Теплоснабжение жилого района в г. Уфа монтажные схемы и расчет системы

Теплоснабжение 8в (-35) 1 лист.pdf

Условные обозначения:
G p= 648 тч расход теплоноссителя
тип каналаширина и высота см
площадь чисо жителей и номер квартала
Монтажные схемы камер
УТ3 УТ4 УТ6 УТ13 УТ15
П"-образный компенсатор
сальниковый компенсатор
узел теплофикационный
На участке от ТЭЦ до смесительной
станции расположено 10 секционирующих
задвижек через 1000 м в камерах типа
УТ16 сальниковых компенсатора
Кварталы 1-2-этажной застройки
Кварталы 5-этажной застройки
Кварталы 9-этажной застройки
Д.С.270109.47071 8в-КП
Изм. Кол.уч.№док.Дата
Руководитель Михайлишин
Консультант Михайлишин
Заф. кафедрой Ширяева Н.П.
Теплоснабжение жилого района
Монтажные схемы камер.
Кафедра теплогазоснабжения

Курсовой проект 8в (Уфа).docx

Федеральное автономное образовательное учреждение
Высшее профессиональное образование
«Уральский Федеральный университет имени первого
Президента России Б.Н. Ельцина»
Кафедра «Теплогазоснабжения и вентиляции»
Теплоснабжение жилого района в г. Уфа
по дисциплине «Теплоснабжение»
ФНТО.270109.310704н.КП.8.Д.ПЗ
Преподаватель : Е.В. Михайлишин
Студент: П.А. Дмитриев
В курсовом проекте разрабатываются тепловой и гидравлический режимы работы системы теплоснабжения производится расчет и проектирование основных элементов системы теплоснабжения и горячего водоснабжения зданий.
Система теплоснабжения принимается двухтрубная тупиковая закрытая с индивидуальными абонентскими вводами; теплоноситель – вода.
В курсовом проекте был сделан гидравлический расчет по результатам которого построен пьезометрический график а так же был произведен подбор насосов.
На основании всех данных и расчетов был построен план жилого и фрагмент продольного профиля тепловой сети.
Климатологические данные 7
Определение тепловых нагрузок ..8
Тепловая нагрузка квартала ..8
Тепловая нагрузка жилого района . 12
Построение графиков теплопотребления ..14
Расчет качественного регулирования тепловой нагрузки 16
Выбор схемы присоединения подогревателей горячего водоснабжения 16
Построение отопительных (температурных) графиков тепловой сети . ..17
График продолжительности тепловой нагрузки.
Температурный график
Гидравлический режим 19
1.Статический режим 19
2.Динамический_режим 20
Гидравлический расчет 23
1.Определение расходов теплоносителя по участкам .. ..23
2.Предварительный гидравлический расчет 25
3.Расстановка неподвижных опор компенсаторов задвижек 28
4.Окончательный гидравлический расчет 32
Механическое оборудование и строительные конструкции тепловых сетей 38
1.Схема расчетного участка с П-образным компенсатором ..38
2.Каналы тепловой сети .40
3.Опоры трубопроводов .42
Список литературы . 47
В основных направлениях экономического и социального развития России в период до 2000 года предусмотрена централизация теплоснабжения за счёт сооружения мощных ТЭЦ на органическом и ядерном топливе атомных станций теплоснабжения и крупных котельных а также превращение жилищно-коммунального хозяйства в высокомеханизированную и надёжно работающую отрасль народного хозяйства.
Так как основная территория в России расположена в суровой климатической зоне большое значение имеет обеспечение потребителей тепловой энергией.
Рост централизации теплоснабжения увеличение единичной мощности теплоисточников и протяжённости тепловых сетей усложняют задачу обеспечения надёжного качественного и экономичного теплоснабжения. Связывая источник теплоты с большим количеством потребителей тепловые сети должны обеспечивать согласованную работу всех звеньев системы централизованного теплоснабжения.
В данной курсовой работе мы определяем тепловые нагрузки (теплопотребление) жилого района по укрупненным показателям. Вследствие низкой гидравлической устойчивости тепловых сетей фактическое распределение теплоты по потребителям может резко отличаться от установленного расчетным путём. Гидравлическая разрегулировка вызывает нарушения в работе систем отопления горячего водоснабжения кондиционирования воздуха что приводит как правило как правило к резкому завышению расхода сетевой воды перерасходу теплоты концевых теплопотребителей. При этом потери топливно-энергетических ресурсов зачастую намного превышают экономический эффект полученный на ТЭЦ или в котельной от снижения удельных расходов топлива на единицу выработанной тепловой энергии.
Выше указанные недостатки необходимо устранять одновременной и комплексной и комплексной наладкой тепловых сетей различных теплоприготовительных установок тепловых пунктов и местных систем теплопотребления. В процессе эксплуатации по мере уменьшения пропускной способности теплосетей увеличения шероховатости трубопроводов подключения к действующим теплосетям новых теплопотребителей корректировки расчётной температуры на отопление
возникает необходимость повторной наладки тепловых сетей.
При современном масштабе централизованного теплоснабжения городов и других населённых пунктов огромном размахе жилищного строительства следует учитывать все требования которые предъявляются для проектирования и строительства тепловых сетей.
Курсовая работа включает в себя определение тепловых нагрузок и расчёт режимов регулирования отпуска теплоты жилого района. Расчёты ведутся по исходным данным (в соответствии с номером варианта) и климатологическим данным. Сначала мы определяем тепловые нагрузки квартала имеющего титульный список зданий и по укрупненным показателям (в зависимости от назначения и строительного объема зданий). Затем определяем теплопотребление для всех кварталов жилого района также по укрупненным показателям.
