Реферат

Реферат Система теплоснабжения промышленно-жилого района

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

Выберите тип работы:

Скидка 25% при заказе до 21.3.2025





Министерство образования РФ

Магнитогорский Государственный Технический Университет

им. Г.И. Носова

Кафедра теплотехнических и энергетических систем



                 
    КУРСОВАЯ РАБОТА


по дисциплине: ‘’Источники и системы теплоснабжения предприятий’’

Тема: “Система теплоснабжения промышленно-жилого района”
                                                                      Выполнил: студент группы

                                                                                               ЭТ-01-2

                                                                                               Неретин А.А.

                                                                           Работу принял: ст. преподаватель

                                                                                               Осколков С.В.
                                            

                                               Магнитогорск

                                                       2003

                    Оглавление:

Условие  -----------------------------------------2

1 раздел: Расчет тепловых нагрузок потребителей

района, график распределения и продолжительности

тепловых нагрузок  -------------------------------3-4       

2 раздел: Схема прокладки тепловых сетей с выбран-

ным оборудованием  -------------------------------5

3 раздел: Расчет расходов теплоносителей по участ-

кам тепловой сети  -------------------------------6

4 раздел: Гидравлический расчет тепловой сети, пье-

зометрический график (напоров) для водяной тепловой

сети, выбор сетевых и подпиточных насосов --------7-11

5 раздел: Тепловой расчет сети  ------------------12-19

6 раздел: Централизованное регулирование нагрузки

водяной тепловой сети, графики регулирования  ----20-21

7 раздел: Выбор и расчет принципиальной тепловой

схемы источника теплоснабжения  ------------------22-26

Список литературы   ------------------------------27
    По заданным потребителям выполнить расчет принципиальной тепловой схемы производственно-отопительной котельной с паровыми котлами типа Е 1,6-9. Расчеты выполнять для климатических условий города Магнитогорска. Расчетно-температурный график водяных тепловых сетей 1500-700С. Пар на подогревателе сетевой воды и подогревателе сырой воды поступает с давлением 6 атм и температурой 1900С. Возврат конденсата от технических потребителей a=0,5. Деаэрация питательной воды осуществляется в атмосферном деаэраторе при температуре 1040С.

Первый потребитель Т1: чугунолитейный цех с Vстр=12000 м3;

Второй потребитель Т2: бытовые и административные здания с Vстр=8000 м3;

Производственное потребление пара П идет на производство чугуна с производительностью 2000 т/мес.
1 раздел: Расчет тепловых нагрузок потребителей района, график распределения и продолжительности тепловых нагрузок.

Т1

    1.Расчет тепловой нагрузки на отопление чугунолитейного цеха:

Qo|=(tвр-tно)Vстрqo=(16+34)*12000*0,3=180000Вт=0,18МВт,        (1.1.1)

где: qo=0,3Вт/(м3*К)-удельные тепловые потери через наружные ограждения отапливаемого здания, [1, стр437] 

     Vстр=12000м3-объем здания по наружным размерам [из задания]

     tвр=160C-температура воздуха внутри помещения [4, стр25]

     tно=-340С-температура наружного воздуха. [1, стр432]

Qоср=Qo|*[(tвр-tнср)/(tвр-tно)]=0,18*[(16+7,9)/(16+34)]=

=0,086МВт,      (1.1.2)                                           где: Qo|-расчетный расход тепла на отопление

     tнср=-7,90С-средняя температура отопительного периода. [1, стр432]

Qогод=Qоср*n0=0,086*106*5250*3600=1,62*1012Дж=1625ГДж,          (1.1.3)

где: Qоср-средний расход тепла на отопление

     n0=5250ч-число часов за отопительный период. [1, стр435]

    2.Расчет тепловой нагрузки на вентиляцию чугунолитейного цеха:

Qв|=(tвр-tнв)Vqв=(16+22)*12000*1,2=547200Вт=0,547МВт,         (1.2.1)

где: tнв=-220С-температура расчетная для вентиляции [1, стр432]

     qв=1,2 Вт/(м3*К)-удельные тепловые потери здания на вентиляцию [1, стр437]

Qвср=Qв|*[(tвр-tнср)/(tвр-tнв)]=0,547*[(16+7,9)/(16+22)]=

=0,344МВт                                                   (1.2.2)

где:Qв|-расчетный расход тепла на вентиляцию.

Qвгод=Qвср*nв=0,344*106*3488*3600=4,31*1011Дж=4319ГДж,         (1.2.3)

где: Qвср-средний расход тепла на вентиляцию

     nв-3488ч-число часов за отопительный период с работающей вентиляцией, т.к. вентиляция работает 16 часов в сутки то,218 суток умножаем на 16 часов, получаем 3488 часов.

QSгод=Qогод+Qвгод=1625+4319=5944ГДж                            (1.2.4)

Т2

   3.Расчет тепловой нагрузки на отопление бытовых и административных зданий:

Qо|=(tвр-tно)Vстрqo=(18+34)*8000*0,34=141440Вт=0,141МВт,       (1.3.1)

где:Vстр=8000м3- объем здания по наружным размерам [из задания]

    tвр=180С- температура воздуха внутри помещения [4, стр25]

    qo=0,34Вт/(м3*К)-удельные тепловые потери через наружные ограждения отапливаемого здания. [1, стр437]

Qоср=Qo|*[(tвр-tнср)/(tвр-tно)]=0,141*[(18+7,9)/(18+34)]=

=0,07МВт,     (1.3.2)                                           где: Qo|-расчетный расход тепла на отопление

     tнср=-7,90С-средняя температура отопительного периода. [1, стр432]

Qогод=Qоср*n0=0,07*106*5250*3600=1,32*1012Дж=1323ГДж,           (1.3.3)

где: Qоср-средний расход тепла на отопление

     n0=5250ч-число часов за отопительный период со среднесуточной температурой наружного воздуха, равной и ниже данной. [1, стр435]

    4.Расчет тепловой нагрузки на вентиляцию бытовых и административных зданий:

Qв|=(tвр-tнв)Vqв=(18+22)*8000*0,12=38400Вт=0,038МВт,          (1.4.1)

где: tнв=-220С-температура расчетная для вентиляции [1, стр432]

     qв=0,12 Вт/(м3*К)-удельные тепловые потери здания на вентиляцию [1, стр437]

Qвср=Qв|*[(tвр-tнср)/(tвр-tнв)]=0,038*[(18+7,9)/(18+22)]=

=0,024МВт                                                   (1.4.2)

где:Qв|-расчетный расход тепла на вентиляцию.

