Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Описание системы теплоснабжения

1.1 Источник теплоты

1.2 Потребители тепловой энергии

1.3 Тепловые сети

2. Схемы тепловых сетей

3. Регулировка гидравлического режима сети

4. Пьезометрический график тепловой сети

5. Разработка рекомендаций

6. Расчет и анализ

7. Экологичность дипломной работы

8. Безопасность жизнедеятельности

9. Технико-экономическая оценка регулировки гидравлического режима тепловой сети

Заключение

Список использованных источников

Приложение 1 Презентация дипломной работы

Введение

Большое значение в жизни России имеет теплоснабжение. В России имеется около 200тысяч котельных и 500 крупных ТЭЦ. Ежегодно производится 6 млрд Гкал.

Отсутствие долгое время средств на теплоэнергетическое хозяйство привело его в плачевное состояние. Наиболее распространенный в стране, тип прокладки тепловых сетей (более 80 %) - теплопроводы, проложенные под землей в непроходных сборных железобетонных каналах. Недостатками канальных тепловых сетей являются высокая стоимость сооружения и водопроницаемость. Грунтовые и поверхностные воды, проникая в каналы, увлажняют теплоизоляцию, способствуют интенсивной коррозии труб и других стальных конструкций. Вследствие этого срок службы собственно трубопроводов практически в 3 раза короче срока службы железобетонных каналов, в которых они проложены. Тепловые потери увлажненной изоляции в 2 -3 раза превосходят нормативные. Частые перекладки аварийных и ветхих теплосетей требуют непрерывных раскопок, вскрытия асфальтовых покрытий улиц и дорог, приносят огромный экономический и экологический ущерб.

Требуется заменя прубопроводов, оптимизацию режимов и т.д. Все эти причины можно также отнести и к поселку Шуйское.

Главная цель: помочь руководству предприятия количественно определить эффективность использования энергетических ресурсов, наметить возможные меры и мероприятия по их экономии, сделать предварительную оценку затрат капитала, подготовить объективную основу для принятия решения.Расчитать основные параметры тепловой сети. Для повышения качества, надежности и долговечности тепловых сетей при одновременном сокращении стоимости и сроков строительства необходимо применение эффективных экологически безопасных антикоррозионных, тепло- и гидроизоляционных материалов, надежных конструкций тепловой изоляции и индустриальных технологий ее нанесения на трубу, совершенствование технологии прокладки тепловых сетей.

Разработать методическую документацию по энергетическому обследованию обьектов с целью выявления нерационального энергопотребления является составной частью решения актуальной задачи энергосбережения.

После окончания проведения работ по энергетическому обследованию составить энергетический паспорт с приложением к нему пояснительной записки с результатами обследования, которые затем обсуждаются на техническом совете предприятия.

Использовать при этом следующие основные определения:

топливно-энергетические ресурсы:

энергоаудит:

энергосбережение:

эффективное использование энергетических ресурсов:

потребитель топливно-энергетических ресурсов:

энергетический паспорт промышленного потребителя топливно- энергетических ресурсов:

организация-энергоаудитор:

потенциал энергоресурсосбережения

рациональное использование ТЭР.

Цель дипломной работы является рассчитать основные параметры тепловой сети. Разработать рекомендаций по повышению эффективности работы теплоэнергетического хозяйства села Шуйское.

1. Описание системы теплоснабжения

1.1 Источник теплоты

Снабжение тепловой энергией зданий в селе Шуйское осуществляется от трех котельных: это центральная котельная (ее мощность составляет 2,5 Гкал/ч); это школьная котельная (ее мощность составляет 3 Гкал/ч) и миникотельная , обслуживающая 3 здания (ее мощность составляет 0,2 Гкал/ч). Топливом для всех котельных служит природный газ.

Центральная котельная снабжает теплом примерно 1/2 административных и жилых зданий, подключенных к центральному теплоснабжению. Общая тепловая нагрузка котельной с учетом тепловых потерь в наружных сетях составляет примерно 2,5 Гкал/час. Топливом для котлов служит природный газ.

В настоящее время в котельной установлено 6 стальных водогрейных котлов типа КВ-ТС-1р, но реально эксплуатируются лишь 4 котла, причем 2 котла эксплуатируются постоянно в течение всего отопительного сезона, а 4 котла одновременно применяются при понижении температуры наружного воздуха до -15 и ниже.

Расход природного газа по плану составляет 903572 м3, но реально этот расход превышает данное количество.

Из здания котельной выходит одна ветка теплотрассы, от которой осуществляется теплоснабжение потребителей.

Подпитка тепловой сети осуществляется сырой водой из водопровода. Сырая вода из водопровода - мягкая. Химическая обработка, деаэрация подпиточной и предварительный подогрев воды для тепловых сетей в котельной отсутствуют, что должно приводить к коррозии стальных котлов, тепловых сетей и систем отопления при мягкой исходной воде.

В качестве сетевых насосов используются 2 насоса марки К-100/80-160С (тип эл/двигателя АИР 160S2, = 88 %) , причем один из этих насосов - резервный. Напор, создаваемый насосом составляет порядка 25-30 м. вод. ст.

В качестве подпиточных насосов установлены два насоса марки ВК-1-18, один рабочий, второй - резервный.

Отвод продуктов сгорания осуществляется естественной тягой. Дымовая труба имеет высоту 25 м и диаметр 320 мм.

Характеристика оборудования котельной представлена в таблице 1.

Таблица 1 - Характеристика оборудования котельной

№ п/п	Наименование	марка	Характеристика
1	Котлы:
	№1	КВ-ТС-1р	Qmax = 0.86 Гкал/ч, = 93 %
	№2	КВ-ТС-1р	Qmax = 0.86 Гкал/ч, = 93 %
	№3	КВ-ТС-1р	Qmax = 0.86 Гкал/ч, = 93 %
	№4	КВ-ТС-1р	Qmax = 0.86 Гкал/ч, = 93 %
	№5	КВ-ТС-1р	Qmax = 0.86 Гкал/ч, = 93 %
	№6	КВ-ТС-1р	Qmax = 0.86 Гкал/ч, = 93 %
2	Сетевые насосы:
	"зимний"	К100-80-160С	Qэл = 15 кВт/ч, Н = 32 м, Подача = 100 м3/ч
	"летний"	К100-80-160С	Qэл = 15 кВт/ч, Н = 32 м, Подача = 100 м3/ч
3	Подпиточные насосы	ВК-1-18	Qэл = 6 кВт/ч, Н = 10 м, Подача = 10 м3/ч
	Насосы на горячее водоснабжение		Qэл = 4 кВт/ч, Н = 14 м, Подача = 32 м3/ч
4	ХВО		Отсутствует
6	Температурный график		95-70

Анализ состояния котельной

В результате первичного анализа тепловой схемы котельной, сделаны следующие выводы:

Общее состояние котельной крайне неудовлетворительно. Это объясняется:

- отсутствием обратной связи потребитель-производитель.

- в котельной отсутствуют, какие либо приборы учета производимой и отпускаемой тепловой энергии.

- процесс производства тепловой энергии идет с нарушением технологического процесса, температурный график отпуска тепловой энергии не соблюдается, отсутствует деаэратор, который к тому же при существующем режиме производства тепловой энергии не работал бы. Энтальпия подпиточной воды должна составлять 300-350 кДж/кг (72-84С).

1.2 Потребители тепловой энергии

В селе Шуйское в основном все общественные и административные здания подключены к централизованному теплоснабжению. Доля централизованного теплоснабжения в жилом секторе составляет примерно 1/3 от общего числа жилых зданий. В селе эксплуатируются три котельных различной мощности: это центральная котельная (ее мощность составляет 2,5 Гкал/ч); школьная котельная (ее мощность составляет 3 Гкал/ч) и миникотельная , обслуживающая 3 здания (ее мощность составляет 0,2 Гкал/ч);

Центральная котельная обслуживает здания различной этажности (от 1 до 3 этажей). В основном это здания 1- и 2-этажные.

Теплота в большей мере расходуется на нужды отопления. Система отопления в зданиях является вертикальной однотрубной. Горячее водоснабжение только в нескольких зданиях, причем подогреватель горячего водоснабжения установлен прямо в котельной. Горячая вода подается потребителям с 7 до 23 часов. Из-за того, что горячее водоснабжение в поселке восновном отсутствует, населению поселка приходится сливать горячую воду из системы отопления на бытовые нужды. Это обстоятельство в значительной степени затрудняет работу котельной, расходуется большое количество подпиточной воды, вследствие чего не всегда поддерживается заданный температурный график.

