Расчёт тепловых потоков на отопление, горячее водоснабжение и вентиляцию микрорайона

Размещено на http://www.allbest.ru/

23

Курсовая работа

по дисциплине «Теплоснабжение»

тема: «Расчёт тепловых потоков на отопление, горячее водоснабжение и вентиляцию микрорайона г. Чита (трёх 3эт., двух 10эт., и одного 16эт. жилых домов)»



Оглавление

Введение

1. Исходные данные

2. Расчет тепловых нагрузок

3. Расчёт тепловых потоков

4. Тепловой график потребления теплоты по месяцам

5. График по продолжительности температур наружного воздуха

6. Температурный график регулирования тепловой нагрузки на отопление

7. Гидравлический расчет магистрального трубопровода

8. Пьезометрических график

9. Подбор сетевых и подпиточных насосов

10. Расчет самокомпенсации

11. Расчёт тепловой изоляции

12. Расчет компенсаторов

13. Расчет усилий в неподвижных опорах теплопровода

14. Расчет спускных устройств

15. Подбор элеватора

Заключение

Список литературы и сайтов

Приложения



Ведение

Отопление и вентиляция - основные компоненты климатической регуляции помещения в холодный период. В теплый период вместо отопления применяется охлаждение и вентиляция. В терминальные периоды, когда ночью температура окружающего помещение воздуха понижается ниже комфортного значения, а днем - выше, режимы климатической регуляции меняются с отопления на охлаждение и обратно. Кроме того, даже в течение стабильно комфортной внешней температуры многие факторы внутренней среды помещения могут требовать климатической регуляции (большое количество людей, работа тепловыделяющих устройств и т.п.).

Понятно, что наиболее предпочтительно использование автоматики, которая способна сама обеспечивать режимы климатической регуляции в моменты, когда ее датчики сигнализируют об выходе из допустимого диапазона комфортной температуры. Этот диапазон всегда можно искусственно менять в зависимости от личных предпочтений.

Существует стандарт СНиП 2.08.01--89, требования которого необходимо учитывать при проектировании и выборе системы отопления и вентиляции в жилых помещениях. В нем описаны климатические параметры, которые должна обеспечить система. Но при этом затрагиваются и требования к архитектуре зданий, что не может быть учтено при выборе системы отопления и вентиляции для уже существующего помещения. Соответственно, возникает непростая задача, с которой может справиться специалист, имеющий опыт в таких областях. В такой задаче важно учесть особенности использования жильцами помещения, качество его теплоизоляции, тепловые сопротивления окон и наружных дверей, возможности установки устройств отопления и вентиляции (напольные ли отопители или настенные, возможность организации приточной вентиляции с выносом шумного устройства на балкон или внутренней и т.п.).

В любом случае необходимо знание существующего ассортимента современных устройств отопления и вентиляции и их эксплуатационных характеристик, чтобы, с одной стороны хватило мощности для компенсации тепловых потерь, а с другой стороны не был неоправданно большой избыток мощности, приводящий к дополнительным расходам и неудобствам. В одних случаях могут использоваться фирменные преимущества одних производителей, в других - альтернативных.

В городском округе «Город Чита» теплоснабжение объектов жилищного фонда и городской инфраструктуры осуществляется различными способами - индивидуальными и централизованными источниками тепла.

Централизованными источниками теплоснабжения являются котельные производственных предприятий, муниципальные котельные, а также принадлежащие ОАО «ТГК-14» источники комбинированной выработки тепловой и электрической энергии Читинские ТЭЦ-1 и ТЭЦ-2. Основную часть услуг теплоснабжения города предоставляет ОАО «ТГК-14», тепловые сети данной организации, примыкающие к ТЭЦ-1 и ТЭЦ-2, объединены в единую систему централизованного теплоснабжения - филиал ОАО «ТГК-14» Читинский энергетический комплекс (ЧЭК) и охватывают большую часть территории города. Тепловые сети котельных функционируют изолированно от тепловых сетей других источников. Расположение источников теплоснабжения с выделением зон действия, а также основные тепловые трассы от источников к потребителям приведены на карте-схеме в приложении.

Зоны, не охваченные источниками централизованного теплоснабжения, имеют индивидуальное теплоснабжение.



1. Исходные данные

Характеристика микрорайона

Место - город Чита.

Этажность застройки:

3-и эт. дома - 3 (жителей - 340) (площадь F = 6120м²)

10-и эт. дома - 2 (жителей - 510 чел.) (площадь F = 9180м²)

16-и эт. дома - 1 (жителей - 343) (площадь F = 6196м²)

Климатологические данные

Для расчёта принимаем следующие данные:

- расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления (средняя температура наиболее холодной пятидневки) tро= -38°С;

- средняя температура наружного воздуха за отопительный период

tср.о= -34°С.

- продолжительность отопительного периода nо=242сут.

