• RU
  • icon На проверке: 13
Меню

Курсовой проект Теплоснабжение района города

  • Добавлен: 24.01.2023
  • Размер: 1 MB
  • Закачек: 1
Узнать, как скачать этот материал

Описание

Курсовой проект Теплоснабжение района города

Состав проекта

icon
icon Теплоснабжение.dwg
icon Теплоснабжение.xlsx
icon Теплоснабжение.docx

Дополнительная информация

Контент чертежей

icon Теплоснабжение.dwg

Теплоснабжение.dwg
Аксонометрическая схема системы ГВС
План подвала на отм. -2.500
Пьезометрический график
Неподвижная опора Н-10
Сальниковый компенсатор
Спецификация оборудования МТП
Водоподогреватель горячего водоснабжения
Повысительный и циркуляционный насос
Регулирующий клапан с электроприводом
Регулятор перепада давлений
Водомер для холодной воды
Датчик давления воды в трубпроводе
Регулятор ограницения расхода
Регулятор подачи теплоты на отопление
Регулятор подачи теплоты на ГВС
Принципиальная схема МТП
Циркуляция горячего
Уплотнительная набивка
Отметка потолка канала
Профиль трассы тепловой сети
Принципиальная схема ТЭЦ
Спецификация оборудования ТЭЦ
Подогреватель сет. воды верх. ст
Пиковый водогрейный котел
Рецеркуляционный насос
Охладитель конденсата
Эжекторный и сальниковый подогр.
Подогреватели низкого давления
Станционный деаэратор
Теплофикационный пучок в конденс.
Подогреватель сет. воды нижн. ст
Подогреватели высокого давления
Аппараты химводоотчистки
Насосы химводоотчистки
Испарительная установка
Деаэратор подпитки сетевой воды
Подпиточный насос станции
Теплоснабжение населенного пункта в г. Красноярск
Система теплоснабжения района
Монтажная схема; Профиль трассы тепловой сети; Генплан; Сальниковый компенсатор; Неподвижная опора Н-10; План УТ-1; Разрез 1-1; Разрез 2-2
План на отм. 0.000; План подвала на отм. -2.500; Аксонометрическая схема системы ГВС; Узел А; Принципиальные схемы МТП и ТЭЦ; Спецификации оборудования МТП и ТЭЦ

icon Теплоснабжение.docx

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Дальневосточный федеральный университет»
Кафедра «Инженерных систем зданий и сооружений»
Фамилия Имя Отчество
Теплоснабжение населенного пункта
Руководитель к.т.н.профессор
1. Содержание задания на проектирование.5
2. Климатические данные.5
3. Обоснование выбора системы теплоснабжения.5
1. Расчетные часовые расходы теплоты6
2. Расчетные годовые расходы теплоты.10
3. Построение графика продолжительности тепловых нагрузок.11
РЕГУЛИРОВАНИЕ ТЕПЛОВЫХ НАГРУЗОК.12
1. Обоснование выбора метода регулирования тепловых нагрузок.12
2. Расчет и построение графиков температур.12
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ТЕПЛОВОЙ СЕТИ.15
1. Выбор трассы и способ прокладки тепловой сети.15
2. Определение расчетных расходов теплоносителя.15
3. Предварительный гидравлический расчет.15
4. Разработка монтажной схемы тепловой сети.17
5. Окончательный гидравлический расчет.19
6. Построение пьезометрических графиков20
КОНСТРУКТИВНЫЕ РАСЧЕТЫ ЭЛЕМЕНТОВ ТЕПЛОВОЙ СЕТИ.21
1. Расчет участка тепловой сети на самокомпенсацию.21
2. Определение нагрузок на неподвижную опору и ее выбор.23
ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ТЕПЛОПРОВОДОВ.24
1. Расчет средней температуры теплоносителя.24
2. Выбор конструкции тепловой изоляции.24
3. Расчет тепловой изоляции.24
4. Определение падения температуры теплоносителя.28
ТЕПЛОСНАБЖЕНИЕ ЖИЛОГО ДОМА.29
1. Определение тепловых нагрузок на отопление и горячее водоснабжение.29
2. Определение расчетных расходов воды на ГВС.30
3. Гидравлический расчет подающих трубопроводов системы ГВС.32
4. Определение тепловых потерь и циркуляционных расходов.35
5 Гидравлический расчет циркуляционных трубопроводов.38
6. Обоснование и разработка схемы МТП.40
7. Выбор оборудования МТП.40
ВЫБОР СЕТЕВОГО ОБОРУДОВАНИЯ ТЭЦ.51
1. Выбор сетевого насоса.51
2. Выбор подпиточного насоса.51
3. Расчет теплофикационных подогревателей ТЭЦ.52
4. Выбор пиковых котлов.57
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ.59
Жилищное и промышленное строительство требования экономии топлива и защиты окружающей среды предопределяют целесообразность интенсивного развития систем централизованного теплоснабжения. Выработка тепловой энергии для таких систем в настоящее время производится теплоэлектроцентралями котельными районного значения.
Надежная работа систем теплоснабжения при строгом соблюдении определенных параметров теплоносителя во многом определяется правильным выбором схем тепловых сетей и тепловых пунктов конструкций прокладки применяемого оборудования.
Считая что правильное проектирование тепловых сетей невозможно без знания их устройства работы и тенденций развития.1. Общая часть.
1. Содержание задания на проектирование.
Наименование объекта
Район размещения объекта
Уровень грунтовых вод
Тепловая сеть водяная двухтрубная
Дополнительные данные
Жилой дом 4 вариант плана; 2 секции 5 этажей
2. Климатические данные.