В таблице 2 приведены потребители тепловой энергии центральной котельной.

Таблица 2 - Потребители тепловой энергии (центральная котельная)

№ п/п	Потребитель	Qор, тыс. ккал/ч	Qгвр, тыс. ккал/ч	Qвр, тыс. ккал/ч	Итого
1	2	3	4	5	6
1	Первомайская, 5	139,5	123,4	0	262,9
2	Горького, 17	102,0	89,5	0	191,5
3	Горького, 15	101,1	94,6	0	195,7
4	Сухонская наб.,1в(гараж)	94,9	0	0	94,9
5	Сухонская наб.,2а	87,6	0	0	87,6
6	Шапина, 10 (Универмаг)	83,3	0	0	83,3
7	Сухонская наб.,10(МУП "Жилищник)	79,9	0	0	79,9
8	Шапина, 11 (гостиница,м-н)	74,7	0	0	74,7
9	Шапина, 12 (библиотека)	74,5	0	0	74,5
10	Сухонская наб.,9(администрация)	66,6	0	0	66,6
11	Свободы, 4	62,9	0	0	62,9
12	Сухонская наб.,19(сбербанк)	56,6	0	0	56,6
13	Сухонская наб.,1г(гараж)	55,1	0	0	55,1
14	Первомайская, 3	53,6	61,8	0	115,4
15	Сухонская наб.,17(РОВД)	44,4	0	0	44,37
16	Сухонская наб.,13	42,3	0	0	42,3
17	Шапина, 13 (ЭТУС)	41,5	0	0	41,5
18	Сухонская наб.,12	38,8	0	0	38,8
19	Сухонская наб.,1(баня, прачечная)	38,8	0	0	38,8
20	Сухонская наб.,18а(гараж РОВД)	38,5	0	0	38,5
21	Шапина, 6 (ТЦСО общежитие)	37,6	0	0	37,6
22	Сухонская наб.,2	37,6	0	0	37,6
23	Горького, 3 (суд)	36,9	0	0	36,9
24	Горького, 2	34,3	0	0	34,3
25	Сухонская наб.,11(РУПФС)	27,5	0	0	27,5
26	Сухонская наб.,1б(сварочный цех)	22,4	0	0	22,4
27	Сухонская наб.,1а(столярный цех)	22,3	0	0	22,3
28	Шапина, 13а (гараж ЭТУС)	21,5	0	0	21,5
29	Шапина, 16 (кафе)	20,4	0	0	20,4
30	Сухонская наб.,14(ДЮСШ)	18,0	0	0	18
31	Сухонская наб.,3	15,8	0	0	15,8
32	Сухонская наб.,18( ГАИ)	14,9	0	0	14,9
33	Свободы, 5 (аптека)	14,9	0	0	14,9
34	Сухонская наб.,7	14,9	0	0	14,9
35	Горького,1	14,7	0	0	14,7
36	Свободы, 3	14,2	0	0	14,2
37	Сухонская наб.,16(музей)	9,76	0	0	9,76
38	Свободы, 2 (церковь)	9,00	0	0	9
39	Усть-Шуйский пер., 4	9,00	0	0	9
40	Сухонская наб.,9а(гараж адм-ции)	8,30	0	0	8,3
41	Горького, 9б	6,33	0	0	6,33
42	Шапина, 1	6,00	0	0	6
43	Сухонская наб.,15(магазин)	4,20	0	0	4,2
44	Сухонская наб.,10а(гараж ТЦСО)	4,12	0	0	4,12
45	Шапина, 15 (м-н "Теремок")	2,2	0	0	2,2
46	Горького, 5 (маг. "Удача")	1,9	0	0	1,9
47	Первомайская, 11 (КНС)	1,7	0	0	1,7
48	Шапина, 13б (скважина)	0,56	0	0	0,56
49	Итого	1807,54	369,3	0	2176,84

1.3 Тепловые сети

Система теплоснабжения потребителей централизованная (от котельной), закрытого типа. Отпуск тепла осуществляется в виде горячей воды по температурному графику 95-70°С.

Тепловые сети - преимущественно двухтрубные. При наличии в здании горячего водоснабжения - четырехтрубные. Прокладка сетей преимущественно подземная в непроходных каналах и частично надземная на низких опорах. Тепловая изоляция трубопроводов выполнена из минеральной ваты, покрывной слой выполнен из листов оцинкованной стали при надземной прокладке трасс. На некоторых участках трассы отсутствует тепловая изоляция, что приводит к повышенным потерям тепла.

Компенсация температурных удлинений трубопроводов осуществляется с помощью П-образных компенсаторов, а также за счет естественных поворотов трассы (самокомпенсация).

Запорная арматура в тепловой сети применяется с ручным приводов, в основном стальная, а также из ковкого чугуна, с фланцевым соединением к трубопроводу.

Принципиальная схема тепловых сетей представлена на рисунке 1.

В таблице 3 представлены характеристики участков магистрального трубопровода.

Таблица 3 - Участки магистрального трубопровода

№ п/п	№ участка	dуч, мм	Lуч, м	тип прокладки
1	2	3	4	5
1	0-1	200	45	подземная
2	1-2	150	24	подземная
3	2-3	150	65	подземная
4	3-4	150	50	подземная
5	4-5	120	7	подземная
6	5-6	120	27	подземная
7	6-7	120	20	подземная
8	7-8	120	37	подземная
9	8-9	120	5	подземная
10	9-10	120	23	подземная
11	10-11	120	40	подземная
12	11-12	120	15	подземная
13	12-13	120	19	подземная
14	13-14	120	68	подземная
15	14-15	100	58	подземная
16	15-16	100	97	подземная
17	16-17	100	34	подземная
18	17-18	50	24	подземная
19	18-19	32	30	подземная

В таблице 4 приведены характеристики отводов от магистрального трубопровода к зданиям.

Таблица 4-.Отводы к зданиям от магистральных трубопроводов

№ п/п	Потребитель	dуч, мм	Lуч, м
1	2	3	4
1	Первомайская, 5	70	53
2	Горького, 17	70	15
3	Горького, 15	70	67
4	Сухонская наб.,1в(гараж)	50	30
5	Сухонская наб.,2а	40	10
6	Шапина, 10 (Универмаг)	40	5
7	Сухонская наб.,10(МУП "Жилищник)	50	11
8	Шапина, 11 (гостиница,м-н)	40	13
9	Шапина,12 (библиотека)	40	9
10	Сухонская наб.,9(администрация)	50	32
11	Свободы, 4	80	18
12	Сухонская наб.,19(сбербанк)	40	3
13	Сухонская наб.,1г(гараж)	50	4
14	Первомайская, 3	70	13
15	Сухонская наб.,17(РОВД)	50	5
16	Сухонская наб.,13	50	15
17	Шапина, 13 (ЭТУС)	30	2
18	Сухонская наб.,12	50	30
19	Сухонская наб.,1(баня, прачечная)	50	2
20	Сухонская наб.,18а(гараж РОВД)	40	3
21	Шапина, 6 (ТЦСО общежитие)	50	50
22	Сухонская наб.,2	50	12
23	Горького, 3 (суд)	50	13
24	Горького, 2	40	3
25	Сухонская наб.,11(РУПФС)	40	13
26	Сухонская наб.,1б(сварочный цех)	50	5
27	Сухонская наб.,1а(столярный цех)	50	14
28	Шапина, 13а (гараж ЭТУС)	30	23
29	Шапина, 16 (кафе)	40	37
30	Сухонская наб.,14(ДЮСШ)	40	5
31	Сухонская наб.,3	50	7
32	Сухонская наб.,18( ГАИ)	40	3
33	Свободы, 5 (аптека)	40	10
34	Сухонская наб.,7	50	45
35	Горького,1	50	3
36	Свободы, 3	40	15
37	Сухонская наб.,16(музей)	40	31
38	Свободы, 2 (церковь)	40	30
39	Усть-Шуйский пер., 4	50	20
40	Сухонская наб.,9а(гараж адм-ции)	50	6
41	Горького, 9б	50	10
42	Шапина, 1	30	30
43	Сухонская наб.,15(магазин)	40	80
44	Сухонская наб.,10а(гараж ТЦСО)	50	7
45	Шапина, 15 (м-н "Теремок")	30	15
46	Горького, 5 (маг. "Удача")	40	100
47	Первомайская, 11 (КНС)	30	22
48	Шапина, 13б (скважина)	30	23

2. Схемы тепловых сетей

На рисунке 1 представлена схема тепловой сети.

