Проектування теплової мережі станції теплопостачання
Схема розташування та вмикання споживачів до теплових мереж. Побудова температурних графіків тепломережі для опалювального навантаження. Визначення та регулювання температури зворотної мережної води по вентиляції. Аналіз витрат системи теплопостачання.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 11.12.2014 |
| Размер файла | 970,7 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://allbest.ru
Міністерство освіти і науки України
НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ УКРАЇНИ
“КИЇВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ”
Кафедра ТЕУ Т та АЕС
Курсова робота
По курсу: «Теплофікація та теплові мережі»
На тему: «Проектування теплової мережі ТЕС»
Виконав студент
Групи ТС-81c ТЕФ, V курс
Шелковніков А.В.
Перевірив: Побіровський Ю.М.
Київ 2012
1. ВИХІДНІ ДАНІ
Станція теплопостачання збудована в місті Києві, тому всі температурні умови для даного регіону відомі і беруться з спеціальної літератури [1].
Теплопостачання відбувається за рахунок опалювальних відборів турбін ПТ-50-90/13.
Загальна схема до гідравлічного розрахунку зображена на рис.1.
Размещено на http://allbest.ru
Рисунок 1.1 - Схема розташування споживачів
Довжини ділянок: L1 = 1500 м, L2 = 1500 м, L3 = 3500 м, L4 = 2500 м.
Висоти будівель: hБ = 15 м, hГ = 30 м, hВ = 15 м, hД = 10 м.
Витрати теплоносія на ділянках:
WАБ = 100%; WБГ = 0.3•WАБ;
WБВ = 0.7•WАБ; WГД = 0.85•WБГ.
Максимальне навантаження в гарячій воді: Qмах = 1250 МВт.
Частка вентиляційного навантаження: гвен = 15%.
Частка навантаження гарячого водопостачання: ггвп = 20%.
Додаткові вихідні дані:
– температурний графік ( 150 - 70 ) °С;
– мінімальний діючий напір НДміn = 15 - 25 м вод. ст.;
– наближені втрати тиску для побудови наближеного п'єзометра h = 3 ч 9 мм вод. ст./м;
– температура в помешканні tп = 18 °С;
– початок опалювального сезону при tн = 8 °С.
2. ПОБУДОВА РІЧНОГО ГРАФІКА ВІДПУСКУ ТЕПЛОТИ
Річний графік відпуску теплоти будується в двох квадрантах діаграми. В лівому квадранті будується теплове навантаження Q залежно від температури зовнішнього повітря tн, а у правому - залежно від тривалості цих температур.
Для побудови річного графіка відпуску теплоти необхідні кліматологічні дані району, які наведені в Додатку 3 [1].
Таблиця 2.1 - Кліматологічні дані для м. Київ
|
Температура зовнішнього повітря, С |
Число годин опалювального періоду з температурою зовнішнього повітря (С), яка дорівнює або нижча за |
|||||||||
|
Розрахункова для опалення tРО |
Розрахункова для вентиляції tРВ |
Середня за опалювальний період tСЗ |
-25 |
-20 |
-15 |
-10 |
-5 |
0 |
+8 |
|
|
-22 |
-10 |
-0,6 |
5 |
36 |
166 |
502 |
1128 |
2472 |
4224 |
Розрахункове навантаження вентиляції обчислюється за рівнянням:
Qрв = гвен•Qмах
Qрв=0,15·1250=187,5 МВт.
Середньотижневе навантаження під час опалювального періоду становить:
Qзгвп = ггвп•Qмах
Qзгвп=0,2·1250=250 МВт.
Середньотижневе навантаження під час неопалювального (літнього) періоду становить:
Qлгвп = 0,7• Qзгвп
Qлгвп = 0,7•250 =175 МВт.
Розрахункове навантаження опалення:
Отже всі необхідні дані для побудови графіка відпуску теплоти є, графік зображено на листі 1
теплопостачання вентиляція опалювальний
3. ПОБУДОВА ТЕМПЕРАТУРНИХ ГРАФІКІВ ТЕПЛОМЕРЕЖІ
Температурні графіки тепломережі будуються у вигляді залежностей температур прямої мережної води (ф1) і зворотної (ф2), після приладів опалення, підігрівачів гарячого водопостачання і вентиляції, від температури зовнішнього повітря tн. При побудові температурних графіків необхідно враховувати схему вмикання споживачів теплоти до теплових мереж. В даному проекті схема приєднання одноконтурна, незалежна з приєднанням по закритій схемі.
,
,
де ф1р - розрахункова температура прямої мережної води, ф1р = 150 °С;
ф02р - розрахункова температура зворотної мережної води, ф02р = 70 °С;
tн - температура зовнішнього повітря;
tро - розрахункова температура для опалення, tро = -22 (табл. 1).
3.1 Побудова опалювального графіка
Побудову опалювального графіка почнемо з побудови графіка теплового навантаження по опаленню за формулою, МВт:
,
де QPO=812,5 МВт - максимальне теплове навантаження опалення на ТЕЦ при розрахунковій температурі опалення tРО= -22 С
Розрахуємо теплове навантаження опалення при різних температурах зовнішнього повітря для певних характерних значень. Результати розрахунків занесені в таблицю 3.1.1 .
Рис 3.1.1 - Графік зміни теплового навантаження опалення від температури зовнішнього повітря
Таблиця 3.1.1 - Теплове навантаження опалення.
|
tЗов , С |
8 |
6 |
4 |
0 |
-5 |
-10 |
-14 |
-18 |
-22 |
|
|
Q` |
0.25 |
0.30 |
0.35 |
0.45 |
0.58 |
0.70 |
0.80 |
0.90 |
1.00 |
Розрахуємо температуру мережної води при різних температурах зовнішнього повітря через 4С та для певних характерних значень. Результати розрахунків занесені в таблицю 3.1.2.