Температура холодной пятидневки
Средняя температура отопительного периода
Продолжительность отопительного периода
3. Обоснование выбора системы теплоснабжения.
Выбор системы теплоснабжения производится по выбранному теплоносителю а в некоторых спорных случаях – на основании технико-экономических расчетов.
Для теплоснабжения жилой застройки должны применяться двухтрубные водяные системы теплоснабжения подающие тепло одновременно на отопление вентиляцию и горячее водоснабжение (совмещенные системы теплоснабжения). При этом должна учитываться возможность присоединения в будущем к тепловым сетям всех зданий в том числе не имеющих централизованных систем горячего водоснабжения. Система теплоснабжения закрытая.
Количество жителей вычисляется по формуле [1]:
– норма плотности; n=400 челГа
– площадь застройки (Табл. 1)
Общая жилая площадь:
– норма общей площади на одного человека
1. Расчетные часовые расходы теплоты
Максимальный тепловой поток на отопление жилых зданий вычисляется по формуле [1]:
– укрупненный показатель максимального теплового потока на отопление жилых зданий отнесенный к жилой площади (приложение 2 [1]) q0=57 Втм2.
Максимальный тепловой поток на отопление общественных зданий вычисляется по формуле [1]:
– коэффициент учитывающий тепловой поток на отопление общественных зданий (пункт 2.4* [1]).
Максимальный тепловой поток на отопление жилых и общественных зданий вычисляется по формуле [1]:
Максимальный тепловой поток на вентиляцию вычисляется по формуле [1]:
– коэффициент учитывающий тепловой поток на вентиляцию общественных зданий k=05(пункт 2.4* [1]).
Средний тепловой поток на горячее водоснабжение вычисляется по формуле [1]:
– норма расхода жилыми зданиями ;
– норма расхода общественными зданиями ;
– температура холодной воды зимой ;
– период водопотребления в сутки
Максимальный тепловой поток на горячее водоснабжение вычисляется по формуле [1]:
Средний тепловой поток на отопление вычисляется по формуле [1]:
– температура внутреннего воздуха tв=18°С;
– средняя температура наружного воздуха за период со среднесуточной температурой воздуха 8°С и менее (отопительный период) tот= -670С (таблица 1 [2]);
– расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления tо= -370С (таблица 1 [2]).
Средний тепловой поток на вентиляцию вычисляется по формуле [1]:
Расчетные тепловые потоки по кварталам на отопление вентиляцию и горячее водоснабжение приведены в таблице 1.
Площадь застройки F (ГА)
Кол-во жителей m (чел.)
Жилая площадь А (м2)
К1=025; К2=05; qО=57; а=105
К1=025; К2=05; qО=57; а=106
К1=025; К2=05; qО=57; а=107
К1=025; К2=05; qО=57; а=108
К1=025; К2=05; qО=57; а=109
К1=025; К2=05; qО=57; а=110
К1=025; К2=05; qО=57; а=111
К1=025; К2=05; qО=57; а=112
К1=025; К2=05; qО=57; а=113
К1=025; К2=05; qО=57; а=114
К1=025; К2=05; qО=57; а=115
К1=025; К2=05; qО=57; а=116
К1=025; К2=05; qО=57; а=117
К1=025; К2=05; qО=57; а=118
К1=025; К2=05; qО=57; а=119
К1=025; К2=05; qО=57; а=120
К1=025; К2=05; qО=57; а=121
К1=025; К2=05; qО=57; а=122
К1=025; К2=05; qО=57; а=123
2. Расчетные годовые расходы теплоты.
Годовой расход теплоты на отопление:
– продолжительность отопительного периода n0=233 сут (таблица 1 [2]).
Годовой расход теплоты на вентиляцию:
Годовой расход теплоты на горячее водоснабжение 60:
– коэффициент учитывающий изменение среднего расхода воды на горячее водоснабжение в неотопительный период по отношению к отопительному периоду ;
– температура холодной воды в неотопительный период ;
– температура холодной воды в отопительный период ;
3. Построение графика продолжительности тепловых нагрузок.
Для установления экономического режима работы теплофикационного оборудования выбора наиболее лучших параметров теплоносителя подсчёта выработки электроэнергетики и для других плановых и технологических изысканий необходимо повторяемость тепловых нагрузок в течение года. Для этой цели удобно пользоваться графиком продолжительности тепловых нагрузок. При построении графика сезонной нагрузки по оси абсцисс откладываем число часов отопительного периода в течение которых наблюдалась температура наружного воздуха равная ниже заданной а по оси ординат – часовой расход теплоты при заданной наружной температуре. Если площадь эквивалентную площади графика расположить относительно оси абсцисс то получим среднюю тепловую нагрузку за период времени. Если эквивалентную площадь расположить относительно оси ординат то получим число часов использования максимальной тепловой нагрузки.
Продолжительность периода времени от tmin мин. температуры наружного воздуха для данного климатологического пункта может быть определено:
– заданная температура наружного воздуха;
– среднегодовая температура наружного воздуха (таблица 3 [2]);
– абсолютная минимальная температура воздуха tm
График продолжительности тепловых нагрузок приведен в приложении 1.
Регулирование тепловых нагрузок.
Передача тепла системы теплоснабжения в конечные среды осуществляется нагревательными приборами местных систем теплопотребления по теплоотдачи которых судят о качестве всего централизованного теплоснабжения. Совокупность мероприятий по изменению потребностей в тепле нагреваемых ими сред называется регулирование отпуска теплоты. От правильной организации и надлежащего осуществления регулирования во многом зависят качество и экономичность теплоснабжения.
1. Обоснование выбора метода регулирования тепловых нагрузок.
