Теплоснабжение района города Нерчинск

ЦТСН2.dwg

Отметки поверхности земли
Номер расчётного участка
Условный диаметр труб Dу
Уровень пола источника тепла
Пьезометрический график для отопительного периода Мв 1:500 Мг 1:10000
Температура наружного воздуха
Тепловые потоки в зависимости от tн
График определения точки излома
Годовой график расхода тепла
Номер поперечного разреза
Отметка потолка канала
Натурная отметка земли
Проектная отметка земли
Продольный профиль трассы ТЭЦ-УТ12 q*;Мв 1:100 Мг 1:5000
Расчетная схема М 1:10000
F=23.93га G=26.78кгс
F=12.41га G=13.89кгс
F=28.31га G=31.68кгс
F=14.41га G=16.13кгс
F=10.38га G=11.62кгс
Генеральный план микрорайона М 1:10000
Генеральный план микрорайона
годовой график расхода тепла
Система централизованного теплоснабжения района с источником теплоты
Пьезометрический график
Продольный профиль трассы ТЭЦ-УТ12
график определения точки излома
гидравлическая характеристика сетевого насоса СЭ 800-100-11
таблица подвижных опор
Гидравлическая характеристика сетевого насоса СЭ 800-100-11
Рабочие характеристики насосов l0
Расход воды 800 м3ч Напор 100 м Допускаемый кавитационный запас не менее 5
м Рабочее давление на входе 16 (1
) кгссм2 Температура перекачиваемой воды не более 180 КПД не менее 80 % Мощность 275 кВт Электродвигатель: Тип А3-400L-4 Мощность 315 кВт Напряжение 6000 В Частота вращения 1500 мин-1
Расст. между опорами
Таблица подвижных опор

ЦТСН.doc

Министерство Образования и науки РФ
Казанский государственный архитектурно-строительный университет
Кафедра теплоэнергетики газоснабжения и вентиляции
Курсовой проект по дисциплине:
«Централизованное теплоснабжение»
на тему: «Теплоснабжение района города»
Определение расчетных тепловых потоков 5
Расчёт температур первичного теплоносителя и построение
графиков с определением точки излома 9
Построение годового графика расхода тепла 11
Расчётные расходы воды 11
Гидравлический расчет
1 Предварительный гидравлический расчет 13
2 Окончательный гидравлический расчет 15
Пьезометрический график магистрали 19
1 Подбор сетевых насосов 20
2 Подбор подпиточных насосов 20
Продольный профиль трассы 21
Список литературы 23
Цель данного курсового проекта заключается в проектировании системы централизованного теплоснабжения района города Нерчинск с источником теплоты – ТЭЦ. Нерчинск – город вЗабайкальском краеРоссии. Административный центрНерчинского района образуетгородское поселение Нерчинское. Расположен на левом берегу рекиНерчи в 7км от её впадения вШилку(бассейнАмура) и в 305км к востоку отЧиты.
Исторический герб города Нерчинска был создан на основе печати Нерчинского острога известной с17 века и Высочайше утверждён 26октября 7ноября1790 года императрицей Екатериной II.
ТЭЦ согласно розе ветров располагается на юге города.
Система теплоснабжения закрытая двухтрубная. Теплоносителем является вода с параметрами 13570. Потери теплоты в сетях 8.5%.
Климатические данные:
Температура отопительного периода °С
скорость ветра в янв мс
продолж. отоп. пер сут
В курсовом проекте решаются следующие вопросы: определение расчетных расходов воды; расчет и построение графиков тепловых потоков и годового расхода теплоты по продолжительности регулирования отпуска теплоты; гидравлический расчет магистральной линии тепловой сети и одного ответвления; подбор сетевых насосов; определение расчетного количества подпиточной воды подбор подпиточных насосов; построение продольного профиля магистральной линии тепловой сети.
Определение расчетных тепловых потоков
Тепловые потоки района города определяют исходя из величин жилой площади числа жителей и плотности населения по заданию. Для этого по генплану определяют площади селитебной и промышленной зон. Расчеты сводят в таблицу 1 предполагая что все административно-общественные здания в селитебной зоне равномерно распределены по району.