Месячная температура города Чита:

Январь -24.7 °C

Февраль -19.8°C

Март -10.6°C

Апрель +2.4°C

Май +11.1°C

Июнь +15.7°C

Июль +17.9°C

Август +12.2°C

Сентябрь +7.8°C

Октябрь +1.1°C

Ноябрь - 3.7°C

Декабрь -22.1°C

Технические условия

Для разработки систем жизнеобеспечения необходимы следующие данные:

1) Система теплоснабжения закрытая

2) Расчетная температура теплоносителя в тепловой сети:

в подающем трубопроводе tп=110 ?С

в обратном трубопроводе tо=70 ?С;

3) Располагаемый перепад давления в тепловой сети на вводе в микрорайон ДРр=500 кПа;

4) Давление в распределительном газопроводе Ргаз=0,6 Мпа;

5) Давление в городском водопроводе Рвод=600 кПа;

6) Глубина заложения уличного коллектора канализационной сети Нул=3,5 м.

2. Расчет тепловых нагрузок

q_o = 87 Вт/м²- удельный показатель теплового потока на отопление жилых зданий,

-наотопление жилых и общественных зданий

Q_omax = q₀ · A · (1+K₁)

- на вентиляцию общественных зданий

Q_vmax = К₁· К₂·q_o· А

- на горячее водоснабжение в отопительный период

Q_hm= q_h·m



Cуммарный расход теплоты определяется по формуле с учетом тепловых потерь в сетях и оборудовании в размере 5%

QУ= Q_omax+ Q_vmax+ Q_hm

q_{h -} укрупненныйпоказатель среднего расхода теплоты на ГВС на одного человека, (407 Вт)

m - число потребителей

t'_в - средняя температура внутреннего воздуха в отапливаемых зданиях 18?С

t_н - текущее значение наружного воздуха, ?

t_н.о, t_н.в - расчетная температура наружного воздуха, ?

К₁- коэффициент учитывающий расход теплоты на отопление жилых зданий (0,26).

К₂- коэффициент учитывающий расход теплоты на вентиляцию общественных зданий (0,6).

Температура наружного воздуха для расчета систем отопленияt_о = - 38?

Общая площадь жилого дома на одного жителяf_общ. = 18м²/чел.

А = f_общ·m = 1193·18 = 21474(м²)

3. Определение тепловых потоков на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение

Максимальный тепловые потоки на отопление Q_O, вентиляцию Q_Vи горячее водоснабжение Q_hm жилых, при отсутствии проектов определяются по формулам:

· q_{0 -} удельный показатель теплового потока на отопление (см приложение №5);

· А - общая площадь отапливаемых помещений в жилом доме м²;

· К₁ - коэффициент, учитывающий тепловой поток на отопление общественных зданий = 0.4

· К₂ - коэффициент, учитывающий тепловой поток на вентиляцию общественных зданий = 0.25

· m - количество жителей;

Расчёт теплового потока на отопление в трёх домах:

Для трёх 3эт. домов

Q_от.мах= q0 · A · (1 + K₁) = 87 · 6120 ·(1 + 0.4) = 91 (МВт)

Для двух 10эт. домов

Q_от.мах= q0 ·A · (1 + K₁ ) =90 · 9180 · (1 + 0.4) =129( МВт)

Для одного 16эт. дома

Q_от.мах= q0 ·A · (1 + K₁ ) = 93 · 6196 · (1 + 0.4) = 92(МВт)

Расчёт теплового потока на вентиляцию в трёх домах:

Для трёх 3эт. домов

Q_{вен.мах}= q0 · A · (1 + K₁) = 87 · 6120 ·(1 + 0.25) = 86(МВт)

Для двух 10эт. домов

Q_{вен.мах}= q0 ·A · (1 + K₁ ) = 90 · 9180 · (1 + 0.25) = 103 (МВт)

Для одного 16эт. дома

Q_{вен.мах}= q0 ·A · (1 + K₁ ) = 93 · 6196 · (1 + 0.25) = 87 (МВт)

Расчёт теплового потока на горячее водоснабжение в трёх домах:

Для трёх 3эт. домов Qhm = 2.4 *qh*m = 2.4 * 1.17 * 340 = 95 (МВт)

Для двух 10эт. домов Qhm = 2.4 *qh · m = 2.4 · 1.25 · 510 = 105 (МВт)

Для одного 16эт. дома Qhm = 2.4 *qh · m = 2.4 · 1.33 · 343 = 101 (МВт)

Суммарный тепловой поток в трёх домах:

Для трёх 3эт. домов Q? = Q_от. + Q_вен. + Q_hm = 91 + 86 + 95 = 272 (МВт)

Для двух 10эт. домов Q? = Q_{от .}+ Q_вен. + Q_hm = 129 + 103 + 105 = 337(МВт)

Для одного 16эт. дома Q? = Q_{от .}+ Q_вен. + Q_hm = 92 + 87 + 101 = 280 (МВт)

Расчёт тепловых потоков

Таблица 3.

№ дома	Плотность населения дома	Количество Жителей в доме	Общая Площадь А м2	Тепловые потоки МВт
				Qоmax	Qвmax	Qhm	Q?
1	2	3	4	5	6	7	8
3эт.	340	340	6120	91	86	95	272
10эт.	510	510	9180	129	103	105	337
16эт.	343	343	6196	92	87	101	280

4. Тепловой график потребления теплоты по месяцам

Расчётные тепловые потоки района города:

на отопление Q_omax = 312МВт;

на вентиляцию Q_vmax = 276 МВт;

на горячее водоснабжение Q_hm = 301МВт.

Определим суммарные расходы теплоты для месяцев отопительного периода как сумму часовых расходов на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение.



