Энергоснабжение жилого массива и промышленного предприятия

9_Тепловые потери в тепловых сетях_2 стр.doc

9 ТЕПЛОВЫЕ ПОТЕРИ В ТЕПЛОВЫХ СЕТЯХ
При транспорте тепла по трубам возникают линейные и местные тепловые потери.
Линейные потери тепла по длине прямых или криволинейных (повороты отводы колена П-образных компенсаторов) участков труб определяется по формуле
где – удельные тепловые потери которые принимаются согласно [4] ;
– длина трубопровода .
Местные тепловые потери возникают в результате стока тепла через опорные конструкции фланцевые соединения запорно-регулирующую арматуру сальниковые компенсаторы и прочие фасонные изделия. Эти потери определяются приближенно и различными способами.
Тепловые потери в тепловых сетях рассчитываются по следующей формуле [7]
где – поправочный коэффициент к линейной длине надземных трубопроводов [4].
Результаты расчета сведены в таблицу 6.
Транспортные потери тепла вызывают падение температуры теплоносителя вследствие этого удельные теплопотери по длине трубопровода изменяются. Из уравнения теплового баланса выражающее равенство потерь тепла и уменьшение теплосодержания теплоносителя определим температуру теплоносителя в конце расчетного участка
где – расход теплоносителя ;
– теплоемкость теплоносителя.
Таблица 6 – Определение тепловых потерь в тепловой сети и перепада температур теплоносителя
Суммарные тепловые потери в тепловых сетях составили .
Падение температур в тепловой сети составили для магистрали 1-2-3 а для 4-5 – .

Реферат.doc

Курсовая работа 57 с. 7 рис. 14 источников 1 прил. 3 л. графич. материала.
СИСТЕМА ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ И ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ВОДЯНОЙ И ПАРОВОЙ СИСТЕМЫ. ОСНОВНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ СХЕМА ОТПУСКА ТЕПЛА ПОКАЗАТЕЛИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ.
Объектом проектирования является промышленный район и жилые массивы.
Цель работы – проектирование системы энергоснабжения промышленного района и жилого массива.
В ходе проекта была составлена и рассчитана схема теплоснабжения и электроснабжения промпредприятия и жилых массивов.
В результате расчета были выбраны системы теплоснабжения и электроснабжения а также основное оборудование ТЭЦ сетевых подогревателей и сетевых насосов.
В ходе проектирования не были рассмотрены технико-экономические показатели и следовательно нельзя было определить эффективность использования системы теплоснабжения и электроснабжения.
Курсовой проект выполнен в текстовом редакторе Microsoft Word2003.