В заключение строим годовой график теплопотребления по месяцам для жилого района а также годовой график тепловой нагрузки по продолжительности (на основании данных о повторяемости температур наружного воздуха). По этим графикам мы можем посмотреть например среднемесячную тепловую нагрузку в жилом районе за любой месяц года без длительных расчётов что позволяет наглядно оценить изменение тепловых нагрузок в течение года.
Местоположение жилого района – г. Уфа
– 9-этажный жилой дом на 54 квартиры;
– 5-этажный жилой дом на 96 квартир 1-й этаж- продовольственный магазин на 10 рабочих мест и кафе «Солнышко» на 80 мест;
– 5-этажный жилой дом на 100 квартир 1-й этаж – промтоварный магазин на 7 рабочих мест;
– 5 – этажный жилой дом на 70 квартир;
– 5-этажный жилой дом на 70 квартир;
– 5- этажный жилой дом на 100 квартир;
– 9 – этажные сблокированные жилые дома на 338 квартир;
– школа на 960 мест n = 3 этажа;
- детский сад-ясли дневные на 140 мест n =2 этажа;
– 9-этажные сблокированные жилые дома на 344 квартиры.
Расчетная температура теплоносителя:
- в магистральной тепловой сети 1=180
- в городской тепловой сети 1'=120.
Климатические данные.
Климатические данные зависят от географического с=местоположения жилого района и принимаются по СНиП.
Для выполнения курсовой работы необходимы следующие данные:
Расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления (средняя температура наиболее холодной пятидневки) to=-35 oC
Средняя температура наружного воздуха за отопительный период QUOTE tот=-52 tот=-59оС
Среднегодовая температура наружного воздуха tl= 28oC QUOTE tl=31
Повторяемость температур наружного воздуха:
Интервалы температур наружного воздуха tn
Число часов с температурой tn
Продолжительность отопительного периода (число часов с устойчивой среднесуточной температурой наружного воздуха + 8°С и ниже) nот: 214 сут.
Средняя температура наружного воздуха по месяцам года tн мес °С:
Определение тепловой нагрузки.
1 Тепловая нагрузка квартала.
Максимальный тепловой поток Вт на отопление зданий определяется по формуле:
Qo max=qo*Vстр*ti-to
где Vстр – строительный объем здания м3;
qo - удельная отопительная характеристика здания Вт(м3*°С); значение принимается в зависимости от этажности строительного объема и назначения здания по [5].
Максимальный тепловой поток Вт на вентиляцию зданий определяется по формуле:
Qv max=qv*Vстр*ti-to
где qv – удельная вентиляционная характеристика здания Вт(м3*°С); принимается так же по [5] в зависимости от назначения и строительного объема здания.
Для жилых зданий Qv max = 0.
Средний тепловой поток Вт на горячее водоснабжение определяется по формуле :
Qhm=1.2*c*ρ*qu*U*th-tcT
где qu – средняя в сутки норма расхода горячей воды на единицу измерения потребления м3(сутки.ед.) [4];
U – количество единиц измерения потребителя;
ρ – плотность воды принять р = 100 кгм3;
с - удельная теплоемкость воды с=4190 Дж(кг*°С);
Т – время потребления горячей воды в течение суток ссут;
th - температура горячей воды в точке водоразбора th = 55°C;
tc – температура холодной воды в отопительный период принимается tc = +5°C.
Максимальный тепловой поток на Вт на горячее водоснабжение:
Определяется суммарный средний тепловой поток Вт на отопление вентиляцию и горячее водоснабжение:
Qср=Qo max+Qv max+Qhm
После определения тепловых нагрузок каждого здания подсчитываются общие тепловые нагрузки квартала.
В качестве примера расчета тепловых нагрузок на здание приведем расчет нагрузки на отопление вентиляцию и горячее водоснабжение одного 5-этажного жилого дома на 100 квартир 1-й этаж промтоварный магазин на 7 рабочих мест.
Высоту этажа принимаем Н = 3 м;
Строительный объем здания Vстр = 109687 м3;
Удельная отопительная характеристика здания qо:
- для 100 квартир: qo = 041 Вт(м3*°С);
- промтоварный магазин: qo = 044 Вт(м3*°С);
Удельная вентиляционная характеристика здания qv :
- для 100 квартир: qv = 0 Вт(м3*°С);
- промтоварный магазин: qv = 0 Вт(м3*°С).
Средняя в сутки норма расхода горячей воды на единицу измерения потребителя:
- для жилого помещения qu = 105 лсут.ед. = 105 м3сут.ед.
- промтоварный магазин: qu = 5 лсут.ед. = 005 лсут.ед.
Максимальный тепловой поток Вт на отопление:
Qo max =(0.41*8775*(20-(-35))+(0.44*2193.8*(20-(-35))=253 кДж
Максимальный тепловой поток на вентиляцию: Qv max =0 кДж
Определяем средний тепловой поток на горячее водоснабжение. Для этого определяем следующие величины.
а) Т = 24*3600=86400 ссут
б) Т = 8*3600=28800 ссут
Qhm= QUOTE 1.2*4.19*1000*105*30055-586400+(1.2*4.19*1000*5*10*(55-5)28800=94 (12*419*1000*105*300(55-5)86400)+(12*419*1000*105*300(55-5)28800)=94 кДж
Максимальный тепловой поток на горячее водоснабжение
Qh mах = 24*94 =226 QUOTE Qh max=2.4*94=225.6 кДж
Суммарный средний тепловой поток на отопление вентиляцию и горячее водоснабжение: QΣср=Qo max+Qv max+Qhm=251+0+94=345 кВт
После определения тепловых нагрузок каждого здания подсчитываются общие тепловые нагрузки квартала. Расчеты сводятся в табл. 3.1.