Январь

Q_о^Янв = Q_{о max} • = 312 • = 165.6(МВт)

Q_v^Янв = Q_vmax• = 276 • = 146.5 (МВт)

Q_hm= y • Q_hmmax • = 0.7 • 301 • = 55 (МВт)

Q? = Q_о^Янв+Q_v^Янв+Q_hm^Янв = 165.6 + 146.5 + 55 = 367 (МВт)

Февраль

Q_о^фев = Q_{о max} • = 312 • = 163.2 (МВт)

Q_v^фев = Q_vmax• = 276 • = 144.3 (МВт)

Q_hm= y • Q_hmmax • = 0.7 • 301 • = 55 (МВт)

Q? = Q_о^фев+Q_v^фев+Q_hm = 163.2 + 144.3 + 55 = 362.5 (МВт)

Март

Q_о^март = Q_{о max} • = 312 • = 133.9 (МВт)

Q_v^март = Q_vmax• = 276 • = 118.4 (МВт)

Q_hm= y •Q_hmmax • = 0.7 • 301 • = 55 (МВт)

Q? = Q_о^март+Q_v^март+Q_hm = 133.9 + 118.4 + 55 = 307.3 (МВт)

Апрель

Q_о^апрель = Q_{о max} • = 312 • = 106.5 (МВт)

Q_v^апрель = Q_vmax• = 276 • = 94.2 (МВт)

Q_hm= y • Q_hmmax • = 0.7 • 301 • = 55 (МВт)

Q? = Q_о^апрель+Q_v^апрель+Q_hm = 106.5 + 94.2 + 55 = 255.7 (МВт)

Октябрь

Q_о^{октябрь} = Q_{о max} • = 312 • = 99.7 (МВт)

Q_v^{октябрь} = Q_vmax• = 276 • = 88.2 (МВт)

Q_hm= y • Q_hmmax • = 0.7 • 301 • = 55 (МВт)

Q? = Q_о^{октябрь}+Q_v^{октябрь}+Q_hm= 99.7 + 88.2 + 55 = 242.9 (МВт)

Ноябрь

Q_о^ноябрь = Q_{о max} • = 312 • = 112.9 (МВт)

Q_v^ноябрь = Q_vmax• = 276 • = 99.9 (МВт)

Q_hm= y • Q_hmmax • = 0.7 • 301 • = 55 (МВт)

Q? = Q_о^ноябрь+Q_v^ноябрь+Q_hm= 112.9 + 99.9 + 55 = 267.8 (МВт)

Декабрь

Q_о^{декабрь} = Q_{о max} • = 312 • = 161,3 (МВт)

Q_v^{декабрь} = Q_vmax• = 276 • = 142.7 (МВт)

Q_hm= y • Q_hmmax • = 0.7 • 301 • = 55 (МВт)

Q? = Q_о^{декабрь}+Q_v^{декабрь}+Q_hm= 161.3 + 142.7 + 55 = 359 (МВт)

Полученные данные заносим в таблицу №2.

Среднечасовые расходы теплоты по месяцам года

Таблица №2

Среднечасовые расходы теплоты по месяцам	Среднемесячные температуры наружного воздуха
	Янв	Фев	Март	Апр	Май	Июнь	Июль	Авг	Сен	Окт	Нояб	Дек
	-18.7	-17.7	-8.6	+2.4	+11.1	+15.7	+17.9	+12.2	+7.8	+1.1	-3.7	-17.1
Qо, МВт	367	362.5	307.3	255.7						242.9	267.8	359
Qv,МВт	146.5	144.3	118.4	94.2						88.2	99.9	142.7
Qhm, МВт	55	55	55	55	38	38	38	38	38	55	55	55
Q?, МВт	367	362.5	307.3	255.7	38	38	38	38	38	242.9	267.8	359



Рис. 1. Годовой график теплового потребления по месяцам

5. График по продолжительности температур наружного воздуха

(Рис.2)

6.Температурный график регулирования тепловой нагрузки на отопление

График используют для регулирования отпуска теплоты по совмещенной нагрузке отопления и горячего водоснабжения.

Расчетные температуры сетевой воды:

в подающей магистрали ₁= 110 ^_С;

в обратной магистрали ₂= 70 ^_С;

после элеватора ₃= 95 ⁰С.

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 определяю используя расчетные зависимости, для температур наружного воздуха t_н= +8; 0; -10; -23; -38⁰С

Определяю, используя формулы, значения величин



Для tн = +8 0С значения 01, 02 ,03 составят:

Точке излома температурного графика будут соответствовать температуры сетевой воды = 70 ⁰С, = 44,9 ⁰С, = 55,3 ⁰С, температура наружного воздуха = -2,5 ⁰С. Полученные значения температур сетевой воды для отопительно-бытового графика сведем в таблицу 4. Определяю температуру нагреваемой водопроводной воды после водоподогревателя первой ступени:

Балансовую нагрузку горячего водоснабжения определим по формуле:

Суммарный перепад температур сетевой воды в обеих ступенях водоподогревателей определим по формуле:

Перепад температур сетевой воды в водоподогревателе первой ступени для диапазона температур наружного воздуха от t_н= +8 ⁰С до t_н = -2,5 ⁰Сопределим по формуле:

Перепад температур сетевой воды во второй ступени водоподогревателяопределим по формуле:

Определим используя формулы значения величин ₂ и ₁ для диапазона температур наружного воздуха t_нотtв_н = -2,5 ⁰С до t₀= -38⁰С.

