Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

ГОУ ВПО САРАТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. Гагарина Ю.А.

Кафедра: "Теплогазоснабжение, вентиляция, водообеспечение и прикладная гидрогазодинамика"

Теплоснабжение микрорайона города Козьмодемьянск

Расчётно-пояснительная записка к курсовой работе

Выполнил: студент

Группы ТГС-32

Левченко Д. Е.

Проверил:

Малая Э.М.

Саратов 2013

Содержание

Исходные данные

Введение

1. Определение расчётных тепловых потоков

2. Регулирование отпуска теплоты

3. Определение расчётных расходов сетевой воды на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение

4. Гидравлический расчёт

5. Пьезометрический график

6. Подбор сетевых и подпиточных насосов

7. Тепловой расчет

Заключение

Список использованной литературы

Цель работы - разработать систему теплоснабжения микрорайона, состоящего из жилых домов и общественных зданий по соответствующему заданию.

В результате проектирования проведены следующие расчеты: гидравлический, тепловой. Разработаны планы тепловых сетей и схемы трубопроводов, построены температурный, расходный, пьезометрический графики тепловых сетей, график теплового потребления. Составлена спецификация оборудования и материалов.

Задание

Курсовая работа по теплоснабжению разработана для г. Козьмодемьянск ф₁ = 130°С, ф₂ = 70°С.

Климатические данные:

§ Температура наружного воздуха наиболее холодной пятидневки: -31^оС;

§ Расчетная температура для вентиляции: -17^оС;

§ Продолжительность отопительного периода: 214 суток;

§ Число часов за отопительный период со среднесуточной температурой наружного воздуха:

теплоснабжение гидравлический отопление график

Таблица 1

	, ч
	-
	-
-44,8; -40	-
-39,9; -35	1
-34,9; -30	18
-29,9; -25	73
-24,9; -20	188
-19,9; -15	411
-14,9; -10	689
-9,9; -5	936
-4,9; 0	1126
+0,1; +5	1019
+5,1; +8	675

Всего часов 5136

Вариант генплана



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.

2. Определение расчетных 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 на отопление жилых зданий:

(1)

и общественных зданий, Вт

(2)

б) максимальный тепловой поток на вентиляцию общественных зданий, Вт

(3)

в) средний тепловой поток на горячее водоснабжение:

(4)

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

 (5)

где q₀ - укрупнённый показатель максимального теплового потока на отопление жилых зданий на 1 м² общей площади [2];

k₁ - коэффициент, учитывающий тепловой поток на отопление общественных зданий, при отсутствии данных принять k₁=0.25 [2];

k₂ - коэффициент, учитывающий тепловой поток на отопление общественных зданий, при отсутствии данных следует принимать равным: для общественных зданий, построенных после 1985 г. k₂=0.6 [2];

A - общая площадь жилых зданий, м²;

m - число жителей, чел;

- укрупненный показатель расхода теплоты на горячее водоснабжение на одного человека (379 Вт/чел).

Определим максимальные тепловые потоки на отопление зданий № 1,2,3,4,5,6.

1. Определим количество тепла на отопление:

А_тр==900+1800+1620+1800+1620+1800=9540=0,954 га. - площадь зданий по плану.

m=с· А_тр=480+0,954=456 чел. , где с=480 - плотность населения (по заданию)

Жилая площадь микрорайона:

А=f·m=456·10=4560 м² ,

где f = 10 чел/м²- норма жилой площади на одного человека;

q_о = 176 Вт;

2. Определим количество тепла на горячее водоснабжение:

3. Определим количество тепла на вентиляцию общественных зданий:

Общее количество теплоты (кВт) на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение всех зданий (6шт):

Отопление	Вентиляция	Горячее водоснабжение	Суммарный расход тепла
						++
1	2	3	4	5	6	7
802,56	200,64	1003,2	120,384	171,456	411,494	1535,078



кВт;

кВт;

По полученным данным строим график теплового потребления.

2. Регулирование 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.

(7)

 (8)

где t₀ - температурный перепад в нагревательном приборе местной системы, ^оС

- средняя температура нагревательного прибора в местной системы

;

- 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

(9)

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 ₁ и ₂ 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' определяются по формуле

(10)

где

- 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

(11)

где

при t':

Зададимся температурой ф_2х=18^оС:

3. Определение расчётных расходов сетевой воды на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение

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

Расчётный часовой расход сетевой воды на отопление в диапазоне будет

(1.3.1)

2.87 т/ч.

Расчётный часовой расход сетевой воды на вентиляцию в диапазоне будет

(1.3.2)



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

(1.3.3)

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 (16)

Расчётный часовой расход сетевой воды на вентиляцию в диапазоне будет

, т/ч (17)

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

, т/ч (18)

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

(19)

Коэффициенты 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, 1000 и менее - 1,2.

Определим расход сетевой воды на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение для 1 участка:

Определим расход сетевой воды на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение для 2 участка:

Определим расход сетевой воды на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение для здания 3 участка:

Определим расход сетевой воды на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение для 4 участка:

Определим расход сетевой воды на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение для 5 участка:

Определим расход сетевой воды на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение для 6 участка:

Определим расход сетевой воды на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение для 7 участка:

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

Линейное падение давления на участке определяется;

(20)

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

- длина расчётного участка, м.

