Теплоснабжение промышленного предприятия от ТЭЦ

Расчетная вентиляционная нагрузка, Вт:

-для административного здания (А):;

Все расчеты вентиляционных нагрузок сводятся в табл. 1.

Расчетная нагрузка горячего водоснабжения, Вт:

где 1,2 - коэффициент, учитывающий остывание горячей воды в абонентских системах горячего водоснабжения; - количество душей, шт.; а= 60л/ч - норма расхода горячей воды в душе; - температура смеси горячей и холодной воды в душе; - температура холодной водопроводной воды; п - количество умывальников, шт.; л/ч - норма расхода горячей воды на умывальник; - температура смеси горячей и холодной воды в умывальнике; с_р = 4,19 кДж/кг·К - теплоёмкость воды.

Расчетная нагрузка горячего водоснабжения, Вт:

-для административного здания (А):;;

Все расчеты тепловых нагрузок сводятся в табл. 1.

Таблица 1.1 - Расчётные тепловые нагрузки предприятия

Строим графики расходов теплоты по каждой нагрузке.

2. ПОСТРОЕНИЕ ГРАФИКОВ РАСХОДА ТЕПЛОТЫ.

График годового расхода теплоты по продолжительности стояния температур наружного воздуха строится на основании графика суммарных часовых расходов теплоты и состоит из двух частей (рис. 2.1): левой - график зависимости суммарных часовых расходов теплоты по различным видам теплопотребления в зависимости от температуры наружного воздуха и правой - годовой график расхода теплоты в зависимости от продолжительности стояния наружных температур.

Рис. 2.1. График расхода тепла по продолжительности тепловых нагрузок

Графики расходов тепла по отдельным видам теплопотребления и суммарный график расхода теплоты строятся по трем точкам, соответствующим трем среднесуточным температурам наружного воздуха: +8 °С, и . При этом для определения недостающих значений тепловых нагрузок отопления и вентиляции (Q_о при +8 °С и ; Q_в при +8 °С (для зданий с вредными тепловыделениями дополнительно при )) используют следующие формулы пересчета тепловых нагрузок:

-для административного здания(А):

Сводим все данные по тепловым нагрузкам в табл. 2.2.

Так как расчетная температура воздуха внутри помещений разная для зданий различного назначения, расчеты расходов теплоты на отопление и вентиляцию следует производить раздельно по каждому зданию или по их группе с одинаковой с последующим суммированием по типам нагрузки.

Тепловая нагрузка на горячее водоснабжение - круглогодовая, в течение отопительного периода условно принимается постоянной, не зависящей от температуры наружного воздуха. Поэтому график расхода теплоты на горячее водоснабжение представляет собой прямую, параллельную оси абсцисс.

Правая часть графика представляет собой зависимость суммарной тепловой нагрузки, соответствующей определенным среднесуточным температурам наружного воздуха (из левой части графика), от продолжительности стояния этих температур (числа часов за отопительный период со среднесуточными температурами наружного воздуха, равными и ниже данных).

В летний период тепловые нагрузки на отопление и вентиляцию отсутствуют, нагрузка на горячее водоснабжение составит:

Для построения правой части графика необходимо знать продолжительность стояния среднесуточных температур наружного воздуха за отопительный период для заданной климатической области [2, Приложение 3], при этом следует заполнить табл. 2.1.

Таблица 2.1 - Продолжительность стояния среднесуточных температур наружного воздуха за отопительный период

Сводим все данные по тепловым нагрузкам в табл. 2.2.

Таблица 2.2 -Суммарная, отопительная, вентиляционная нагрузка и горячего водоснабжения

Строим график расхода тепла по продолжительности тепловых нагрузок.

3. ПОСТРОЕНИЕ ГРАФИКА ТЕМПЕРАТУР В ПОДАЮЩЕМ И ОБРАТНОМ ТРУБОПРОВОДАХ ТЕПЛОСЕТИ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ НАРУЖНОГО ВОЗДУХА.

Одним из основных способов регулирования отпуска теплоты источником централизованного теплоснабжения является выработка тепла с оптимальными, экономически наиболее выгодными параметрами (качественное регулирование отпуска теплоты). Для определения таких оптимальных параметров теплоносителя строится график температур.

