Расчёт теплоснабжения промышленного района

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Исходные данные к работе

План района города вариант № 7 , ТЭЦ № 1 , ТК № 1

Две последние цифры зачетной книжки	Район строительства (город)	Расчетные температуры наружного воздуха, С	Продолжит. отоп. периода сут.	Располагаемый напор в кварт. камере, Нкв, м	Плотность населения Р, чел/га	Общая площадь, f, м2/чел	Расчетные температуры теплоносителя	Система теплоснабжения	Тип прокладки
		t O	t V	t ОТ					1	2
1	2	3	4	5	6	9	10	11	12	13	14	15
01 51	Александровск,Сах. обл.	-27	-19	- 6.2	238	41	350	17	140	70	откр.	б/к

Размещено на http://www.allbest.ru/

РЕФЕРАТ

Курсовая работа: 32 с. 9 рисунков, 10 таблиц, библиографический список включает 12 источников, 2 листа формата А1 графического материала.

ТЕПЛОСНАБЖЕНИЕ ПРОМЫШЛЕННОГО РАЙОНА, ТЕПЛОВОЙ ПОТОК НА ОТОПЛЕНИЕ, ТЕМПЕРАТУРНЫЙ ГРАФИК РЕГУЛИРОВАНИЯ НАГРУЗКИ, ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ, ПЬЕЗОМЕТРИЧЕСКИЙ ГРАФИК, КОНСТРУКТОРСКИЙ РАСЧЕТ.

Объектом курсовой работы является тепловая сеть промышленного и жилого района.

Цель работы - проектирование генерального плана тепловых сетей, выбор и обоснование технологической схемы подачи теплоты, проектирование основного оборудования тепловых сетей.

Разработан генеральный план тепловых сетей, подобрана оптимальная схема снабжения теплотой кварталов, спроектировано основное оборудование тепловых сетей.



ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОВЫХ ПОТОКОВ НА ОТОПЛЕНИЕ, ВЕНТИЛЯЦИЮ И ГОРЯЧЕЕ ВОДОСНАБЖЕНИЕ

2. РАСЧЕТ И ПОСТРОЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРНОГО ГРАФИКА РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕПЛОВОЙ НАГРУЗКИ НА ОТОПЛЕНИЕ

3. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ МАГИСТРАЛЬНЫХ ТЕПЛОПРОВОДОВ ДВУХТРУБНОЙ ВОДЯНОЙ ТЕПЛОВОЙ СЕТИ ЗАКРЫТОЙ СИСТЕМЫ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ

4. ПОСТРОЕНИЕ ПЬЕЗОМЕТРИЧЕСКИХ ГРАФИКОВ ДЛЯ ОТОПИТЕЛЬНОГО И НЕОТОПИТЕЛЬНОГО ПЕРИОДОВ

5. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ

5.1 Расчет самокомпенсации

5.2 Расчет тепловой изоляции

5.3 Расчет компенсаторов

5.4 Расчет усилий на неподвижные опоры

ВЫВОДЫ

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК



ВВЕДЕНИЕ

Теплоснабжение является крупной отраслью народного хозяйства. В условиях ограниченных топливных ресурсов рациональное и экономичное расходование их представляет задачу большой государственной важности. Значительная роль в решении этой задачи отводится централизованному теплоснабжению и теплофикации, которые тесно связаны с электрификацией и энергетикой.

Тепловое потребление -- одна из основных статей топливно-энергетического баланса нашей страны. Под теплоснабжением понимают систему обеспечения теплом зданий и сооружений. Централизованные системы теплоснабжения обеспечивают наиболее экономное использование топлива и имеющие наиболее высокие экономические показатели.

Широкое развитие получила теплофикация, являющаяся наиболее рациональным методом использования топливных ресурсов для тепло- и электроснабжения.

Развитие теплофикации способствует решению многих важных народнохозяйственных и социальных проблем таких, как повышение тепловой и общей экономичности электроэнергетического производства, обеспечение экономичного и качественного теплоснабжения жилищно-коммунальных и промышленных комплексов, улучшение экологической обстановки в городах и промышленных районах, снижение трудозатрат в тепловом хозяйстве.

Наряду с теплофикацией рационально используется теплоснабжение от экономичных котельных установок, а также от теплоутилизационных промышленных установок. Каждый из этих источников теплоснабжения имеет свою область экономически целесообразного применения.



1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОВЫХ ПОТОКОВ НА ОТОПЛЕНИЕ, ВЕНТИЛЯЦИЮ И ГОРЯЧЕЕ ВОДОСНАБЖЕНИЕ

Определить расчетные тепловые потоки на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение пяти кварталов района города (рисунок 1).

Рисунок 1 Район города.

Расчетная температура наружного воздуха для проектирования систем отопления t0 ,0С. Плотность населения Р, челга. Общая площадь жилого здания на одного жителя общ , м2чел. Средняя за отопительный период норма расхода горячей воды на одного жителя в сутки а , лсутки.

Расчет тепловых потоков сводим в табл..1. В графы 1, 2, 3 таблицы заносим соответственно номера кварталов, их площадь Fкв в гектарах, плотность населения Р. Количество жителей в кварталах m, определяем по формуле [1]

(1.1)

Общую площадь жилых зданий кварталов А определяем по формуле



(1.2)

Приняв для зданий постройки после 1985г величину удельного показателя теплового потока на отопление жилых зданий qо = 87 Вт/м2 при t0, 0С, находим расчетные тепловые потоки на отопление жилых и общественных зданий кварталов по формуле (1) методического указания

(1.3)

Максимальные тепловые потоки на вентиляцию общественных зданий кварталов определяем по формуле (2) методического указания

(1.4)

По приложению учебного пособия укрупненный показатель теплового потока на горячее водоснабжение qh c учетом общественных зданий при норме на одного жителя a = 115 лсутки составит 407 Вт.

Среднечасовые тепловые потоки на горячее водоснабжение жилых и общественных зданий кварталов определяем по формуле (4) учебного пособия

(1.5)

Суммарный тепловой поток по кварталам Q, определяем суммированием расчётных тепловых потоков на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение

(1.6)

Аналогично выполняем расчёты тепловых потоков и для других кварталов.

