Реферат Теплоснабжение

Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-10-28

Поможем написать учебную работу

Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.

Предоплата всего

от 25%

Подписываем

договор

Имя

Выберите тип работы:

Принимаю Политику конфиденциальности

Скидка 25% при заказе до 23.11.2024

Министерство общего и профессионального образования Российской Федерации
Саратовский государственный технический университет

Кафедра “Теплогазоснабжение и вентиляция ”

ТЕПЛОСНАБЖЕНИЕ МИКРОРАЙОНА

Расчётно-пояснительная записка к курсовой работе

Выполнил студент
Руководитель проекта:	Доцент, к.т.н.

Саратов-2006

Реферат

Пояснительная записка – 22 страниц, 4 рисунка, 4 таблицы, 7 источников.
РАСХОД, ТЕМПЕРАТУРА, РЕГУЛИРОВАНИЕ ОТПУСКА ТЕПЛОТЫ, ТЕПЛОВЫЕ СЕТИ, ОТОПЛЕНИЕ, ВЕНТИЛЯЦИЯ, ГОРЯЧЕЕ ВОДОСНАБЖЕНИЕ
Объёктом разработки является жилой микрорайон.

Цель работы – проектирование и расчёт системы теплоснабжения микрорайона с разработкой чертежей и спецификаций.

В результате проектирования должны быть разработаны планы тепловых сетей и схемы трубопроводов, произведён гидравлический расчёт тепловых сетей, построены температурный, расходный и пьезометрический графики тепловых сетей, составлена спецификация оборудования и материалов.

Содержание

Реферат	2
Введение	4
Исходные данные	5
1. Определение расчётных тепловых нагрузок, построение графика теплового потребления	6
2. Расчёт и построение графика регулирования отпуска теплоты	9
3. Определение расчётных расходов сетевой воды на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение	11
4.Гидравлический расчёт	12
5. Пьезометрический график	15
6. Тепловой расчет	16
7. Подбор сетевых и подпиточных насосов	18
8. Подбор компенсаторной ниши и лоткового канала	19
Заключение	20
Список использованной литературы	21
Приложения	22

Введение

Теплоснабжение – подача тепловой энергии в виде горячей воды или пара к потребителям. Тепло подаётся по специальным трубопроводам – тепловым сетям. Тепловые сети делятся на магистральные, прокладываемые на главных направлениях населённого пункта, распределительные – внутри квартала, микрорайона и ответвления к зданиям.

Тепло может подаваться потребителям в систему отопления, вентиляции, горячего водоснабжения двумя путями:

·              централизованно;

·              децентрализованно.

Централизованно, когда тепло одного источника подаётся многочисленным потребителям. Источниками могут быть:

·              ТЭЦ

·              районные котельные (водогрейные, промышленно-отопительные)

Теплоснабжение является одной из основных систем энергетики любой высокоразвитой страны. Теплоснабжение народного хозяйства требует приблизительно 1/3 всех используемых в стране топливно-энергетических ресурсов.

Водяные системы теплоснабжения применяют двух типов:

- закрытые;

- открытые.

В закрытых системах вода, циркулирующая в тепловой сети, используется только как теплоноситель. В открытых системах циркулирующая вода частично или полностью разбирается у абонентов горячего водоснабжения.

Задание
     Разработать систему теплоснабжения микрорайона с жилыми зданиями по соответствующему варианту:

1. г. Москва

2. Температура наружного воздуха наиболее холодной пятидневки, расчетная -25 ⁰С

3. Расчетная температура для вентиляции -14 ⁰С

4. Средняя скорость ветра в январе 4,9 м/с

5. Продолжительность отопительного периода 205 сут.

6. Число часов за отопительный период со среднесуточной температурой наружного воздуха:

t, ⁰C	49,9; -45	44,8; -40	39,9; -35	34,9; -30	29,9; -25	24,9; -20	19,9;-15	14,9; -10	-9,9; -5	-4,9; 0	+0,1; +5	+5,1; +8
, ч	-	-	0,5	11	49	130	332	593	940	1238	1408	219

всего часов 4920.

1. Основная часть

1.1. Определение тепловых потоков.

В процессе проектирования тепловых сетей, согласно рекомендациям СНиП 2.04.07-86*, максимальные тепловые потоки на отопление , вентиляцию и горячее водоснабжение жилых, общественных и производственных зданий следует принимать по соответствующим типовым проектам.

