Разработка рекомендаций по повышению эффективности работы системы теплоснабжения от котельной ООО "Западная котельная"
Расчет и анализ основных параметров системы теплоснабжения. Основное оборудование котельной. Автоматизация парового котла. Предложения по реконструкции и техническому перевооружению источника тепловой энергии. Рекомендации по осуществлению регулировки.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | дипломная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 20.03.2017 |
| Размер файла | 1,4 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
ВВЕДЕНИЕ
Энергетика является одной из ведущих отраслей современного народного хозяйства. Понятием энергетики охватывается широкий круг установок для производства, транспорта и использования электрической и тепловой энергии, энергии сжатых газов и других энергоносителей.
В России, основная территория которой расположена в суровой климатической зоне, большое значение имеет обеспечение потребителей тепловой энергией. Поэтому в нашей стране широкое развитие получили централизованные системы теплоснабжения, позволяющие создать комфортные условия жизни при существенном снижении затрат на топливо. При этом эксплуатационные затраты также снижаются
Тепловые сети являются одним из самых ответственных и технически сложных элементов систем трубопроводов городского хозяйства и промышленности. Высокие рабочие температуры и давления теплоносителя воды -- обусловливают повышенные требования к надежности сетей теплоснабжения и безопасности их эксплуатации. Традиционные технологии и материалы, применяемые в настоящее время при их строительстве и ремонте, приводят к необходимости проведения через каждые 10---15 лет капитальных ремонтов с полной заменой труб и теплоизоляции, а также потерям до 25 % транспортируемого тепла. Кроме того, необходимо постоянно осуществлять профилактические работы. Все это требует больших затрат материалов, денежных средств.
Основное потребление тепловой энергии в городском хозяйстве приходится на промышленность. На промышленном предприятии тепловая энергия распределяется на технологические процессы, отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение. Современные промышленные предприятия требуют на ведение технологических процессов большое количество тепловой энергии, в ряде случаев значительно превосходящие другие потребности.
В жилищно-коммунальном хозяйстве основными потребителями тепловой энергии являются системы отопления зданий.
В систему теплоснабжения входят теплоприготовительные установки, трубопроводы, насосы, теплопотребляющие приборы и оборудование, регулирующая, сигнализирующая и регистрирующая аппаратура, устройства автоматики.
Темой представленного дипломного проекта выбрана Разработка рекомендаций по повышению эффективности работы системы теплоснабжения от котельной ООО «Западная котельная» в городе Вологде.
ООО «Западная котельная» является самым крупных поставщиком тепловой энергии в городе Вологда.
Основная цель дипломного проекта состоит в расчет системы теплоснабжения котельной ООО «Западная котельная» и разработке рекомендаций. Поставленная цель предполагает необходимость решения следующих задач:
- обследование и описание системы теплоснабжения;
- расчет системы теплоснабжения, от котельной до потребителей;
- разработка рекомендаций по повышению эффективности теплоснабжения;
- составление инструкции по технике безопасности.
Все разделы дипломной работы выполнены с использованием компьютера.
1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
паровой котел регулировка энергия
1.1 Обзор законодательной литературы
Наиболее важным является Федеральный закон Российской Федерации от 27 июля 2010 года № 190-ФЗ“О теплоснабжении”.
Настоящий Федеральный закон устанавливает правовые основы экономических отношений, возникающих в связи с производством, передачей, потреблением тепловой энергии, тепловой мощности, теплоносителя с использованием систем теплоснабжения, созданием, функционированием и развитием таких систем, а также определяет полномочия органов государственной власти, органов местного самоуправления поселений, городских округов по регулированию и контролю в сфере теплоснабжения, права и обязанности потребителей тепловой энергии, теплоснабжающих организаций, теплосетевых организаций.
Для целей настоящего Федерального закона используются следующие основные понятия:
1) тепловая энергия - энергетический ресурс, при потреблении которого изменяются термодинамические параметры теплоносителей (температура, давление);
2) качество теплоснабжения - совокупность установленных нормативными правовыми актами Российской Федерации и (или) договором теплоснабжения характеристик теплоснабжения, в том числе термодинамических параметров теплоносителя;
3) источник тепловой энергии - устройство, предназначенное для производства тепловой энергии;
4) теплопотребляющая установка - устройство, предназначенное для использования тепловой энергии, теплоносителя для нужд потребителя тепловой энергии;
5) тепловая сеть - совокупность устройств (включая центральные тепловые пункты, насосные станции), предназначенных для передачи тепловой энергии, теплоносителя от источников тепловой энергии до теплопотребляющих установок;
6) тепловая мощность (далее - мощность) - количество тепловой энергии, которое может быть произведено и (или) передано по тепловым сетям за единицу времени;
7) тепловая нагрузка - количество тепловой энергии, которое может быть принято потребителем тепловой энергии за единицу времени;
8) теплоснабжение - обеспечение потребителей тепловой энергии тепловой энергией, теплоносителем, в том числе поддержание мощности;
9) потребитель тепловой энергии (далее также - потребитель) - лицо, приобретающее тепловую энергию (мощность), теплоноситель для использования на принадлежащих ему на праве собственности или ином законном основании теплопотребляющих установках либо для оказания коммунальных услуг в части горячего водоснабжения и отопления;
10) инвестиционная программа организации, осуществляющей регулируемые виды деятельности в сфере теплоснабжения, - программа финансирования мероприятий организации, осуществляющей регулируемые виды деятельности в сфере теплоснабжения, по строительству, капитальному ремонту, реконструкции и (или) модернизации источников тепловой энергии и (или) тепловых сетей в целях развития, повышения надежности и энергетической эффективности системы теплоснабжения, подключения теплопотребляющих установок потребителей тепловой энергии к системе теплоснабжения;
11) теплоснабжающая организация - организация, осуществляющая продажу потребителям и (или) теплоснабжающим организациям произведенных или приобретенных тепловой энергии (мощности), теплоносителя и владеющая на праве собственности или ином законном основании источниками тепловой энергии и (или) тепловыми сетями в системе теплоснабжения, посредством которой осуществляется теплоснабжение потребителей тепловой энергии (данное положение применяется к регулированию сходных отношений с участием индивидуальных предпринимателей);
12) передача тепловой энергии, теплоносителя - совокупность организационно и технологически связанных действий, обеспечивающих поддержание тепловых сетей в состоянии, соответствующем установленным техническими регламентами требованиям, прием, преобразование и доставку тепловой энергии, теплоносителя;
13) коммерческий учет тепловой энергии, теплоносителя (далее также - коммерческий учет) - установление количества и качества тепловой энергии, теплоносителя, производимых, передаваемых или потребляемых за определенный период, с помощью приборов учета тепловой энергии, теплоносителя (далее - приборы учета) или расчетным путем в целях использования сторонами при расчетах в соответствии с договорами;
14) система теплоснабжения - совокупность источников тепловой энергии и теплопотребляющих установок, технологически соединенных тепловыми сетями;
15) режим потребления тепловой энергии - процесс потребления тепловой энергии, теплоносителя с соблюдением потребителем тепловой энергии обязательных характеристик этого процесса в соответствии с нормативными правовыми актами, в том числе техническими регламентами, и условиями договора теплоснабжения;
16) теплосетевая организация - организация, оказывающая услуги по передаче тепловой энергии (данное положение применяется к регулированию сходных отношений с участием индивидуальных предпринимателей);
17) надежность теплоснабжения - характеристика состояния системы теплоснабжения, при котором обеспечиваются качество и безопасность теплоснабжения;
18) регулируемый вид деятельности в сфере теплоснабжения - вид деятельности в сфере теплоснабжения, при осуществлении которого расчеты за товары, услуги в сфере теплоснабжения осуществляются по ценам (тарифам), подлежащим в соответствии с настоящим Федеральным законом государственному регулированию, а именно:
а) реализация тепловой энергии (мощности), теплоносителя, за исключением установленных настоящим Федеральным законом случаев, при которых допускается установление цены реализации по соглашению сторон договора;