Для двухтрубных водяных систем с централизованным горячим водоснабжением СниП II-36-73 рекомендуют применение центрального качественного регулирования отпуска тепла по совместной нагрузке отопления и горячего водоснабжения.
При обосновании допускается регулирование отпуска теплоты количественное а также качественно – количественное.
Центральное качественное регулирование отпуска теплоты ограничивается наименьшей температурой воды в подающем трубопроводе необходимой для подогрева воды поступающей в систему горячего водоснабжения потребителя.
2. Расчет и построение графиков температур.
Температура сетевой воды в подающем трубопроводе:
Температура сетевой воды в обратном трубопроводе:
Температура сетевой воды после смесительного устройства:
– усредненная температура окружающего воздуха ;
– расчетный температурный напор нагревательного прибора;
– температуры теплоносителя в подающем и обратном трубопроводе при tнк 0С;
– любая текущая температура;
– температура холодной пятидневки 0С;
– расчетный перепад температур сетевой воды в тепловой сети;;
– температурный напор
Расчетные значения температур приведены в таблице 2.
График температур изображен на рисунке 1.
Рисунок 1 - График температур
Гидравлический расчет тепловой сети.
1. Выбор трассы и способ прокладки тепловой сети.
Выбор трассы тепловых сетей и способ прокладки следует предусматривать в соответствии с указанными СНиП 1.02.01-85 и СНиП II-89-80.
В данном курсовом проекте предусмотрена подземная канальная прокладка трубопроводов.
2. Определение расчетных расходов теплоносителя.
Расчетный расход теплоносителя на отопление:
Расчетный расход теплоносителя на вентиляцию:
Среднечасовой расчетный расход теплоносителя на горячее водоснабжение:
Максимальный расчетный расход теплоносителя на горячее водоснабжение:
3. Предварительный гидравлический расчет.
При гидравлическом расчёте тепловых сетей определяют потери давления на участках трубопроводов для последующей разработки гидравлического режима и выявления располагаемых напоров на тепловых пунктах потребителей. При гидравлическом расчёте трубопроводов определяют суммарный расчётный расход сетевой воды складывающийся из расчётных расходов на отопление вентиляцию и горячее водоснабжение. Перед гидравлическим расчётом составляют расчётную схему тепловой сети с нанесением на неё длин и диаметров трубопроводов местных сопротивлений и расчётных расходов теплоносителя по всем участкам сети.
Предварительный гидравлический расчёт приведен в таблице 3.
Предварительный гидравлический расчет
Удельные потери давления R [Пам]
Потери давления P [Па]
Сумма потерь напора Н [м]
4. Разработка монтажной схемы тепловой сети.
Разработка монтажной схемы заключается в расстановки на трассе тепловых сетей неподвижных опор компенсаторов секционирующих задвижек.
Расстановка опор зависит от длины участка и его диаметра: расстояние между опорами не должно превышать нормируемого. Для заданных параметров теплоносителя t=150 расстояние между опорами принимаем по рекомендуемым значениям (Николаев табл 3.7).
Компенсаторы устанавливаются для того чтобы скомпенсировать тепловое удлинение на участках.
Тип и компенсирующая способность компенсатора выбирается в зависимости от теплового удлинения которое рассчитывается по формуле:
где L – длина участка м
t – коэффициент температурного удлинения t=12510-5 1С
t – разность температур С
где tM – монтажная температура равная -37С
Расчет количества компенсаторов на магистральном трубопроводе и на ответвлении приведен в таблице 4.
Тепловое удлинение Δ мм
Компенсирующая способность ΔК мм
Количество компенсаторов
5. Окончательный гидравлический расчет.
Определив диаметры участков тепловой сети и разработав монтажную схему тепловой сети определим тип и количество местных сопротивлений. Результаты окончательного гидравлического расчёта приведены в таблице 5.
Окончательный гидравлический расчет
Тройник прох х3 2ст комп отвод 90 диаметр
Тройник прох 2ст комп 1ст комп диаметр
Тройник прох 2ст комп х4 отвод 90 диаметр
ст комп х4 1ст комп х2 отвод 90 х2 задвижка
ст комп 1ст комп х2 задвижка тройник расх пот
Тройник прох. х3 2ст комп 1ст комп отвод 90 диаметр
Тройник проход х2 2ст комп 1ст комп диаметр
Тройник прох х2 2ст комп х3 1ст комп отвод 90 диаметр
Тройник прох 2ст комп х2 диаметр
6. Построение пьезометрических графиков
При помощи пьезометрического графика можно определить напор в любой точке сети произвести выбор схемы присоединения потребителей подобрать сетевой и подпиточный насос.
По оси ординат отложены значения напоров в подающей и обратной магистралях тепловой сети отметки рельефа местности; по оси абсцисс строят профиль местности и отложена длина расчетных участков теплопровода.
Рисунок 2 - Пьезометрический график
Конструктивные расчеты элементов тепловой сети.
1. Расчет участка тепловой сети на самокомпенсацию.
Для компенсации тепловых удлинений трубопроводов помимо компенсаторов могут использоваться повороты трассы (самокомпенсация). Самокомпенсацию теплового удлинения можно использовать при величине образуемого угла не более 130 при больших углах трубы должны быть закреплены. При расчёте угла поворота трассы на самокомпенсацию необходимо выполнить следующие условия:
LLПР L=LБ+LМ LПР – приведенная длина участка ограниченного с двух сторон неподвижными опорами. Приведённая длина является нормативной величиной зависящей от диаметра трубопровода;
LПР06LПР где LПР – приведённая длина П-образного компенсатора которая также нормируется в зависимости от диаметра трубопровода
Возьмем в качестве расчетного УП-3
Расчет ведется по следующим формулам:
Реакция неподвижной опоры на напряжении вследствие самокомпенсации по оси x:
Реакция неподвижной опоры по оси y:
Напряжение трубопровода возникающее вследствие самокомпенсации в точках а b c:
За расчетный участок примем участок между Н22 и Н23. Для этого участка диаметр трубопровода d=426х70мм.