Тепловые нагрузки квартала
Наименование объекта
этажный жилой дом на 54 кв.
эт.продовольственный магазин на 10 раб мест
эт. Кафе "Солнышко" на 80 мест
эт. Жилой дом на 100 кв.
промтоварный магазин на 7 раб. Мест
отделение связи на 7 раб. Мест
эт. Жилой дом на 70 кв.
школа на 960 мест 3 эт.
дет. Сад ясли на 140 мест 2 эт
2. Тепловая нагрузка жилого района
Определяются тепловые нагрузки для всех кварталов жилого района по укрупненным показателям.
Максимальный тепловой поток Вт на отопление жилых и общественных зданий квартала
Где q’o – укрупненный показатель максимального теплового потока на отопление на 1 м2 общей площади Вт(м2*°С); принимается по [2] в зависимости от этажности здания и расчетной температуры tо;
k1 – коэффициент учитывающий тепловой поток на отопление общественных зданий k1 = 0.25;
А – общая жилая площадь жилых зданий м2.
Так как по данным [2] qo’ линейно зависит от tо можно записать
где k и b – коэффициенты значения которых в зависимости от этажности застройки следующие:
Общая площадь жилых зданий определяется с учетом нормы жилищной обеспеченности:
Где f – норма жилищной обеспеченности м2чел.; на существующий период строительства принять f = 18 м2чел.;
m – число жителей определяемое по формуле
Площадь квартала F Га определяется по генплану с учетом масштаба
Плотность населения N чел.Га
Максимальный тепловой поток Вт на вентиляцию общественных зданий квартала
где k2 – коэффициент учитывающий долю теплового потока на вентиляцию общественных зданий: k2=0.4 для зданий построенных до 1985 г.; k2 = 06 – после 1985 г.
Средний тепловой поток Вт на горячее водоснабжение жилых и общественных зданий квартала:
где qh – укрупненный показатель среднего теплового потока на горячее водоснабжение в расчете на одного жителя квартала с учетом общественных зданий Втчел.; принимается по [2].
Результаты расчета и итоговые данные заносятся в таблицу. После этого определяются суммарные тепловые нагрузки по жилому району.
В качестве примера приведем расчет тепловых нагрузок на один из кварталов жилого района. Рассмотрим тепловую нагрузку квартала №1.
Площадь квартала: F=854 Га;
Число жителей квартала: m =230*854=19642 чел
Общая площадь жилых зданий: A = 18*19642=35355.6 м2.
Для определения максимального теплового потока на отопление необходимо определить
q’о=(-12)*(-35)+60=102 Вт(м3*°С)
Qo max = 025*06*102*3535551000=45078 кДж
Определяем максимальный тепловой поток на вентиляцию общественных зданий квартала:
Qv max =025*06*102*35356=5409 кДж
Для определения среднего теплового потока на горячее водоснабжение определяется qh =300 Втчел.
Qhm=300*1964=5893 кДж
Qh mах = 24*5893=14142 кДж
Суммарный средний тепловой поток на отопление вентиляцию и горячее водоснабжение жилых и общественных зданий жилого района:
QΣср=Qo max+Qv max+Qhm=4508+541+1414=6463 кВт
Полученные результаты расчета тепловых нагрузок жилого района заносятся в табл. 3.2.
Тепловые нагрузки кварталов жилого района
Площадь квартала F га
Число жителей m чел.
Общая площадь жилых зданий A м2
Тепловые нагрузки кДж
3. Графика теплопотребления
Строится годовой график теплопотребления по месяцам для жилого района. Для этого определяются тепловые нагрузки:
Qoмес=Qo ma Qvмес=Qv ma
где z – усредненное за отопительный период число часов работы системы вентиляции общественных зданий в течении суток принять z=16;
nмес tср.мес – продолжительность с и средняя температура наружного воздуха °С для данного месяца;
Qo max Qv max Qhm – итоговые данные табл.3.2
Результаты расчетов среднемесячных тепловых нагрузок представляются в табличной форме. При построении графика следует учесть что начало и конец отопительного сезона предусматривается при tн = +8°C а средний тепловой поток на горячее водоснабжение в теплый период года составляет:
где tcs – температура холодной воды в теплый период года tcs=15°C;
- коэффициент принимаемый равным 08 (для курортных и южных городов =12-15).
Годовой график тепловой нагрузки по продолжительности строится на основании данных о повторяемости температур наружного воздуха и данных табл.3.2.
В качестве примера рассмотрим рассмотрим расчет одного холодного месяца – январи и одного теплого – июль.
nмес =2678400 с; tср.мес. =-149°С
Средняя тепловая нагрузка на отопление:
Qoмес=54339*20--14920--35*2678400=924*109 кДж
Средняя тепловая нагрузка на вентиляцию:
Qvмес=6074*20--14920--35*2678400=69*109кДж
Средняя тепловая нагрузка на горячее водоснабжение:
Qhmмес=8415*2678400=225*109кДж
Суммарная тепловая нагрузка:
Q=924+69+225*109=1218*109 кДж
nмес =2678400 с; tср.мес. =189°С
Qhms=8415*55-1555-5*08=5386кДж
Qhmмес=5386*2678400=136*109кДж
Результаты расчетов среднемесячных тепловых нагрузок представлен в табл.3.3.
Среднемесячные тепловые нагрузки
Расчет качественного регулирования тепловой нагрузки
1. Выбор схемы присоединения подогревателей горячего водоснабжения
Принимается схема присоединения подогревателей горячего водоснабжения. Схема присоединения назначается в зависимости от соотношения Qh maxQomaxтепловых нагрузок жилого района [2]. При Qh maxQomax=02÷1 – принимается двухступенчатая смешанная в остальных случаях – параллельная схема.