Так, для t_н= -10 ⁰С эти значения составят:

Температуры сетевой воды и в подающем и обратном трубопроводах для повышенного температурного графика определим по формулам:

Так, для t_н= +8 ⁰С и t_н= -2,5 ^_С эти значения составят:

для t_н= -10 ⁰С

Полученные значения величин _2,1,,свожу в таблицу 4.

Для построения графика температуры сетевой воды в обратном трубопроводе после калориферов систем вентиляции в диапазоне температур наружного воздуха t_н= +8 -2,5 ⁰С используем формулу:

Значение _2v для t_н= +8 ⁰С. Предварительно зададимся значением ⁰С.

Температурные напоры в калорифере и соответственно для t_н= +8 ⁰С и t_н= -2,5 ⁰С

Вычислимлевые и правые части уравнения

Левая часть

Правая часть

Для систем вентиляции с рециркуляцией воздуха определим, используя формулу, температуру сетевой воды после калориферов _2v для t_нро= -38⁰C.

Значения t; ; соответствуют t_н= t_v= -23 ⁰С. Поскольку данное выражение решается методом подбора, предварительно зададимся значением _2v = 51⁰С. Определим значения t_к и t

Далее вычисляю левую часть выражения

?

Используя данные таблицы 3, строю отопительно-бытовой и повышенный температурные графики регулирования (см. рис. 3).

Данные температурных графиков регулирования для закрытой системы теплоснабжения

Таблица 5

tН	10	20	30	1	2	1П	2П	2V
+8	70	44,9	55,3	9,6	5,7	75,9	36,4	18
-2,5	70	44,9	55,3	9,6	5,7	75,9	36,4	44,9
-10	88.5	49,4	67.4	5,8	10,2	89.7	42,3	51
-23	94,7	62.3	83.2	1,8	12,5	92,6	49	62.1
-38	110	70	95	0,6	14	110	51	48.5



Рис.3. Температурные графики регулирования для закрытой системы теплоснабжения ( отопительно-бытовой; --- повышенный)

7. Гидравлический расчет магистрального трубопровода

Основной задачей гидравлического расчета является потоко- распределение - по каждому участку сети находится расход транспортируемого продукта, а по каждому узлу сети - давление и определение диаметров трубопровода.

В расчетной схеме теплосети учтены геодезические параметры.

Данная трасса, будет использоваться строящейся микроструктурой района.

Гидравлический расчет ведется для жилых домов.

Нахожу массовый расход воды (G) по формуле:

G=v•d•с



где,

v - скорость течения воды 2.4(м/с), d - диаметр внутреннего сечения 0,7 (м),с - плотность воды 1100 (кг/м³).

G = 2.4•0.7•1100 = 1850 (т/ч)

Расчетная схема теплосети от котельной до квартала города (КВ) приведена на рис.4. Удельные потери давления по главной магистрали принять в размере 35-95Па/м.

Рис.5. Расчетная схема магистральной тепловой сети.

Определяю для участков диаметры трубопроводов d_нxS, мм, фактические удельные потери давления R, Па/м, скорости воды V, м/с.

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.

Сумма коэффициентов местных сопротивлений на 1 участке составит:

= 0,5+1,5 + 3 0,3 = 2,9

По приложению №1 (при К_э= 0,0005м) эквивалентная длина l_э для = 1,0 равна 38,9 м. Эквивалентная длина участка L_э составит:

L_э= l_э= 38,9 2,9 = 113 (м)

Далее определим приведенную длину участка L_п

L_п=L + L_э= 450 + 113 = 563 (м)

Затем определим потери давления P на участке 1

P = R L_п= 45 563 = 25335 (Па)

Аналогично выполняю гидравлический расчет участков 2 и 3 главной магистрали.

Расчет ответвлений. При гидравлическом расчете ответвлений необходимо стремиться к выполнению следующих условий:

P₄₊₅ = P₂₊₃ ;P₆= P₃

Исходя из этих условий, найдем ориентировочные удельные потери давления для ответвлений. Так, для ответвления с участками 4 и 5 получим

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



тогда;

Ориентируясь на R = 77 Па/м определим по таблицам гидравлического расчета диаметры трубопроводов, удельные потери давления R, скорости V, потери давления Р на участках 4 и 5.

Аналогично выполним расчет ответвления 6.

