Теплоснабжение жилого микрорайона г. Волгоград

теплогаз.dwg

Теплоснабжение жилого микрорайона г. Волгоград
Теплогазоснабжение с основами теплотехники
график расхода теплоты и продолжительности тепловой нагрузки
хар-ки сальниковых компенсаторов
План сети (М 1:2500)
График расхода теплоты и продолжительность тепловой нагрузки
График центрального качественного регулирования
Хар-ка П-образного компенсатора
Хар-ка сальниковых компенсаторов
Схема сальникового компенсатора
Схема П-образного компенсатора

Теплогаз курсач1.docx

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Факультет инженерных систем и сооружений
Кафедра теплоснабжение и нефтегазового дела
«Теплогазоснабжение с основами теплотехники»
«Теплоснабжение жилого микрорайона г. Волгоград»
Ф.И.О Группа Подпись
Климатическая характеристика района6
Расчёт тепловых нагрузок6
1 Определение наружных объёмов зданий и числа жителей6
2 Максимальные нагрузки7
3.2 Отопление и вентиляция8
3.1 Горячее водоснабжение (ГВ)9
3.2 Отопление и вентиляция11
4 Годовые нагрузки12
5 Выбор схемы присоединения подогревателей ГВ12
Графики расхода тепла и продолжительности тепловой нагрузки13
1 Построение графика часового расхода тепла.13
2 График годового расхода тепла по продолжительности стояния наружных температур воздуха14
График центрального качественного регулирования16
Расчёт расходов воды в сети.18
Составление расчётной схемы. Предварительный гидравлический расчёт18
2Бланк гидравлического расчёта18
Механические расчёты сети20
1 Расчёт П-образного компенсатора21
2 Расчёт одностороннего сальникового компенсатора21
Список используемой литературы .. 24
Трудно назвать отрасль народного хозяйства в которой не применялась бы тепловая энергия. Обеспечение нормальных микроклиматических условий в помещениях жилых общественных зданий и зданий промышленного назначения обеспечение нормального хода технологических процессов в промышленности обеспечение чистоты атмосферы в помещениях и на рабочих местах — далеко не полный перечень сторон разнообразной деятельности и жизни человека требующих применения тепловой энергии. Поэтому так остро поставлены вопросы развития техники теплогазоснабжения и вентиляции.
В настоящее время большое значение придается вопросам сохранения здоровья и оздоровления населения. Эту задачу должна решить совместно с другими отраслями науки и техники вентиляция занимающаяся обеспечением чистоты атмосферы в помещениях зданий и сооружений а также очисткой воздуха выбрасываемого из помещений в окружающую среду.
Основой энергоснабжения жилых общественных и промышленных зданий является газоснабжение. Газ как топливо используется для выполнения технологических процессов на производстве для приготовления тепловой энергии на теплостанциях для приготовления пищи и т.д. поэтому в настоящее время добыче транспорту и рациональному использованию газообразного топлива придается большое значение.
Климатическая характеристика района
Данные по расчётным температурам для проектирования отопления t0C вентиляции tвC средней температуры наружного воздуха за отопительный период tср.о.C в продолжительности отопительного периода n сут скорости ветра за отопительный период V мс принимается согласно [1] (см. табл. 2.1.)
Климатические данные района проектирования г. Волгоград
Справочные данные по продолжительности стояния наружных температур воздуха принимают согласно [2] [3] (см. табл. 2.2.)
Данные по повторяемости стояния наружных температур воздуха за отопительный период
Повторяемость температур наружного воздуха ч
Расчёт тепловых нагрузок
1 Определение наружных объёмов зданий и числа жителей
По выданному ген. Плану с учетом масштаба необходимо определить площадь зданий в плане и наружные объёмы зданий высоту этажа принимаем 3 м. Результаты вычислений заносим в таблицу 2.1.
Характеристика зданий микрорайонов
Норма площади м2чел.
2 Максимальные нагрузки
При отсутствии проектных данных максимальный тепловой поток может быть определён по формуле [4]:
Qо max = αqоVн(ti – t0)kтп 10-6 (Гкалч) (2.1)
t0 – расчётная температура наружного воздуха для проектирования отопления (см. табл. 1.1.);
α – поправочный коэффициент учитывающий район строительства здания;
Vн – объём здания по наружному обмеру (надземная часть);
kтп – повышающий коэффициент для учёта потери теплоты теплопроводами проложенными в неотапливаемых помещениях;
t для административных зданий 18-20C; для детских садов 20C; для школ 16C) [5]
qо – удельная отопительная характеристика здания (принимается для жилых зданий по табл. 3 для общественных зданий по табл. 4)
Расчёт сводим в таблицу 2.2.
