Теплоснабжение жилого района
Построение графиков регулирования отпуска теплоты. Определение расходов сетевой воды аналитическим методом. Потери напора в домовой системе теплопотребления. Гидравлический расчет трубопровода тепловых сетей. Подбор подпиточного и сетевого насоса.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 14.05.2015 |
| Размер файла | 112,4 K |
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/
МИНОБРНАУКИ РОССИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное
учреждение высшего профессионального образования
«Тульский государственный университет»
Кафедра «Городское строительство и архитектура»
Курсовой проект
по дисциплине: «Теплоснабжение»
Тема КП: «Теплоснабжение жилого района»
Выполнил: ст. гр. 321001
Комаров А.А
Проверил: Соколова С.С
Тула 2014
1. Исходные данные
Таблица 1. Тепловые нагрузки
|
№ по гп |
Наименование абонента |
Расчетные тепловые нагрузки, кВт |
Всего |
|||
|
На отопление, Q0 |
На вентиляцию, QВ |
На горячее водоснабжение, QГВ |
||||
|
13 |
12-тиэтажный жилой дом |
453,6 |
287,85 |
741,45 |
||
|
14 |
12-тиэтажный жилой дом |
453,6 |
287,85 |
741,45 |
||
|
15 |
9-ти этажный жилой дом |
837,4 |
392,5 |
1229,9 |
||
|
16 |
9-ти этажный жилой дом |
1116,5 |
523,35 |
1639,85 |
||
|
17 |
12-тиэтажный жилой дом |
453,6 |
287,85 |
741,45 |
||
|
18 |
9-ти этажный жилой дом |
837,4 |
392,5 |
1229,9 |
||
|
19 |
Административное здание |
593,1 |
1056 |
215,15 |
1864,25 |
|
|
20 |
9-ти этажный жилой дом |
837,4 |
392,5 |
1229,9 |
||
|
21 |
9-ти этажный жилой дом |
1116,5 |
523,35 |
1639,85 |
||
|
22 |
Детское учреждение |
194,2 |
542 |
87,25 |
823,45 |
|
|
23 |
9-ти этажный жилой дом |
1116,5 |
523,35 |
1639,85 |
||
|
24 |
12-тиэтажный жилой дом |
453,6 |
287,85 |
741,45 |
||
|
25 |
12-тиэтажный жилой дом |
453,6 |
287,85 |
741,45 |
||
|
26 |
12-тиэтажный жилой дом |
453,6 |
287,85 |
741,45 |
||
|
27 |
5-ти этажный жилой дом |
588,5 |
319,85 |
908,35 |
||
|
28 |
5-ти этажный жилой дом |
294,2 |
159,9 |
454,1 |
||
|
Всего |
10253,3 |
1598 |
5256,8 |
17108,1 |
2. Расчет и построение графиков регулирования отпуска теплоты
Центральное регулирование по совместной нагрузке отопления и горячего водоснабжения (по повышенному температурному графику), применяется при соотношении
().
При центральном регулировании по совместной нагрузке отопления и горячего водоснабжения на вводах устанавливается постоянный расход сетевой воды, равный расчетному на отопление (или суммарному расчетному расходу воды на отопление и вентиляцию, если имеется вентиляционная нагрузка). Подача воды в сети на горячее водоснабжение не предусматривается, поэтому тепловая нагрузка горячего водоснабжения обеспечивается за счет повышения температуры сетевой воды в подающем трубопроводе и понижения температуры обратной сетевой воды и при расчете подогревателей горячего водоснабжения по балансовой нагрузке.
Для расчета повышенного температурного графика вначале построим отопительно-бытовой график по формулам (3.1.1)…(3.1.2), затем определим температуры сетевой воды в подающем и обратном трубопроводах при повышенном графике регулирования.
(3.1.1)
где температура сетевой воды в подающем трубопроводе; расчетный температурный напор в местной системе отопления с элеваторным смешением, ; расчетный перепад температур сетевой воды, ; расчетный перепад температур сетевой воды в системе отопления, ; расчетная температура сетевой воды в подающем трубопроводе; расчетная температура сетевой воды после смесителя; расчетная температура сетевой воды после системы отопления; относительная тепловая нагрузка на отопление.