Температура прямої мережної води змінюється згідно температури навколишнього середовища за формулою,С:
,
де tВН = +18 оC - температура в середині жилого приміщення, приймається за нормативними документами [4];
С
С
С
`З=95 С - температура мережної води за змішувачем (елеватором);
`2=70 С - температура зворотньої мережної води
`1=150 С - температура прямої мережної води
- відносна витрата тепла на опалення в долях від розрахункового, для любого значення температури зовнішнього повітря.
Температура зворотної мережної води обчислюється за формулою,С:
Рис 3.1.2 - Температурний графік для опалювального навантаження
Таблиця 3.1.2 - До розрахунку температурного графіка опалення.
|
tЗов С |
Q` |
tВН, С |
Температура мережної води, С |
||
|
-22 |
1 |
+18 |
150.00 |
70.00 |
|
|
-18 |
0,9 |
138.04 |
66.04 |
||
|
-14 |
0,8 |
125.96 |
61.96 |
||
|
-10 |
0,7 |
113.74 |
57.74 |
||
|
-5 |
0,58 |
98.24 |
52.24 |
||
|
0 |
0,45 |
82.43 |
46.43 |
||
|
4 |
0,35 |
69.47 |
41.47 |
||
|
6 |
0,3 |
62.87 |
38.87 |
||
|
8 |
0,25 |
56.15 |
36.15 |
В зв'язку з тим, що доля гарячого водопостачання становить 20 % (за умовою), температурний графік повинен бути побудований за законом спільного навантаження по опаленню та гарячому водопостачанню.
Тобто, будується за даними таблиці 3.1.2. температурний графік опалення для прямої та зворотної мережної води, але при цьому якісне регулювання обмежується найменшою температурою в напірному(прямому) трубопроводі мережної води для закритих систем теплопостачання не менше 70 С. Тому на графіку є така точка, в якій відбувається злом графіка опалення, тому частина графіка (до точки злому) матиме вигляд прямої лінії паралельної до вісі Х з значенням температури мережної води 70 С, а інша частина (після точки злому) - матиме вигляд температурного графіка побудованого за законом зміни опалювального навантаження при якісному регулюванні (див. значення в таб. 3.1.2 при .).
Точка злому становитиме - (див рис. 3.1.2). Потім з точки злому опускаємо перпендикуляр до перетину з графіком опалення зворотної мережної води й отримаємо точку злому на графіку опалення зворотної мережної води.(див рис. 3.1.2., при , то 02=41,5 С)
Скоректовану температуру мережної води при різних температурах зовнішнього повітря через 5С та для певних характерних значень занесемо в таблицю 3.1.3. Скоректований температурний графік для опалювального навантаження зображено на рис 3.1.3.
Рис 3.1.3 - Скоректований температурний графік для опалювального навантаження
Таблиця 3.1.3 - Скоректовані значення температурного графіка опалення.
|
tЗов С |
Q` |
tВН, С |
Температура мережної води, С |
||
|
-22 |
1 |
+18 |
150.00 |
70.00 |
|
|
-18 |
0,9 |
138.04 |
66.04 |
||
|
-14 |
0,8 |
125.96 |
61.96 |
||
|
-10 |
0,7 |
113.74 |
57.74 |
||
|
-5 |
0,58 |
98.24 |
52.24 |
||
|
0 |
0,45 |
82.43 |
46.43 |
||
|
4 |
0,35 |
70 |
41 |
||
|
6 |
0,3 |
70 |
41 |
||
|
8 |
0,25 |
70 |
41 |
Знаючи теплове навантаження та температури прямої та зворотної води можна знайти витрату мережної води, що йде на опалення, за наступною формулою, кг/с:
,
де - ізобарна теплоємкість води при нормальних умовах.
Якщо чисто опалювальне навантаженні при якісному регулюванні, то доля витрат мережної води на опалення постійна.
При спільному регулюванні опалювального навантаженні та гвп витрата мережної води буде постійна в інтервалі температур зовнішнього повітря від до й становитиме (якісне регулювання), а при відбувається кількісне регулювання за законом описаним трохи вище.
Розрахуємо теплове навантаження опалення при різних температурах зовнішнього повітря для певних характерних значень.
Результати розрахунків занесені в таблицю 3.1.4
Таблиця 3.1.4 - Розрахунок витрат мережної води на опалення..
|
tЗов , С |
8 |
6 |
4 |
0 |
-5 |
-10 |
-14 |
-18 |
-22 |
|
|
203 |
244 |
284 |
366 |
467 |
569 |
650 |
731 |
813 |
||
|
,С |
70 |
70 |
70 |
82.4 |
98.2 |
113.7 |
126.0 |
138.0 |
150.0 |
|
|
,С |
41.0 |
41.0 |
41.0 |
46.4 |
52.2 |
57.7 |
62.0 |
66.0 |
70.0 |
|
|
Go, кг/с |
1672 |
2006 |
2340 |
2424 |
2424 |
2424 |
2424 |
2424 |
2424 |
Графік зміни витрат мережної води від температури зовнішнього повітря показано на рис 3.1.4.
