Расчет систем теплоснабжения микрорайона города

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки РФ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Ульяновский государственный технический университет

Кафедра «Промышленная теплоэнергетика»

Расчетно-графическая работа

Расчет систем теплоснабжения микрорайона города

Выполнил студент гр. ТЭбд-41

Петров С.В.

Проверил к.т.н., доцент

Федоров Р.В.

Ульяновск 2015

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

Задание

1 Определение расчетных тепловых нагрузок района города

2 График регулирования отпуска теплоты

2.1 График регулирования отпуска теплоты по отопительной нагрузке в закрытых системах теплоснабжения

2.2 График регулирования отпуска тепла по совместной нагрузке на отопление и ГВС

3 Определение расчетных расходов теплоносителя в тепловых сетях. Закрытые системы теплоснабжения

Список использованных источников

ВВЕДЕНИЕ

Централизованная система теплоснабжения состоит из следующих основных элементов: источника тепла, тепловых сетей и местных систем потребления - систем отопления, вентиляции и горячего водоснабжения (ГВС).Для централизованного теплоснабжения используются два типа источников тепла: теплоэлектроцентрали (ТЭЦ), районные котельные (РК). На ТЭЦ осуществляется комбинированная выработка тепла и электроэнергии, обеспечивающая существенное снижение расходов топлива при получении электроэнергии.В данном проекте разработана система теплоснабжения района города от источника тепла, осуществлен выбор оборудования источника и системы теплоснабжения.В качестве теплоносителя для теплоснабжения города используется горячая вода, а для теплоснабжения промышленных предприятий - водяной пар. Теплоноситель от источников тепла транспортируется по теплопроводам. Циркуляцию теплоносителя в системе теплоснабжения обеспечивает насосная станция источника тепла. Водяной пар поступает к промышленным потребителям по паропроводам под собственным давлением, конденсируется в теплообменниках и отдает свое тепло. Образовавшийся конденсат возвращается к источнику тепла под действием избыточного давления или с помощью конденсатных насосов.

В состав тепловых сетей входят теплопроводы; компенсаторы, воспринимающие температурные удлинения; отключающее, регулирующее и предохранительное оборудование, устанавливаемое в специальных камерах (ТК); насосные станции; источник тепла.

ЗАДАНИЕ

Запроектировать закрытую систему теплоснабжения с температурным графиком 150 єС на 70 єС для города Днепропетровск, если высота ТЭЦ по отношению к генплану 20 м и находится на Юге в 10 км.

1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ ТЕПЛОВЫХ НАГРУЗОК РАЙОНА ГОРОДА

Потребителями тепла системы центрального теплоснабжения являются:

а) теплоиспользующие санитарно-технические системы зданий (системы отопления, вентиляции, кондиционирования воздуха, горячего водоснабжения);

б) различного рода технологические установки, использующие тепло низкого потенциала (до 300-350єС).

По режиму потребления тепла в течение года различают две группы потребителей:

­ сезонные потребители, нуждающиеся в тепле только в холодный период года;

­ круглогодовые потребители, нуждающиеся в тепле весь год.

Тепловые нагрузки жилого района города складываются из расчетного расхода теплоты на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение (ГВС).

В зависимости от этажности застройки каждого квартала по справочнику [7] находится плотность жилого фонда S (м2/га). По площади квартала F кв (га) находим жилую площадь, м2:

где S - плотность жилого фонда, м2/га; _ площадь квартала, га; - жилая площадь, м2.

Принимая норму жилой площади 9-18 м2 на одного человека, определяем число жителей в квартале.

где - норма жилой площади на одного человека f = 12 м2/чел (принимается по[7]).

Согласно СНиП 23-01-99 «Строительная климатология» г. Днепропетровск относится к району II В.