Расчёт максимальных тепловых нагрузок на отопление
Определяем расчётную часовую тепловую нагрузку при точной вентиляции общественных зданий по укрупнённым показателям:
Qв max = αqвVн(ti – tв)10-6 (Гкалч) (2.2)
qв – удельная тепловая вентиляционная характеристика здания определяется по таблице 4
tв – расчётная температура наружного воздуха для проектирования вентиляции [6].
Результаты расчёта представлены в таблице 2.3.
Максимальные тепловые нагрузки на вентиляцию
3.1 Горячее водоснабжение (ГВ)
Средний тепловой поток на ГВ в отопительный период определяется по формуле:
Qhз = gитhNcρ(th-tсз)(1+Kтп)10-62436 МВт (2.3)
Kтп – коэффициент учитывающий тепловые потери системы ГВ. (В систему ГВ входят стояки циркуляционные трубопроводы полотенцесушители). Для системы ГВ с полотенцнсушителями неизолированными стояками без наличия наружных сетей ГВ на балансе потребителя принимают Kтп = 03.
gитh – удельная норма расхода воды на единицу измерения. Для жилых зданий принимают gитh = 105 лсутчел;
для детских садов gитh = 25 лсутчел;
для школ gитh = 6 лсутчел;
для административных зданий gитh = 5 лсутчел.
N – число людей детей учащихся..
c – теплоёмкость воды c = 4187 кДжкгС.
ρ – плотность горячей воды ρ = 1 кгл.
th – средняя температура горячей воды. Для закрытых систем принимают th = 55С.
tсз – температура холодной воды в отопительные период принимается tсз = 5С.
Средний тепловой поток в неотопительный период определяется по формуле:
Qhл = gитhNcρ(th-tсл)(1+Kтп)10-62436 МВт (2.4)
tсл – средняя температура холодной воды в неотопительный период принимается tсл = 15С.
– коэффициент учитывающий изменения среднего расхода воды на ГВ в неотопительный период по отношению к отопительному; = 08.
Результаты расчёта представлены в таблице 2.4.
Средние нагрузки горячего водоснабжения
Определим максимальный тепловой поток на ГВ в зимний и летний период по формулам:
Qгвзmax = 24ΣQhз (2.5)
Qгвлmax = 24ΣQhл (2.6)
Qгвзmax = 241379 = 3309
Qгвлmax = 241106 = 2654.
Составляем итоговую таблицу расчёта расходов тепла микрорайона (сумма максимальных расходов на отопление вентиляцию и среднего зимнего на ГВ). Расчёт представлен в таблице 2.5.
Расчётные тепловые нагрузки
Наименование потребителя
Расчётный тепловой поток МВт
Суммарная расчётная тепловая нагрузка микрорайона составляет 10787МВт.
тепловой сеть отопительный район
3.2 Отопление и вентиляция
Средний тепловой поток на отопление определяется по формуле:
Qо ср = Qо max (ti – tср о)( ti – tо) (2.7)
где tср о – средняя температура наружного воздуха за отопительный период.
Средний тепловой поток на вентиляцию определяется по формуле:
Qв ср = Qв max (ti – tср о)( ti – tв) (2.8)
Результаты расчётов средних нагрузок представлены в таблице 2.6
Итоговая таблица средних тепловых нагрузок
Средний тепловой поток МВт
Годовую нагрузку микрорайона на отопление находим по формуле:
Qо = 24nQо ср МВт (2.9)
где n – продолжительность отопительного периода сут.
Qо = 241783847 = 1643439 МВт
Годовую нагрузку микрорайона на вентиляцию находим по формуле:
Qв = znQ в ср МВт (2.10)
где z – усреднённое за отопительный период число часов работы системы вентиляции общественных зданий принимается z = 16 ч.
Qв = 161780765 = 217872 МВт
Годовую нагрузку микрорайона на ГВ находим по формуле:
Qгв = 24nQhз + 24(350-n)Qhл МВт (2.11)
где 350 – число суток работы системы ГВ в году.
Qгв = 241781379 + 24(350-178)1106 = 1045666 МВт
Находим суммарный расход тепла микрорайона за год:
Q = Qо + Qв + Qгв (2.12)
Q = 1643439 + 217872 + 1045666 = 2906977 МВт = 29069 ГВт.
5 Выбор схемы присоединения подогревателей ГВ
Схема присоединения подогревателей ГВ в закрытых системах теплоснабжения выбирается в зависимости от соотношения максимального теплового потока на ГВ в отопительный период Qзгв max и максимального теплового потока на отопление Qо max
≤ Δ ≤02 – одноступенчатая схема;
≤ Δ ≤06 – двухступенчатая схема последовательная;
≤ Δ 1 – двухступенчатая схема параллельная.