При отсутствии типовых проектов отопления, вентиляции и горячего водоснабжения допускается определять тепловые потоки для жилых районов городов и других населённых пунктов по формулам:

а) максимальный тепловой поток, Вт, на отопление жилых и общественных зданий

                                                                                                   (1.1.1)

средний тепловой поток на отопление, Вт, следует определять

                                                                                                (1.1.2)

б) максимальный тепловой поток, Вт, на вентиляцию общественных зданий

                                                                                                      (1.1.3)

средний тепловой поток, Вт, на вентиляцию при t
₀

                                                                                               (1.1.4)

в) максимальный тепловой поток, Вт, на горячее водоснабжение жилых и общественных зданий

                                                                                                       (1.1.5)

средний тепловой поток, Вт, на горячее водоснабжение жилых и общественных зданий

                                                                                        (1.1.6)

или

                                                              ,                                                (1.1.7)

где q
₀ – укрупнённый показатель максимального теплового потока на отопление жилых зданий на 1 м² общей площади [2];

k
₁ – коэффициент, учитывающий тепловой поток на отопление общественных зданий, при отсутствии данных принять k
₁
=0.25 [2];

k
₂ – коэффициент, учитывающий тепловой поток на отопление общественных зданий, при отсутствии данных следует принимать равным: для общественных зданий, построенных до 1985 г. k
₂
=0.4, после 1985 г. k
₂
=0.6 [2];

A – общая площадь жилых зданий, м²;

q_h
– укрупнённый показатель среднего теплового потока на горячее водоснабжение на одного человека.

норма расхода воды в жилых зданиях, 85….115 л/сут на одного

      человека;

норма расхода воды в общественных зданиях, 25л/сут на

      одного человека;
Считаем все административно-общественные здания равномерно распределёнными по микрорайонам, а расчёты проводим, исходя из величины предусматриваемой площади и числа жителей.

Определим тепловые потоки на отопление и горячее водоснабжение для зданий № 194, 196, 217, 218, 228, 208, 200, 214 (жилые дома.):

1.                 Жилые дома на 50 квартир - № 194:

          , ,

          Вт.

          Вт.

           Вт.

2.      Жилые дома на 80 квартир - № 208,209,210:

          , ,

          Вт.

           Вт.

           Вт.

3.       Жилой дом на 100 квартир - № 200:

         , ,

         Вт.

         Вт.

         Вт.
       Определим тепловые потоки на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение для зданий № 215, 214:

Кафе на 60 мест - №214:

          , ,

          Вт,

            Вт,

Вт.

Вт.

Кинотеатр на 800 мест - №215:

        , ,

            Вт

            Вт,

Вт.

           Вт,
Находим суммарные тепловые потоки на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение:

82158+96534+185348=584351 Вт.

Вт.

Вт.

;

МВт;

;

МВт.
1.2. Расчёт и построение графика регулирования отпуска теплоты.

Регулирование отпуска теплоты на разнородное теплопотребление может быть по отопительной тепловой нагрузке или по суммарной нагрузке отопления и горячего водоснабжения. Регулирование отпуска теплоты по отопительно-бытовому графику температур производится при центрально-вентиляционной нагрузки в основном диапазоне от точки излома температурного графика , которая делит его на две части от до расчётной температуры для проектирования отопления и при местном регулировании от начала отопительного сезона при +8⁰С до .

        Построение графика центрального качественного регулирования отпуска теплоты по отопительной нагрузке основано на определении зависимости температуры сетевой воды в подающей и обратной магистралях от температуры наружного воздуха t.

Регулирование отпуска теплоты на отопление

Центральное качественное регулирование отопительной нагрузки в диапазонах от до ведётся по температуре горячей поды и обратной воды в тепловой сети.