Рисунок 1 - Схема тепловой сети

На рисунке 2 Представлена технологическая схема центральной котельной.

Рисунок 2 - Технологическая схема центральной котельной

3. Регулировка гидравлического режима сети

Гидравлический расчет тепловых сетей, выполняемый для подбора дроссельных устройств и разработки эксплуатационного режима, производится в целях определения потерь давления в трубопроводах тепловой сети от источника теплоты до каждого потребителя при фактических тепловых нагрузках и существующей тепловой схеме сети.

При гидравлическом расчёте трубопроводов определяют расчётный расход сетевой воды, складывающийся из расчётных расходов на отопление. Перед гидравлическим расчётом составляют расчётную схему тепловой сети с нанесением на ней длин и диаметров трубопроводов, местных сопротивлений и расчётных расходов теплоносителя по всем участкам тепловой сети. Выбираю расчётную магистраль. За расчётную магистраль принимают направление движения теплоносителя от котельной до одного из абонентов, при чём это направление должно обладать наибольшими потерями давления.

- номер расчётного участка;

- номер участка предыдущего расчётному;

- внешний диаметр трубопровода;

- толщина стенки;

- тепловая нагрузка на участки;

- температура обратной воды;

- температура прямой воды;

- длина расчётного участка;

- коэффициент абсолютной эквивалентной шероховатости.

Программа вычисляет следующие величины:

- сечения трубопровода;

- разность температур прямой и обратной воды;

- плотность воды; внутренний диаметр трубопровода;

- площадь живого сечения трубопровода;

- средняя температура теплоносителя;

- расход теплоносителя;

- скорость жидкости в трубопроводе;

- предельная квадратичная скорость движения воды;

- число Рейнольдса;

- коэффициент кинематической вязкости;

- коэффициент местных потерь;

- предельное число Рейнольдса;

- осреднённый коэффициент местных потерь по формуле Шифринсона;

- коэффициент гидравлического трения по формуле Альтшуля;

- удельное линейное падение давление;

- эквивалентная длина местных сопротивлений;

- приведённая длина рассчитываемого участка;

- потери напора на участках;

Данная программа основана на методике расчета изложенной в.

Суммарные потери напора в трубопроводе определяются по формуле:

(3.1)

где Н - линейные потери напора на участке, м;

Нм - потери напора в местных сопротивлениях, м;

Rл- удельное линейное падение напора, кг/м2м;

l - длинна расчетного участка, м ;

а - осреднённый коэффициент местных потерь;

1экв -эквивалентная длина местных сопротивлений, м;

lnp-приведенная длина рассчитываемого участка трубопровода,

р - плотность теплоносителя, кг/м3,

Удельное падение давления от трения:

, (3.2)

где - коэффициент гидравлического трения;

- скорость воды в трубопроводе, м/с;

g - ускорение свободного падения, м/с2;

р - плотность теплоносителя, кг/м3;

d - внутренний диаметр трубопровода, м ;

Коэффициент гидравлического трения при Re < Re пр - рассчитывается по формуле Альтшуля :

, (3.3)

где Кэ - абсолютная эквивалентная шероховатость в водяных сетях принимается 0,001м при существующей схеме), 0,0005 м (при проектируемой схеме).

(3.4)

Тепловые сети обычно работают в квадратичной области.

Скорость воды в трубопроводе вычисляется по формуле:

 (3.5)

где G - секундный массовый расход, кг/сек;

d - внутренний диаметр трубопровода, м. Действительный критерий Рейнольдса:

(3.6)

Исследование режимов течения вшероховатых трубах показывают, что существуют некоторые значения Re пр, при переходе через которые при дальнейшем увеличении число Рейнольдса коэффициент гидравлического трения остаётся постоянным = const при неизменном диаметре трубопровода.

(3.7)

Предельное значение числа Рейнольдc:

Длина прямолинейного участка трубопровода диаметром d, линейное падение давления на котором равно падению давления в местных сопротивлениях является эквивалентной длинной местных сопротивлений:

, (3.8)

где - сумма коэффициентов местных сопротивлений.

При расчетах, когда характер и размещение местных сопротивлений на трубопроводе неизвестны, рекомендуется определять осредненный коэффициент местных потерь по формуле профессора Б.Л.Шифринсона: (3.9)

где G - расход теплоносителя, т/ч;

Z - постоянный коэффициент, зависящий от вида теплоносителя. Для воды Z=0,01

Отсюда можно записать:

Lэ=l*a, (3.10)

Приведенная длина участка:

1пр=1+1э , м, (3.11)

В дипломном проекте расчет эквивалентной длины местных сопротивлений выполнен по формуле.

Стабилизацию гидравлического режима, поглощение избыточных напоров на тепловых пунктах при отсутствии автоматических регуляторов производят с помощью постоянных сопротивлений - дроссельных диафрагм.

Дроссельные диафрагмы перед системами теплопотребления или обратном трубопроводе или на обоих трубопроводах в зависимости от необходимого для системы гидравлического режима.

Диаметр отверстия дроссельной диафрагмы определяют по формуле:

(3.12),

где G - расчетный расход воды через дроссельную диафрагму, т/ч;

Н - напор, дросселируемой диафрагмой, м.

Дросселируемый в диафрагме напор находят как разность между располагаемым напором перед системой теплопотребления или отдельным теплоприемником и гидравлическим сопротивлением системы (с учетом сопротивления установленных в ней дроссельных устройств) или сопротивлением теплообменника. Во избежание засорения не следует устанавливать дроссельные диафрагмы с диаметром отверстия менее 2,5 мм. При расчетном диаметре диафрагмы менее 2,5 мм избыточный напор дросселируют в двух диафрагмах, устанавливая их последовательно (на расстоянии не менее 10 диаметров трубопровода) либо на подающем и обратном трубопроводах. Дроссельные диафрагмы как правило, устанавливают во фланцевых соединениях (на тепловом пункте после грязевика) между запорной арматурой, что позволяет заменять их без спуска воды из системы.

4. Пьезометрический график тепловой сети

На рисуне 3 представлен пьезометрический график тепловой сети.

Рисунок 3-Пьезометрический график тепловой сети

5. Разработка рекомендаций

Важным звеном любой системы централизованного теплоснабжения являются тепловые сети. В транспорт тепловой энергии вкладываются большие капиталовложения, соизмеримые со стоимостью строительства ТЭЦ и крупных котельных. Повышение надежности и долговечности систем транспорта тепла является важнейшей экономической задачей при проектировании, строительстве и эксплуатации теплопроводов. Решение этой задачи неразрывно связано с проблемами энергосбережения в системах теплоснабжения.

Наиболее распространенный в стране, в том числе и в Вологодской области, способ отпуска тепловой энергии потребителю - при постоянном расходе теплоносителя. Количество тепловой энергии подаваемой потребителям регулируется путем изменения температуры теплоносителя. При этом предполагается, что каждый потребитель будет получать из общего расхода теплоносителя строго определенное количество, пропорциональное его тепловой нагрузке. Как правило, это условие по ряду объективных и субъективных причин не выдерживается, что приводит к снижению качества теплоснабжения на отдельных объектах. Для устранения этого, теплоснабжающие организации увеличивают расход теплоносителя, что приводит к росту затрат на электроэнергию, увеличению утечек теплоносителя и иногда, к избыточному потреблению топлива.

Решить эти проблемы можно путем периодического проведения мероприятий по оптимизации гидравлического режима тепловой сети, главная цель которых - обеспечить распределение теплоносителя в сети пропорционально тепловым нагрузкам потребителей.

Из большого количества энергосберегающих мероприятий в теплоснабжении оптимизация гидравлического режима тепловой сети (далее по тексту - Регулировка) является наиболее эффективной (при небольших капитальных вложениях дает большой экономический эффект). Кроме того, улучшается качество теплоснабжения. Как правило, регулировка состоит из трех этапов:

- расчет гидравлического режима тепловой сети и разработки рекомендаций;

- подготовительных работ;

работ по установке в сети и на объектах теплопотребления устройств, распределяющих общий расход теплоносителя.

