Теплоснабжение района города

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Целью курсового проектирования является углубление и закрепление знаний, полученных при изучении теоретического курса «Теплоснабжение» освоение методики проектирования, ознакомление со СНиПами, государственными стандартами, а так выработка навыков пользования технической и справочной литературой.

В данном курсовом проекте необходимо запроектировать систему теплоснабжения для жилого района г. Бишкек. На основании исходных данных определяем годовые и расчетные часовые расходы горячей воды и производим расчет.



1. Исходные данные

v Местоположение жилого района

ь № варианта - 1

ь Район строительства - г. Бишкек

ь Этажность застройки - 5

ь Жилая площадь Р, М²/га - 3200-2800

ь Количество жителей Р_п, чел./га - 467

v Климатические данные

Температура холодной пятидневки = -19 ⁰С.

Расчетная вентиляционная температура =7 ⁰С.

Продолжительность отопительного периода = 150 сут.

Для города Бишкек скорость движения ветра составляет, в%:

Месяцы	С	СВ	В	ЮВ	Ю	ЮЗ	З	СЗ
Январь	6	5	15	21	18	14	15	6
Июль	8	6	10	16	19	13	17	11

v Исходные данные для проектирования

ь Индекс варианта - Д.

ь Расположение ТЭЦ в направлении от жилого района - В зависимости от преобладающего направление ветров.

ь Расстояние от ТЭЦ до жилого района, км - 0,600.

ь Отметка ТЭЦ, м - 20.

ь Расчетная температура теплоносителя, ⁰С в магистральной тепловой сети, ф₁^,маг - 150.

2. Расчет численности населения по району города

Численность населения для района города определяется следующим образом:

1. Определяется плотность жилого фонда в квадратных метрах жилой площади на площади квартала:

А_КВ = S_КВ а,

где а - площадь жилого фонда в м² жилой площади на 1 га района, определяется по Приложению 2 /1/ в зависимости от этажности застройки; S_кв - площадь квартала в га.

2. Количество жителей на 1 га района

где b - количество жителей на 1 га района, определяется также в зависимости от этажности застройки.

Расчет производится по каждому кварталу и определяется следующее:

а) общая площадь всего района

б) общая плотность жилого фонда в м² жилой площади на общей площади района

теплопотребление сетевой насос компенсатор

в) количество жителей района на площади S



Результаты расчетов сводятся в табл. 1.

Таблица 1

№ п/п квартала	Площадь одного квартала Fкв,I,га	Этажность зданий n, эт.	Плотность жилого фонда fi, м2/га	Жилая площадь Fж.i, м	Число жителей в квартале
					Pn	Ni
1	2	9	4200	8400	467	934
2	2	9	4200	8400	467	934
3	2	9	4200	8400	467	934
4	2	9	4200	8400	467	934
5	2	9	4200	8400	467	934
6	2	9	4200	8400	467	934
7	2	9	4200	8400	467	934
8	3,25	9	4200	13650	467	1518
9	2	9	4200	8400	467	934
10	2	9	4200	8400	467	934
11	2	9	4200	8400	467	934
12	2	9	4200	8400	467	934
13	2	9	4200	8400	467	934
14	2	9	4200	8400	467	934
15	2	9	4200	8400	467	934
16	2,875	9	4200	12075	467	1343
17	1,1	9	4200	4620	467	514
18	3,25	9	4200	13650	467	1518
19	2	9	4200	8400	467	934
20	2	9	4200	8400	467	934
21	2	9	4200	8400	467	934
22	2	9	4200	8400	467	934
23	2	9	4200	8400	467	934
24	2	9	4200	8400	467	934
25	2	9	4200	8400	467	934
26	2,875	9	4200	12075	467	1343
27	1,1	9	4200	4620	467	514
28	2,875	9	4200	12075	467	1343
29	2,25	9	4200	9450	467	1051
30	2,25	9	4200	9450	467	1051
31	2,25	9	4200	9450	467	1051
32	2,25	9	4200	9450	467	1051
33	2,25	9	4200	9450	467	1051
34	2,25	9	4200	9450	467	1051
35	2,25	9	4200	9450	467	1051
36	0,75	9	4200	3150	467	350
37	1,5	9	4200	6300	467	701
38	2	9	4200	8400	467	934
39	2	9	4200	8400	467	934
40	2	9	4200	8400	467	934
41	2	9	4200	8400	467	934
42	2	9	4200	8400	467	934
43	2,2	9	4200	9240	467	1027
44	2,75	9	4200	11550	467	1284
45	2,75	9	4200	11550	467	1284
46	1,65	9	4200	6930	467	771
47	1,65	9	4200	6930	467	771
48	1,76	9	4200	7392	467	822
49	1,715	9	4200	7203	467	801
50	1,715	9	4200	7203	467	801
?	103,515			434763		46489

