Теплопостачання житлового мікрорайону м. Тернопіль

Размещено на http://allbest.ru

КУРСОВИЙ ПРОЕКТ

з дисципліни «Теплові мережі»

Тема : «Теплопостачання житлового мікрорайону м. Тернопіль»

студента заочної форми навчання

четвертого курсу

спеціальність : «Теплоенергетика»

Сікачина О.П.

Керівник :доцент Єщенко О.І.

м. Київ-2011р.

ЗМІСТ

ВСТУП

1. СУЧАСНИЙ СТАН КОМУНАЛЬНОЇ ТЕПЛОЕНЕРГЕТИКИ, НАПРЯМИ РЕФОРМУВАНЯ ТА РОЗВИТКУ

2 . ЗАВДАННЯ НА КУРСОВИЙ ПРОЕКТ ТА ВИХІДНІ ДАНІ

3. РОЗРАХУНКОВА ЧАСТИНА

3.1 Визначення максимальних теплових потоків на всі види теплоспоживання для мікрорайону

3.2 Визначення річних витрат теплоти для об'єкта теплопостачання

3.3 Визначення витрат теплоти в залежності від температури зовнішнього повітря

3.4 Побудова температурних графіків

4. Гідравлічний розрахунок мережі та побудова п'єзометричного графіка

4.1 Гідравлічний розрахунок мережі

4.2 П'єзометричний графік

5. ВИБІР МЕРЕЖНИХ ТА ЖИВИЛЬНИХ НАСОСІВ

5.1 Підбір підживлювальних насосів

5.2 Розрахунок і підбір компенсаторів та опор

5.3 Підбір опор

6. РОЗРАХУНОК ТЕПЛОВОЇ ІЗОЛЯЦІЇ

ВИСНОВКИ

СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

ДОДАТОК

ВСТУП

На сьогоднішній день в Україні дуже розвинена система централізованого теплопостачання громадських, адміністративних та промислових об'єктів. Системи централізованого теплопостачання забезпечують теплом та гарячою водою майже половину населення України, але витрати енергоресурсів більші в 2-3 рази, ніж в розвинених країнах.

Останні дослідження показали економічну доцільність збереження значної долі участі крупних опалювальних котельних установок в покритті споживання теплової енергії. Особливо доцільним є використання когенераційних станцій, які одночасно виробляють теплову та електричну енергію.

Особливу увагу на сьогоднішній день приділяють можливості використання місцевих поновлюваних джерел енергій, оскільки Україна залежна від імпорту енергоресурсів з інших країн, які постійно збільшують тарифи, що негативно впливає на інфляційні показники та економіку в цілому. Раціональне використання енергоресурсів потребує перш за все правильного проектування, монтажу та експлуатації систем теплопостачання.

1. СУЧАСНИЙ СТАН КОМУНАЛЬНОЇ ТЕПЛОЕНЕРГЕТИКИ, НАПРЯМИ РЕФОРМУВАНЯ ТА РОЗВИТКУ

Сучасний стан комунальної енергетики України визначається в цілому, як кризовий і характеризується дією таких негативних чинників:

- граничним спрацюванням та моральним старінням основних фондів;

- падінням обсягів виробництва тепла і зміни структури теплопостачання;

- постійним зростанням заборгованості споживачів;

- зростанням питомих витрат паливно-енергетичних ресурсів;

- зменшенням можливостей підприємств у заміні морально та фізично застарілого обладнання, виконання поточних та капітальних ремонтів;

- підвищенням втрат при транспортуванні та розподілі тепла;

- відсутністю коштів для впровадження енергозберігаючих заходів.

Сьогодні на балансі комунальної теплоенергетики знаходяться 4 ТЕЦ тепловою потужністю біля 66 тис. Гкал/год., 14,1 тис. котелень потужністю від 0,1 до 100 Гкал/год і більше (у тому числі - 10,8 тис. потужністю до 3 Гкал/год), в яких встановлено біля 35 000 водогрійних і парових котлоагрегатів потужністю від 0,05 до 100 Гкал/год.

Термін експлуатації майже 60% котелень перевищує 20 років, в 38% котелень експлуатуються малоефективні застарілі котли типу НІІСТУ-5, Універсал, Енергія, Мінськ, тощо, реальний ККД яких не перевищує 60-70%, оснащених застарілою автоматикою та пальниковими пристроями. З 20,8 тис. км магістральних, розгалужених і розподільчих теплових мереж, що знаходяться у підпорядкуванні комунальної енергетики, понад 14% перебувають у аварійному та ветхому стані, 7700 км, або 34,7% амортизовано.