Площади застройки микрорайонов
Площадь микрорайона га
Общее число жителей проектируемого района
где Р - плотность населения (220 челга);
Fобщ - суммарная площадь застраиваемых районов (326.94 га).
Общая жилая площадь района
где f - норма общей площади жилых зданий на одного человека.
Максимальный тепловой поток на отопление равен:
где qo – укрупненный показатель максимального теплового потока на отопление жилых зданий Втм2 в зависимости от наружной расчетной температуры воздуха для отопления таблица 2[7] (68.2 Втм2).
k1 – коэффициент учитывающий тепловой поток на отопление общественных зданий; k1 = 0.25 [1].
Максимальный тепловой поток на вентиляцию общественных зданий:
где k2 – коэффициент учитывающий тепловой поток на вентиляцию k2 = 0.6 [1].
Средний тепловой поток на горячее водоснабжение жилых и общественных зданий:
где а – норма расхода воды на горячее водоснабжение при tг = 55 оС на одного человека в сутки задание лчел;
b – норма расхода воды на горячее водоснабжение потребляемой в общественных зданиях на одного человека в сутки
tc – температура холодной воды в отопительный период оС (tc =5оС).
С – удельная теплоемкость воды С=4.187 кДж(кг 0С).
Максимальный тепловой поток на горячее водоснабжение:
Определяется расход теплоты в начале и конце отопительного сезона т.е. при tнк = +10 оС. Для чего определяется относительный тепловой поток на отопление и вентиляцию при этой температуре.
tнк – температура наружного воздуха в начале и конце отопительного периода tнк = +10оС;
tо – расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления (-44оС).
Для построения графика тепловых потоков в зависимости от температуры наружного воздуха определяют тепловые потоки на отопление и вентиляцию при tнк
Относительный тепловой поток на отопление и вентиляцию при tот :
где tот – средняя температура наружного воздуха за отопительный период (-12.8оС);
Тепловые потоки на отопление и вентиляцию при tот:
Средний тепловой поток Вт на горячее водоснабжение жилых районов населенных пунктов в неотопительный период следует определять по формуле:
где – температура холодной (водопроводной) воды; в неотопительный период = 15оС;
– коэффициент учитывающий изменение среднего расхода воды на горячее водоснабжение в неотопительный период по отношению к отопительному периоду = 0.8 – для жилищно-коммунального сектора;
Тепловые потери в сетях 8.5% от суммарного теплового потока.
Результаты расчета тепловых потоков сводят в таблицу 2
Тепловые потоки в зависимости от tн
Температура наружного воздухаºС
В таблице 2 графа для температуры наружного воздуха в точке излома температурного графика заполняется после определения температуры излома (раздел 2).
Расчет тепловых потоков на отопление и вентиляцию ведется по формулам:
где относительный тепловой поток на отопление и вентиляцию равен:
Расчёт температур первичного теплоносителя и построение графиков в координатах определением точки излома
В городах основной тепловой нагрузкой является отопление а в последние годы существенное развитие получило горячее водоснабжение.
Поэтому в том случае когда у большинства абонентов основной нагрузкой является отопление регулирование осуществляется по отопительному графику. Если у большинства абонентов наряду с отоплением имеются установки горячего водоснабжения центральное регулирование часто осуществляется по закону изменения совмещённой нагрузки отопления и горячего водоснабжения. При этом минимальной температурой первичного теплоносителя в тепловых сетях будет его температура необходимая для обеспечения систем горячего водоснабжения: для закрытых тепловых сетей – не менее 70оС для открытых систем теплоснабжения – не менее 60 оС. В этих случаях появляется точка излома температурного графика первичного теплоносителя.
Для водяных тепловых сетей следует принимать как правило качественное регулирование отпуска теплоты по нагрузке отопления или по совмещённой нагрузке отопления и горячего водоснабжения согласно графику изменения температуры воды в зависимости от температуры наружного воздуха.