Рис. 3.1.4 - Графік зміни витрат мережної води від температури зовнішнього повітря
3.2 Побудова вентиляційного графіка
Побудову вентиляційного графіка почнемо з побудови графіка теплового навантаження по вентиляції за формулою, МВт:
Ця формулою справедлива лише для ділянки з температурами від +8 С до tРВ= -10 С , а при tРВ < -10 С і до tРО= -22 С кількість тепла що йде на покриття вентиляційного навантаження постійне і складає QРВ=187,5 МВт
Розрахуємо теплове навантаження вентиляції при різних температурах зовнішнього повітря через 4С та для певних характерних значень. Результати розрахунків занесені в таблицю 3.2.1.
Таблиця 3.2.1 - Вентиляційне навантаження в залежності від температури навколишнього середовища
|
tЗов , С |
8 |
6 |
4 |
0 |
-5 |
-10 |
-14 |
-18 |
-22 |
|
|
QВ, МВт |
67 |
80 |
94 |
121 |
154 |
187.5 |
187.5 |
187.5 |
187.5 |
Графік зміни вентиляційного навантаження від температури зовнішнього повітря показано на рис 3.2.1.
Рис 3.2.1 - Графік зміни вентиляційного навантаження від температури зовнішнього повітря.
Розрахунок температурного графіка вентиляції трошки складніший від графіка опалення, бо здійснюється методом послідовних наближень.
Для побудови температурного графіка координатну вісь по якій відкладатиметься температура навколишнього повітря розбивається на три ділянки:
ділянка І - кількісне регулювання. Діапазон температур становить:
+8 С до ;
ділянка ІІ - кількісне регулювання. Діапазон температур становить:
до ;
ділянка ІІІ - якісне регулювання. Діапазон температур становить:
до .
Ділянка І: Для цієї ділянки характерне місцеве кількісне регулювання, тому температура зворотної мережної води з вентиляційним навантаженням для ділянки І визначається за середньою різницею температур ( tСер.В.) у підігрівача вентиляційного повітря і константою (): для зони (+8 оС … ) за такими формулами:
, та .
Розрахунок на ділянці І будемо проводити за такими температурами зовнішнього повітря - tЗов.= +8, +6, +4 С
Рис. 3.2.3 - Графік температури зворотної мережної води по вентиляції на ділянці І
На ділянці І графіка температури зворотної мережної води по вентиляції є така температура зовнішнього повітря, при якій відбувається злом графіка.
Тому приймається інтервалу температур до цієї точки вважати ПВ=const.
Тобто, при tЗов.= +6 С, для інтервалу температур від +8 С до +6 С вважати ПВ=const.
При tЗов.=+4С, та.
Таблиця 3.2.2 - До розрахунку температурного графіку на ділянці І для вентиляційного навантаження.
|
tЗов,, С |
ПВ |
|||
|
+4 |
70 |
41 |
0,2085 |
|
|
+6 |
34 |
0,2176 |
||
|
36,5 |
0,2086 |
|||
|
40 |
0,1966 |
|||
|
+8 |
30 |
0,2129 |
||
|
31,2 |
0,2085 |
|||
|
36 |
0,1919 |
Якщо так, то температура зворотної мережної води на ділянці І згідно рис. 3.2.3. становить:
при +4 С ;
при +6 С ;
при +8 С .
Ділянка ІІ: На ділянці ІІ відбувається центральне якісне регулювання. Температура зворотної мережної води з вентиляційним навантаженням: для інтервалу температур по зовнішньому повітрю - від до приймається такою самою, як для того самого проміжку температур, тільки по навантаженню опалення.
Значення температур зворотної мережної води на ділянці ІІ занесені в таблицю 3.2.3.
Таблиця 3.2.3 -Температура зворотної мережної води
|
tЗов, С |
-10 |
-5 |
0 |
4 |
|
|
В2 ,С |
57,7 |
52,2 |
46,4 |
41 |
Ділянка ІІІ: На ділянці ІІІ проводиться місцеве кількісне регулювання. Температура зворотної мережної води з вентиляційним навантаженням для ділянки ІІІ визначається за середньою різницею температур ( tСер.В.) у підігрівача вентиляційного повітря і константою (): для інтервалу температур від до за такими формулами:
, та .
Розрахунок на ділянці ІІІ будемо проводити за такими температурами зовнішнього повітря - tЗов.= -10, -14, -18, -22С
На ділянці ІІІ графіка температури зворотної мережної води по вентиляції є така температура зовнішнього повітря, при якій відбувається злом графіка. Тому приймається для інтервалу температур до цієї точки вважати ПВ=const. Тобто, при tЗов.= -14 С, для інтервалу температур від -14 С до -22 С вважати ПВ=const.
Таблиця 3.2.4 - До розрахунку температурного графіку на ділянці ІІІ для вентиляційного навантаження.
|
tЗов,, С |
ПВ |
|||
|
-10 |
113,7 |
57,7 |
0,0265 |
|
|
-14 |
126 |
37 |
0.0258 |
|
|
33.5 |
0.0265 |
|||
|
33 |
0.0267 |
|||
|
-18 |
128 |
27 |
0.0257 |
|
|
23 |
0.0265 |
|||
|
21 |
0.0269 |
|||
|
-22 |
150 |
13 |
0.0263 |
|
|
11.8 |
0.0265 |
|||
|
8 |
0.0273 |
Рис. 3.2.4 - Визначення температури зворотної мережної води по вентиляції на ділянці ІІІ
Якщо, так то температура зворотної мережної води на ділянці ІІІ згідно рис. 3.2.4. становить:
при -14 С ;
при -18 С ;
при -22 С .
Рис. 3.2.5 - Графік залежності температур прямої та зворотної води тепломережі від температури зовнішнього повітря для вентиляційного навантаження
Знаючи теплове навантаження та температури прямої та зворотної води можна знайти витрату мережної води, що йде на вентиляцію, за наступною формулою, кг/с:
,
де - ізобарна теплоємкість води при нормальних умовах.