Для климатических условий города выполняем расчет и построение графиков часовых расходов теплоты на отопление вентиляцию и горячее водоснабжение, а также годовых графиков теплопотребления по продолжительности тепловой нагрузки и по месяцам.

Определим, используя формулы пересчета и часовые расходы на отопление и вентиляцию при температуре наружного воздуха tн= +80С.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Таблица 1 Расчёт тепловых потоков

№ квартала	Температура, С	Площадь квартала Fкв, га	Плотность населения P чел/га	Количество жителей m	Общая площадь f, м2/чел	Общая площадь, А, м2	Удельный показатель теплового потока q0, Вт/м2	Тепловой поток, МВт
	to	tv	tот	tв							Q 0 max	Q v max	Q hm	Q S	Q 0 от	Q v от	Q hm s
1					18,8		6580		111860		11,89	1,43	2,68	15,99
2					16,5		5775		98175		10,43	1,25	2,35	14,03
3					39,7		13895		236215		25,10	3,01	5,66	33,76
4					21,6		7560		128520		13,66	1,64	3,08	18,37
5					14,8		5180		88060		9,36	1,12	2,11	12,59
6					25,9		9065		154105		16,37	1,96	3,69	22,03
7					7,2		2520		42840		4,55	0,55	1,03	6,12
8	-27	-19	- 6.2	18	33,1	350	11585	17	196945	85	20,93	2,51	4,72	28,15	55,44	8,09	35,97
9					18,8		6580		111860		11,89	1,43	2,68	15,99
10					30,5		10675		181475		19,28	2,31	4,34	25,94
11					30,5		10675		181475		19,28	2,31	4,34	25,94
12					15,7		5495		93415		9,93	1,19	2,24	13,35
13					23,6		8260		140420		14,92	1,79	3,36	20,07
14					41,6		14560		247520		26,30	3,16	5,93	35,38
15					16,7		5845		99365		10,56	1,27	2,38	14,20
16					20,8		7280		123760		13,15	1,58	2,96	17,69
17					18,8		6580		111860		11,89	1,43	2,68	15,99
									ИТОГО	249,46	29,94	56,21	335,61			99,50

Размещено на http://www.allbest.ru/

(1.7)

(1.8)

Отложив на графике значения и при tн= +8 0С, а также значения и при tн= t0 и соединив их прямой, получим графики = f (tн) и = f (tн). Для построения часового графика расхода теплоты на горячее водоснабжение, определим, используя формулу пересчёта (12), среднечасовой расход теплоты на горячее водоснабжение для неотопительного периода .

(1.9)

График среднечасового расхода теплоты на горячее водоснабжение не зависит от температуры наружного воздуха, и будет представлять собой прямую, параллельную оси абсцисс с ординатой для отопительного периода и неотопительного периода. Просуммировав ординаты часовых графиков на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение для диапазона температур tн и соединив их прямой получим суммарный часовой график . Для построения годового графика теплоты по продолжительности тепловой нагрузки находим продолжительности стояния температур наружного воздуха в часах с интервалом 50C и продолжительность отопительного периода. Данные сводим в таблицу 2.



Таблица 2 Продолжительность стояния температур наружного воздуха

Продолжительность стояния, n, час	Температура наружного воздуха
	и ниже	-45	-40	-35	-30	-25	-20	-15	-10	-5	0
	-45	-40	-35	-30	-25	-20	-15	-10	-5	0	8
n	0	0	0	9	32	131	390	657	992	1828	1673
Температуры	-30	-30	-30	-30	-25	-20	-15	-10	-5	0	8
?n	0	0	0	9	41	172	561	1219	2211	4039	5712

График по продолжительности тепловой нагрузки строится на основании суммарного часового графика . Для этого из точек на оси температур восстанавливаем перпендикуляры до пересечения с линией суммарного часового графика и из точек пересечения проводим горизонтальные прямые до пересечения с перпендикулярами, восстановленными из точек на оси продолжительности, соответствующих данным температурам.



Рисунок 2 График теплового потребления и тепловой нагрузки

а - часовые графики теплового потребления; б - годовой график по продолжительности тепловой нагрузки

Соединив найденные точки плавной кривой, получим график по продолжительности тепловой нагрузки за отопительный период в течение 5712 часов. Затем построим график по продолжительности тепловой нагрузки за неотопительный период, для чего проведем прямую параллельную оси абсцисс с ординатой равной до расчетной продолжительности работы системы теплоснабжения в году равной 8400 часов.

Для построения годового графика теплового потребления по месяцам находим среднемесячные температуры наружного воздуха. Затем, используя формулы пересчета (10) и (11) определим часовые расходы теплоты на отопление и вентиляцию для каждого месяца со среднемесячной температурой ниже +8 0C. Определим суммарные расходы теплоты для месяцев отопительного периода как сумму часовых расходов на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение. Для месяцев неотопительного периода (с >+8) суммарный расход теплоты будет равен среднечасовому расходу теплоты на горячее водоснабжение .

(1.10)

(1.11)

Аналогично выполняем расчёты и для других месяцев отопительного периода. Расчёты сведём в таблицу 3. Используя полученные данные, построим годовой график теплового потребления по месяцам (рисунок 3)

Таблица 3 Среднечасовые расходы теплоты по месяцам года

Среднечасовые расходы теплоты по месяцам	Среднемесячные температуры наружного воздуха
	Ян	Фев	Март	Апр	Май	Июнь	Июль	Авг	Сен	Окт	Нояб	Дек
	-18	-15,4	-8,9	-0,2	5,5	10,8	15,3	16,4	12,2	4,6	-4,9	-13,3
Qо, МВт	199,57	185,16	149,12	100,89						74,28	126,95	173,51
Qv, МВт	23,95	22,22	17,89	8,91						8,91	15,23	20,82
Qhm, Qs hm, МВт	56,21	56,21	56,21	56,21	35,97	35,97	35,97	35,97	35,97	56,21	56,21	56,21
QУ, МВт	279,73	263,59	223,23	166,02	35,97	35,97	35,97	35,97	35,97	139,41	198,39	250,55

Рисунок 3 Годовой график теплового потребления по месяцам

2. РАСЧЕТ И ПОСТРОЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРНОГО ГРАФИКА РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕПЛОВОЙ НАГРУЗКИ НА ОТОПЛЕНИЕ.