Реконструкция тепловой сети

Тепловые сети центральной котельной с. Шуйское предприятия МУП ЖКХ «Жилищник» находятся по визуальному осмотру в удовлетворительном состоянии. Несмотря на это, необходимо произвести замену старых труб, желательно на трубы с пенополиуретановой изоляцией, в связи с их долговечностью, простотой монтажа и низкими теплопотерями. На практике из-за нехватки средств не удается произвести замену всех участков тепловой сети. В таких условиях необходимо составить рейтинг реконструкции тепловой сети, т.е. определить наиболее проблемные участки, которые в первую очередь нуждаются в замене.

Для составления рейтинга необходимо определить долю тепловых потерь участка тепловой сети от общего количества проходящей через этот участок теплоты. Долю тепловых потерь в процентах от общего количества проходящей через участок теплоты можно определить по выражению

(5.1)

где Х - доля тепловых потерь от общего количества проходящей через участок теплоты, %;

Qпот - тепловые потери участка, кВт;

Qпроп - количество проходящей через участок теплоты, кВт.

Тепловые потери участка при надземной прокладке тепловых сетей можно определить по выражению

(5.2)

где в, tн - средняя температура теплоносителя и температура окружающей среды, 0С;

в, н - коэффициенты теплоотдачи от теплоносителя к стенке трубопровода и от наружной поверхности изоляции в окружающую среду, Вт/(м2*0С);

dв, dн - внутренний диаметр трубопровода и наружный диаметр изоляционного покрытия, м;

i - теплопроводность i-го слоя изоляции, Вт/(м0С);

diв , diн - внутренний и наружный диаметры i-го слоя изоляции, м;

- доля дополнительных теплопотерь через неизолированные части теплопровода, =0,2.

При расчете нескольких теплопроводов, проложенных в каналах, для учета их взаимного влияния вначале необходимо определить температуру воздуха в канале, а затем - теплопотери каждым трубопроводом. Тепловой баланс можно написать в следующем виде:

(5.3)

где I, tк - температура теплоносителя в I-м трубопроводе и температура воздуха в канале, 0С;

n - число трубопроводов;

Rиз I - термическое сопротивление изоляции, 0С/(Вт м);

Rн I - термическое сопротивление теплоотдачи от поверхности изоляции к воздуху канала, 0С/(Вт м);

Rв.к - термическое сопротивление теплоотдачи от воздуха к стенке канала, 0С/(Вт м);

Rк - термическое сопротивление стенок канала, 0С/(Вт м);

Rгр - термическое сопротивление грунта, 0С/(Вт м).

Из уравнения определяют tк и далее рассчитывают теплопотери.

сзначение Х на которых максимально.

Рейтинг реконструкции участков по долям теплопотерь в % приведен в таблице 5.

Таблица 5-Очередь замены отводов по теплопотерям

Очередь замены	№ п/п	Потребитель	dуч, мм	Gр, м3/ч	Qт.п., ккал/ч	Х,%
1	2	3	4	5	6	7
1	1	Первомайская 5	70	10,516	683,6	11,82
2	3	Горького, 15	70	7,828	193,5	9,35
3	46	Горького, 5 (маг. "Удача")	40	0,076	864,1	6,09
4	2	Горького, 17	70	7,66	335,3	5,62
5	43	Сухонская наб.,15(магазин)	40	0,168	103,2	4,88
6	21	Шапина, 6 (ТЦСО общежитие)	50	1,504	51,6	3,73
7	14	Первомайская, 3	70	4,616	123,0	3,62
8	4	Сухонская наб.,1в(гараж)	50	3,796	134,1	3,22
9	34	Сухонская наб.,7	50	0,596	92,9	3,18
10	10	Сухонская наб.,9(администрация)	50	2,664	357,7	3,18
11	18	Сухонская наб.,12	50	1,552	247,6	2,46
12	29	Шапина, 16 (кафе)	40	0,816	31,0	2,38
13	7	Сухонская наб.,10(МУП "Жилищник)	50	3,196	44,7	2,33
14	5	Сухонская наб.,2а	40	3,504	167,7	2,16
15	37	Сухонская наб.,16(музей)	40	0,3904	55,9	1,96
16	38	Свободы, 2 (церковь)	40	0,36	167,7	1,87
17	42	Шапина, 1	30	0,24	18,9	1,82
18	11	Свободы, 4	80	2,516	335,3	1,76
19	16	Сухонская наб.,13	50	1,692	22,4	1,53
20	8	Шапина, 11 (гостиница,м-н)	40	2,988	31,0	1,48
21	23	Горького, 3 (суд)	50	1,476	558,9	1,47
22	39	Усть-Шуйский пер., 4	50	0,36	134,1	1,44
23	28	Шапина, 13а (гараж ЭТУС)	30	0,86	145,3	1,44
24	22	Сухонская наб.,2	50	1,504	31,0	1,41
25	9	Шапина,12 (библиотека)	40	2,98	134,1	1,33
26	25	Сухонская наб.,11(РУПФС)	40	1,1	55,9	1,31
27	48	Шапина, 13б (скважина)	30	0,0224	156,5	1,30
28	47	Первомайская, 11 (КНС)	30	0,068	217,5	1,29
29	6	Шапина, 10 (Универмаг)	40	3,332	381,8	1,28
30	27	Сухонская наб.,1а(столярный цех)	50	0,892	51,6	1,26
31	36	Свободы, 3	40	0,568	78,2	1,01
32	13	Сухонская наб.,1г(гараж)	50	2,204	31,0	0,98
33	45	Шапина, 15 (м-н "Теремок")	30	0,088	103,2	0,86
34	41	Горького, 9б	50	0,2532	503,0	0,81
35	19	Сухонская наб.,1(баня, прачечная)	50	1,552	33,5	0,78
36	12	Сухонская наб.,19(сбербанк)	40	2,264	154,8	0,75
37	15	Сухонская наб.,17(РОВД)	50	1,7748	319,9	0,73
38	33	Свободы, 5 (аптека)	40	0,596	309,5	0,72
39	31	Сухонская наб.,3	50	0,632	223,6	0,69
40	24	Горького, 2	40	1,372	67,1	0,66
41	26	Сухонская наб.,1б(сварочный цех)	50	0,896	111,8	0,64
42	20	Сухонская наб.,18а(гараж РОВД)	40	1,54	283,7	0,57
43	40	Сухонская наб.,9а(гараж адм-ции)	50	0,332	825,5	0,56
44	44	Сухонская наб.,10а(гараж ТЦСО)	50	0,1648	78,2	0,53
45	30	Сухонская наб.,14(ДЮСШ)	40	0,72	141,9	0,52
46	17	Шапина, 13 (ЭТУС)	30	1,66	1031,8	0,45
47	35	Горького,1	50	0,588	208,1	0,43
48	32	Сухонская наб.,18( ГАИ)	40	0,596	217,5	0,32

При реконструкции тепловой сети необходимо также знать окупаемость затраченных средств и целесообразность затрат на реконструкцию. Составим рейтинга реконструкции участков тепловой сети по величине окупаемости затрат на реконструкцию. Безразмерную величину Y, характеризующую окупаемость затрат можно определить по выражению.

, (5.4)