В вышеуказанных формулах – средний коэффициент линейного расширения стали мм(м0С) для типовых расчетов можно принять =1210-2 мм(м0С); t – расчетный перепад температур определяемый по формуле
где 1 – расчетная температура теплоносителя 0С; t0 – расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления 0С
E – модуль продольной упругости равный в среднем для стали 2105МПа; Dн – наружный диаметр трубопровода м.
2. Определение нагрузок на неподвижную опору и ее выбор.
В курсовом проекте производится расчёт и подбор неподвижной опоры Н10.
Определение усилий на опору производится при помощи расчётной схемы.
Значение H'го и H''го определяют по формуле:
Тепловой расчет теплопроводов.
1. Расчет средней температуры теплоносителя.
Средняя температура теплоносителя определяется по формуле:
где m – продолжительность стояния температур наружного воздуха;
- температура теплоносителя соответствующая температуре наружного воздуха С.
2. Выбор конструкции тепловой изоляции.
Тепловая изоляция служит для уменьшения потерь тепла в тепловых сетях и установках температуры поверхности трубопроводов и температуры воздуха в местах пребывания людей.
В качестве теплоизоляционного слоя трубопроводов с положительными температурами содержащихся в них веществ следует применять материалы и изделия со средней плотностью не более 400 кгм3 и теплопроводностью 007 Вт(мС).
В курсовом проекте в качестве тепловой изоляции примем маты минераловатные прошивные: теплопроводность = 00619 Вт(мС).
В качестве покровного слоя применяем полотно РСТБ.
3. Расчет тепловой изоляции.
Расчет толщины изоляции подающего и обратного трубопроводов по суммарной нормативной линейной плотности теплового потока - Втм выполняется методом последовательных приближений (методом подбора).
На первом этапе задаются начальным значением толщины изоляции из1 = из2 = 0 одинаковой для подающего и обратного трубопроводов и по формулам рассчитывают температуру в канале:
Затем по формуле вычисляют суммарную линейную плотность теплового потока :
Полученное расчетное значение сравнивают с нормативной линейной плотностью теплового потока по таблицам 8 9[3].
На втором этапе увеличивают или уменьшают толщину изоляции в зависимости от результата сравнения и повторяют расчет в той же последовательности до получения нового расчетного значения - .
Расчет повторяют до тех пор пока расчетное значение плотности теплового потока - будет отличаться от нормативного значения - на заданную степень точности расчета например не более чем на 1 %. Последнее значение i принимается в качестве расчетной толщины тепловой изоляции для подающего и обратного трубопроводов.
При расчете тепловой изоляции двухтрубных тепловых сетей в непроходных каналах расчетную температуру теплоносителя в подающих и обратных трубопроводах принимают по таблице В.5[3].
Расчетную температуру наружной среды принимают равной среднегодовой температуре грунта на глубине заложения трубопровода.
Коэффициент дополнительных тепловых потерь K при расчете толщины изоляции по нормированной плотности теплового потока принимается равным 1.
При расстоянии от поверхности грунта до перекрытия канала 07 м и менее за расчетную температуру наружной среды должна приниматься та же температура наружного воздуха что и при надземной прокладке.
Расчет толщины изоляции сведен в Таблицу 6.
4. Определение падения температуры теплоносителя.
Допускаемый перепад температур от источника до концевого потребителя не более 25С. Конечная температура на участке определяется по формуле:
где н – начальная температура теплоносителя на участке С; - доля местных потерь теплоты = 02; G – сетевой расход теплоносителя на участке кгч; с = 419 кДжкгС.
Расчетные температуры теплоносителя приведены в таблице 7.
Падение температуры 012 С что лежит в допустимом пределе.
Расчетные температуры теплоносителя
Главная магистраль (первая ветка)
Теплоснабжение жилого дома.
1. Определение тепловых нагрузок на отопление и горячее водоснабжение.
Вероятность действия санитарно-технических приборов Р на участках сети надлежит определять по формуле:
где qhru — норма расхода горячей воды в час наибольшего водопотребления
U - количество водопотребителей U=60 чел;
N - количество водоразборных приборов N=60 шт.
Вероятность использования санитарно-технических приборов Phr для системы в целом следует определять по формуле
где qou —часовой расход воды в прибором qou=100 лч
Максимальный часовой расход воды qhr м3ч следует определять по формуле
где hr — коэффициент определяемый в зависимости от общего числа приборов N обслуживаемых проектируемой системой и вероятности их использования Phr вычисляемой согласно п. 2.5 [4].
Средний часовой расход воды qт м3ч за период (сутки смена) максимального водопотребления Т ч надлежит определять по формуле
где qu —норма расхода горячей воды в сутки следует определять по прил. 1.[4]
При проектировании непосредственного водоразбора из трубопроводов тепловой сети на нужды горячего водоснабжения среднюю температуру горячей воды в водоразборных стояках надлежит поддерживать равной 65 °С а нормы расхода горячей воды принимать согласно обязательному приложению 2 с коэффициентом 085 при этом общее количество потребляемой воды не изменять.