б) оказание услуг по передаче тепловой энергии, теплоносителя;
в) оказание услуг по поддержанию резервной тепловой мощности, за исключением установленных настоящим Федеральным законом случаев, при которых допускается установление цены услуг по соглашению сторон договора;
19) орган регулирования тарифов в сфере теплоснабжения (далее также орган регулирования) - уполномоченный Правительством Российской Федерации федеральный орган исполнительной власти в области государственного регулирования тарифов в сфере теплоснабжения (далее - федеральный орган исполнительной власти в области государственного регулирования тарифов в сфере теплоснабжения), уполномоченный орган исполнительной власти субъекта Российской Федерации в области государственного регулирования цен (тарифов) (далее - орган исполнительной власти субъекта Российской Федерации в области государственного регулирования цен (тарифов) либо орган местного самоуправления поселения или городского округа в случае наделения соответствующими полномочиями законом субъекта Российской Федерации, осуществляющие регулирование цен (тарифов) в сфере теплоснабжения;
20) схема теплоснабжения - документ, содержащий предпроектные материалы по обоснованию эффективного и безопасного функционирования системы теплоснабжения, ее развития с учетом правового регулирования в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности;
21) резервная тепловая мощность - тепловая мощность источников тепловой энергии и тепловых сетей, необходимая для обеспечения тепловой нагрузки теплопотребляющих установок, входящих в систему теплоснабжения, но не потребляющих тепловой энергии, теплоносителя;
22) топливно-энергетический баланс - документ, содержащий взаимосвязанные показатели количественного соответствия поставок энергетических ресурсов на территорию субъекта Российской Федерации или муниципального образования и их потребления, устанавливающий распределение энергетических ресурсов между системами теплоснабжения, потребителями, группами потребителей и позволяющий определить эффективность использования энергетических ресурсов;
23) тарифы в сфере теплоснабжения - система ценовых ставок, по которым осуществляются расчеты за тепловую энергию (мощность), теплоноситель и за услуги по передаче тепловой энергии, теплоносителя;
24) точка учета тепловой энергии, теплоносителя (далее также - точка учета) - место в системе теплоснабжения, в котором с помощью приборов учета или расчетным путем устанавливаются количество и качество производимых, передаваемых или потребляемых тепловой энергии, теплоносителя для целей коммерческого учета;
25) комбинированная выработка электрической и тепловой энергии - режим работы теплоэлектростанций, при котором производство электрической энергии непосредственно связано с одновременным производством тепловой энергии;
26) базовый режим работы источника тепловой энергии - режим работы источника тепловой энергии, который характеризуется стабильностью функционирования основного оборудования (котлов, турбин) и используется для обеспечения постоянного уровня потребления тепловой энергии, теплоносителя потребителями при максимальной энергетической эффективности функционирования такого источника;
27) "пиковый" режим работы источника тепловой энергии - режим работы источника тепловой энергии с переменной мощностью для обеспечения изменяющегося уровня потребления тепловой энергии, теплоносителя потребителями;
28) единая теплоснабжающая организация в системе теплоснабжения (далее - единая теплоснабжающая организация) - теплоснабжающая организация, которая определяется в схеме теплоснабжения федеральным органом исполнительной власти, уполномоченным Правительством Российской Федерации на реализацию государственной политики в сфере теплоснабжения (далее - федеральный орган исполнительной власти, уполномоченный на реализацию государственной политики в сфере теплоснабжения), или органом местного самоуправления на основании критериев и в порядке, которые установлены правилами организации теплоснабжения, утвержденными Правительством Российской Федерации;
29) бездоговорное потребление тепловой энергии - потребление тепловой энергии, теплоносителя без заключения в установленном порядке договора теплоснабжения, либо потребление тепловой энергии, теплоносителя с использованием теплопотребляющих установок, подключенных к системе теплоснабжения с нарушением установленного порядка подключения, либо потребление тепловой энергии, теплоносителя после введения ограничения подачи тепловой энергии в объеме, превышающем допустимый объем потребления, либо потребление тепловой энергии, теплоносителя после предъявления требования теплоснабжающей организации или теплосетевой организации о введении ограничения подачи тепловой энергии или прекращении потребления тепловой энергии, если введение такого ограничения или такое прекращение должно быть осуществлено потребителем;
30) радиус эффективного теплоснабжения - максимальное расстояние от теплопотребляющей установки до ближайшего источника тепловой энергии в системе теплоснабжения, при превышении которого подключение теплопотребляющей установки к данной системе теплоснабжения нецелесообразно по причине увеличения совокупных расходов в системе теплоснабжения;
31) плата за подключение к системе теплоснабжения - плата, которую вносят лица, осуществляющие строительство здания, строения, сооружения, подключаемых к системе теплоснабжения, а также плата, которую вносят лица, осуществляющие реконструкцию здания, строения, сооружения в случае, если данная реконструкция влечет за собой увеличение тепловой нагрузки реконструируемых здания, строения, сооружения (далее также - плата за подключение);
32) живучесть - способность источников тепловой энергии, тепловых сетей и системы теплоснабжения в целом сохранять свою работоспособность в аварийных ситуациях, а также после длительных (более пятидесяти четырех часов) остановок.
1.2 Общие принципы организации отношений и основы государственной политики в сфере теплоснабжения
1) обеспечение надежности теплоснабжения в соответствии с требованиями технических регламентов;
2) обеспечение энергетической эффективности теплоснабжения и потребления тепловой энергии с учетом требований, установленных федеральными законами;
3) обеспечение приоритетного использования комбинированной выработки электрической и тепловой энергии для организации теплоснабжения;
4) развитие систем централизованного теплоснабжения;
5) соблюдение баланса экономических интересов теплоснабжающих организаций и интересов потребителей;
6) обеспечение экономически обоснованной доходности текущей деятельности теплоснабжающих организаций.
7) обеспечение недискриминационных и стабильных условий;
8) обеспечение экологической безопасности теплоснабжения.
2. ОПИСАНИЕ СУЩЕСТВУЮЩЕЙ СИСТЕМЫ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ
2.1 Сведения о предприятии
Общество с ограниченной ответственностью «Западнаякотельная» было образовано в 2004г.
ООО «Западная котельная» занимается производством тепловой энергии, по мощности и выработке является одной из самыхкрупных котельных в городе Вологда. Установленная мощность 429 Гкал/ч. Располагаемая нагрузка - 289.243 Гкал/ч.
К объектам ООО "Западная котельная" относятся: здание котельной, построенное в 2 очереди, газораспределительный пункт, станция доочистки, мазутное хозяйство, реагентное хозяйство, станция осветления технической воды. Здание реагентрого хозяйства в настоящее время не эксплуатируется, т.к. химводоподготовка воды осуществляется в здании котельной I очереди.
В таблице 2.1 приведен полный перечень объектов.
Таблица 2.1 - Перечень объектов котельной
|
Наименование здания |
V,м3 |
|
|
1.Здание котельной I очередь |
28800 |
|
|
1. Здание котельной II очередь |
38400 |
|
|
2.Здание газомазутного хозяйства |
2070 |
|
|
3. Газораспределительный пункт |
900 |
|
|
4. Склад реагентов |
1280 |
|
|
5. Насосная технической воды I оч. |
2311 |
|
|
6. Насосная технической воды II оч. |
144 |
Котельная ООО «Западная котельная» расположена в г. Вологда Вологодской области на территории предприятия. Город Вологда является областным центром. Основные параметры климата г. Вологда согласно СНиП 23-01-99 «Строительная климатология» следующие:
- Средняя температура наиболее холодной пятидневки - 32 0С.
- Средняя температура самого теплого месяца (июля) 20,40С.
- Средняя температура наиболее холодного месяца (январь) - 5,90С.
- Средняя температура за отопительный период - 4,10С.
- Продолжительность отопительного периода 231 дня.
Климат характеризуется воздействием северных морей, умеренно-континентальный, неустойчив в течение года. Преобладающими ветрами являются ветры юго-западного направления. Средняя годовая скорость ветра составляет 2,3 метра в секунду.
Площадка, на которой находятся объекты ООО «Западная котельная", расположена вблизи западной границы г. Вологды на возвышенном моренном плато. Рельеф пологий, искусственно спланированный. Прокладка тепловых сетей на территории, в основном, надземная. Тепловая сеть двухтрубная тупиковая. Система теплоснабжения потребителей закрытого типа.