3. Определение расходов тепла

Тепловые нагрузки разнородны по характеру, поэтому расчетные расходы тепла определяются отдельно для отопления, вентиляции, горячего водоснабжения и технологии.

Расходы тепла на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение в районе города с неизвестной застройкой определяются следующим образом:

Максимальный тепловой поток на отопление жилых и общественных зданий

где q₀ - укрупненный показатель максимального теплового потока на отопление жилых зданий на 1 м² общей площади, принимаемый по Приложению 2 /2/ в зависимости от и этажности постройки; А - плотность жилого фонда в м² жилой площади на площади квартала S_кв; k₁ - коэффициент, учитывающий тепловой поток на отопление общественных зданий, k₁ = 0,25.

Максимальный тепловой поток на вентиляцию общественных зданий

где k₂ - коэффициент, учитывающий тепловой поток на вентиляцию общественных зданий, k₂ = 0,6.

Средний тепловой поток на горячее водоснабжение жилых и общественных зданий в отопительный период

где q_h - укрупненный показатель среднего теплового потока горячего водоснабжения на одного человека в зависимости от среднего за отопительный период расхода воды при температуре 55 ⁰С и от степени благоустройства; m - количество жителей в одном квартале.

Определяется суммарный максимальный часовой тепловой поток на отопление жилых и общественных зданий

Определяется суммарный максимальный тепловой поток на вентиляцию общественных зданий



Определяется суммарный часовой средний тепловой поток на горячее водоснабжение

Определяется суммарный часовой расход тепла

Результаты расчетов сведены в табл. 2.