11_Электрические сети_7 стр.doc

11 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СЕТИ
Электрической сетью называют совокупность линий электропередачи и подстанций работающих на определенной территории.
Сети электроэнергетических систем делятся на системообразующие и распределительные. Системообразующие сети осуществляют функции формирования энергосистемы объединяя электростанции и обеспечивая их функционирование как единого объекта управления и одновременно осуществляют передачу электроэнергии от электростанций к крупным распределительным узлам. Назначением распределительных сетей является дальнейшее распределение электроэнергии от подстанций системообразующей сети (частично также от шин распределительного напряжения электростанций) до центров питания промышленных городских и сельских электросетей.
На нынешнем этапе развития энергосистем роль системообразующих сетей выполняют сети 330 500 и 750 ; первой ступенью распределительных сетей общего пользования являются сети 220 330 500 второй ступенью – 110 и 220 .
Выбор схемы электрической сети
Выбор схемы электрических сети производится одновременно с выбором напряжения и заключается в определении размещения подстанций связей между ними предварительной разработке принципиальных схем подстанций определении числа и мощности трансформаторов на подстанциях и сечений проводов линий электропередачи. Выбор схемы производится на перспективу 5–10 лет при этом следует исходить из общих принципов ее построения на более далекую перспективу.
Топология электрических сетей развивается в соответствии с географическими условиями распределением нагрузок и размещением энергоисточников. Многообразие и несхожесть этих условий приводят к большому количеству конфигураций и схем электрической сети обладающих разными свойствами и технико-экономическими показателями. Оптимальное решение может быть найдено путем технико-экономического сравнения вариантов.
Составление наиболее целесообразных вариантов схем является практически достаточно сложной задачей так как при большом количестве пунктов питания и узлов нагрузок количество возможных вариантов развития электрических сетей и последнее время все большее применение находят математические модели и ЭВМ.
Основные требования к схеме сети
Схема должна обеспечивать необходимую надежность под которой понимается способность выполнять заданные функции сохраняя эксплуатационные показатели в условиях оговоренных в нормативных документах. Согласно “Правилам устройства электроустановок” (ПЭУ) все электроприемники по требуемой степени надежности разделены на три категории:
Первая категория – электроприемники нарушение электроснабжения которых может повлечь за собой опасность для жизни людей значительный ущерб народному хозяйству нарушение функционирования особо важных элементов городского хозяйства и другое. Эти электроприемники должны обеспечивать электроэнергией от двух независимых источников питания и перерыв в их электроснабжении может быть допущен только на время автоматического ввода резервного питания;
Вторая категория – электроприемники перерыв электроснабжения которых связан с массовым недоотпуском продукции простоем рабочих механизмов и тому подобное. Эти электроприемники рекомендуется обеспечивать электроэнергией от двух независимых источников питания при этом допустим перерыв электроснабжения на время необходимое для включения резервного питания дежурным персоналом или выездной бригадой. Допускается питание электроприемников второй категории по одной воздушной линии или от одного трансформатора если обеспечена возможность проведения ремонта линии или замены поврежденного трансформатора в течение суток;
Третья категория – все остальные электроприемники. Электроснабжение этих электроприемников может выполняться от одного источника питания при условии что перерывы электроснабжения необходимое для ремонта или замены поврежденного элемента сети не превышают 1 суток.
Схема сети должна быть достаточно гибкой приспособленной к разным режимам распределения мощности возникающим в результате небольших изменений нагрузок потребителей или отклонений балансов мощности энергоузлов от планируемых а также при плановых или аварийных отключениях отдельных элементов сети; конфигурация и параметры сети должны обеспечивать возможность ее последующего развития без коренных изменений с учетом рационального сочетания с будущими сетями более высокой ступени напряжения а также передачу и распределение мощности в течение длительного времени.
Схема сети должна строиться с максимальным охватом территории для комплексного электроснабжения всех расположенных здесь потребителей независимо от их ведомственной принадлежности. При этом следует избегать сооружения протяженных незагруженных участков сети используемых только в послеаварийных режимах.
Построение электрической сети должно соответствовать условиям охраны окружающей среды что при выборе схемы выражается в уменьшении площади отчуждаемой для электросетевого строительства земли путем повышения пропускной способности действующих ВЛ применения двухцепных и многоцепных ВЛ использование трасс амортизированных линий для сооружения ВЛ следующего класса напряжения применения простых схем подстанций и тому подобное.
Одним из важнейших требований к конфигурации и схеме сети является возможность ее построения из унифицированных элементов – линий и подстанций. Применение экономически обоснованного минимума таких элементов позволяет существенно снизить затраты общественного труда на реализацию запроектированной схемы.
Типы конфигураций электрических сетей и их применение
Общепринятая классификация электрических сетей по их конфигурации отсутствует. Однако несмотря на многообразие применяемых конфигураций и схем любую сеть можно расчленить на отдельные участки опирающиеся на центры питания (ЦП) и отнести к одному из рассмотренных ниже типов:
Одинарная радиальная сеть – является наиболее дешевой однако обеспечивает наименьшую надежность; получила широкое распространение как первый этап развития сети – при небольших нагрузках присоединенных подстанций;
Двойная радиальная сеть – за счет дублирования линии (на одних или разных опорах) обеспечивает резервирование питания потребителей. Эта схема характеризуется равномерной загрузкой обеих ВЛ что соответствует минимуму потерь не вызывает увеличение токов КЗ в смежных участках сети обеспечивает возможность присоединения подстанций по простейшим схемам;
При электроснабжении района от одного ЦП находят также применение замкнутые сети кольцевой конфигурации одинарные и двойные. Достоинством этих схем как и радиальной являются независимость потокораспределения от потоков в сети ВН отсутствие влияния на уровень токов КЗ а прилегающих сетях возможность применения простых схем присоединения подстанций;
Широкое применение находит замкнутая одинарная сеть опирающаяся на два ЦП с различными ее модификациями но к нашим условиям она не подходит;
Основой рационального построения сети является применение простых типов конфигураций и использование в качестве коммутационных пунктов главным образом подстанций следующей ступени напряжения являющихся центрами питания для проектируемой сети.
Для распределительной сети такими конфигурациями являются в первую очередь двойная радиальная сеть и одинарная замкнутая опирающаяся на два ЦП. Технико-экономическое исследования и анализ области применения этих конфигураций типа Р2 (как правило на двухцепных опорах) эффективнее при небольших расстояниях от потребителей до ЦП и при высоких уровнях нагрузок. Соответственно этот тип сети находит применение для электроснабжения промпредприятий и отдельных районов городов на напряжение 110 .
Схема электроснабжения промышленных предприятий
Выбор схемы и напряжения внешней сети производится на основе технико-экономического сравнения возможных вариантов с учетом перспективы развития предприятия на 10 лет таким образом чтобы осуществление первой очереди не приводило к большим затратам связанным с последующим развитием.
При проектировании схемы электроснабжения промышленного предприятия следует учитывать потребность в электроэнергии всех потребителей района. Схема должна оптимизироваться с учетом интересов всех рассматриваемых потребителей.
Применяемые для внешнего электроснабжения промпредприятий напряжения зависят от напряжения электрических сетей энергосистемы в районе размещения предприятия и от его нагрузки. В зависимости от нагрузки в соответствии с СН-174-75 предприятия условно делятся на мелкие (установленная мощность приемников электроэнергии до ) средние (от 5 до 75 МВт) и большие ( и более).
Для электроснабжения средних и крупных предприятий как правило применяются сети 110 кВ а в отдельных случаях – .
Используются следующие основные схемы распределения электроэнергии:
Главная понижающая подстанция (ГПП) предприятия для распределения электроэнергии между подстанциями 11010(6) кВ глубоких вводов; ГПП как правило целесообразно совмещать с подстанциями энергосистемы предназначенной для электроснабжения района;
Ряд подстанций 11010(6) кВ присоединяемых к сети 110 кВ системы;
Подстанции глубокого ввода 22010(6) кВ – для крупных предприятий с сосредоточенной нагрузкой.
Схемы присоединения к сети понижающих подстанций
Понижающие подстанции предназначены для распределения энергии по сети НН и создания пунктов соединения ВН (коммутационных пунктов). Определяющей для выбора места размещения подстанции является схема сети НН для питания которой предназначена рассматриваемая подстанция. Оптимальная мощность и радиус действия подстанций определяются плотностью нагрузок в районе ее размещения и схемой сети НН.
Классификация подстанций по их месту и способу присоединения к сети нормативными документами не установлена. Исходя из применяющихся типов конфигураций сети и возможных схем присоединения подстанций их можно подразделить на следующие:
Тупиковые – питаемые по одной или двумя радиальным линиям;
Ответвительные – присоединяемые к одной или двум проходящим ВЛ на ответвлениях;
Другие варианты которые существуют в нашем случае не подходят.
Схема выдача электрической мощности и присоединения к сети ТЭЦ
Стремление упростить выдачу мощности ТЭЦ привело к появлению схем при которых распределительные устройства на ТЭЦ не сооружаются а повышающие трансформаторы блоков присоединяются отдельными линиями к сети 110 кВ (рисунок 5)
Рисунок 5 – Схема выдачи мощности ТЭЦ
В таблице 7 приведены типы и характеристики турбогенераторов для соответствующих типов турбин.
Таблица 7 – Турбогенераторы
В таблице 8 приведены характеристики повышающих трансформаторов на ТЭЦ
Таблица 8 – Типы повышающих трансформаторов
Из выше написанного принимаем:
Распределительные электрические сети;
Жилые массивы принимаем 3 категории надежности а промышленное предприятие 2 категории;
Двойная радиальная сеть с одним центром питания (ТЭЦ) для жилых массивов и промпредприятия;
Электроснабжение жилых массивов (понижающих подстанций) и промышленного предприятия будет вестись по сети напряжением 110 кВ;
Понижающая подстанция 11010(6) кВ для промпредприятия присоединяемая к сети 110 кВ системы;
Тупиковые понижающие подстанции для жилых массивов напряжением 110 кВ;
Воздушные электрические сети.
Материалы взяты из источника [11].