Розрахуємо теплове навантаження опалення при різних температурах зовнішнього повітря для певних характерних значень. Результати розрахунків занесені в таблицю 3.2.5.
Таблиця 3.2.5 - Розрахунок витрат мережної води на вентиляцію..
|
tЗов , С |
8 |
6 |
4 |
0 |
-5 |
-10 |
-13 |
-17 |
-22 |
|
|
67 |
80 |
94 |
121 |
154 |
187.5 |
187.5 |
187.5 |
187.5 |
||
|
,С |
70.0 |
70.0 |
70.0 |
82.4 |
98.2 |
113.7 |
126.0 |
138.0 |
150.0 |
|
|
,С |
31.2 |
36.5 |
41.5 |
46.4 |
52.2 |
57.7 |
33.5 |
23.0 |
11.8 |
|
|
, кг/с |
412 |
572 |
784 |
799 |
799 |
799 |
484 |
389 |
324 |
Графік зміни витрат мережної води від температури зовнішнього повітря показано на рис 3.2.5
Рис 3.2.5 - Графік зміни витрат мережної води на вентиляцію від температури зовнішнього повітря
3.3 Побудова графіка навантаження гарячого водопостачання
Система гарячого водопостачання - закрита. Побудову графіка навантаження по гарячому водопостачанню почнемо з побудови графіка теплового навантаження по гвп. Навантаження по гарячому водопостачанню на проміжку температур зовнішнього повітря від -22С до +8С протягом усього опалювального періоду постійна й становить QГВП=250 МВт.
Розрахунок температурного графіка гарячого водопостачання здійснюється методом послідовних наближень.
Для побудови температурного графіка координатну вісь по якій відкладатиметься температура навколишнього повітря розбивається на дві ділянки :
ділянка І - діапазон температур становить
від +8 С до ;
ділянка ІІ - діапазон температур становить
від до .
Температура прямої мережної води для навантаження в гарячому водопостачанню (ГВП1) приймається такою ж самою, як і для температури прямої води при опалювальному навантаженні значення цих температур для різних зовнішніх температур представлені в таблиці 3.3.1. Результати розрахунку температури мережної води подано в. таблиці 3.3.1.
Ділянка І: Температура зворотної мережної води з навантаженням по гарячому водопостачанню для інтервалу температур по зовнішньому повітрю - від +8 С до приймається такою самою, як для того самого проміжку температур, тільки по навантаженню опалення, а саме для цього проміжку вона постійна та становить
Ділянка ІІ: На ділянці ІІ проводиться місцеве якісне регулювання. Температура зворотної мережної води з навантаженням гвп для ділянки ІІ визначається за середньою різницею температур ( tСер.ГВП.) у підігрівача вентиляційного повітря і константою (): для інтервалу температур від до за такими формулами:
, та ,
де С та С - більший та менший температурний напір в проти точному теплообміннику;
С - температура холодної води на гвп для закритої схеми теплопостачання;
С - температура гарячої води на гвп для закритої схеми теплопостачання;
Задамося значеннями температур зворотної мережної води вентиляційного навантаження, а саме ,,. Розрахунок на ділянці ІІ будемо проводити за такими температурами зовнішнього повітря - tЗов.= +4, 0, -5, -10, -14, -18, -22 С
На ділянці ІІ графіка температури зворотної мережної води по вентиляції є така температура зовнішнього повітря, при якій відбувається злом графіка. Тому, приймаємо для інтервалу температур до цієї точки ПГВП=const. Тобто, при tЗов.= +4 С, для інтервалу температур від +4С до -22 С вважаємо ПГВП=const.
Аналогічним чином виконані розрахунки для наступних точок температур -14, -18, -22 С. Дані розрахунків приведені в таблиці 3.3.1.
Таблиця 3.3.1 - До розрахунку температурного графіку на ділянці ІІ для навантаження ГВП
|
tЗов,, С |
ПГВП |
|||
|
4 |
70 |
41 |
0,2653 |
|
|
0 |
82,4 |
34 |
0.2721 |
|
|
34.9 |
0.2653 |
|||
|
39 |
0.2369 |
|||
|
-5 |
98,2 |
34 |
0.2399 |
|
|
29.98 |
0.2653 |
|||
|
29 |
0.2722 |
|||
|
-10 |
113,7 |
30 |
0.2437 |
|
|
26.51 |
0.2653 |
|||
|
25 |
0.2760 |
|||
|
-14 |
126 |
28 |
0.2427 |
|
|
24.34 |
0.2653 |
|||
|
23 |
0.2748 |
|||
|
-18 |
138.0 |
26 |
0.2436 |
|
|
22.52 |
0.2653 |
|||
|
21 |
0.2763 |
|||
|
-22 |
150,0 |
24 |
0.2459 |
|
|
20.97 |
0.2653 |
|||
|
19 |
0.2802 |
Рис. 3.3.3 - Визначення температури зворотної мережної води ГВП на ділянці ІІ
Якщо, так то температура зворотної мережної води на ділянці ІІ згідно рис. 3.3.3. становить:
при +0С 34,9;
при -5С 29,98;
при -10С 26,51;
при -14С 24,34;
при -18С 22,52;
при -22С 20,97.
Рис. 3.3.4 - Температурний графік прямої та зворотної мережної води гарячого водопостачання
Знаючи теплове навантаження та температури прямої та зворотної води можна знайти витрату мережної води, що йде на гаряче водопостачання, за наступною формулою, кг/с:
, або
де - ізобарна теплоємкість води при нормальних умовах.