Таблица 2. Определение расчетных тепловых нагрузок

Номер	Максимальный тепловой поток отопления Q?0max, Вт	Максимальный тепловой поток на вентиляцию Q?Vmax, Вт	Средний тепловой поток на горячее водоснабжение	Cуммарный часовой расход тепла ?Q, Вт
квартала			Q?hm, Вт
1	613201,25	91980	351184	1056365
2	613201,25	91980	351184	1056365
3	613201,25	91980	351184	1056365
4	613201,25	91980	351184	1056365
5	613201,25	91980	351184	1056365
6	613201,25	91980	351184	1056365
7	613201,25	91980	351184	1056365
8	996451,25	149467,5	570674	1716593
9	613201,25	91980	351184	1056365
10	613201,25	91980	351184	1056365
11	613201,25	91980	351184	1056365
12	613201,25	91980	351184	1056365
13	613201,25	91980	351184	1056365
14	613201,25	91980	351184	1056365
15	613201,25	91980	351184	1056365
16	881476,25	132221,3	504827	1518525
17	337261,25	50589	193151,2	581001,5
18	996451,25	149467,5	570674	1716593
19	613201,25	91980	351184	1056365
20	613201,25	91980	351184	1056365
21	613201,25	91980	351184	1056365
22	613201,25	91980	351184	1056365
23	613201,25	91980	351184	1056365
24	613201,25	91980	351184	1056365
25	613201,25	91980	351184	1056365
26	881476,25	132221,3	504827	1518525
27	337261,25	50589	193151,2	581001,5
28	881476,25	132221,3	504827	1518525
29	689851,25	103477,5	395082	1188411
30	689851,25	103477,5	395082	1188411
31	689851,25	103477,5	395082	1188411
32	689851,25	103477,5	395082	1188411
33	689851,25	103477,5	395082	1188411
34	689851,25	103477,5	395082	1188411
35	689851,25	103477,5	395082	1188411
36	229951,25	34492,5	131694	396137,8
37	459901,25	68985	263388	792274,3
38	613201,25	91980	351184	1056365
39	613201,25	91980	351184	1056365
40	613201,25	91980	351184	1056365
41	613201,25	91980	351184	1056365
42	613201,25	91980	351184	1056365
43	674521,25	101178	386302,4	1162002
44	843151,25	126472,5	482878	1452502
45	843151,25	126472,5	482878	1452502
46	505891,25	75883,5	289726,8	871501,6
47	505891,25	75883,5	289726,8	871501,6
48	539617,25	80942,4	309041,9	929601,6
49	525820,25	78872,85	301140,3	905833,4
50	525820,25	78872,85	301140,3	905833,4
?	31,7377615	4,760655	18,17641	54,67482
номер квартала	Средний тепловой поток на отопление	Средний тепловой поток на вентиляцию	Средний тепловой поток на ГВС в неотапл. Период	Сумма
1	165730,0676	24859,45946	224757,76	415347,287
2	165730,0676	24859,45946	224757,76	415347,287
3	165730,0676	24859,45946	224757,76	415347,287
4	165730,0676	24859,45946	224757,76	415347,287
5	165730,0676	24859,45946	224757,76	415347,287
6	165730,0676	24859,45946	224757,76	415347,287
7	165730,0676	24859,45946	224757,76	415347,287
8	269311,1486	40396,62162	365231,36	674939,1303
9	165730,0676	24859,45946	224757,76	415347,287
10	165730,0676	24859,45946	224757,76	415347,287
11	165730,0676	24859,45946	224757,76	415347,287
12	165730,0676	24859,45946	224757,76	415347,287
13	165730,0676	24859,45946	224757,76	415347,287
14	165730,0676	24859,45946	224757,76	415347,287
15	165730,0676	24859,45946	224757,76	415347,287
16	238236,8243	35735,47297	323089,28	597061,5773
17	91151,68919	13672,7027	123616,768	228441,1599
18	269311,1486	40396,62162	365231,36	674939,1303
19	165730,0676	24859,45946	224757,76	415347,287
20	165730,0676	24859,45946	224757,76	415347,287
21	165730,0676	24859,45946	224757,76	415347,287
22	165730,0676	24859,45946	224757,76	415347,287
23	165730,0676	24859,45946	224757,76	415347,287
24	165730,0676	24859,45946	224757,76	415347,287
25	165730,0676	24859,45946	224757,76	415347,287
26	238236,8243	35735,47297	323089,28	597061,5773
27	91151,68919	13672,7027	123616,768	228441,1599
28	238236,8243	35735,47297	323089,28	597061,5773
29	186446,2838	27966,89189	252852,48	467265,6557
30	186446,2838	27966,89189	252852,48	467265,6557
31	186446,2838	27966,89189	252852,48	467265,6557
32	186446,2838	27966,89189	252852,48	467265,6557
33	186446,2838	27966,89189	252852,48	467265,6557
34	186446,2838	27966,89189	252852,48	467265,6557
35	186446,2838	27966,89189	252852,48	467265,6557
36	62148,98649	9322,297297	84284,16	155755,4438
37	124297,6351	18644,59459	168568,32	311510,5497
38	165730,0676	24859,45946	224757,76	415347,287
39	165730,0676	24859,45946	224757,76	415347,287
40	165730,0676	24859,45946	224757,76	415347,287
41	165730,0676	24859,45946	224757,76	415347,287
42	165730,0676	24859,45946	224757,76	415347,287
43	182303,0405	27345,40541	247233,536	456881,9819
44	227878,7162	34181,75676	309041,92	571102,393
45	227878,7162	34181,75676	309041,92	571102,393
46	136727,3649	20509,05405	185425,152	342661,5709
47	136727,3649	20509,05405	185425,152	342661,5709
48	145842,5	21876,32432	197786,8288	365505,6531
49	142113,5811	21316,98649	192729,7792	356160,3468
50	142113,5811	21316,98649	192729,7792	356160,3468
?	8,577773378	1,286663473	11,63289976	21,49733661

4. Графики теплопотребления

Строится годовой график теплопотребления по месяцам для жилого района. Для этого определяются среднемесячные тепловые нагрузки

где z - усредненный за отопительный период число часов работы системы вентиляции общественных зданий в течение суток, принять z = 16; - продолжительность, с, и средняя температура наружного воздуха, 0С, для данного месяца;

итоговые данные табл. 3.2.