(1.2.1)

(1.2.2)

_где_D
_t0_{– температурный перепад в нагревательном приборе местной системы}

- средняя температура нагревательного прибора в местной системе ;

- относительная тепловая нагрузка ;

- температура внутри помещения (принять 18⁰С);

- перепад температур в тепловой сети, ⁰С; при

- перепад температур в местной системе; при

Температура воды после элеватора будет

(1.2.3)

_{Местное количественное регулирование отопительной нагрузки в диапазоне от +80С до}_t’_{производится путём местных пропусков или изменением количества воды, поступающей в местную систему из тепловой сети путём перекрытия задвижек. В этом диапазоне}_t1_и_t2_{являются постоянными и соответствуют температуре горячей и обратной воды в тепловой сети для летнего периода.}

_{Температура обратной воды при количественном регулировании нагрузки в диапазоне +80С до}_t’_{определяется по формуле}

(1.2.4)

_где_U_{- коэффициент инжекции при температуре в точке излома}

_{Регулирование отпуска теплоты на вентиляцию}

_{Местное количественное регулирование вентиляционной нагрузки в диапазоне +80С до}_t’_{ведётся изменением количества сетевой воды при постоянном расходе через калорифер. В этом случае температура воды после калорифера для различных значений в указанном диапазоне определяется методом подбора по уравнению}

(1.2.5)

_{где при}_t’

_{Методом подбора определена температура}

_{Регулирование отпуска теплоты на горячее водоснабжение}

_{Так как по тепловым сетям одновременно подаётся теплота на отопление, приточную вентиляцию и горячее водоснабжение, для удовлетворения тепловой нагрузки горячего водоснабжения необходимо внести коррективы в отопительный график. Температура нагреваемой воды на выходе из водонагревателя горячего водоснабжения должна быть 60…650С. Поэтому минимальная температура сетевой воды в подающей магистрали принимается равной 700С. Для этого отопительный график срезается на уровне 700С.}

_{Местное количественное регулирование нагрузки на горячее водоснабжение в диапазоне}_t’_до_to_{ведётся авторегулятором путём изменения количества сетевой воды, поступающей в водоподогреватель в зависимости от температуры обратной воды после водоподогревателя. В этом случае температура воды после водоподогревателя           для различных значений}_t_{в указанном диапазоне определяется методом подбора.}

                                      ,                                        (1.2.6)

где - средняя разность температур греющей и нагревающей среды

Принимаем

4. Гидравлический расчёт

      Расчётный расход сетевой воды для определения диаметров труб в водяных тепловых сетях при качественном регулировании отпуска теплоты следует определять отдельно для отопления, вентиляции и горячего водоснабжения.

Используя данные температурных графиков, можно определить расчётные часовые расходы теплоносителя по формулам.

Расчётный расход сетевой воды на отопление в диапазоне будет

                                               , т/ч                                        (1.4.1)

       Расчётный часовой расход сетевой воды на вентиляцию в диапазоне будет

                                                , т/ч                                        (1.4.2)

       Расчётный часовой расход сетевой воды на горячее водоснабжение при закрытых тепловых сетях в диапазоне будет

                                               , т/ч                                        (1.4.3)

       Суммарные расчётные расходы сетевой воды, т/ч, в закрытых системах теплоснабжения при качественном регулировании отпуска теплоты следует определять по формуле:

                                                                                     (1.4.4)

       Коэффициент k₃, учитывающий долю среднего расхода воды на горячее водоснабжение при регулировании по нагрузке отопления, следует принимать для закрытых систем с тепловым потоком, МВт: 1000 и более –1.0, и менее 1000 - 1.2.
Определим расход сетевой воды на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение для зданий № 141, 142,145,146 (жилые дома):

Определим расход сетевой воды на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение для зданий № 147, 148, 151 (жилые дома):

Определим расход сетевой воды на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение для здания № 165 (жилой дом):

Определим расход сетевой воды на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение для здания № 185:

Определим расход сетевой воды на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение для здания № 105 (школа):

Определим расход сетевой воды на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение для здания № 122 (комбинат бытового обслуживания):

При гидравлическом расчёте определяется падение давления в подающей и обратной трубах.

Линейное падение давления на участке определяется;

                                                                                                                  (1.4.5)

где - удельное падение давления на 1 м длины трубы, Па/м;

- длина расчётного участка, м.

Падение давление на местные сопротивления:

                                                                                                                (1.4.6)

- эквивалентная длина теплопровода, м.