Температура сетевой воды на абонентском вводе перед отопительными установками (до смесительных устройств) определяется по формуле:
Температура воды после отопительной установки
Температура воды в подающем трубопроводе после смесительного устройства
где: – текущая и расчётная температура воды в подающей магистрали оС;
– текущая и расчётная температура воды в обратной магистрали оС;
– текущая и расчётная температура воды в подающем стояке местной системы отопления оС.
Температурный напор отопительного прибора
где ti – расчётная температура воздуха в отапливаемом помещении.
Расчётный перепад температур воды в местной системе отопления:
Расчётный перепад температур воды в тепловой сети:
Отложив по оси абсцисс относительную нагрузку и задавшись = 0.2; 0.4; 0.6; 0.8; 1.0 определяем и . Затем в координатах строим графики.
Далее находим на ординате точку с и проводим горизонталь до пересечения с графиками температур.
В этих точках опускаем перпендикуляр на ось абсцисс и находим соответствующие и tни т.е. точку излома температурного графика (рис.1).
При найденном значении определяем:
Построение годового графика расхода тепла
Определить характер потребления теплоты её максимума и других составляющих за отопительный сезон и в течение года можно не только аналитическим методом но и графическим способом.
Для определения годовой потребности в тепловой энергии числа часов использования максимума тепловой нагрузки среднечасового теплопотребления за отопительный период типа и вида оборудования на станции строят график продолжительности (рис. 2).
При построении графика продолжительности в зависимости от температуры наружного воздуха необходимо знать значения:
tнк - температуры наружного воздуха в начале и конце отопительного периода;
toт - средней температуры наружного воздуха за отопительный период;
to - расчётной температуры для отопления.
По оси ординат откладываются часовые расходы теплоты в МВт а по оси абсцисс в одну сторону – температуры наружного воздуха а в другую – число часов стояния определённых среднесуточных температур наружного воздуха за отопительный период и число часов отопительного сезона.
Расчётные расходы воды
Расчетные расходы сетевой воды для определения диаметров труб в водяных сетях при качественном регулировании отпуска теплоты следует определять отдельно для каждого вида тепловой нагрузки кгс с последующим их суммированием [1].
где - максимальные тепловые потоки на вентиляцию и отопление
расчетные температуры воды в подающей и обратной магистрали
Схемы присоединения теплообменников определяем исходя из следующих условий:
Принимаем регулирование по совмещенной нагрузке отопления и горячего водоснабжения.
Суммарные расчетные расходы сетевой воды кгс в двухтрубных тепловых сетях в закрытых системах теплоснабжения:
Коэффициент k3 учитывающий долю среднего расхода воды на горячее водоснабжение при регулировании по совмещенной нагрузке отопления и горячего водоснабжения коэффициент принимается равным 0 т.к. [1].
Для распределения по микрорайонам определяем удельный расход воды
где F - общая площадь районов.
Расход воды на каждый район равен
Расход воды сводим в таблицу 3.
1 Предварительный гидравлический расчет
В соответствии с розой ветров выбрано место расположения ТЭЦ. В графической части проекта вычерчен генплан района города в масштабе М1:10000. Для гидравлического расчета тепловой сети принимаем наиболее протяженный участок (от ИТ до наиболее удаленного теплового узла) – ИТ-УТ14 и одно ответвление от УТ7 до УТ18.
В масштабе М 1:10000 изображаем расчетную схему магистрали и ответвления в которой указываем номера расчетных участков и их длины определяемые по масштабу генплана расчетные расходы воды. Определяем оптимальное удельное линейное падение напора Rл опт в магистрали не более 80 Пам и ответвлении не более 300 Пам.
Подбор диаметров труб участков магистрали и ответвления при предварительном гидравлическом расчете произведен в зависимости от расходов воды и удельных падений напоров по таблицам приложения 4 [7].
Потери напора в местных сопротивлениях при предварительном расчете учитываем коэффициентом местных потерь величину которого и типы компенсаторов принимают по приложению 3[7].
Сальниковые при мм при меньших диаметрах – П-образные компенсаторы.
Предварительный гидравлический расчет ведем от УТ14 к ТЭЦ по магистрали и от УТ18 к Ут7 по ответвлению.
