяются все требования, предъявляемые к зависимым схемам с элеватором:

напор в обратной магистрали должен быть достаточен для залива местных систем отопления, т.е. на 5 м выше здания, но давление в этой линии должно быть меньше допустимого для нагревательных приборов (<60 м);

располагаемый напор в тепловом пункте должен быть достаточен для преодоления гидравлического сопротивления разводящих сетей и местных систем отопления (10Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томскм);

напор в тепловой сети при статическом режиме обеспечивает залив местных систем отопления, но меньше допустимого для нагревательных приборов.

Схема применяется, когда требуется снизить температуру теплоносителя для систем отопления по санитарно-гигиеническим показателям (например, со 150єС до 95єС). Для этого применяют водоструйные насосы (элеваторы). Кроме того, элеватор является побудителем циркуляции. Преимуществом этой схемы является ее низкая стоимость и, что особенно важно, высокая степень надежности элеватора.

Так же одновременно присоединяем систему горячего водоснабжения. Выбираем двухступенчатую последовательную схему исходя из повышенного температурного графика 150 – 70 и соотношения:

Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск< 0,6

Преимущество схемы заключается в выравнивании суточного графика тепловой нагрузки, лучшем использовании теплоносителя, что приводит к уменьшению расхода воды в сети. Возврат сетевой воды с низкой температурой улучшает эффект теплофикации, т.к. для подогрева воды можно использовать отборы пара пониженного давления.

Схема подсоединения тепловых потребителей представлена на рисунке 7 и на листе формата А4 (Лист 4).


Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск

Рисунок 5 – Схема подсоединения тепловых потребителей


7 ТЕМПЕРАТУРНЫЙ ГРАФИК


При автоматизации абонентских вводов основное применение в городах имеет в настоящее время центральное качественное регулирование, дополняемое на тепловых пунктах количественным регулированием. Центральное качественное регулирование производится путем изменения температуры теплоносителя, отпускаемого с источника, в зависимости от температуры наружного воздуха при сохранении постоянным расхода теплоносителя. Расход воды остается постоянным в течение всего отопительного сезона. Основным достоинством центрального качественного регулирования является стабильность гидравлического режима тепловой сети, что облегчает эксплуатацию и наладку сети. Однако расходы на перекачку теплоносителя больше, чем при количественном регулировании.

Центральное регулирование выполняется обычно по преобладающей тепловой нагрузке, характерной для большинства абонентов тепловой сети. В большинстве районов такой преобладающей нагрузкой является отопление.

Если средненедельная нагрузка ГВС не превышает 15% расчетного расхода теплоты на отопление, то центральное регулирование производится по отопительной нагрузке (отопительный температурный график). При этом температура сетевой воды в подающем трубопроводе закрытых систем не должна быть ниже 70оС, так как при более низких температурах нагрев водопроводной воды в теплообменнике до 60оС будет невозможен. Требуемый расход сетевой воды на горячее водоснабжение и вентиляцию устанавливается соответствующими местными регуляторами. В этих условиях присоединение подогревателей горячего водоснабжения выполняется по параллельной или двухступенчатой смешанной схеме.

Наличие нагрузки горячего водоснабжения увеличивает расход сетевой воды, что приводит к увеличению диаметров труб, а следовательно, и стоимости тепловой сети. Значительное сокращение расчетных расходов сетевой воды на абонентский ввод достигается при регулировании по совместной нагрузке отопления и горячего водоснабжения. При этом используется повышенный температурный график для закрытых тепловых сетей или скорректированный график для открытых тепловых сетей. Условия применения повышенного температурного графика в закрытых тепловых сетях: 1) если средненедельная нагрузка ГВС составляет более 15% расчетного расхода теплоты на отопление; 2) присоединение подогревателей горячего водоснабжения должно быть выполнено по двухступенчатой последовательной схеме не менее чем у 75% абонентов. В этом случае на абонентских вводах реализуются схемы связанного регулирования, которые позволяют обеспечивать нагрузку горячего водоснабжения почти без увеличения расчетного расхода сетевой воды по сравнению с расходом на отопление. Неравномерности суточного графика суммарной нагрузки отопления и ГВС выравниваются за счет теплоаккумулирующей способности зданий.