Результаты расчетов среднемесячных тепловых нагрузок представляются в табличной форме. При построении графика следует учесть, что начало и конец отопительного сезона предусматриваются при = 8 ⁰С, а средний тепловой поток на горячее водоснабжение в теплый период года составляет:

где - температура холодной воды в теплый период года,

- коэффициент, принимаемый равным 0.8 (для курортных и южных городов =1.2 - 1.5).

Годовой график тепловой нагрузки по продолжительности строится на основании данных о повторяемости температур наружного воздуха (см. раздел 2) и данных табл. 3.2.

5. Определение расчетных расходов теплоносителя

Расчетный расход сетевой воды для определения диаметров труб в водяных тепловых сетях при качественном регулировании отпуска теплоты определяется отдельно для отопления, вентиляции и горячего водоснабжения по формулам, приведенным ниже, с последующим суммированием этих расходов воды.

Определение расчетных расходов теплоносителя для всего района

1. Максимальный тепловой поток на горячее водоснабжение района города в отопительный период:



Присоединение водоподогревателей горячего водоснабжения по двухступенчатой последовательной схеме (2) п. 11, 17.

2. Расчетный расход воды на отопление:

где с - удельная теплоемкость воды, с = 4,187 кДж/(кг⁰С); ₁ - температура воды в подающем трубопроводе тепловой сети при t^р_но, ₁ = 150 ⁰С; ₂ - температура воды в обратном трубопроводе теплосети при t^р_но, ₂ = 70 ⁰С; Q_0max - суммарный максимальный тепловой поток на отопление жилых и общественных зданий.

3. Расчетный расход воды на вентиляцию:

где Q_Vmax - максимальный тепловой поток на вентиляцию общественных зданий при t^р_но.

4. Расчетный расход воды на горячее водоснабжение:

а) средний при двухступенчатой схеме:

где Q_hm - средний тепловой поток на горячее водоснабжение жилых и общественных зданий, Вт; ₁ - температура воды в подающем трубопроводе тепловой сети в точке излома графика температур по повышенному графику, ₁ = 91 ⁰С; ₂ - температура воды в обратном трубопроводе тепловой сети после системы отопления зданий, ₂ = 41,8 ⁰С; t - температура воды после 1-й ступени подогрева при двухступенчатой схеме присоединения водоподогревателей, t = 34,8 ⁰С; t_с - температура холодной (водопроводной) воды в отопительный период, t_с = 5 ⁰С;

б) максимальный при двухступенчатой схеме:

кг/ч.

5. Суммарный расчетный расход сетевой воды в двухтрубной тепловой сети в закрытой сети теплоснабжения при качественном регулировании отпуска теплоты:

кг/ч;

К₃ = 1.

6. Расчетный расход воды в двухтрубной теплосети в неотопительный период:

кг/ч,

где - коэффициент, учитывающий изменение среднего расхода воды на горячее водоснабжение в неотопительный период по отношению к отопительному периоду, = 0,8.

6. Расчетные расходы по кварталам определяются по этим же формулам, и результаты заносятся в табл. 3.