Qh maxQomax=2019654339=037 – принимаем двухступенчатую смешанную схему.
2. Отопительный график температур в тепловой сети
Строится отопительный график температур качественного регулирования отпуска в тепловой сети. Графики температур в подающем и обратном трубопроводах тепловой сети строится по формулам [7].
где 1 2- текущие температуры теплоносителя соответственно в подающем и обратном трубопроводах тепловой сети °С;
Qo- относительный тепловой поток Qo=QoQo
Qo- тепловой поток на отопление зданий при tн Вт;
tн- текущая температура наружного воздуха °С;
t' - температурный напор в нагревательных приборах местной системы отопления на расчетном режиме °C:
'- расчетная температура теплоносителя в обратном трубопроводе тепловой сети (после системы отопления) 2'=70;
'- температура воды после элеватора на расчетном режиме 3'=95;
'- перепад в температурной сети на расчетном режиме °С '=1'-2';
'- расчетная температура теплоносителя в подающем трубопроводе тепловой сети °С; принимается по табл.2.2;
'-перепад температур в местной системе отопления на расчетном режиме °С; '=3'-2'.
Графики должны быть построены не менее чем по 5 точкам при различных значениях 0 от 1 с шагом 02. График температур в подающем трубопроводе строится так же как и для подающего магистрального трубопровода от ТЭЦ до смесительной ситуации с заменой 1' на 1 маг'.
Например при Q = 02 :
t = 05*(95+70)-20=625 °С;
маг'=20+625*0208+180-70-252*02=567 ;
'=20+62.5*0.208*120-70-252*02=447;
'=447-120-70*02=347.
Температура теплоносителя в тепловой сети.
Для удовлетворения нагрузки на горячее водоснабжения в осенневесенний период предусматривается перелом графика при 1''=70.
Температуры наружного воздуха tн'' и воды в обратном трубопроводе 2'' в точке излома определяется графически.
Гидравлический режим.
Гидравлическим режимом определяется взаимосвязь между расходом теплоносителя и давлением в различных точках системы. Пьезометрический график позволяет: определить напоры в подающем и обратном трубопроводах а также располагаемый напор в любой точке тепловой сети; с учетом рельефа местности располагаемого напора и высоты зданий выбрать схемы присоединения потребителей; подобрать авторегуляторы сопла элеваторов дроссельные устройства для местных систем теплопотребления; подобрать сетевые и подпиточные насосы.
Пьезометрические графики строим для статического и динамического режимов системы теплоснабжения. (рис 2)
Разработка пьезометрического графика начинается со статического режима. При статическом состоянии системы то есть при выключенных сетевых и подкачивающих насосах давление должно обеспечить заполнение водой трубопроводов а также местных систем и оборудования источника теплоты гидравлически связанных тепловой сетью. Кроме того напор в любой точке системы не должен превышать допустимых значения по прочности пределов. Предельные значения напоров для некоторых типов оборудования источника теплоты и местных систем приведены в [5 6 8]. Для чугунных радиаторов систем отопления в частности допустимый напор составляет 60 м трубопроводов тепловых сетей 160 м подогревателей горячего водоснабжения 100м оборудования ТЭЦ 200 м.
Статический напор на графике характеризуется горизонтальной линией проходящей на 5 м выше верхней точки рельефа или одного из элементов системы теплоснабжения гидравлически связанного с ней
Для статического режима напор на отметке 565м - на 5 м выше самого высокого здания.
условие заполнения системы: Hобрл.с. = 565 – 515 = 5м - выполняется
условие по допустимым напорам: Нобрст = 565-10 = 466 м 60 – выполняется.
2 Динамический режим
Затем строим графики напоров для динамического режима. При построении предварительного пьезометрического графика потери давления в трубопроводах определяются исходя из следующих значений удельных потерь напора на трение Rуд.
а) на участках главной магистрали 50 80 Пам (в расчётах принимаем Rуд=80 Пам);
б) на ответвлениях - по располагаемому перепаду давления но не более 30 ммм.
где - располагаемый напор в точке присоединения ответвления (разность отметок подающего и обратного пьезометров в этой точке) м;
- потери напора в абоненте м (в проекте =30 м)
- длина ответвления по двум трубопроводам м.
Потери давления в трубопроводах находим по формуле:
где - длина трубопровода м.
Получаем предварительный график напоров. Далее проверяем выполнение условий.
а) напор в подающем трубопроводе тепловой сети должен обеспечивать не вскипание воды при ее максимальной температуре (SYMBOL 116 f "Symbo
б) все системы присоединенные к тепловой сети должны быть заполнены водой т.е. напор в любой точке обратного трубопровода и местных систем гидростатическим связанных с тепловой сетью должен быть избыточным ( не менее 3-5 м);
в) напор в любой точке тепловой сети не должен превышать допустимого для оборудования и трубопроводов присоединенных в этой точке: для трубопроводов тепловых сетей 160 м для оборудования ТЭЦ 160м;
г) напор в тепловой сети должен обеспечивать требуемую циркуляцию теплоносителя.
Построение динамического режима:
Принимаем напор подпиточного насоса Нпп = 10 м;
Принимаем удельные потери напора на трение Rуд= 8ммм на участке от СС до ТЭЦ Rуд= 5 ммм:
Нобр ТЭЦ= 10000*0005=50м
Расчетный перепад напоров у последнего абонента: Наб=30м
Потери напора в подающем трубопроводе равны потерям напора в обратном трубопроводе: Нобр=Нпод=20 м; Нобр ТЭЦ=Нпод ТЭЦ=50м
Потери напора на ТЭЦ: НТЭЦ=20 м
Напор обеспечивающий невскипание теплоносителя: Ннк=18м при =120°С Ннк=93 м при =180°С.