Расчет эквивалентных длин местных сопротивлений

Таблица 6

№ участка	dн х S, мм	L, м	Вид местного сопротивления		Кол-во		lэ ,м	Lэ,м
1	720x10	450	1. задвижка 2. сальниковый компенсатор 3. тройник на проход при разделении потока	0.5 0.3 1.5	1 3 1	2.4	38,9	113
2	630x10	850	1. внезапное сужение 2. сальниковый компенсатор 3. тройник на проход при разделении потока	0.5 0.3 1.5	1 6 1	3.8	32.9	125
3	530x10	700	1. внезапное сужение 2. сальниковый компенсатор 3. задвижка	0.5 0.3 0.5	1 5 1	2.5	26.5	66
4	530x10	550	1. задвижка 2. сальниковый компенсатор 3. тройник на проход	0.5 0.3 1.5	1 4 1	3.2	26.5	85
5	426x10	500	1. сальниковый компенсатор 2. задвижка	0.3 0.5	4 1	1.7	20.2	34
6	426x10	400	1.тройник на ответвление при разделении потока 2. сальниковый компенсатор 3. задвижка	1.5 0.5 0.5	1 3 2	3.5	20.2	71

Гидравлический расчет магистральных трубопроводов

Таблица 7

№ участка	G, т/ч	Длина, м	dнхs, мм	V, м/с	R, Па/м	P, Па	P, Па
		L	Lэ	Lп
1 2 3	1850 1050 600	450 850 700	113 125 66	563 975 766	720x10 630x10 530x10	2.4 1.6 1.1	45 55 43	25335 53625 32938	111898 86563 32938
4 5	850 550	550 500	85 34	635 534	530x10 426x8	1.54 1.25	78 69	48895 41118	90013 41118
6	550	400	71	471	426x8	1.3	86	40506	40506

Определим невязку потерь давления на ответвлениях. Невязка на ответвлении с участками 4 и 5 составит:

Невязка на ответвлении 6 составит:

8. пьезометрический график

????????????? ??????????? ????????

График используется для учета взаимного влияния геодезического профиля района, высоты абонентских систем, действующих напоров в тепловой сети.

Максимальный расход сетевой воды на горячее водоснабжение в неотопительный период 800 т/ч. Расчетные температуры сетевой воды 110-70?С.

Масштабы пьезометрического графика: вертикальный Мв 1:1000 и горизонтальный Мг 1: 10000. Напор на всасывающей стороне сетевых насосов Нвс = 30 метров. Превышение точки В по отношению к точке А составляет 9,5 метров. Располагаемый напор в данном примере принят равным 40 метров. Превышение точки Д по отношению к точке С составляет 9,5 метра.

Определим для данного периода потери напора в главной магистралииспользуя формулу пересчета:

?H^`_вод = ?H_вод - = 9,5 - = 1,8 (м)

Аналогичные потери напора (1,8 м) 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.

Рис.4пьезометрический график

9. Подбор сетевых и подпиточных насосов

Закрытая система теплоснабжения работающая при повышенном графике регулирования с суммарным тепловым потоком Q = 296 МВт и с расчетным расходом теплоносителя G = 1850 т/ч. Потери напора в теплофикационном оборудовании источника теплоты H_ист= 25 м. Суммарные потери напора в подающей и обратной магистралях тепловой сети H_под+H_обр= 40 м. Потери напора в системах теплопотребителей H_аб= 30 м. Статический напор на источнике теплоты H_ст= 40 м. Потери напора в подпиточной линии H_пл= 10 м. Превышение отметки баков с подпиточной водой по отношению к оси подпиточных насосов z = 3 (м).

Требуемый напор сетевого насоса определим по формуле:

Подача сетевого насоса G_сн должна обеспечить расчетный расход теплоносителя G_d

G_сн= G_d= 1850 (т/ч)

По приложению №2 принимаем к установке по параллельной схеме три рабочих и один резервный насосы СЭ 1250-100 обеспечивающие требуемые параметры при некотором избытке напора, который может быть сдросселирован на источнике теплоты. КПД насоса составляет 82%.

Требуемый напор подпиточного насоса H_пнопределяем по формуле:



Подача подпиточного насоса G_пнв закрытой системе теплоснабжения должна компенсировать утечку теплоносителя G_ут.

Величина утечки принимается в размере 0,75% от объема системы теплоснабжения V_сист. При удельном объеме системы 60 м³/МВт и суммарном тепловом потоке Q = 296 МВт объем системы V_сист составит:

V_сист= 60Q = 60 296 = 17760 (м³)

Величина утечки G_ут составит:

G_ут= 0,0075 V_сист= 0,0075 17760 = 133,2 (м³/ч)

По приложению №3принимаем к установке по параллельной схеме два рабочих и один резервный насосы

6 К-8аобеспечивающие требуемые параметры с небольшим избытком напора (8 м) с КПД 70%.

10.Расчет самокомпенсации

Определить изгибающее напряжение от термических деформаций в трубопроводе диаметром d_н= 200 мм у неподвижной опоры А (рис.) при расчетной температуре теплоносителя = 110 ⁰С и температуре окружающей среды t_о= -38⁰С. Модуль продольной упругости стали Е = 2x10⁵ МПа, коэффициент линейного расширения = 1,25x10^-5 1/⁰C. Сравнить с допускаемым напряжением _доп= 86 Мпа



Рис.5

Определим линейное удлинение L₁ длинного плеча L₁

L₁= L₁ ( - t_o) = 1,25x10^-5 50 (110 + 38) = 0,93 (м)

При = 40⁰ и n = L₁/L₂ = 2.5 находим изгибающее напряжение у опоры А по формуле:

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



11. Расчет тепловой изоляции

Определить по нормируемой плотности теплового потока толщину тепловой изоляции для двухтрубной тепловой сети с d_н= 200 мм, проложенной в канале типа КЛП 100x55. Глубина заложения канала h_к= 3,5 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. Среднегодовая температура теплоносителя в подающем трубопроводе ₁ = 78⁰С, в обратном ₂ = 41 С.