Отпуск тепла осуществляется в виде горячей воды по температурному графику 150-700С. Годовые расходы тепла жилыми и общественными зданиями определялись по справочным данным исходя из расчетной нагрузки, число часов работы, режима и т.д.
Топливом для существующей котельной, является природный газ. Резервное топливо - мазут.
Краткая характеристика объектов ООО "Западная котельная" приведена в таблице 2.2.
Таблица 2.2 - Характеристика котельной
|
Наименование здания, помещения |
Год ввода в эксплуатацию |
Назначение объекта |
Основные материалы |
|
|
Котельная |
I оч. IIоч. 1970,1978 |
Выработка пара и тепловой энергии |
Фундамент - ж/б блоки; стены - ж/б панели; окна - двойное остекление в металлическом переплете, Двухкамерный стеклопакет,1=60 мм |
|
|
ГРП-здание |
1971 |
Снижение давления газа и подача его к котлам |
Фундамент -- ж/б блоки; стены - красный кирпич; покрытие -- ж/б плиты; кровля -- мягкая |
|
|
Мазутное хозяйство |
1970, 1980 |
Хранение мазута, подогрев и подача мазута к котлам |
Фундамент - ж/б блоки; стены -- красный кирпич; покрытие -- ж/б плиты; кровля -- мягкая |
|
|
Здание реагентного хозяйства |
1985 |
Химическая подготовка и подача холодной воды |
Фундамент -- ж/б плиты; стены - ж/б панели, баки, ж/б монолит; покрытие -- ж/б плиты; кровля - рубероид |
|
|
Станция доочистки технической воды |
1990 |
Доочистка технической воды |
Фундамент - ж/б блоки; стены - бел. кирпич; покрытие - ж/б плиты; кровля -мягкая |
2.2 Система теплоснабжения
Тепловая мощность ООО «Западная котельная» составляет 289,243 Гкал/ч. Котельная вырабатывает тепловую энергию для систем отопления и горячего водоснабжения жилого сектора (отпуск теплоносителя по двум магистралям МУП «Вологдагортеплосеть»), МКР “Зеленый город”, а также отдельных юридических лиц и промышленных предприятий, среди которых ЗАО «ВПЗ», ЗАО «ВПК», кооператив «Антей», ООО «Мотор -- Спринт», ООО «Теура Мед», МУП “Вологдагорводоканал”, ООО «ЭТА».
Наиболее крупный потребитель тепловой энергии является МУП «Вологдагортеплосеть».
Динамика выработки тепловой энергии на котельной за 2013-- 2015 год показано на рисунке 2.1.
Рисунок 2.1 - Динамика выработки тепловой энергии
Из представленной диаграммы видно, что изменение выработки тепловой энергии за 2013-2015 год изменяется не более чем 6,5%.
В таблице 2.3 указан реестр заключенных на 2013г. договоров поставки тепловой энергии, подключенных к ООО “Западная котельная”.
Таблица 2.3 - Потребители котельной
|
№ п/п |
Наименование потребителя |
Договорная Qmax, Гкал/ч. |
|
|
1. |
МКР “Зеленый город” |
3,46 |
|
|
2. |
МУП «Вологдагортеплосеть» |
188,46 |
|
|
3. |
Кооператив «Антей» |
0,111095 |
|
|
4. |
ООО «Мотор -- Спринт» |
0,027 |
|
|
5. |
ООО «Теура Мед» |
0,609405 |
|
|
6. |
МУП “Вологдагорводоканал” |
0,25 |
|
|
7. |
ООО «ЭТА» |
0,101184 |
|
|
8. |
ЗАО «ВПЗ», ЗАО «ВПК» |
20,0 |
На рисунке 2.2 показана тепловая нагрузка потребителей.
Рисунок 2.2 -Тепловая нагрузка потребителей
На Рисунке 2.3 принципиальная схема ООО «Западная котельная».
Рисунок 2.3 - Принципиальная схема котельной ООО «Западная котельная»
2.3 Основное оборудование котельной
В состав основного оборудования котельной входят
- 2 водогрейных котла КВГМ-100;
КВГМ-100 №1 введен в эксплуатацию в 2003 г. КВГМ-100 №2 введен в эксплуатацию в 1990 г., котел выведен на капитальный ремонт с 2004г., в следствии 100% износа. Необходим ремонт трубной части котла, установка автоматики безопасности газового оборудования. Котел КВГМ-100 №3 введен в эксплуатацию в 2002 году. Паспортный КПД котлов КВГМ-100 №3 составляет-94,26%, установленная мощность 100 Гкал/ч., фактическая мощность Q=81,59 Гкал/ч.
- 3 водогрейных котла ПТВМ-ЗОМ;
ПТВМ-ЗОМ №1 введен в эксплуатацию в 1971 г., ПТВМ-ЗОМ №2 введен в эксплуатацию в 1992 г., ПТВМ-ЗОМ №3 введен в эксплуатацию в 1969 г. Паспортный КПД котлов ПТВМ-ЗОМ составляет 91,08 %. Установленная мощность котлов составляет 30 Гкал/ч.
-3 паровых котла ДКВР-20-13.
Производительность № 6=16,3 I/ч; №5=16,2 I/ч. Паровой котел ДКВР-20-13 №4 введен в эксплуатацию в 1964 г., в 2004г. переведен в водогрейный режим в виду малой потребности пара на производство. Установленная мощность данного котла - 12,68 Гкал/ч. ДКВР-20-13 №5 введен в эксплуатацию в 1997г., котел ДКВР-20-13 №6 введен в эксплуатацию в 1977г. Установленная мощность котлов №5 и №6 составляет 9,09 и 2,148 Гкал/ч. Паспортный ПД котлов ДКВР-20-13 - 115№4 КПД=94,03%. Выработанный пар от котлов используется для собственных нужд котельной (в технологии деаэрации и подогрева мазута) и поставляется для Закрытого акционерного общества “Вологодский подшипниковый завод”.
В летний период на ООО«Западная котельная» работает один котел ПТВМ-30М, который обеспечивает горячее водоснабжение жилого сектора и ЗАО “ВПЗ”. ПТВМ-30М №1 КПД=93,26%; Q=32,42 Гкал/ч.
В осенне-весенний период в работу вводят 2 водогрейных котла ПТВМ-ЗОМ и паровой котел ДКВР-20-13.
В зимний период работают 2 водогрейных котла ПТВМ-ЗОМ, 1 водогрейный котел КВГМ-100 и 1 паровой котел ДКВР-20-13. Котельная обеспечивает горячим водоснабжением и отоплением -- жилой сектор, ЗАО «ВПЗ», и других потребителей.
2.4 Вспомогательное оборудование котельной
В состав вспомогательного оборудования котельной входят:
- 5 сетевых насосов Д 1250-125. Мощность - 630 кВТ, частота вращения - 1450 об/мин, эксплуатация с 1978г. Производительность 1250 м3/ч.
- 5 сетевых насоса 3К-200. Мощность - 200 кВТ, частота вращения - 1450 об/мин, эксплуатация с 1971г. Производительность 220-500 м3/ч.
- 2 сетевых насоса ЦН 400-105. Мощность - 200 кВт, частота вращения - 1450 об/мин, эксплуатация с 2010-2011г.
- баки-аккумуляторы холодной воды.
- РВС-1000 №1 -- год ввода в эксплуатацию в 1988 г., объем - 1000 м3;
- РВС-1000 №2 - год ввода в эксплуатацию в 1989 г., объем - 1000 м3.
В баках-аккумуляторах холодной воды накапливается исходная вода после фильтров механической очистки станции доочистки котельной, исходная вода из баков-аккумуляторов поступает на фильтры очистки воды 2 очереди котельной.