Qвгод=Qвср*nв=0,024*106*3488*3600=3,01*1011Дж=301,4ГДж,         (1.4.3)

где: Qвср-средний расход тепла на вентиляцию

     nв-3488ч-число часов за отопительный период с работающей вентиляцией.

   5.Расчет тепловой нагрузки на горячее водоснабжение бытовых и административных зданий:

Qгвср.н.з=[bmCв(tгв-tхв)]/nс=[20*250*4190(65-5)]/24*3600=14548Вт=

0,014МВт,                                                   (1.5.1)

где:b=20л/сутки*чел-норма расхода горячей воды для общественных зданий отнесенная к одному жителю района [1, стр440]

    m=250чел-количество водопотребителей [из задания]

    Св=4190Дж/кг*0С-теплоемкость воды [3, стр195]

    tгв=650C-температура горячей воды [1, стр442]

    tхв=50C-температура холодной воды зимой [1, стр442]

    nс=24ч/сутки-расчетная длительность подачи теплоты на горячее водоснабжение [1, стр440]

Qгвср.н.л=[bmCв(tгв-tхв)]/nс=[20*250*4190(65-15)]/24*3600=12123Вт=

0,012МВт,                                                   (1.5.2)

где: tхв=150C-температура холодной воды летом [1, стр442]

Qгвгод=Qгвзno+Qгвл(n-no)=0,014*5250*3600+0,012*(8400-5250)*3600=264600+

135080=400,680ГДж,                                          (1.5.3)

QSгод=Qогод+Qвгод+Qгвгод=1323+301,4+400,680=2025,08ГДж,           (1.5.4)  

    6.Расчет технологической тепловой нагрузки для производства чугуна:

П

Qтн=Sqiтн*Ni=0,71*109*2000=1,42*1012Дж/мес=1420ГДж/мес=

=о,547МВт                                                   (1.6.1)

где: qi=0,71-удельный расход теплоты на технологические нужды [4, стр3]

     Ni=2000т/мес-производительность предприятия по выпуску продукции  (из задания).

    График  распределения и продолжительности тепловых нагрузок.

QоS|=QoT1|+QoT2|=0,18+0,141=0,321МВт

QвS|=QвТ1|+QвТ2|=0,547+0,038=0,585МВт

Qo(tн=80С)= QoT1|[(tвр-tн)/(tвр-tно)]+ QoT2|[(tвр-tн)/(tвр-tно)]=0,18*[16-

8)/(16+34)]+0,141*[(18-8)/(18+34)]=0,04МВт

Проверка:

Qo(tн=-150С)=0,18*[(16+15)/(16+34)]+0,141*[(18+15)/(18+34)]=0,19МВт

Qв(tн=80С)= QвT1|[(tвр-tн)/(tвр-tнв)]+ QвT2|[(tвр-tн)/(tвр-tнв)]=0,547*[16-

8)/(16+22)]+0,038*[(18-8)/(18+22)]=0,12МВт

Проверка:

Qв(tн=-150С)=0,547*[(16+15)/(16+22)]+0,038*[(18+15)/(18+22)]=0,47МВт

QS(t=-220С)=0,585+0,014+0,25+0,547=1,396МВт

Qo(t=-220C)= 0,18*[(16+22)/(16+34)]+0,141*[(18+22)/(18+34)]=0,25МВт
      2 раздел: Схема прокладки тепловых сетей с выбранным оборудованием.


                                  |            ||

     П          К                   Т1

         
l
=1000м          
l
=1000м        
l
=800м

                                     l
=500м
  |||
                                            Т2
             

3 раздел: Расчет расходов теплоносителей по участкам тепловой сети.

  
1.П


Схема паропровода открытая двухтрубная, доля возврата конденсата a=0,5; Qтн=0,547МВт; параметры теплоносителя: Р=0,79МПа,t=3000С. [4, стр3]; Расчетно-температурный график водяных тепловых сетей 150-700С.

Qтн=D(hппвtк)-aGкСв(tк-tхв),                                 (3.1.1)

D=0,547*106/[(2768,4*103-4190*80)-0,5*4190*(80-5)]=0,24кг/с=

=0,86т/ч,                                                  (3.1.2)

где: Св=4,190кДж/кг*гр-теплоемкость воды,

     hпп=2768,4кДж/кг-энтальпия пара  [3, стр62]

     tк=800С-температура конденсата  [из задания]

     tхв=50C-температура холодной воды.

2.
Т1


Q=(Qo|+Qв|)=(0,18+0,547)=0,727МВт                            (3.2.1)

G=Q/Cв(t1-t2)=0,727*106/4190(150-70)=2,16кг/с=7,8т/ч          (3.2.2)

  
3.
Т2


Q=(Qo|+Qв|+Qгв|)=(0,141+0,038+0,014)=0,193МВт,                (3.3.1)

G=Q/Cв(t1-t2)=0,193*106/4190(150-70)=0,57кг/с=2,07т/ч         (3.3.2)

           
    4 раздел: Гидравлический расчет тепловой сети, пьезометрический график (напоров) для водяной тепловой сети и выбор сетевых и подпиточных насосов.



                                  |            ||

     П          К                   Т1

        

         
l
=1000м            
l
=1000м      
l
=800м

                                     l
=500м
  |||
                                            Т2
     Гидравлический расчет водопровода:

     1.Предварительный расчет 1 и 2-го участков.