Вид температурного графика выбирают ориентируясь на преобладающую нагрузку района и наиболее распространенную схему присоединения абонентских установок. Для отопительной нагрузки температуры сетевой воды определяются по зависимостям, которые выводятся из уравнения тепловых балансов отопительной установки при расчетном и текущем режимах.

По таблицам 4.5 [3] и 4.3 [3] выберем температуры сетевой воды в обратном трубопроводе и воды, подаваемой в отопительную систему по температурному графику 150 – 70 єС соответственно при tно = -40 єС, и занесём их в таблицу 5.

Так как температурный график 150-70 єС, иПроектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск >75% потребителей подключены по двухступенчатой последовательной схеме, то применяем повышенный температурный график.

Определим относительную балансовую нагрузку ГВС:

Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск


Рассчитаем снижение температуры сетевой воды в двух ступенях подогревателей ГВС:


Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск.


Таблица 7 – Значения температур воды в подающей и обратной линиях

Температура сетевой воды,при расчётной температуре -40оС
tнар,оС 5 0 -5 -10 -15 -20 -25 -30 -35 -40
t10 57,5 68,5 79,1 89,6 100 110,2 120,3 130,3 140,2 150
dt 7 5,9 5 4 3,1 2,1 1,2 0
t1п 86,1 95,5 105 114,2 123,4 132,4 141,4 150
t20 37,5 41,8 45,8 49,6 53,3 56,9 60,3 63,6 66,8 70,0

По рисунку 4.14 (а, б) [3] находим температуру наружного воздуха τпи в точке излома графика.

τпи = 77,90С

Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск

По рисунку 4.14 (в) [3] находим надбавки к температуре воды δt1 в подающем трубопроводе по отопительному графику при повышенном графике. Значения заносим в таблицу 5.

По рисунку 4.15 (б) [3] находим значения температур обратной воды, поступающей из теплового пункта при последовательной схеме включения подогревателей, при среднечасовой нагрузке горячего водоснабжения и повышенном графике.

t2П = 310С при Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск0С ;

t2П = 380С при t1 = 1100С;

t2П = 46,50С при tно = -400С.

Температурный график представлен на отдельном листе формата А4 (Лист 5)

8. МЕХАНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ТРУБОПРОВОДОВ


Определим размеры П-образных компенсаторов.

Произведём расчёт на участке 2.

Участок 2.

Ду = 80 мм;

lн = 97,75 м;

t1 = 150 єС;

tно = -40 єС.

Определим тепловое удлинение, Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск, мм


Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск, (8.1)


где a - коэффициент линейного расширения стали, мм/мєС;

Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск мм.

Расчетное тепловое удлинение с учетом предварительной растяжки в размере 50% составит

Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск мм

По рисунку 2 (а) лист VI.13 [4] определим следующие величины:

Н = 2,65 м,

Рк = 1,1 кН;

В = 0,5Н, (8.2)

В = 0,5Ч 2,65 = 1,33 м.

Аналогично выполняем оставшиеся участки.

Результаты занесём в таблицу 8.


Таблица 8 – Размеры П-образных компенсаторов

№ уч Dу, мм l, м Δl, мм Δlрасч, мм Н, м В,м

Рк, Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск

12 250 50 118,8 59,38 3,6 1,8 0,9
11 250 113 267,2 133,6 4,3 2,15 0,8
10 200 66,2 157,2 78,61 3,1 1,55 0,68
9 175 73,6 174,8 87,4 3,1 1,55 0,43
8 175 66,2 157,2 78,61 2,9 1,45 0,45
7 125 114 270,8 135,4 3,9 1,95 0,14
5.1 125 78,5 186,4 93,22 2,8 1,4 0,19
5.2 125 78,5 186,4 93,22 2,8 1,4 0,19
4 100 51,3 121,8 60,92 2,1 1,05 0,22
3 100 55 130,6 65,31 2,3 1,15 0,2
2.1 80 97,8 232,2 116,1 2,65 1,33 0,11
2.2 80 97,8 232,2 116,1 2,65 1,33 0,11

Проверим возможность использования для самокомпенсации Г-образного участка трубопровода.