- Баки-аккумуляторы горячей воды:
- РВС-2000 №1 1 год ввода в эксплуатацию в 1970 г., объем 12000 м3;
- РВС-2000 №2 | год ввода в эксплуатацию в 1981 г., объем - 2000 м3;
- РВС-2000 №3 - год ввода в эксплуатацию в 1996 г., объем - 2000 м3;
В баках-аккумуляторах горячей воды накапливается деаэрированная подпиточная вода и поступает в обратный трубопровод тепловой сети перед котлами в зависимости от величины подпитки.
- Дымовые трубы - 3 шт:
- труба №1 - материал кирпич, высота - 60 м, диаметр трубы - 2,1 м;
- труба №2 -- материал железобетон, высота - 80 м, диаметр трубы -- 3 м;
- труба №3 -- материал железобетон, высота -- 120 м, диаметр трубы -- 4,2 м;
2.5 Наружные тепловые сети
Система теплоснабжения ООО «Западная котельная» закрытого типа. Отпуск тепла осуществляется в виде горячей воды по температурному графику 150-70 ?Сс верхней срезкой графика на 130 ?С. Тепловые сети -- двухтрубные. Прокладка тепловых сетей преимущественно надземная. Наружные трубопроводы централизованного теплоснабжения проложены на эстакадах, в качестве теплоизоляционного материала использована минеральная вата с металлическим защитным покрытием. Есть не заизолированные участки трубопроводов тепловых сетей, не заизолирована наружная запорная арматура. Компенсация тепловых удлинений трубопроводов осуществляется с помощью П-образных компенсаторов, а также за счет естественных поворотов трассы (самокомпенсация). Запорная арматура на наружной тепловой сети -- стальная с ручным и электро- приводом с фланцевым соединением к трубопроводам.
Протяженность и способ прокладки существующих трубопроводов наружной тепловой сети представлены в таблице 2.4.
Таблица 2.4 - Сводная характеристика трубопроводов
|
Вид трубопровода |
Способ прокладки |
Протяженность участка, км (двухтрубный) |
|
|
Трубопровод системы отопления Ду=800 мм |
надземный |
1,173 |
|
|
Трубопровод системы отопления Ду=800 мм |
подземный |
0,074 |
|
|
Трубопровод системы отопления Ду=600 мм |
надземный |
0,731 |
|
|
Трубопровод системы отопления Ду=600 мм |
подземный |
0,069 |
|
|
Трубопровод системы отопления Ду=500 мм |
надземный |
0,29 |
|
|
Трубопровод системы отопления Ду=500 мм |
подземный |
0,056 |
|
|
Трубопровод системы отопления Ду=400 мм |
надземный |
0,156 |
|
|
Трубопровод системы отопления Ду=350 мм |
надземный |
0,483 |
|
|
Трубопровод системы отопления Ду=300 мм |
надземный |
0,158 |
|
|
Трубопровод системы отопления Ду=300 мм |
надземный |
0,162 |
|
|
Трубопровод системы отопления Ду=250 мм |
надземный |
0,263 |
|
|
Трубопровод системы отопления Ду=250 мм |
надземный |
0,198 |
|
|
Трубопровод системы отопления Ду=200 мм |
надземный |
0,272 |
|
|
Трубопровод системы отопления Ду=200 мм |
надземный |
0,01 |
|
|
Трубопровод системы отопления Ду=150 мм |
надземный |
0,106 |
|
|
Трубопровод системы отопления Ду=150 мм |
надземный |
0,473 |
|
|
Трубопровод системы отопления Ду=100 мм |
надземный |
0,131 |
|
|
Трубопровод системы отопления Ду=80 мм |
надземный |
0,27 |
|
|
Трубопровод системы отопления Ду=65 мм |
надземный |
0,052 |
|
|
Трубопровод системы отопления Ду=50 мм |
надземный |
0,41 |
|
|
Трубопровод системы отопления Ду=40 мм |
надземный |
0,03 |
|
|
Трубопровод системы отопления Ду=350 мм |
подземный |
0,289 |
|
|
Трубопровод системы отопления Ду=250 мм |
подземный |
0,223 |
|
|
Трубопровод системы отопления Ду=200 мм |
подземный |
0,147 |
|
|
Трубопровод системы отопления Ду=150 мм |
подземный |
0,063 |
|
|
Трубопровод системы отопления Ду=150 мм |
подземный |
0,035 |
3. РАСЧЕТ И АНАЛИЗ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ СИСТЕМЫ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ
3.1 Анализ потребителей
3.1.1Анализ потребления тепловой энергии в зимний период
3.1.1.1 Определение расхода теплоносителя
При расчете систем теплоснабжения различают два вида тепловых нагрузок: расчетные тепловые нагрузки и тепловые нагрузки, отличные от расчетных. Об их сопоставлении в практике эксплуатации систем отопления зданий и тепловых сетей возникает необходимость при регулировании систем отопления и тепловых сетей. Расчетные тепловые нагрузки на отопление и вентиляцию зданий зависят от температуры наружного воздуха для данного района, наружного объема зданий и их удельных тепловых характеристик.
Расчетные тепловые нагрузки позволяют определить расход теплоносителя, мощность источника теплоснабжения, расход топлива на выработку тепловой энергии источником теплоснабжения, диаметры трубопроводов тепловых сетей. Однако при наличии проектной документации расчетные тепловые нагрузки и расходы теплоносителя следует принимать по проектным данным. Все приведенные далее расчеты касаются количества тепла, потребляемого непосредственно на объектах, а не отпущенного в сеть (тепловые нагрузки потребителей).
Часовой расход теплоты на отопление определяется, если известны строительные размеры зданий, по формуле:
, Мкал/ч. (3.1)
В данном дипломном проекте расход тепловой энергии на отопление зданий за отопительный период определяется по формуле:
, Гкал, (3.2)
где -поправочный коэффициент, учитывающий зависимость тепловой характеристики здания qoот расчетной температуры наружного воздуха, = 0,98;
- наружный строительный объем зданий, м3;
- удельная отопительная характеристика здания, зависящая от его назначения и объема, ккал/(м3 ч °С);
-усредненная расчетная температура внутреннего воздуха отапливаемых помещений, °С;
-расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления (температура наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92), °С;
- средняя температура наружного воздуха за отопительный сезон, °С;
- продолжительность отопительного периода, сут.
Зная общую нагрузку для теплоснабжения можно определить расход сетевой воды для обеспечения теплоснабжения:
, т/ч (3.3)
где - температура сетевой воды в подающем трубопроводе, °С;
- температура сетевой воды в обратном трубопроводе, °С.
Общий часовой расход теплоносителя определяется по формуле:
, т/ч (3.4)
Результаты расчета часовых расходов теплоносителя потребителей тепловой энергии приведены в таблице 3.1.
Таблица 3.1 - Часовые расходы теплоносителяв зимний период
|
Потребитель |
Номер участка |
Расход сетевой воды на отопление, Gо, т/ч |
Расход сетевой воды на нужды ГВ зимой,Gгв.р., т/ч |
Общий расход сетевой воды, Gч, т/ч |
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
|
Котельная |
0 |
43,947 |
0 |
43,947 |
|
|
МУП "ВГТС" №1 |
1 |
160 |
0 |
160 |
|
|
ООО "Теура Мед" |
2 |
24,3762 |
0 |
24,3762 |
|
|
МУП "ВГТС" №2 |
3 |
141,44 |
0 |
141,44 |
|
|
МКР "Зеленый город" |
4 |
5,54 |
0 |
5,54 |
|
|
ООО"Мотор Спринт" |
5 |
1,08 |
0 |
1,08 |
|
|
ПК "Антей" |
6 |
4,4438 |
0 |
4,4438 |
|
|
ООО "ЭТА" |
7 |
4,0474 |
0 |
4,0474 |
|
|
МУП "ВГВК" |
8 |
10 |
0 |
10 |
3.1.1.2 Скорость движения теплоносителя
Для проверки значений расходов сетевой воды используется величина скорости теплоносителя, которая не должна превышать 1 м/с.
Скорость движения сетевой воды в м/сна расчетном участке трубопровода определяется по формуле:
,м/с (3.5)
где - расчетный расход сетевой воды на участке, найден по формуле (3.4), т/ч;
dуч - диаметр расчетного участка трубопровода, м.