Расчетные расходы теплоты на отопление жилых зданий определяются по формуле, МВт:

где - жилая площадь, м2; q - укрупненный показатель максимального часового расхода теплоты на 1 м2 жилой площади зданий, определяется по [8]. q= 362.5 Вт/м2

По СНиП 2.04.07 - 86* «Тепловые сети» выбираем q. Считаем, что температура наружного воздуха tро = -26 0С. Эта температура взята из таблицы «климатические параметры холодного периода года» как температура наиболее холодной пятидневки с обеспеченностью 0,92. считаем, что район застраивался после 1985 г. Для домов в 5 этажей и выше q = 362.5 Вт/м2 (при tро = - 26 0С).

Расчетные расходы теплоты на отопление для жилых и общественных зданий определяются по формуле

,

где - расчетная мощность систем отопления жилых зданий, Вт; - коэффициент, учитывающий расход тепла на отопление общественных зданий, принимают по [2]. Согласно СНиП 41-02-2003* «Тепловые сети» = 0,25.

Максимальный часовой расход теплоты на вентиляцию общественных зданий определяется по методике, представленной в книге [5] по следующей формуле:

,

где - коэффициент, учитывающий расход теплоты на вентиляцию общественных зданий, выбирается по справочнику [8]; - расход теплоты на отопление общественных зданий, Вт. По СНиП 2.04.07 - 86* «Тепловые сети» для зданий, построенных до 1985 г. = 0,4, после 1985 г. - = 0,6. Таким образом, берем = 0,6.

Среднечасовой расход теплоты за отопительный период на ГВС определяется по формуле:

,

где N - число жителей, чел.; qгв - укрупненный показатель среднечасового расхода теплоты на горячее водоснабжение, определяется в зависимости от нормы расхода воды на ГВС в расчете на одного жителя в сутки [5].

Расходы теплоты на отопление, вентиляцию для каждого квартала приведены в таблице 1.1.

Таблица 1.1

Расчет потребления в кварталах.

№ квартала	Этажность	Площадь квартала, Fкв, га	Плотность жилого фонда. P m2/га	Жил пл-дь Fж,м2	Общ пл-дь A, м2	Число жит.m, чел	Q0max, кВт	Qvmax, кВт	Qhm, кВт	?Q, кВт
1	12	5.7	3900	22464	32091	1872	3465.8	415.9	678,6	4560.3
2	12	5.7	3900	22464	32091	1872	3465.8	415.9	678,6	4560.3
3	12	5.7	3900	22464	32091	1872	3465.8	415.9	678,6	4560.3
4	12	5.7	3900	22464	32091	1872	3465.8	415.9	678,6	4560.3
5	9	9.6	3700	35520	50742	2960	5480.1	657.6	1073	7210.7
6	9	3.36	3700	12432	17760	1036	1918	230.1	375.5	2523.6
7	9	3.36	3700	12432	17760	1036	1918	230.1	375.5	2523.6
8	12	3,36	3900	13104	18720	1092	2021.7	242.6	395.8	2660.1
9	5	4.48	3100	13888	19840	1157	2142.7	257.1	419.4	2819.2
10	12	9.6	3900	37440	53485	3120	5776.3	693.1	1131	7600.4
11	5	4.48	3100	13888	19840	1157	2142.7	257.1	419.4	2819.2
12	9	6.15	3700	22755	32507	1896	3510.7	421.2	687.3	4619.2
13	5	10.2	3100	31620	45171	2635	4878.7	585.4	955.1	6418.9
14	5	4,48	3100	13888	19840	1157	2142.7	257.1	419.4	2819.2
						Итого	45794.5	5264.9	8965.8	60255.3
						С учетом потерь 5%	48094.5	5528.1	9414.1	63268.8

По данным таблицы 1 строим график часовых и годовых расходов теплоты (приложение 1).

Таблица 1.2

Продолжительность стояния температур наружного воздуха.

Продолжительность стояния, n, час.	Температура наружного воздуха, єС
		-30-25	-25..-20	-20..-15	-15..-10	-10..-5	-5..0	0..+5	+5..+8
n		9	37	127	235	457	1151	1514	669
?n		9	46	173	408	865	2017	3531	4200

2. ГРАФИК РЕГУЛИРОВАНИЯ ОТПУСКА ТЕПЛОТЫ

Вид центрального качественного регулирования определяется по зависимости:

если - регулирование по отопительной нагрузке.

