Система тепло- и энергоснабжения промышленного предприятия

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

"БРЯНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ"

Кафедра "Промышленная теплоэнергетика"

ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ

Брянск

Аннотация

В дипломном проекте была проанализирована система тепло-энергоснабжения промышленного предприятия и отпуска тепла потребителю.

В основной части проекта было проведено энергетическое обследование тепловых нагрузок и тепловых сетей завода, рассчитаны две тепловых схемы котельной в связи с предложенными проектами модернизации.

В специальной части проекта рассчитано внедрение турбинной установки для снижения затрат на потребление электрической энергии. Были получены результаты работы турбины на номинальном и частичных режимах.

В экономической части проекта определены технико-экономические показатели работы котельной, рассчитан срок окупаемости турбоустановки. Также произведен сравнительный анализ двух вариантов использования котлов в компоновке с котельной с выбором оптимального варианта.

В дипломном проекте рассмотрены вопросы безопасности и экологичности проекта, а также решены вопросы по организации энергетического обследования.

Содержание

Введение

1.Анализ тепловых нагрузок завода

1.1 Энергетическое обследование проектируемых режимов работы системы теплоснабжения

1.1.1 Расчет расхода тепла на отопление

1.1.1.1 Расчет расхода тепла на отопление для цехов предприятия

1.1.1.2 Расчет годового расхода тепла на отопление

1.1.2 Расчет расхода тепла на вентиляцию

1.1.2.1 Расчет расхода тепла на вентиляцию для цехов предприятия

1.1.2.2 Расчет годового расхода тепла на вентиляцию

1.1.3 Расчет расходов тепла на хозяйственно - бытовое горячее водоснабжение

1.1.4 Расчет расходов тепла на технологические нужды

1.2 Энергетическое обследование фактических режимов работы системы

1.2.1 Расчет расхода тепла на отопление

1.2.1.1 Расчет расхода тепла на отопление тарного цеха

1.2.1.2 Расчет расхода тепла на нагревание инфильтрующегося воздуха через ограждения помещения

1.2.1.3 Расчет тепловыделений в помещении

1.2.1.4 Расчет годового расхода тепла на отопление

1.2.2 Расчет расхода тепла на вентиляцию

1.2.2.1 Расчет расхода тепла на вентиляцию для цехов предприятия

1.2.2.2 Расчет годового расхода тепла на вентиляцию

1.2.3 Расчет расходов тепла на хозяйственно - бытовое горячее водоснабжение

1.2.4 Расчет расходов тепла на технологические нужды

1.3 Регулирование отпуска тепла потребителям

2. Анализ режима работы тепловых сетей

2.1 Гидравлический расчет тепловых сетей

2.1.1 Гидравлический расчет проектируемой водяной тепловой сети завода

2.1.2 Гидравлический расчет существующей водяной тепловой сети завода

2.1.3 Гидравлический расчет паровой сети завода

2.2 Тепловой расчет толщины изоляционного материала

2.2.1 Тепловой расчет толщины изоляции существующей водяной тепловой сети

2.2.2 Тепловой расчет толщины паровой тепловой сети

2.2.3 Расчет потерь тепла через теплоизоляционную конструкцию и температуры теплоносителя

2.2.4 Потери тепла с утечками сетевой воды

3. Модернизация источника теплоснабжения завода

4. Оценка эффективности производства электрической энергии на заводской котельной

4.1 Производство электрической энергии за счет использования энергии избыточного давления промышленного пара

4.2 Расчет годовой выработки электроэнергии на заводской мини-ТЭЦ

5. Экономическая часть проекта

5.1 Экономическая оценка модернизации системы энергоснабжения за счет использования турбоагрегата для снижения давления пара

5.1.1 Структура потребления и производства энергетических ресурсов

5.1.2 Финансовая оценка проекта

5.1.3 Производственные издержки

5.1.4 Доход проекта

5.1.5 Расчет срока окупаемости

5.1.6 Расчет основных технико-экономических показателей работы котельной

5.1.7 Экономическое обоснование улучшения показателей эффективности

5.2 Экономическая оценка модернизации системы энергоснабжения при отпуске тепла внешнему потребителю

5.2.1 Расчет основных технико-экономических показателей

5.2.1.1 Расчет производственной программы

5.2.2 Расчет сметы капитальных вложений на строительство системы теплоснабжения промышленного предприятия

5.2.3 Расчет численности работников и размера единого фонда оплаты труда

5.2.4 Расчет фонда оплаты труда

5.2.5 Расчет потребности производства в энергетических и материальных ресурсах

5.2.6 Расчет амортизационных отчислений

5.2.7 Расчет годовых эксплуатационных затрат и себестоимости производства 1Гкал тепловой энергии

5.2.8 Расчет основных технико - экономических показателей работы котельной

5.2.9 Экономическое обоснование улучшения показателей эффективности

5.2.10 Расчет срока окупаемости

5.3 Выводы по экономической части

6. Организационная часть проекта

6.1 Проведение энергоаудита ЗАО "Термотрон-завод"

6.2 Программа проведения энергетического обследования

7. Безопасность и экологичность проекта

7.1 Техника безопасности в котельной

7.1.1 Подготовка котельного агрегата к работе

7.1.2 Растопка котельного агрегата

7.1.3 Аварийная остановка котельного агрегата

7.2 Расчет выбросов загрязняющих веществ котельной

7.3 Расчет защитного заземления

7.3.1 Задание

7.3.2 Решение

Заключение

Стандартизация

Список использованной литературы

Введение

Энергохозяйство крупных промышленных предприятий представляет собой сложный комплекс тесно взаимосвязанных агрегатов, потребляющих и одновременно генерирующих различные виды энергии, основными из которых являются электрическая энергия и теплота.

Тепловая энергия в народном хозяйстве используется для производства практически всех видов продукции, поэтому потребность в тепле имеется на всех современных промышленных предприятиях как для технологических целей, так и для сантехнических нужд. Кроме собственных производственных объектов, тепло необходимо также для отопления жилых сооружений и бытовых нужд населения, живущего в прилегающих к промышленному предприятию районах - жилищно-коммунальный сектор.

Одна из особенностей современной жизни в России - это формирование определенной системы и структуры по рациональному снабжению и потреблению энергии. Эта проблема особенно актуальна в российской экономике, поскольку в России энергоемкость промышленного производства и социальных услуг оказывается во много раз выше общемировых показателей. Эта проблема еще более обостряется в связи с постоянным увеличением в нашей стране стоимости энергоносителей. В себестоимости продукции в России доля энергозатрат часто становится доминирующей. В связи с этим конкурентоспособность отечественной продукции все больше зависит именно от экономического расходования энергетических ресурсов.

На отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение жилых, общественных и промышленных зданий, а также на пароснабжение промышленных предприятий затрачивается около 36% всех потребленных в стране энергетических ресурсов, из которых полезно используется только 21%, а 15% являются потерями.

Повышение коэффициента полезного использования энергетических ресурсов - первоочередная задача, стоящая перед народным хозяйством.

Объектом исследования данного дипломного проекта является ЗАО "Термотрон-завод", а также его энергетические потоки.