Температура сетевой воды после отопления при любой температуре наружного воздуха определяется по формуле:
(3.1.1.а)
Значения относительной тепловой нагрузки на отопление для различных температур наружного воздуха находятся из соотношения:
(3.1.2)
Приняв минимально допустимую температуру воды в подающем трубопроводе 70°С в формуле (3.1.1), вычисляем температуру наружного воздуха в точке температурного графика при (точка излома температурного графика).
Из этого уравнения .
Таблица 2. Расчет температур сетевой воды при центральном регулировании по отопительной нагрузке.
|
Температура наружного воздуха , |
Относительная отопительная нагрузка |
Температура сетевой воды |
||
|
+8 |
0,222 |
70 |
34,6 |
|
|
0 |
0,400 |
76 |
44 |
|
|
-10 |
0,622 |
104,1 |
54,4 |
|
|
-20 |
0,844 |
131,3 |
63,8 |
|
|
-27 |
1 |
150 |
70 |
Расходы сетевой воды на отопление в I и II диапазонах регулирования определяются по формулам:
(3.1.3)
где расчетный и минимальный расходы сетевой воды, кг/ч; температура наружного воздуха, соответствующая минимальному расходу сетевой воды в начале отопительного сезона, .
По формулам (3.1.1-3.1.3) строим графики температур, расходов теплоты и сетевой воды на отопление (рис.1) и находим при .
Балансовая нагрузка горячего водоснабжения составляет:
(3.1.4)
где балансовый коэффициент, принимаемый равным 1,2 при отсутствии на вводах аккумуляторов горячей воды.
Общий перепад температур сетевой воды в ступенях подогревателя горячего водоснабжения по формуле:
(3.1.5)
?С
I диапазон.
Примем температуру водопроводной воды после I ступени подогревателя
(3.1.6)
где величина недогрева водопроводной воды в I степени (5-10?С).
Перепад температуры сетевой воды в I ступени подогревателя по формуле:
(3.1.7)
?С
Температура сетевой воды после I ступени по повышенному температурному графику регулирования согласно равенству:
(3.1.8)
?С
Перепад температуры сетевой воды во II ступени подогревателя согласно равенства:
(3.1.9)
Температура сетевой воды в подающем трубопроводе при повышенном температурном графике регулирования по формуле:
(3.1.10)
II диапазон.
Результаты расчета перепадов температур сетевой воды в I и II ступенях подогревателя по формулам (3.1.5) и (3.1.11) и температур сетевой воды в подающем и обратном трубопроводах по формулам (3.1.8) и (3.1.10) сведены в табл. 3.1.2 и представлены на рис.2
(3.1.11)
Таблица 3.Расчет повышенного температурного графика
|
Температура наружного воздуха , |
Температура воды, ?С |
Перепады температур, ?С |
Температура сетевой воды, ?С |
||||
|
перепад элеватором |
после отопления |
||||||
|
-5 |
90,2 |
49,3 |
15,7 |
33,5 |
105,9 |
15,8 |
|
|
-10 |
104,1 |
54,4 |
11,8 |
37,4 |
115,9 |
17 |
|
|
-15 |
117,8 |
59,2 |
8,2 |
40,98 |
126,02 |
18,2 |
|
|
-20 |
131,3 |
63,8 |
4,7 |
44,5 |
136,03 |
19,3 |
|
|
-25 |
144,6 |
68,2 |
1,4 |
47,9 |
145,9 |
20,4 |
|
|
-27 |
150,0 |
70,0 |
0,03 |
49,2 |
150,02 |
20,8 |
График местного регулирования вентиляционной нагрузки при повышенном температурном графике регулирования рассчитывается по формулам:
для I диапазона
(3.1.12)
для II диапазона
(3.1.13)
для III диапазона
(3.1.14)
где температура воды в подающем трубопроводе соответственно при и любой текущей температуре наружного воздуха; температура сетевой воды после калориферов при , и любой температуре наружного воздуха ; температурный напор сетевой воды и воздуха в калорифере при любой температуре наружного воздуха, ; температурные напоры при значениях величин, отвечающих наружным температурам , соответственно.
Значения температуры сетевой воды в подающем трубопроводе принимаются по повышенному графику регулирования ().