Тепловой поток кВт за период (сутки смена) максимального водопотребления на нужды горячего водоснабжения (с учетом тепловых потерь) следует вычислять по формулам:
а) в течение среднего часа
б) в течение часа максимального потребления
2. Определение расчетных расходов воды на ГВС.
Максимальный секундный расход воды на расчетном участке сети q лс следует определять по формуле
где q0 — секундный расход воды прибором следует определять по прил. 1;
— коэффициент определяемый согласно прил. 2 в зависимости от общего числа приборов N на расчетном участке сети и вероятности их действия Р вычисляемой согласно п. 2.2.
2. Вероятность действия санитарно-технических приборов Р на участках сети надлежит определять по формуле:
где qhru — норма расхода горячей воды в час наибольшего водопотребления следует определять по прил. 1;
U - количество водопотребителей чел;
N - количество водоразборных приборов шт.
Определение расчетных расходов воды на ГВС приведены в Таблице 8.
3. Гидравлический расчет подающих трубопроводов системы ГВС.
Гидравлический расчет систем горячего водоснабжения следует производить на расчетный расход горячей воды qhcir с учетом циркуляционного расхода лс определяемого по формуле:
где kc для остальных участков сети — равным 0.
Потери напора на участках трубопроводов систем горячего водоснабжения следует определять:
для систем с учетом зарастания труб — по формуле:
kl — коэффициент учитывающий потери напора в местных сопротивлениях значения которого следует принимать:
— для подающих и циркуляционных распределительных трубопроводов;
— для трубопроводов в пределах тепловых пунктов а также для трубопроводов водоразборных стояков с полотенцесушителями;
— для трубопроводов водоразборных стояков без полотенцесушителей и циркуляционных стояков.
Скорость движения воды в трубопроводах внутренних систем горячего водоснабжения не должна превышать 3 мс для стальных труб 15 мс – для полимерных.
Потери напора в подающих и циркуляционных трубопроводах от водонагревателя до наиболее удаленных водоразборных или циркуляционных стояков каждой ветви системы не должны отличаться для разных ветвей более чем на 15 %.
При невозможности увязки давлений в сети трубопроводов систем горячего водоснабжения путем соответствующего подбора диаметров труб следует предусматривать установку регуляторов температуры или диафрагм на циркуляционном трубопроводе системы.
Гидравлический расчет подающих трубопроводов системы ГВС сведен в Таблицу 9.
Удельные потери напора i мм
Потери напора H=i*l*(1+kl) м
4. Определение тепловых потерь и циркуляционных расходов.
Тепловые потери в подающих трубопроводах системы горячего водоснабжения определяются суммированием тепловых потерь по участкам трубопроводов разводящей сети и водоразборных стояков с учетом теплоотдачи полотенцесушителей:
Потери теплоты на каждом расчетном участке определяются :
– наружный диаметр участка теплопровода м;
– длина расчетного участка теплопровода м;
– коэффициент теплопередачи неизолированого теплопровода ;
– средняя температура горячей воды в системе 0С;
– температура окружающей среды принимается в зависимости от места прокладки трубопровода;
– КПД тепловой изоляции принимаем .
Определение тепловых потерь сведен в Таблицу 10.
Тепловые потери Q Вт
Определение циркуляционного расхода:
Определение циркуляционного расхода на участке 2:
Определение циркуляционного расхода на участке 3:
Определение циркуляционного расхода на стояке 1:
Определение циркуляционного расхода на участке 4:
Определение циркуляционного расхода на стояке 2:
Определение циркуляционного расхода на участке 5:
Определение циркуляционного расхода на стояке 3:
Определение циркуляционного расхода на стояке 4:
5 Гидравлический расчет циркуляционных трубопроводов.
Гидравлический расчет циркуляционных трубопроводов приведен в таблице 11.
6. Обоснование и разработка схемы МТП.
В закрытых системах водоснабжения установки горячего водоснабжения присоединяются к тепловым сетям только через водоводяные подогреватели т.е. по независимой схеме. Система отопления присоединяется по зависимой схеме. Система горячего водоснабжения присоединяется к системе водоснабжения по двухступенчатой смешанной схеме. Особенностью этой схемы является двухступенчатый подогрев воды для горячего водоснабжения. В нижней ступени подогрева холодная вода предварительно подогревается за счёт теплоты отработавшей воды поступающей из верхней ступени. На верхней ступени подогрева сетевая вода догревается за счёт теплоты воды поступающей из тепловой сети. Схема МТП приведена на листе графической части курсового проекта.
7. Выбор оборудования МТП.
Подбор подогревателя сетевой воды.
N - количество водоразборных приборовN=60 шт.
Методика расчета водоподогревателей горячего водоснабжения присоединенных к тепловой сети по двухступенчатой схеме (см. рис. 2-4) с ограничением максимального расхода сетевой воды на ввод применяемая до настоящего времени основана на косвенном методе по которому тепловая производительность I ступени водоподогревателей определяется балансовой нагрузкой горячего водоснабжения а II ступени - по разнице нагрузок между расчетной и нагрузкой I ступени. При этом не соблюдается принцип непрерывности: температура нагреваемой воды на выходе из водоподогревателя I ступени не совпадает с температурой той же воды на входе во II ступень что затрудняет ее использование для машинного счета.
Новая методика расчета более логична для двухступенчатой схемы с ограничением максимального расхода сетевой воды на ввод. Она основана на том положении что в час максимального водоразбора при расчетной для подбора водоподогревателей температуре наружного воздуха соответствующей точке излома центрального температурного графика возможно прекращение подачи теплоты на отопление и вся сетевая вода поступает на горячее водоснабжение.