если - регулирование совместное по отопительной нагрузке и по нагрузке на ГВС.

(9,414/48,084)*100=19 %. А это значит, что в данном расчете будет осуществляться совместное регулирование по отопительной нагрузке и по нагрузке на ГВС.

Выбор схемы присоединения водоподогревателей ГВС для закрытых систем отопления определяется следующим образом:

Соответственно, схема присоединения будет двухступенчатая последовательная.

2.1 ГРАФИК РЕГУЛИРОВАНИЯ ОТПУСКА ТЕПЛОТЫ ПО ОТОПИТЕЛЬНОЙ НАГРУЗКЕ В ЗАКРЫТЫХ СИСТЕМАХ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ.

Формулы для расчета центрального качественного регулирования для закрытых систем теплоснабжения при различных видах регулирования представлены ниже.

Температура воды в подающей и обратной магистралях:

, (2.1.1)

, (2.1.2)

где 1,2 - температура воды в подающей и обратной магистралях при температуре наружного воздуха tн соответственно;

tв- температура воздуха в помещении, єС; tв = 18 єС

- то же, что в (1.7) = -26 єС

tн- температура наружного воздуха, єС;

t - температурный напор нагревательного прибора, при расчетной температуре воды в отопительном приборе 3 = 95єС;

- расчетный перепад воды в тепловой сети, єС;

- расчетный перепад температур воды в местной системе отопления, єС.

(2.1.3)

єС,

где - температура воды в подающей магистрали при tн = tро.

(2.1.4)

єС

Полученные результаты расчета по формулам сводятся в таблицу 2.

Таблица 2. Температура воды в подающей и обратной магистралях в зависимости от tн

tн, єС	+8	+5	0	-5	-10	-15	-20	-26
єС	57.98	68.3	83.11	101.38	117.29	132.9	148.3	150
єС	35.98	44.1	51.6	58.59	65.2	67.5	69.2	70

Рис 2.1. График регулирования отпуска тепла по отопительной нагрузке.

2.2 ГРАФИК РЕГУЛИРОВАНИЯ ОТПУСКА ТЕПЛА ПО СОВМЕСТНОЙ НАГРУЗКЕ НА ОТОПЛЕНИЕ И ГВС

Перед построением графика центрального качественного определяется отношение нагрузки на горячее водоснабжение к отопительной нагрузке:

.

По этому отношению выбирается схема присоединения водоподогревателя ГВС у абонентов (двухступенчатая последовательная, т.к. >0,2 и <1).

Для построения повышенного температурного графика необходимо определить перепад температур сетевой воды в подогревателях верхней д1 и нижней д2 ступеней при балансовой нагрузке ГВС.

Балансовая тепловая нагрузка ГВС: Qдhm=1,2*Qcpгв=1,2*4.91=5.89 кВт

Суммарный перепад температур сетевой воды в водоподогревателях нижней и верхней ступеней определяем по формуле:

По вычисленным значениям ф1 и ф2 строим отопительно-бытовой температурный график (приложение 2), по которому устанавливаем, что tн'=5.5 oC, ф1'=70 oC, ф2'=42.75 oC. Принимая недогрев водопроводной воды до температуры греющей воды в подогревателе нижней ступени равным 10 oC, находим температуру нагреваемой водопроводной воды после нижней первой ступени подогревателя при tн' t'=42.75-10=32.75 oC

Определяем перепад температур сетевой воды д2 в нижней ступени подогревателя.

При tн' :

При t0:

Находим температуру сетевой воды в обратной магистрали для повышения температурного графика:

При t0:

При tн':

Строим график . Находим перепад температур сетевой воды в верхней ступени подогревателя при t0 и tн'.