Определим внутренний d_вэ и наружный d_нэ эквивалентные диаметры канала по внутренним (1.00,55м) и наружным (2,070,83м) размерам его поперечного сечения

Термическое сопротивление внутренней поверхности канала R_пк

определим по формуле:

Термическое сопротивление стенки канала R_к, приняв коэффициент теплопроводности железобетонаопределим по формуле:

Термическое сопротивление грунта R_гр при глубине заложения оси труб h = 3 м и теплопроводности грунта определим по формуле:

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

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

= 0,042 + 0,00028 t_тп= 0,042 + 0,00028 59 = 0,06 Вт/( м ⁰С)

= 0,042 + 0,00028 t_то= 0,042 + 0,00028 40,5= 0,053 Вт/( м ⁰С)

Термическое сопротивление поверхности теплоизоляционного слоя, приняв предварительно толщину слоя изоляции _и= 50 мм = 0,05 мопределим по формуле:

Примем по приложению №16 методического пособия, нормируемые линейные плотности тепловых потоков для подающего q₁₁ = 41,6 Вт/м и обратного q₁₂ = 17,8 Вт/м трубопроводов. Определим суммарные термические сопротивления для подающего R_tot,1 и обратного R_tot,2 трубопроводов при К₁= 0,8 (см. приложение №20)

Коэффициенты взаимного влияния температурных полей подающего и обратного трубопроводов:

Определим требуемые термические сопротивления слоёв для подающего R_кп и обратного R_ко трубопроводов, м град/Вт

Определим требуемые толщины слоев тепловой изоляции для подающего _к1 и обратного _к2

12.Расчет компенсаторов

Компенсатор -- устройство, позволяющее воспринимать и компенсировать перемещения, температурные деформации, вибрации, смещения.

Определить размеры П-образного компенсатора и его реакцию для участка трубопровода с длиной пролета между неподвижными опорами L = 150 м. Расчетная температура теплоносителя ₁= 110 ⁰С. Расчетная температура наружного воздуха для проектирования систем отопления t₀ = -38⁰С. Учесть при расчетах предварительную растяжку компенсатора.

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



l= L (₁ - t₀) = 1,20 10^-2 150 (110 + 38) = 266 (мм)

Расчетное удлинение l_р с учетом предварительной растяжки компенсатора составит

l_р= 0,5 l = 0,5 266 = 133 (мм)

По приложению №23, ориентируясь на l_p, принимаем П-образный компенсатор имеющий компенсирующую способность l_к= 120 мм, вылет H = 2,0 м, спинку с = 1,88 м. По приложению №24 определим реакцию компенсатора Р при значении Р_к= 0,72 кН/см и l_р= 13,3 (см)

Р = Р_кl_р= 0,72 13,3 = 9,56 кН

13.Расчет усилий в неподвижных опорах теплопровода

Определить горизонтальное осевое усилие H_гона неподвижную опору Б. Определить вертикальную нормативную нагрузку F_v на подвижную опору.

Схема расчетного участка приведена на рис.6

Трубопровод с d_нxS = 200x6 мм. Вес одного погонного метра трубопровода с водой и изоляцией G_h= 513 Н. Расстояние между подвижными опорами L = 9 м. Коэффициент трения в подвижных опорах = 0,4. Реакция компенсатора P_к= 9,56кН. Сила упругой деформации угла поворота P_х= 0,12 кН.

Расчет горизонтальных усилий H_гона опору Б для различных тепловых режимов работы трубопровода выполним по формулам:

H_го= P_к+G_hL₁- 0,7 G_hL₂ = 9560 + 0,4 513 55 - 0,7 0,4 513 35 = 15818 (Н)

H_го= P_к+G_hL₂ - 0,7 G_hL₁ = 9560 + 0,4 513 35 - 0,7 0,4 513 55 = 8842 (Н)

H_го=P_х+G_hL₂ - 0,7 (P_к+ G_hL₁) = 120 + 0,4 513 35 -

-0,7 (9560 + 0,4 513 55) = -7290 (Н)

H_го= P_х+ G_hL₁- 0,7 (P_к+ G_hL₂) = 120 + 0,4 513 55-

-0,7 (9560 + 0,4 513 35) = 6378 (Н)

В качестве расчетного усилия принимаем наибольшее значение H_го= 15818 Н =15,818кН. Вертикальную нормативную нагрузку на подвижную опору F_v определим по формуле:

F_v= G_hL = 513 7 = 3591 Н = 3,591 (кН)

14.Расчет спускных устройств

Спускное устройство(клапан) - устройство позволяющие предотвратить возникшее давление в тепловой сети.

Определить диаметры спускных устройств (воздушников и спускников) для участка трубопровода, схема которого приведена на рис.7.



Выполним расчеты для левой стороны. Определим приведенный диаметр d_red по формуле:

Приняв коэффициент расхода для вентиля m = 0,0144, коэффициент

n = 0,72 при времени опорожнения не более 2 часов, определим диаметр спускного устройства для левой стороны d₁

Выполним аналогичные расчеты и для правой стороны. Диаметр спускного устройства для правой стороны d₂

Определим диаметр штуцера и запорной арматуры d для обеих сторон



Поскольку расчетный диаметр спускного устройства d =18 мм меньше рекомендованного d_у=50 мм (см. рекомендации в методическом пособии), к установке принимаем штуцер с наибольшим диаметром из сравниваемых d_у=50 мм.