Для выбора необходимого типоразмера и числа секций кожухотрубного либо числа пластин и числа ходов пластинчатого водоподогревателей следует определить поверхность нагрева по расчетной производительности и температурам греющей и нагреваемой воды из теплового расчета в соответствии с нижеприведенными формулами.
Расчет поверхности нагрева кв.м водоподогревателей горячего водоснабжения должен производиться при температуре воды в подающем трубопроводе тепловой сети соответствующей точке излома графика температур воды или при минимальной температуре воды если отсутствует излом графика температур так как при этом режиме будет минимальный перепад температур и значений коэффициента теплопередачи по формуле
где - расчетная тепловая производительность водоподогревателей горячего водоснабжения определяется по прил. 2;
- коэффициент теплопередачи Вт(кв.м ·°С) определяется в зависимости от конструкции водоподогревателей по прил. 7-9;
- среднелогарифмическая разность температур между греющей и нагреваемой водой (температурный напор) °С определяется по формуле (18) настоящего приложения.
Распределение расчетной тепловой производительности водоподогревателей между I и II ступенями осуществляется исходя из условия что нагреваемая вода во II ступени догревается до температуры = 60 °С а в I ступени - до температуры определяемой технико-экономическим расчетом или принимаемой на 5 °С менее температуры сетевой воды в обратном трубопроводе в точке излома графика.
Расчетная тепловая производительность водоподогревателей I и II ступеней Вт определяется по формулам:
Температура нагреваемой воды °С после I ступени определяется по формулам:
при зависимом присоединении системы отопления
при независимом присоединении системы отопления
Максимальный расход нагреваемой воды кгч проходящей через I и II ступени водоподогревателя следует рассчитывать исходя из максимального теплового потока на горячее водоснабжение определяемого по формуле 2 прил. 2 и нагрева воды до 60 °С во II ступени:
Расход греющей воды кгч:
а) для тепловых пунктов при отсутствии вентиляционной нагрузки расход греющей воды принимается одинаковым для I и II ступеней водоподогревателей и определяется:
при регулировании отпуска теплоты по совмещенной нагрузке отопления и горячего водоснабжения - по максимальному расходу сетевой воды на горячее водоснабжение (формула (7)) либо по максимальному расходу сетевой воды на отопление (формула (8)):
В качестве расчетной принимается большая из полученных величин;
при регулировании отпуска теплоты по нагрузке отопления расчетный расход греющей воды определяется по формуле
При этом следует проверять температуру греющей воды на выходе из водоподогревателя I ступени при по формуле
В случае если температура определенная по формуле (11) получилась ниже 15 °С то следует принимать равной 15 °С а расход греющей воды пересчитать по формуле
б) для тепловых пунктов при наличии вентиляционной нагрузки расход греющей воды принимается:
Температура греющей воды °С на выходе из водоподогревателя II ступени :
Температура греющей воды °С на входе в водоподогреватель I ступени :
Температура греющей воды °С на выходе из водоподогревателя I ступени :
Среднелогарифмическая разность температур между греющей и нагреваемой водой °С:
Для выбора необходимого типоразмера водоподогревателя предварительно задаемся оптимальной скоростью нагреваемой воды в трубках равной = 1 мс и исходя из двухпоточной компоновки каждой ступени определяем необходимое сечение трубок водоподогревателя кв.м по формуле
В соответствии с полученной величиной и по табл. 1 выбираем необходимый типоразмер водоподогревателя.
Для выбранного типоразмера водоподогревателя определяем фактические скорости воды в трубках и межтрубном пространстве каждого водоподогревателя при двухпоточной компоновке по формулам:
Коэффициент теплоотдачи Вт(кв.м ·°С) от греющей воды к стенке трубки определяется по формуле
Эквивалентный диаметр межтрубного пространства м определяется по формуле
Для выбранного типоразмера водоподогревателя принимается по табл. 1.
Коэффициент теплопередачи Вт(кв.м · °С) от стенки трубки к нагреваемой воде определяется по формуле
Коэффициент теплопередачи водоподогревателя Вт(кв.м · °С) следует определять по формуле
где - коэффициент эффективности теплообмена: для гладкотрубных водоподогревателей с опорами в виде полок = 095 для гладкотрубных с блоком опорных перегородок = 12 для профилированных и с блоком опорных перегородок = 165;
- коэффициент учитывающий загрязнение поверхности труб в зависимости от химических свойств воды принимается = 08-095.
При заданной величине расчетной производительности водоподогревателя по полученным значениям коэффициента теплопередачи и среднелогарифмической разности температур определяется необходимая поверхность нагрева водоподогревателя по формуле (1) прил. 5.
Число секций водоподогревателя в одном потокеисходя из двухпоточной компоновки определяется по формуле
Расчет подогревателей сведен в Таблицу 12.
Тепловая производительность водоподогревателей I ст
Тепловая производительность водоподогревателей II ст
Максимальный расход нагреваемой воды проходящей через I и II ст
Проверяем температуру греющей воды на выходе из водоподогревателя I ст
Температура греющей воды °С на выходе из водоподогревателя II ступени
Температура греющей воды °С на входе в водоподогреватель I ступени
Температура греющей воды °С на выходе из водоподогревателя I ступени
Среднелогарифмическая разность температур между греющей и нагреваемой водой I ст
Среднелогарифмическая разность температур между греющей и нагреваемой водой II ст
Необходимое сечение трубок водоподогревателя
Необходимый типоразмер водоподогревателя
Фактические скорости воды в трубном пространстве каждого
водоподогревателя при двухпоточной компоновке
Фактические скорости воды в межтрубном пространстве каждого
Средняя температура греющей воды
Коэффициент теплоотдачи α1 от греющей воды к стенке трубки
Средняя температура нагреваемой воды
Коэффициент теплоотдачи α2 от стенки трубки к нагревающей среде
Коэффициент теплопередачи водоподогревателя
Необходимая поверхность нагрева водоподогревателя
Число секций водоподогревателя
К установке принят в качестве подогревателя I ступени ПВ-57Х2-10-БП-6-У3 3х секционный
К установке принят в качестве подогревателя II ступени ПВ-57Х2-10-БП-6-У3 3х секционный
Приборы для измерения температуры.