Предварительный гидравлический расчет
Невязка потерь напоров по магистральной линии (от места включения ответвления) и по ответвлению определяем:
Что является приемлемым менее 5%.
2 Окончательный гидравлический расчет
Монтажную схему выполняем без масштаба в две линии: подающая (Т1) справа по ходу теплоносителя от ТЭЦ. На магистрали показываем места врезки ответвлений запорную арматуру неподвижные опоры.
Запорную арматуру в тепловых сетях устанавливаем на выводе тепловых сетей из ТЭЦ на ответвлениях а также предусматриваем установку секционирующих задвижек.
Неподвижные опоры предусматриваем на выходе из источника теплоты в узлах ответвлений. Число дополнительных неподвижных опор на участках зависит от допустимых расстояний между неподвижными опорами. Для обслуживания сальниковых компенсаторов проектируют дополнительные тепловые камеры стартовые компенсаторы в тепловых камерах не нуждаются П-образные компенсаторы монтируют в середине участка вылетом в сторону подающей линии.
Монтажная схема составлена для магистрали и расчетного ответвления УТ7-УТ18. Рассмотрим порядок составления монтажной схемы на примере участка ИТ-УТ1 с длиной 159 м диаметр тепловых сетей 600 мм (630х10).
Длина участка теплосетей от ИТ до УТ1 равна 159 м. Делим на участки.
В тепловой камере 3 и узлах трубопровода 6 и 11 устанавливаем секционирующие задвижки с устройством перемычки между подающим и обратным трубопроводами диаметром 180 мм 120 мм 60 мм на перемычке предусмотрен вентиль диаметром 25 мм между вентилями.
По приложению 6 [7] определяем коэффициенты местных сопротивлений находим сумму коэффициентов на участке и по приложению 6 [7] определяем при суммарную эквивалентную длину местных сопротивлений на участке
В окончательном гидравлическом расчете по уточненным эквивалентным длинам определяем падение напора по участкам.
На рассматриваемом участке (ИТ-УТ1) местные сопротивления создаются: 2-мя тройниками для прямого потока задвижкой и 3-мя сальниковыми компенсаторами.
Эквивалентная длина при равна 32.9 м исходя из диаметра 600мм. Суммарная эквивалентная длина местных сопротивлений на участке по формуле (29) составит:
Окончательная длина участка составит
Потери давлений на участке:
Потери напора на участке:
Эквивалентные длины местных сопротивлений определяем по участкам результаты сводим в таблицу 5.
Эквивалентные длины местных сопротивления
Результаты окончательного гидравлического расчета сводим в таблицу 6.
Окончательный гидравлический расчет
Допустимое расстояние между опорами м
Пьезометрический график магистрали ТЭЦ-УТ14 и ответвления УТ7-УТ18
График строим после выполнения окончательного гидравлического расчета зная падение напоров по участкам. Выполняется в масштабах: вертикальном – 1:500 горизонтальном – 1:10000.
На пьезометрическом графике показывают распределение давления в тепловых сетях рельеф местности высоту присоединяемых зданий потери напора в сети фактические значения для подбора сетевых и подпиточных насосов.
График построен для статического и динамического режимов. Статический – когда циркуляция отсутствует и система теплоснабжения заполнена водой с температурой до 100 °С. Этот режим обеспечивается работой подпиточного насоса который компенсирует утечки теплоносителя. График давлений при данном режиме изображен прямой горизонтальном линией S-S = 32 м.
Динамический режим – теплоноситель циркулирует в трубопроводах от ТЭЦ к потребителям и от потребителей к ТЭЦ. Этот режим осуществляется работой сетевых насосов.
В данной работе пьезометрический график разработан для отопительного сезона.
Нвс приняли 30 м потери напора на абоненте 20м потери напора на бойлерной ТЭЦ - 10м.
1 Подбор сетевых насосов
Напор сетевого насоса равен:
Подача сетевых насосов определили по формуле (25):
Характеристика тепловой сети:
Задаваясь различными значениями расхода определяем напоры.
Принимаем к установке 4 насоса марки СЭ800-100-11: 2 из которых резервные. Резервные устанавливаем параллельно.