Исходя из расчетов скорости движения теплоносителя по магистральным трубопроводам (таблица 3.2), построим диаграмму (рисунок 3.1). Таблица 3.2 содержит: 1 столбец - номер магистрального участка; 2 столбец - диаметр участка, dуч, мм; 3 столбец - длина участка lуч, м; 4 столбец - расход воды, Gч, т/ч; 5 столбец - скорость движения теплоносителя, , м/с.
Таблица 3.2 - Скорость движения теплоносителя по магистральным трубопроводам
|
Номер магистрального участка |
Длина участка Lуч, м |
Диаметр dуч, мм |
Расход воды Gч,т/ч |
Скорость теплоносителя V, м/с |
|
|
0-101 |
60,6 |
800 |
353,1784 |
0,203 |
|
|
102-103 |
70,2 |
800 |
332,9378 |
0,192 |
|
|
105-106 |
400 |
800 |
148,168 |
0,085 |
|
|
118-6 |
33 |
70 |
4,444 |
0,463 |
|
|
119-8 |
33,8 |
100 |
10,0005 |
0,448 |
|
|
101-102 |
8 |
800 |
353,1052 |
0,203 |
|
|
103-104 |
147 |
800 |
332,8531 |
0,192 |
|
|
104-105 |
54 |
800 |
172,6153 |
0,099 |
|
|
105-2 |
80 |
200 |
24,3821 |
0,228 |
|
|
118-5 |
5 |
100 |
1,0801 |
0,048 |
|
|
118-119 |
50 |
100 |
14,049 |
0,629 |
|
|
119-7 |
25 |
100 |
4,0477 |
0,181 |
|
|
120-3 |
402,2 |
800 |
141,9254 |
0,082 |
|
|
102-110 |
80 |
800 |
20,1578 |
0,012 |
|
|
110-111 |
316,2 |
600 |
20,0612 |
0,02 |
|
|
111-112 |
290 |
500 |
19,8389 |
0,028 |
|
|
112-113 |
483 |
350 |
19,6973 |
0,059 |
|
|
113-114 |
22 |
300 |
19,586 |
0,079 |
|
|
115-116 |
145 |
150 |
19,5822 |
0,362 |
|
|
116-117 |
34 |
500 |
19,5768 |
0,183 |
|
|
117-118 |
72,2 |
100 |
19,5743 |
0,877 |
|
|
107-108 |
223 |
250 |
5,5798 |
0,033 |
|
|
108-109 |
147 |
500 |
5,5533 |
0,052 |
|
|
109-4 |
63 |
150 |
5,5424 |
0,103 |
|
|
106-120 |
94 |
800 |
142,0389 |
0,082 |
|
|
106-107 |
289 |
350 |
5,6464 |
0,017 |
|
|
104-1 |
50 |
800 |
160,0603 |
0,092 |
На рисунке 3.1 показан диаграмма скоростей теплоносителя на магистральных трубопроводах.
Рисунок 3.1 - Скорость движения теплоносителя
Из диаграммы видно, что большинство участков скорость меньше 0,5 м/с это говорит о завышенных диаметрах трубопровода и о больших тепловых потерях. Но уменьшать диаметры магистральных трубопроводов не целесообразно, так как строятся новые здания и присоединяются к централизованной системе теплоснабжения.
Скорость теплоносителя в отводящих трубопроводах представлена в таблице 3.3.
На рисунке 3.2 построена диаграмма скоростей теплоносителя на отводящих трубопроводах в зимний период.
Таблица 3.3 - Скорость теплоносителя в отводящих трубопроводах
|
Потребитель |
Длина участка, lуч, м |
Диаметр участка, dуч, мм |
Расход сетевой воды на участке, Gч, т/ч |
Скорость теплоносителя, v, м/с |
|
|
МУП "ВГТС" №1 |
50 |
800 |
160,0603 |
0,092 |
|
|
ООО "Теура Мед" |
8 |
800 |
24,3821 |
0,228 |
|
|
Продолжение таблицы 2.3 |
|||||
|
МУП "ВГТС" №2 |
80 |
200 |
141,9254 |
0,082 |
|
|
МКР "Зеленый город" |
34 |
200 |
5,5424 |
0,103 |
|
|
ООО "Мотор Спринт" |
147 |
800 |
1,0801 |
0,048 |
|
|
ПК "Антей" |
400 |
800 |
4,444 |
0,463 |
|
|
ООО "ЭТА" |
54 |
800 |
4,0477 |
0,181 |
|
|
МУП "ВГВК" |
33 |
65 |
10,0005 |
0,448 |
Рисунок 3.2 - Скорость теплоносителя на отводящих трубопроводах в зимний период
Из диаграммы видно, что на участках где идет не последовательное сужение диаметра трубопровода левой ветки, появляются резкие перепады скорости теплоносителя, что в свою очередь ведет к увеличению гидравлического сопротивления. В разделе рекомендаций, я учту этот недостаток.
3.2 Гидравлический режим тепловой сети
3.2.1 Расчёт гидравлического режима тепловой 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. Выбирают расчётную магистраль. За расчётную магистраль принимают направление движения теплоносителя от котельной до одного из абонентов, при чём этот абонент должен быть наиболее удаленным.
В настоящей дипломной работе гидравлический расчёт тепловой сети выполнен на ЭВМ с применением программы Zulu. Определение сопротивлений участков тепловой сети и потребителей. Потери давления на трение (линейные потери) определяются по формуле Дарси:
Па (3.6)
где - коэффициент гидравлического трения;
- скорость движения теплоносителя, м/с.
Если энергию потока, Дж, отнести к единице силы, Н, получим формулу для расчета потерь напора , м. Для этого все члены уравнения (5.1) следует разделить на удельный вес, Н/м3.
(3.7)
Коэффициент гидравлического трения зависит от характера стенки трубы (гладкая или шероховатая) и режима движения жидкости (ламинарное или турбулентное). В общем случае коэффициент гидравлического трения описывается универсальным уравнением, предложенным А.Д. Альтшулем:
(3.8)
где - кинематический коэффициент вязкости, м2/с;
- скорость движения жидкости по участку, м/с;
- диаметр участка, м.
где - динамический коэффициент вязкости, Н·с/м2 или Па·с.
- плотность воды.
Таблица 2.4 - Динамический коэффициент вязкости воды
|
Температура, °С |
Динамический коэффициент вязкости, мПа*с (П*с) |
Температура, °С |
Динамический коэффициент вязкости, мПа*с (П*с) |
Температура, °С |
Динамический коэффициент вязкости, мПа*с (П*с) |
|
|
0 |
1.792 |
33 |
0.7523 |
67 |
0.4233 |
|
|
1 |
1.731 |
34 |
0.7371 |
68 |
0.4174 |
|
|
2 |
1.673 |
35 |
0.7225 |
69 |
0.4117 |
|
|
3 |
1.619 |
36 |
0.7085 |
70 |
0.4061 |
|
|
4 |
1.567 |
37 |
0.6947 |
71 |
0.4006 |
|
|
5 |
1.519 |
38 |
0.6814 |
72 |
0.3952 |
|
|
6 |
1.473 |
39 |
0.6685 |
73 |
0.3900 |
|
|
7 |
1.428 |
40 |
0.6560 |
74 |
0.3849 |
|
|
8 |
1.386 |
41 |
0.6439 |
75 |
0.3799 |
|
|
9 |
1.346 |
42 |
0.6321 |
76 |
0.3750 |
|
|
10 |
1.308 |
43 |
0.6207 |
77 |
0.3702 |
|
|
11 |
1.271 |
44 |
0.6097 |
78 |
0.3655 |
|
|
12 |
1.236 |
45 |
0.5988 |
79 |
0.3610 |
|
|
13 |
1.203 |
46 |
0.5883 |
80 |
0.3565 |
|
|
14 |
1.171 |
47 |
0.5782 |
81 |
0.3521 |
|
|
15 |
1.140 |
48 |
0.5683 |
82 |
0.3478 |
|
|
16 |
1.111 |
49 |
0.5588 |
83 |
0.3436 |
|
|
17 |
1.083 |
50 |
0.5494 |
84 |
0.3395 |
|
|
18 |
1.056 |
51 |
0.5404 |
85 |
0.3355 |
|
|
19 |
1.030 |
52 |
0.5315 |
86 |
0.3315 |
|
|
20 |
1.005 |
53 |
0.5229 |
87 |
0.3276 |
|
|
20,2 |
1.000 |
54 |
0.5146 |
88 |
0.3239 |
|
|
21 |
0.9810 |
55 |
0.5064 |
89 |
0.3202 |
|
|
22 |
0.9579 |
56 |
0.4985 |
90 |
0.3165 |
|
|
23 |
0.9358 |
57 |
0.4907 |
91 |
0.3130 |
|
|
24 |
0.9142 |
58 |
0.4832 |
92 |
0.3095 |
|
|
25 |
0.8937 |
59 |
0.4759 |
93 |
0.3060 |
|
|
26 |
0.8737 |
60 |
0.4688 |
94 |
0.3027 |
|
|
27 |
0.8545 |
61 |
0.4618 |
95 |
0.2994 |
|
|
28 |
0.8360 |
62 |
0.4550 |
96 |
0.2962 |
|
|
29 |
0.8180 |
63 |
0.4483 |
97 |
0.2930 |
|
|
30 |
0.8007 |
64 |
0.4418 |
98 |
0.2899 |
|
|
31 |
0.7840 |
65 |
0.4355 |
99 |
0.2868 |
|
|
32 |
0.7679 |
66 |
0.4293 |
100 |
0.2838 |
Для большинства тепловых сетей работающих в области квадратичного режима (при больших значениях Re) коэффициент гидравлического трения можно определять по формуле профессора Б.Л. Шифринсона:
(3.9)
Тогда
(3.10)
где - гидравлическое сопротивление участка трубопровода при измерении потерь энергии потерями давления.