Актуальность работы связана с тем, что на заводе законсервированы неиспользуемые мощности (два водогрейных котла ПТВМ-50), которые можно либо непосредственно эксплуатировать, либо провести демонтаж котлов и использовать полученную свободную площадь котельной.

Целью моего курсового проекта является предложение рационального проекта по снижению энергопотребления ЗАО "Термотрон-завод".

Для достижения поставленной цели необходимо решить ряд задач:

1. Произвести энергетическое обследование тепловых нагрузок завода.

При проектировании системы теплоснабжения завода система была рассчитана на максимальные нагрузки. В настоящий момент картина системы теплоснабжения ЗАО "Термотрон-завод" изменилась. Отделились некоторые службы, появился избыток энергетических ресурсов. Поэтому для достижения поставленной задачи необходимо провести поверочный расчет прошлых и существующих тепловых нагрузок.

2. Произвести энергетическое обследование тепловых сетей завода.

Для решения задачи необходимо рассчитать гидравлические расчеты прошлой и существующей водяных сетей, существующей паровой сети. Произвести поверочный тепловой расчет данных сетей.

3. Произвести расчет источника теплоснабжения.

В рамках дипломного проекта были выбраны два проекта модернизации системы теплоснабжения. Поэтому проводится расчет двух схем источников теплоснабжения.

4. Внедрение турбинной установки для снижения затрат при потреблении электроэнергии заводом.

Для решения задачи необходимо рассчитать турбинную установку на номинальном и частичных режимах, а также определить мощность, вырабатываемую турбиной в течение года.

5. Рассчитать экономическую часть проекта.

При экономическом обосновании проекта при производстве электрической энергии необходимо рассчитать производственные издержки и срок окупаемости внедренной турбоустановки. При экономическом обосновании проекта при отпуске тепла внешнему потребителю необходимо рассчитать два варианта устанавливаемого количества котлов.

6. Разработка организационной части проекта.

В рамках раздела необходимо разработать методику энергетического обследования оборудования котельной, его организацию на заводе.

7. Рассчитать безопасность и экологичность проекта.

Для решения данной задачи необходимо произвести расчет защитного зануления.

1. Анализ тепловых нагрузок завода

1.1. Энергетическое обследование проектируемых режимов работы системы теплоснабжения

При проектировании система теплоснабжения ЗАО "Термотрон-завод" была рассчитана на максимальные нагрузки.

Система проектировалась на 28 потребителей тепла. Особенность системы теплоснабжения в том, что часть потребителей тепла от выхода котельной до главного корпуса завода. Далее потребитель тепла - главный корпус завода, и затем остальная часть потребителей располагается за главным корпусом завода. То есть главный корпус завода является внутренним теплопотребителем и транзитом подачи тепла для последней группы потребителей тепловой нагрузки.

Котельная проектировалась на паровые котлы ДКВР 20-13 в количестве 3 штук, работающие на природном газе, и водогрейные котлы ПТВМ-50 в количестве 2 штук.

1.1.1 Расчет расходов тепла на отопление

1.1.1.1 Расчет расходов тепла на отопление для цехов предприятия

Одним из важнейших этапов проектирования тепловых сетей являлось определение расчетных тепловых нагрузок.

Расчетный расход тепла на отопление каждого помещения можно определить двумя способами:

- из уравнения теплового баланса помещения;

- по удельной отопительной характеристике здания.

Проектные значения тепловых нагрузок производился по укрупненным показателям, исходя из объема зданий по фактуре [10].

Расчетный расход тепла на отопление i-го производственного помещения , кВт, определяется по формуле:

, (1)

где: - коэффициент учета района строительства предприятия:

(2)

где - удельная отопительная характеристика здания, Вт/(м^3.К);

- объем здания, м³;

- расчетная температура воздуха в рабочей зоне, ;

- расчетная температура наружного воздуха для расчета отопительной нагрузки, для города Брянска составляет -24.

Определение расчетного расхода тепла на отопление для помещений предприятия производилось по удельной отопительной нагрузке (табл. 1).

Таблица 1Расходы тепла на отопление для всех помещений предприятия

№ п/п	Наименование объекта	Объем здания, V, м3	Удельная отопительная характеристика q0, Вт/м3К	Коэффициент е	Расход тепла на отопление , кВт
1	Столовая	9894	0,33	1,07	146,58
2	Малярка НИИ	888	0,66	1,07	26,46
3	НИИ ТЭН	13608	0,33	1,07	201,81
4	Сборка эл. двигателей	7123	0,4	1,07	128,043
5	Модельный участок	105576	0,4	1,07	1897,8
6	Окрасочное отделение	15090	0,64	1,07	434,01
7	Гальванический отдел	21208	0,64	1,07	609,98
8	Заготовительный участок	28196	0,47	1,07	595,55
9	Термический участок	13075	0,47	1,07	276,17
10	Компрессорная	3861	0,50	1,07	86,76
11	Приточная вентиляция	60000	0,50	1,07	1348,2
12	Пристройка отдела кадров	100	0,43	1,07	1,93
13	Приточная вентиляция	240000	0,50	1,07	5392,8
14	Тарный цех	15552	0,50	1,07	349,45
15	Заводоуправление	3672	0,43	1,07	70,96
16	Учебный класс	180	0,43	1,07	3,48
17	Техотдел	200	0,43	1,07	3,86
18	Приточная вентиляция	30000	0,50	1,07	674,1
19	Заточный участок	2000	0,50	1,07	44,94
20	Гараж - Лада и ПЧ	1089	0,70	1,07	34,26
21	Литейка /Л.М.К./	90201	0,29	1,07	1175,55
22	Гараж НИИ	4608	0,65	1,07	134,60
23	Насосная	2625	0,50	1,07	58,98
24	НИИ	44380	0,35	1,07	698,053
25	Запад - Лада	360	0,60	1,07	9,707
26	ЧП "Кутепов"	538,5	0,69	1,07	16,69
27	Лесхозмаш	43154	0,34	1,07	659,37
28	АО К.П.Д. Строй	3700	0,47	1,07	78,15

ИТОГО ПО ЗАВОДУ:

Расчетный расход тепла на отопление ЗАО "Термотрон-завод" составляет:

.

Суммарные тепловыделения для всего предприятия составляют:

.

Расчетные теплопотери для завода определяются, как сумма расчетного расхода тепла на отопление всего предприятия и суммарных тепловыделений, и составляют:

.

1.1.1.2 Расчет годового расхода тепла на отопление

Так как предприятие ЗАО "Термотрон-завод" работало в 1 смену и с выходными днями, то годовой расход тепла на отопление определяется по формуле:

(3)

где: -средний расход тепла дежурного отопления за отопительный период, кВт (дежурное отопление обеспечивает температуру воздуха в помещении);

, - число рабочих и нерабочих часов за отопительный период соответственно. Число рабочих часов определяется перемножением продолжительности отопительного периода на коэффициент учета числа рабочих смен в сутках и числа рабочих дней в неделю.

Предприятие работает в одну смену с выходными.

(4)

Тогда

 (5)

где: -средний расход тепла на отопление за отопительный период, определяемый по формуле:

. (6)

Вследствие не круглосуточной работы предприятия, рассчитывается нагрузка дежурного отопления для средней и расчетной температур наружного воздуха, по формуле:

; (7)

(8)

Тогда годовой расход тепла определяется:

График скорректированной отопительной нагрузки для средней и расчетной температур наружного воздуха:

; (9)

(10)

Определим температуру начала - конца отопительного периода

, (11)

Таким образом, принимаем температуру начала конца отопительного периода =8.