Статическое давление в тепловой сети Нст=60 м;

Располагаемый напор у потребителя не менее Наб=15 м;

Нобр=20 м;

Падение давления на сетевых подогревателях Нс.п.=12 м;

Падение давления на 1 и 2-ом участках:

DH1+2ст–Нобр–Наб/2=60–20–15/2=32,5м,                         (4.1.1)

Падение давления на 1-ом участке:

DH1=DH1+2*l1/l1+2=32,5*1000/(1000+800)=18м,                   (4.1.2)

где: l1– длина первого участка,  [из задания]

     l2– длина второго участка.  [из задания]

Падение давления но 2-ом участке:

DН2=DН1+2-DН1=14,5м,                                         (4.1.3)

Линейные потери давления на 1 и 2-ом участках:

R1Па/м,                         (4.1.4)

где: .

     z=0,02-0,05 – для водопровода.
R2Па/м,                          (4.1.5)
По номограммам для гидравлического расчета трубопроводов  находим предварительный диаметр трубопровода:

d1=75мм

d2=65мм.
     2.Окончательный расчет 1 и 2-го участков.

Окончательный диаметр трубопроводов:

d1=82мм,

d2=70мм.

Линейные потери по длине трубопровода при d1=82мм и d2=70мм:

R1=60Па/м,

R2=120Па/м.

Эквивалентные длины трубопроводов 1 и 2-го участков.

При прокладке примем: на каждые 100 м. длины трубопровода одно  сварное колено и один сальниковый компенсатор; задвижки ставятся в начале участка и перед потребителем.

1 участок.

10 сальниковых компенсаторов, 10 сварных колен, 1 задвижка.

При диаметре d1=82мм получаем:

lэ.1lSzd1,25=60,7*(10*0,2+10*0,68+1*0,5)*0,0821,25=24м,       (4.2.1)

где: Al=60,7м-0,25-постоянный коэффициент, зависящий от абсолютной эквивалентной шероховатости трубопровода,   (3, стр342)

      z-коэффициент местных сопротивлений.   (3, стр343)

Полная длина: lп.1=l1+lэ.1=1000+24=1024м.                     (4.2.2)

2 участок.

8 сальниковых компенсаторов, 8 сварных колен, 2 задвижки.

При диаметре d2=70мм получаем:

lэ.2= АlSzd1,25=60,7*(8*0,2+8*0,68+2*0,5)*0,0761,25=18м,        (4.2.3)

Полная длина: lп.2=l2+lэ.2=800+18=818м.                       (4.2.4)

Падения давления и напора на 1 и 2-ом участках.

DР1=R1*lп.1=60*1024=6144Па,                                  (4.2.5)

м,                                    (4.2.6)

DР2=R2*lп.2=120*818=98160Па,                                 (4.2.7)  

м,                                   (4.2.8)

    3.Предварительный расчет 3-го участка.

Падение напора на 3-ем участке равно падению напора на 2-ом участке:

DН3=DН2=10,3м.

Линейные потери давления:

Па/м,                          (4.3.1)

По номограммам для гидравлического расчета трубопроводов находим предварительный диаметр трубопровода:

d3=31мм

    
4.Окончательный расчет 3-го участка.


Окончательный диаметр трубопровода:

d3=51мм,

Линейные потери по длине трубопровода при d3=51мм:

R3=60Па/м,

Эквивалентная длина трубопровода.

5 сальниковых компенсаторов, 5 сварных колен, 2 задвижка, разделение потока в тройнике.

При диаметре d3=51мм получаем:

lэ.3= АlSzd1,25=60,7*(5*0,2+5*0,68+2*0,5+3)*0,0511,25=9,3м,     (4.4.1)

Полная длина: lп.3=l3+lэ.3=500+9,3=509,3м.                    (4.4.2)

Падения давления и напора.

DР3=R3*lп.3=60*509,3=30558Па,                                (4.4.3)

м,                               (4.4.4)                     По полученным данным составляем таблицу.



№ уч.

G, кг/с

l,

м

Предварительный расчет

DН,

м

R1, Па/м

d,

 м

Основная магистраль

1

2,73

1000

18

164,4

75

2

2,16

800

14,5

166,1

65

Ответвления от магистрали

3

0,57

500

10,3

185,8

31



№ уч.

Окончательный расчет

d, м

R1,

Па/м

lэ,

 м

lп,

 м

DР,

Па

DН,

м

DdН,

 м



Основная магистраль

1

82

60

24

1024

61440

6,5

6,5

2

70

120

18

818

98160

10,3

16,8



Ответвления от магистрали

3

51

60

9,3

509,3

30558

3,2



  




   
   
 



     Гидравлический расчет паропровода.

     5.Расход пара и его параметры.

D=0,24кг/с, Рп=0,79МПа, t=3000С.  [4,  стр.3]

Примем Р0==1МПа и Т0=3400С.

    
6.Предварительный расчет паропровода.


Падение давления на всем участке.

DР=P0-PП=1*106-0,79*106=210000Па=0,21МПа,                    (4.6.1)

Rл=DР/l(1+a)=210000/1000(1+0,09)=198,1Па/м,                 (4.6.2)

где:

     z=0,2-0,5 – для паропровода,

     l=1000м – длина паропровода.

Среднее давление по длине трубопровода:

Рср0+(DР/2)=1*106+(210000/2)=0,895МПа,                     (4.6.3)

Примем падение температуры по длине паропровода на 100 м равные 20,

Тср=340-10=3300С,                                           (4.6.4)

Средняя плотность пара.

rср=1/v=1/0,3039=3,29кг/м3,                                 (4.6.5)

где: v=0,3039 – объем 1 кг пара при Рср=0,895МПа и Тср=3300С (3, стр62).

Рассчитываем диаметр трубопровода.

d=Ad*D0,38/(rRл)0,19=0,414*0,240,38/651,70,19=70мм,              (4.6.6)

где: Ad=0,414м0,0475-постоянный коэффициент, зависящий от абсолютной эквивалентной шероховатости трубопровода,   [3, стр342]

     7.Окончательный расчет паропровода.

Окончательный диаметр трубопровода:

d=82мм.