Розрахуємо теплове навантаження опалення при різних температурах зовнішнього повітря через 4С та для певних характерних значень. Результати розрахунків занесено в таблицю 3.3.2.
Таблиця 3.3.2 - Розрахунок витрат мережної води на гаряче водопостачання.
|
tЗов , С |
8 |
6 |
4 |
0 |
-5 |
-10 |
-14 |
-18 |
-22 |
|
|
,С |
70.0 |
70.0 |
70.0 |
82.4 |
98.2 |
113.7 |
126.0 |
138.0 |
150.0 |
|
|
,С |
41.0 |
41.0 |
41.0 |
34.9 |
30.0 |
26.5 |
24.3 |
22.5 |
21.0 |
|
|
, кг/с |
2057.4 |
2057.4 |
2057.4 |
1255.4 |
874.1 |
684.0 |
587.2 |
516.5 |
462.4 |
|
|
250 |
Рис 3.3.4 - Графік зміни витрат мережної води від температури зовнішнього повітря
3.4 Побудова сумарного температурного графіку та визначення сумарних витрат мережної води
Визначення температур мережної води при наявності опалення, вентиляції та ГВП проводиться за законом змішування (усереднення).
Так як температура прямої мережної води бралась однаковою, як для опалення, для вентиляції, й для ГВП то за цим законом при заданих температурах зовнішнього повітря сумарна температура прямої мережної води буде мати такі самі значення як і для температур прямої мережної води по опаленню, вентиляції та ГВП. А от для визначення сумарної температури зворотної мережної скористаємося законом змішування, який описується такою формулою, С:
,
де та та - температура зворотної мережної води та витрати води на опалення, вентиляцію та ГВП для даних температур зовнішнього повітря, що були розраховані вище.
Таблиця 3.4.1 - Розрахунок температури зворотної води та витрат мережної води.
|
tЗов, С |
Температура мережної води, С |
Витрати мережної води, кг/с |
||||||||
пряма1 |
Зворотна |
опалення |
вентиляція |
ГВП |
сумарна |
|||||
|
опалення, О2 |
вентиляція, В2 |
ГВП, ГВП2 |
сумарна,2 |
WО |
WВ |
WГВП |
W |
|||
|
8 |
70.0 |
41.0 |
31.2 |
41.0 |
40.0 |
1671.7 |
412 |
2057 |
4141 |
|
|
6 |
70.0 |
41.0 |
36.5 |
41.0 |
40.4 |
2006.0 |
572 |
2057 |
4636 |
|
|
4 |
70.0 |
41.0 |
41.5 |
41.0 |
41.1 |
2340.3 |
784 |
2057 |
5182 |
|
|
0 |
82.4 |
46.4 |
46.4 |
34.9 |
43.2 |
2423.9 |
799 |
1255 |
4478 |
|
|
-5 |
98.2 |
52.2 |
52.2 |
30.0 |
47.5 |
2423.9 |
799 |
874 |
4097 |
|
|
-10 |
113.7 |
57.7 |
57.7 |
26.5 |
52.3 |
2423.9 |
799 |
684 |
3907 |
|
|
-14 |
126.0 |
62.0 |
33.5 |
24.3 |
51.7 |
2423.9 |
484 |
587 |
3495 |
|
|
-18 |
138.0 |
66.0 |
23.0 |
22.5 |
54.3 |
2423.9 |
389 |
517 |
3329 |
|
|
-22 |
150.0 |
70.0 |
11.8 |
21.0 |
57.1 |
2423.9 |
324 |
462 |
3210 |
Результати розрахунків та розрахункові величини для даних значень зовнішніх температур занесено в таблицю 3.4.1.
За даними цієї таблиці було побудовано температурний графіки - зміна температури прямої та зворотної води в залежності від температури зовнішнього повітря. Проаналізувавши в таблиці 3.4.1. значення витрат, дійшли до висновку що при tЗов=+4 витрата мережної води буде максимальною. тому для подальших розрахунків системи теплопостачання приймаємо максимальну витрату мережної води на рівні W=5182 кг/с.
За даними таблиці 3.4.1. будуємо температурний графік по відпуску мережної води з ТЕЦ на покриття теплофікаційного навантаження та також графік сумарних витрат мережної води. Ці графіки представлені відповідно на рис.3.4.1. та рис. 3.4.2.
Рис.3.4.1 - Температурний графік тепломережі
Рис.3.4.2 - Графік залежності сумарних витрати мережної води від температури зовнішнього повітря
4. Діаграма режимів системи теплопостачання
Діаграма режимів системи теплопостачання дає поняття про розподіл теплового навантаження між теплом, яке виробляється у пікових котлах, і парою відбору, а також визначає виробіток електроенергії на тепловому споживанні й економічний ефект від комбінованого виробітку електроенергії і тепла.
Діаграма режимів містить у собі чотири графіки, що розташовуються в чотирьох квадрантах, у тому числі:
Графік тривалості стояння зовнішніх температур (I квадрант)
tЗов=(Т),
де Т -години, протягом яких зовнішня температура tЗов зустрічається в опалювальному сезоні. Будується за даними таблиці 1.1.1.
Температурний графік теплової мережі 1 і 2=(tЗов ) (II квадрант). Більш точний результат дає не температурний, а ентальпійний графік, котрим і варто користуватися для більш точних розрахунків. Температури 1 і 2 повинні прийматися з урахуванням втрат у тепловій мережі. Графік теплових навантажень Q=(tЗов ) (III квадрант). Будується за сумою теплових навантажень по опаленню, по вентиляції та по ГВП
Річний графік споживання тепла Q=(tЗов ) (IV квадрант) .