1.1.2 Расчет расходов тепла на вентиляцию

1.1.2.1 Расчет расходов тепла на вентиляцию для цехов предприятия

Вентиляционные системы потребляют значительную часть общего потребления энергии на предприятии. Они обычно являются средством для обеспечения санитарно-гигиенических условий для рабочих в производственных помещениях. Для определения максимальных расчетных нагрузок вентиляции устанавливают расчетную температуру наружного воздуха для вентиляции [14]. Температура в рабочей зоне

Вследствие отсутствия данных о характере и величине выделяющихся вредных веществ, расчетный расход тепла на вентиляцию определяется по его удельной вентиляционной характеристике по формуле:

(12)

где: - удельная вентиляционная характеристика промышленных и служебных зданий, Вт/м^3.К;

- объем здания по наружному обмеру, м³;

, - расчетная температура воздуха в рабочей зоне и температура наружного воздуха, .

Расчет расхода тепла на вентиляцию по удельной вентиляционной нагрузке для всех цехов предприятия представлен в табл. 2.

Таблица 2 Расходы тепла на вентиляцию для всех цехов предприятия

№ п/п	Наименование объекта	Объем здания, V, м3	Удельная вентиляционная характеристика qв, Вт/м3К	Расход тепла на вентиляцию ,кВт
1	Столовая	9894	0,14	58,18
2	Малярка НИИ	888	0,65	24,24
3	НИИ ТЭН	13608	0,14	80,02
4	Сборка эл. двигателей	7123	0,34	101,72
5	Модельный участок	105576	0,34	1507,63
6	Окрасочное отделение	15090	0,65	411,96
7	Гальванический отдел	21208	1,4	1247,03
8	Заготовительный участок	28196	0,34	402,64
9	Термический участок	13075	1,4	768,81
10	Компрессорная	3861	0,14	22,70
11	Приточная вентиляция	60000	0,18	453,60
12	Пристройка отдела кадров	100	0,14	0,59
13	Приточная вентиляция	240000	0,18	1814,40
14	Тарный цех	15552	0,34	222,08
15	Заводоуправление	3672	0,14	21,59
16	Учебный класс	180	0,14	1,06
17	Техотдел	200	0,14	1,18
18	Приточная вентиляция	30000	0,18	226,80
19	Заточный участок	2000	0,34	28,56
20	Гараж - Лада и ПЧ	1089	0,14	6,40
21	Литейка /Л.М.К./	90201	1,16	4394,59
22	Гараж НИИ	4608	0,14	27,10
23	Насосная	2625	0,14	15,44
24	НИИ	44380	0,14	260,95
25	Запад - Лада	360	0,14	0,36
26	ЧП "Кутепов"	538,5	0,14	3,17
27	Лесхозмаш	43154	0,14	253,74
28	АО К.П.Д. Строй	3700	0,14	21,76

ИТОГО ПО ЗАВОДУ: =12378,28 кВт.

1.1.2.2 Расчет годового расхода тепла на вентиляцию

Годовой расход тепла системами вентиляции определяется для всего предприятия по формуле:

, (13)

где: -средний расход тепла на вентиляцию, определяемый по формуле:

, (14)

где: - продолжительность отопительного периода, ч;

- число рабочих смен в сутках:

- число рабочих дней в неделю.

Тогда годовой расход тепла на вентиляцию равен:

Определяем скорректированную вентиляционную нагрузку для средней и расчетной температур наружного воздуха, по формулам:

(15)

(16)

1.1.3 Расчет расходов тепла на хозяйственно- бытовое горячее водоснабжение

Расход тепла на нужды хозяйственно-бытового горячего водоснабжения в промышленных зданиях очень неравномерен как в течение суток, так и в течение недели [10].

Средний за неделю расход тепла на горячее водоснабжение предприятия, оборудованного умывальниками, определяется по формуле:

(17)

где: -норма потребления горячей воды с температурой =65 на единицу потребления, принимаем =9,4 л/смену;

m- число потребителей, на проектируемом предприятии m=2500 человек; -расчетная длительность подачи тепла на горячее водоснабжение, =8 ч;

-температура холодной воды, =5.

Тогда:

Средний за неделю расход тепла на горячее водоснабжение предприятия, оборудованного душевыми, определяется по формуле:

(18)

где: -норма потребления горячей воды с температурой =65 на единицу потребления, принимаем =230 л/смену;

m- число душевых сеток, определяемых по формуле:

 (19)

-расчетная длительность подачи тепла на горячее водоснабжение, =8 ч;

-температура холодной воды, =5.

Тогда:

Суммарный расход тепла на хозяйственно- бытовое горячее водоснабжение для всего предприятия равен:

(20)

Средненедельный расход тепла на горячее водоснабжение летом уменьшается вследствие повышения температуры холодной водопроводной воды (принимается =15 ) и составляет:

(21)

Кроме хозяйственно- бытового водоснабжения на предприятиях требуется также вода для технологических нужд: обмыва форм, охлаждения заготовок и оборудования и т.д. Следовательно, расчетный расход тепла на горячее водоснабжение проектируемого предприятия составляет:

Годовой расход тепла на горячее водоснабжение всего предприятия определяется по формуле:



(22)

1.1.4 Расчет расходов тепла на технологические нужды

Расход тепла на технологические нужды предприятий всех отраслей промышленности характеризуется большой неравномерностью, как в течение суток, так и в течение месяца и года. Он зависит от характера технологического процесса, типа производственного оборудования, общей организации работ [10].

По характеру режимов потребления проектируемое предприятие можно отнести ко второй группе, т.е. предприятия с односменным графиком работы.

Максимальный расход пара для каждого из цехов предприятия представлен в табл. 3.

Таблица 3 Расход пара для цехов предприятия

Наименование объекта	Расход пара
Гальванический отдел	0,505
Литейка	0,640

ИТОГО =1,145 кг/с

Максимальный в течение года среднесуточный расход тепла на технологические нужды составляет:

(23)

где: - коэффициент заполнения суточного графика теплопотребления на технологические нужды (равен отношению среднесуточной тепловой нагрузки к максимальной и составляет =0,5);

,- доля и энтальпия возвращаемого с производства конденсата, составляет

=0,6; =336 кДж/кг;

-энтальпия свежего насыщенного пара, отпускаемого потребителю при давлении р=0,37 МПа; =2787 кДж/кг.

Тогда:

Среднегодовой расход тепла на технологические нужды всего предприятия определяется по формуле:

, (24)

где: - коэффициент заполнения годового графика, =0,6.

Годовой расход тепла на технологические нужды всего предприятия определяется по формуле:

(25)

Расход тепла на технологические нужды носит круглогодовой характер и не зависит от температуры наружного воздуха.

Для определения расхода топлива, разработки режимов использования оборудования и графиков его ремонта, загрузки и отпусков обслуживающего персонала необходимо знать годовой расход тепла на теплоснабжение предприятия, а также его распределение в течение года.