Таблица 3. Расчетные расходы теплоносителя по кварталам

Номер квартала	Расчетный расход на отопление G0max, кг/ч	Расчетный расход на вентиляцию GVmax, кг/ч	Расчетный средний расход на горячее водоснабжение Ghm, кг/ч	Суммарный расчетный расход в теплосети Gd, кг/ч
1	6570,013393	985,5	3762,685714	11318,19911
2	6570,013393	985,5	3762,685714	11318,19911
3	6570,013393	985,5	3762,685714	11318,19911
4	6570,013393	985,5	3762,685714	11318,19911
5	6570,013393	985,5	3762,685714	11318,19911
6	6570,013393	985,5	3762,685714	11318,19911
7	6570,013393	985,5	3762,685714	11318,19911
8	10676,26339	1601,4375	6114,364286	18392,06518
9	6570,013393	985,5	3762,685714	11318,19911
10	6570,013393	985,5	3762,685714	11318,19911
11	6570,013393	985,5	3762,685714	11318,19911
12	6570,013393	985,5	3762,685714	11318,19911
13	6570,013393	985,5	3762,685714	11318,19911
14	6570,013393	985,5	3762,685714	11318,19911
15	6570,013393	985,5	3762,685714	11318,19911
16	9444,388393	1416,65625	5408,860714	16269,90536
17	3613,513393	542,025	2069,477143	6225,015536
18	10676,26339	1601,4375	6114,364286	18392,06518
19	6570,013393	985,5	3762,685714	11318,19911
20	6570,013393	985,5	3762,685714	11318,19911
21	6570,013393	985,5	3762,685714	11318,19911
22	6570,013393	985,5	3762,685714	11318,19911
23	6570,013393	985,5	3762,685714	11318,19911
24	6570,013393	985,5	3762,685714	11318,19911
25	6570,013393	985,5	3762,685714	11318,19911
26	9444,388393	1416,65625	5408,860714	16269,90536
27	3613,513393	542,025	2069,477143	6225,015536
28	9444,388393	1416,65625	5408,860714	16269,90536
29	7391,263393	1108,6875	4233,021429	12732,97232
30	7391,263393	1108,6875	4233,021429	12732,97232
31	7391,263393	1108,6875	4233,021429	12732,97232
32	7391,263393	1108,6875	4233,021429	12732,97232
33	7391,263393	1108,6875	4233,021429	12732,97232
34	7391,263393	1108,6875	4233,021429	12732,97232
35	7391,263393	1108,6875	4233,021429	12732,97232
36	2463,763393	369,5625	1411,007143	4244,333036
37	4927,513393	739,125	2822,014286	8488,652679
38	6570,013393	985,5	3762,685714	11318,19911
39	6570,013393	985,5	3762,685714	11318,19911
40	6570,013393	985,5	3762,685714	11318,19911
41	6570,013393	985,5	3762,685714	11318,19911
42	6570,013393	985,5	3762,685714	11318,19911
43	7227,013393	1084,05	4138,954286	12450,01768
44	9033,763393	1355,0625	5173,692857	15562,51875
45	9033,763393	1355,0625	5173,692857	15562,51875
46	5420,263393	813,0375	3104,215714	9337,516607
47	5420,263393	813,0375	3104,215714	9337,516607
48	5781,613393	867,24	3311,163429	9960,016821
49	5633,788393	845,06625	3226,503	9705,357643
50	5633,788393	845,06625	3226,503	9705,357643
?	0,340047445	0,051007016	0,194747206	585,8016668

7. Гидравлический расчет водяной тепловой сети

При проектировании тепловой сети основная задача гидравлического расчета состоит в определении диаметров труб по расчетным расходам теплоносителя и располагаемым перепадам давления во всей сети или в отдельных ее участках.

Последовательность расчета

1. Разветвленная сеть разбивается на участки. Расчетным участком разветвленной сети считается трубопровод, в котором расход теплоносителя не изменяется. Расчетный участок располагается между соседними ответвлениями.

2. На каждом участке проставляется расход теплоносителя и длина участка.

3. Принимаются удельные потери давления:

вдоль главной магистрали до 80 Па/м;

для ответвлений - не более 300 Па/м.

4. По номограмме в зависимости от расчетного расхода теплоносителя и удельных потерь давления определяются наружный диаметр трубопровода и скорость теплоносителя на каждом участке.

5. Определяются эквивалентные длины всех местных сопротивлений на расчетных участках l_э1, l_э2, l_э3 … l_эn и общая эквивалентная длина на участке путем суммирования всех эквивалентных длин.

6. Определяются потери давления на участке:

где l - длина участка по плану, м; R_л - линейные удельные потери давления или в линейных единицах измерения при = 1000 кг/м³, потери давления на участке:

где g = 9,81 - ускорение свободного падения, м/с².

8. Подбор сетевых и подпиточных насосов

В водяных тепловых сетях насосы используются для создания заданных давлений и подачи необходимого количества воды к потребителям тепла.