или
(3.11)
где - массовый расход теплоносителя на участке тепловой сети, кг/с;
- объемный расход теплоносителя на участке тепловой сети, л/с;
- плотность теплоносителя кг/м3;
- длина участка трубопровода по плану, м;
- внутренний диаметр участка трубопровода, м;
- эквивалентная шероховатость трубопровода, м;
- эквивалентная длина участка трубопровода, м;
Потери давления при движении теплоносителя по трубопроводам, определяются по формуле:
(3.12)
где - плотность воды 1000 кг/м3.
Отсюда 1 м. вод.ст. = 0.000101936 Па или 1 Па = 0.102 мм. Вод. Ст.
При измерении потерь энергии потерями напора уравнение (3.7) примет вид:
(3.13)
где - массовый расход теплоносителя, кг/с.
- плотность теплоносителя при известной температуре, кг/м3.
- гидравлическое сопротивление участка трубопровода при измерении потерь энергии потерями напора;
- гидравлическое сопротивление участка трубопровода с учетом потерь в местных сопротивлениях, (м*с2)/м6 определяется по формуле:
(3.14)
где - длина участка трубопровода по плану, м;
- эквивалентная длина участка трубопровода, м;
- внутренний диаметр участка трубопровода, м;
G - ускорение свободного падения, м/с2;
- эквивалентная шероховатость трубопровода, для новых трубопроводов = 0,0005 м.
В таблице 3.5 указаны стальные трубы для водяных тепловых сетей.
Таблица 3.5 - Трубы стальные для водяных тепловых сетей
|
Наименование труб |
ГОСТ или ТУ |
Марка стали и ГОСТ или ТУ на сталь |
Условный проход труб DУ, мм |
Предельные параметры |
|||
|
Условное давление РУ МПа, |
Температура воды, t, 0С |
Расчетная температура наружного воздуха |
|||||
|
Электросварные прямошовные термообработанные |
ГОСТ 10705-80 ГОСТ10704-76 |
10.20 ГОСТ 1050-74** Вст3сп5 |
400 |
1,6 |
200 |
-40 |
|
|
Электросварные прямошовные термообработанные |
ТУ 14-3-377-75 |
10.20 ГОСТ 1050-74** Вст3сп5 ГОСТ 380-71* |
200-400 |
1,6 |
200 |
-40 |
|
|
Бесшовные холоднодеформированные группы В, термически обработанные с испытаниями по П.П. 1.8 И 1.10 ГОСТ 8713-74* |
ГОСТ 8733-74* ГОСТ8734-75 |
10.20 ГОСТ1050-74** |
15-40 |
2,5 |
200 |
-40 |
|
|
Бесшовные горячедеформированные |
ТУ 14-3-190-80 |
10.20 ГОСТ 1050-74** |
50-400 |
2,5 |
200 |
-40 |
|
|
Бесшовные термообработанные группы Б, горячедеформированные С испытанием по П. 2.7 ГОСТ 550-750* |
ГОСТ 550-75 |
10.20 ГОСТ 1050-74** 10Г2 ГОСТ4543-71** |
25-300 |
2,5 |
200 |
-40 |
|
|
Бесшовные горячедеформированные |
ТУ 14-3-1128-82 |
09Г2С ГОСТ 19282-73 |
50-400 |
2,5 |
200 |
-60 |
|
|
Водогазопроводные оцинкованные высшего качества |
ГОСТ 3262-75* |
10 ГОСТ 1050-74**Вст3Сп5 гост 380-71* |
25-150 |
1,6 |
75 |
-40 |
|
|
Электросварные спиральношовные |
ТУ 14-3-954-80 |
Вст3сп5 ТУ 14-1-14-15- |
500, 600, 700, 800, |
2,5 |
200 |
-40 |
|
|
Продолжение таблицы 3.5 |
|||||||
|
Электросварные спиральношовные |
ТУ 14-3-808-78 |
20 ТУ14-3-8080-78 |
500-1400 |
2,5 |
200 |
-40 |
|
|
Электросварные прямошовные |
ТУ 14-3-1138-82 |
17Г1С-У ТУ 14-3-1138-82 |
1000, 1200 |
2,5 |
200 |
-50 |
|
|
Электросварные термообработанные прямошовные (3) |
ГОСТ20295-85 |
17 ГС 17 Г1С ГОСТ 19282-73 |
500, 600(1), 700, 800 |
2,5 |
200 |
-50 |
- трубы промышленностью не освоены;
- с испытанием на изгиб;
- тип 3 или спиральношовные; тип 3 с испытанием сварного шва на загиб.
Длина трубопровода эквивалентная местным сопротивлениям, установленным на каждом участке определяется по формуле:
(3.15)
где - сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке тепловой сети;
Формулы, предложенные авторами А.Д. Альтшулем, Г.А. Муриным, Б.Л. Шифринсоном для определения коэффициента гидравлического трения при одинаковых значениях шероховатости дают практически одинаковые результаты. Наибольшее отклонение в значениях коэффициента полученное по отдельным формулам не превышает 5 %. Возможные расхождения при расчете по различным формулам незначительны по сравнению с теми ошибками, которые обычно имеют место вследствие неопределенности в выборе значения шероховатости. Как видно из формулы (5.2) и (5.3) потери напора по длине пропорциональны эквивалентному коэффициенту местных сопротивлений в степени 0.25 и обратно пропорциональны внутреннему диаметру трубопровода в степени 5.25. При этом ошибки, связанные с неправильным вводом коэффициента эквивалентной шероховатости, оказывают значительно меньшие влияния на величину потери напора, чем не учет возможного зарастания трубопровода.
Пропускная способность трубопроводов в период эксплуатации снижается, вследствие коррозии и образования отложений на трубах. При этом происходит изменение шероховатости трубопровода и его зарастание (уменьшение поперечного сечения). Увеличение шероховатости и зарастание приводит к уменьшению диаметра трубопровода и как следствие к увеличению потерь напора. Сложность физических, химических и биологических явлений, определяющих изменение шероховатости труб и их зарастание, приводит к необходимости ориентироваться на некоторые средние показатели.
На рисунке 3.3 показана шероховатость труб.