Рейтинг реконструкции участков по окупаемости затрат приведен в таблице 6

Таблица 6 - Рейтинг участков по окупаемости затрат

Очередь замены	№ п/п	Потребитель	dуч, мм	Lуч, м	Х,%	Y
1	2	3	4	5	6	7
1	19	Сухонская наб.,1(баня, прачечная)	50	2	0,783	0,0078
2	17	Шапина, 13 (ЭТУС)	30	2	0,445	0,0074
3	6	Шапина, 10 (Универмаг)	40	5	1,281	0,0064
4	12	Сухонская наб.,19(сбербанк)	40	3	0,745	0,0062
5	24	Горького, 2	40	3	0,660	0,0055
6	5	Сухонская наб.,2а	40	10	2,162	0,0054
7	2	Горького, 17	70	15	5,625	0,0054
8	13	Сухонская наб.,1г(гараж)	50	4	0,983	0,0049
9	20	Сухонская наб.,18а(гараж РОВД)	40	3	0,575	0,0048
10	7	Сухонская наб.,10(МУП "Жилищник)	50	11	2,335	0,0042
11	14	Первомайская, 3	70	13	3,624	0,0040
12	9	Шапина,12 (библиотека)	40	9	1,334	0,0037
13	1	Первомайская 5	70	53	11,819	0,0032
14	15	Сухонская наб.,17(РОВД)	50	5	0,733	0,0029
15	35	Горького,1	50	3	0,431	0,0029
16	8	Шапина, 11 (гостиница,м-н)	40	13	1,479	0,0028
17	32	Сухонская наб.,18( ГАИ)	40	3	0,320	0,0027
18	30	Сухонская наб.,14(ДЮСШ)	40	5	0,523	0,0026
19	26	Сухонская наб.,1б(сварочный цех)	50	5	0,640	0,0026
20	25	Сухонская наб.,11(РУПФС)	40	13	1,306	0,0025
21	22	Сухонская наб.,2	50	12	1,413	0,0024
22	23	Горького, 3 (суд)	50	13	1,468	0,0023
23	4	Сухонская наб.,1в(гараж)	50	30	3,216	0,0021
24	28	Шапина, 13а (гараж ЭТУС)	30	23	1,441	0,0021
25	16	Сухонская наб.,13	50	15	1,535	0,0020
26	42	Шапина, 1	30	30	1,824	0,0020
27	3	Горького, 15	70	67	9,351	0,0020
28	10	Сухонская наб.,9(администрация)	50	32	3,178	0,0020
29	31	Сухонская наб.,3	50	7	0,688	0,0020
30	47	Первомайская, 11 (КНС)	30	22	1,286	0,0019
31	45	Шапина, 15 (м-н "Теремок")	30	15	0,860	0,0019
32	48	Шапина, 13б (скважина)	30	23	1,301	0,0019
33	40	Сухонская наб.,9а(гараж адм-ции)	50	6	0,555	0,0019
34	33	Свободы, 5 (аптека)	40	10	0,717	0,0018
35	27	Сухонская наб.,1а(столярный цех)	50	14	1,255	0,0018
36	36	Свободы, 3	40	15	1,012	0,0017
37	18	Сухонская наб.,12	50	30	2,459	0,0016
38	41	Горького, 9б	50	10	0,810	0,0016
39	29	Шапина, 16 (кафе)	40	37	2,381	0,0016
40	37	Сухонская наб.,16(музей)	40	31	1,958	0,0016
41	38	Свободы, 2 (церковь)	40	30	1,872	0,0016
42	43	Сухонская наб.,15(магазин)	40	80	4,884	0,0015
43	46	Горького, 5 (маг. "Удача")	40	100	6,088	0,0015
44	44	Сухонская наб.,10а(гараж ТЦСО)	50	7	0,527	0,0015
45	21	Шапина, 6 (ТЦСО общежитие)	50	50	3,734	0,0015
46	39	Усть-Шуйский пер., 4	50	20	1,442	0,0014
47	34	Сухонская наб.,7	50	45	3,179	0,0014

В российских тепловых сетях теряется около 30 % тепловой энергии, вырабатываемой на нужды теплоснабжения . Одной из причин этого является завышенный диаметр трубопроводов тепловой сети.

Если завышение диаметров магистральных трубопроводов оправдано запасом для развитие системы и присоединение новых объектов, то завышение диаметров отводящих трубопроводов является причиной неоправданных потерь тепловой энергии в ТС.

На наш взгляд, наиболее перспективным является снижение среднего диаметра трубопроводов ТС путём замены используемых отводящих трубопроводов на трубопроводы меньшего диаметра при аварийных или планово-предупредительных ремонтах. Такой подход позволит оптимизировать систему теплоснабжения, сохранив потенциал ТС по транспортировке тепловой энергии на случай подключения новых потребителей, окажет наименьшее влияние на существующую систему теплоснабжения.

На данный момент в литературных источниках нет описания методики изменения диаметра трубопроводов ТС . Предлагаемый способ регулировки тепловой сети позволяет изменить средний диаметр трубопроводов тепловой сети, приближая его к значению оптимального диаметру для данной сети.

Сущность способа заключается в прокладке нового прямого или обратного отводящего трубопроводов, осуществляемой путем установки трубопроводов меньшего диаметра. При этом диаметр устанавливаемых трубопроводов выбирают таким образом, чтобы гидравлическое сопротивление прямого и обратного трубопровода было максимально приближен к гидравлическому сопротивления сужающего устройства, но не превышал его. Преимущество отдаётся подающим трубопроводам, так как их потери тепловой энергии больше ввиду более высокой температуры проходящего по ним теплоносителя.

На рисунке 4 схематически изображена схема участка тепловой сети и схематически привязанный к ней пьезометрический график тепловой сети. 1 и 2 - магистральные трубопроводы тепловой сети, 3, 4 - прямой и обратный отводящие трубопроводы, 5 - объект теплоснабжения, 6 - сужающее устройство, L - длина трубопроводов, hМ - перепад давления на ответвлении от магистрального трубопровода к объекту, hО - перепад давления на отводящих трубопроводах, hС - перепад давления на сужающем устройстве, hП - требуемый перепад давления для системы теплоснабжения объекта.



Рисунок 4. Схема отводящего трубопровода с пьезометрическим графиком

На пьезометрическом графике сплошной линией показан используемый в настоящее время способ регулировки гидравлического режима, когда избыточное давление теплоносителя не полностью срабатывается по длине отводящего трубопровода, и гасится за счёт сужающего устройства на входе объекта потребления тепловой энергии. Это приводит к тому, что для прокладки отводящего трубопровода используются трубы большего типоразмера, чем требуется для обеспечения требуемого перепада давления на входе объекта, вследствие чего возрастают потери тепловой энергии из-за увеличения поверхности трубопровода.

Избыточный перепад давления hО' определяется как разность между давлением на ответвлении от магистрального трубопровода hМ и требуемым перепадом давления для системы теплоснабжения потребителя hП:

hО' = hМ - hП (5.5)

Этот перепад складывается из суммы падения давления на отводящем трубопроводе hО на сужающем устройстве hС:

hО' = hО + hС (5.6)

Предлагаемый способ (пунктирная линия) предполагает максимальное (вплоть до полного) срабатывание избыточного перепада давления теплоносителя за счёт уменьшения диаметра отводящих трубопроводов, т.е.

hО hО'

hС 0 (5.7)

Минимальный допустимый диаметр трубопроводов определяется из соотношения :

, м (5.8)

где G - расход теплоносителя, м3/ч;

- плотность теплоносителя, кг/м3;

hМ - перепад давления на ответвлении от магистрального трубопровода к объекту, Па;

hП - требуемый перепад давления для системы теплоснабжения объекта, Па.

В соответствии с существующей методикой гидравлического расчёта тепловых сетей минимальный диаметр трубопроводов может быть рассчитан как:

, м (5.9)

где кЭ - абсолютная эквивалентная шероховатость трубопроводов. При расчёте минимального допустимого диаметра трубопроводов используется максимальное допустимое значение коэффициента шероховатости. При отсутствии более точных данных можно принять значение кЭ =0,001м.

К установке принимается трубопроводы с ближайшим по значению большим внутренним диаметром. Возможен вариант установки подающего и обратного трубопроводов разного диаметра, при этом средний диаметр отводящих трубопроводов данного участка сети должен быть больше минимально допустимого диаметра.

Результаты расчета оптимальных диаметров трубопроводов тепловой сети центральной котельной с. Шуйское сведены в таблицу 7