Расход сетевой воды, поступающий в калорифер, в каждом диапазоне регулирования рассчитывается по формуле:
(3.1.15)
I диапазон.
Формула (3.1.12) для условий при , запишется в виде
,
откуда .
Расход сетевой воды на вентиляцию определяем по формуле (3.1.15):
.
II диапазон.
Температуры сетевой воды после калориферов принимаются по отопительному графику, т.е. по данным рис.2: .
III диапазон.
Формула (3.1.14) при запишется в виде
откуда .
Решение равенства (3.1.14) по данным при и дают промежуточные значения графика: и .
Изменения расхода сетевой воды на вентиляцию определим по формуле (3.1.15):
при ;
при ;
при ;
3. Определение расходов сетевой воды аналитическим методом
насос трубопровод тепловой сетевой
Расчетный расход сетевой воды, кг/ч, для определения диаметров труб в водяных тепловых сетях при качественном регулировании отпуска теплоты следует определять отдельно для отопления, вентиляции и горячего водоснабжения по формулам:
На отопление
(5.1)
На вентиляцию
(5.2)
Суммарные расчетные расходы сетевой воды, кг/ч, в двухтрубных тепловых сетях в открытых и закрытых системах теплоснабжения при качественном регулировании отпуска теплоты следует определять по формуле:
(5.3)
Расход сетевой воды по кварталам распределяется пропорционально расходам тепла в кварталах:
, , (5.4)
4. Гидравлический расчет тепловых сетей
Перед выполнением гидравлического расчета разрабатывают расчетную схему тепловых сетей. На ней проставляют номера участков (сначала по главной магистрали, а потом по ответвлениям), расходы теплоносителя, длины участков. При этом главной магистралью является наиболее протяженная и нагруженная ветвь сети от источника теплоты (точки подключения) до наиболее удаленного потребителя.
Основной задачей гидравлического расчета является определение диаметров трубопроводов, а также потерь давления на участках тепловых сетей. По результатам гидравлических расчетов разрабатывают гидравлические режимы систем теплоснабжения, подбирают сетевые и подпиточные насосы, авторегуляторы, дроссельные устройства, оборудование тепловых пунктов.
Гидравлический расчет выполняют по таблицам и номограммам. Сначала выполняют расчет главной магистрали. По известным расходам, ориентируясь на рекомендованные величины удельных потерь давления Rл, определяют диаметры трубопроводов dнхS, фактические удельные потери давления Rл, Па/м, а также скорость движения теплоносителя, W м/с. Условный проход труб независимо от расчетного расхода теплоносителя должен приниматься в тепловых сетях не менее 32 мм. Скорость движения воды не должна быть более 3,5 м/с. Определив диаметры трубопроводов, находят количество компенсаторов на участках и другие виды местных сопротивлений.
Потери давления в местных сопротивлениях определяют по формулам, приведенным в [7]. Затем определяют полные потери давления на участках главной магистрали и суммарные по всей ее длине. Далее выполняют гидравлический расчет ответвлений, увязывая потери давления в них с соответствующими частями главной магистрали (от точки деления потоков до концевых потребителей). Увязку потерь давления следует выполнять подбором диаметров трубопроводов ответвлений. Невязка не должна быть более 10 %. Если такая увязка невозможна, то излишний напор на ответвлениях должен быть погашен соплами элеваторов, дроссельными диафрагмами и авторегуляторами потребителей.
Таблицы и номограммы гидравлического расчета, составлены для эквивалентной шероховатости труб Кэ = 0,5 мм. Диаметры подающего и обратного трубопроводов двухтрубных водяных тепловых сетей при совместной подаче теплоты на отопление, вентиляцию принимаются одинаковыми. При неизвестном располагаемом перепаде давления в начале теплотрассы удельные потери давления Rл в магистральных тепловых сетях могут быть приняты согласно рекомендациям [10]: а)на участках главной магистрали 20-40, но не более 80 Па/м; б)на ответвлениях - по располагаемому перепаду давления, но не более 300 Па/м.
Так как система теплоснабжения закрытая, потери давления в подающем и обратном трубопроводе принимаются равными.