Рекомендуется применять следующие типы манометрических термометров:
ТГС 711 (712) – термометры манометрические газовые самопишущие;
ТГ2С 711 (712) – термометра манометрические газовые самопишущие для двух температур;
ТГП 4 – термометры манометрические показывающие газовые;
ТСМ-100 (200) – термометры манометрические сигнализирующие.
Приборы для измерения давления.
В теплоснабжении для измерения давления используются манометры избыточного давления. Манометры могут быть показывающими самопишущими электрическими с дистанционной передачей показаний могут иметь дополнительные сигнализирующие и регулирующие устройства. Выпускают манометры различных верхних пределов а нижний предел у всех приборов равен нулю. Перегрузка манометров по давлению допускается не более 25% класс точности приборов 06 - 40.
Регулятор температуры прямого действия типа РТ. предназначен для поддерживания постоянной температуры воды в циркуляционном трубопроводе системы горячего водоснабжения.
Приборы для регулирования расхода теплоты.
Используют регулирующий электронный прибор типа Т-48-М предназначен для автоматического регулирования расхода теплоты на центральных и местных тепловых пунктах в системах отопления и горячего водоснабжения. В зависимости от функциональных возможностей и количества преобразователей приборы имеют различные модификации:
Т-48-М1 позволяет регулировать отпуск теплоты на отопление путем изменения разности температур воды в подающем и обратном трубопроводах при постоянном расходе воды или только температуры в подающем или обратных трубопроводах в зависимость от температуры наружного воздуха то есть служащий для реализации отопительного графика.
Т-48-М2 выполняет те же функции что и Т-48-М1 но дополнительно регулирует отпуск теплоты в зависимости от температур внутри помещений усредненной по нескольким дорожкам температур.
Выбор сетевого оборудования ТЭЦ.
1. Выбор сетевого насоса.
Необходимая производительность сетевого насоса определяется:
В отопительный период: G=Gd=2031 тч
Подбор сетевых насосов
К установке приняты насосы марки СЭ-1250-70
шт.(2 рабочих 1 резервный)
2. Выбор подпиточного насоса.
Необходимая производительность подпиточного насоса определяется:
где VСИСТ – объём системы теплоснабжения м3 равный 65 м3 на 1 МВт теплового потока:
Полная производительность определяется по формуле:
Gм- расход воды на заполнение наибольшего по диаметру секционированного участка тепловой сети;
Напор подпиточного насоса определяется положением линии статического давления Н=15м.
Подбор подпиточных насосов
подпиточного насоса
К установке приняты насосы марки К 9020
шт.(1 рабочий 1 резервный)
3. Расчет теплофикационных подогревателей ТЭЦ.
Уравнение теплового баланса в общем виде
где Q1 – теплота отдаваемая горячим теплоносителем Q2 – теплота воспринимаемая холодным теплоносителем Qп – теплопотери на наружной поверхности теплообменного аппарата.
Определение мощности теплового потока
Теплота воспринимаемая холодным теплоносителем.
Q2 = G2 cp2 (t”2 – t’2)
cp2 Находим по средней температуре .
Теплота отдаваемая горячим теплоносителем
Средний температурный напор.
Теплоотдача при вынужденном течении жидкости внутри труб.
Расчет теплоотдачи начинается с определения числа Рейнольдса:
при tср=95°С коэффициенты=031*
Режим течения в трубах подогревателей как правило турбулентный (Re>104) поэтому для расчетов используют уравнение теплоотдачи Михеева И.М. [9]. Поправку Михеева И.М. при этом не вводят т.к. температуры воды и стенки близки и она близка к единице:
4. Определение количества труб в пучке
Этот расчет предшествует окончательному определению интенсивности теплоотдачи при конденсации коэффициента теплопередачи плотности теплового потока площади поверхности теплообмена и длины труб.
Количество труб в одном ходе воды определяется из уравнения
где m – число ходов воды ρ – плотность воды при средней температуре.
Графо-аналитический метод расчета.
Применение этого метода обусловлено тем что температура наружной поверхности tс1 неизвестна что затрудняет определение плотности теплового потока.
Из условия стационарность теплообмена плотность теплового потока при отнесении к площади наружной поверхности выражается равенствами:
–средняя температура воды
При этом средний температурный напор:
Поскольку в уравнение (20) все величины известны кроме температурных напоров и то его можно представить в виде:
где b1 b2 b3 – константы.
Далее рассчитывается площадь поверхности теплообмена:
Расчёт длины трубопровода
Расчётные величины уточняются с учётом влияния скорости набегающего потока пара w0 на интенсивность теплоотдачи при конденсации пара. Такой расчёт выполняется при условии если. При этом скорость w0 определяется из уравнения неразрывности потока пара
где S представляет собой площадь боковой грани пучка если его представить в форме бруса с квадратным сечением;. Сторона квадратного сечения вычисляется по формуле. Площадь поперечного сечения пучка может быть определена как сумма площадей поперечных сечений труб и межтрубного пространства. Коэффициент j учитывающий площади криволинейных треугольников между тремя смежными кругами можно принять равным 1017.