Построение графика основано на определении зависимости температуры сетевой воды в подающей и обратной магистралях от температуры наружного воздуха.

Так как расход тепла на отопление и вентиляцию является основным для промышленных предприятий, то представляется необходимым построение графика центрального качественного регулирования отпуска теплоты по отопительной нагрузке.

Построение графика основано на определении зависимости температуры сетевой воды в подающей и обратной магистралях от температуры наружного воздуха.

График температур в подающем и обратном трубопроводах в зависимости от температуры наружного воздуха строится для заданных климатических условий и температурного графика сети в расчетном режиме (ф_п /ф_о, °С) (рис. 3.1).

На ось ординат наносятся точки А и Б, соответствующие расчетной температуре теплоносителя в подающем и обратном трубопроводах при t_н.о. Далее находят на графике точку В, соответствующую расчетной температуре воздуха отапливаемых помещений t_в.р и равной ей температуре теплоносителя в подающем и обратном трубопроводах.

Рис. 3.1. График температур воды в подающем и обратном трубопроводах теплосети в зависимости от температуры наружного воздуха

Затем производят расчеты для построения линий АВ и БВ по следующим выражениям:

где , - температуры в подающем и обратном трубопроводах теплосети при

, °С; Дt - температурный напор нагревательного прибора, °С:

где - расчетная температура воды, поступающей в отопительные приборы (после смешения в элеваторе), °С, равная

где а = 1,75 ? коэффициент смешения, равный отношению количества обратной воды, подмешиваемой элеватором, к количеству воды, поступающей из теплосети (принимается а = 1…2,5); - расчетный перепад температур воды в тепловой сети:

где ⁼140 єС, - температура воды в прямом и обратном трубопроводах тепловой сети соответственно при расчетной температуре наружного воздуха t_н.о; t_н? - произвольная температура наружного воздуха в диапазоне температур от t_н.о до t_в.р, °С; и - расчетный перепад температур воды в местной системе отопления, єС,

.

Так как по тепловым сетям одновременно подается теплота на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение (ГВС), для удовлетворения тепловой нагрузки ГВС необходимо внести коррективы в график температур воды в теплосети. Температура нагреваемой воды на выходе из водоподогревателя ГВС должна быть 60 - 65°С, поэтому минимальная температура сетевой воды в подающей магистрали для закрытой системы теплоснабжения принимается равной 70 °С. Для этого отопительный график срезается на уровне 70 °С. Точка излома графика делит его на две части с различными режимами регулирования: в диапазоне температур наружного воздуха от температуры точки излома t_н.и до t_н.о осуществляется центральное качественное регулирование отпуска теплоты; в диапазоне от +8 °С (температуры начала и окончания отопительного периода) до t_н.и - местное количественное (регулирование расхода теплоносителя через абонентские системы).

Результаты расчетов заносим в таблицу 3.1.

Таблица 3.1

Строим график температур в подающем и обратном трубопроводах теплосети в зависимости от температур наружного воздуха.

4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЧАСОВЫХ РАСХОДОВ СЕТЕВОЙ ВОДЫ

Расчетные расходы сетевой воды определяются отдельно для каждого вида нагрузки.

Расчетный расход сетевой воды на отопление, кг/с:

(4.1)

где , - температуры сетевой воды в подающем и обратном трубопроводах при температуре t_н.о, єС; с - теплоемкость воды, кДж/кг·К.

Расчетный расход сетевой воды на вентиляцию, кг/с:

(4.2)

где и - температуры сетевой воды в подающем и обратном трубопроводах при температуре t_н.в (кроме зданий В, Г, Д, Е, Н, П, для которых расчетные расходы сетевой воды рассчитываются при температуре t_н.о), єС.

Расчетный расход сетевой воды на горячее водоснабжение, кг/с:

(4.3)

где и - температуры сетевой воды в подающем и обратном трубопроводах при температуре t_н.и, єС.

Все значения ф определяются из графика центрального регулирования отпуска теплоты.

-для отопления: ⁼140 єС, - температуры сетевой воды в подающем и обратном трубопроводах при температуре t_н.о = - 23єС; с= 4,19 кДж/кг·К- теплоемкость воды.