На кожні 100 км теплових мереж щорічно реєструється 70 пошкоджень, а темпи їх збільшення перевищують 4% за рік. Сумарні втрати тепла в магістральних та розподільчих мережах досягають 30%, що еквівалентно втратам 1 млн. т у.п. на рік. Загальне зношення теплових мереж становить близько 70%, а щорічно їх заміна складає біля 55% від потреби.

Центральні та індивідуальні теплові пункти, що забезпечують потреби систем опалення, гарячого водопостачання і вентиляції, у значній мірі теж знаходяться в незадовільному стані. На багатьох теплопунктах експлуатуються застарілі кожухотрубні водопідігрівачі з низьким коефіцієнтом теплопередачі, приєднання їх до мереж не завжди відповідає чинним нормам, майже 40% теплових пунктів перебуває у ветхому стані, що призводить до постійних перебоїв у гарячому водопостачанні та перевитрат паливно-енергетичних ресурсів.

Головною проблемою галузі є незадовільний фінансовий стан підприємств комунальної сфери. На кінець 2002 року дебіторська заборгованість усіх категорій споживачів за надані комунальні послуги складала 8,5 млрд.грн. і перевищувала кредиторську - на 389,4 млн.грн. Із загальної суми найбільшу частку складала заборгованість за енергоносії, яка на 20 листопада 2002 року складала 4,2 млрд.грн. З початку 2003 року вона зросла на 281,4 млн.

Тенденція збільшення кредиторської заборгованості відбувається у всіх регіонах України. Це практично повністю ліквідує можливості підприємств підтримувати основні фонди на необхідному технічному рівні, а неналежне фінансування з Державного бюджету стримує виконання цільових програм, затверджених постановами Уряду і направлених для вирівнювання ситуації в галузі. Зокрема на кінець 2002 року заборгованість з фінансування Державних науково-технічних програм з розробки найважливіших новітніх технологій та прикладних розробок у сфері житлово-комунального господарства склала 1560,19 тис.грн. Проектом Державного бюджету України на 2003 рік по Державному комітету України з питань житлово-комунального господарства із суми коштів, необхідних для виконання бюджетних програм - 12912,6 тис.грн., враховано у доведених граничних обсягах тільки 3599,9 тис.грн.

При визначенні шляхів виведення комунальної енергетики України з кризового стану врахований світовий досвід реформування житлово-комунального господарства.

Найбільше значення для модернізації комунальної енергетики України мають наступні технології:

1. Когенераційні, які мають для свого впровадження надзвичайно сприятливі умови: розвинену систему централізованого теплозабезпечення з розвиненою мережею доставки теплоносія до споживача, великі обсяги природного газу, що в якості палива безальтернативно використовується в котельнях, можливість реалізації в невідворотньому процесі модернізації комунальної енергетики;

2. Глибока утилізація теплоти відхідних газів котлоагрегатів, що забезпечує економію палива до 12%;

3. Застосування при модернізації тепломереж попередньоізольованих труб, що практично повністю ліквідує вказані вище величезні втрати енергії при її транспортуванні;

4. Широкомасштабне застосування приладів обліку та регулювання споживання тепла;

5. Впровадження керованого електричного приводу;

6. Впровадження енергоекономних систем і приладів освітлення.

На цих технологіях і побудована Програма реформування, модернізації та розвитку комунальної енергетики. Існує ряд інших ефективних технологій, що будуть безумовно застосовуватись при реалізації Програми, але не враховані в ній внаслідок невизначеності об'єктів та обсягів впровадження. Ці технології пов'язані з використанням місцевих палив, нетрадиційних та відновлюваних джерел енергії:

- біоенергетичні технології;

- використання біогазу;

- використання біогазу зі звалищ твердих побутових відходів;

- утилізація побутових відходів;

- енергетичне використання мулу та осаду з каналізаційних стоків на очисних спорудах;

- переробка автомобільних шин та гумових відходів;

- впровадження сонячних колекторів;

- використання турбодетандерів та місцевих гідроресурсів.

Потенціал економії палива від часткового впровадження цих технологій може бути оцінений приблизно в 10% за період виконання Програми.

Основні фактори, що сьогодні перешкоджають активному залученню в практичне використання нетрадиційних і відновлюваних джерел енергії (НВДЕ), є економічні: значні капітальні витрати на НВДЕ та великі, по більшості, строки окупності. Але для України, яка не має достатньої кількості власних паливно-енергетичних ресурсів, нетрадиційні джерела енергії будуть відігравати в майбутньому значну роль в комунальній енергетиці.