Падение давление на местные сопротивления:

(21)

- эквивалентная длина теплопровода, м.

Общая потеря давления на участке:

. (22)

Результаты гидравлического расчета запишем в таблицу.

Таблица №2

Гидравлический расчёт тепловых сетей

№	Участок		, м	, м	, м	Ду, мм	щ,м/с	R,Па/м	ДР,Па	?ДР,Па
1	ЦТП-УТ1	24,5	40	14,7	54,7	133	0,59	38,7	2116,9	2116,9
2	УТ1-УТ2	21	15	4,4	19,4	133	0,54	32,7	634,4	2751,3
3	УТ2-УТ3	17,5	28	16,9	44,9	133	0,43	20,1	902,49	3653,79
4	УТ3-УТ4	14	15	3,3	18,9	108	0,52	30,6	559,9	4213,69
5	УТ4-УТ5	10,5	27	13,1	40,1	108	0,39	22,2	890,2	5103,89
4	УТ5-УТ6	7	15	2,5	17,5	89	0,89	26,8	402	5505,89
5	УТ6-6	3,5	13	2	15	76	0,27	18,2	236,6	5742,49

Местные сопротивления на расчетных участках:

1 участок: Задвижка + компенсатор = 2,2+12,5=14,7;

2 участок: тройник - 4,95

3 участок: компенсатор + тройник = 12,5+4,4=16,9

4 участок: тройник = 3,3

5 участок: компенсатор + тройник = 9,8+3,3=13,1

6 участок: тройник = 2,5

7 участок: тройник = 2

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:

(23)

где H и H - напор и потеря напора, м;

P и P - давление и потеря давления, Па;

- 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.

6. Подбор сетевых и подпиточных насосов

Для теплоснабжения микрорайона города в котельной устанавливаются два одинаковых попеременно работающих центробежных насоса - рабочий и резервный. Циркуляционные насосы имеют обводную линию, которая позволяет регулировать работу насосов и в случае их остановки (при авариях) поддерживать небольшую естественную циркуляцию. По полному напору Н = 6,8 м и производительности 15 м³/ч, по [6] выбираем сетевой насос марки 2К-6 с полным напором Н= 7 м , производительностью 20 м³/ч, КПД= 64%, мощностью на валу N= 2,7 кВт, мощностью электродвигателя 4,5 кВт, допустимой высотой всасывания Н_доп = 7,2 м и диаметром рабочего колеса Д = 162 мм.

Подпиточный насос выбираем марки 3К-6а с полным напором 41,5 м, производительностью 40м³/ч, КПД= 56%, мощностью на валу N= 7,4 кВт, мощностью электродвигателя 10 кВт, допустимой высотой всасывания Н_доп =
6 м и диаметром рабочего колеса Д = 192 мм.

7. 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.

В теплоотдаче участвуют только термические сопротивления слоя и поверхности.

Определяем требуемое термическое сопротивление теплопровода:

(24)

где t_w - среднегодовая температура теплоносителя, для параметров 130 - 70 t_w равная 110^оС;

t_е - температура окружающей среды;

к₁ - коэффициент, равный 1( для европейской части).

q_e - норма плотности теплового потока, в нашем случае равный 46 Вт/м [8];

Должно выполняться условие:

(25)

1. Тепловое сопротивление изоляции:

^оС•м/Вт (26)

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

м. (27)

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

б - коэффициент от наружной изоляции, принимаемый по приложению 9 [8], для трубопроводов прокладываемых в каналах принимается равным 8,2 Вт/(м^{3 о}С);

л_из - теплопроводность теплоизоляционного слоя, принимаемый по приложению 1[8] для пенополиуритана 0,03 Вт/(м ^оС);

r_tot - сопротивление теплопередаче на 1 м длины изоляционного слоя;

^оС•м²/Вт (28)

2. Термическое сопротивление наружной поверхности R_н

^оС•м²/Вт (29)

3. Термическое сопротивление поверхности канала:

^оС•м²/Вт (30)

где ;

4. Тепловое сопротивление канала:

^оС•м²/Вт (31)

5. Термическое сопротивление грунта:

(32)

где - коэффициент теплопроводности грунта, для сухого грунта равный 1,16 Вт/м^{2 0}С

Делаем проверку условия:

что свидетельствует о правильности выбора изоляции

Фактический тепловой поток:

Вт/м (33)

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:

(34)

А падение температуры теплоносителя:

(35)

Температура в конце расчетного участка

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 температурные, расходные, пьезометрический графики и график теплового потребления.

5. Подобраны сетевой и подпиточный насосы.

Список использованной литературы

1. СНиП 2.04.07-86*. Тепловые сети. Нормы проектирования. М.2002

2. СНиП 2.04.01-85. Внутренний водопровод и канализация зданий. Нормы проектирования. М., 1988.

3. Малая Э.М. Гурьянова М.Ю. Методическое указание к курсовому проектированию. Саратов, СГТУ, 2007.

4. ГОСТ 21605-83. Графические изображения. М., 1987.

5. Ионин А.А. и др. Теплоснабжение. М.: Стройиздат, 1982.

6. Р.В. Щекин. Справочник по теплоснабжению и вентиляции. Киев, 1976.

7. Соколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети. М.: Энергия, 1982.

8. СНиП 2.04.14-88*. Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов. М., 1998.

Размещено на Allbest.ru

...