Условие заполнения: Нобрмин=40-30=10м>5 м – выполняется;
По допустимым напорам:
Нобрдоп=110-23=87м >60м – не выполняется;
Нподдоп=210-30=180м>160м – не выполняется;
Нпод ТЭЦ=230-30=200м>160 – не выполняется;
Так как напоры в системе выше допустимых принимаем решение о установке подкачивающих насосов на обратной (2) магистрали. После этого заново проверяем условия:
Нобрдоп=65-23=42м 60м – выполняется;
Нподдоп=165-30=145м160м – выполняется;
Нпод ТЭЦ=185-30=155м160 – выполняется;
Условие невскипания:
Ннк=115-128=-13м5м – не выполняется;
На подающей магистрали устанавливаем дросселирующие устройство и подкачивающий насос.
Ннк=135-128=7м>5м – условие выполняется.
Найдем Rуд для ответвления:
=((115-60)-30) (2*1740)=7ммм=0007*1740=125м
Гидравлический расчёт
Основной задачей гидравлического расчета является определение диаметров трубопроводов а также потерь давления на участках тепловых сетей. По результатам гидравлических расчетов разрабатывают гидравлические режимы систем теплоснабжения подбирают сетевые и подпиточные насосы авторегуляторы дроссельные устройства оборудование тепловых пунктов.
Гидравлический расчёт выполняем в следующей последовательности:
определение расходов теплоносителя по участкам;
выполнение предварительного гидравлического расчёта (без учёта потерь на местные сопротивления);
расстановка неподвижных опор компенсаторов задвижек;
окончательный гидравлический расчёт;
построение окончательного пьезометрического графика;
увязка потерь напоров в ответвлениях.
1 Определение расходов теплоносителя по участкам
Производится разбивка тепловой сети на участки. На каждом участке определяются тепловые нагрузки .
Суммарный расчётный расход теплоносителя на каждом участке жилого района определяется по формуле
где - расчётный расход теплоносителя на отопление кгс
расчётный расход теплоносителя на вентиляцию кгс
средний расход теплоносителя на горячее водоснабжение кгс; принимается по [2]
при двухступенчатой схеме присоединения подогревателей
Здесь - температура нагреваемой воды после нижней ступени подогрева
k3 - коэффициент учитывающий долю среднего расхода на горячее водоснабжение; коэффициент k3 определяется для каждого участка в зависимости от величины теплового потока.
В соответствии с [2] при регулировании по нагрузке отопления для систем теплоснабжения с тепловым потоком 100 МВт и более k3=1 при тепловом потоке менее 100 МВт k3=12.
Для потребителей не имеющих баков-аккумуляторов при QhmaxQomax > 1 а также с тепловым потоком 10 МВт и менее суммарный расчётный расход воды следует определять по формуле
где – максимальный расчётный расход теплоносителя на горячее водоснабжение кгс. При смешанной двухступенчатой схеме присоединения подогревателей
При расчете расхода теплоносителя на участке от ТЭЦ до смесительной станции вместо 1’ подставляем 1’ маг
Определим расходы для участка 5-6:
Так как на данном участке тепловой поток менее 10МВт значит: кгс;
Тепловые нагрузки по участкам тепловой сети
2. Предварительный гидравлический расчёт
Гидравлический расчет производится для главной магистрали от ТЭЦ до наиболее удаленного потребителя и одного ответвления. Предварительный гидравлический расчёт выполняется без учёта потерь в местных сопротивлениях. При выборе диаметра труб для главной магистрали в предварительном расчёте следует исходить из величины удельных потерь на трение Rуд определяемое на основе предварительного пьезометрического графика.
Зная расходы теплоносителя на участках и средние удельные потери на трение находим внутренний диаметр dвн трубопровода и соответствующие Rуд. Расчётные формулы по [7]:
где Gd– расход теплоносителя на участке кгс;
Rуд- удельные потери Пам;
dвн - внутренний диаметр м.
По вычисленному значению подбирается стандартный диаметр по которому уточняется величина . Минимальный диаметр трубопроводов тепловой сети – 32 мм. Предварительный гидравлический расчёт сводим в табл. 6.2.
Предварительный гидравлический расчет
Расчетные расходы теплоносителя кгс
3. Расстановка неподвижных опор компенсаторов задвижек
После проведения предварительного гидравлического расчёта производим расстановку неподвижных опор определяем типы компенсаторов производим их расстановку на участках. Допустимые расстояния между неподвижными опорами зависят от типа компенсатора и диаметра трубопровода принимаем по [8]. Установку задвижек предусматриваем на выводе тепловой сети от источника теплоты в узлах на трубопроводах ответвлений а также в узлах трубопроводов тепловых сетей к отдельным зданиям. По [2] при длине ответвлений к отдельным зданиям до 30 м и при dу 50 мм допускается запорную арматуру на этих трубопровода не устанавливать; при этом следует предусматривать запорную арматуру обеспечивающую отключение группы зданий с суммарной тепловой нагрузкой не превышающей 06 МВт.
Схема тепловой сети с расстановкой неподвижных опор компенсаторов задвижек и указанием диаметров участков приведена на рис.3. В соответствии с разработанной схемой тепловой сети составляем перечень местных сопротивлений и их эквивалентных длин по участкам (см. табл. 6.3).
Местные сопротивления
Вид местных сопротивлений
задвижка отключающая
П-образный компенсатор
тройник при делении потока
сальниковый компенсатор
Сальниковый компенсатор
Отключающая задвижка
Секционирующие задвижки
Тройник при слиянии потока
Рис.3 Схема тепловой сети
4. Окончательный гидравлический расчёт
После определения эквивалентных длин местных сопротивлений по участкам и данным табл. 5.3 выполняем окончательный гидравлический расчёт который сводим в табл. 3.4
Пример расчета для участка 5-6:
Gd=26 кгс; Rуд=76 Пам;
Н=10564+27329=37891Па.