7_Пьезометрический график_2 стр.doc

7 ПЬЕЗОМЕТРИЧЕСКИЙ ГРАФИК ТЕПЛОВОЙ СЕТИ
Пьезометрический график дает наглядное представление о давлении или напоре в любой точке тепловой сети.
Пьезометрический график строится по всей длине тепловой сети то есть тепловую сеть вытягиваем в одну линию (главную магистраль и ответвления). Так как ГТП подключены напрямую то мысленно осуществляем поворот трассы ответвления на и строим пьезометры на графике.
Построение пьезометрического графика на основании данных гидравлического расчета выполняется в следующей последовательности:
Вычерчиваем профиль местности (по геодезическим отметкам на генплане) и наносим отметки высот характерных зданий на профиль в принятом масштабе (1 этаж – ).
Проводим линию статического напора обеспечивающего заполнение системы водой (на выше самого высокого абонента). Получаем точку .
Устанавливаем предельное положение пьезометрического графика обратного трубопровода в динамическом режиме исходя из того что:
максимальный пьезометрический напор не должен превышать в радиаторах нижних этажей зданий;
для защиты системы отопления от опорожнения пьезометрическая линия должна быть не менее чем на выше самого абонента.
Из точки проводим линию падения давления по напору обратную линии тепловой сети от ТЭЦ до конечного абонента где действительный уклон пьезометрической линии обратного трубопровода определяется по данным гидравлического расчета (точка ). Падение давления в главной магистрали тепловой сети равномерное поэтому точку соединяем с точкой прямой. В действительности на ответвлениях от главной магистрали наблюдается некоторое незначительное падение давления на преодоление дополнительного сопротивления (поворот). Но его учитываем в гидравлическом расчете главной магистрали.
Строим линию потерь напора у концевого абонента. Располагаемый напор на ГТП принимаем [3].
Строим пьезометр для подающего трубопровода (зеркальное отображение обратного) и линию потерь напора в теплоподготовительной установке (на ТЭЦ) которые принимаем [3].
Пьезометрический график для магистрали 1-2-3 представлен на рисунке 3 а для магистрали 4-5 – на рисунке 4.

6_Гидравлический расчет системы теплоснабжения_5 стр.doc

6 ГИДРАВЛИЧЕСИКИЙ РАСЧЕТ СИСТЕМЫ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ
В задачу гидравлического расчета входит определение диаметров участков тепловой сети и потерь напора на них ив целом по магистрали.
Гидравлический расчет проводится по известным значениям расчетных расходов теплоносителя на участках и нормированной величине удельного линейного падения давления которая принимается для главной магистрали равной .
Расчет главной магистрали выполняется в два этапа:
ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ РАСЧЕТ
Вычерчивается расчетная схема магистральной тепловой сети без масштаба. Указываются номера расчетных участков их длины расчетные расходы теплоносителя.
Выбирается главная магистраль как наиболее протяженная. Расчет проводится последовательно начиная с головного участка (это первый участок) главной магистрали после чего переходят к расчету ответвлений.
По номограмме [1] для и расчетному расходу теплоносителя на каждом участке определяется предварительное значение диаметров тепловой сети .
По предварительному расчету значению диаметра трубопровода на участке уточняется стандартное значение диаметра и удельному линейному падению давления (уточненное) используя ту же номограмму. При этом заполняем таблицу 4 (предварительный расчет).
Далее на расчетной схеме расставляется запорная арматура неподвижные опоры компенсаторы. Расстояние на участках между неподвижными опорами определяется в зависимости от типа компенсатора способа прокладки и диаметра трубопровода по [5]. По этому расстоянию определяется количество тепловых камер и компенсаторов. Тип компенсатора выбирается в зависимости от диаметра трубопровода и способа прокладки согласно [5]. Сальниковые компенсаторы устанавливаются при подземной прокладке на трубопроводах диаметром при надземной прокладке на низких опорах – на трубопроводах . Они изготовляются односторонними и двусторонними. Двусторонние применяют обычно для уменьшения числа камер так как в середине их устанавливается неподвижная опора разделяющая участки труб удлинения которых компенсируются каждой из сторон компенсатора. Широкое применение при монтаже трубопроводов тепловых сетей в основном до диаметра нашли П-образные компенсаторы. Тепловые камеры размещаются на поворотах к ответвлениям. Расстояние между секционирующими задвижками на главной магистрали не более при и не более. Их размещают в камерах с ответвлениями. Задвижки устанавливают на каждом участке. При протяженности более их устанавливают через каждые .
ОКОНЧАТЕЛЬНЫЙ РАСЧЕТ
По типу и количеству местных сопротивлений на каждом участке определяется их суммарная эквивалентная длина м [3]
где – определяется по приложению 15 [6] м;
– число местных сопротивлений на расчетном участке.
Определяется падение давления на каждом участке
Вычисляется величина падения напора на участке
где – плотность воды принимаемая в расчетах;
– ускорение свободного падения.
Далее определяется величина суммарных потерь напора на каждом расчетном участке таблица 4.
После расчета главной магистрали переходят к расчету ответвлений (и предварительного и окончательного).
Расчет ответвлений проводят в следующей последовательности:
Предварительно по результатам расчета главной магистрали определяются потери давления на ответвлениях (располагаемый напор) как разность потерь напора в главной магистрали и потерь напора на участках до ответвления м:
Находят долю местных потерь давления в магистральной сети
где – расход теплоносителя на головном участке (первый участок главной магистрали) .
Определяется удельное линейное падение давления на ответвлениях
– длина ответвления м.
Зная определяется по номограмме [1] стандартное значение диаметров трубопроводов.
Уточняется . Далее окончательный расчет проводится аналогично как и для главной магистрали. Результаты расчета заносятся в таблицу 4
В Приложении А изображена схема тепловой сети.
* – обозначение местных сопротивлений:
– сальниковые компенсаторы (двусторонние);
– тройник при разделение потоков (проход);
– тройник при разделение потоков (отвод).
Таблица 4 – Гидравлический расчет тепловой сети
Тип местного сопротивления*
Количество местных сопротивлений