Годовой расход тепла ЗАО "Термотрон-завод" вычисляется суммированием годовых расходов тепла на отопление, вентиляцию, горячее водоснабжение и технологические нужды:

(26)

1.2 Энергетическое обследование фактических режимов работы системы теплоснабжения

В настоящий момент картина системы теплоснабжения ЗАО "Термотрон-завод" изменилась. Отделились некоторые службы, появился избыток энергетических ресурсов. Вследствие этого необходимо провести модернизацию системы.

При модернизации систем теплоснабжения промышленного предприятия одним из наиболее ответственных этапов является проведение энергетического обследования. Общее энергопотребление заводом различных энергоносителей разбивается по отдельным зданиям, группам технологических процессов, отдельным основным процессам и установкам, видам продукции. Этот процесс называется созданием карты энергопотребления.

Расход тепла предприятиями всех отраслей промышленности характеризуется большой неравномерностью. По характеру протекания во времени тепловые нагрузки предприятия подразделяются на две группы: сезонные и круглогодовые.

Для покрытия сезонных нагрузок тепло отпускается в течение какого-то сезона, причем величина и характер их изменения зависят, главным образом, от климатических условий: температуры наружного воздуха, направления и скорости ветра, солнечного излучения и др. Сезонные нагрузки сравнительно постоянны в течение годы. Сезонные нагрузки сравнительно постоянны в течение суток и переменны в течение года. Сезонными потребителями являются системы отопления и вентиляции.

Для покрытия круглогодовых нагрузок тепло отпускается в течение всего года. К ним относятся технологические потребители тепла и системы горячего водоснабжения коммунально-бытовых потребителей. Величина и характер графика нагрузки горячего водоснабжения зависят от числа рабочих на предприятии, интенсивности производимой работы и характера тепловыделений в рабочем помещении. Круглогодовые нагрузки весьма мало зависят от климатических условий, они переменны в течение суток и сравнительно постоянны в течение года.

1.2.1 Расчет расходов тепла на отопление

Для составления теплового баланса и оценки состояния системы отопления необходимо выполнить сравнение тепловой мощности, потребляемой на отопление зданий различного назначения, с расчетными данными, которые были заложены при проектировании. Сравнительный анализ позволяет определить наличие перетопа здания и необходимость настройки его системы на проектные показатели. Превышение теплопотерь в зданиях и элементах системы централизованного теплоснабжения больше проектных значений приводит к необходимости проведения восстановительных работ по их устранению.

1.2.1.1 Расчет расходов тепла на отопление тарного цеха

Уравнение теплового баланса с помощью которого определяется расчетный расход тепла на отопление имеет вид:

, (27)

где , кВт -суммарные теплопотери всего помещения;

, кВт - расход тепла на подогрев инфильтрующегося воздуха;

, кВт - расход тепла на отопление;

, кВт- суммарные тепловыделения от различных источников в помещении.

Рассмотрим расчет тепловых нагрузок на отопление на примере расчета тарного цеха ЗАО "Термотрон-завод", расположенного в городе Брянске.

Исходные данные для расчета.

Размеры цеха (рис.1):

Высота ,

Длина ,

Ширина .

Рис.1 Географическая ориентация тарного цеха

Стены толщиной , выполнены из железобетонных плит. Перекрытие выполнено из железобетонных плит толщиной .

Пол из железобетонных плит толщиной размещен над неотапливаемым подвалом со световыми проемами. Остекление цеха - двойное в деревянных спаренных переплетах одной стены, площадь остекления составляет 50% площади продольной стены.

Продольная ось цеха ориентирована с северо-востока на юго-запад. Потребители горячей воды - калорифиры воздушного отопления и вентиляции.

Для расчета теплопотерь тарного цеха определяем расчетную температуру воздуха в рабочей зоне. Учитывая характеристику выполняемой работы, для данного типа цеха, определяем категорию интенсивности труда - средней тяжести и затраты энергии - 200 кВт.

Объем цеха составляет

.

Тогда, учитывая известную расчетную температуру воздуха в помещении и категорию интенсивности труда, определяем относительную влажность воздуха и скорость ветра

Поскольку высота цеха больше 4 м, определяем температуру воздуха в верхней зоне цеха и среднюю для помещения, приняв - коэффициент нарастания температуры по высоте помещения, равный 0,5:

; (28)

. (29)

Теплопотери через ограждения подразделяются на основные и добавочные. Основные теплопотери через продольную стену цеха определяются по формуле:

, (30)

где: -коэффициент, зависящий от положения наружной поверхности ограждения по отношению к наружному воздуху , =1;

- площадь ограждения, ;

- сопротивление теплопередаче, .

Ограждения зданий состоят, как правило, из нескольких материальных слоев. Сопротивление теплопередаче плоской многослойной стенки складывается из сопротивлений каждых из слоев и определяется по формуле:

(31)

где: - коэффициент теплоотдачи от воздуха к внутренней поверхности стены, принимаем равным ;

- коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности стены в окружающий воздух, =;

,- коэффициент теплопроводности железобетона, =.

- толщина стены, м.

Тогда, согласно формуле:

Площадь ограждения равна:

Основные теплопотери через стену:

Дополнительные теплопотери в процентах от основных, определяем по:

- на ориентацию ограждения по сторонам света: 10%;

- на скорость ветра: 10%.

Расчетные теплопотери через продольную стену определяются по формуле:

(32)

где - коэффициент учета добавочных потерь, равный единице плюс добавки, выраженные в долях единицы:

=1+0,1+0,1=1,2.

Тогда

Рассмотрим расчет теплопотерь через полы на лагах с утепляющим слоем. Для расчета теплопотерь пол помещения разбивается на зоны шириной 2 м.

Площадь пола первой зоны, примыкающей к наружному углу (заштрихованная область на рис.2, учитывается дважды из-за дополнительного переохлаждения. Подземные части наружных стен рассматриваются как продолжение пола на грунте. Разбивка на зоны делается от уровня земли по поверхности подземной части и далее по полу.



Рис. 2 Схема к расчету теплопотерь через полы, расположенные на лагах

Площадь зон:

;

;

;

.

Сопротивление теплопередаче для каждой зоны пола рассчитывается:

; (33)

где - сопротивление теплопередаче зон не утепленного пола, принимаются для зоны 1 равным 2,15; для второй- 4,3; для третьей- 8,6; для остальной площади- 14,2

Теплопотери через пол определяются по формуле:

(34)

Исходные данные для расчета теплопотерь через другие наружные ограждения цеха приведены в табл. 4, а результаты расчета в табл. 5.

Расчетные теплопотери тарного цеха определяются суммированием потерь тепла через все наружные ограждения: .