-для вентиляции: и - температуры сетевой воды в подающем и обратном трубопроводах при температуре t_н.в = - 13 єС.

-для горячего водоснабжения: и - температуры сетевой воды в подающем и обратном трубопроводах при температуре t_н.и = 3 єС.

Определяем расчетные расходы сетевой воды отдельно для каждого вида нагрузки:

-для административного здания(А):

Определенные по вышеизложенным формулам расчетные расходы сетевой воды для каждого здания сводятся в табл. 4.1.

Таблица 4.1 -Расчетные расходы сетевой воды

Для построения графиков расходов сетевой воды, кроме расчетных, т. е. максимальных, по тем же формулам определяются другие характерные значения расходов сетевой воды:

1) для отопления при t_н = +8 єС, т. е. при температуре, соответствующей началу отопительного сезона (при этом необходимо учесть, что в зданиях, имеющих внутренние тепловыделения, начало отопительного сезона происходит при более низкой температуре);

-для административного здания (А):

-для столовой (Б):

-для механосборочного цеха (Ж):

-для деревообрабатывающего цеха (К):

-для цеха покрытия металлами (М):

2) для вентиляции - также при t_н = +8 єС. Кроме того, необходимо определить часовой расход сетевой воды на вентиляцию при t_н.о= - 23 єС, но т. к. без дополнительных данных о характеристиках калориферов, кратности обмена воздуха это сделать невозможно, то следует принять величину G_в на 15 % ниже расчетной (для зданий В, Г, Д, Е, Н, П равна расчетной);

-для административного здания (А):

-для столовой (Б):

-для механосборочного цеха (Ж):

-для деревообрабатывающего цеха (К):

-для цеха покрытия металлами (М):

3) для горячего водоснабжения - при температуре t_н.о= - 23 єС.

-для административного здания (А):

-для столовой (Б):

-для механосборочного цеха (Ж):

-для деревообрабатывающего цеха (К):

-для цеха покрытия металлами (М):

Графики расходов сетевой воды строятся для каждого вида нагрузки по всем зданиям, а также строится суммарный график расходов сетевой воды по всем видам нагрузки.

5. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ТЕПЛОВОЙ СЕТИ

5.1 Общие сведения

Основной задачей гидравлического расчета является определение диаметров трубопроводов, а также потерь давления на участках тепловых сетей. Гидравлический расчет закрытой системы теплоснабжения выполняется для подающего теплопровода, принимая диаметр обратного теплопровода и падение давления в нем таким же, как и в подающем.

Перед выполнением гидравлического расчета разрабатывают расчетную схему тепловых сетей. На ней проставляют номера участков (сначала по главной магистрали, а потом по ответвлениям), расходы теплоносителя (кг/с или т/ч), длины участков (м). Здесь главной магистралью является наиболее протяженная и нагруженная ветвь сети от источника теплоты (точки подключения) до наиболее удаленного потребителя.

Расчет состоит из двух этапов: предварительного и проверочного.

Сначала выполняют расчет главной магистрали. По известным расходам, ориентируясь на рекомендованные величины удельных потерь давления R_л, определяют диаметры трубопроводов d_н х S, фактические удельные потери давления R?_л, Па/м, а также скорость движения теплоносителя W, м/с. Условный проход труб независимо от расчетного расхода теплоносителя должен приниматься в тепловых сетях не менее 32 мм. Скорость движения воды не должна быть более 3,5 м/с.

Определив диаметры трубопроводов, находят количество компенсаторов на участках и другие виды местных сопротивлений. Затем определяют потери давления в местных сопротивлениях, полные потери давления на участках главной магистрали и суммарные по всей ее длине. Далее выполняют гидравлический расчет ответвлений, увязывая потери давления в них с соответствующими частями главной магистрали (от точки деления потоков до концевых потребителей).

Увязку потерь давления следует выполнять подбором диаметров трубопроводов ответвлений. Невязка не должна быть более 10 %. Если такая увязка невозможна, то излишний напор на ответвлениях должен быть погашен соплами элеваторов, дроссельными диафрагмами и авторегуляторами.