8_Выбор сетевых насосов_1 стр.doc

8 ВЫБОР СЕТЕВЫХ НАСОСОВ
Напор сетевых насосов равен сумме потерь давления в ТПУ источника в подающем и обратном трубопроводах от источника до наиболее удаленного потребителя (ГТП) и в системе потребителя при суммарных расчетных расходах воды.
Производительность рабочих сетевых насосов принимается по суммарному расчетному расходу воды на головном участке тепловой сети (таблица 5).
Напор сетевых насосов (таблица 5) определим из пьезометрического графика
Таблица 5 – Подбор сетевых насосов
Напор в тепловой сети
Производительность насоса
Марки насосов взяты из источника [4].
[1] Число сетевых насосов следует принимать не менее двух из которых один является резервным [1].

3_Выбор схемы системы теплоснабжения_4 стр.doc

3 ВЫБОР СХЕМЫ СИСТЕМЫ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ
Перед расчетом капитальных затрат необходимо определить расходы воды на участках сравниваемых тепловых сетей и длины участков. Схемы тепловых сетей изображены на рисунке 1 и 2.
Расходы воды для сравниваемых сетей определим по уравнению теплового баланса
Результат заносим в таблицу 1.
Длины участков тепловых сетей найдем через координаты источника и потребителей.
Результат заносим в таблицу 1
Таблица 1 – Расчет длин трубопроводов в схеме 1 и 2
Капитальные затраты во вновь сооружаемые тепловые сети определяются по смете на основе проектных разработок. При отсутствии таких данных капитальные затраты в тепловую сеть состоящую из участков с различными диаметрами различной длиной можно ориентировочно вычислить по формуле [1]
где – постоянные коэффициенты зависящие от типа и конструкции теплопровода а также от состояния грунта [2]
– количество отдельных линий в тепловой сети;
– суммарная длина всех трубопроводов м;
– сумма произведений диаметров трубопроводов на их длину или материальная характеристика тепловой сети ;
Материальная характеристика определяется на основании результатов гидравлического расчета сети. При отсутствии результатов гидравлического расчета для предварительного определения капитальных затрат в тепловую сеть можно использовать следующий метод.
Материальная характеристика всей тепловой сети может быть представлена как [1]
где материальная характеристика каждой линии тепловой сети представлена как произведение удельной материальной характеристики отнесенной к единице расчетного расхода теплоносителя на расчетный расход теплоносителя в этой линии .
Удельная материальная характеристика каждой линии тепловой сети в пределах площади застройки может быть вычислена по формуле [1]
где – расчетный расход сетевой воды в данной линии
– водоплотность района теплоснабжения – это показатель аналогичный теплоплотности равен расчетному расходу сетевой воды в данной линии деленному на площадь района застройки
– расчетный расход сетевой воды на одну групповую тепловую подстанцию
– соотношение сторон района теплоснабжения (меньшей стороны к большей) при приведении формы района к прямоугольнику;
– удельное линейное падение давления в главной магистрали
Для исключения неизвестных буквенных переменных (площадь района застройки и соотношение сторон района теплоснабжения ) которые будут одинаковыми для сравниваемых схем теплоснабжения приравняем их к единице для всех потребителей и схем.
Удельные линейные падения давления в главных магистралях принимаем одинаковыми для сравниваемых схем.
Значения удельных материальных характеристик а затем и материальных характеристик каждой линии тепловой сети для каждой схемы заносим в таблицу 2.
Таблица 2 – Материальная характеристика тепловой сети схем 1 и 2
Капитальные затраты в схему 1 и 2 составляют
Капитальные затраты в схему 2 меньше чем в схему 1 на .
Согласно полученным результатам экономически целесообразно сооружение схемы 2 поскольку капитальные затраты в нее меньше. Кроме того из-за малых тепловых нагрузок первого и второго потребителей не целесообразно сооружать для них отдельные магистрали.