Вычисляем температуру сетевой воды в подающей магистрали тепловой сети для повышенного температурного графика:

Строим график ф1п=f(tн) (приложение 2)

3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ РАСХОДОВ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ В ТЕПЛОВЫХ СЕТЯХ. ЗАКРЫТЫЕ СИСТЕМЫ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ

При качественном регулировании отпуска теплоты расчетные расходы сетевой воды на отопление и вентиляцию, т/ч, согласно [4] определяются по следующим формулам:

где ф1, ф2 - расчетные температуры сетевой воды соответственно в подающем и обратном теплопроводах при tо, оС;

Qomax, Qvmax- соответственно максимальные тепловые потоки на отопление и вентиляцию при tо, кВт;

c- удельная теплоемкость воды, кДж/(кг*оС).

Расчетные расходы сетевой воды на горячее водоснабжение, т/ч, зависят от схемы присоединения водоподогревателей и определяются:

При двухступенчатых схемах присоединения водоподогревателей:

Среднечасовой:

Максимальный:



где ф1', ф2'- температура воды в подающем и обратном теплопроводах в точке излома графика температур воды, оС.

При центральном качественном регулировании отпуска теплоты по совмещенной нагрузке отопления и горячего водоснабжения расчетный расход сетевой воды в двухтрубных тепловых сетях определяется как сумма расходов воды на отопление и вентиляцию без учета нагрузки горячего водоснабжения (K3=0)

Таблица 3. Показатели расхода сетевой воды на ГВС, отопление и вентиляцию

№ квартала	G0 max	Gv max	G 2hm	G2hmax	Qh max
1	37,4815	4,4978	12,5869	32,039347	1491,6
2	29,793	3,5752	10,005	25,467173	1185,6
3	37,4815	4,4978	12,5869	32,039347	1491,6
4	29,793	3,5752	10,005	25,467173	1185,6
5	49,655	5,9586	16,6749	42,445289	1976,1
6	17,3792	2,0855	5,83623	14,855851	691,62
7	21,8642	2,6237	7,34235	18,689619	870,11
8	20,743	2,4892	6,96582	17,731177	825,48
9	29,1523	3,4983	9,7898	24,919492	1160,1
10	62,4691	7,4963	20,9781	53,398912	2486
11	29,1523	3,4983	9,7898	24,919492	1160,1
12	40,0193	4,8023	13,4391	34,208678	1592,6
13	62,9697	7,5564	21,1462	53,826788	2505,9
14	23,1723	2,7807	7,78164	19,807801	922,16
Итого	491,125	58,935	164,928	419,81614	19545
Итого с учетом 5%	515,682	61,882	173,174	440,80695	20522

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

теплоснабжение отопление город

1. СанПиН 2.1.4.2496-09. Гигиенические требования к обеспечению безопасности систем горячего водоснабжения.

2. СНиП 41-02-2003, Тепловые сети. Нормы проектирования/ Госстрой России. М.: Стройиздат, 2003.- 49 с.

3. СНиП 23-01-99*. Строительная климатология/Госстрой России. - М.: Стройиздат, 2000. - 136 с.

4. Источники и системы теплоснабжения промышленных предприятий: Пособие к курсовом проектированию/ Жуховицкий Д.Л., Цынаева А.А.- Ульяновск: УлГТУ, 2002. - 54 с.

5. Копко В.М. Теплоснабжение: курсовое проектирование. - Минск: Вышэйшая школа, 1985. - 139 с.

6. Наладка и эксплуатация водяных тепловых сетей: Справочник/ В.И. Манюк, Я.И. Каплинский, Э.Б.Хиж и др. - 3-е изд. Перераб и доп. - М.: Стройиздат, 1988. - 432 с.

7. Николаев А.А. Справочник проектировщика: Проектирование тепловых сетей/ А.А. Николаев .- М.: Стройиздат, 1965. - 360 с.

8. Переверзев В.А, Справочник мастера тепловых сетей./ В.А. Переверзев, В.В. Шумов. - Л.: Энергоатомиздат, 1987. - 272 с.

Размещено на Allbest.ru