По данным таблицы 5.4 строится окончательный пьезометрический график главной магистрали и ответвления. Производится увязка потери напора в ответвлении. При необходимости следует предусмотреть установку диафрагмы. Диаметр отверстия do диафрагмы рассчитывается по формуле:
где G-расчётный расход теплоносителя на участке установки дроссельной шайбы кгс;
- избыточный перепад напора м который необходимо погасить в шайбе
Здесь - располагаемый напор в точке присоединения ответвления (разность отметок подающего и обратного пьезометров в этой точке) м;
- потери напора в ответвлении м.
Диаметр шайбы принимаем не меньше 5 мм во избежание засорения отверстия.
=(115-60)-2*125-30=0м
Т.к. НИЗБ 2м то дроссельная шайба не требуется.
После построения окончательного пьезометрического графика производим подбор насосного оборудования.
Зимние сетевые насосы. Производительность насоса равна расчётному расходу теплоносителя на магистральном участке тепловой сети. Рабочий напор насосов определяется по пьезометрическому графику.
К установке принимаем насос марки 14СД-6(1-рабочий; 1-резервный).
Параметры работы насоса:
- производительность G=350 м3ч;
- коэффициент полезного действия =70%;
- частота вращения электродвигателя n=1450 обмин;
- мощность электродвигателя N=400кВт.
Летние сетевые насосы. Подача берётся из условия удовлетворения нагрузки горячего водоснабжения в тёплый период года и рассчитывается по формуле
где - максимальный расход теплоносителя на горячее водоснабжение кгс.
При определении напора летних сетевых насосов используют квадратичный закон изменения потерь напора при изменении расхода воды
где - расчётный пьезометрический напор сетевых насосов в зимний период м;
- суммарный напор подкачивающих насосов в зимний период м;
- подача зимних сетевых насосов кгс.
Hпн=(90-60)+(66-60)+(63-54)+(160-140)=65м
(145+65)*(435650)2=93 м
К установке принимаем насос марки СЭ500-70(1- рабочий; 1- резервный). Параметры работы насоса:
- производительность G=435ч;
- коэффициент полезного действия =80 %;
- частота вращения электродвигателя n=1470 обмин;
- мощность электродвигателя N=100 кВт.
- диаметр рабочего колеса Dк=250 мм
Подпиточные насосы. Подачу подпиточных насосов принимают равной расходу воды на компенсацию утечки из тепловой сети численно равной 075 % фактического объёма воды в трубопроводах тепловых сетей и присоединенных к ним системах отопления и вентиляции зданий. Объём воды в системе теплоснабжения принимается равным 65 м3 на 1 МВт расчётного теплового потока [2].
Напор подпиточного насоса определяется из условия обеспечения статического режима и проверяется для условий динамического режима.
где - напор подпиточных насосов по пьезометрическому графику м;
- потеря напора в подпиточной линии химводоочистки =20 м.
Где Vс.т. = 65 м3МВт*688 МВт = 4472 м3 – объём воды в системе теплоснабжения. Gппн = 075 % Vс.т. =000754472= 335 м3ч
Так как разница напоров подпиточных насосов при статическом и динамическом режимах значительна то принимаем к установке 2 группы.
Для статического режима устанавливаем 2 (1- рабочий 1-резервный) насоса К9055 подключенных последовательно с характеристиками:
- производительность G=34 м3ч;
- коэффициент полезного действия = 50 %;
- частота вращения электродвигателя n=2900 обмин;
- диаметр рабочего колеса Dк=135 мм
- мощность электродвигателя N=10 кВт.
Для динамического режима к установке принимаем 2 (1- рабочий 1-резервный) насоса марки К9020. Параметры работы насоса:
- диаметр рабочего колеса Dк=136 мм
- производительность G=32 м3ч;
- коэффициент полезного действия = 35 %;
- мощность электродвигателя N=3 кВт.
Подкачивающие насосы.
Подача равна расчетному расходу теплоносителя на участке где установлены насосы. Напор на 10 м больше требуемого по пьезометрическому графику.
Подающий трубопровод:
)Н=(160-140)+10=30м; Gсн=180 кгс=648 м3ч
Выбираем насосы марки Д-32070 (2-рабочих 1-резервный). Параметры работы насоса:
- диаметр рабочего колеса Dк=230 мм
- производительность G=325 м3ч;
- коэффициент полезного действия = 70 %;
- частота вращения электродвигателя n=980 обмин;
- мощность электродвигателя N=30 кВт.
)Н1=(90-60)+10=40м; Gпн1=180 кгс=648 м3ч
Выбираем насосы марки 12Д-9 (2-рабочих 1-резервный). Параметры работы насоса:
- диаметр рабочего колеса Dк=395 мм
- мощность электродвигателя N=60 кВт.
)Н2=(673-603)+10=17м; Gпн2=174 кгс=626 м3ч
Выбираем насосы марки К29018 (2-рабочих 1-резервный). Параметры работы насоса:
- диаметр рабочего колеса Dк=255 мм
- производительность G=280 м3ч;
- коэффициент полезного действия = 80 %;
- мощность электродвигателя N=23 кВт.
)Н3=(636-546)+10=19м; Gпн3=130кгс=468 м3ч
- диаметр рабочего колеса Dк=268 мм
- производительность G=235 м3ч;
- мощность электродвигателя N=22 кВт.
Смесительные насосы.
Подача определяется как разность расчетных расходов теплоносителя до и после смесительной подстанции:
Gсн=2132+1116-1695=1553кгс=559м3ч
Выбираем насосы марки 6НДв (2-рабочих 1-резервный). Параметры работы насоса:
- диаметр рабочего колеса Dк=380 мм
- коэффициент полезного действия =70 %;
- мощность электродвигателя N=40 кВт.