Таблица 4 Исходные данные для расчета теплопотерь через наружные ограждения тарного цеха

Наружное ограждение	данные об ограждении	коэффициенты	перепад температур
	площадь	толщина	ориентация по сторонам света
продольная стена	216	0,3	СЗ	1	8,7	23	2,04	44,5
то же	432	0,3	ЮВ	1	8,7	23	2,04	44,5
торцевая стена	432	0,3	ЮЗ	1	8,7	23	2,04	44,5
то же	432	0,3	СВ	1	8,7	23	2,04	44,5
перекрытие	1296	0,3	-	1	8,7	23	2,04	47
пол	1296	0,1	-	-	-	-	0,5	42
остекление	216	-	СЗ	1	-	-	-	44,5

Таблица 5 Результаты тепла на нагревание инфильтрующегося воздуха через ограждения помещения

Наружное ограждение	Сопротивление теплопередаче	Основные теплопотери	Добавочные теплопотери в % к основным теплопотерям	Коэффициент учета добавочных потерь	Расчетные теплопотери
			на ориентацию по сторонам света	на скорость ветра
продольная стена	0,33	29,13	10	10	1,2	34,95
то же	0,33	58,25	5	10	1,15	66,99
торцевая стена	0,33	58,25	10	10	1,2	69,9
то же	0,33	58,25	0	10	1,1	52,95
перекрытие	0,33	184,58	-	-	1	184,58
пол	-	8,72	-	-	1	8,72
остекление	0,34	28,27	10	10	1,2	33,92
	452,01

1.2.1.2 Расход тепла на нагревание инфильтрующегося воздуха через ограждения помещения

Для промышленных зданий значительную величину составляют потери инфильтрацией, определяемые по формуле:

, (35)

где - коэффициент инфильтрации, зависит от типа и высоты здания, герметичности наружных ограждений, климатических характеристик отопительного периода местоположения здания, определяемый по формуле:

 (36)

где - постоянная инфильтрации, с/м, для отдельно стоящих зданий с большими световыми проемами принимаем =0,04 с/м.

Тогда расход тепла на нагревание инфильтрующегося воздуха равен:

1.2.1.3 Расчет тепловыделений в помещении

Внутренние тепловыделения являются довольно устойчивой величиной и по своему значению нередко представляют существенную долю от расчетной отопительной нагрузки. Поэтому они должны учитываться при разработке системы теплоснабжения промышленного предприятия.

Для тарного цеха тепловыделения складываются из тепловыделений: от механического оборудования, от электродвигателей, от нагретых поверхностей оборудования, а также от обслуживающего персонала и составляют:

.

Из уравнения теплового баланса тарного цеха определяем расчетный расход тепла на отопление:

.

Оценивая состояние системы отопления, приходим к выводу, что перетопа здания нет и настройка системы на проектные показатели не нужна.

Определение расчетного расхода тепла на отопление для помещений предприятия производилось по удельной отопительной нагрузке (табл. 6).

Таблица 6 Расходы тепла на отопление для всех помещений предприятия

№ п/п	Наименование объекта	Объем здания, V, м3	Удельная отопительная характеристика q0, Вт/м3К	Коэффициент е	Расход тепла на отопление , кВт
1	Столовая	9894	0,33	1,07	146,58
2	Малярка НИИ	888	0,66	1,07	26,46
3	НИИ ТЭН	13608	0,33	1,07	201,81
4	Сборка эл. двигателей	7123	0,4	1,07	128,043
5	Модельный участок	105576	0,4	1,07	1897,8
6	Окрасочное отделение	15090	0,64	1,07	434,01
7	Гальванический отдел	21208	0,64	1,07	609,98
8	Заготовительный участок	28196	0,47	1,07	595,55
9	Термический участок	13075	0,47	1,07	276,17
10	Компрессорная	3861	0,50	1,07	86,76
11	Приточная вентиляция	60000	0,50	1,07	1348,2
12	Пристройка отдела кадров	100	0,43	1,07	1,93
13	Приточная вентиляция	240000	0,50	1,07	5392,8
14	Тарный цех	15552	0,50	1,07	349,45
15	Заводоуправление	3672	0,43	1,07	70,96
16	Учебный класс	180	0,43	1,07	3,48
17	Техотдел	200	0,43	1,07	3,86
18	Приточная вентиляция	30000	0,50	1,07	674,1
19	Заточный участок	2000	0,50	1,07	44,94
20	Гараж - Лада и ПЧ	1089	0,70	1,07	34,26
21	Литейка /Л.М.К./	90201	0,29	1,07	1175,55
22	Гараж НИИ	4608	0,65	1,07	134,60
23	Насосная	2625	0,50	1,07	58,98
24	НИИ	44380	0,35	1,07	698,053

ИТОГО ПО ЗАВОДУ:

1.2.1.4. Расчет годового расхода тепла на отопление

Так как анализируемое предприятие ЗАО "Термотрон-завод" работает в 1 смену и с выходными днями, то годовой расход тепла на отопление определяется по формуле (3):

где: -средний расход тепла дежурного отопления за отопительный период, кВт (дежурное отопление обеспечивает температуру воздуха в помещении);

, - число рабочих и нерабочих часов за отопительный период соответственно. Число рабочих часов определяется перемножением продолжительности отопительного периода на коэффициент учета числа рабочих смен в сутках и числа рабочих дней в неделю.

Предприятие работает в одну смену с выходными.

Тогда

где: -средний расход тепла на отопление за отопительный период, определяемый по формуле (6):

.

Вследствие не круглосуточной работы предприятия, рассчитывается нагрузка дежурного отопления для средней и расчетной температур наружного воздуха, по формулам (7) и (8):

;

Полученные значения используются для построения графика продолжительности дежурного отопления, представленного на рис.3.

Тогда годовой расход тепла определяется:

График скорректированной отопительной нагрузки для средней и расчетной температур наружного воздуха строится по координатам, определяемым по формулам и представлен на рис.3.

;

Определим температуру начала - конца отопительного периода

,

Таким образом, принимаем температуру начала конца отопительного периода =8.

Таблица 7 Продолжительность периода стояния температур для данной местности

,	-30	-25	-20	-15	-10	-5	0	+8
N,ч	2	17	89	356	870	1730	3210	4950

Рис.3 Годовой график продолжительности отопительной нагрузки ЗАО "Термотрон-завод"

По полученным выше значениям строим график продолжительности отопительной нагрузки, который представлен на рис. 3. Необходимые для построения графика длительности стояния наружных температур определяются по табл.7.

1.2.2 Расчет расходов тепла на вентиляцию

1.2.2.1 Расчет расходов тепла на вентиляцию для цехов предприятия

При анализе работы вентиляционных систем делается поверочный расчет с учетом существующих условий и их изменением в течение дня, недели и года.

На рассматриваемом предприятии необходимо провести анализ системы вентиляции для проверки обеспечения допустимых метеорологических условий и чистоты воздуха в помещениях.

Для определения максимальных расчетных нагрузок вентиляции устанавливают расчетную температуру наружного воздуха для вентиляции [14]. Температура в рабочей зоне

Вследствие отсутствия данных о характере и величине выделяющихся вредных веществ, расчетный расход тепла на вентиляцию определяется по его удельной вентиляционной характеристике по формуле (12):

где: - удельная вентиляционная характеристика промышленных и служебных зданий, Вт/м^3.К;

- объем здания по наружному обмеру, м³;

, - расчетная температура воздуха в рабочей зоне и температура наружного воздуха, .

Расчет расхода тепла на вентиляцию по удельной вентиляционной нагрузке для всех цехов предприятия представлен в табл. 8.