12_Расчет схемы отпуска тепла.doc

12 РАСЧЕТ СХЕМЫ ОТПУСКА ТЕПЛА
На современных ТЭЦ используется двухступенчатый подогрев сетевой воды. Теплофикационные турбины имеют два отопительных отбора с широким диапазоном изменения давления: в верхнем отборе от 00589 до 0196 – 0294 МПа; в нижнем от 0049 до 0147 – 0196 МПа; при регулировании давления в верхнем отопительном отборе давление в нижнем может быть ниже 0049 МПа. Подогрев сетевой воды соответственно осуществляется в двух сетевых подогревателях.
Применение подогрева сетевой воды за счет двух отопительных отборов по сравнению со схемой одноступенчатого подогрева позволяет на 75 – 114% повысить выработку электроэнергии на тепловом потребление; при том годовая экономия топлива составляет 2 – 25% для турбин типа Т и 08 – 10% для турбин типа ПТ.
Для подогрева сетевой воды может быть также дополнительно использована специально выделенная поверхность нагрева в конденсаторе (теплофикационный пучок) что позволяет исключить потери тепла в конденсаторе. Такой пучок очевидно может быть использован как первая ступень подогрева сетевой воды [13].
В теплофикационных установках нагрев сетевой воды в верхнем и нижнем подогревателях в расчетном режиме принимается примерно одинаковым. Допускается работа с отключенным верхним подогревателем; в этом случае регулируется давление пара поступающего в нижний подогреватель. Работа с одним верхним подогревателем не допускается. Подогреватели горизонтального типа располагаются под турбиной в проемах между колоннами фундамента аналогично конденсатору. В целях упрощения конструкций водяных камер и трубных досок избыточное давление воды в подогревателях ограничено 079 МПа в то время как требуемое давление воды в теплосети составляет 18 – 22 МПа. в связи с этим предусматривается двухступенчатая перекачка сетевой воды [10].
Метод аналитического определения расчетных параметров отопительных отборов разработан Е.И. Бененсоном который показал что за расчетный необходимо принимать режим равного подогрева воды по ступеням при температуре наружного воздуха соответствующей половинному значению приведенного по тепловой нагрузке числа часов работы турбины со ступенчатым подогревом воды. Достаточно это условие выдерживается при выборе расчетных давлений в отопительных отборах по режиму подогрева сетевой воды в точке включения пиковых водогрейных котлов [14].
За расчетный режим теплофикационной установки примем режим включения ПСП при температурном графике . Температурный график изображен на рисунке 6.
Цель расчета теплофикационной установки – определение расхода пара на СП в расчетном режиме и расхода пара на ПСП при расчетной температуре наружного воздуха.
Температура прямой сети описывается уравнением
Температура обратной сети
Температура включения ПВК
Рисунок 6 – Температурный график теплосети
На проектируемой ТЭЦ установлено четыре турбины с отопительными отборами. Расход сетевой воды на теплофикационные установки турбин разделим пропорционально их номинальным тепловым нагрузкам. В состав теплофикационной установки каждой турбины входят нижний сетевой подогреватель (НСП) верхний сетевой подогреватель (ВСП) и пиковый сетевой подогреватель (ПСП). ПСП питается паром из общестанционного коллектора формируемого паром промышленного отбора турбин ПТ-140165-13015. Дренаж греющего пара из НСП ВСП и ПСП отводится в систему регенерации соответствующих турбоустановок. Схема теплофикационной установки представлена на рисунке 5.
Рисунок 7 – Теплофикационная установка ТЭЦ
Распределение нагрузки между турбоустановками. На ТЭЦ установлено два типа турбин с отопительными отборами. Отопительная нагрузка от турбины Т-5060-130 равна номинальной и составляет или от турбины ПТ-140165-13015 – или . Отопительная нагрузка последней турбины принята немного выше номинальной так как производственный отбор загружен примерно на 60%.
Недогрев в ВСП и НСП примем [12].
Температура воды на выходе из НСП определяется из условия равномерного подогрева
Температура и давление насыщения пара в ВСП и НСП
Давления в отопительных отборах определяются с учетом 5% гидравлических потерь в паропроводах отборов
Расход воды через теплофикационную установку турбины Т-5060-130:
Расходы пара на НСП и ВСП данной установки определим из уравнения теплового баланса
– теплоты парообразования зависящие от давлений соответственно.
Суммарный отпуск пара от турбины в отопительный отбор
Расход воды через теплофикационную установку турбины ПТ-140165-13015:
Отпуск пара на отопление на ТЭЦ в расчетном режиме
Расчет расхода пара на пиковый сетевой подогреватель будем вести на расчетную температуру наружного воздуха на отопление при принятом .
Согласно температурному графику температура за ВСП при данной температуре наружного воздуха составит
ПСП всех теплофикационных установок питается из коллектора формируемого турбин ПТ-140165-13015. Давление пара в коллекторе с учетом 5% гидравлических потерь составляет
Температура пара в коллекторе
Энтальпия пара в коллекторе
Давление пара в ПСП
Энтальпия насыщения в ПСП
Теплофикационная установка турбины Т-5060-130:
Тепловая нагрузка ПСП
Теплофикационная установка турбины ПТ-140165-13015:
Отпуск пара из коллектора на ПСП:

5_Режим отпуска тепла от ТЭЦ_2 стр.doc

5 РЕЖИМ ОТПУСКА ТЕПЛА ОТ ТЭЦ
В любой системе централизованного теплоснабжения регулирование отпуска теплоты в зависимости от изменяющейся потребности в ней присоединенных систем теплоиспользования осуществляется по меньшей мере как двухступенчатое. Первой ступенью является регулирование отпуска теплоты от теплоисточника (ТЭЦ) в его тепловые сети. Такое регулирование называется центральным; им определяется график изменения температур а иногда и расходов воды в подающих трубопроводах тепловых сетей. Вместе с тем наряду с центральным необходимо регулирование отпуска теплоты из сетей в различные системы теплоиспользования присоединенных зданий. Такое регулирование называется местным и осуществляется на местных тепловых пунктах (МТП) зданий
В зависимости от пункта осуществления регулирования различают центральное групповое местное и индивидуальное регулирование. Центральное регулирование выполняется на ТЭЦ; групповой – на групповых тепловых подстанциях.
Для обеспечения высокой экономичности теплоснабжения следует применять комбинированное регулирование которое должно являться рациональным сочетанием по крайне мере трех ступеней регулирования – центрального группового и местного.
Центральное регулирование ведется по типовой нагрузке характерной для большинства абонентов района. Такой нагрузкой может быть как один вид нагрузки например отопление так и два разных вида при определенном их количественном соотношении например отопление и горячее водоснабжение при заданном отношении расчетных значений этих нагрузок.
В водяных системах централизованного теплоснабжения принципиально возможно использовать три метода центрального регулирования
качественно-количественный.
При теплоснабжении от ТЭЦ комбинированная выработка электрической энергии при центральном качественном регулировании больше чем при других методах центрального регулирования. Центральное количественное регулирование уступает качественному в отношении стабильности теплового режима отопительных установок присоединенных к тепловой сети по зависимой схеме с элеваторным смешением без установки дополнительного смесительного насоса.
В зависимости от соотношения нагрузок ГВС и отопления центральное регулирование разнородной нагрузки производится по отопительной в случае преобладания этой нагрузки или по совмещенной нагрузке отопления и ГВС.
Так как то регулирование будем вести по отопительной нагрузке.
Так как в исходных данных курсового проекта не указан конкретный город или район примем наиболее часто используемый на юге Западной Сибири температурный график – .