На основе имеющихся материалов гидравлических испытаний тепловых сетей и водопроводов в СНиП 2.04.07-86 [6] рекомендуются следующие значения абсолютной эквивалентной шероховатости k_э, м,

для гидравлического расчета тепловых сетей:

Паропроводы……………….0,0002

Водяные сети ………………0,0005

Конденсатопроводы………..0,001

5.2 Предварительный расчет

При известном располагаемом давлении Дp для всей сети, а также для ответвлений предварительно определяют ориентировочные средние удельные потери давления R_л, Па/м:

(5.1)

где Дp - располагаемый перепад давления, Па; ?l - суммарная протяженность расчетной ветви (ответвления), м; б - коэффициент, учитывающий долю потерь давления в местных сопротивлениях:

где G - расход теплоносителя на участке, кг/с.

В данной курсовой работе при неизвестном располагаемом перепаде давления в начале и конце теплотрассы удельные потери давления R_л в тепловых сетях могут быть приняты согласно рекомендациям [4]:

а) на участках главной магистрали 20 - 40, но не более 80 Па/м;

б) на ответвлениях - по располагаемому перепаду давления, но не более 300 Па/м.

Диаметр трубопровода, м:

(5.2)

где - коэффициент; G - расход теплоносителя на участке, кг/с.

Участок 1:

Участок 2:

Участок 3:

Участок 4:

5.3 Проверочный расчет

По полученным значениям выбирается ближайший стандартный диаметр трубопровода для каждого участка [2, Приложение 11]. Диаметр труб независимо от расчетного расхода воды должен приниматься не менее 32 мм. тепловой сеть паропровод конденсатапровод

После установления диаметров теплопроводов производится разработка монтажной схемы, которая заключается в расстановке на трассе тепловых сетей неподвижных опор, компенсаторов и запорно-регулирующей арматуры. На участках между узловыми камерами, т. е. камерами в узлах ответвлений, размещают неподвижные опоры, расстояние между которыми зависит от диаметра теплопровода, типа компенсатора и способа прокладки тепловых сетей [1, Приложение 6]. В каждой узловой камере устанавливают неподвижную опору.

На участке между двумя неподвижными опорами предусматривают компенсатор. Повороты трассы теплосети под углом 90-130є используют для самокомпенсации температурных удлинений, а в местах поворотов под углом более 130є устанавливаются неподвижные опоры. Неподвижные опоры располагают на теплопроводах большего диаметра, запорную арматуру устанавливают на всех ответвлениях и на магистральных участках через одно-два ответвления.

В камерах на ответвлениях к отдельным зданиям при диаметре ответвлений до 50 мм и длине до 30 м запорную арматуру допускается не устанавливать. При этом должна предусматриваться арматура, обеспечивающая отключение группы зданий с суммарной тепловой нагрузкой до 0,6 МВт.

Действительное линейное удельное падение давления, Па/м:

(5.3)

где - коэффициент, определяется по [1, приложению 7].

Определяется эквивалентная длина местных сопротивлений, м:

(5.4)

где А_l - коэффициент, определяется по [1, приложению 7]; ?о - сумма коэффициентов местных сопротивлений, установленных на участке [1, Приложение 8].

Определяются потери давления на участке, Па:

(5.5)

Участок 1:

Участок 2:

Участок 3:

Участок 4:

После расчета главной магистрали приступают к расчету ответвлений. По принципу увязки потери давления Дp от точки деления потоков до концевых точек для различных ветвей системы должны быть равны между собой.

Согласно вышесказанному необходимо стремиться к выполнению следующих условий:

Находим ориентировочные удельные потери давления для ответвлений по формуле:

где - коэффициент, учитывающий долю потерь давления в местных сопротивлениях:

Участок 5:

Участок 6:

Участок 7:

Участок 8:

Определяем действительное линейное удельное падение давления:

Результаты расчетов линейного удельного падения давления заносятся в табл. 5.1.

Определяем эквивалентную длину местных сопротивлений и потери давления на участках, невязку потерь давления на ответвлениях, которая должна лежать в пределах 10 %.

Участок 5:

На участке 5 необходимо установить дроссельную диафрагму. С учетом дроссельной диафрагмы:

Результаты расчетов эквивалентной длины местных сопротивлений и потерь давления на участках заносятся в табл. 5.1.