Усі чотири графіки взаємно сполучені. Шкали осей ординат квадранта І й абсцис II і III - однойменні і повинні виконуватися в одному масштабі, як і ординати III і IV квадрантів і абсциси I і IV. Графіки розміщуються один під одним.
Побудуємо діаграму режимів системи теплопостачання для випадку, при якому пікове навантаження покривається піковими котлами.
При побудові, за заданим коефіцієнтом теплофікації ТЕЦ=0,2665 , визначимо розрахункове теплове навантаження відбору турбіни Т-110 за формулою:
де - максимальне теплове навантаження (за завданням);
0,2665 - коефіцієнт теплофікації, повинен бути в межах 0,50…0,7 (приймається по завданню )
Відкладемо в квадранті IV точку Р``, якій відповідає й визначимо розрахункову температуру зовнішнього повітря по графіку Росандера - tЗов=4 С завантаження відборів турбін на ТЕЦ. Цій точці на графіку 1=(4С) в ІІ квадранті відповідає точка Р/ і має температуру прямої мережної води рівною 1 =70С При tЗов< 4 С теплофікаційний відбір неспроможний покрити теплове навантаження, тому починає працювати водонагрівальний котел КВГМ-180
На графіку теплових навантажень Q=(tЗов ) в квадранті ІІІ проводимо лінію PС паралельно осі абсцис. Ця лінія попередньо розіб'є площу графіка на дві частини: вище лінії - навантаження, що покриваються піковим водонагрівальними котлоагрегатами КВГМ-180, нижче лінії - навантаження, що покриваються парою відборів. Теплове навантаження, що покривається ПВК становить QКВГМ-180= 916,82 МВт.
Визначимо й побудуємо залежність температури прямої мережної води за основними мережними підігрівачами турбоустановки ПТ-50 від температури зовнішнього повітря - ОП=(tЗов), якщо через основні підігрівачі і пікові котли проходить одна і та ж кількість мережної води.
Температуру мережної води за основними підігрівачами представлено в таблиці 2.1.
Розрахунок будемо проводити в інтервалі зовнішніх температур tЗов від до tРО= -22 С, за формулою, С:
,
де - сумарне теплове навантаження по опаленню, вентиляції та ГВП ( див рис. 2.1,. квадрант ІІІ), МВт; - теплове навантаження відбору турбіни ПТ-50,130 МВт; - температура прямої та зворотної мережної води в тепломережі, С.
В інтервалі температур зовнішнього повітря до +4С (точка Р') сумарне теплове навантаження покривається за рахунок навантаження теплофікаційних відборів турбіни, тому справедлива така рівність: , тому .
При tЗов< 8 С теплове навантаження відборів турбіни постійне і становить . Нехай tЗов= -4 С , тоді
С
Таблиця 4.1 - До розрахунку температури прямої мережної води за основними підігрівачами.
|
tЗов, С |
+4 |
0 |
-4 |
-5 |
-10 |
-14 |
-18 |
-22 |
|
|
,МВт |
333,18 |
333,18 |
333,18 |
333,18 |
333,18 |
333,18 |
333,18 |
333,18 |
|
|
, МВт |
575,85 |
694,07 |
812,29 |
841,85 |
989,23 |
1077,48 |
1165,74 |
1250 |
|
|
,С |
70,0 |
82,4 |
95,1 |
98,2 |
113,7 |
126 |
138 |
150 |
|
|
,С |
41 |
46,4 |
51,1 |
52,2 |
57,7 |
62 |
66 |
70 |
|
|
,С |
57,78 |
63,7 |
69,1 |
70,4 |
76,6 |
81,7 |
86,6 |
91,3 |
Розрахувавши декілька значень ОП, у тому числі і для tЗов=tРО можна провести попередню лінію P'-Т. Після цієї побудови на графічну залежність ОП=(tЗов ) варто нанести точки, що відповідають можливим нагріванням води в основних мережних підігрівниках при тиску 0,05 (0,05); 0,07 (0,07); 0,12 (0,12); 0,25 МПа (0,25) . Звичайно 0,05= 76...80 °С; 0,07=64...86 °С; 0,12=91...96 °С; 0,25=116... I20 °С . Нанесемо точки: М'- відповідає нагріванню мережної води в основних підігрівачах до температури ~ 120 °С; Н'- до температури ~ 96 °С; О' - до температури ~ 86 °С і точку П'- до температури ~ 80 °С.
Розрахуємо зовнішню температуру, що відповідає точці П' - tЗов= +4 С. При цій температурі визначимо в IV квадранті точку П''. Отримана площа сектору І в квадранті IV буде характеризувати кількість теплоти, віддану паром відбору з тиском 0,05 МПа. Межа недогріву мережної води в основних підігрівачах - ~ 120 °С (2,5), тому на графіку температури оп буде характеризуватися ламаною A'-П'-P'-M'-Ф'. Положення точки Ф, що характеризує , при tРО=-22 С, можна визначити за формулою:
де - розрахункове теплове навантаження відбору;
ф=120С - температура мережної води за основними підігрівниками (відповідає верхньому тиску в відборі); 1=150 С - температура тепло мережної води за ПВК у прямій магістралі; 2=70 С - температура тепло мережної води в зворотній магістралі.
Площа IV в квадранті IV характеризує роботу пікового водонагрівального котлоагрегату.
5. П'ЄЗОМЕТРИЧНИЙ ГРАФІК ТЕПЛОМЕРЕЖІ
П`єзометричний графік (графік тисків) широко використовується при проектуванні і експлуатації розгалужених теплових мереж. На графіку у визначеному масштабі задається рельєф місцевості, висота приєднаних будинків, напір у мережі.