Rлr=AR*D2/ a5,25=10,6*10-3*0,242/0,095,25=188,8,                 (4.7.1)

где: AR=10,6*10-3м0,25-постоянный коэффициент, зависящий от абсолютной эквивалентной шероховатости трубопровода,   [3, стр342]

Эквивалентная длина паропровода.

При прокладке примем: на каждые 100 м длины трубопровода один «П» образный компенсатор; задвижки ставятся в начале и конце участка.

10 «П» образных компенсаторов lэ=70м, 10 сварных колен lэ=16,8м, 2 задвижки lэ=2,6м.

Полная длина: lп.=l+lэ.=1000+89,4=1089,4м.                   (4.7.2)

Среднее давление по длине трубопровода:

Рср0-Rлr/rср*lп./2=1*106-188,8/3,29*1089,4/2=0,968МПа,       (4.7.3)

Падение температуры по всему участку трубопровода.

 dТ=4*10=400C

Средняя температура пара по длине.

Тср0dТ/2=340–40/2=3200С,                                  (4.7.4)

Средняя плотность пара.

rср=1/v=1/0,2824=3,54кг/м3,                                 (4.7.5)

где: v=0,2824 – объем 1 кг пара при Рср=0,968 МПа и Тср=3200 (3, стр62).

Rл= Rлr/rср=188,8/3,54=53,4Па/м,                             (4.7.6)

DР=Rлlп.=53,4*1089,4=0,058МПа,                              (4.7.7)

Р20-DР=1*106-0,058*106=0,942МПа,                          (4.7.8)

Р0П+DР=0,79*106+0,058*106=0,848МПа.                       (4.7.9)
    По полученным данным составляем таблицу.


D,

кг/с

l,

м

Предварительный расчет

DР,

МПа

Rl,

Па/м

Рср,

МПа

Тср,

0С

rср,

кг/м3

Rлr,

Па/м

d,

мм

0,24

1000

0,21

198,1

0,895

330

3,29

651,7

70



Окончательный расчет

Р2,

МПа

d,

мм

Rлr,

Па/м

lэ,

м

lп,

м

Рср,

МПа

Тср,

0С

rср,

кг/м3

Rл,

Па/м

82

188,8

89,4

1089,4

0,968

320

3,54

53,4

0,942


      Выбор сетевых и подпиточных насосов.

    По пьезометрическому графику H=68,6 м, расход теплоносителя по всему трубопроводу составил G=2,73 кг/с. На основе этих данных в  качестве основного сетевого насоса выбираем СЭ-160-70 с подачей V=160м3/ч и напором H=70м, в качестве резервного с учетом перспектив развития сети теплоснабжения выбираем СЭ-160-100.    [1,  стр.446]

     По пьезометрическому графику H=44,3 м, расход теплоносителя по всему трубопроводу составил G=2,73 кг/с.На основе этих данных в качестве основного подпиточного насоса выбираем СЭ-160-50 с подачей V=160м3/ч и напором H=50м, в качестве резервного с учетом перспектив развития сети теплоснабжения выбираемСЭ-160-70.      [1, стр.446]
    5 раздел: Тепловой расчет сети.

    1.Тепловой расчет паропровода:

Выбор изоляции.

Минеральная вата на синтетическом связующем с rиз=200 кг/м3,lиз=0,053 Вт/м0С

Толщина изоляции d=70 мм.

Диаметр трубы с изоляцией:

dиз=dнар+2 d =89+2*70=229мм,                                  (5.1.1)     

где: dнарнаружный диаметр трубы паропровода.

Тепловое сопротивление изоляции.

м*К/Вт,               (5.1.2)

Внешнее тепловое сопротивление.

Для предварительного расчета  (Вт/м2*К),

где: w=5 м/с–скорость воздуха.

м*К/Вт,                    (5.1.3)

Температура поверхности изоляции:

                            (5.1.4)

где: tн.о.=–340С – температура наружного воздуха

     Т0=3000С – начальные параметры теплоносителя.

Коэффициент теплоотдачи конвекцией паропровода с изоляцией:

aк=4,65w0,7/dиз0,3=4,65*50,7/0,2290,3=22,4Вт/м2*К,               (5.1.5)

где: w=5м/с–скорость воздуха.

Коэффициент теплоотдачи излучением паропровода с изоляцией:

Вт/м2*К,          (5.1.6)

где: с=5 Вт/м2*К4–степень черноты.

Внешнее тепловое сопротивление паропровода с изоляцией:

м*К/Вт.           (5.1.7)

Тепловые потери 1 м паропровода с изоляцией:

Вт/м.                            (5.1.8)

Коэффициент теплоотдачи конвекцией голого паропровода:

aк=4,65w0,7/dиз0,3=4,65*50,7/0,0890,3=29,7Вт/м2*К,               (5.1.9)

где: w=5м/с–скорость воздуха.

Коэффициент теплоотдачи излучением голого паропровода:

Вт/м2*К,        (5.1.10)

где: с=5 Вт/м2*К4–степень черноты.

Внешнее тепловое сопротивление голого паропровода:

м*К/Вт.         (5.1.11)

Тепловые потери 1 м голого паропровода:

Вт/м.                            (5.1.12)

Коэффициент эффективности изоляции.

%.                               (5.1.13)

Полные тепловые потери.

Q=q*l*(1+b)=129,8*1000*(1+0,3)=168,7кВт,                  (5.1.14)

Qгол=q*l=5054,05*1000=5054,05кВт.                          (5.1.15)

где: b=0,3 – коэффициент, учитывающий тепловые потери арматуры, опорных конструкций, фланцев и т.д.

Падение температуры:

h1=h2+Q/D=2768+168,7/0,24=3170,9кДж/кг,                    (5.1.16)

По Р=1МПа и h1=3170,9кДж/кг находим Т0=3550С,  (3,  стр.62).

Падение температуры на всем паропроводе составило 550С.

    Тепловой расчет водопровода.

    2.Тепловой расчет первого участка.

Выбор изоляции.

Маты из стеклянного штапельного волокна на синтетическом связующем r=60 кг/м3, lиз=0,04 Вт/м0С

Толщина изоляции d=70 мм.