Механическое оборудование и строительные конструкции тепловой сети.
1. Расчёт компенсаторов.
При выполнении курсового проекта рассчитываем один П-образный компенсатор и один сальниковый.
) П-образный компенсатор.
14700259080l= 375 м.
57400259080l= 375 м.
Рис. 3 Расчётная схема участка 2-3 для расчета П-образного компенсатора К1.
Величина теплового удлинения определяется по формуле:
где - коэффициент линейного расширения для стали =12*10-5 м(м0С);
-максимально возможная температура теплоносителя 0С; принимаем
tст- минимально возможная температура стенки трубы 0С по [2] принимается tст = tо; принимаем tст = - 35 0С.
Расчетное тепловое удлинение трубопроводов l мм для определения размеров гибких компенсаторов следует определять по формуле
где - коэффициент учитывающий релаксацию компенсационных напряжений и предварительную растяжку компенсатора в размере 50% полного теплового удлинения при температуре теплоносителя t = 4000С. [2].
По справочнику [5] подбираем П-образный компенсатор с размерами:
Dу=125мм Dн=133 мм Н=15 м b=2970мм с=1310мм d=440 мм е=250 мм f=300 мм R=530 мм l=832 мм L=5.08м l=100 мм.
1490049530002) Сальниковый компенсатор
00450259080004914900219710Н6
85900259080004229100255905003829050126365С
004502965450038957259525К5
Рис.4. Расчётная схема участка 7-8
Диаметр трубопровода равен 250мм расстояние между неподвижными опорами lно=75м.
-19050286385Величина теплового удлинения l м определяется по формуле:
По величине теплового расширения подбираем компенсатор односторонний 250-25 Т1.10.
2. Каналы тепловой сети
В проекте предусматривается подземная прокладка трубопроводов в непроходных каналах. Минимальное расстояние между трубопроводами и ограждающими конструкциями в свету принимаются по [2]. Типы каналов выбираются в зависимости от диаметров труб с минимально-допустимых расстояний между строительными конструкциями и трубопроводами [2].
Расчёт размеров и выбор каналов сведён в табл. 5.1. рис. 6
Размеры канала определяются следующим образом:
Ар=2l1+ 2(dу +2из) + l2
Вр=l3+(dу +2из) + l4
где А – ширина канала мм;
В – высота канала мм;
dу - условный диаметр трубопровода мм;
из - толщина тепловой изоляции принимаем 100мм.
Для примера рассчитаем размеры канала для диаметра 70мм:
Толщина изоляции мм
Н=l3+(dн +2из) + l4=50+(70+2*100)+100=420мм.
По [6] подбираем стандартные значения каналов.
3 Опоры трубопроводов:
Подвижные опоры трубопроводов тепловых сетей разрабатываем для промежутка между неподвижными опорами на участке 7-8 длиной 75 м условным диаметром 250 мм.
рис. 9 Расчет подвижных опор
Определяем максимально допустимое расстояние между подвижными опорами м:
где W – момент сопротивления трубы м3 W = 01*(dн4- dвн4) dн;=01(02734-02594)0273=38*10-4
dн – наружный диаметр трубопровода м;
н – допускаемое напряжение для стали н =126*106 Па;
q – вес одного метра трубопровода с теплоносителем и изоляцией
в зависимости от диаметра q=1220Нм.
Количество подвижных опор определяется в зависимости от допустимого расстояния между ними:
где l –длина участка.
Выбираем тип подвижных опоры:
-опоры скользящие ( серия 4.903-10 выпуск 5): Dу=175-600 мм; L=170мм; Н=150мм; Т13.13-Т13.39.
Рис 10. схема для расчета неподвижной опоры Н 13
В нашем случае на неподвижную опору действуют следующие усилия: сила трения в подвижных опорах Nпо сила трения в сальниковых компенсаторах NСКБ и NСК для расчета принимаем большую из сил.
Сила трения в неподвижных опорах рассчитывается по формуле:
Nпо=*q*lHО = 03*1220*75 =27450Н
Здесь - коэффициент трения; для скользящих опор = 03.
В качестве расчетной силы трения в сальниковых компенсаторах принимаем большую из сил NСКБ и NСКН:
NСКБ = 4000*nБ* NСКН= 2*РР* lНС*dK*C*
где nБ –число болтов компенсатора nБ = 4шт;
dK – наружный диаметр стакана компенсатора dK = 0273 м;
C – коэффициент трения набивки о метал C= 015;
РР –рабочее давление теплоносителя определяемое по графику напоров
на выходе из ТЭЦ РР =135000 Па=135*106Па;
АН - площадь поперечного сечения набивки
АН =0785*(dсв2-dк2)= 0785*(03252-02732)=0024 м2.
NСКБ = (4000*4*012*0273*015*314) 0024 =10287Н ;
NСКН= 2*135*106* 012*0259*015*314=41661Н.
Неуравновешенные силы внутреннего давления в опоре не возникают так как диаметр труб с обеих сторон одинаков.
Так как силы действующие на опору с обеих сторон равны то горизонтальная осевая нагрузка на неподвижную опору определяется как сумма сил с одной стороны опоры с коэффициентом 03. Таким образом:
Rно = 03*(Nпо+ NСКН)=03*(27450+41661)=20733Н
В зависимости от диаметра трубопровода и от Rно по [6] определяем тип неподвижной опоры : лобовая неподвижная опора ( серия 4.903-10 выпуск 4) двухсторонняя тип 1 DН=108-1420мм; Т4.01-Т4.18.