Таблица 8 Расходы тепла на вентиляцию для всех цехов предприятия

№ п/п	Наименование объекта	Объем здания, V, м3	Удельная вентиляционная характеристика qв, Вт/м3К	Расход тепла на вентиляцию ,кВт
1	Столовая	9894	0,14	58,18
2	Малярка НИИ	888	0,65	24,24
3	НИИ ТЭН	13608	0,14	80,02
4	Сборка эл. двигателей	7123	0,34	101,72
5	Модельный участок	105576	0,34	1507,63
6	Окрасочное отделение	15090	0,65	411,96
7	Гальванический отдел	21208	1,4	1247,03
8	Заготовительный участок	28196	0,34	402,64
9	Термический участок	13075	1,4	768,81
10	Компрессорная	3861	0,14	22,70
11	Приточная вентиляция	60000	0,18	453,60
12	Пристройка отдела кадров	100	0,14	0,59
13	Приточная вентиляция	240000	0,18	1814,40
14	Тарный цех	15552	0,34	222,08
15	Заводоуправление	3672	0,14	21,59
16	Учебный класс	180	0,14	1,06
17	Техотдел	200	0,14	1,18
18	Приточная вентиляция	30000	0,18	226,80
19	Заточный участок	2000	0,34	28,56
20	Гараж - Лада и ПЧ	1089	0,14	6,40
21	Литейка /Л.М.К./	90201	1,16	4394,59
22	Гараж НИИ	4608	0,14	27,10
23	Насосная	2625	0,14	15,44
24	НИИ	44380	0,14	260,95

ИТОГО ПО ЗАВОДУ: =12099,25 кВт.

1.2.2.2 Расчет годового расхода тепла на вентиляцию

Годовой расход тепла системами вентиляции определяется для всего предприятия по формуле (13):

,

где: -средний расход тепла на вентиляцию, определяемый по формуле (14):

,

где: - продолжительность отопительного периода, ч;

- число рабочих смен в сутках:

- число рабочих дней в неделю.

Тогда годовой расход тепла на вентиляцию равен:

Для построения годового графика вентиляционной нагрузки определяем скорректированную вентиляционную нагрузку для средней и расчетной температур наружного воздуха, по формулам (15) и (16):

Используя выше перечисленные данные, строим годовой график продолжительности вентиляционной нагрузки (рис.4).

Рис.4 Годовой график продолжительности вентиляционной нагрузки ЗАО "Термотрон-завод"

1.2.3 Расчет расходов тепла на хозяйственно- бытовое горячее водоснабжение

Расход воды и тепла на горячее водоснабжение необходимо оценить как при составлении теплового баланса предприятия, так и водяного баланса.

Средний за неделю расход тепла на горячее водоснабжение предприятия, оборудованного умывальниками, определяется по формуле (17):

где: -норма потребления горячей воды с температурой =65 на единицу потребления, принимаем =9,4 л/смену;

m- число потребителей, на проектируемом предприятии m=1300 человек;

-расчетная длительность подачи тепла на горячее водоснабжение, =8 ч;

-температура холодной воды, =5.

Тогда:

Средний за неделю расход тепла на горячее водоснабжение предприятия, оборудованного душевыми, определяется по формуле (18):

где: -норма потребления горячей воды с температурой =65 на единицу потребления, принимаем =230 л/смену;

m- число душевых сеток, определяемых по формуле (19):

-расчетная длительность подачи тепла на горячее водоснабжение, =8 ч;

-температура холодной воды, =5.

Тогда:

Суммарный расход тепла на хозяйственно- бытовое горячее водоснабжение для всего предприятия равен:

Средненедельный расход тепла на горячее водоснабжение летом уменьшается вследствие повышения температуры холодной водопроводной воды (принимается =15 ) и составляет:

Кроме хозяйственно- бытового водоснабжения на предприятии требуется также вода для технологических нужд: обмыва форм, охлаждения заготовок и оборудования и т.д. Следовательно, расчетный расход тепла на горячее водоснабжение проектируемого предприятия составляет:

Годовой расход тепла на горячее водоснабжение всего предприятия определяется по формуле (22):

С помощью полученных данных строится годовой график продолжительности теплопотребления на нужды горячего водоснабжения, который представлен на рис.5.



Рис.5 Годовой график продолжительности теплопотребления на нужды горячего водоснабжения ЗАО "Термотрон-завод"

1.2.4 Расчет расходов тепла на технологические нужды

Расход тепла на технологические нужды предприятий пересчитывать не нужно, т.к. паровая сеть не изменилась с момента ее проектирования.

Годовой расход тепла на технологические нужды всего предприятия определен и равен:

Годовой график продолжительности теплопотребления на технологические нужды проектируемого предприятия представлен на рис.6.

Среднегодовой расход тепла на технологические нужды всего предприятия определен и равен:



Рис.6 Годовой график продолжительности теплопотребления на технологические нужды ЗАО "Термотрон-завод"

Годовой расход тепла ЗАО "Термотрон-завод", существующий в настоящий момент, вычисляется суммированием годовых расходов тепла на отопление, вентиляцию, горячее водоснабжение и технологические нужды:

Распределение расхода тепла анализируемым предприятием в течение года определяется по годовому графику продолжительности суммарной тепловой нагрузки. Пользуясь этим графиком, можно определить необходимый расход тепла. График суммарных тепловых нагрузок для предприятия представлен на рис.7.



Рис.7. Годовой график продолжительности суммарной тепловой нагрузки ЗАО "Термотрон-завод"

1.3 Регулирование отпуска тепла потребителям

Регулирование необходимо для поддержания соответствующего количества тепла, отпускаемого от источника теплоснабжения тепловым потребителям. Потребность в теплоте у теплоиспользующих потребителей не является постоянной и меняется как в зависимости от метеорологических условий, так и от ряда других факторов.

Таким образом, регулирование повышает качество теплоснабжения, сокращает перерасход тепловой энергии и топлива.

В данном проекте в котельной от паровых котлов отпускается пар, который нагревает сетевую воду в бойлерах, обеспечивающую сезонные тепловые нагрузки отопления и вентиляции завода.

На предприятии принята воздушная система отопления, совмещенная с вентиляцией, в связи с чем, графики изменения отопительной и вентиляционной нагрузок будут одинаковы. Температурный график, принятый на заводе таков: температура прямой воды 115⁰С, температура обратной воды 70⁰С, температурный перепад 45⁰С. Это связано с тем, что ранее котельная завода поставляла тепло прилежащему жилому району, которому не нужна слишком высокая температура вследствие опасности ожога потребителей по неосторожности. Но после расторжения договора с прилежащим районом и передачи его в обеспечение централизованной котельной, котельный цех не стал переписывать договор, заключенный с предприятием, так как данный температурный перепад вполне обеспечивал поддержание заданной температуры воздуха в помещении.

Для расчета температурных графиков используем формулы центрального качественного регулирования:

; (37)

, (38)

где: , (39)

здесь: =-8- температура наружного воздуха.

=115,=70

- расчетные температуры воды в подающем и обратном трубопроводах соответственно.

Таким образом:

;

.

Аналогично выполняется расчет при остальных температурах наружного воздуха.

Рассчитаем температуру начала- конца отопительного периода, при которой отключается система отопления для всех цехов предприятия по формуле:

(40)

где: - отношение тепловыделений в цехе к расчетной отопительной нагрузке.

Например, для тарного цеха:

(41)

.