тепловой отопление температурный магистральный

Принять расчетные температуры сетевой воды в подающей магистрали 1 в обратной магистрали 2 по заданию, после элеватора 3= 95 0С. Расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления tнро по заданию. Расчетная температура воздуха внутри помещения tв = 18 0С. Расчетные тепловые потоки принять те же. Температура горячей воды в системах горячего водоснабжения tгв = 60 0С, температура холодной воды tс= 50С. Балансовый коэффициент для нагрузки горячего водоснабжения б= 1,2. Схема включения водоподогревателей систем горячего водоснабжения двухступенчатая последовательная. [2,3]

Предварительно выполним расчет и построение отопительно-бытового графика температур с температурой сетевой воды в подающем трубопроводе для точки излома =70 0С. Значения температур сетевой воды для систем отопления 01; 02; 03 определим используя расчетные зависимости (13), (14), (15) для температур наружного воздуха tн= +8; 0; -10; -23; tнро 0С

Определим, используя формулы (16),(17),(18), значения величин

(2.1)

(2.2)

Построим для открытой системы теплоснабжения скорректированного (повышенного) графика центрального качественного регулирования. Принимаем балансовый коэффициент б = 1,1. Принимаем минимальную температуру сетевой воды в подающем трубопроводе для точки излома температурного графика 0С. Остальные исходные данные взять из предыдущей части.

Строим графики температур ,, , используя расчеты по формулам (13); (14); (15). Далее построим отопительно-бытовой график, точке излома которого соответствуют значения температур сетевой воды 0С; 0C; 0C, и температура наружного воздуха 0C. Далее приступаем к расчету скорректированного графика. Определим балансовую нагрузку горячего водоснабжения

, МВт(2.3)

Определим коэффициент отношения балансовой нагрузки на горячее водоснабжение к расчетной нагрузке на отопление

(2.4)

Для ряда температур наружного воздуха tн= +8 0С; -10 0С; -25 0С; -31 0С, определим относительный расход теплоты на отопление по формуле (29); Например для tн= -10 составит:

(2.5)

Затем, приняв известные из предыдущей части значения tc; th; ; t определим, используя формулу (30), для каждого значения tн относительные расходы сетевой воды на отопление .

Например, для tн= -10 0С составит:

(2.6)

Аналогично выполним расчеты и для других значений tн.

Температуры сетевой воды в подающем 1п и обратном 2п трубопроводах для скорректированного графика определим по формулам.

(2.7)

(2.8)

Выполним расчеты 1п и 2п и для других значений tн. Определим используя расчетные зависимости (32) и (34) температуры сетевой воды 2v после калориферов систем вентиляции для tн= +8 0С и tн= -31 0С (при наличии рециркуляции). При значении tн= +8 0С зададимся предварительно величиной 2v, 0C.

Определим значения tк и tк

(2.9)

(2.10)

Далее вычислим левую и правую части выражения



(2.11)

Поскольку численные значения левой и правой частей уравнения близки, принятое предварительно значение 2v,0C ,будем считать окончательным. Определим также значения 2v при tн = t0= -20 0C. Зададимся предварительно значением 2v, 0C

(2.12)

Вычислим значения tк и

(2.13)

(2.14)

Полученные значения расчетных величин сведем в таблицу 5

Таблица 5 Расчет повышенного (скорректированного) графика для открытой системы теплоснабжения

ф1	ф2	Дt	Дф	И	tН	ф01	ф02	ф03	t'h	Qбhm
					8	60,00	35,94	46,82	28,94
					4	60,82	35,94	46,82	28,94	61,83
140	60	59,5	80	35	-10	97,60	47,82	69,60
					-18,5	119,02	54,13	82,52
					-27	140,00	60,00	95,00

сб	Qо	Gо	ф1П	ф2П	Дtк	Дt'к	проверка	ф2V
	0,22	0,62	64,00	33,88	29,50	36,97	0,75	0,75	0,42	25
0,25	0,31	0,73	68,18	33,88						35,94
	0,62	0,91	101,32	46,78						47,82
	0,81	0,97	120,81	53,63						54,13
	1,00	1,00	140,00	60,00	93,00	86,82	1,00			37

Используя данные таблицы 5, построим отопительно-бытовой, а также повышенный графики температур сетевой воды.

Рисунок 5 Отопительно - бытовой () и повышенный (----) графики температур сетевой воды для открытой системы теплоснабжения



3. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ МАГИСТРАЛЬНЫХ ТЕПЛОПРОВОДОВ ДВУХТРУБНОЙ ВОДЯНОЙ ТЕПЛОВОЙ СЕТИ ЗАКРЫТОЙ СИСТЕМЫ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ

Рисунок 6 Расчетная схема магистральной тепловой сети

Расчетная схема теплосети от источника теплоты (ИТ) до кварталов города (КВ) приведена на рисунок 6. Для компенсации температурных деформаций предусмотреть сальниковые компенсаторы. Удельные потери давления по главной магистрали принять в размере 30-80 Па/м.

Расчет выполним для подающего трубопровода. Примем за главную магистраль наиболее протяженную и загруженную ветвь теплосети от ИТ до КВ 16 (участки 1-7) и приступим к ее расчету. По таблицам гидравлического расчета, приведенным в литературе [6,7], на основании известных расходов теплоносителя, ориентируясь на удельные потери давления R в пределах от 30 до 80 Па/м, определим для участков 1, 2, 3 диаметры трубопроводов dнxS, мм, фактические удельные потери давления R, Па/м, скорости воды V, м/с.

По известным диаметрам на участках главной магистрали определим сумму коэффициентов местных сопротивлений и их эквивалентные длины Lэ. Так, на участке 1 имеется головная задвижка ( = 0,5), тройник на проход при разделении потока ( = 1,0), Количество сальниковых компенсаторов ( = 0,3) на участке определим в зависимости от длины участка L и максимального допустимого расстояния между неподвижными опорами l. [4,5,6,7]

Эквивалентная длина участка Lэ составит

Lэ= lэ , м(3.1)

Далее определим приведенную длину участка Lп

Lп=L + Lэ, м(3.2)

Затем определим потери давления P на участке 1

P = R Lп , Па(3.3)

Аналогично выполним гидравлический расчет участков и главной магистрали (см. таблица 6 и таблица 7).