В ходе данного курсового проекта происходило усвоение теоретический материал курса «Теплоснабжение» мы получили практические навыки расчета систем теплоснабжения приобрели опыт работы со справочной нормативной и специализированной литературой.
На основе данных взятых из курсовой работы были построены отопительные графики температур качественного регулирования отпуска теплоты в тепловой сети.
Так как системы теплоснабжения представляют собой взаимосвязанный комплекс потребителей тепла отличающихся как характером так и величиной теплопотребления поэтому режимы расходов тепла многочисленными потребителями неодинаковы. Тепловая нагрузка отопительных установок изменяется в зависимости от температуры наружного воздуха оставаясь практически стабильной в течение суток. Расход тепла на горячее водоснабжение и для ряда технологических процессов не зависти от температуры наружного воздуха но изменяется как по часам суток так и по дням недели.
В этих условиях необходимо искусственное изменение параметров и расхода теплоносителя в соответствии с фактической потребностью абонентов. Необходимо обеспечить расчетную температуру горячей воды у водоразборного прибора потребителя которая должна быть не менее 600С. Следовательно получаем точку излома температурного графика.
Регулирование повышает качество теплоснабжения сокращает перерасход тепловой энергии и топлива.
Полученные из графика температур данные используем для определения расчетных расходов теплоносителя.
При проектировании тепловых сетей основная задача гидравлического расчета состоит в определении диаметров труб по заданным расходам теплоносителя и располагаемым перепадам давлений во всей сети или в отдельных ее участках для того чтобы обеспечить располагаемое давление и соответственно обеспечить расчетный расход теплоносителя у каждого потребителя.
Результаты гидравлического расчета используются для построения пьезометрических графиков выбора схем абонентских вводов подбора насосного оборудования и других целей.
Пьезометрический график строится для разработки режимов работы системы т.е. для определения давлений при статическом режиме (выключенных сетевых и подкачивающих насосах) и при динамическом и для того чтобы определить давление которое обеспечит заполнение системы водой невскипание воды в подающем трубопроводе при ее максимальной температуре не будет превышать давления допустимого для оборудования и трубопроводов и обеспечит требуемую циркуляцию и расход теплоносителя.
При построении продольного профиля теплосети определяются допустимые уклоны для трубопроводов тепловой сети определяются места и допустимые расстояния между трубопроводом и другими коммуникациями и определяются места опорожнения трубопроводов тепловой сети и места выпуска воздуха. Места опорожнения устраиваются в нижних точках теплосети а места выпуска воздуха - в верхних точках. В этих местах на трубопроводах тепловой сети устраивают камеры для доступа и обслуживания.
Библиографический список
СНиП 23.01-99 Строительная климатология и геофизика. Нормы проектирования. М.: ГП ЦПП 1996. 140 с.
СНиП 41.02.2003. Тепловые сети. М.: ГП ЦПП 1997. 48 с.
СНиП 2.08.01-89*. Жилые здания. М.: ГП ЦПП 1996. 15 с.
Наладка и эксплуатация водяных тепловых сетей: Справочник В.И.Манюк Я.И.Каплинский Э.Б.Хиж и др. 3-е изд. перераб. И доп. М.: Стройиздат 1988. 432 с.
Водяные тепловые сети; Справ. Пособие по проектированию И.В.Беляйкина В.П.Витальев Н.К.Громов и др. М: Энергоатомиздат 1988. 376 с.
Соколов Е.Я.. Теплофикация и тепловые сети. М.: Энергоатомиздат 1982. 360 с.
Теплоснабжение: Уч.пособие для студентов вузов Под ред. В.Е.Козина и др.М.: Высшая школа 1980. 408 с.
Теплоснабжение: Задания и методические указания по выполнению курсовой работы курсового проекта и практических занятий Ю.И. Толстова Е.В.Михайлишин Е.А.Маляр. Екатеринбург: изд. УГТУ 2000. 32 с.
Теплоснабжение: Задания и примеры графического оформления в курсовом и дипломном проектировании Ю.И. Толстова О.Б.Кошелева. Екатеринбург: УГТУ-УПИ. 2001. 27 с.
ГОСТ 21.605–82. Сети тепловые. Рабочие чертежи. М.: Стандарты 1982. 10 с.
СНиП 2.04.14-88*. Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов. М.: ГП ЦПП 1998. 28 с.

Д.С.270109.47071 8в-КП 270109.47071 8в-КП.cdw

Д.С.270109.47071 8в-КП
Теплоснабжение жилого района
Монтажные схемы камер.
Монтажные схемы камер
УТ3 УТ4 УТ6 УТ13 УТ15

Теплоснабжение 8в (-35) 1 лист.cdw

На участке от ТЭЦ до смесительной
станции расположено 10 секционирующих
задвижек через 1000 м в камерах типа
УТ16 сальниковых компенсатора
Д.С.270109.47071 8в-КП
Теплоснабжение жилого района
Кафедра теплогазоснабжения
Монтажные схемы камер.
Кварталы 9-этажной застройки
Кварталы 5-этажной застройки
Кварталы 1-2-этажной застройки
Условные обозначения:
расход теплоноссителя
узел теплофикационный
П-образный компенсатор
сальниковый компенсатор
тип каналаширина и высота см
площадь чисо жителей и номер квартала
Монтажные схемы камер
УТ3 УТ4 УТ6 УТ13 УТ15

Д.С.270109.47071 8в-КП 270109.47071 8в-КП.pdf

Монтажные схемы камер
УТ3 УТ4 УТ6 УТ13 УТ15
Д.С.270109.47071 8в-КП
Изм. Кол.уч.№док.Дата
Руководитель Михайлишин
Консультант Михайлишин
Заф. кафедрой Ширяева Н.П.
Теплоснабжение жилого района
Монтажные схемы камер.