Проводим расчёт самокомпенсации для двух участков:11-го и 5.2(рисунок 1).

Участок 11.

Дн = 27,3 см;

S = 7 мм;

угол поворота j = 90є;

длина большего плеча lб = 90 м, меньшего – lм = 22,5 м;

t1 = 150 єС;

tно = -40 єС.

Определим соотношение плеч Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск


Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск; (8.3)


Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск.

Найдём расчётную разность температур, Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск , єС

Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск; (8.4)

Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск єС.

По номограмме (лист VI.23 [4]) определим вспомогательные коэффициенты:

A = 20;

B = 2;

C = 7.

Определим продольное изгибающее компенсационное напряжение в заделке меньшего плеча, Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск, кгс/мм2


Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск, (8.5)


где Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск - определяется по таблице лист VI.28 [4], Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск = 0,29 кгс м/мм2 оС.

Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск кгс/мм2 =1714 кгс/см2 =171,4МПа,

что больше 80 МПа. Размеры плеч не дают возможность использования для самокомпенсации теплового расширения Г-образного участка трубопровода. На данном участке необходимо ставить П-образный компенсатор(рассчитан выше).

Участок 5.2.

Дн = 13,3 см;

S = 4 мм;

угол поворота j = 90є;

длина большего плеча lб = 67,2 м, меньшего – lм = 22,6 м;

t1 = 150 єС;

tно = -40 єС.

Определим соотношение плеч Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск

Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск,

Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск.

Найдём расчётную разность температур, Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск, єС:

Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск,

Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск єС.

По номограмме (лист VI.23 [4]) определим вспомогательные коэффициенты:

A = 17;

B = 2,2;

C = 5,6.

Определим продольное изгибающее компенсационное напряжение, Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск, кгс/мм2


Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск,


где Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск - определяется по таблице лист VI.28 [4], Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск = 0,08 кгс м/мм2 оС.

Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск кгс/мм2 = 376 кгс/см2 =37,6 МПа,

что меньше 80 МПа, и это дает возможность использовать для самокомпенсации теплового расширения Г-образный участка трубопровода.


СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Системы теплоснабжения жилых микрорайонов и промышленных предприятий: методические указания к курсовой работе по курсу «Источники и системы теплоснабжения предприятий» /сост. З.Г. Марьина. – Архангельск: Издательство АГТУ, 2006. – 22 с.

Соколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети. – М.: Энергоиздат, 1988. – 376 с.

Наладка и эксплуатация водяных тепловых сетей: Справочник / В.М. Манюк, Я.И. Каплинский и др. М.: Стройиздат, 1988. – 432 с.

Справочник по теплоснабжению и вентиляции, книга 1./Р.В. Щекин С.М. Кореневский и др. – Киев: Будивельник, 1976. – 416 с.

Похожие работы:

  1. • Методика расчета теплоснабжения промышленного жилого ...
  2. • Планирование развития систем теплоснабжения
  3. • Система централизованного теплоснабжения жилых ...
  4. • Надёжность систем теплоснабжения
  5. • Теплоснабжение жилого района г. Чокурдах
  6. • География тепловой электроэнергетики России.
  7. • Теплоснабжение районов г. Казани
  8. • Вычислитель универсальный (руководство)
  9. • Газоснабжение микрорайона города Новороссийска
  10. • Разработка системы теплоснабжения
  11. • Теплоснабжение пяти кварталов района города
  12. • Улучшение теплового и гидравлического режима системы ...
  13. • Анализ энергоэффективности системы теплоснабжения ...
  14. • Вычислитель универсальный
  15. • Системы теплоснабжения молочного предприятия в городе Курске
  16. • Системы теплоснабжения станкостроительного завода ...
  17. • Реконструкция теплоснабжения ОАО "САРЭКС" с ...
  18. • Автоматизация теплового пункта гражданского здания
  19. • Городские инженерные сети
Смотреть все похожие работы
Рефетека ру refoteka@gmail.com