Для остальных цехов предприятия температура начала- конца отопительного периода рассчитывается аналогично, если ее величина превышает 8, то принимается равной 8,результаты расчета сведены в табл.9.

Таблица 9 Расчет температуры начала- конца отопительного периода

Наименование объекта	Расход тепла на отопление , кВт	Тепловыделения в помещении ,кВт	Отношение тепловыделений к отопительной нагрузке,	Температура начала- конца отопительного периода,	Принимаемая температура
Столовая	146,58	80	0,545	3,17	3,17
Малярка НИИ	26,46	10	0,377	6,48	6,48
НИИ ТЭН	201,81	30	0,148	12,56	8
Сборка эл. двигателей	128,043	50	0,390	6,20	6,20
Модельный участок	1897,83	270	0,142	12,76	8
Окрасочное отделение	434,012	20	0,046	16,14	8
Гальванический отдел	609,98	150	0,245	9,71	8
Заготовительный участок	595,550	200	0,335	7,44	7,44
Термический участок	276,168	250	0,905	-1,95	-1,95
Компрессорная	86,757	20	0,230	10,13	8
Приточная вентиляция	1348,2	100	0,074	15,09	8
Пристройка отдела кадров	1,932	-	-	-	-
Приточная вентиляция	5392,8	150	0,027	16,86	8
Тарный цех	349,45	200	0,562	2,71	2,71
Заводоуправление	70,958	-	-	-	-
Учебный класс	3,48	-	-	-	-
Техотдел	3,86	-	-	-	-
Приточная вентиляция	674,1	120	0,178	11,65	8
Заточный участок	44,94	30	0,667	1,18	1,18
Гараж - Лада и ПЧ	34,258	20	0,583	2,51	2,51
Литейка /Л.М.К./	1175,55	450	0,382	6,37	6,37
Гараж НИИ	134,603	20	0,148	12,56	8
Насосная	58,98	-	-	-	-
НИИ	698,05	30	0,042	16,26	8

При чисто качественном регулировании нагрузки этих цехов температуры сетевой воды имели бы значения и , рассчитанные по вышеизложенным формулам и нагрузке , что существенно отличается от температурных графиков центрального регулирования, и следовательно, если ограничиться только центральным регулированием, будет иметь место так называемый "перетоп" помещения цехов. Для снижения отопительной нагрузки в этих условиях следует ввести местное количественное регулирование- уменьшение расхода сетевой воды на цеха по мере повышения наружной температуры вплоть до полного отключения подачи воды при t_н=2,92^оС. Закономерность снижения расхода определяется формулой:

, (42)

=-=45^оС; (43)

=(+)/2-=74,5^оС. (44)

Температура обратной воды в местной отопительной системе при этом определится по формуле:

; (45)

Для определения расхода сетевой воды определим расчетные расходы на тарный цех и остальные объекты предприятия:

; (46)

;

;

Вычисления для остальных температур наружного воздуха проводятся по той же методике, результаты расчетов по соответствующим цехам сведены в табл.10.

Таблица 10 Расчет расход воды

Наименование объекта		Тем-ра обр. воды в местной отоп. системе	Расчетный расход , т/ч	Расчетный расход, т/ч
Столовая	0,83	65,5	2,8	2,33
Малярка НИИ	0,36	48,1	0,50	0,18
Сборка эл.двигателей	0,38	49,5	2,44	0,94
Заготовительный участок	0,29	43,8	11,37	3,35
Термический участок	1,29	63,5	5,27	6,82
Тарный цех	0,56	50,2	6,67	3,77
Заточный участок	0,90	61,7	0,85	0,77
Гараж - Лада и ПЧ	0,92	66,5	0,65	0,60
Литейка /Л.М.К./	0,37	48,7	22,46	8,33

Для остальных объектов:

Расчетный расход сетевой воды на вентиляцию:

(47)

По результатам расчета строятся графики регулирования, представленные на рис.8.



Рис.8 Графики регулирования отопительной нагрузки ЗАО "Термотрон-завод"

2. Анализ режима тепловых сетей

В настоящее время, как уже говорилось, отделились прилегающие службы. Поэтому также требуется реконструкция тепловых сетей.

2.1 Гидравлический расчет тепловых сетей

Гидравлический расчет - один из важнейших разделов анализа эксплуатации тепловых сетей. В итоге гидравлического расчета определяются: диаметры трубопроводов, падение давления (напора) по длине трубопровода, давления (напоры) в различных точках сети; производится увязка всех точек системы "сеть- потребители" с целью обеспечения допустимых давлений и требуемых напоров в сети и абонентских системах.

Гидравлический расчет сети выполняется на максимальный расход сетевой воды.

2.1.1 Гидравлический расчет проектируемой водяной тепловой сети завода

Исходными данными для расчета являются проектная схема тепловой сети, длины участков, которые приведены на рис. 9. На схеме тепловой сети указаны задвижки и вентили, а также на каждые 100м трубопроводов сети в среднем установлено по одному сальниковому компенсатору, в связи с надземной прокладкой трубопроводов сети.

Расходы воды у потребителей определяются тепловыми нагрузками потребителей, температурным графиком сети, способом регулирования [11].

Гидравлический расчет сети выполняется на максимальный расход сетевой воды.

Определим расчетные нагрузки потребителей (максимальные расходы в сети , ) по известным тепловым нагрузкам отопления и вентиляции:

, (48)

где: и - расчетные нагрузки отопления и вентиляции для рассматриваемого цеха;

и - расчетные перепады температур по сетевой воде для систем отопления и вентиляции.

Рис.9 Упрощенная схема проектируемой тепловой сети

Таким образом, расходы воды у потребителей определяются по выше приведенной формуле, результаты расчета которых представлены в табл.11.

Таблица 11 Расходы воды у потребителей

№п/п	Наименование объекта	Расход воды,
1	Столовая	1,16
2	Малярка НИИ	0,28
3	НИИ ТЭН	1,60
4	Сборка эл. двигателей	1,30
5	Модельный участок	19,36
6	Окрасочное отделение	4,81
7	Гальванический отдел	10,55
8	Заготовительный участок	5,67
9	Термический участок	5,94
10	Компрессорная	0,62
11	Приточная вентиляция	10,24
12	Пристройка отдела кадров	0,014
13	Приточная вентиляция	40,98
14	Тарный цех	3,25
15	Заводоуправление	0,53
16	Учебный класс	0,02
17	Техотдел	0,028
18	Приточная вентиляция	5,12
19	Заточный участок	0,42
20	Гараж - Лада и ПЧ	0,23
21	Литейка /Л.М.К./	31,67
22	Гараж НИИ	0,92
23	Насосная	0,42
24	НИИ	5,45
25	Запад - Лада	0,22
26	ЧП "Кутепов"	0,369
27	Лесхозмаш	14,57
28	АО К.П.Д. Строй	1,727
	167,54

За главную магистраль выбираем направление О-24.

Расчет главной магистрали

Рассмотрим участок магистрали Н-24:

Длина участка

магистрали l=46 м, d=0,1 м, расход воды G=5,45 кг/с.