Диаметр трубы с изоляцией:

dиз=dнар+2d=89+2*70=229мм,                                   (5.2.1)

где: dнар=89мм–наружный диаметр трубы паропровода.

Выбор канала.

По диаметру трубопровода с изоляцией dиз выбираем канал (4,стр.12).

Тип канала: КЛ–120–60,

Внутренние размеры: 1200х600мм,

Наружные размеры: 1450х780мм,

lк=1,3 Вт/м*К  – теплопроводность стенок канала.

Внутренний эквивалентный диаметр канала:

м,                                     (5.2.2)

Внешний эквивалентный диаметр канала:

м.                                   (5.2.3)

Глубина залегания канала.

h=2,2м.

Тепловое сопротивление изоляции.

м*К/Вт,                (5.2.4)

Наружное тепловое сопротивление.

м*К/Вт,                        (5.2.5)

где:  Вт/м2*К –внешнее тепловое сопротивление трубопровода в канале.

Суммарное тепловое сопротивление трубопровода.

R1=R2=Rиз+Rнар=3,74+0,11=3,85м*К/Вт,                          (5.2.6)

где: R1 – тепловое сопротивление прямой линии,

     R2 – тепловое сопротивление обратной линии.

Тепловое сопротивление поверхности канала.

м*К/Вт,                         (5.2.7)

Внутреннее тепловое сопротивление канала

м*К/Вт,                     (5.2.8)

Тепловое сопротивление грунта.

h/dэ.внеш=2,2/1,01=2,18 > 2, тогда

м*К/Вт,                   (5.2.9)

где: lгр=1,3 Вт/м*К – теплопроводность грунта.

Тепловое сопротивление канала+грунта.

RS =Rп.к+Rк+Rгр=0,033+0,0286+0,197=0,259м*К/Вт.              (5.2.10)

Температура канала.

                       (5.2.11)

где: tгр=20С–температура не промерзания грунта.

Температура поверхности изоляции.

                             (5.2.12)

                            (5.2.13)

Тепловые потери 1 м водопровода.

Вт/м,                               (5.2.14)

Вт/м,                               (5.2.15)

Температура теплоносителя в конце участка.

t/пр=tпрDtпр=150–4=1460С ,

где:                   (5.2.16)

     l1=1000м–длина первого участка,

            b=0,3 – коэффициент, учитывающий тепловые потери арматуры, опорных конструкций, фланцев и т.д.

     G1=2,73кг/с–расход теплоносителя на первом участке

     св=4,19 кДж/кг*К – теплоемкость воды.

 t/обр=tобр +Dtобр=70+2=720С ,

где:                  (5.2.17)

Теплопотери трубопровода без изоляции:

Вт/м,                               (5.2.18)

где: м*К/Вт,               (5.2.19)

                    (5.2.20)

Коэффициент эффективности изоляции.

                                   (5.2.21)

Q=q*l*(1+b)=35,06*1000*(1+0,3)=38,6кВт,                   (5.2.22)

Qгол=q*l=268*1000=268кВт.                                  (5.2.23)

Падение температуры:

Dt=q*l*(1+b)/G1Cв=38600/4190*2,73=3,90С.                    (5.2.24)

     3.Тепловой расчет второго участка.

Выбор изоляции.

Маты из стеклянного штапельного волокна на синтетическом связующем r=60 кг/м3, lиз=0,04 Вт/м0С

Толщина изоляции d=70 мм.

Диаметр трубы с изоляцией:

dиз=dнар+2d=76+2*70=216мм,                                   (5.3.1)

где: dнар=76мм–наружный диаметр трубы паропровода.

Выбор канала.

По диаметру трубопровода с изоляцией dиз выбираем канал (4,стр.12).

Тип канала: КЛ–120–60,

Внутренние размеры: 1200х600мм,

Наружные размеры: 1450х780мм,

lк=1,3 Вт/м*К  – теплопроводность стенок канала.

Внутренний эквивалентный диаметр канала:

м,                                     (5.3.2)

Внешний эквивалентный диаметр канала:

м.                                   (5.3.3)

Глубина залегания канала.

h=2,2м.

Тепловое сопротивление изоляции.

м*К/Вт,                (5.3.4)

Наружное тепловое сопротивление.

м*К/Вт,                        (5.3.5)

где:  Вт/м2*К –внешнее тепловое сопротивление трубопровода в канале.

Суммарное тепловое сопротивление трубопровода.

R1=R2=Rиз+Rнар=4,16+0,12=4,28м*К/Вт,                          (5.3.6)

где: R1 – тепловое сопротивление прямой линии,

     R2 – тепловое сопротивление обратной линии.

Тепловое сопротивление поверхности канала.

м*К/Вт,                         (5.3.7)

Внутреннее тепловое сопротивление канала

м*К/Вт,                     (5.3.8)

Тепловое сопротивление грунта.

h/dэ.внеш=2,2/1,01=2,18 > 2, тогда

м*К/Вт,                   (5.3.9)

где: lгр=1,3 Вт/м*К – теплопроводность грунта.

Тепловое сопротивление канала+грунта.

RS =Rп.к+Rк+Rгр=0,033+0,0286+0,197=0,259м*К/Вт.              (5.3.10)

Температура канала.

                      (5.3.11)

где: tгр=20С–температура не промерзания грунта.

Температура поверхности изоляции.

                            (5.3.12)

                            (5.3.13)

Тепловые потери 1 м водопровода.

Вт/м,                               (5.3.14)

Вт/м,                               (5.3.15)

Температура теплоносителя в конце участка.

t/пр=tпрDtпр=150–3,6=146,40С ,

где:                  (5.3.16)

     l1=800м–длина первого участка,

            b=0,3 – коэффициент, учитывающий тепловые потери арматуры, опорных конструкций, фланцев и т.д.

     G2=2,16кг/с–расход теплоносителя на первом участке

     св=4,19 кДж/кг*К – теплоемкость воды.

 t/обр=tобр +Dtобр=70+1,5=71,50С ,

где:                 (5.3.17)

Теплопотери трубопровода без изоляции:

Вт/м,                             (5.3.18)

где: м*К/Вт,               (5.3.19)

                    (5.3.20)

Коэффициент эффективности изоляции.