Визначення розміру діючого напору, напору в даній точці мережі і абонентських системах, є необхідним для вирішення такого ряду питань:
перевірка правильності вибору діаметрів трубопроводів тепломережі;
визначення необхідності спорудження насосних підстанцій для збільшення напору у системах водяних теплових мереж;
визначення напору при різних режимах роботи системи централізованого теплопостачання, що є вихідним для вибору тепло мережних і підживлювальних насосів;
виявлення мінімального і максимального напору у прямому і зворотному трубопроводах на вході до кожного споживача для визначення схеми увімкнення (залежна або незалежна), для уникнення закипання води.
5.1 Побудова п'єзометричного графіку
Кожному теплоносію і системі теплопостачання відповідає свій п`єзометричний графік [2]. П'єзометричний графік зображено на рисунку 3.
Побудову п'єзометричного графіка двотрубної системи почнемо з проведення горизонтальної площини відліку (абсциса), що відповідає рівню осі мережного насоса. По осі ординат відкладемо (у визначеному масштабі) розміри напору і висот абонентських систем. До теплової мережі підключено чотири абоненти. Значення напорів і висот занесено в таблицю 5.1. Розрахункова температура мережної води в напірному (прямому) трубопроводі становить - 1=150 С, а в зворотному - 2=70 С.
Приймаємо статичний напір (напір підживлювального насосу) теплової мережі рівним - Н=60 м вод. ст. й проводимо на цій висоті лінію КЗ. Виходячи з того, що діючий напір у самого віддаленого абонента має бути в мінімально припустимих межах (25 мм) відкладемо його значення і одержимо лінію КИ.
Таблиця 5.1 - Значення напорів і висот абонентів
|
Ділянка |
АБ |
БВ |
БГ |
ГД |
|
|
Довжина ділянки L, м |
1500 |
1500 |
3500 |
2500 |
|
|
Висота будівель h, м |
15 |
15 |
30 |
10 |
|
|
Витрати теплоносія W, % |
100% |
0.7•WАБ |
0.3•WАБ |
0.85•WБГ |
Розділивши КИ навпіл, проведемо вісь. Точка К є початковою точкою п`єзометричного графіка теплової мережі, так як навпроти цієї точки заходиться найвіддаленіший абонент. Тому, побудову графіка зміни напорів (зворотного п'єзометра) починаємо з точки К, для зворотної магістралі. Спочатку визначимо розмір лінійних втрат напору в зворотній магістралі основного напрямку Е-Д-В-О, за формулою:
НЛ= hlL0,10210-3,
де hl - питомого лінійного падіння напору, Па/м;
L - довжина лінійної ділянки трубопроводу мережної води, м.
Питомі лінійні втрати напору на ділянці найпростіше розраховувати за номограмами [2], або [9]. Питомі втрати напору залежать від витрат води, стандартного діаметру трубопроводу та швидкості води в трубопроводі та інших факторів. Значення питомих лінійних втрат напору на ділянках тепломережі занесено в таблицю 5.2.
Для визначення питомих лінійних втрат напору треба знати витрату теплоносія. Максимальна витрата у нас при tЗов= -4 ?C - WАБ=5182 кг/с (табл. 3.4.1). Витрати на інших ділянках знаходимо за процентним співвідношенням, приведеним у табл. 5.1. За номограмою [9] на вісі ”Витрата води” відкладаємо значення витрати теплоносія на ділянці АБ й з цієї точки проводимо перпендикуляр до перетину з лінією стандартних діаметрів (зростають зліва-направо) при умові, що швидкість води (теплоносія) в трубопроводі становить - VВ=1,5…2 м/с.
Для ділянки АБ з витратою WАБ=5182 кг/с не попадаємо на лінію стандартного діаметру трубопроводу у вказаних межах швидкості води. Отже трубопровід складатиметься не з 1, а з 2 труб. Тоді ділимо витрату на 2 трубопроводи і аналогічно шукаємо діаметр стандартної труби для витрати WАБ=2591 кг/с. Зафіксувавши значення стандартного діаметра трубопроводу - для ділянки АБ становить 1,392 м, - по тій же номограмі знаходимо значення питомих лінійних втрат тиску на ділянці (проводимо горизонтальну лінію наліво): hАБ=12,5 Па/м. Потім за формулою переходимо від питомих до абсолютних лінійних втрат напору на цій ділянці:
НАБ=0,10210-312,51500=1,913 м.вод.ст. .
Для інших ділянок робимо аналогічно. Результати розрахунків приведені в таблиці 5.2
Таблиця 5.2 - До побудови п'єзометричного графіка
|
Ділянка |
АБ |
БВ |
БГ |
ГД |
|
|
Довжина ділянки L, м |
1500 |
1500 |
3500 |
2500 |
|
|
Витрати теплоносія G, кг/с |
2591,08 |
1813,75 |
777,32 |
660,72 |
|
|
Кількість труб |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
|
Швидкість теплоносія х, м/с |
1,72 |
1,7 |
1,77 |
1,63 |
|
Подобные документы
Визначення теплових потоків з усіх видів теплоспоживання. Побудова графіку зміни теплових потоків. Розрахунок водяних теплових мереж та конденсатопроводів. Побудова температурного графіка регулювання відпуску теплоти. Опис прийнятої теплової ізоляції.
курсовая работа [91,9 K], добавлен 15.12.2011Розробка водогрійної котельні для забезпечення потреб опалення, вентиляції та гарячого водопостачання. Розрахунок витрат та температур мережної води на опалення, а також теплової схеми котельні. Робота насосів рециркуляції і насосів технологічної води.