Таблица 4. Гидравлический расчет подающего (обратного) трубопровода тепловой сети
|
Уч-ок |
Расход сетевой воды |
Длина по плану, l, м |
Предварительный расчет |
Окончательный расчет |
Потери напора, м |
||||||
|
, т/ч |
, кг/с |
, м/с |
, мм |
, Па/м |
, м |
, м |
, Па |
на участке |
|||
|
0-1 |
458,208 |
127,28 |
8,6 |
1,31 |
377?9 |
47,0 |
17,1 |
25,7 |
1208,71 |
0,13 |
|
|
1-2 |
440,604 |
122,39 |
22,8 |
1,25 |
377?9 |
44,9 |
15,9 |
38,7 |
1739,23 |
0,19 |
|
|
2-3 |
423,072 |
117,52 |
25,1 |
1,25 |
377?9 |
42,9 |
15,9 |
41 |
1756,89 |
0,20 |
|
|
3-4 |
390,708 |
108,53 |
39,1 |
1,52 |
325?8 |
73,2 |
13 |
52,1 |
3811,65 |
0,42 |
|
|
4-5 |
347,544 |
96,54 |
115,1 |
1,33 |
325?8 |
59,6 |
77,8 |
192,9 |
11491,71 |
1,28 |
|
|
5-6 |
297,648 |
82,68 |
33,7 |
1,20 |
325?8 |
50,2 |
26 |
59,7 |
2994,97 |
0,33 |
|
|
6-7 |
201,528 |
55,98 |
93,8 |
1,12 |
273?7 |
58,5 |
45,7 |
139,5 |
8164,69 |
0,91 |
|
|
7-8 |
158,364 |
43,99 |
109,1 |
1,31 |
219?7 |
81,5 |
40,2 |
149,3 |
12171,16 |
1,35 |
|
|
8-9 |
86,724 |
24,09 |
57,7 |
0,99 |
194?7 |
71,1 |
15,4 |
73,1 |
5195,22 |
0,58 |
|
|
9-10 |
51,66 |
14,35 |
27,4 |
0,94 |
159?4,5 |
76,3 |
5,3 |
32,7 |
2494,87 |
0,28 |
|
|
10-11 |
34,128 |
9,48 |
36,3 |
0,84 |
133?4 |
73,2 |
6,7 |
43 |
3145,89 |
0,35 |
|
|
11-28 |
11,376 |
3,16 |
77,4 |
0,63 |
89?3,5 |
71,1 |
1,4 |
78,8 |
5600,32 |
0,62 |
|
|
1-13 |
17,532 |
4,87 |
76,1 |
0,91 |
89?3,5 |
188,1 |
10,8 |
86,9 |
16348,19 |
1,82 |
|
|
2-14 |
17,532 |
4,87 |
10,9 |
0,91 |
89?3,5 |
188,1 |
3,8 |
14,7 |
2765,46 |
0,31 |
|
|
3-15 |
32,364 |
8,99 |
75,8 |
0,74 |
133?4 |
63,8 |
23,4 |
99,2 |
6324,39 |
0,70 |
|
|
4-16 |
43,164 |
11,99 |
44 |
1,00 |
133?4 |
135,9 |
6,6 |
50,6 |
6874,98 |
0,76 |
|
|
5-17 |
17,532 |
4,87 |
15,4 |
0,91 |
89?3,5 |
188,1 |
3,8 |
19,2 |
3612,03 |
0,40 |
|
|
5-18 |
32,364 |
8,99 |
37,9 |
0,74 |
133?4 |
63,8 |
6,6 |
44,5 |
2837,05 |
0,32 |
|
|
6-19 |
63,756 |
17,71 |
15,2 |
1,47 |
133?4 |
204,8 |
6,6 |
21,8 |
4465,71 |
0,50 |
|
|
6-20 |
32,364 |
8,99 |
13,8 |
0,74 |
108?4 |
63,8 |
5 |
18,8 |
1198,57 |
0,13 |
|
|
7-21 |
43,164 |
11,99 |
13 |
1,00 |
89?3,5 |
135,9 |
3,8 |
16,8 |
2282,60 |
0,25 |
|
|
8-12 |
71,64 |
19,9 |
41,2 |
0,99 |
194?7 |
76,3 |
19,9 |
61,1 |
4661,67 |
0,52 |
|
|
9-24 |
17,532 |
4,87 |
17,6 |
0,91 |
89?3,5 |
188,1 |
3,8 |
21,4 |
4025,91 |
0,45 |
|
|
9-25 |
17,532 |
4,87 |
15,8 |
0,91 |
89?3,5 |
188,1 |
3,8 |
19,6 |
3687,28 |
0,41 |
|
|
10-26 |
17,532 |
4,87 |
36,7 |
0,91 |
89?3,5 |
188,1 |
5,2 |
41,9 |
7882,50 |
0,88 |
|
|
11-27 |
22,752 |
6,32 |
12,9 |
0,98 |
108?4 |
125,4 |
5 |
17,9 |
2244,98 |
0,25 |
|
|
12-22 |
28,476 |
7,91 |
41,2 |
1,03 |
108?4 |
182,9 |
0,3 |
41,5 |
7590,38 |
0,84 |
|
|
12-23 |
43,164 |
11,99 |
61,5 |
1,01 |
133?4 |
130,6 |
9,1 |
70,6 |
9223,42 |
1,03 |
5. Подбор подпиточного и сетевого насоса