Рисунок 3.3 - Шероховатость трубы
По А.Г. Камерштейну в таблице 3.5 природные воды разбиваются на пять групп, каждая из которых определяет характер и интенсивность снижения пропускной способности трубопровода:
Таблица 3.5 - Группы пропускаемой характеристики труб
|
Группа |
Коррозионное воздействие |
Характеристика природных вод |
Ежегодный прирост абсолютной шероховатости, мм в год |
|
|
Группа 1 |
Слабое |
Слабоминерализованные некоррозионные воды с показателем стабильности от - 0.2 до + 0.2; вода с незначительным содержанием органических веществ и растворенного железа |
0.005 - 0.05 (в среднем 0.025). |
|
|
Группа 2 |
Умеренное |
Слабоминерализованные некоррозионные воды с показателем стабильности до - 1.0; воды, содержащие органические вещества и растворенное железо в количестве, меньшем 3 г/м3 |
0.055 - 0.18 (в среднем 0.07) |
|
|
Группа 3 |
Значительное |
Весьма коррозионные воды с показателем стабильности от - 1.0 до 2.5, но с малым содержанием хлоридов и сульфатов (меньше 100 - 150 г/м3); воды с содержание железа больше 3 г/м3 |
0.18 - 0.4 (в среднем 0.20) |
|
|
Группа 4 |
Сильное |
Коррозионные воды с отрицательным показателем стабильности, но с большим содержанием сульфатов и хлоридов (больше 500 - 700 г/м3); необработанные воды с большим содержанием органических веществ |
0.4 - 0.6 (в среднем 0.51) |
|
|
Группа 5 |
Очень сильное |
Воды, характеризующиеся значительной карбонатной и малой постоянной плотностью с показателем стабильности более 0.8; сильноминерализованные и коррозионные воды с плотным осадком более 2000 г/м3 |
0.6 - 3.0 |
К сожалению, необходимо отметить, что данные рекомендации приведены для систем водоснабжения, т.е. для трубопроводов транспортирующих холодную воду и могут использоваться только как ориентировочные значения. Зарастание трубопровода можно измерять при выполнении реконструкции трубопроводов или ежегодных ремонтах при помощи обычной линейки, а увеличение шероховатости определять по выше изложенной методике.
Потери напора на потребителях определяется по формуле:
(3.16)
где - сопротивление потребителя, (м*с2)/м6, определяемое по следующей методике.
Для различных схемных решений сопротивление потребителей учитывает:
- сопротивление системы отоплени;
- сопротивление системы вентиляции ;
- сопротивление теплообменников системы горячего водоснабжения первой и второй ступени ,
Для элеваторного присоединения системы отопления величина находится как сумма сопротивления трубопроводов СО и сопротивления сопла элеватора:
(3.17)
где - расчетный расход сетевой воды (из тепловой сети) на систему отопления, м3/с.
- потери напора в системе отопления (после элеватора) при расчетном расходе воды, м, (как правило 1-2 м.вод.ст.);
Сопротивление элеваторного узла определяется по формуле:
(3.18)
Общее сопротивление системы отопления определяется по формуле:
(3.19)
Для независимой схемы присоединения системы отопления, сопротивление трубного пространства теплообменного аппарата определяется по формуле:
(3.20)
где - испытательные (расчетные) потери напора в трубном пространстве теплообменников СО, м;
- испытательный (расчетный) расход теплоносителя в трубном пространстве теплообменников СО, м3/с.
Сопротивление системы вентиляции определяется по формуле:
(3.21)
где - расчетные потери напора в системе вентиляции, м;
- расчетный расход воды в системе вентиляции (СВ), м3/с.
Расчетный расход теплоносителя в системе вентиляции определяется по формуле:
(3.22)
где - расчетная нагрузка на систему вентиляции Гкал/ч;
- температура сетевой воды в подающем трубопроводе тепловой сети, соответствующая расчетной температуре наружного воздуха на вентиляцию , °С;
- расчетная температура сетевой воды после калорифера системы вентиляции, соответствующая расчетной температуре наружного воздуха на вентиляцию , °С.
Температура сетевой воды в подающем трубопроводе тепловой сети, соответствующая расчетной температуре наружного воздуха на вентиляцию, определяется по формуле:
(3.23)
Температура сетевой воды в подающем трубопроводе тепловой сети для любой температуры наружного воздуха определяется по формуле:
(3.24)
где - текущее значение температуры наружного воздуха, °С.
При температуре наружного воздуха от до и температура сетевой воды после
(3.25)
где - температура наружного воздуха соответствующая началу отопительного периода, °С.
Относительная нагрузка на систему вентиляции
(3.26)
При температуре наружного воздуха от до температура сетевой воды после калориферной установки определяется по следующей зависимости:
(3.27)
Сопротивление теплообменников ГВС определяются по формуле, аналогичной (3.15).
Суммарное сопротивление потребителя вычисляется в зависимости от типа схемного решения по правилу определения сопротивления последовательно (параллельно) соединенных элементов.
К гидравлическому режиму данной тепловой сети предъявляются следующие требования:
а) напор в обратном трубопроводе должен обеспечивать залив верхних приборов систем отопления и не превышать допустимое рабочее давление в местных системах. В системах отопления рассчитываемых зданий установлены чугунные секционные радиаторы с допустимым рабочим давлением 60 м.вод.ст.;
б) давление воды в обратных трубопроводах тепловой сети во избежании подсоса воздуха должно быть не менее 0,5 кгс/см2;
в) давление воды во всасывающих патрубках сетевых и подпиточных насосов не должно превышать допустимого по условиям прочности конструкции насосов и быть не ниже 0,5 кгс/см2;
г) давление в подающем трубопроводе при работе сетевых насосов должно быть таким, чтобы не происходило кипение воды при ее максимальной температуре в любой точке подающего трубопровода, в оборудовании источника тепла и в приборах систем теплопотребителей, непосредственно присоединенных к тепловым сетям, при этом давление в оборудовании источника тепла и тепловой сети не должно превышать допустимых пределов их прочности;
д) перепад давлений на тепловых пунктах потребителей должен быть не меньше гидравлического сопротивления систем теплопотребления, с учетом потерь давления в дроссельных диафрагмах и в соплах элеваторов;
е) статическое давление в системе теплоснабжения должно быть таким, чтобы в трубопроводах в случае остановки сетевых насосов, обеспечило залив верхних отопительных приборов в зданиях и не разрушило нижние приборы. Исходя из этих требований, минимальное положение линии статического пьезометра должно быть на 3-5 метров выше наиболее высоко расположенных приборов, а максимальное значение не превышать 80 м.
Для учета взаимного влияния рельефа местности, высоты абонентских систем, потерь давления в тепловых сетях и ряда требований в процессе разработки гидравлического режима тепловой сети необходимо строить пьезометрический график. На пьезометрическом графике величины гидравлического потенциала выражены в единицах напора.
Пьезометрический график представляет собой графическое изображение напоров в тепловой сети относительно рельефа местности, на которой она расположена. На пьезометрическом графике в определенном масштабе наносят рельеф местности, высоту присоединенных зданий величины напоров в сети. На горизонтальной оси графика откладывают длину сети, а на вертикальной оси графика напоры. Линии напоров в сети наносят как для рабочего, так и для статического режимов.
Результаты гидравлического расчета тепловой сети показаны в таблице 3.6.