Таблица 7- Оптимальные диаметры отводов к абонентам

№ п/п	Потребитель	Lуч, м	старыйdуч, мм	dmin, мм	новый dуч, мм
1	2	3	4	5	6
1	Первомайская 5	53	70	61,83	70
2	Горького, 17	15	70	44,68	50
3	Горького, 15	67	70	60,83	70
4	Сухонская наб.,1в(гараж)	30	50	42,96	50
5	Сухонская наб.,2а	10	40	32,37	40
6	Шапина, 10 (Универмаг)	5	40	30,73	32
7	Сухонская наб.,10(МУП "Жилищник)	11	50	30,63	32
8	Шапина, 11 (гостиница,м-н)	13	40	36,19	40
9	Шапина,12 (библиотека)	9	40	33,14	40
10	Сухонская наб.,9(администрация)	32	50	34,93	40
11	Свободы, 4	18	80	37,51	40
12	Сухонская наб.,19(сбербанк)	3	40	24,42	25
13	Сухонская наб.,1г(гараж)	4	50	23,89	25
14	Первомайская, 3	13	70	35,26	40
15	Сухонская наб.,17(РОВД)	5	50	24,16	25
16	Сухонская наб.,13	15	50	27,94	32
17	Шапина, 13 (ЭТУС)	2	30	21,24	25
18	Сухонская наб.,12	30	50	30,73	32
19	Сухонская наб.,1(баня, прачечная)	2	50	17,51	25
20	Сухонская наб.,18а(гараж РОВД)	3	40	21,01	25
21	Шапина, 6 (ТЦСО общежитие)	50	50	33,43	40
22	Сухонская наб.,2	12	50	24,28	25
23	Горького, 3 (суд)	13	50	24,45	25
24	Горького, 2	3	40	18,73	25
25	Сухонская наб.,11(РУПФС)	13	40	21,31	25
26	Сухонская наб.,1б(сварочный цех)	5	50	17,37	25
27	Сухонская наб.,1а(столярный цех)	14	50	20,64	25
28	Шапина, 13а (гараж ЭТУС)	23	30	26,73	32
29	Шапина, 16 (кафе)	37	40	28,31	32
30	Сухонская наб.,14(ДЮСШ)	5	40	16,41	25
31	Сухонская наб.,3	7	50	15,98	25
32	Сухонская наб.,18( ГАИ)	3	40	14,62	25
33	Свободы, 5 (аптека)	10	40	19,18	25
34	Сухонская наб.,7	45	50	21,33	25
35	Горького,1	3	50	13,02	25
36	Свободы, 3	15	40	20,42	25
37	Сухонская наб.,16(музей)	31	40	19,60	25
38	Свободы, 2 (церковь)	30	40	19,95	25
39	Усть-Шуйский пер., 4	20	50	15,33	25
40	Сухонская наб.,9а(гараж адм-ции)	6	50	11,40	25
41	Горького, 9б	10	50	10,79	25
42	Шапина, 1	30	30	13,44	25
43	Сухонская наб.,15(магазин)	80	40	15,94	25
44	Сухонская наб.,10а(гараж ТЦСО)	7	50	9,15	25
45	Шапина, 15 (м-н "Теремок")	15	30	10,13	25
46	Горького, 5 (маг. "Удача")	100	40	10,75	25
47	Первомайская, 11 (КНС)	22	30	7,55	25

Снижение диаметра отводящих трубопроводов ведёт к снижению общей поверхности трубопроводов ТС и увеличению скорости движения в них теплоносителя, а следовательно, приводит к снижению потерь тепловой энергии.

Поскольку приведённый способ регулировки гидравлического режима ТС связан со значительными капитальными затратами, в связи с чем его использование рекомендуется при замене существующих трубопроводов или прокладке новых. Необходимо отметить, что некоторые участки тепловых сетей обладают завышенным диаметром трубопроводов, что обусловлено перспективными планами развития ТС. В этом случае снижение диаметров участков тепловой сети следует проводить в соответствии с учётом дальнейшего увеличения тепловой нагрузки.

Ещё одним важным аспектом реализации указанного мероприятия является увеличение скорости движения теплоносителя по трубопроводам ТС, что может привести к возникновению повышенного уровня шума и вибрации трубопроводов. При возникновении таких явлений необходимо предусмотреть установку антивибрационных компенсаторов, позволяющих развязать систему теплоснабжения здания от негативных последствий снижения диаметров трубопроводов.

6. Расчет и анализ

Потребители тепловой энергии

Расход тепла на отопление жилых и общественных зданий <Вт>:

Qo max=qoA(1+K1) (6.1)

qo - укрупнённый показатель максимального теплового потока на отопление жилых и общественных зданий на 1м2 площади (прил. 2 СНиП “Тепловые сети”) <Вт> .

A - общая площадь здания <м2>.

К1 - коэффициент учитывающий тепловой поток на отопление общественных зданий (К1=0,25 - если данных нет).

Расход тепла на вентиляцию общественных зданий <Вт>:

Qвент max=K1K2qoA (6.2)

К2 - коэффициент учитывающий тепловой поток на вентиляцию общественных зданий (К2=0,6).

Средний тепловой поток на горячее водоснабжение жилых и общественных зданий <Bт>:

(6.3)

m - число потребителей.

а - нормы расхода воды на горячее водоснабжение на 1-го человека в сутки.

b - нормы расхода воды на горячие водоснабжение в общественных зданиях при температуре наружного воздуха -55 °С (принимается равным 25л в сутки на одного человека).

tx - температура холодной воды в отопительный период.

с - теплоёмкость воды.

Максимальный тепловой поток на горячее водоснабжение жилых и общественных зданий <Bт>:

Qгв max=2,4Qh m (6.4)

Средний тепловой поток на отопление <Bт>:

(6.5)

ti - средняя температура внутреннего воздуха отапливаемых помещений (при отсутствии данных в жилых принимается 18 °С, в производственных 16 °С).

tom - средняя температура наружного воздуха за период со среднесуточной температурой 8 °С и ниже.

To - расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления.

Средний тепловой поток на вентиляцию <Bт>:

(6.7)

Средний тепловой поток на горячее водоснабжение <Bт>:

(6.8)

- температура холодной водопроводной воды в неотопительный период (+15°С).

tc - температура холодной водопроводной воды в отопительный период (+5 °С).

-коэффициент, учитывающий изменение среднего расхода воды на ГВС в неотопительный период по отношению к отопительному периоду:

0,8 - для жилищно-коммунального сектора,

1 - для предприятий.

Годовой расход тепла на отопление жилых и общественных зданий < кДж >:

Qo год=86,4Qo. р no (6.9)

Годовой расход тепла на вентиляцию общественных зданий < кДж >:

(6.10)

Годовой расход тепла на ГВ жилых и общественных зданий < кДж >:

(6.11)

no - продолжительность отопительного периода соответствующее периоду со среднесуточной температурой наружного воздуха +8 °С и ниже.

Z - усреднённое за отопительный период число работы системы вентиляции общественных зданий в течении суток (16 часов).