Титульный.doc

Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Факультет Теплоэнергетический
Специальность Тепловые электрические станции
Кафедра Атомных и тепловых электрических станций
по дисциплине «Системы и источники энергоснабжения»
по теме «Проект системы энергоснабжения
промышленного района и жилого массива »

Список использованных источников_1 стр.doc

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Соколов Е. Я. Теплофикация и тепловые сети. – М.: Издательство МЭИ 1999. – 472 с.
Ионин А. А. Теплоснабжение. – М.: Стройиздат 1982. – 457 с.
Цветков Н. А. Теплоснабжение района города. Методические указания к курсовому проекту по курсу «Теплоснабжение». – Томск: Издательство ТГАСУ 2001. – 67 с.
Водяные тепловые сети: Справочник проектировщика Громова Н.К. и др. – М.: Энергоатомиздат 1988. – 376 с.
Переверзев В. А. Справочник мастера тепловых сетей. – М.: Энергоатомиздат 1987. – 272 с.
Апарцев М. М. Наладка водяных систем централизованного теплоснабжения. Справочное пособие. – М.: Энергоатомиздат 1980. – 126 с.
Теплоснабжение Козин В. Е. и др. – М.: Высшая школа 1980. – 408 с.
Теплотехнический справочник В. Н. Юренева и П. Д. Лебедева. – М.: Энергия 1975. – 744 с. Том 1.
Трухний А. Д. Стационарные паровые турбины. – М.: Энергоатомиздат 1990. – 640 с.
Тепловые и атомные электрические станции. Справочник Григорьев В. А. и Зорин В. М. – М.: Энергоиздат 1982. – 624 с.
Справочник по проектированию электроэнергетических систем Рокотяна В. Р. – М.: Энергоиздат 1983. – 278 с.
Рыжкин В. Я. Тепловые электрические станции. – М.: Энергоатомиздат 1987. – 328 с.
Гиршфельд В. Я. и др. Режимы работы и эксплуатации ТЭС. – М.: Энергия 1980. – 288 с.
Качан А. Д. Режимы работы эксплуатации тепловых электрических станций. – Минск: Выш. школа 1978. – 288 с.

1_Исходные данные_1 стр.doc

1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАГРУЗОК ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ
Суммарная тепловая нагрузка на отопление и вентиляцию жилого массива
Суммарная тепловая нагрузка на горячее водоснабжение (ГВС)
Суммарная тепловая нагрузка жилого массива
Суммарная электрическая нагрузка жилого массива
Количество пара идущего на промышленные цели с давлением составляет

4_Выбор основного оборудования_2 стр.doc

4 ВЫБОР ОСНОВНОГО ОБОРУДОВАНИЯ
К основному оборудованию ТЭЦ относятся турбины и котлы.
Предварительно определим расход пара на промышленные цели
где – теплота конденсации пара;
– КПД транспорта тепла.
Расчетный коэффициент теплофикации примем равным . Отпуск тепла на отопление из отборов на отопление и ГВС составляет
Выработка электроэнергии с учетом затрат на собственные нужды составляет
С учетом пара на производство примем к установке 2 турбоустановки типа [910] ПТ-140165-13015 обеспечивающие расход пара на производственные цели в размере . При этом тепловая нагрузка турбин составляет а электрическая мощность .
Остальные турбины выбираем с учетом покрытия тепловой и электрической нагрузки. Примем к установке 2 турбоустановки типа Т-5060-130 турбоустановку К-160-130 и турбоустановку типа К-200-130 [910]. В таблицу 3 сведем тепловые и электрические нагрузки выбранных турбин.
Таблица 3 – Сводная таблица выбранных турбин
Расход пара на одну турбину
Установленная мощность
Паропроизводительность паровых котлов выбирают [8] по максимальному расходу пара на турбинную установку с запасом 3 % учитывая гарантийный допуск возможные ухудшения вакуума снижение параметров пара в допустимых пределах потери пара на пути от парового котла к турбине.
С учетом выше сказанного выбираем следующие паровые котлы:
для турбин ПТ-140165-13015 – БКЗ-420-140 (4 котла по 2 на турбину и плюс один резервный);
для турбины Т-5060-130 – БКЗ-320-140 (2 котла);
для турбины К-210-130 – БКЗ-640-140 (2 котла).

Заключение.doc

В ходе курсового проекта была спроектирована и рассчитана:
система теплоснабжения;
система пароснабжения;
для жилого района и промышленного предприятия выбрано оборудование для систем: турбины котлы генераторы сетевые насосы повышающие подстанции трансформаторы.
Расчет системы энергоснабжения производится путем технико-экономического сравнения различных схем тепло- и электроснабжения. Приблизительным технико-экономическим расчетом была определена оптимальная схема тепловой сети (радиально-древовидная). Не последнюю роль играет и надежность работы системы энергоснабжения.
На основе гидравлического расчета построены пьезометрические графики тепловой сети. Выбрана наиболее оптимальная структура система теплоснабжения. Результаты по тепловым потерям в тепловой сети получились 03% от общей нагрузки отопления и ГВС.
Подсчитанные показатели энергетической эффективности ТЭЦ получились достаточно условными из-за не достаточной информации исходных данных.
удельный расход условного топлива на выработку тепла
удельный расход условного топлива на выработку электроэнергии
КПД ТЭЦ по выработке тепла
КПД ТЭЦ по выработке электроэнергии
Расчет систем энергоснабжения должен выполняться в комплексной взаимосвязи всех параметров и условий проектирования. Технико-экономическое обоснование проектирования системы энергоснабжения и надежность ее работы в настоящее время не отражает основу расчета так как появились экологические и социальные аспекты которые необходимо учитывать.