Далее приступаем к расчету ответвлений. По принципу увязки потери давления P от точки деления потоков до концевых точек (КВ) для различных ветвей системы должны быть равны между собой. Поэтому при гидравлическом расчете ответвлений необходимо стремиться к выполнению следующих условий

P4+5 = P2+3 ; P6 = P5 ; P7 = P3(3.4)

Исходя из этих условий, найдем ориентировочные удельные потери давления для ответвлений.

Коэффициент , учитывающий долю потерь давления на местные сопротивления, определим по формуле



(3.5)

Ориентируясь на R = 69 Па/м определим по таблицам гидравлического расчета диаметры трубопроводов, удельные потери давления R, скорости V, потери давления Р на участках.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Таблица 6 Расчет эквивалентных длин местных сопротивлений

№ участка	Наименование	G, т/ч	УG, кг/с	dн х S, мм	ДPтр	L, мм	L, м	Вид местного сопротивления	о	Кол-во	Уо	lэ ,м	Lэ,м	Lп,м	ДP, Па	УДP
1	ТЭЦ1-1	Gomax	2681,10						Задвижка	0,5	1
		Gvmax	321,73	1078,21	800	47,82	12,94	2588	П - образный компенсатор	1,7	25	43,796	46	2116	4704	224961,83	1148916,2
		G1hmax	878,73						Тройник на проход при разделении потока	1	1
2	1-КВ11	Gomax	207,23						Задвижка	0,5	1
		Gvmax	24,87	83,34	300	49,72	3,35	670	П - образный компенсатор	1,7	6	10,19	14	142,66	812,66	40404,66
		G1hmax	67,92						Тройник на проход при разделении потока	1
3	1-КВ14	Gomax	282,65						Задвижка	0,5	1
		Gvmax	33,92	113,67	350	41,11	0,64	128	П - образный компенсатор	1,7	0	0,976	16,9	16,4944	144,4944	5940,47
		G1hmax	92,64						Тройник на проход при разделении потока	1
4	1--2	Gomax	2191,22						Задвижка	0,5	1
		Gvmax	262,95	881,20	800	31,94	14,48	2896	П - образный компенсатор	1,7	28	49,032	46	2255,472	5151,472	164557,67	923954,3
		G1hmax	718,17						Тройник на проход при разделении потока	1	1
5	2-КВ17	Gomax	127,74						Задвижка	0,5	1
		Gvmax	15,33	51,37	250	49,29	14,57	2914	П - образный компенсатор	1,7	28	48,338	11,2	541,3856	3455,386	170305,42
		G1hmax	41,87						Тройник на проход при разделении потока	1
6	2--3	Gomax	1206,70						Задвижка	0,5	1
		Gvmax	144,80	485,28	600	43,99	17,9	3580	П - образный компенсатор	1,7	35	60,66	32,9	1995,714	5575,714	245296,60	759396,7
		G1hmax	395,50						Тройник на проход приответвлении	1	1
7	3-КВ7	Gomax	48,92						Задвижка	0,5	1
		Gvmax	5,87	19,67	250	7,23	2,26	452	П - образный компенсатор	1,7	4	6,484	11,2	72,6208	524,6208	3792,51
		G1hmax	16,03						Тройник на проход при разделении потока	1
8	3--4	Gomax	685,56						Задвижка	0,5	1
		Gvmax	82,27	275,70	500	37,05	12,17	2434	П - образный компенсатор	1,7	23	41,178	26,5	1091,217	3525,217	130607,06	514100,1
		G1hmax	224,69						Тройник на проход при разделении потока	1	1
9	4-КВ3	Gomax	269,74						Задвижка	0,5	1
		Gvmax	32,37	108,48	350	37,44	2,26	452	П - образный компенсатор	1,7	4	6,484	16,9	109,5796	561,5796	21026,89
		G1hmax	88,41						Тройник на проход при разделении потока	1
10	4--5	Gomax	415,82						Задвижка	0,5	1
		Gvmax	49,90	167,22	400	44,08	22,06	4412	П - образный компенсатор	1,7	43	74,804	19,8	1481,119	5893,119	259772,52	383493,0
		G1hmax	136,29						Тройник на проход при разделении потока	1	1
11	5-КВ2	Gomax	112,11						Задвижка	0,5	1
		Gvmax	13,45	45,08	250	37,97	2	400	П - образный компенсатор	1,7	3	5,6	11,2	62,72	462,72	17567,19
		G1hmax	36,74						Тройник на проход при разделении потока	1
12	5-КВ6	Gomax	175,98						Задвижка	0,5	1
		Gvmax	21,12	70,77	300	35,85	2	400	П - образный компенсатор	1,7	3	5,6	14	78,4	478,4	17151,95
		G1hmax	57,68						Тройник на проход при разделении потока	1
13	5-КВ1	Gomax	127,74						Задвижка	0,5	1
		Gvmax	15,33	51,37	250	49,29	10,6	2120	П - образный компенсатор	1,7	20	34,84	11,2	390,208	2510,208	123720,50
		G1hmax	41,87						Тройник на проход при разделении потока	1
14	3--9	Gomax	472,22						Задвижка	0,5	1
		Gvmax	56,67	189,90	400	56,85	15,96	3192	П - образный компенсатор	1,7	31	54,064	19,8	1070,467	4262,467	242312,49	448378,9
		G1hmax	154,77						Тройник на проход при разделении потока	1	1
15	9-КВ8	Gomax	224,90						Задвижка	0,5	1
		Gvmax	26,99	90,44	300	58,56	2,37	474	П - образный компенсатор	1,7	4	6,858	14	96,012	570,012	33378,20
		G1hmax	73,71						Тройник на проход при разделении потока	1
16	9--10	Gomax	247,32						Задвижка	0,5	1
		Gvmax	29,68	99,46	300	70,82	7,42	1484	П - образный компенсатор	1,7	14	25,028	14	196	1680	118969,31	206066,5
		G1hmax	81,06						Тройник на проход при разделении потока	1	1
17	10-КВ4	Gomax	146,76						Задвижка	0,5	1
		Gvmax	17,61	59,02	250	65,06	2,4	480	П - образный компенсатор	1,7	4	6,96	11,2	125,44	605,44	39390,81
		G1hmax	48,10						Тройник на проход при разделении потока	1
18	10-КВ5	Gomax	100,56						Задвижка	0,5	1
		Gvmax	12,07	40,44	250	30,54	13,63	2726	П - образный компенсатор	1,7	26	45,142	11,2	125,44	2851,44	87097,14
		G1hmax	32,96						Тройник на проход при разделении потока	1
19	2--6	Gomax	856,78						Задвижка	0,5	1
		Gvmax	102,81	344,56	500	57,87	13,32	2664	П - образный компенсатор	1,7	26	45,088	26,5	702,25	3366,25	194793,75	605110,5
		G1hmax	280,81						Тройник на проход при разделении потока	1	1
20	6-КВ10	Gomax	207,23						Задвижка	0,5	1
		Gvmax	24,87	83,34	300	49,72	3,35	670	П - образный компенсатор	1,7	6	10,19	14	142,66	812,66	40404,66
		G1hmax	67,92						Тройник на проход при разделении потока	1
21	6-КВ13	Gomax	160,35						Задвижка	0,5	1
		Gvmax	19,24	64,49	300	29,77	1	200	П - образный компенсатор	1,7	1	2,2	14	30,8	230,8	6870,41
		G1hmax	52,55						Тройник на проход при разделении потока	1
22	6--7	Gomax	489,20						Задвижка	0,5	1
		Gvmax	58,70	196,73	400	61,01	14,1	2820	П - образный компенсатор	1,7	27	47,74	19,8	945,252	3765,252	229722,84	410316,7
		G1hmax	160,34						Тройник на проход при разделении потока	1	1
23	7-КВ9	Gomax	127,74						Задвижка	0,5	1
		Gvmax	15,33	51,37	250	49,29	7,8	1560	П - образный компенсатор	1,7	15	25,32	11,2	283,584	1843,584	90864,63
		G1hmax	41,87						Тройник на проход при разделении потока	1
24	7-КВ12	Gomax	106,67						Задвижка	0,5	1
		Gvmax	12,80	42,90	250	34,37	2,45	490	П - образный компенсатор	1,7	4	7,13	11,2	79,856	569,856	19587,58
		G1hmax	34,96						Тройник на проход при разделении потока	1
25	7--8	Gomax	254,79						Задвижка	0,5	1
		Gvmax	30,58	102,47	350	33,41	17,43	3486	П - образный компенсатор	1,7	34	59,062	16,9	998,1478	4484,148	149804,63	180593,9
		G1hmax	83,51						Тройник на проход при разделении потока	1	1
26	8-КВ15	Gomax	113,47						Задвижка	0,5	1
		Gvmax	13,62	45,63	250	38,89	1,8	360	П - образный компенсатор	1,7	3	4,92	11,2	55,104	415,104	16143,81
		G1hmax	37,19						Тройник на проход при разделении потока	1
27	8-КВ16	Gomax	141,32						Задвижка	0,5	1
		Gvmax	16,96	56,83	250	60,33	2,2	440	П - образный компенсатор	1,7	3	6,28	11,2	70,336	510,336	30789,25
		G1hmax	46,32						Тройник на проход при разделении потока	1