15.Подбор элеватора

Элеватор (водоструйный насос) - устройство для смешения высокотемпературной воды из теплосети с водой из обратной магистрали системы отопления и создания в последней циркуляционного давления.

Для системы отопления с расчетным расходом сетевой воды на отопление G = 4,7 т/ч и расчетным коэффициентом смешения u_р= 2,2, определить диаметр горловины элеватора и диаметр сопла исходя из условия гашения всего располагаемого напора.

Потери напора в системе отопления при расчетном расходе смешанной воды h = 1,5 м. Располагаемый напор в тепловом пункте перед системой отопления H_тп= 25м.

Расчетный диаметр горловины d_г определяется по формуле:

Расчетную величину диаметра горловины округляем до стандартного диаметра в сторону уменьшения d_г= 30 мм. Располагаемый напор перед элеватором H для расчета сопла определяется как разность располагаемого напора перед системой отопления H_тп и потерь напора в системе отопления h.

H = H_тп- h = 25-1,5 = 23,5 м

Расчетный диаметр сопла определяем по формуле:

(мм)

Выбран элеватор 40с10бк, производительность 3,0 - 5,0 т/ч

Технические характеристики:

1) Максимальна температура воды, поступающей из теплосети - 150 °C;

2) Максимальная температура обратной воды - 70 °C;

3) Максимальное рабочее давление - 10 кгс/см²;

4) Минимальный напор, необходимый для работы элеватора - 1...1,5 кгс/см²;

5) Материал корпуса, штуцера, фланцев - сталь;

6) Материал сопла - латунь (сталь).



Заключение

В данной курсовой работе выполнен расчет тепловых потоков на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение домов микрорайона города.

Произведены расчеты тепловых нагрузок на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение. Построены зависимости данных нагрузок от температуры наружного воздуха. Из графиков тепловых нагрузок видно, что нагрузки на отопление сильно зависят от температуры наружного воздуха; нагрузки на горячего водоснабжения (ГВС), и практически не изменяются на протяжении года.

Определены расчетные расходы теплоносителя, выбраны трубопроводы на каждом участке сети исходя из расходов теплоносителя и допустимых потерь давления на участке. Построен пьезометрический график, и выбрана тепловая изоляция.



Литература и сайты

1.СНиП 2.01.01-82. Строительная климатология и геофизика/Госстрой СССР М.: Стройиздат, -1997. -140с.

2. СНиП 2.04.07-86*. Тепловые сети -М.: Госстрой, -2001. -48 с.

3.Теплоснабжение/Козин В. Е. и др. -М.: Высшая школа, -1980. -408 с.

4.Соколов Е. Я. Теплофикация и тепловые сети. -М.: Издательство МЭИ, -2009. -472 с.

5.Теплотехнический справочник/Под ред. Юренева В. Н. и Лебедева П. Д. в 2-х т. М.: Энергия. -1995. Т. 1. -744 с.

6.Справочник проектировщика. Проектирование тепловых сетей/Под ред. Николаева А. А. -М.: Стройиздат. -2014. -360 с.

7.Справочник по теплоснабжению и вентиляции /Щёкин Р. В. и др. В 2-х кн. Киев: Будивельник, -1996, Кн. 1. -416 с.

8.Сафонов А. П. Сборник задач по теплофикации и тепловым сетям. -М.: Энергия, -2014. -240 с.

9.Громов Н. К. Абонентские устройства водяных тепловых сетей. -М.: Энергия, -2009. -248 с

10. Теплоснабжение: учебное пособие для студентов.: Высшая школа, 1980 - 408стр. В.Е. Козин, Т.А.Левина, А.П. Марков, И.Б. Пронина, В.А Слемзин

11.В. М. Боровков, А. А. Калютик, В. В. Сергеев. Ремонт теплотехнического оборудования и тепловых сетей.

12. Ширакс З. Э. Теплоснабжение. -М.: Энергия, -2009. -256 с.

13. http://www.twirpx.com/files/tek/warming/

14. http://www.bestreferat.ru/referat-category-92-1.html

15.http://ru.wikipedia.org/wiki/%D2%E5%EF%EB%EE%F2%E5%F5%ED%E8%EA%E0

16. http://dic.academic.ru/dic.nsf/bse/139128/Теплотехника

17.http://www.politerm.com.ru/zuluhydro/help/piezografic_construction



Приложение №1 Значения эквивалентной длины для труб при = 1

Размеры труб, мм	l э, м, при k э, м	Размеры труб, мм	l э, м, при k э, м
, мм	, мм	0,0002	0,0005	0,001	, мм	, мм	0,0002	0,0005	0,001
25	33,53,2	0,84	0,67	0,56	350	3779	21,2	16,9	14,2
32	382,5	1,08	0,85	0,72	400	4269	24,9	19,8	16,7
40	452,5	1,37	1,09	0,91	400	4266	25,4	20,2	17
50	573	1,85	1,47	1,24	450	4807	29,4	23,4	19,7
70	763	2,75	2,19	1,84	500	5308	33,3	26,5	22,2
80	894	3,3	2,63	2,21	600	6309	41,4	32,9	27,7
100	1084	4,3	3,42	2,87	700	72010	48,9	38,9	32,7
125	1334	5,68	4,52	3,8	800	82010	57,8	46	38,7
150	1594,5	7,1	5,7	4,8	900	92011	66,8	53,1	44,7
175	1945	9,2	7,3	6,2	1000	102012	76,1	60,5	50,9
200	2196	10,7	8,5	7,1	1100	112012	85,7	68,2	57,3
250	2737	14,1	11,2	9,4	1200	122014	95,2	95,2	63,7
300	3258	17,6	14,0	11,8	1400	142014	115,6	91,9	77,3