После определения потерь давления на каждом участке теплосети рассчитывают напоры в подающем Н_пi и обратном Н_оi трубопроводах, а также располагаемый напор Н_рi в конце каждого участка:

(5.6)

(5.7)

(5.8)

где Н_п(i-₁₎, Н_о(i-₁₎ - напоры в подающем и обратном трубопроводах в начале данного участка, м вод.ст.; Дp_i - потеря давления на i-м участке, м вод. ст.

Участок 1:

Результаты гидравлического расчета заносятся в табл. 5.1.

Таблица 5.1. - Результаты гидравлического расчета

6. ПОСТРОЕНИЕ ПЬЕЗОМЕТРИЧЕСКОГО ГРАФИКА

После выполнения гидравлического расчета водяных тепловых сетей приступают к построению графика давлений для расчетной магистрали и характерных ответвлений. Напор, отсчитанный от оси прокладки теплопровода, называется пьезометрическим, а график давлений - пьезометрическим графиком.

Пьезометрический график позволяет: определить напоры в подающем и обратном трубопроводах, а также располагаемый напор в любой точке тепловой сети; с учетом рельефа местности, располагаемого напора и высоты зданий выбрать схемы присоединения потребителей; подобрать авторегуляторы, сопла элеваторов, дроссельные устройства для местных систем теплопотребления; подобрать сетевые и подпиточные насосы.

Пьезометрические графики строятся для гидростатического и гидродинамического режимов системы теплоснабжения. За начало координат принимают низшую отметку горизонталей рельефа местности [1, Приложение 5]. В принятых масштабах изображается рельеф местности вдоль теплотрассы и высоты присоединенных зданий [1, Приложение 2]. Строят линию статического напора, величина которого должна быть выше местных систем теплопотребления не менее чем на 5 м, обеспечивая их защиту от «оголения», и в то же время должна быть менее на 10 м (или более) величины максимального рабочего напора для местных систем.

Величина максимального рабочего напора местных систем теплопотребления составляет: для систем отопления со стальными нагревательными приборами и для калориферов - 80 м; для систем отопления с чугунными радиаторами - 60 м; для независимых схем присоединения с поверхностными теплообменниками - 100 м.

Гидростатический напор в системах теплоснабжения при теплоносителе воде должен определяться для температуры сетевой воды, равной 100 °С.

Затем приступают к построению графиков напоров для гидродинамического режима. По оси ординат вначале откладывают разность между низшей отметкой рельефа местности и отметкой оси теплопровода в камере подключения промпредприятия к магистральным сетям, затем величины начального и конечного напоров теплосети в этой камере (Н_п и Н_о). После этого строятся графики напоров подающей и обратной линий тепловой сети на основании данных табл. 5.1.

Под пьезометрическим графиком располагают спрямленную однолинейную схему теплотрассы с ответвлениями, указывают номера и длины участков, диаметры трубопроводов, расходы теплоносителя, располагаемые напоры в узловых точках.

7. ВЫБОР СХЕМ ПРИСОЕДИНЕНИЙ ЗДАНИЙ К ТЕПЛОВОЙ СЕТИ

Выбор схем присоединения систем отопления к тепловой сети производят исходя из пьезометрического графика.

Отопительная установка административного здания (А) присоединяется к тепловой сети по независимой схеме, так как статический напор, создаваемый этим зданием, превышает статический напор, установленный для системы теплоснабжения района. Такое решение существенно упрощает ражим работы системы теплоснабжения, повышает её надёжность и увеличивает манёвренные возможности тепловой сети в связи со значительным увеличением при этом максимально допустимого пьезометрического напора в обратной линии тепловой сети.

Отопительные установки для зданий Б, З, И присоединяются к тепловой сети по зависимой схеме с элеватором в качестве смесительного устройства, так как в месте расположения этого здания пьезометрический напор в обратной линии тепловой сети как при статическом, так и при гидродинамическом режиме на превышает допустимого предела (60 м), а располагаемый напор в сети больше 15 м, что достаточно для создания необходимого напора в сопле элеватора и компенсации потери напора в регулирующем клапане [2, страница 202-203].

8. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ПАРОПРОВОДА

Задачей гидравлического расчета паропроводов является определение диаметров трубопроводов и потерь давления по участкам, исходя из расхода пара, располагаемого перепада давления (разности давления в начале Р_н и конце Р_к паропровода) с учетом изменения плотности пара вследствие падения давления и изменения температуры пара за счет потерь теплоты в окружающую среду.

Для гидравлического расчета разрабатывается расчетная и монтажная схема паропроводов по аналогии со схемами тепловой сети (см. п. 5).

Расчет состоит из предварительного и проверочного.

8.1 Предварительный расчет

В предварительном расчете считают, что потери давления по длине паропровода происходят равномерно. Тогда среднее удельное падение давления находят по формуле, Па/м:

(8.1)

где Р_н, Р_к - давление пара в начале и в конце паропровода, Па; ?l - длина паропровода (от камеры подключения до самого отдаленного потребителя), м; б_ср - средний коэффициент местных потерь давления.

Для паропровода, состоящего из участков с различными расходами пара, определяется:

(8.2)

где , - коэффициент местных потерь давления и длина участка;

(8.3)

где z - коэффициент, принимаемый для паровых сетей равным 0,05…0,1; G - расход пара на рассматриваемом участке, т/ч.

Участок 1:

Участок 2:

Участок 3:

Участок 4:

Ориентировочное падение давления пара на участке, Па:

(8.4)

Участок 1:

Участок 2:

Участок 3:

Участок 4:

Давление пара в конце расчетного участка, Па:

(8.5)

Участок 1:

Результаты расчетов сводим в таблицу 8.2.

Гидравлический расчет паропроводов производят по средней плотности пара на расчетном участке, кг/м3:

(8.6)

где с_н, с_к - плотность пара в начале и в конце участка, определяемая по соответствующему давлению и температуре пара, кг/м3.

Участок 1:

Результаты расчетов сводим в таблицу 8.2.

В предварительном расчете падение температуры перегретого пара на каждые 100 м принимают Дф = 2,0…2,5 єС.

Температура пара в конце расчетного участка, єС:

(8.7)

Участок 1:

Результаты расчетов сводим в таблицу 8.2.

Средняя температура пара на участке, єС:

(8.8)

Участок 1:

Результаты расчетов сводим в таблицу 8.2.

Диаметр паропровода, м:

 (8.9)

где А_d - коэффициент, определяется по [1, приложению 7].

Участок 1:

Результаты расчетов сводим в таблицу 8.2.

8.2 Проверочный расчет

По аналогии с гидравлическим расчетом тепловой сети, определяется стандартный диаметр паропровода и составляется его монтажная схема.

Находятся действительные значения удельных потерь давления, Па/м:

(8.10)

где А_R - коэффициент, определяется по [1, приложению 7].

Участок 1:

Результаты расчетов сводим в таблицу 8.2.

Далее определяется скорость движения пара на каждом участке.

Диаметр паропровода должен быть подобран так, чтобы скорость движения пара не превышала значений, указанных в табл. 8.1.

Определяем скорости м/с:

(8.11)

Участок 1:

Результаты расчетов сводим в таблицу 8.2.

Таблица 8.1 - Максимальные скорости движения пара, м/с

По формулам (5.4) и (5.5) определяется эквивалентная длина местных сопротивлений l_э, действительные потери давления на участках ДP? и давления пара в конце расчетного участка к P? .

Участок 1:

Результаты расчетов сводим в таблицу 8.2.

Действительная температура перегретого пара в конце расчетного участка, єС:

(8.12)

где q_i - удельные потери теплоты изолированным паропроводом, кВт/м; G_i - расход пара на участке, т/ч; с_i - удельная теплоемкость пара, соответствующая среднему давлению пара на участке, кДж/кг·К:

Участок 1:

Результаты расчетов сводим в таблицу 8.2.

При ф?_к выше температуры насыщения пара, соответствующей давлению P?_к, конденсации пара не будет.

По полученным значениям давления и температуры находится плотность пара в начале и конце расчётного участка, средняя плотность пара на участке с?_ср.

(8.6)

где , - плотность пара в начале и в конце участка, определяемая по соответствующему давлению и температуре пара, кг/м3.