Размещено на http://www.allbest.ru/

4. ПОСТРОЕНИЕ ПЬЕЗОМЕТРИЧЕСКИХ ГРАФИКОВ ДЛЯ ОТОПИТЕЛЬНОГО И НЕОТОПИТЕЛЬНОГО ПЕРИОДОВ

Максимальный расход сетевой воды на горячее водоснабжение в неотопительный период принять по выполненным расчетам. Расчетные температуры сетевой воды по заданию. Этажность зданий принять 9 этажей. Все необходимые данные принимаются из предыдущей части.

Для построения пьезометрического графика примем масштабы: вертикальный Мв 1:1000 и горизонтальный Мг 1: 10000. Построим, используя горизонтали и длины участков, продольные профили главной магистрали ( участки 1,2,3 ) и ответвлений (участки 4,5 и участок 7 ). На профилях в соответствующем масштабе построим высоты присоединяемых зданий. Под профилем располагается спрямленная однолинейная схема теплосети, номера и длины участков, расходы теплоносителя и диаметры, располагаемые напоры.

Приняв предварительно напор на всасывающей стороне сетевых насосов Нвс = 30 метров, строим линию потерь напора обратной магистрали теплосети АВ. Превышение точки В по отношению к точке А будет равно потерям напора в обратной магистрали которые в закрытых системах принимаются равными потерям напора в подающей магистрали и составляют в данном примере 9,5 метров. Далее строим линию ВС - линию располагаемого напора для системы теплоснабжения кварталов. Располагаемый напор в данном примере принят равным 40 метров. Затем строим линию потерь напора подающей магистрали теплосети СД. Превышение точки Д по отношению к точке С равно потерям напора в подающей магистрали и составляет 9,5 метра.

Далее строим линию ДЕ - линию потерь напора в теплофикационном оборудовании источника теплоты, которые в данном примере приняты равными 25 метров. Положение линии статического напора S-S выбрано из условия недопущения «оголения», « раздавливания» и вскипания теплоносителя. Далее приступаем к построению пьезометрического графика для неотопительного периода. [4,5]Определим для данного периода потери напора в главной магистрали используя формулу пересчета

, м(3.6)

Аналогичные потери напора примем и для обратной магистрали. Потери напора в оборудовании источника тепла, а также располагаемый напор для квартальной теплосети примем аналогичными что и для отопительного периода. Используя примененную ранее методику, построим пьезометрический график для неотопительного периода (А ВСДЕ). После построения пьезометрических графиков следует убедиться, что расположение их линий соответствует требованиям для разработки гидравлических режимов (см. раздел 6 методических указаний ). При необходимости напор на всасывающей стороне сетевых насосов Нвс и, соответственно, положение пьезометрических графиков могут быть изменены (за счет изменения напора подпиточного насоса).