1. Действительное удельное падение давления на участке определяется по формуле:

; (49)

2. Определяем эквивалентную длину местных сопротивлений по формуле:

 (50)

На участке имеются сальниковый компенсатор, вентиль, тройник, задвижка. Их коэффициенты местных сопротивлений имеют следующие значения:

;;;

при

Тогда эквивалентная длина местных сопротивлений равна:

;

3. Определяем падение давления на участке по формуле:

(51)

Остальные участки магистрали рассчитываются аналогично, результаты выполненных расчетов сведены в табл.12.

Таблица 12 Определение падения давления на участках

Участок		l, м	d, м	Rл, Па/м	lЭ, м	р, Па
Н-24	5,45	46,00	0,10	72,26	26,82	5261,59
Н-М	6,37	0,80	0,10	98,71	36,64	3695,35
М-Л	6,79	15,00	0,10	112,16	8,51	2637,31
Л-К	38,46	30,00	0,207	78,93	72,74	8109,53
К-И	38,69	56,00	0,207	79,88	73,61	10353,40
И-З	39,31	25,00	0,207	82,46	75,99	8327,70
З-Ж	45,25	28,00	0,207	109,26	100,69	14061,23
Ж-Е	50,92	75,00	0,259	42,66	52,02	5419,09
Е-Д	61,47	40,00	0,259	62,17	75,82	7200,37
Д-Г	66,28	54,00	0,259	72,28	88,14	10274,43
Г-В	85,64	15,00	0,309	47,77	19,81	1662,87
В-Б	146,24	10,00	0,359	63,38	116,25	8001,96
Б-А	147,54	2,00	0,359	64,51	213,34	13892,71
Я-А	149,42	35,00	0,359	66,17	23,90	3897,64
Ю-Я	151,15	35,00	0,359	67,71	24,46	4025,89
О-Ю	166,09	150,00	0,359	81,75	29,53	14677,51

Суммарное падение давления на главной магистрали равно:

Расчет второстепенных магистралей

Участки второстепенных магистралей рассчитываются аналогично участкам главной магистрали, результаты выполненных расчетов сведены в табл. 13 и 14.

Таблица 13 Определение падения давления на участках

Участок		l, м	d, м	Rл, Па/м	lЭ, м	р, Па
Ч-19	0,42	72,00	0,04	52,70	1,27	3861,10
Ч-Ц	5,54	29,00	0,10	74,66	27,71	4234,20
Ц-Х	5,57	30,00	0,10	75,42	27,99	4373,71
Х-Ф	5,59	15,00	0,10	75,96	28,19	3281,05
Ф-У	6,12	26,00	0,10	91,06	33,79	5444,62
У-Т	9,37	38,00	0,125	66,16	6,64	2953,33
Т-С	50,35	38,00	0,259	41,71	50,86	3706,33
С-Р	50,36	24,00	0,259	41,73	50,89	3125,32
Р-В	60,60	180,00	0,259	60,43	73,69	15329,87

Таблица 14 Определение падения давления на участках

Участок		l, м	d, м	Rл, Па/м	lЭ, м	р, Па
О-Э	1,38	30,00	0,10	4,63	0,34	140,55
Э-1	1,16	70,00	0,10	3,27	0,24	229,92

Суммарное падение давления на второстепенной магистрали равно:

Расчет ответвлений

Рассмотрим расчет ответвления Н-22.

Длина ответвления l=45 м; расход воды G=0,92 кг/с.

1. При одинаковом давлении у абонентов падение давления на участке Н-22 и Н-24 одинаковы, так как то есть при расчете ответвлений падение давления на ответвлении известно.

;

2. Определяем действительное удельное падение давления на участке по формуле (49):

;

3. Определяем эквивалентную длину местных сопротивлений по формуле (50). На ответвлении имеется задвижка , сальниковый компенсатор , вентиль , тройник .

.

4. Определяем уточненное падение давления на участке по заданной длине по формуле (51):

,

Остальные ответвления рассчитываются по такой же методике, результаты расчета сведены в табл.15, 16, 17.

Таблица 15 Определение падения давления на участках

Участок		l, м	d, м	р, Па	Rл, Па/м	lЭ, м	р, Па
Н-22	0,92	45,00	0,051	5261,59	70,62	11,64	3999,71
М-23	0,42	70	0,051	3695,35	14,72	2,43	1065,94
Л-21	31,67	70	0,207	2637,31	53,52	50,82	6466,46
К-20	0,23	220	0,04	8109,53	15,80	1,92	3506,93
И-10	0,62	20	0,04	10353,40	114,83	13,97	3900,55
З-9	5,94	20	0,100	8327,70	85,83	32,82	4533,94
Ж-8	5,67	20	0,082	14061,23	221,68	66,15	19097,05
Е-7	10,55	20	0,100	5419,09	270,76	103,54	33449,66
Д-6	4,81	20	0,100	7200,37	56,28	21,52	2336,98
Г-5	19,36	20	0,125	10274,43	282,57	142,81	46005,15
Б-4	1,3	20	0,07	1662,87	26,74	6,55	709,96
А-2	0,28	20	0,033	8001,96	64,30	6,15	1681,40
А-3	1,6	20	0,051	13892,71	213,59	35,20	11790,42
Ю-26	0,37	20,00	0,040	14677,51	661,15	4,95	1014,74
Ю-27	14,57	20,00	0,100	14677,51	661,15	197,48	112309,46
Я-28	1,73	20,00	0,051	4025,89	181,35	41,01	15182,19

Таблица 16 Определение падения давления на участках

Участок		l, м	d, м	р, Па	Rл, Па/м	lЭ, м	р, Па
Ч-18	5,12	20	0,1	3861,10	63,77	24,39	2830,54
Ц-17	0,028	20	0,033	4234,20	0,64	0,06	12,90
Х-16	0,02	20	0,033	4373,71	0,33	0,03	6,57
Ф-15	0,53	55	0,04	3281,05	83,91	10,21	5471,65
У-14	3,25	20	0,082	5444,62	72,83	21,73	3039,50
Т-13	40,98	20	0,207	2953,33	89,62	85,09	9417,38
С-12	0,014	20	0,033	3706,33	0,16	0,02	3,22
П-11	10,24	20	0,125	3125,32	79,05	39,95	4739,40

Таблица 17 Определение падения давления на участках

Участок		l, м	d, м	р, Па	Rл, Па/м	lЭ, м	р, Па
Э-25	0,22	120,00	0,082	140,55	1,06	0,10	40,08

2.1.2 Гидравлический расчет существующей водяной тепловой сети завода

Пересчитаем водяную сеть исходя из того, что изменилось количество потребителей. Уже по предварительному анализу видно, что диаметры трубопроводов уменьшились вследствие изменения расхода горячей воды.

Исходными данными для расчета являются проектная схема тепловой сети, длины участков, которые приведены на рис.11. На схеме тепловой сети указаны задвижки и вентили, а также на каждые 100м трубопроводов сети в среднем установлено по одному сальниковому компенсатору, в связи с надземной прокладкой трубопроводов сети [11].

Рис.11 Упрощенная схема существующей тепловой сети

Определим расчетные нагрузки потребителей (максимальные расходы в сети , ) по известным тепловым нагрузкам отопления и вентиляции по формуле (58):

,

где: и - расчетные нагрузки отопления и вентиляции для рассматриваемого цеха;