                                 (5.3.21)

Q=q*l*(1+b)=31,77*800*(1+0,3)=30,04кВт,                   (5.3.22)

Qгол=q*l=240,68*800=192,55кВт.                             (5.3.23)

Падение температуры:

Dt=q*l*(1+b)/G1Cв=30040/4190*2,16=3,30С.                    (5.3.24)

     4.Тепловой расчет третьего участка.

Выбор изоляции.

Маты из стеклянного штапельного волокна на синтетическом связующем r=60 кг/м3, lиз=0,04 Вт/м0С

Толщина изоляции d=50 мм.

Диаметр трубы с изоляцией:

dиз=dнар+2d=57+2*50=157мм,                                   (5.4.1)

где: dнар=57мм–наружный диаметр трубы паропровода.

Выбор канала.

По диаметру трубопровода с изоляцией dиз выбираем канал (4,стр.12).

Тип канала: КЛ–90–60,

Внутренние размеры: 900х600мм,

Наружные размеры: 1150х780мм,

lк=1,3 Вт/м*К  – теплопроводность стенок канала.

Внутренний эквивалентный диаметр канала:

м,                                (5.4.2)

Внешний эквивалентный диаметр канала:

м.                               (5.4.3)

Глубина залегания канала.

h=2м.

Тепловое сопротивление изоляции.

м*К/Вт,                  (5.4.4)

Наружное тепловое сопротивление.

м*К/Вт,                        (5.4.5)

где:  Вт/м2*К –внешнее тепловое сопротивление трубопровода в канале.

Суммарное тепловое сопротивление трубопровода.

R1=R2=Rиз+Rнар=4,+0,17=4,17м*К/Вт,                            (5.4.6)

где: R1 – тепловое сопротивление прямой линии,

     R2 – тепловое сопротивление обратной линии.

Тепловое сопротивление поверхности канала.

м*К/Вт,                     (5.4.7)

Внутреннее тепловое сопротивление канала

м*К/Вт,                (5.4.8)

Тепловое сопротивление грунта.

h/dэ.внеш=2/0,93=2,15 > 2, тогда

м*К/Вт,               (5.4.9)

где: lгр=1,3 Вт/м*К – теплопроводность грунта.

Тепловое сопротивление канала+грунта.

RS =Rп.к+Rк+Rгр=0,037+0,031+0,204=0,272м*К/Вт.               (5.4.10)

Температура канала.

                      (5.4.11)

где: tгр=20С–температура не промерзания грунта.

Температура поверхности изоляции.

                             (5.4.12)

                             (5.4.13)

Тепловые потери 1 м водопровода.

Вт/м,                                (5.4.14)

Вт/м,                               (5.4.15)

Температура теплоносителя в конце участка.

t/пр=tпрDtпр=146–8=1380С ,

где:                    (5.4.16)

     l1=500м–длина первого участка,

            b=0,3 – коэффициент, учитывающий тепловые потери арматуры, опорных конструкций, нцев и т.д.

     G3=0,57кг/с–расход теплоносителя на первом участке

     св=4,19 кДж/кг*К – теплоемкость воды.

 t/обр=tобр +Dtобр=72+3=750С ,

где:                  (5.4.17)

Теплопотери трубопровода без изоляции:

Вт/м,                               (5.4.18)

где: м*К/Вт,               (5.4.19)

                  (5.4.20)

Коэффициент эффективности изоляции.

                                    (5.4.21)

Q=q*l*(1+b)=32,1*500*(1+0,3)=14,6кВт,                     (5.4.22)

Qгол=q*l=210*800=105кВт.                                   (5.4.23)

Падение температуры:

Dt=q*l*(1+b)/G1Cв=14660/4190*0,57=4,10С.                    (5.4.24)
          

    6 раздел: Централизованное регулирование нагрузки водяной тепловой сети, графики регулирования.

   1.Тепловая нагрузка при t=-340С:

Q1=Qmax-Qтн=1,46-0,547=0,913МВт,                             (6.1.1)

где: Qmax=1,46МВт-тепловая нагрузка, необходимая чугунолитейному цеху и АБК,     [из графика тепловой нагрузки, 1 раздел]

      Qтн=0,547МВт-тепловая нагрузка на технологические нужды потребителя.      [из графика тепловой нагрузки, 1 раздел]

     Тепловая нагрузка при t=+80С:

Q2=Qmax-Qтн=0,721-0,547=0,174МВт,                            (6.1.2)

где: Qmax=0,721МВт-максимальная тепловая нагрузка, необходимая потребителям,     [из графика тепловой нагрузки, 1 раздел]

      Qтн=0,547МВт-тепловая нагрузка на технологические нужды потребителя.      [из графика тепловой нагрузки, 1 раздел]

     Тепловая нагрузка при t выше +80С:

Q3=Qmax-Qтн=0,585-0,547=0,012МВт,                            (6.1.3)

где: Qmax=0,559МВт-суммарная тепловая нагрузка, состоящая из технологической нагрузки и нагрузки на летнее горячее водоснабжение,     [из графика тепловой нагрузки, 1 раздел]

      Qтн=0,547МВт-тепловая нагрузка на технологические нужды потребителя.      [из графика тепловой нагрузки, 1 раздел]

   2.Температура прямой линии трубопровода при t=-340С:

t1=Q1в*G1+ t2=913000/4190*2,73+70=1500С,                     (6.2.1)

где:  Св=4,190кДж/кг*гр-теплоемкость воды,

     G1=2,73кг/с-расход теплоносителя на первом участке,

      t2=700С-температура обратной линии трубопровода.

    Температура прямой линии трубопровода при t=+80С:

t2=Q2в*G1+ t2=174000/4190*2,73+70=850С,                      (6.2.2)

где:  Св=4,190кДж/кг*гр-теплоемкость воды,

     G1=2,73кг/с-расход теплоносителя на первом участке,

      t2=700С-температура обратной линии трубопровода.