Напор сетевых насосов Нсн следует принимать равным сумме потерь напора в оборудовании источника теплоты ?Нист, в подающем ?Нпод, и обратном ?Нобр трубопроводах магистральных тепловых сетей от источника теплоты до наиболее удаленного здания и в системе теплоснабжения квартала ?Нзд (включая потери в тепловых пунктах и насосных) при суммарных расчетных расходах воды по следующей формуле:
Нсн=?Нист+?Нпод+?Нобр+?Нзд
Потери напора в коммуникациях источника теплоты при отсутствии более точных данных могут быть приняты равными 25-30 м. Потери напора в домовой системе теплопотребления следует принимать не менее 15-20 м. Потери напора в подающем и обратном трубопроводах для отопительного периода принимают по результатам гидравлического расчета при пропуске суммарных расчетных расходов воды. Подачу (производительность) рабочих насосов следует принимать:
- сетевых насосов для систем теплоснабжения в отопительный период - по суммарному расчетному расходу воды.
- сетевых насосов для систем теплоснабжения в неотопительный период - по максимальному расходу воды на горячее водоснабжение в неотопительный период.
Число сетевых насосов следует принимать не менее двух, один из которых резервный. При пяти рабочих сетевых насосах, соединенных параллельно в одной группе, допускается резервный насос не устанавливать. Подпиточные насосы подбираются по расходу подпиточной воды и статическому напору в системе.
Нсн = 25+6,64+6,64+20=58,28 м
Необходимый напор составляет 58,28 м, подача, которую должен обеспечить насос 127,2 т/ч.
Подобран насос 1Д200-90б (подача 160м3/ч, напор 62м).
Подпиточные насосы подбираются по расходу подпиточной воды и статическому напору в системе. Количество подпиточной воды соответствует величине утечки через неплотности системы и разбору на горячее водоснабжение. Расчетная вели-чина утечки составляет 0,5...0,75 % от объема воды в трубопроводах сети и в местных системах водопотребления. Удельный объем воды, заполняющей трубопроводы сетей, принимаются из [7]. Удельный объем воды в местных системах отопления, вентиляции и горячего водоснабжения принимается ориентировочно равным 0,03 м3 на 1 кВт тепловой нагрузки [15]. Общий расход подпиточной воды принимается: для закрытых сетей
где - расход подпиточной воды, м3/ч;
- величина утечки воды из сетей (в открытых системах учитывается объем воды в местных системах горячего водоснабжения), м3/ч;
V- объем воды в трубопроводах тепловой сети, м3.
м3
Напор подпиточных насосов определяется по пьезометрическому графику при температуре воды до 100oС и проверяется на невскипание в подающем трубопроводе в отопительный и летний периоды. Количество подпиточных насосов в закрытых системах принимается не менее двух, в открытых - не менее трех, из которых один резервный. Подбор сетевых и подпиточных насосов производится из [11]. Напор подпиточного насоса выбираем по пьезометрическому графику Hпн=41м.