Сетевые насосы создают циркуляцию воды в системе теплоснабжения, а подпиточные компенсируют утечки воды и поддерживают необходимый уровень пьезометрических линий как при статическом, так и при динамическом режимах.

Сетевые насосы

Производительность насоса определяется по расчетному расходу воды в головном участке теплосети:

G_t=L_{0 max}+G_{V max}+ G_hm=585801,7 кг/ч.

Напор сетевого насоса:

где Н_т - потери напора в тепловом центре; Н_п, Н₀ - потери напора в подающем и обратном магистральном трубопроводе; Н_а - необходимый напор на вводе концевого абонента.

Подбор насоса производится по /4/.

Подпиточные насосы

Производительность подпиточных насосов принимается из расчета компенсации утечек в количестве 0,5% от объема воды, находящейся в трубопроводах и в непосредственно присоединенных абонентских системах:

где V - объем воды в трубопроводах теплосети, определяется в зависимости от удельной емкости в зависимости от диаметра участков _уд, м³/км /3/.

Расчетная величина напора подпиточного насоса

Н_п.н = Н_с + Н + Z,

где Н_с - статический напор в сети по отношению к оси подпиточного насоса; Н - потери напора в трубопроводах подпиточной линии от питательного бака до точки присоединения к теплосети; Z - разность отметок между осью насоса и нижним уровнем воды в питательном баке.

Подбор насоса производится по /4/.

9. Расчет компенсатора на участке 6 (для примера)

1. Величина теплового удлинения трубопровода

l = Ll(t₁ - t^p_н.о),

где L - коэффициент линейного расширения углеродистой стали, L = 1,2510^-2 мм/м⁰С; l - длина рассматриваемого участка, l = 156 м; t₁ = 150 ⁰С - максимальная температура стенки трубы, принимаемая равной максимальной температуре теплоносителя = =-19 ⁰С;

l = 1,2510^-2156(150+21)=316,9 мм.

2. Расчетное тепловое удлинение участка с учетом предварительной растяжки в размере 100%:

l_расч = 0,5l = 0,5 316,9 = 158,4 мм.

При спинке компенсатора, равной половине вылета компенсатора, т.е. при В = 0,5Н и при l_расч = 158,4 мм по номограмме на листе VI.12 /3/ находим вылет компенсатора Н =5600 и силу упругости деформации

Р_к =0,8 m. Тогда В =0,55600 = 2800 мм.

теплопотребление сетевой насос компенсатор

10. Определение усилий на подвижную опору на 1 участке (для примера)

Здесь Н₀ - осевая сила на неподвижную опору;

Н₀₁ = Р_к1 + q₁L₁,

Н₀₂ = Р_к2 + q₂L₂,

где Р_к1, Р_к2 - сила упругой деформации, Р_к1 = Р_к2 = 0,8m; Д₁, Д₂ - условные диаметры участков, Д₁ = 325 мм; Д₂ = 325 мм; = 0,3 - коэффициент трения; L₁, L₂ - длина трубопровода по обе стороны неподвижной опоры, L₁ = 50 м, L₂ = 65 м, q₁, q₂ - вес 1 м трубопровода, q₁ = 155 кгс/см²; q₂ = 160 кгс/см²;

Н₀₁ = 0,8 + 325 0,350 = 4,87 m,

H₀₂ = 0,34 + 325 0,3 65 =6,33 m.

Выбираем большее Н₀ = 6,33.



Список литературы

Козин В.Е. Теплоснабжение: Учебное пособие для вузов. М.: высшая школа, 1980. 408 с.

2. В.А. Переверзев, В.В. Шумов СПРАВОЧНИК мастера тепловых сетей. - 2е изд. и доп. Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. Отд-ние, 1987. - 272 с.

3. В.И. Манюк, Я.И. Каплинский, Э.Б. Хиж, А.И. Манюк, В.К. Ильин. Справочник по наладке и эксплуатации водяных тепловых сетей. - М.: Стройиздат, 1982. - 215 ст.

4. СНиП 2.04.07-86. Тепловые сети /Госстрой СССР. М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1987. 48 с.

Размещено на Allbest.ru