Приложение №2 Значение коэффициента k2

Материал теплоизоляционного слоя	условный проход трубопроводов, мм
	25-65	80-150	200-300	350-500
Полимербетон	0,7	0,8	0,9	1,0
Пенополиуретан, фенольный поропласт ФЛ	0,5	0,6	0,7	0,8

Приложение №3 Технические характеристики основных сетевых насосов.

Тип насоса	Подача, м3/с (м3/ч)	Напор, м	Допустимый кавитационный запас, м ст.ж., не менее	Давление на входе в насос, МПа(кгс/см2) не более	Частота вращения (синхронная), 1/с(1/мин)	Мощность, кВт	К. п. д., %, не менее	Температура перекачиваемой воды, К(С), не более	Масса насоса, кг
СЭ-160-50 СЭ-160-70 СЭ-160-100 СЭ-250-50 СЭ-320-110 СЭ-500-70-11 СЭ-500-70-16 СЭ-500-140 СЭ-800-55-11 СЭ-800-55-16 СЭ-800-100-11 СЭ-800-100-16 СЭ-800-160 СЭ-1250-45-11 СЭ-1250-45-25 СЭ-1250-70-11 СЭ-1250-70-16 СЭ-1250-100 СЭ-1250-140-11 СЭ-1250-140-16 СЭ-1600-50 СЭ-1600-80 СЭ-2000-100 СЭ-2000-140 СЭ-2500-60-11 СЭ-2500-60-25 СЭ-2500-180-16 СЭ-2500-180-10 СЭ-3200-70 СЭ-3200-100 СЭ-3200-160 СЭ-5000-70-6 СЭ-5000-70-10 СЭ-5000-100 СЭ-5000-160	0,044(160) 0,044(160) 0,044(160) 0,069(250) 0,089(320) 0,139(500) 0,139(500) 0,139(500) 0,221(800) 0,221(800) 0,221(800) 0,221(800) 0,221(800) 0,347(1250) 0,347(1250) 0,347(1250) 0,347(1250) 0,347(1250) 0,347(1250) 0,347(1250) 0,445(1600) 0,445(1600) 0,555(2000) 0,555(2000) 0,695(2500) 0,695(2500) 0,695(2500) 0,695(2500) 0,890(3200) 0,890(3200) 0,890(3200) 1,390(5000) 1,390(5000) 1,390(5000) 1,390(5000)	50 70 100 50 110 70 70 140 55 55 100 100 160 45 45 70 70 100 140 140 50 80 100 140 60 60 180 180 70 100 160 70 70 100 160	5,5 5,5 5,5 7,0 8,0 10,0 10,0 10,0 5,5 5,5 5,5 5,5 14,0 7,5 7,5 7,5 7,5 7,5 7,5 7,5 8,5 8,5 22,0 22,0 12,0 12,0 28,0 28,0 15,0 15,0 32,0 15,0 15,0 15,0 40,0	0,39 4 0,39 4 0,39 4 0,39 4 0,39 4 1,08 11 1,57 16 1,57 16 1,08 11 1,57 16 1,08 11 1,57 16 1,57 16 1,08 11 2,45 25 1,08 11 1,57 16 1,57 16 1,08(11) 1,57(16) 2,45(25) 1,57(16) 1,57(16) 1,57(16) 1,08(11) 2,45(25) 1,57(16) 0,98(10) 0,98(10) 0,98(10) 0,98(10) 0,59(6) 0,98(10) 1,57(16) 0,98(10)	50(3000) 50(3000) 50(3000) 50(3000) 50(3000) 50(3000) 50(3000) 50(3000) 25(1500) 25(1500) 25(1500) 25(1500) 50(3000) 25(1500) 25(1500) 25(1500) 25(1500) 25(1500) 25(1500) 25(1500) 25(1500) 25(1500) 50(3000) 50(3000) 25(1500) 25(1500) 50(3000) 50(3000) 25(1500) 25(1500) 50(3000) 25(1500) 25(1500) 25(1500) 50(3000)	29 37 59 41 114 103 103 210 132 132 243 243 378 166 166 260 260 370 518 518 234 388 572 810 422 422 1380 1380 672 898 1530 1035 1035 1340 2340	73 79 71 80 80 82 82 81 81 81 80 80 82 82 82 82 82 82 82 82 83 80 85 84 86 86 84 84 86 86 86 87 87 87 87	393(120) 453(180) 453(180) 393(120) 453(180) 393(120)	- - - - - 1034 1034 - 1514 1514 3035 3035 - 2125 2125 1621 1621 - 4141 4141 - - - - 3770 - - 2277 - - - 5220 5220 - 4870

Размещено на Allbest.ru

...