дипломная работа [761,1 K], добавлен 16.06.2011Розрахунок витрати теплоти. Вибір теплоносія, його параметрів. Схеми теплопостачання і приєднання. Розрахунок теплової мережі. Графік тисків у водяних теплових мережах, компенсація втрат в насосній установці. Таблиця товщин теплової ізоляції трубопроводу.
курсовая работа [750,3 K], добавлен 02.01.2014Розрахунок теплових навантажень і витрат теплоносія. Оцінка ефективності теплоізоляційних конструкцій. Вибір опор трубопроводів і компенсаторів. Спосіб прокладання теплових мереж, їх автоматизація і контроль. Диспетчеризація систем теплопостачання.
дипломная работа [816,9 K], добавлен 29.12.2016Розрахунок енергетичних характеристик і техніко-економічних показників системи сонячного теплопостачання для нагріву гарячої води. Схема приєднання сонячного колектора до бака-акумулятора. Визначення оптимальної площі поверхні теплообмінника геліоконтури.
контрольная работа [352,2 K], добавлен 29.04.2013Знайомство з основними елементами системи централізованого теплопостачання: джерело тепла, теплова мережа, споживачі. Загальна характеристика температурного графіку регулювання відпущення тепла споживачами. Етапи розробки плану мереж та монтажної схеми.
курсовая работа [556,2 K], добавлен 01.10.2013Розрахунок і коригування вихідного складу води. Коагуляція з вапнуванням і магнезіальних знекремнювання вихідної води. Розрахунок складу домішок по етапах обробки. Вибір підігрівачів тепломережі та побудова графіку якісного регулювання режиму роботи.
дипломная работа [2,0 M], добавлен 24.08.2014Проектування систем теплопостачаня житлових кварталів. Визначення витрат теплоти в залежності від температури зовнішнього повітря. Модуль приготування гарячої води та нагріву системи опалення. Система технологічної безпеки модульних котельних установок.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 18.01.2014Перелік побутових приміщень ливарного цеху. Розробка елементів системи водяного опалення та теплопостачання. Визначення джерела теплоти для теплопостачання об'єкту. Тепловий розрахунок котельного агрегату. Аналіз технологічного процесу обробки рідини.
дипломная работа [1,3 M], добавлен 24.01.2015Водогрійна та парова частина котельної установки. Система підживлення і водопідготовка, система теплопостачання котельні. Аналіз роботи теплової схеми пароводогрійної котельні. Розрахунок теплової схеми. Техніко-економічні показники роботи котельні.
курсовая работа [663,9 K], добавлен 08.05.2019Теплотехнічні характеристики огороджувальних конструкцій. Системи опалення будинків, їх порівняльна характеристика, визначення переваг і недоліків. Вентиляція приміщень та теплопостачання повітронагрівачів. Схеми теплопостачання громадської будівлі.
дипломная работа [702,8 K], добавлен 13.09.2014Вибір теплоносіїв та розрахунок теплових навантажень котельні. Розробка теплової схеми котельні. Розрахунок водогрійної та парової частини. Вибір основного і допоміжного обладнання котельні. Втрати у теплових мережах. Навантаження підприємства та селища.
курсовая работа [163,2 K], добавлен 31.01.2011Розрахунковий тепловий потік на опалення промислового будинку. Гідравлічний розрахунок паропроводів, напірного конденсатопроводу. Тепловий розрахунок при надземному і безканальному прокладанні теплових мереж. Навантаження на безканальні трубопроводи.
курсовая работа [161,7 K], добавлен 30.01.2012Аналіз стану та рівня енергоспоживання в теплогосподарствах України. Енергетичний бенчмаркінг як засіб комплексного розв’язку задач енергозбереження, його функції в системах теплопостачання. Опис структури показників енергоефективності котелень та котлів.
дипломная работа [1,9 M], добавлен 13.07.2014Розрахунок системи електропостачання: визначення розрахункового навантаження комунально-побутових, промислових споживачів Потужність трансформаторів. Визначення річних втрат електричної енергії, компенсація реактивної потужності підстанції 35/10 кВ.
курсовая работа [971,3 K], добавлен 22.12.2013Характеристика мікрорайону: визначення споживачів, вибір енергоносіїв. Вибір типу та кількості трансформаторних підстанцій. Розрахунок навантажень, мереж 0,38 кВ та 10 кВ. Впровадження автоматизованих систем комерційного обліку в котеджному містечку.
дипломная работа [1,1 M], добавлен 02.07.2011Застосування терморезисторів для визначення температури і швидкості газового потоку. Вимоги до електропроводок щитів (пультів) управляння. Планування праці заробітної плати при автоматизації процесу вентиляції. Регулювання температури приточного повітря.
дипломная работа [2,1 M], добавлен 28.08.2014Розробка структурної схеми СЕП відповідно до вихідних даних. Побудова добових і річних по тривалості графіків навантажень для підстанцій об’єктів. Визначення числа і потужності силових трансформаторів і генераторів на підстанціях. Розподільні мережі.
курсовая работа [537,7 K], добавлен 24.02.2009Розрахунок потреби в стиснутому повітрі, продуктивності компресорної станції, гідравлічного опору ділянок труб. Оцінка ефективності варіантів підбору компресорів КС. Визначення витрат за ділянками мережі, температури і вологомісткості в її точках.
курсовая работа [394,3 K], добавлен 03.12.2014Загальні вимоги до систем сонячного теплопостачання. Принципи використання сонячної енегрії. Двоконтурна система з циркуляцією теплоносія. Схема роботи напівпровідникового кремнієвого фотоелемента. Розвиток альтернативних джерел енергії в Україні.
реферат [738,1 K], добавлен 02.08.2012