    Температура прямой линии трубопровода при t выше +80С:

t3=Q3в*G1+ t2=12000/4190*2,73+70=730С,                       (6.2.3)

где:  Св=4,190кДж/кг*гр-теплоемкость воды,

     G1=2,73кг/с-расход теплоносителя на первом участке,

      t2=700С-температура обратной линии трубопровода.

   3.Тепловые нагрузки при t=-400С:

     Расчет тепловой нагрузки на отопление чугунолитейного цеха:

Qo|=(tвр-t)Vстрqo=(16+40)*12000*0,3=201000Вт=0,201МВт,        (6.3.1)

где: qo=0,3Вт/(м3*К)-удельные тепловые потери здания на отопление (1, стр437) 

     Vстр=12000м3-объем здания по наружным размерам [из задания]

     tвр=160C-температура воздуха внутри помещения [4, стр25]

     tно=-400С-температура наружного воздуха. [1, стр432]

     Тепловая нагрузка на вентиляцию ниже tнв=-220С не изменяется, поэтому принимаем Qв|=0,547МВт.    

     Расчет тепловой нагрузки на отопление бытовых и административных зданий:

Qо|=(tвр-tно)Vстрqo=(18+40)*8000*0,34=157760Вт=0,157МВт,       (6.3.2)

где:Vстр=8000м3- объем здания по наружным размерам [из задания]

    tвр=180С- температура воздуха внутри помещения (4, стр25)

    qo=0,34Вт/(м3*К)-удельные тепловые потери здания на отопление (1, стр437)

    Тепловая нагрузка на вентиляцию ниже tнв=-220С не изменяется, поэтому принимаем Qв|=0,585МВт.

    4.Расход теплоносителя, необходимый потребителю при t=-400С:

G=Qсумв*(t1-t2)=1529360/4190*(150-70)=4,56кг/с,             (6.4.1)

где:  Qсум=Qo|+Qв|+Qо|+Qв|=201000+585000+157760+585000=1529360Вт,

      Св=4190Дж/кг*гр-теплоемкость воды,

      t1=1500С и t2=700С-температуры прямой и обратной линии трубопровода.
               
     7 раздел: Выбор и расчет принципиальной тепловой схемы источника теплоснабжения.

      1.Выбор типа и числа устанавливаемых котельных агрегатов.

Суммарная ориентировочная тепловая нагрузка котельной.

QSкот*кк*(Qрот+1,2Qрв+Qргв+Qтех)=0,8*1,25*(321,4+1,2*585,6+26,7+

+547)=1596кВт,                                             (7.1.1)

где: Qтех–присоединенная технологическая нагрузка,

     кк=1,2 – коэффициент учитывает нагрузку кондиционирования,

     к=0,8 – коэффициент совпадения максимумов тепловых нагрузок.

Коммунальная нагрузка.

            (7.1.2)

где: hп=2828,1кДж/кг–энтальпия пара (3,  стр342),

     h/кв*tк=4,19*80=335,2кДж/кг–энтальпия конденсата.

     Пар на подогреватели сетевой воды идет с параметрами:

     Р=0,6 МПа, t=1900С.

     Конденсат идет с температурой tк=800С (обычно в диапазоне 80–1000С) при давлении подачи в деаэратор Р=0,104 МПа.

     hто=0,95%–КПД сетевого подогревателя,

    hтп=0,96%–КПД транспорта теплоты.

     Qком= Qро+ Qрв + Qргв=321,4+585,6+26,7=933,7кВт.

Максимальная часовая производительность котельной по пару с учетом собственных нужд.

DSкотсн*(Dком+ Dтех)=1,05*(0,81+0,24)= 1,05кг/с,             (7.1.3)

где: ксн=1,05– коэффициент учитывающий собственные нужды котельной   работающей на газе.

Количество устанавливаемых агрегатов.

,                                           (7.1.4)                                          

где: Di=0,444кг/с–паропроизводительность агрегата Е-1,6-9   (1,   стр.454).

Должно выполняться условие: 1,1*(n–1)*DiDтех>0,75Dком

т.е. 1,1*(2–1)*0,444–0,24= 0,25 , т.е. 2 котла недостаточно.

3 котла:

1,1*(3–1)*0,444–0,24=0,73 –это больше  0,75Dком=0,75*0,81=0,637.

К установке принимаем 3 котла.

     2.Расчет тепловой схемы производственно–отопительной котельной.

Производительность котельной по пару.

Dmax=Sni*Di=3*0,444=1,33кг/с,                                (7.2.1)

где:  ni=3– число принятых к установке котельных агрегатов с производительностью Di=0,444 кг/с.

Количество конденсата, возвращаемого технологическим потребителем.

Gтк= aк*Dтех=0,5*0,24=0,12кг/с,                              (7.2.2)

где: aк=0,5– доля конденсата, возвращаемое технологическим потребителем,

     Dтех=0,24кг/с – расход пара технологическим потребителем.

Расход продувочной воды.

Gпрпр*Dmax=0,05*1,33=0,066кг/с,                            (7.2.3)

где:  кпр=0,05 –коэффициент, определяющий количество котловой воды, отводимой в непрерывную продувку для поддержания нормального солевого баланса котельного агрегата.

Количество вторичного пара, отводимого из сепаратора непрерывной продувки.

                 (7.2.4)

где: h/кв=844,7кДж/кг – энтальпия кипящей воды при давлении в барабане котла   (3, стр.432),

     h/с=475,38кДж/кг – энтальпия кипящей воды при давлении в сепараторе (3,  стр.422),

     h//с=2696,8 кДж/кг – энтальпия насыщенного пара при давлении в сепараторе (3, стр.422),

     Давление в барабане котла Рб=10атм = 1,0МПа,

     Давление в сепараторе Рс= 1,5 – 1,7 атм,

     hс=0,98 – коэффициент, учитывающий потери теплоты сепаратором.

Количество продувочной воды, сливаемой в дренаж.

Gдпр= Gпр-Dс=0,066–0,01=0,056кг/с.                           (7.2.5)

Количество питательной воды, поступающей из деаэратора в котельные агрегаты.