Участок 1:

Результаты расчетов сводим в таблицу 8.2.

Т.к. при проверочном расчёте средняя плотность пара на участке и давление в конце паропровода оказались близки к значениям из предварительного расчёта, а расчётное давление пара у конечного потребителя оказалось больше заданного Р_к то расчёт можно считать законченным.

Таблица8.2 - Результаты гидравлического расчета паропровода

9. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ КОНДЕНСАТОПРОВОДА

Гидравлический расчет конденсатопроводов производится аналогично трубопроводам водяных тепловых сетей (см. п. 5). Разрабатывается расчетная и монтажная схема.

Диаметр конденсатопровода определяют по расходу конденсата и удельному падению давления по длине R_л, которое должно быть не более 100 Па/м.

В первую очередь производят расчет основной расчетной магистрали, затем рассчитывают остальные участки с обязательной увязкой всех ответвлений.

9.1 Предварительный расчет

Участок 1:

Результаты расчетов сводим в таблицу 9.1.

9.2 Проверочный расчёт

Определяются потери давления

Участок 1:

Результаты расчетов сводим в таблицу 9.1.

После расчёта главной магистрали приступают к расчёту ответвлений. Необходимо стремиться к выполнению следующих условий:

Находим ориентировочные удельные потери давления для ответвлений по формуле:

где - коэффициент, учитывающий долю потерь давления в местных сопротивлениях:

Участок 4:

Результаты расчетов сводим в таблицу 9.1.

Определяем действительное линейное удельное падение давления:

Результаты расчетов сводим в таблицу 9.1.

Определяем эквивалентную длину местных сопротивлений и потери давления на участках, невязку потерь давления на ответвлениях, которая должна лежать в пределах 10 %.

Участок 4:

На участке 4 необходимо установить дроссельную диафрагму. С учетом дроссельной диафрагмы:

Результаты расчетов сводим в таблицу 9.1.

Таблица 9.1 - Результаты гидравлического расчета конденсатопровода

10. ПОСТРОЕНИЕ ПРОДОЛЬНОГО ПРОФИЛЯ ТЕПЛОВОЙ СЕТИ

По трассе тепловых сетей строится продольный профиль. На продольном профиле показывают: отметки поверхности земли (проектные - сплошной линией, существующие - штриховой); пересекаемые инженерные сети и сооружения; отметки низа трубы тепловой сети, дна и потолка канала; глубину заложения теплопровода; уклон и длину участков тепловой сети; диаметр теплопровода и тип канала; кроме того, дается развернутый план трассы с указанием углов поворота, ответвлений, неподвижных опор, компенсаторов и тепловых камер. При надземном способе прокладки даются отметки верха несущей конструкции и низа теплопровода.

Уклон теплопровода независимо от способа прокладки должен составлять не менее 0,002. Количество сопряжений участков с обратными уклонами должно быть по возможности наименьшим.

В самых низших точках теплопровода предусматривают дренажные выпуски, а в высших - воздушники, которые размещаются в камерах.

Согласно СНиП 2.04.07-86 [6] заглубление тепловых сетей от поверхности земли до верха перекрытия каналов должно быть не менее 0,5 м, до верха перекрытия камер - не менее 0,3 м, до верха оболочки теплопровода при бесканальной прокладке - не менее 0,7 м. Высота надземной прокладки теплопроводов от поверхности земли до низа изоляционной конструкции должна быть не менее 0,5 м, в отдельных случаях допускается уменьшение этого расстояния до 0,35 м.

11. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ

В объёме данной курсовой работы задачей теплового расчета является выбор толщины изоляционного слоя трубопроводов тепловых сетей, паропроводов и конденсатопроводов.

В конструкциях теплоизоляции оборудования и трубопроводов с температурой содержащихся в них веществ в диапазоне от 20 до 300 °С для всех способов прокладки, кроме бесканальной, следует применять теплоизоляционные материалы и изделия с плотностью не более 200 кг/м³ и коэффициентом теплопроводности в сухом состоянии не более 0,06 Вт/(м·К).

Для теплоизоляционного слоя трубопроводов при бесканальной прокладке следует применять материалы с плотностью не более 400 кг/м³ и коэффициентом теплопроводности не более 0,07 Вт/(м·К).