10_Гидравлический расчет системы пароснабжения_3 стр.doc

10 ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ СИСТЕМЫ ПАРОСНАБЖЕНИЯ
Схема расчета паровых сетей составляется совершенно в той же последовательности что и схема расчета водяных тепловых сетей.
При движении пара по трубам его давление и плотность уменьшаются. Это обстоятельство усложняет гидравлический расчет так как падение давления и средняя плотность пара на участке зависят от искомой величины – диаметра трубопровода. Поэтому гидравлический расчет паропроводов может быть выполнен только методом последовательных приближений.
Гидравлический расчет будем вести по методике изложенной в [8].
Расход пара на промышленные цели
Давление пара в начале сети
Температура пара в начале сети
Давление пара у потребителя принимаем равным
Температура пара у потребителя
На сети установлены сальниковые компенсаторы через каждые
Общая длина расчетной магистрали
Давление пара в конце магистрального трубопровода определяется по формуле
из которой можно определить удельное падение давления в паропроводе.
– доля местных потерь которая равна
где – эквивалентная длина местных сопротивлений .
определяется из выражения
– коэффициент местных сопротивлений паропровода;
Коэффициент местных сопротивлений паропровода:
сальниковых компенсаторов –
По таблицам для водяного пара находим плотность пара
Значение получается слишком малым и поэтому в дальнейших расчетах можно не учитывать.
Удельное падение давления составляет
Диаметр трубопровода составляет
Определяем ближайший диаметр паропровода по номограмме [8] удельное линейное падение давления и скорость пара

Схема отпуска тепла_Инна.dwg

линия основного конденсата
обратная сетевая вода
в систему ренегерации
коллектор прямой сети

рамка.dwg

коллектор прямой сети
линия основного конденсата
в систему ренегерации
обратная сетевая вода
Схема отпуска теплоты

13_Показатели энергетической эффективности ТЭЦ_3 стр.doc

13 ПОКАЗАТЕЛИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТЭЦ
Основными показателями энергетической эффективности ТЭЦ являются удельные расходы условно топлива на выработку теплоты и электроэнергии КПД станции по выработке теплоты и электроэнергии. В настоящее время в стране принят пропорциональный метод распределения расходов топлива на выработку теплоты и электроэнергии. Поскольку данный метод требует большого количества данных то его применение не целесообразно в данной работе поэтому воспользуемся физическим методом распределения расхода топлива на выработку электрической энергии и теплоты как более простым. Формулы взяты из [12].
Расчет расхода условного топлива на выработку теплоты
Расчет будем производить на расчетную температуру наружного воздуха. Коэффициент теплофикации при этом отпуск тепла на отопление и ГВС из отборов турбины составляет
Остальная часть отпуска тепла будем покрывать в пиковых сетевых подогревателях поскольку на станции установлены турбины с производственным отбором
Расход условного топлива на выработку теплоты отопительных отборов определим из уравнения баланса
где – теплотворная способность условного топлива ;
– КПД котельной ТЭЦ;
– КПД теплового потока;
– КПД сетевых подогревателей.
Расход условного топлива на выработку теплоты в ПСП будет составлять
Расход условного топлива на отпуск тепла на производство
Суммарный расход условного топлива на отпуск тепла
Удельный расход условного топлива равен
Расход условного топлива на выработку электроэнергии
Суммарный расход острого пара на турбины составляет
где – расходы острого пара на турбину ПТ-140165-13015 Т-5060-130 и К-200-130 соответственно
Расход тепла в парогенераторе равен
где – относительный расход пара на утечки в цикле ПТУ;
– относительный расход пара на уплотнения турбин;
– продувка с барабана парогенератора;
Полный расход условного топлива в парогенераторах найдем из уравнения теплового баланса
Удельный расход условного топлива на выработку электроэнергии равен
КПД ТЭЦ по выработке тепла и электроэнергии

Содержание.doc

Определение нагрузок источников энергоснабжения
Структура системы теплоснабжения
Выбор схемы системы теплоснабжения
Выбор основного оборудования
Режим отпуска тепла от ТЭЦ
Гидравлический расчет системы теплоснабжения
Пьезометрический график
Выбор сетевых насосов
Тепловые потери в тепловых сетях
Гидравлический расчет системы пароснабжения
Расчет схемы отпуска тепла
Показатели энергетической эффективности ТЭЦ
Список использованных источников
Приложение А Схема тепловой сети