Результаты выбора схемы подключения обогревателей представлены в таблице 2.7.
Схемы подключения обогревателей ГВ зданий
двухступенчатая параллельная
двухступенчатая последовательная
Графики расхода тепла и продолжительности тепловой нагрузки
1 Построение графика часового расхода тепла.
По оси абсцисс откладываем наружные температуры воздуха в интервале от +18С до tо.
Линия отопительной нагрузки: строим точки (18; 0) ( Qo max).
Линия вентиляционной нагрузки: строим точки ( Qв max).
Линия горячего водоснабжения: ( Qhз).
Для построения суммарного графика предварительно находим расходы на отопление при tн и +8С:
Qo(+8) = Qo max[(ti – 8)(ti – to)] (3.1)
Qo(+8) = 8198[(18–8)(18+25)] = 1906
Расход на вентиляцию при +8C:
Qв(+8) = Qв max[(ti – 8)(ti – tв)] (3.2)
Qo(+8) = 1210[(18 – 8)(18+14)] = 0378
+8: Qo(+8) + Qв(+8) + Qhз = 3663
2 График годового расхода тепла по продолжительности стояния наружных температур воздуха
Наносим на оси абсцисс значения из таблицы а также число часов работы в год систем ГВ (350 суток или 350.24 часов=8400 ч.) и число часов в году (365.24=8760 ч). В интервале продолжительности от n до 8400 нагрузка равна ГВ а 8400-8760 ч – ремонт.
Восстанавливаем перпендикуляры с оси температур к суммарной линии расхода теплоты и проводим горизонтальные до пересечения с перпендикулярами восстановленными из соответствующих точек стояния наружных температур. Далее соединяем полученные точки.
Повторяемость температур наружного воздуха
По найденным данным построим график:
График центрального качественного регулирования
Температуры сетевой воды в подающем трубопроводе 10 после системы отопления 20 после устройства смешения см в зависимости от наружных температур tн определяем по формулам:
= ti + (пр – ti)Qо^08 + (10 – пр)Qо^ (4.1)
= 10 – (10 – 20)Qо^ (4.2)
см = 10 – (10 – см)Qо^ (4.3)
где Qо^ = (ti – tн)( ti – tо)
Qо^ – относительная нагрузка системы отопления
ti – температура воздуха внутри помещения (=18С)
пр – средняя температура воды в отопительном приборе
– температура воды в подающей магистрали при tо (10 = 95С)
– температура обратной магистрали теплосети при tо
см – температура воды после устройства смешения (у потребителя).
Расчёт представлен в таблице 4.1.
Расчёт температурного графика
На графике проводим горизонтальную линию температуры 65С до пересечения с кривой 10. Получаем точку температурного излома. Проецируем полученную точку на ось наружных температур и по графику находим её значение. Получаем tн.и. температуру наружного воздуха в точке излома графика. Части кривых с левой стороны от tн.и. проводим штрихпунктирной линией. Из точек пересечения tн.и. с кривыми проводим горизонтальные линии влево и находим по графику их значения.
Расчёт расходов воды в сети.
Расход на отопление каждого здания определяется по формуле:
Gсо = 3600Qоmaxc(1 – 20) [тч] (51)
Расход на вентиляцию каждого здания определяется по формуле:
Gв = 3600Qвmaxc(1 – 20) [тч] (5.2)
Расход на горячее водоснабжение каждого здания определяется по формуле:
Gгв = [3600Qhзc(10(tн.и.) – 20(tн.и.))](tг – tI)( tг – tx) [тч] (5.3)
Суммарные расходы находим по формуле:
ΣG = G20 + Gгв + 12Gгв (7.4)
tг – температура горячей воды у потребителя tг = 55С
(tн.и.) = 5115С (по графику)
tI – температура нагреваемой воды после первой ступени нагрева принимается на 10С ниже температуры 20(tн.и.)
tI = 20(tн.и.) - 10С = 5115 – 10 = 4115С
Расчёт представлен в таблице 7.1.
Составление расчётной схемы. Предварительный гидравлический расчёт
На планах источник теплоснабжения обозначим треугольником то есть тепловая сеть начинается из него. Прокладку трубопроводов необходимо осуществлять параллельно дорогам и зданиям. Пересечение дорог и коммуникаций стараться делать под углом 90 градусов. Расстояние от трубы до зданий не менее 2 м до дороги - не менее 15 м стремится к меньшему числу тепловых камер. Вводы в здания располагать посередине.