Подбор сетевых и подпиточных насосов

Для закрытой системы теплоснабжения работающей при повышенном графике регулирования с суммарным тепловым потоком Q и с расчетным расходом теплоносителя G подобрать сетевые и подпиточные насосы. Потери напора в теплофикационном оборудовании источника теплоты Hист= 35 м. Суммарные потери напора в подающей и обратной магистралях тепловой сети Hпод+Hобр= 50 м. Потери напора в системах теплопотребителей Hаб = 40 м. Статический напор на источнике теплоты Hст= 40 м. Потери напора в подпиточной линии Hпл= 15 м. Превышение отметки баков с подпиточной водой по отношению к оси подпиточных насосов z = 5 м.[7,8,9]

Требуемый напор сетевого насоса определим по формуле

м(3.7)

По приложению методического пособия принимаем к установке по параллельной схеме три рабочих и один резервный насосы СЭ 1250-140 обеспечивающие требуемые параметры при некотором избытке напора, который может быть сдросселирован на источнике теплоты. КПД насоса составляет 82%.

Требуемый напор подпиточного насоса Hпн определяем по формуле учебного пособия

м(3.9)

Подача подпиточного насоса Gпн в закрытой системе теплоснабжения должна компенсировать утечку теплоносителя Gут. Согласно методическим указаниям величина утечки принимается в размере 0,75% от объема системы теплоснабжения Vсист. При удельном объеме системы 65 м3/МВт и суммарном тепловом потоке Q МВт объем системы Vсист составит, м3

Vсист = 65 Q (3.10)

Величина утечки Gут составит, м3/ч

Gут = 0,0075 Vсист, (3.11)

По приложению методического пособия принимаем к установке по параллельной схеме насосы К .Для открытой системы теплоснабжения подобрать сетевые и подпиточные насосы. Среднечасовой расход сетевой воды на горячее водоснабжение в системе Ghm= 700 т/ч. Максимальный расход сетевой воды на горячее водоснабжение Ghmax= 1700 т/ч.. Требуемый напор сетевого насоса Hсн= 120 м.

Требуемую подачу сетевого насоса Gсн для открытой системы определим по формуле (65) учебного пособия, т/ч.

(3.12)

По приложению №20 принимаем к установке четыре рабочих насоса СЭ 1250-140 и один резервный, обеспечивающие суммарную подачу 4480 т/ч с некоторым избытком напора при КПД 81%. Для подбора подпиточного насоса при его требуемом напоре Hпн= 50 м, определим его подачу по формуле (68) учебного пособия

Gпн = Gут+Ghmax(3.13)

Величина утечки при удельном объеме 70 м3 на 1 МВт тепловой мощности системы составит:

Gут= 0,0075 Vсист м3/ч(3.14)

Требуемая подача подпиточного насоса Gпн составит

Gпн= Gут + Ghmax т/ч(3.15)

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 7 Пьезометрический график главной магистрали

Таблица 7 Расчет пьезометрического графика

№ участка		1	4	6	8	10
Наименование участка		ТЭЦ1-1	1--2	2--3	3--4	4--5
Длина участка, м		2588	2896	3580	2434	4412
Суммы длинн участков, м	0	2588	5484	9064	11498	15910
Расход, т/ч		3881,56	3172,33	1747,00	992,52	602,01
Диаметр участка, мм		800	800	600	500	400
ДP, Па		224961,83	164557,67	245296,60	130607,06	259772,52
ДP, м		22,96	16,79	25,03	13,33	26,51
ОТОПИТЕЛЬНЫЙ ПЕРИОД
Напоры по обратной магистрали, м	30	52,96	69,75	94,78	108,10	134,61
Напоры по подающей магистрали, м	282,27	257,27	240,48	215,45	202,12	175,61
Располагаемый напор, м		204,31	170,73	120,67	94,01	41,00
НЕОТОПИТЕЛЬНЫЙ ПЕРИОД
Потери напора в летний период Дhsпод, м	-1,66
Напоры по обратной магистрали, м	30	54,62	71,41	96,44	109,77	136,27
Напоры по подающей магистрали, м	283,93	258,93	242,14	217,11	203,78	177,27
Располагаемый напор, м		204,31	170,73	120,67	94,01	41,00
Подбор насосов для закрытой системы теплоснабжения
Напор сетевого насоса Нсн, м	252,27	Подача сетевого насоса, м3/ч	1940,78	Насос
Напор подпиточного насоса Hпн, м	15,00	Обьем системы Vсист, м3	1039,31	Утечка Gут, м3/ч	7,79
Подбор насосов для открытой системы теплоснабжения	Подпиточный насос
Напор сетевого насоса Нсн, м	252,27	Подача сетевого насоса, м3/ч	1411,02	Насос
Напор подпиточного насоса Hпн, м	15,00	Подача подп насоса, м3/ч	221,63	Насос

Размещено на http://www.allbest.ru/

5. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ

5.1 Расчет самокомпенсации

Определим изгибающее напряжение от термических деформаций в трубопроводе у неподвижной опоры А (рисунок 8) при расчетной температуре теплоносителя и температуре окружающей среды tо0С. Модуль продольной упругости стали Е = 2x105 МПа, коэффициент линейного расширения = 1,25x10-5 1/0C. Сравнить с допускаемым напряжением доп= 80 МПа [9,10,11]

Определим линейное удлинение L1 длинного плеча L1

Рисунок 8 Расчетная схема

L1= L1 ( - to) м(4.1)

При и n = L1/L2 по формуле (88) находим изгибающее напряжение у опоры А

, МПа(4.2)



Полученное изгибающее напряжение превышает допускаемое доп= 80 МПа. Следовательно, данный угол поворота не может быть использован для самокомпенсации.