Подобран насос МР 605 DМ (подача 4 м3/ч, напор 44 м).
Список используемых источников
1. Лямин А. А., Скворцов А. А. Проектирование и расчет конструкций тепловых сетей. М.: Стройиздат, 1965. 295 с.
2. Зингер Н. М. Гидравлические и тепловые режимы теплофикационных систем. М.: Энергоатомиздат, 1986. 320 с.
3. Справочник строителя тепловых сетей / Под ред. С. Е. Захаренко. М.: Энергоатомиздат, 1984. 184 с.
4. Козин В.Е., Пронина И.Б.Методические указания по выполнению курсового проекта «Теплоснабжение района города» для студентов специальности 1208 «Теплогазоснабжение и вентиляция» ч.I и ч.II. Тула, ТулГУ, 1988.
5. ГОСТ 21.605-82. Сети тепловые. Рабочие чертежи. М.: Изд-во стан-дартов, 1982. 10 с.
6. Методические указания "Теплоснабжение района города" Ковалев Р.А., Соколова С.С.: ТулГу, 2011. 44 с.
Размещено на Allbest.ur
Подобные документы
Определение расчётных тепловых нагрузок района города. Построение графиков расхода теплоты. Регулирование отпуска теплоты. Расчётные расходы теплоносителя в тепловых сетях. Гидравлический и механический расчёт водяных тепловых сетей, подбор насосов.
курсовая работа [187,6 K], добавлен 22.05.2012Характеристика основных объектов теплоснабжения. Определение тепловых потоков потребителей, расчет и построение графиков теплопотребления. Гидравлический расчет тепловой сети и подбор насосного оборудования. Техника безопасности при выполнении ремонта.
курсовая работа [4,1 M], добавлен 29.07.2009Расчетные тепловые нагрузки района. Выбор системы регулирования отпуска теплоты. Построение графика для отпуска теплоты. Определение расчетных расходов сетевой воды. Подбор компенсаторов и расчет тепловой изоляции. Подбор сетевых и подпиточных насосов.
курсовая работа [227,7 K], добавлен 10.12.2010График центрального качественного регулирования отпуска теплоты. Определение расчетных расходов тепла и сетевой воды, отопительной нагрузки. Построение графика расходов тепла по отдельным видам теплопотребления и суммарного графика расхода теплоты.
курсовая работа [176,5 K], добавлен 06.04.2015Расчёт расхода сетевой воды для отпуска тепла. Определение потерь напора в тепловых сетях. Выбор опор трубопровода, секционирующих задвижек и каналов для прокладки трубопроводов. Определение нагрузки на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение.
курсовая работа [988,5 K], добавлен 02.04.2014Параметры наружного воздуха. Расчет нагрузок потребителей теплоты. Выбор системы теплоснабжения. Определение расходов сетевой воды. Построение пьезометрического графика. Температурный график регулирования закрытой независимой системы теплоснабжения.
курсовая работа [321,4 K], добавлен 23.05.2014Расчет тепловых нагрузок отопления, вентиляции и горячего водоснабжения, температур сетевой воды, расходов сетевой воды. Гидравлический расчет паропровода. Принципиальная тепловая схема котельной. Расчет контактного теплообменника с активной насадкой.
курсовая работа [198,2 K], добавлен 11.10.2008Определение расчетных тепловых нагрузок, схемы присоединения водоподогревателя к тепловой сети и метода регулирования. График регулирования по совмещенной нагрузке отопления и горячего водоснабжения. Гидравлический расчет тепловых сетей района города.
курсовая работа [329,8 K], добавлен 02.05.2016Тепловая нагрузка жилого района, график подачи теплоты, годовой запас условного топлива. Выбор вида теплоносителей и их параметров, системы теплоснабжения, метода регулирования. Расход сетевой воды по объектам и в сумме. Выбор необходимого оборудования.
курсовая работа [3,2 M], добавлен 12.01.2014Определение тепловых потоков на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение, максимального расхода сетевой воды. Гидравлический расчет тепловых сетей. Параметры насосов и их выбор. Расчет толщины теплоизоляции трубопроводов, объема подачи теплоносителя.
курсовая работа [85,6 K], добавлен 18.10.2014