Общая потеря давления на участке:

                                                            .                                              (1.4.7)

Таблица №2 Гидравлический расчёт тепловых сетей

Участок	Расход	Диаметр, мм			По плану,
Ут-4-аб	3,636	57´3,5	0,53	104	79	9,75	88,75	9230	0,00923
Ут-3-Ут-4	6,643	76´3,5	0,51	63,1	46	10,8	56,8	3584,08	0,012814
Ут-2-Ут-3	9,355	89´3,5	0,52	52,2	70	11,43	81,43	4250,65	0,017065
Ут-1-Ут-2	12,635	108´4	0,46	31,5	66	16,4	82,4	2595,6	0,0196606
К-Ут-1	21,382	133´4	0,5	27,3	58	14,7	72,7	1984,71	0,0216453

5. Пьезометрический график тепловых сетей

     Пьезометрический график составляется на основании данных гидравлического расчёта. При построении графика пользуются единицей измерения гидравлического потенциала – напором. Напор и давление связаны следующей зависимостью:

                                                                          (1.5.1)

где H и D
H – напор и потеря напора, м;

P и D
P – давление и потеря давления, Па;

r - удельный вес теплоносителя, кг/м³.

h, R – удельная потеря напора и удельное падение давления, Па/м.

Величина напора, отсчитанная от уровня прокладки оси трубопровода в данной точке, называется пьезометрическим напором. Разность пьезометрических напоров подающего и обратного трубопроводов тепловой сети даёт величину располагаемого напора в данной точке. Пьезометрический график определяет полный напор и располагаемый напор в отдельных точках тепловой сети на абонентских вводах. На основании пьезометрического графика выбирают подпиточные и сетевые насосы, автоматические устройства.

      При построении пьезометрического графика должны быть соблюдены условия:

1.           непревышение допускаемых давлений в абонентских системах, присоединенных к сети. В чугунных радиаторах не должно превышать 0,6 МПа, поэтому давление в обратной линии тепловой сети не должно быть более 0,6 МПа и превышать 60м.

2.           обеспечении избыточного (выше атмосферного) давления в тепловой сети и абонентских системах для предупреждения подсоса воздуха и связанного с этим нарушения циркуляции воды в системах.

3.           обеспечение невскипания воды в тепловой сети и местных системах, где температура воды превосходит 100 ºС .

4.           обеспечение требуемого давления во всасывающем патрубке сетевых насосов из условия предупреждения кавитации не менее 50 Па, пьезометрический напор в обратной линии должен быть не ниже 5м.

6. Тепловой расчёт
              Назначением теплового расчёта является определение количество тепла, теряемого при его транспортировке, способов уменьшения этих потерь, действительной температуры теплоносителя, вида изоляции и расчёта её толщины.

Задачи теплового расчёта:

1. определение количества теплоты, теряемого при транспортировке;

2. поиск способов уменьшения этих потерь;

3. определение действительной температуры теплоносителя;

4. определение вида и толщины изоляции;

       В теплоотдаче участвуют только термические сопротивления слоя и поверхности.

Для цилиндрических объектов диаметром менее 2 метров толщина теплоизоляционного слоя определяется:

где В=d_из/d_н – отношение наружного диаметра изоляционного слоя к наружному диаметру;

.

α – коэффициент теплоотдачи от наружной изоляции, принимаемый по справочнику 9[6], для трубопроводов прокладываемых в каналах принимается равным 8,2 Вт/(м³ ^оС);

λ_из – теплопроводность теплоизоляционного слоя, определяемая по пп 2,7 3,11[6] для пенополиуритана 0,036 Вт/(м ^оС);

r_m— термическое сопротивление стенки трубопровод.

— наружный диаметр изолируемого объекта, м.

– сопротивление теплопередаче на 1 м длины изоляционного слоя;

^оС∙м/Вт

– температура вещества;

– температура окружающей среды;

– коэффициент, равный 1.

– норма плотности теплового потока, в нашем случае равный 42Вт/м;

       Теперь рассчитаем термические сопротивления.

1. тепловое сопротивление наружной поверхности R_пиз:

^оС∙м/Вт

2. тепловое сопротивление изоляции

^оС∙м/Вт

3. Тепловое сопротивление грунта определяется по формуле:

                                                                                    (25)

где - коэффициент теплопроводности грунта, Вт/м^{2 0}С

        d – диаметр теплопровода цилиндрической формы с учетом всех слоев изоляции, м

Тепловое сопротивление канала:
                                                                                    (26)

Должно выполняться условие:

что свидетельствует о правильности выбора изоляции

Фактический тепловой поток:

Определим тепловые потери.

Тепловые потери в сети слагаются из линейных и местных потерь. Линейными теплопотерями являются теплопотери трубопроводов, не имеющих арматуры и фасонных частей. Местными теплопотерями являются фасонных частей, арматуры, опорных конструкций, фланцев и т.д.