Таблица 8 Расчет самокомпенсации

Участок	ТЭЦ1-1	1--2
Диаметр трубопровода, мм	800	800
Температура теплоносителя, °С	140	140
Температура окружающей среды,°С	-27	-27
Модуль упругости стали, МПа	200000	200000
Коэффициент лнейного расширения б, 1/°С	0,0000125	0,0000125
Допускаемое напряжение ддоп, МПа	80	80
Длинна участка АВ, м	3200	1320
Длинна участка ВС, м	1240	1840
Угол излома участка ц, град	90	90
Угол в, град	0	0
Линейное удлиннение длинного плеча, м	6,68	3,84
Отношение длинн	2,58	1,39
Изгибающее напряжение у, МПа	4,55	1,75
Условие самокомпенсации	выполняется	выполняется

5.2 Расчет тепловой изоляции

Определим по нормируемой плотности теплового потока толщину тепловой изоляции для двухтрубной тепловой сети с dн мм, проложенной в канале. Глубина заложения канала hк м. Среднегодовая температура грунта на глубине заложения оси трубопроводов t 0 = 4 0С. Теплопроводность грунта гр= 2,0 Вт/м град. Тепловая изоляция - маты из стеклянного штапельного волокна с защитным покрытием из стеклопластика рулонного РСТ.

Определим внутренний dвэ и наружный dнэ эквивалентные диаметры канала по внутренним и наружным размерам его поперечного сечения



, м(4.3)

, м(4.4)

Определим по формуле (74) термическое сопротивление внутренней поверхности канала Rпк

(4.5)

Определим по формуле (75) термическое сопротивление стенки канала Rк, приняв коэффициент теплопроводности железобетона .

, ( м 0С) /Вт(4.6)

Определим по формуле (76) при глубине заложения оси труб h = 1,3 м и теплопроводности грунта термическое сопротивление грунта Rгр

( м 0С) /Вт(4.7)

Приняв температуру поверхности теплоизоляции 40 0С, определим средние температуры теплоизоляционных слоев подающего tтп и обратного tто трубопроводов согласно:

, 0С(4.8)

, 0С(4.9)

Определим также коэффициенты теплопроводности тепловой изоляции (матов из стеклянного штапельного волокна) для подающего , и обратного , трубопроводов:

= 0,042 + 0,00028 tтп, Вт/( м 0С) (4.10)

= 0,042 + 0,00028 tто,Вт/( м 0С) (4.11)

Определим по формуле (73) термическое сопротивление поверхности теплоизоляционного слоя, приняв предварительно толщину слоя изоляции и= 50 мм = 0,05 м

, ( м 0С) /Вт(4.12)

Примем по приложению методического указания, нормируемые линейные плотности тепловых потоков для подающего q11 Вт/м и обратного q12 Вт/м трубопроводов. Определим суммарные термические сопротивления для подающего Rtot,1 и обратного Rtot,2 трубопроводов при К1= 0,8.

, м 0С/Вт; , м 0С/Вт(4.13)(4.14)

Таблица 9 Расчет тепловой изоляции

Участок	ТЭЦ1-1
Диаметр трубопровода, м	350,00
Глубина заложения канала hк, м	1,00
Температура грунта, °С	4,00
Теплопроводность грунта, Вт/м·°С	2,00
Теплопроводность железобетона, Вт/м·°С	2,04
Ширина канала по внутр., м	2,82
Высота канала по внутр., м	1,61
Ширина канала по нар., м	3,10
Высота канала по нар., м	2,07
Глубина заложения оси труб h, м	1,30
Ср. температурв в подающем, °С	140,00
Ср. температура в обратном,°С	50,00
Температура пов изоляции, °С	40,00
Плотность теплового потока q11, Вт/м	151,00
Плотность теплового потока q22, Вт/м	54,00
Внутр. экв. диаметр dвэ, м	2,05
Нар. экв диаметр dнэ, м	2,48
Терм сопр вн пов канала Rпк, м·°С/Вт	0,0097
Терм сопр стенки канала Rк, м·°С/Вт	0,0149
Терм сопр грунта Rгр, м·°С/Вт	0,02
Температура изоляц слоев подающего, tтп	90,00
Температура изоляц слоев обратного, tто	45,00
Коэффициент теплопроводности изоляции лк1	0,07
Коэффициент теплопроводности изоляции лк2	0,05
Термическое сопр покровного слоя, Rпс м·°С/Вт	0,00
Суммарное терм сопр подающего Rtot1, м·°С/Вт	1,13
Суммарное терм сопробратного Rtot2, м·°С/Вт	1,06
Влияние температурных полей подающего, ц1	0,36
Влияние температурных полей обратного, ц2	2,80
Требуемое терм сопр подающего Rкп, м·°С/Вт	1,06
Требуемое терм сопр обратного Rко, м·°С/Вт	0,88
Толщина изоляционного слоя дк1, мм	98,70
Толщина изоляционного слоя дк2, мм	61,66

Определим коэффициенты взаимного влияния температурных полей подающего и обратного трубопроводов

(4.15)

(4.16)

Определим требуемые термические сопротивления слоёв для подающего Rкп и обратного Rко трубопроводов, м град/Вт



, м 0С/Вт (4.17)

, м 0С/Вт (4.18)

Определим требуемые толщины слоев тепловой изоляции для подающего к1 и обратного к2

(4.19)

5.3 Расчет компенсаторов

Определить размеры П-образного компенсатора и его реакцию для участка трубопровода с длиной пролета между неподвижными опорами L = 100 м. Расчетная температура теплоносителя 1. Расчетная температура наружного воздуха для проектирования систем отопления t0. Учесть при расчетах предварительную растяжку компенсатора.

Приняв коэффициент температурного удлинения =1,2010-2 мм/м0С, определим расчетное удлинение участка трубопровода по формуле (81):

l= L (1 - t0) , мм(4.20)

Расчетное удлинение lр с учетом предварительной растяжки компенсатора составит

lр= 0,5 l , мм(4.21)

По приложению, ориентируясь на lp, принимаем П-образный компенсатор имеющий компенсирующую способность lк ,мм, вылет H, м, спинку с, м. По приложению определим реакцию компенсатора Р при значении Рк= 0,72 кН/см и lр, см

Р = Рк lр, кН(4.22)

Таблица 10 Расчет П-образного компенсатора

Расстояние между опорами L, м	100
Температура теплоносителя, °С	140
Температура окружающей среды,°С	-27
Коэфф темп удлинения б, мм/м·°С	0,012
Расчетное удлинение Дl, мм	200,4
Расчетное удлинение с учетом пр раст Дlр, мм	100,2
Реакция компенсатора P, кН	7,2144

5.4 Расчет усилий в неподвижных опорах теплопровода

Определить горизонтальное осевое усилие Hго на неподвижную опору Б. Определить вертикальную нормативную нагрузку Fv на подвижную опору.