насоса СЭ800-100-11 при работе на данную сеть имеет следующие характеристики: Н=10154 м; G=15183 м³ч.
2 Подбор подпиточных насосов
Подачу (производительность) рабочих подпиточных насосов в закрытых системах теплоснабжения приняли равной расчетному расходу воды на компенсацию утечки из тепловой сети в закрытых системах теплоснабжения- численно равным 075% фактического объема воды в трубопроводах тепловых сетей и присоединенных к ним системах отопления и вентиляции зданий.
Принимаем к установке 2 насоса 4К-12 [7] один из них - резервный.
Насосы устанавливаем последовательно.
Характеристики насоса 4К-12:
Производительность м3ч – 90 м3ч
Полный напор м – 34м
Мощность на валу насоса кВт – 10.8
Мощность электродвигателя кВт – 14
Допустимая высота всасывания м – 5
Диаметр рабочего колеса мм – 174
Продольный профиль трассы
В курсовом проекте продольный профиль магистрали ТЭЦ-УТ14 выполнен в масштабах: горизонтальном - 1:5000 вертикальном – 1:100.
Профиль земли строится по проектным отметкам которые были получены с генплана. В целях учебного проекта натурные отметки принимаем равные проектным отметкам.
Участки трассы – прямолинейные уклон тепловых сетей должен быть не менее 0.002.
Трубы проложены в лотковых каналах МКЛ размеры которых зависят от диметров трубопроводов проложенных в каналах. Использованы следующие марки каналов: МКЛ-2 – на участке УТ10-УТ12 МКЛ-4 – на участке УТ5-УТ10 МКЛ-6 – на участке ТЭЦ-УТ5.
В низших точках тепловой трассы наметили спускные устройства а в высших – воздушники которые размещаются в камерах.
Спуск воды из трубопроводов осуществляется в сбросные колодцы с отводом воды из них самотеком в системы канализации и в поглощающие колодцы.
Тепловая нагрузка абонентов меняется в зависимости от температуры наружного воздуха. Максимальные тепловые потоки составляют:
на отопление 8891 МВт;
на вентиляцию 1067 МВт;
на горячее водоснабжение 2719 МВт.
Общая площадь района 32694 га.
В запроектированной системе имеется магистраль протяжённостью 4494 м расчётное ответвление длиною 1263 м. Магистральная линия и ответвление увязаны. Невязка составляет 033 % что меньше допустимых 5%.
Прокладка трубопроводов принята подземная канальная. Используются каналы типа МКЛ различных модификаций такие как МКЛ-2 МКЛ-4 различной площади сечения. Устанавливаются штуцеры и запорные арматуры для выпуска воздуха ИТ УТ2 УТ5 - d=40мм УТ8 – d=32мм УТ10 – d=25мм; а также для слива воды УТ7 - d=200 мм УТ12 – d=80мм.
Давление в системе теплоснабжения поддерживает 2 сетевых насоса марки СЭ 800-100-11. На сети устанавливаются 4 насоса 2 из которых резервные. В момент отсутствия циркуляции теплоносителя в контуре системы утечку теплоносителя компенсирует подпиточный насос марки 4К-12 который принимается в количестве двух один из которых резервный.
Список использованной литературы
СП 131.13330.2012. Строительная климатология и геофизика – М.: 2012
СП 124.13330.2012. Сети тепловые. – М.: 2012
Ионин А.А. и др. Теплоснабжение. – М.: Стройиздат 1982. – 336с.
Манюк В.И. и др. Справочник по наладке и эксплуатации водяных тепловых сетей. – М.: Стройиздат 1988. – 432с.
ГОСТ 21605-82. Сети тепловые. Рабочие чертежи.
Щекин Р.В. и др. Справочник по теплоснабжению и вентиляции. 1ч. Отопление и теплоснабжение. Киев: 1976. – 413с.
Ахмерова Г.М. Ланцов А.Е. Методические указания к курсовому проектированию по дисциплине "Теплоснабжение" для студентов-заочников специальности 270109: КГАСУ 2012