Схема выдачи мощности ТЭЦ.dwg

2_Структура системы теплоснабжения_5 стр.doc

2 СТРУКТУРА СИСТЕМЫ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ
В комплексной системе централизованного теплоснабжения среди трех основных ее элементов – источника теплоснабжения тепловой сети и потребителя – тепловая сеть является не только соединительным транспортным средством но и звеном определяющим надежность теплоснабжения потребителей режим работы и показатели всей системы теплоснабжения.
Принятая схема тепловых сетей в значительной мере определяет надежность теплоснабжения маневренность системы удобство ее эксплуатации и экономическую эффективность. Принципы построения крупных систем теплоснабжения существенно отличаются от средних и мелких. Крупные и средние системы должны иметь иерархическое построение. Высший уровень составляют магистральные сети соединяющие источники тепла с крупными тепловыми узлами – районными тепловыми пунктами (РТП) которые распределяют теплоноситель по сетям низшего уровня и обеспечивают в них автономные гидравлический и температурный режимы. Низший иерархический уровень составляют распределительные сети которые транспортируют теплоноситель в групповые или индивидуальные тепловые пункты. Распределительные сети присоединяются к магистральным в РТП через водоводяные подогреватели или непосредственно с установкой смесительных насосов.
Действующие тепловые сети по их построению можно разделить на два типа: радиальные и кольцевые. Радиальные сети являются тупиковыми нерезервированными и поэтому они не обеспечивают необходимой надежности. Такие сети можно применять для небольших систем если источник тепла расположен в центре теплоснабжаемого района.
Кольцевые магистрали обеспечивают большую надежность и дают возможность поддерживать в системе тепловых сетей более устойчивые гидравлические режимы. Неодинаковые потери давления возникающие в ветвях кольцевой магистрали при разной нагрузке систем теплоснабжения систематических или аварийных отключениях крупных потребителей тепла легче выравниваются. Кроме того при кольцевой прокладке магистрали ремонт или авария отдельного участка сети как правило в меньшей степени нарушают эксплуатацию систем теплоснабжения в целом.
При диаметрах магистралей отходящих от источника теплоты и со сроком ликвидации аварии 24 часа обычно применяют радиальную (лучевую) схему тепловой сети с постепенным уменьшением диаметра по мере удаления от станции и снижения присоединенной тепловой нагрузки.
Вопрос о том при каких диаметрах теплопроводов какую схему тепловых сетей (радиальную или кольцевую) следует применять в системах централизованного теплоснабжения должен решаться исходя из конкретных условий диктуемых надежностью теплоснабжения потребителей теплоты: допускают они перерыв в подаче теплоносителя или нет каковы затраты на резервирование. Поэтому в условиях рыночной экономики указанная выше регламентация диаметров и схем тепловых сетей не может считаться единственно правильным решением.
При проектировании теплоснабжения новых районов на первом этапе требуется выбрать направление (трассу) тепловых сетей от источника тепла до потребителей. Производится это по тепловой карте района с учетом материалов геодезической съемки местности плана существующих и намечаемых надземных и подземных сооружений и коммуникаций данных о характеристике грунтов и высоте стояния грунтовых вод и другое. При выборе трассы тепловых сетей исходят из следующих основных условий: надежности теплоснабжения быстрой ликвидации возможных неполадок и аварий безопасности работы обслуживающего персонала наименьшей длины тепловой сети и минимального объема работ по ее сооружению.
Промышленные предприятия с большой тепловой нагрузкой должны присоединяться непосредственно к магистральным сетям через тепловые пункты схемы которых должны в основном соответствовать схемам ГТП.
Паровые системы теплоснабжения бывают однотрубными и многотрубными высокого и низкого давления с возвратом и без возврата конденсата. Возврат конденсата особенно важен для ТЭЦ с высокими и сверхкритическими начальными параметрами (13 МПа и выше). Сооружение обессоливающих установок таких ТЭЦ очень дорого и поэтому мощность этих установок как правило ограничена. Невозврат конденсата вызывает необходимость увеличения мощности водоподготовительных установок и дополнительного расхода химических реагентов а так же приводит к дополнительным тепловым потерям. Количество трубопроводов в паровых системах теплоснабжения зависит от характера работы предприятия его мощности и назначения. Многотрубные паропроводы часто используются для раздельной подачи больших расходов пара различных параметров.
Каждый жилой микрорайон общественный центр и промышленно-транспортный объект должен иметь один ГТП [4].
Трассы магистральных тепловых сетей при разработке схем устанавливаются по имеющимся топографическим картам различного масштаба с нанесенными на них реками озерами лесом прочее.
Трасса тепломагистрали наносимая на топографический план выбирается по кратчайшему направлению между начальной и конечной ее точками с учетом обхода труднопроходимых территорий и различных препятствий. Вследствие этого приходится отклоняться от прямой линии.
Вопрос о выборе типа теплопровода (надземный или подземный) решается с учетом местных условий и технико-экономических обоснований. При высоком уровне грунтовых и внешних вод большой густоте существующих подземных сооружений на трассе проектируемого теплопровода сильно пересеченной оврагами местности и пересечении многоколейных железнодорожных путей в большинстве случаев отдается предпочтение надземным теплопроводам. Однако опыт показывает что надземные теплопроводы долговечнее и более ремонтнопригодны по сравнению с подземными.
Районные котельные сооружаются в тех случаях когда рассматриваемому городу поселку требуется относительно большое количество тепла и малое – электрической энергии
Теплоэлектроцентрали сооружаются в тех случая когда рассматриваемому городу району или крупному промышленному предприятию требуется в достаточно большом количестве как тепло так и электрическая энергия. По материал ТЭП и ВНИПИэнегопрома сооружение ТЭЦ рационально при минимальной тепловой мощности то есть только для сравнительно крупных городов с количеством жителей не менее 200 тысяч человек или для крупных промышленных предприятий с круглогодичным тепла на технологические нужды.
Предварительно определим диаметр магистрального трубопровода для потребителя с максимальной тепловой нагрузкой . Принимаем температурный график тепловой сети . Расход воды в сети определим по формуле
где – потери тепла в магистрали.
Диаметр трубопровода определим из уравнения сплошности потока
– удельный объем воды в интервале температур ;
– принятая скорость воды в магистрали.
Из выше написанного принимаем:
Источником тепловой и электрической нагрузки будет ТЭЦ;
Радиальную тепловую сеть с секционирующим задвижками через каждые ;
Двухтрубную закрытую систему теплоснабжения с независимым регулированием отопительной нагрузки;
Однотрубную систему пароснабжения для промышленного района с возвратом конденсата с ее резервированием;
Теплоснабжение и пароснабжение жилых районов и промышленного предприятия будет осуществляться от групповых тепловых пунктов;
Трассу магистральных сетей выбираем по кратчайшему направлению;
Из-за отсутствия топографических карт считаем что нет труднопроходимых территорий и различных препятствий.
Надземную прокладку теплопроводов.

Введение.doc

Тепловое потребление – одна из основных статей топливно-энергетического баланса нашей страны. На удовлетворение тепловой нагрузки страны расходуется ежегодно более условного топлива то есть около 30% всех используемых первичных топливно-энергетических ресурсов.
Тепловое хозяйство России в течение длительного периода развивается по пути концентрации тепловых нагрузок централизации теплоснабжения и комбинированной выработки тепловой и электрической энергии.
Широкое развитие получила теплофикация являющаяся наиболее рациональным методом использования топливных ресурсов для тепло- и электроснабжения.
Развитие теплофикации способствует решению многих важных народнохозяйственных и социальных проблем таких как повышение тепловой и общей экономичности электроэнергетического производства обеспечение экономичного качественного теплоснабжения жилищно-коммунальных и промышленных комплексов улучшение экологической обстановки в городах и промышленных районах снижение трудозатрат в тепловом хозяйстве.
Цель расчета курсовой – проектирование системы энергоснабжения промышленного района и жилого массива по заданным характеристикам потребителей энергии. Необходимо будет спроектировать системы теплоснабжения и пароснабжения а также электрические сети; целесообразность применения той или иной схемы энергоснабжения путем технико-экономического сравнения.