Рисунок 9 Расчетная схема

Схема расчетного участка приведена на рисунке 9 Трубопровод с dнxS, мм проложен в техподполье. Вес одного погонного метра трубопровода с водой и изоляцией Gh , Н. Расстояние между подвижными опорами L, м. Коэффициент трения в подвижных опорах = 0,4. Реакция компенсатора Pк , кН. Сила упругой деформации угла поворота Pх, кН.

Расчет горизонтальных усилий Hго на опору Б для различных тепловых режимов работы трубопровода выполним по формулам приведенным в 7. стр.236:

Hго= Pк+ Gh L1- 0,7 Gh L2 ,Н(4.23)

Hго= Pк + Gh L2 - 0,7 Gh L1 , Н(4.24)

Hго=Pх+ Gh L2 - 0,7 (Pк + Gh L1) , Н(4.25)

Hго= Pх + Gh L1- 0,7 (Pк + Gh L2) ,Н(4.26)

В качестве расчетного усилия принимаем наибольшее значение Hго. Вертикальную нормативную нагрузку на подвижную опору Fv определим по формуле (89) методического пособия

Fv = Gh L , кН. (4.27)

Таблица 11 Расчет усилий в неподвижных опорах

Диаметр трубопровода dн, м	350,00
Вес погонного метра Gh, Н	2226
Расстояние между подв опорами L, м	8
Коэффициенттрения в подв опорах м	0,4
Реакция компенсатора Pк, кН	7,2144
Сила упругой деформации поворота Pх, кН	0,12
Длинна L1, м	48
Длинна L2, м	26
Горизонтальное усилие Нго, Н	от Pк по L1	33748,32
	от Pк по L2	447,36
Горизонтальное усилие Нго, Н	от Px по L1	21603,84
	от Px по L2	11697,12
Вертикальная нагрузка Fv, Н	17808



ВЫВОДЫ

В курсовой работе выполнен расчет теплоснабжения промышленного района.

В сокращённом объёме решили основные вопросы централизованного теплоснабжения промышленного района, рассчитаны тепловые потоки на отопление, вентиляцию и ГВС жилых районов, произвели построение температурных графиков регулирования тепловой нагрузки на отопление и вентиляцию, произвели полный гидравлический расчет всех трубопроводов, подсоединенных к ТЭЦ. В процессе выполнения работы мы получаем навыки практического применения теоретических знаний и решения комплексных инженерных задач централизованного теплоснабжения.

Произвели подбор сетевых и подпиточных насосов, толщины тепловой изоляции, подбор компенсаторов, усилий на опоры, основного и вспомогательного оборудования. Представлена развернутая графическая часть на двух форматах А1, включающие, генеральный план, монтажная схема генерального плана, план тепловых сетей квартала, продольный профиль сети, поперечный разрез участка, неподвижная опора тепловой сети, подвижная опора тепловой сети, конструкция тепловой изоляции, фланец, сборные ниши П-образного компенсатора, разрез узловой камеры.



БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Проектирование систем теплоснабжения сельского хозяйства [Текст] : учеб. для студ. вузов по агроинж. спец. / Р.А. Амерханов, Б.Х. Драганов. - Краснодар : [б. и.], 2001. - 200 с.

2. Теплоснабжение отраслей АПК [Текст] / М.С. Ильюхин. - М. : Агропромиздат, 1990. - 175 с.

3. Отопление и тепловые сети [Текст] : учебник для студ. средних спец. учеб. заведений, обуч. по спец. 2914 "Монтаж и эксплуатация внутренних сантехнических устройств и вентиляции" / Ю.М. Варфоломеев, О. Я. Кокорин. - Изд. испр. - М. : ИНФРА-М, 2010. - 480 с.

4. Теплоэнергетические установки и системы сельского хозяйства [Text] : учеб. для студ. вузов по агроинженерным спец. / Р.А. Амерханов, А.С. Бессараб, Б.Х. Драганов ; под ред. Б.Х. Драганова. - М. : Колос-Пресс, 2002. - 424 с.

5. Теплотехника, теплоснабжение и вентиляция [Текст] : учебник для студ. вузов, обуч. по спец. "Промышленное и гражданское строительство" / К.В. Тихомиров, Э.С. Сергеенко. - 5-е изд. репр. - М. : БАСТЕТ, 2009. - 480 с.

6. Теплофикация и тепловые сети [Текст] : учебник для студ. вузов, обуч. по направлению "Теплоэнергетика" : рек. М-вом образования РФ / Е.Я. Соколов. - 9-е изд., стер. - М. : МЭИ, 2009. - 472 с.

7. Тепло- и водоснабжение сельского хозяйства [Текст] : учеб. пособие для студ. вузов по спец. 311400 "Электрификация и автоматизация сел. хоз-ва" / С.П. Рудобашта, Н.И. Барановский, Б.Х. Драганов [и др.]. - М. : Колос, 1997. - 509 с.

8. Общая теплотехника, теплоснабжение и вентиляция [Текст] : учебник для вузов по спец. "С.-х. стр-во" / А.Г. Егиазаров. - М. : Стройиздат, 1982. - 215 с.

9. Практикум по применению теплоты и теплоснабжению в сельском хозяйстве [Текст] : учеб. пособие для студ. с.-х. вузов по инженерной спец. / А.А. Захаров. - М. : Колос, 1995. - 176 с.

10. Применение теплоты в сельском хозяйстве [Текст] : для инж.спец. / А.А. Захаров. - 3-е изд., перераб. и доп. - М. : Агропромиздат, 1986. - 287 с. : ил. - (Учебники и учеб. пособия для высш. с.-х. учеб. заведений). - Библиогр.: с. 280-281

11. Применение тепла в сельском хозяйстве [Текст] / В.П. Зуев, В.С. Шкрабак. - Л. : Колос, 1976. - 232 с.

Размещено на Allbest.ru