Расчёт толщины тепловой изоляции трубопроводов по нормированной плотности теплового потока выполняют по формуле

где d - наружный диаметр трубопровода, м; е - основание натурального логарифма; и л - коэффициент теплопроводности теплоизоляционного слоя, Вт/(м·°С) [7]:

R_и - термическое сопротивление слоя изоляции, м·°С/Вт, величину которого определяют по формуле:

где R_сум - суммарное термическое сопротивление слоя изоляции и других дополнительных термических сопротивлений на пути теплового потока, м·°С/Вт, определяемое по формуле:

где t_w - средняя за период эксплуатации температура теплоносителя, єС; t_е - среднегодовая температура окружающей среды, єС; q_e - нормированная линейная плотность теплового потока, Вт/м, принимаемая по [7, Приложение 4].

При надземной прокладке на открытом воздухе t_e - средняя за период эксплуатации температура окружающего воздуха.

При надземной прокладке:

где R_п.с - термическое сопротивление поверхности изоляционного слоя, м·°С /Вт, определяемое по формуле :

где б_e - коэффициент теплоотдачи с поверхности тепловой изоляции в окружающий воздух, Вт/(мІ·°С), который согласно [7] принимается:

при прокладке на открытом воздухе - в зависимости от скорости ветра w: при при w = 10 м/с б_e = 26 Вт/(мІ·°С); при отсутствии данных о скорости ветра принимают значение, соответствующее скорости 10 м/с; d - наружный диаметр трубопровода, м.

Тепловой расчет трубопроводов тепловых сетей.

Для теплопровода подающей линии:

Участок 1:

Принимаем

Для теплопровода обратной линии:

Участок 1:

Принимаем

Для паропровода:

Участок 1:

Принимаем

Для конденсатопровода:

Участок 1:

Принимаем

Результаты расчетов для остальных участков сводим в таблицу 11.1.

Таблица 11.1-Результаты теплового расчета

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной курсовой работе рассчитали тепловую нагрузку на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение, где в качестве теплоносителя применяется вода. Рассчитали для технологической нагрузки к предприятию паропровод.

При этом практически решены следующие основные вопросы:

1. Определили расходы тепла и воды по отдельным видам теплопотребления.

2. Провели гидравлические расчеты водяных тепловых сетей, паропроводов и конденсатапроводов.

3. Построили пьезометрический график водяной тепловой сети и выбрали схемы присоединения зданий к тепловой сети.

4. Построили продольный профиль водяной тепловой сети.

5. Провели тепловой расчет водяной тепловой сети и паропровода.

Необходимо отметить, что все технические решения принимались согласно действующим в настоящее время в республике нормативным документам.

ЛИТЕРАТУРА

1. И.Р. Погарцев, Т.С. Юфанова, Е.М. Звездкина. Методическое указание к курсовой работе и практическим занятиям по одноимённой дисциплине «Источники и системы теплоснабжения промышленных предприятий» для студентов специальностей 1-43 01 05 «Промышленная теплоэнергетика» и 1-43 01 07 «Техническая эксплуатация энергооборудования организаций». - ГГТУ, 2008.

2. Соколов, Е.Я. Теплофикация и тепловые сети: учеб. для вузов / Е.Я. Соколов. - 7-е изд. - Москва : Изд-во МЭИ, 2001. - 472 с.

3. Теплоснабжение: учеб. для вузов / А.А. Ионин [и др.] ; под ред. А.А. Ионина. - Москва: Стройиздат, 1982. - 336 с.

4. Справочник проектировщика. Проектирование тепловых сетей / под ред. А.А. Николаева. - Москва: Стройиздат, 1965. - 360 с.

5. Теплоснабжение: учеб. пособие для вузов / В.Е. Козин [и др.]. - Москва: Высш. шк., 1980. - 408 с.

6. СНиП 2.04.07-86. Тепловые сети / Госстрой СССР. - Москва: ЦИТП Госстроя СССР, 1987. - 48 с.

7. СНиП 2.04.14-88. Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов / Госстрой СССР. - Москва : ЦИТП Госстроя СССР, 1989. - 32 с.

Размещено на Allbest.ru