2Бланк гидравлического расчёта
Выбирается расчетная магистраль как правило это самый удаленный от источника и нагруженный потребитель. Рисуем схему с расстановкой участков и указывает длины и расходы на каждом участке. Расставляем расходы сначала на дома а затем суммируем по всем участкам. Составляем план гидравлического расчета пользуясь таблицами "справочник проектировщика" (ст.118-121). По известным расходам на участке определяем диаметры труб потери напора и скорости воды на участке при этом соблюдая условия:
Для магистрали: W ≤ 15 мс; R ≤ 80 Пам;
Для ответвления: R ≤ 300 Пам.
Составляем бланк гидравлического расчета:
Таблица 7.2 Бланк гидравлического расчёта
Местные сопротивления
переход с 377 на 325
переход с 325 на 273
переход с 273 на 219
компенсатор сальниковый
переход с 219 на 194
переход с 325 на 194
П-образный компенсатор
переход с 219 на 133
переход с 194 на 133
Механические расчёты сети
1 Расчёт П-образного компенсатора
Определить размеры П-образного компенсатора и его реакцию для участка трубопровода Dн = 219 с длиной между неподвижными опорами L = 175. Расчётная температура теплоносителя 1 = 95С. Расчётная температура наружного воздуха при проектировании систем отопления tр.о. = -25С. Учесть при расчётах предварительную растяжку компенсатора.
Решение: Приняв коэффициент температурного удлинения α = 0012 мммС определим расчётное удлинение участка трубопровода по формуле:
ΔL = αL(1 - tр.о.) = 0012175(95+25) = 252 мм.
ΔLр = 05 ΔL = 126 мм.
По таблице 1 принимаем П-образный компенсатор имеющий компенсирующую способность ΔLк = 160 мм вылет H = 24м спинку c = 46 м.
По таблице 2 определим значение Pk:
Pk = 6425H-2155 097 кНсм
Определяем реакцию компенсатора P:
P = Pk ΔLк = 09716 = 155 кН.
Аналогично определим характерные размеры и реакцию каждого П-образного компенсатора
Итог расчёта представлен в таблице 7.1.
Характеристики П-образных компенсаторов
2 Расчёт одностороннего сальникового компенсатора
Определить компенсирующую способность одностороннего сальникового компенсатора ΔK мм длину сальниковой набивки lc мм и реакцию компенсатора Pk кН. При Dн = 273 мм рабочее давление Pp = 15 МПа.
По таблице 4 находим lc = 120 мм ΔK = 200 мм. Расчётная компенсирующая способность компенсатора составит
Δр = ΔK – 50 = 200 – 50 = 150мм
Приняв коэффициент трения сальниковой набивки = 015 определим реакцию компенсатора Pk по формуле:
Pk = 2Pp lc Dн = 2151060120273015314 = 4628947 Н = 46289кН
Аналогично определим характерные размеры и реакцию каждого сальникового компенсатора расчётной магистрали. Итог расчёта приведён в таблице 72.
Таблица 7.2 Характеристики сальниковых компенсаторов
В результате выполнения курсовой работы по теплогазоснабжению жилого микрорайона г Волгоград были запроектированы план сети монтажная схема а также график расхода теплоты и продолжительности тепловой нагрузки.
При выполнении курсовой работы в соответствии с указаниями были произведены следующие расчеты: расчет тепловых нагрузок расчёт максимальных нагрузок на отопление – 8198 МВт и вентиляцию – 1210 МВт найден средний тепловой поток на горячее водоснабжение – 1379 МВт. Итоговая сумма нагрузки на микрорайон составила 10.787 МВт.
Так же были посчитаны годовые нагрузки и подобраны схемы присоединения подогревателей ГВ зданий и всего микрорайона. Суммарный расход тепла микрорайона за год Q = 29069 ГВт.
Были выполнены расчёты расхода воды в теплосети суммарные расходы ΣG=384489 тч. Так же был заполнен бланк гидравлического расчёта в результате которого были подобраны длины скорости и местные сопротивления.
Рассчитаны и подобраны сальниковые компенсаторы и п-образные компенсаторы.
Список используемой литературы
СНиП 23-01-99*. Строительная климатология. – М.:ГУП ЦПП 2000. – 70.
СНиП 41 01-2003 Отопление вентиляция и кондиционирование.
СП 41-101-95 Проектирование тепловых пунктов.
СНиП 41-02-2003 Тепловые сети.
ГОСТ 21.605-82 Рабочие чертежи тепловых сетей
Справочник проектировщика. Проектирование тепловых сетей (под редакцией Николаева А.А.). М: СИ 1985.
Копко В.Н. и др. Теплоснабжение (курсовое проектирование). М: Высшая школа 1985 139с.