nh y - расчётное число суток в году работы системы ГВ

Таблица 8- Расчет потребителей по теплопотреблению

№ п/п	Потребитель	Qор, тыс. ккал/ч	Qгвр, тыс. ккал/ч	Qвр, тыс. ккал/ч	Итого	tв, град	Qогод макс, Гкал/год	Qогод ср, Гкал/год	Qгвгод , Гкал/год	Qвгод, Гкал/год	Qгвлето, Гкал/год
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
1	Первомайская, 5	139,5	123,4	0	262,9	20	793,5	764,9	701,9	0	185,1
2	Горького, 17	102	89,5	0	191,5	20	580,2	559,3	509,1	0	134,3
3	Горького, 15	101,1	94,6	0	195,7	20	575,1	554,4	538,1	0	141,9
4	Сухонская наб.,1в(гараж)	94,9	0	0	94,9	15	539,8	412,4	0,0	0	0,0
5	Сухонская наб.,2а	87,6	0	0	87,6	20	498,3	480,3	0,0	0	0,0
6	Шапина, 10 (Универмаг)	83,3	0	0	83,3	18	473,8	418,8	0,0	0	0,0
7	Сухонская наб.,10(МУП "Жилищник)	79,9	0	0	79,9	18	454,5	401,8	0,0	0	0,0
8	Шапина, 11 (гостиница,м-н)	74,7	0	0	74,7	18	424,9	375,6	0,0	0	0,0
9	Шапина,12 (библиотека)	74,5	0	0	74,5	18	423,8	374,6	0,0	0	0,0
	Сухонская наб.,9(администрация)	66,6	0	0	66,6	18	378,8	334,9	0,0	0	0,0
	Свободы, 4	62,9	0	0	62,9	20	357,8	344,9	0,0	0	0,0
	Сухонская наб.,19(сбербанк)	56,6	0	0	56,6	18	321,9	284,6	0,0	0	0,0
	Сухонская наб.,1г(гараж)	55,1	0	0	55,1	15	313,4	239,4	0,0	0	0,0
	Первомайская, 3	53,6	61,8	0	115,4	20	304,9	293,9	351,5	0	92,7
	Сухонская наб.,17(РОВД)	44,37	0	0	44,37	18	252,4	223,1	0,0	0	0,0
	Сухонская наб.,13	42,3	0	0	42,3	20	240,6	231,9	0,0	0	0,0
	Шапина, 13 (ЭТУС)	41,5	0	0	41,5	20	236,1	227,6	0,0	0	0,0
	Сухонская наб.,12	38,8	0	0	38,8	18	220,7	195,1	0,0	0	0,0
	Сухонская наб.,1(баня, прачечная)	38,8	0	0	38,8	18	220,7	195,1	0,0	0	0,0
	Сухонская наб.,18а(гараж РОВД)	38,5	0	0	38,5	15	219,0	167,3	0,0	0	0,0
	Шапина, 6 (ТЦСО общежитие)	37,6	0	0	37,6	20	213,9	206,2	0,0	0	0,0
	Сухонская наб.,2	37,6	0	0	37,6	20	213,9	206,2	0,0	0	0,0
	Горького, 3 (суд)	36,9	0	0	36,9	18	209,9	185,5	0,0	0	0,0
	Горького, 2	34,3	0	0	34,3	20	195,1	188,1	0,0	0	0,0
	Сухонская наб.,11(РУПФС)	27,5	0	0	27,5	18	156,4	138,3	0,0	0	0,0
	Сухонская наб.,1б(сварочный цех)	22,4	0	0	22,4	15	127,4	97,3	0,0	0	0,0
	Сухонская наб.,1а(столярный цех)	22,3	0	0	22,3	15	126,8	96,9	0,0	0	0,0
	Шапина, 13а (гараж ЭТУС)	21,5	0	0	21,5	15	122,3	93,4	0,0	0	0,0
	Шапина, 16 (кафе)	20,4	0	0	20,4	18	116,0	102,6	0,0	0	0,0
	Сухонская наб.,14(ДЮСШ)	18	0	0	18	18	102,4	90,5	0,0	0	0,0
	Сухонская наб.,3	15,8	0	0	15,8	20	89,9	86,6	0,0	0	0,0
	Сухонская наб.,18( ГАИ)	14,9	0	0	14,9	18	84,8	74,9	0,0	0	0,0
	Свободы, 5 (аптека)	14,9	0	0	14,9	18	84,8	74,9	0,0	0	0,0
	Сухонская наб.,7	14,9	0	0	14,9	20	84,8	81,7	0,0	0	0,0
	Горького,1	14,7	0	0	14,7	20	83,6	80,6	0,0	0	0,0
	Свободы, 3	14,2	0	0	14,2	20	80,8	77,9	0,0	0	0,0
	Сухонская наб.,16(музей)	9,76	0	0	9,76	18	55,5	49,1	0,0	0	0,0
	Свободы, 2 (церковь)	9	0	0	9	18	51,2	45,3	0,0	0	0,0
	Усть-Шуйский пер., 4	9	0	0	9	20	51,2	49,3	0,0	0	0,0
	Сухонская наб.,9а(гараж адм-ции)	8,3	0	0	8,3	15	47,2	36,1	0,0	0	0,0
	Горького, 9б	6,33	0	0	6,33	20	36,0	34,7	0,0	0	0,0
	Шапина, 1	6	0	0	6	20	34,1	32,9	0,0	0	0,0
	Сухонская наб.,15(магазин)	4,2	0	0	4,2	18	23,9	21,1	0,0	0	0,0
	Сухонская наб.,10а(гараж ТЦСО)	4,12	0	0	4,12	15	23,4	17,9	0,0	0	0,0
	Шапина, 15 (м-н "Теремок")	2,2	0	0	2,2	18	12,5	11,1	0,0	0	0,0
	Горького, 5 (маг. "Удача")	1,9	0	0	1,9	18	10,8	9,6	0,0	0	0,0
	Первомайская, 11 (КНС)	1,7	0	0	1,7	5	9,7	3,5	0,0	0	0,0
	Шапина, 13б (скважина)	0,56	0	0	0,56	5	3,2	1,2	0,0	0	0,0
	Итого	1807,54	369,3	0	2176,84		10281,3	1686,1	2100,6	0	554,0

Расходы сетевой воды по участкам расчетного участка магистрального трубопровода определяются по формуле

Gуч = Gn - Gn-1 (6.12),

где Gn - расход воды на n-ном участке, т/ч;

Gn-1 - расход воды на предыдущем участке, т/ч.

Скорость движения сетевой воды на расчетном участке трубопровода определяется по формуле

(6.13),

где Gр - расчетный расход сетевой воды на участке, т/ч;

dуч - диаметр расчетного участка трубопровода, м.

Площадь поверхности расчетного участка трубопровода расчитам по формуле

S = dуч Lуч (6.14),

где Lуч - длина расчетного участка трубопровода, м. Теплопотери расчетного участка трубопровода в соответствии с [ СниП теплопотери] определяется по формуле

(6.15),

где rtot - норма плотности теплового потока в непроходном канале, Вт/м, определяемая в соответствии с прил. 4 [ СНиП] Результаты расчета расчетного участка магистрального трубопровода сведены в таблицу (9)

Анализируя полученные данные, можно рекомендовать улучшить теплоизоляцию на всех участках магистрального трубопровода с целью снижения теплопотерь. Что положительно отразится на тарифе отпускаемой теплоэнергии, в сторону его снижения.

Таблица 9- Теплопотери расчетного участка магистрали

№ п/п	№ участка	dуч, мм	Lуч, м	тип прокладки	Gр, м3/ч	V м/с	ПdL, м2	Qт.п., Мкал/ч
1	2	3	4	5	6	8	10	11
1	0-1	200	45	подземная	81,07	0,72	28,26	0,139
2	1-2	150	24	подземная	56,38	0,89	11,30	0,074
3	2-3	150	65	подземная	56,13	0,88	30,62	0,201
4	3-4	150	50	подземная	56,05	0,88	23,55	0,155
5	4-5	120	7	подземная	55,81	1,37	2,64	0,021
6	5-6	120	27	подземная	39,88	0,98	10,17	0,079
7	6-7	120	20	подземная	35,88	0,88	7,54	0,059
8	7-8	120	37	подземная	33,69	0,83	13,94	0,109
9	8-9	120	5	подземная	33,52	0,82	1,88	0,015
10	9-10	120	23	подземная	32,42	0,80	8,67	0,067
11	10-11	120	40	подземная	30,36	0,75	15,07	0,117
12	11-12	120	15	подземная	27,48	0,68	5,65	0,044
13	12-13	120	19	подземная	24,07	0,59	7,16	0,056
14	13-14	120	68	подземная	11,42	0,28	25,62	0,200
15	14-15	100	58	подземная	9,64	0,34	18,21	0,161
16	15-16	100	97	подземная	4,85	0,17	30,46	0,269
17	16-17	100	34	подземная	3,69	0,13	10,68	0,094
18	17-18	50	24	подземная	2,52	0,36	3,77	0,051
19	18-19	32	30	подземная	0,82	0,28	3,01	0,054
	Итого							12,96

Расчет гидравлического режима сети

Расход сетевой воды на отопление здания определяется по формуле:

Go=1000·Qo/(c·(t1-t2)) т/ч (6.16)

где Qo - расчётный расход теплоты на отопление здания, ккал/ч;

с - теплоёмкость воды, с=1 ккал/(кг·°С);

t1 - расчётная температура сетевой воды в подающем трубопроводе тепловой сети на входе в здание, t1 = 95°С;

t2 - расчётная температура обратной воды на выходе из здания t2 = 70°С;

При расчётной температуре наружного воздуха для проектирования отопления tн.р= - 32°С, температура сетевой воды на выходе из котельной равна t1=95°С. По пути воды к потребителям в результате тепловых потерь трубопроводами, проходит её остывание. Величина тепловых потерь трубопроводами может достигать 2023%. от годового отпуска теплоты. По данным расчёта доля тепловых потерь в сетях составляет 5%, тогда средняя величина остывания составит 0,05·(95 - 70) = 1,25°С. Чем дальше здание от источника теплоты, тем больше величена остывания воды по пути к нему. Точные расчёты потерь теплоты трубопроводами невозможны, так как нет данных по толщине тепловой изоляции и её состоянии по всей длине трассы.

При гидравлическом расчете тепловых сетей определяют потери давления на участках трубопроводов для последующей разработки гидравлического режима и выявления располагаемых напоров на тепловых пунктах потребителя. При гидравлическом расчете трубопроводов определяют суммарный расчетный расход сетевой воды, складывающийся из расчетных расходов на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение.

Потери давления на участке трубопровода складываются из линейных потерь (на трение) и потерь в местных сопротивлениях:

?p = ?pтр + ?рм (6.17)

Линейные потери давления пропорциональны длине труб и равны:

?ртр = R · l (6.18)

где l - длина трубопровода, м; R - удельные потери давления на трение, кгс/м2.

(6.19)

где л- коэффициент гидравлического трения;

v - скорость теплоносителя, м/с;

g - ускорение свободного падения, м/с2;

dвн - внутренний диаметр трубы, м;

G - расчетный расход теплоносителя на рассчитываемом участке, т/ч.