Таблица 3.6 - Результаты гидравлического расчета тепловой сети
|
Наименование начала участка |
Наименование конца участка |
Длина участка, м |
Внутpеннийдиаметp подающего тpубопpовода, м |
Расход воды в подающем трубопроводе, т/ч |
Потери напора в подающем трубопроводе, м |
Диаметр шайбы на под.тр-де перед СО, мм |
Количество шайб на под. тр-де перед СО, шт |
Потеpинапоpа на шайбе под.тp-да пеpед СО, м |
Располагаемый напоp, м |
|
|
Узел1 |
Западная котельная |
60,6 |
0,804 |
353,1784 |
0,003 |
- |
- |
- |
- |
|
|
ТК-1 |
Узел2 |
70,2 |
0,804 |
332,9378 |
0,003 |
- |
- |
- |
- |
|
|
Узел 9 |
ТК-3 |
400 |
0,804 |
148,168 |
0,004 |
- |
- |
- |
- |
|
|
ПК "Антей" |
Узел 6 |
33 |
0,069 |
4,444 |
0,241 |
7,675 |
1 |
56,896 |
- |
|
|
МУП "ВГВК" |
Узел 7 |
33,8 |
0,1 |
10,0005 |
0,133 |
11,542 |
1 |
56,346 |
- |
|
|
ТК-1 |
Узел1 |
8 |
0,804 |
353,1052 |
0 |
- |
- |
- |
- |
|
|
Узел2 |
ТК-2 |
147 |
0,804 |
332,8531 |
0,007 |
- |
- |
- |
- |
|
|
ТК-2 |
Узел 9 |
54 |
0,804 |
172,6153 |
0,001 |
- |
- |
- |
- |
|
|
Узел 9 |
ООО "Теура Мед" |
80 |
0,207 |
24,3821 |
0,03 |
17,748 |
1 |
59,889 |
- |
|
|
ООО"Мотор Спринт" |
Узел 6 |
5 |
0,1 |
1,0801 |
0 |
3,776 |
1 |
57,378 |
- |
|
|
Узел 7 |
Узел 6 |
50 |
0,1 |
14,049 |
0,384 |
- |
- |
- |
- |
|
|
ООО "ЭТА" |
Узел 7 |
25 |
0,1 |
4,0477 |
0,017 |
7,335 |
1 |
56,578 |
- |
|
|
ТК-4 |
ВГТС2 |
402,2 |
0,804 |
141,9254 |
0,004 |
- |
- |
- |
64,933 |
|
|
Узел 11 |
ТК-1 |
80 |
0,804 |
20,1578 |
0 |
- |
- |
- |
- |
|
|
Узел 4 |
Узел 11 |
316,2 |
0,616 |
20,0612 |
0 |
- |
- |
- |
- |
|
|
ТК-5 |
Узел 5 |
290 |
0,515 |
19,8389 |
0,001 |
- |
- |
- |
- |
|
|
Узел 12 |
ТК-5 |
483 |
0,357 |
19,6973 |
0,007 |
- |
- |
- |
- |
|
|
Узел 13 |
Узел 12 |
22 |
0,309 |
19,586 |
0,001 |
- |
- |
- |
- |
|
|
Узел 14 |
Узел 13 |
145 |
0,15 |
19,5822 |
0,211 |
- |
- |
- |
- |
|
|
Узел 15 |
Узел 14 |
34 |
0,207 |
19,5768 |
0,008 |
- |
- |
- |
- |
|
|
Узел 6 |
Узел 15 |
72,2 |
0,1 |
19,5743 |
1,072 |
- |
- |
- |
- |
|
|
Узел 16 |
Узел 17 |
223 |
0,259 |
5,5798 |
0,002 |
- |
- |
- |
- |
|
|
Узел 17 |
Узел 18 |
147 |
0,207 |
5,5533 |
0,003 |
- |
- |
- |
- |
|
|
Узел 18 |
МКР "Зеленый город" |
63 |
0,15 |
5,5424 |
0,008 |
- |
- |
- |
64,916 |
|
|
ТК-3 |
ТК-4 |
94 |
0,804 |
142,0389 |
0,001 |
- |
- |
- |
- |
|
|
ТК-3 |
Узел 16 |
289 |
0,357 |
5,6464 |
0 |
- |
- |
- |
- |
|
|
ТК-2 |
ВГТС1 |
50 |
0,804 |
160,0603 |
0,001 |
- |
- |
- |
64,95 |
3.2.2 Пьезометрический график
Пьезометрический график представляет собой графическое изображение напоров в тепловой сети относительно местности, на которой она проложена. На пьезометрическом графике в определенном масштабе наносят рельеф местности, высоту присоединенных зданий, величины напоров в сети. На горизонтальной оси графика откладывают длину сети, а на вертикальной оси - напоры. Линии напоров в сети наносят как для рабочего, так и для статического режимов. Пьезометрический график строят следующим образом:
1) принимая за ноль отметку самой низкой точки тепловой сети, наносят профиль местности по трассе основной магистрали и ответвлений, отметки земли которых отличаются от отметок магистрали. На профиле проставляют высоты присоединенных зданий;
2) наносят линию, определяющую статический напор в системе (статический режим). Если давление в отдельных точках системы превышает пределы прочности, необходимо предусмотреть подключение отдельных потребителей по независимой схеме или деление тепловых сетей на зоны с выбором для каждой зоны своей линии статического напора. В узлах деления устанавливают автоматические устройства рассечки и подпитки тепловой сети;
3) наносят линию напоров обратной магистрали пьезометрического графика. Уклон линии определяют на основании гидравлического расчета тепловой сети. Высоту расположения линии напоров на графике выбирают с учетом вышеприведенных требований к гидравлическому режиму. При неровном профиле трассы не всегда возможно одновременно выполнять требования заполнения верхних точек систем теплопотребления, не превысив допустимые давления. В этих случаях выбирают режим, соответствующий прочности нагревательных приборов, а отдельные системы, залив которых не будет обеспечен вследствие низкого расположения пьезометрической линии обратного трубопровода, оборудуют индивидуальными регуляторами.
Подобные документы
Параметры системы теплоснабжения. Определение расхода теплоносителя. Разработка рекомендаций по повышению энергоэффективности системы теплоснабжения. Расчет технико-экономической эффективности от регулировки ТС. Автоматизация котельного агрегата.
дипломная работа [1,1 M], добавлен 20.03.2017Анализ работы источника теплоснабжения и обоснование реконструкции котельной. Выбор турбоустановки и расчет тепловых потерь в паропроводе. Расчет источников теплоснабжения и паротурбинной установки. Поиск альтернативных источников реконструкции.
дипломная работа [701,1 K], добавлен 28.05.2012Описание технологической схемы водогрейной котельной с закрытой системой теплоснабжения. Энергобаланс системы за выбранный промежуток времени. Расчет потоков греющей воды, параметров потока после смешения и действия насосов. Тепловой баланс котла.
курсовая работа [386,0 K], добавлен 27.05.2012Инженерная характеристика района размещения объекта теплоснабжения. Составление и расчёт тепловой схемы котельной, выбор основного и вспомогательного оборудования. Описание тепловой схемы котельной с водогрейными котлами, работающими на жидком топливе.
дипломная работа [1,3 M], добавлен 17.06.2017Расчет тепловых нагрузок отопления вентиляции. Сезонная тепловая нагрузка. Расчет круглогодичной нагрузки, температур и расходов сетевой воды. Расчет тепловой схемы котельной. Построение тепловой схемы котельной. Тепловой расчет котла, текущие затраты.
курсовая работа [384,3 K], добавлен 17.02.2010Расчет нагрузок отопления, вентиляции и горячего водоснабжения зданий жилого микрорайона. Гидравлический и тепловой расчет сети, блочно-модульной котельной для теплоснабжения, газоснабжения. Выбор источника теплоснабжения и оборудования ГРУ и ГРПШ.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 12.03.2013Разработка проекта по реконструкции производственно-отопительной котельной завода РКК "Энергия", которая использует в качестве топлива местный добываемый уголь. Расчет тепловой схемы и оборудования котельной, разработка блочной системы подогревателей.
дипломная работа [213,8 K], добавлен 07.09.2010Реконструкция котельной на Новомосковском трубном заводе: определение нагрузок и разработка тепловых схем котельной, выбор основного и вспомогательного оборудования; расчет системы водоподготовки; автоматизация, обслуживание и ремонт парового котла.
дипломная работа [220,0 K], добавлен 16.08.2012Удельный вес отраслей промышленности ТЭК в структуре промышленного производства в РФ. Экономическая оценка эффективности установки модульной котельной, заменяющей существующую систему теплоснабжения на предприятии. Расчет себестоимости тепловой энергии.
курсовая работа [339,2 K], добавлен 26.06.2013Выбор и расчет тепловой схемы. Характеристика оборудования по водоводяному и газовоздушному тракту. Расчёт и выбор теплообменников, топливоподачи с ленточным конвейером. Автоматизация котла КВ-ТС-20. Расчет технико-экономических показателей котельной.
дипломная работа [532,7 K], добавлен 30.07.2011