Gпв=Dmax+Gпр=1,33+0,066=1,396кг/с.                            (7.2.6)

Расход выпара из деаэратора.

Dв=0,002*Gпв=0,002*1,396=0,003кг/с.                         (7.2.7)

Количество добавочной воды, необходимой для питания котельных агрегатов.

Gд.к.а.=Dв+Gдпр+DтехGтк=0,003+0,056+0,24–0,12=0,179кг/с.       (7.2.8)

Количество тепловой воды, циркулирующей в тепловой сети.

           (7.2.9)

где: tпр=1500С и tотб=700С – температура сетевой воды в прямой и обратной линии,

     hтп=0,96 и  hто=0,95 – коэффициенты, учитывающие потери теплоты в тепловой сети и сетевом подогревателе.

Количество подпиточной воды для тепловой сети.

Gдтс=0,02*Gтс=0,02*4,05=0,195кг/с.                          (7.2.10)

Количество сырой воды, подвергаемой химводоочистке.

Gхв=(1+кхвсн)*(Gдка+Gдтс)=(1+0,1)*(0,179+0,19)=0,705кг/с,     (7.2.11)

где: кхвсн=0,1 – коэффициент, учитывающий собственные нужды ХВО.

Расход пара для подогрева сырой воды перед ХВО.

           (7.2.12)

где:  t//св=250С , t/св=50С – температура сырой воды после и до теплообменника,

      hп=2828.1 кДж/кг и  h/к=335.2 кДж/кг – энтальпия греющего пара и его конденсата.

Энтальпия подпиточной воды котельных агрегатов после охладителя непрерывной продувки.

                 (7.2.13)

где:Dt1=30 – понижение температуры воды в процессе ее обработки ХВО,

    tдр=500С – температура продувочной воды, сбрасываемой из охладителя непрерывной продувки в дренаж.

Энтальпия добавочной воды котельных агрегатов после охладителя.

                     (7.2.14)

где: h//в=2677 и h/в=423 кДж/кг – энтальпия насыщенного пара и конденсата при давлении в деаэраторе Рдеаэр=1,04–1,1 атм.

Средняя энтальпия потоков воды, поступающих в деаэратор.

      (7.2.15)

где: tтк=800С – температура конденсата, возвращаемого от технологического потребителя,

     hсв=h/=335,2 кДж/кг , hсп=h/=335,2 кДж/кг – энтальпия конденсата греющего пара подогревателей, греющего пара подогревателей сырой воды и сетевого подогревателя.

Расход пара на подогрев питательной воды в деаэраторе.

(7.2.16)

где:  tпв=1040С – температура питательной воды

      hд=0,99 – коэффициент, учитывающий потери теплоты деаэратором

      GS= Gтк+Gдка+Gсв+Gком=0,12+0,179+0,084+0,81=1,19кг/с,

      hв=2677 кДж/кг – энтальпия выпара при давлении в деаэраторе Рдеаэр=1,04–1,1 атм,

      hд=hп=2828,1 кДж/кг – энтальпия греющего пара деаэратора при Р=0,6 МПа, t=1900С.

      h//с=2696,8 кДж/кг – энтальпия насыщенного пара при давлении в сепараторе Рс= 1,5 – 1,7 атм.

Количество пара, расходуемое на собственные нужды котельной.

Dсн=Dmax*сн–1)=1,33*(1,05–1)=0,066кг/с.                    (7.2.17)

Количество пара отдаваемое промышленному потребителю.

Dн=Dmax+Dc–(Dд+Dсн+Dком+Dсв+Dв)=1,33+0,01–(0,07+0,066+0,81+0,084+0,003)=0,307кг/с.                  (7.2.18)

Степень удовлетворения в паре промышленного потребителя.




                   
Принципиальная схема паровой

производственно–отопительной котельной.
1.Котел паровой низкого давления;

2.Паровой коллектор;

3.РОУ связи с промышленным потребителем пара;

4.РОУ собственных нужд;

5.Промышленный (технологический) потребитель пара;

6.Конденсатный бак;

7.Насос конденсатный;

8.Деаэратор атмосферный;

9.Насос питательный;

10.Сырая вода;

11.Насос сырой воды;

12.Подогреватель сырой воды;

13.Химводоочистка;

14.Охладитель непрерывной продувки;

15.Сепаратор непрерывной продувки;

16.Охладитель выпара;

17.Дренаж продувочной воды;

18.Насос подпиточной тепловой сети;

19.Обратная линия тепловой сети;

20.Сетевой насос;

21.Подогреватель сетевой;

22.Прямая линия тепловой сети;

23.Теплофикационный (коммунальный) потребитель теплоты.
                    Список литературы:
1.Е.Я. Соколов. “Теплофикация и тепловые сети”

М.: издательство МЭИ, 2001.

2. В.А. Григорьев, В.М. Зорин. “Промышленная теплоэнергетика и теплотехника”  М.: Энергоатомиздат, 1983.

3. М.П. Вукалович, С.Л. Ривкин, А.А. Александров. Таблицы теплофизических свойств воды и водяного пара. М.: издательство стандартов, 1969.

4.Методическое указание к курсовому проекту “Тепловая мощность системы теплоснабжения” Магнитогорск, 1987.

1. Кодекс и Законы Местное самоуправление в России 2
2. Курсовая на тему Разработка АСР температуры обжига цементного клинкера с циклонным теплообменником
3. Реферат на тему How Far Will Microsoft Get Essay Research
4. Реферат на тему Frederick Douglass Essay Research Paper Abolition stopped
5. Контрольная работа на тему История изучения социальных отклонений в России
6. Реферат Управление высвобождением персонала организации
7. Курсовая Органы, осуществляющие оперативно-розыскную деятельность, их права и обязанности
8. Реферат Экономическая оценка инноваций
9. Курсовая на тему О работе педагогического коллектива УПК Бакштовский дс - СШ по профилактике семейного неблагополучия
10. Реферат на тему Griswold V Connecticut Essay Research Paper On