где s – межцентровое расстояние между трубами которое при развальцовке принимают s=(13 16)dн. В пароводяных теплообменных аппаратах чаще принимают s=13dн; – коэффициент заполнения трубной решётки равный 06 08.
Межтрубное пространство
Сторона квадратного сечения
Площадь боковой грани пучка
Скорость набегающего потока пара
Вначале определяется коэффициент теплоотдачи при конденсации неподвижного пара на поверхности первого по ходу пара ряда труб т.е. верхнего ряда пучка по формуле (15). Определяющим размером является наружный диаметр труб. Температура поверхности труб и средняя температура конденсата в этом случае определяются приближенно из следующих соображений. Нагреваемая вода и пар движутся противоточно навстречу друг другу. В верхнем ряду вода совершает последний ход - второй или четвёртый. Если вода нагревается в подогревателе от 70 до120 оС то её средняя температура на последнем ходе составит= [120 + 075(120 -70)]2=7875 оС .Температура поверхности стенки определяется как tс1= (+ tн)2=(7875+250)2=1644 оС а температура конденсата tн = (+ tн)2=(250+1644)2=207 оС. Далее определяются коэффициент теплоотдачи при конденсации на поверхности верхнего ряда пучка с учётом скорости пара и средний коэффициент теплоотдачи при конденсации на поверхности всего пучка
Затем рассчитываются коэффициент теплопередачи в соответствии с п.1.3. уточняются площадь поверхности теплообмена и длина труб.
Конденсация на горизонтальных трубах и пучках труб. 1.6
Коэффициент теплоотдачи при конденсации неподвижного пара на поверхности горизонтальной трубы или пучка труб
где l0 – определяющий размер – наружный диаметр dн (d2) для одиночной трубы или l = ndн – для пучка из n рядов горизонтальных труб.
Коэффициент теплоотдачи для первого ряда пучка омываемого сверху вниз насыщенным паром
для водяного пара на линии насыщения
. Для всего пучка средний коэффициент теплоотдачиможно определить по формуле:
где x – степень сухости (1-x) – степень конденсации пара n – число рядов в пуч-ке. Если пар полностью конденсируется при прохождении через пучок то степень сухости на выходеx= 0 и уравнение примет вид:
Коэффициент теплопередачи.
В поверхностных пароводяных теплообменных аппаратах ТЭС водяной пар подается в межтрубное пространство. Интенсивность теплоотдачи при конденса-ции на наружной поверхности труб при этом ниже чем интенсивность теплоотда-чи от внутренней поверхности труб к нагреваемой воде (α1α2). Поэтому тепловой поток принято относить к наружной поверхности труб и коэффициент теплопередачи определяется по формуле.
Определим плотность теплового потока для 2-го приближения
Далее рассчитывается площадь поверхности теплообмена для 2-го приближения:
Расчёт длины трубопровода для 2-го приближения
Рассчитаем относительную погрешность
Расчет теплофикационных подогревателей ТЭЦ сведен в таблицу 13.
Подбор сетевых подогревателей
Теплота воспринимаемая холодным теплоносителем
Средний температурный напор
Теплоотдача при вынужденном течении жидкости внутри труб
Определение количества труб в пучке
Количество труб в одном ходе воды
Графо-аналитический метод
Площадь поверхности теплообмена
Расчет длины трубопровода
Средняя температура воды на последнем ходе
Температура поверхности стенки
Температура конденсата
Коэффициент теплоотдачи при конденсации неподвижного пара
Коэффициент теплоотдачи для первого ряда пучка
омываемого сверху вниз насыщенным паром
Для всего пучка средний коэффициент теплоотдачи
Коэффициент теплопередачи
Плотность теплового потока для 2-го приближения
4. Выбор пиковых котлов.
Тепловая нагрузка приходящаяся на пиковые котлы определяется по формуле:
QПИК=15377-846=692 МВт
К установке применяются 2 водогрейных котла ПТВМ-100 1 из которых резервный.
В данном курсовом проекте запроектирована система теплоснабжения для района города Красноярск. В проекте предусмотрена двухтрубная водяная система теплоснабжения источником которой является ТЭЦ. Для ТЭЦ подобрано оборудование:
пиковых котла ПТВМ 100;
теплофикационных подогревателя ПСГ-600-3-8-I;
сетевых насоса марки СЭ-1250-70;
подпиточных насоса марки К 16020
Прокладка трубопроводов подземная канальная.
Трубопроводы изолированы в качестве изоляции принимаются маты минераловатные прошивные.
Абонент подключен к тепловой сети через МТП. В МТП имеется двухступенчатая смешанная водонагревательная установка системы горячего водоснабжения. Местная система отопления подключена по зависимой схеме через элеватор.
Список используемых источников.
СП 124.13330.2012 «Тепловые сети»
СП 131.13330.2012 “Строительная климатология”.
СП 61.13330.2012 «ТЕПЛОВАЯ ИЗОЛЯЦИЯ ОБОРУДОВАНИЯ И РУБОПРОВОДОВ»
Методические указания к курсовому проекту Для студентов специальности
«Теплогазоснабжения и вентиляция» 2012
В.И.Манюк Я.И. Каплинский и др.Наладкаиэксплуатацияводяныхтепловых сетей. Справочник. М.: Стройиздат 1988. Инженерныесети
СНиП 2.04.14.-88* “Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов”
ГОСТ 21.605-82(1997); “Сети тепловые (тепломеханическая часть)”
Справочникпроектировщика.Автор: А.А.Николаева Издательство: «Литература по строительству» 1965.
СП 30.13330.2012 «Внутренний водопровод и канализация зданий»
СП 60.13330.2012 «Отопление вентиляция и кондиционирование воздуха»
up Наверх