Потери давления на участке трубопроводов в местных сопротивлениях:

(6.20)

где - сумма коэффициентов местных сопротивлений.

При значениях эквивалентной шероховатости трубопроводов, отличных от kэкв=0,5 мм, на величину удельных потерь давления вводится поправочный коэффициент в. В этом случае:

?p = в·R·l + ?рм (6.21)

Стабилизацию гидравлического режима, поглощение избыточных напоров на тепловых пунктах при отсутствии автоматических регуляторов производят с помощью постоянных сопротивлений - дроссельных диафрагм.

Дроссельные диафрагмы перед системами теплопотребления или обратном трубопроводе или на обоих трубопроводах в зависимости от необходимого для системы гидравлического режима.

Диаметр отверстия дроссельной диафрагмы определяют по формуле:

 (6.22)

где G - расчетный расход воды через дроссельную диафрагму, т/ч;

Н - напор, дросселируемой диафрагмой, м.

Дросселируемый в диафрагме напор находят как разность между располагаемым напором перед системой теплопотребления или отдельным теплоприемником и гидравлическим сопротивлением системы (с учетом сопротивления установленных в ней дроссельных устройств) или сопротивлением теплообменника. Во избежание засорения не следует устанавливать дроссельные диафрагмы с диаметром отверстия менее 2,5 мм. При расчетном диаметре диафрагмы менее 2,5 мм избыточный напор дросселируют в двух диафрагмах, устанавливая их последовательно (на расстоянии не менее 10 диаметров трубопровода) либо на подающем и обратном трубопроводах. Дроссельные диафрагмы как правило, устанавливают во фланцевых соединениях (на тепловом пункте после грязевика) между запорной арматурой, что позволяет заменять их без спуска воды из системы / /. Расчет дроссельных диафрагм для данной тепловой сети выполнен на ЭВМ и приведен в таблице 10

Таблица 10- Определение диаметров диафрагм

Потребитель	dуч, мм	Lуч, м	тип прокладки	Qор, тыс. ккал/ч	Gр, м3/ч	рi, м. в. ст.	ро, м. в. ст	dmin, мм
2	3	4	5	6	7	8	9	10
Первомайская 5	70	53	подземная	139,5	10,52	2,25	21,11	15
Горького, 17	70	15	подземная	102	7,66	5,91	17,45	14
Горького, 15	70	67	подземная	101,1	7,83	7,25	16,11	14
Сухонская наб.,1в(гараж)	50	30	подземная	94,9	3,80	12,83	10,53	11
Сухонская наб.,2а	40	10	подземная	87,6	3,50	10,13	13,23	10
Шапина, 10 (Универмаг)	40	5	подземная	83,3	3,33	15,51	7,85	11
Сухонская наб.,10(МУП "Жилищник)	50	11	подземная	79,9	3,20	7,18	16,18	9
Шапина, 11 (гостиница,м-н)	40	13	подземная	74,7	2,99	16,4	6,96	11
Шапина,12 (библиотека)	40	9	подземная	74,5	2,98	15,75	7,61	10
Сухонская наб.,9(администрация)	50	32	подземная	66,6	2,66	6,95	16,41	8
Свободы, 4	80	18	подземная	62,9	2,52	17,7	5,66	10
Сухонская наб.,19(сбербанк)	40	3	подземная	56,6	2,26	16,09	7,27	9
Сухонская наб.,1г(гараж)	50	4	подземная	55,1	2,20	13,05	10,31	8
Первомайская, 3	70	13	подземная	53,6	4,62	4,33	19,03	10
Сухонская наб.,17(РОВД)	50	5	подземная	44,37	1,77	15,49	7,87	8
Сухонская наб.,13	50	15	подземная	42,3	1,69	13,35	10,01	7
Шапина, 13 (ЭТУС)	30	2	подземная	41,5	1,66	17,94	5,42	8
Сухонская наб.,12	50	30	подземная	38,8	1,55	13,14	10,22	7
Сухонская наб.,1(баня, прачечная)	50	2	подземная	38,8	1,55	10,3	13,06	7
Сухонская наб.,18а(гараж РОВД)	40	3	подземная	38,5	1,54	15,95	7,41	8
Шапина, 6 (ТЦСО общежитие)	50	50	подземная	37,6	1,50	13,08	10,28	7
Сухонская наб.,2	50	12	подземная	37,6	1,50	10,13	13,23	6
Горького, 3 (суд)	50	13	подземная	36,9	1,48	10,05	13,31	6
Горького, 2	40	3	подземная	34,3	1,37	12,62	10,74	6
Сухонская наб.,11(РУПФС)	40	13	подземная	27,5	1,10	8,14	15,22	5
Сухонская наб.,1б(сварочный цех)	50	5	подземная	22,4	0,90	12,02	11,34	5
Сухонская наб.,1а(столярный цех)	50	14	подземная	22,3	0,89	10,63	12,73	5
Шапина, 13а (гараж ЭТУС)	30	23	подземная	21,5	0,86	18,36	5	6
Шапина, 16 (кафе)	40	37	подземная	20,4	0,82	18	5,36	6
Сухонская наб.,14(ДЮСШ)	40	5	подземная	18	0,72	13,48	9,88	5
Сухонская наб.,3	50	7	подземная	15,8	0,63	11,12	12,24	4
Сухонская наб.,18( ГАИ)	40	3	подземная	14,9	0,60	15,91	7,45	5
Свободы, 5 (аптека)	40	10	подземная	14,9	0,60	17,39	5,97	5
Сухонская наб.,7	50	45	подземная	14,9	0,60	7,98	15,38	4
Горького,1	50	3	подземная	14,7	0,59	10,05	13,31	4
Свободы, 3	40	15	подземная	14,2	0,57	17,5	5,86	5
Сухонская наб.,16(музей)	40	31	подземная	9,76	0,39	16,28	7,08	4
Свободы, 2 (церковь)	40	30	подземная	9	0,36	18,04	5,32	4
Усть-Шуйский пер., 4	50	20	подземная	9	0,36	9,22	14,14	3
Сухонская наб.,9а(гараж адм-ции)	50	6	подземная	8,3	0,33	6,32	17,04	3
Горького, 9б	50	10	подземная	6,33	0,25	1,31	22,05	2
Шапина, 1	30	30	подземная	6	0,24	4,55	18,81	2
Сухонская наб.,15(магазин)	40	80	подземная	4,2	0,17	13,33	10,03	2
Сухонская наб.,10а(гараж ТЦСО)	50	7	подземная	4,12	0,16	7,79	15,57	2
Шапина, 15 (м-н "Теремок")	30	15	подземная	2,2	0,09	17,8	5,56	2
Горького, 5 (маг. "Удача")	40	100	подземная	1,9	0,08	3,08	20,28	1
Первомайская, 11 (КНС)	30	22	подземная	1,7	0,07	0,48	22,88	1
Шапина, 13б (скважина)	30	23	подземная	0,56	0,02	16,03	7,33	1

7. Экологичность дипломной работы

При сжигании различных топлив, наряду с основными продуктами сгорания (СО2, Н2О, N2), в атмосферу поступают загрязняющие твёрдые (зола и сажа), а также газообразные токсичные вещества, а именно: сернистый и серный ангидриды (SО2 и SO3), окислы азота (NO и NO2), фтористые соединения и соединения ванадия. В случае недостаточно полного сгорания топлива в топках уходящие газы могут содержать окись углерода СО, углеводороды СН4, С2Н4, а также канцерогенные углеводороды, например бенз(а)пирен и др.

Все продукты неполного сгорания являются вредными, однако при современной технике сжигания топлива их образование можно предотвратить или свести к минимуму; то же относится и к содержанию окислов азота в уходящих газах. Из всех окислов азота наиболее часто в дымовых газах содержится окись NO и двуокись NO2, причём двуокись является наиболее стойким продуктом. Высшие окислы - N2O2, N2O4 и N2O5 - существуют в атмосферных условиях только при низких температурах.

Суммарный выброс сернистых соединений (SO2+SO3) определяется исходной величиной содержания серы в топливе и не может быть исключён за счёт каких-либо мероприятий в организации топочного процесса. Таким образом, добиваться предельно допустимых концентраций сернистых и других соединений в атмосфере можно только выбором необходимой высоты дымовой трубы, обеспечивающей рассеивание оставшихся твёрдых частиц и вредных газов в атмосфере.