     Линейные потери определяются по формуле:

А падение температуры теплоносителя:

Следовательно, температура в конце расчетного участка:

  7. Подбор сетевых и подпиточных насосов
    Для теплоснабжения микрорайона города в котельной устанавливаются одинаковых попеременно работающих центробежных насоса – рабочий и резервный. Циркуляционные насосы имеют обводную линию, которая позволяет регулировать работу насосов ив случае их остановки (при авариях) поддерживать небольшою естественную циркуляцию.

По построенному пьезометрическому графику определяем напоры для сетевого и подпиточного насосов.

      м

      м

Подбираем насосы:
Таблица 3.      Характеристики подпиточного насоса.

Насос	марка	Производительность м³/ч	Полный напор Н, м	Мощность, кВт		К.п.д. проц.	Допустимая высота всасывания, м	Диаметр рабочего колеса, мм.
				На валу насоса	электродвигателя
Подпиточный	2К-6а	30	20	2,6	2,8	64	5,7	142

Таблица 4. Характеристики сетевого насоса.

Насос	марка	Производительность м³/ч	Полный напор Н, м	Мощность, кВт		К.п.д. проц.	Допустимая высота всасывания, м	Диаметр рабочего колеса, мм.
				На валу насоса	электродвигателя
Подпиточный	3К-9	30	34,8	4,6	7	62	7	168

8. Подбор компенсаторной ниши и лоткового канала.
Сначала рассчитаем температурные деформации. При изменении температуры теплоносителя в трубопроводах происходит изменение их длины, которая вызывает в них соответствующие напряжение на сжатие или растяжение. Компенсацию температурных деформаций выполняют компенсаторы, устанавливаемые на участках тепловых сетей, ограниченных неподвижными опорами. По конструкции компенсаторы различаются на гнутые, сальниковые и линзовые. В местах поворота трассы происходит угловая (естественная) компенсация.

Величина температурного удлинения на участке определяется по формуле:

где l - длина участка, м;

t_г – температура теплоносителя (принять τ₁₀);

t_м – температура наружного воздуха (принять t_о).
Полученные данные сведём в таблицу:

№ уч	L, м	Δl, мм
УТ-1-К	58	8,9562
УТ-2-Ут-1	66	9,3024
УТ-3-Ут-2	70	11,6235
УТ-3-УТ-4	46	7,2532
УТ-4-аб	79	13,1328

Размер и ширину канала подбираем исходя из диаметров, найденных в гидравлическом расчёте, по приложению из ГОСТа 21,605-82.

Возьмём марку компенсатора НК 120×45, тип компенсатора x, № компенсатора К3, при диаметре 108´4 мм.

Для лотка:

ширина лотка 1600 мм;

вес одного лотка 1800кг;

марка канала лотка КЛ 120-45 (при диаметре труб 108´4мм).

Заключение

В результате проведённых работ по расчёту и проектированию тепловых сетей микрорайона:

1.           Разработаны план тепловых сетей и схема прокладки труб тепловых сетей

2.           Распределена потеря давления в системе теплоснабжения

3.           Разработана спецификация потребных материалов и оборудования

4.   Построены температурный, пьезометрический и график расходов

5    Подобрано оборудование для котельной
Список используемых источников.
1.     СНиП 2.04.07-86. Тепловые сети. Нормы проектирования. М. , 1986.

2.     СНиП 2.04.01-85. Внутренний водопровод и канализация зданий. Нормы проектирования. М., 1985.

3.     СНиП 2.04.14-88. Тепловая изоляция. Нормы проектирования. М., 1988.

4.     Теплоснабжение: Методические указания по курсу «Теплоснабжение». /Сост.: Э.М. Малая. Саратовский политехнический институт. Саратов, 1997.

5.     Горячее водоснабжение: Методические указания по курсу «Теплоснабжение». /Сост.: Э.М. Малая. Саратовский политехнический институт. Саратов, 1997.

6.     Справочник по теплоснабжению и вентиляции (издание 4-е, переработанное и дополненное) Книга 1-я. Р.В. Щекин, С.М. Кореневский, Г.Е. Беем, Ф.И. Скороходько, В.А. Мельник и др. Киев «Будiвельник», 1976, стр.416.

7.     ГОСТ 21.605-82. Тепловые сети. Тепломеханическая часть.

Bukvasha