Таким чином, на найближчу перспективу для умов України, як і в цілому в світі, основним напрямком розвитку комунальної енергетики взагалі і, теплопостачання зокрема, буде подальше використання джерел енергії на органічному паливі з застосуванням новітніх паливнозберігаючих технологій.

2 . ЗАВДАННЯ НА КУРСОВИЙ ПРОЕКТ ТА ВИХІДНІ ДАНІ

Завдання курсового проекту полягає в розрахунку зовнішніх теплових мереж кварталу та розрахунку гарячого водопостачання у м. Тернопіль.

Необхідно здійснити обґрунтування способу регулювання, гідравлічні розрахунки системи з ув'язкою відгалужень, мережні та живильні насоси, відповідне обладнання матеріали, розрахунок системи гарячого водопостачання з визначенням витрат теплоносія та гідравлічним розрахунком мереж.

Дана робота містить сторінки пояснювальної записки з таблицями, графіками годинних та річних витрат теплоти на ГВС, опалення і вентиляцію, та розрахунками.

До роботи додається список використаної літератури.

Графік витрат теплоти, температурний графік, гідравлічний розрахунок, п'єзометричний графік, запірна та допоміжна арматура виносяться в графічну частину.

Вихідні дані: Згідно завдання на виконання курсового проекту з дисципліни “Теплові мережі” необхідно запроектувати систему теплопостачання житлового мікрорайону міста Тернопіль.

В даному мікрорайоні м. Тернопіль розташовані чотири багатоповерхових будинків (кварталів).

Найменування будівель	Кількість	Поверховість	Площа забудови 1-го кварталу, Га	Матеріал
1. Житловий будинок	1	5	1,7	цегла
2. Житловий будинок	1	5	2,0	цегла
3. Житловий будинок	1	5	2,5	цегла
4. Житловий будинок	1	5	2,8	цегла

Основні кліматологічні дані:

Розрахункова температура для системи опалення t _опал. = - 21 ^оС

Розрахункова температура для вентиляції t _вент. = - 9,0 ^оС

Середня температура зовнішнього повітря за

опалювальний період t _ср.оп. = - 0,5 ^оС

Тривалість опалювального періоду N_оп = 190 доби

3. РОЗРАХУНКОВА ЧАСТИНА

Важливий показник комфортності житла -- наявність в ньому систем гарячого водопостачання, приєднаних до централізованого теплопостачання. В даний час в крупних містах такими системами обладналися більшість житлових будівель. теплоспоживання температура гідравлічний

Джерелом теплової енергії є котельня, що виробляє теплову енергію. Споживачем теплоти є житловий сектор району міста. Як теплоносій використовуємо воду.

Двохтрубну трасу теплової мережі закритого типу в районі міста розміщуємо переважно у відведених для інженерних мереж технічних смугах паралельно червоним лініям вулиць, доріг і проїздів поза проїжджою частиною і смуги деревних насаджень. На території району, де відсутнє капітальне дорожнє покриття прокладаємо теплопроводи по проїздам.

Діаметри трубопроводів по умовам безпеки вибираємо не більше 500 мм. Перетинання доріг, проїздів, інших комунікацій, а також будівель і споруд передбачаємо під прямим кутом. Прокладання теплопроводів виконуємо безканальним способом.

При підземному прокладанні для розміщення запірної арматури, спускних і повітряних пристроїв, сальникових компенсаторів та іншого обладнання, що потребує постійного доступу і обслуговування, влаштовуємо теплові камери. Нахил теплових мереж незалежно від напрямку руху теплоносія і способу прокладання виконуємо не менше 0,002.

Використовуємо водяні двотрубні теплові мережі, що подають теплоносій одночасно на опалення, гаряче водопостачання та технологічні потреби. Схеми квартальних теплових мереж приймаємо тупиковими, без резервування.

Теплові мережі виконуємо із стальних електрозварних труб. На виводах теплових мереж від джерела теплоти, на вводах в центральні теплові пункти з сумарним тепловим навантаженням на опалення і гаряче водопостачання 0,2 МВт і більше використовуємо стальну арматуру.

3.1 Визначення максимальних теплових потоків на всі види теплоспоживання для мікрорайону

Сумарний максимальний тепловий потік Q_max для покриття потреб складається з максимальних теплових потоків на опалення Q^ж+гр_о.max, вентиляцію Q^гр_max, та гаряче водопостачання Q_гв.max житлових і громадських будинків, що розташовані в мікрорайоні.

(1.1)

Мікрорайон розташований в місті Тернопіль, будинки побудовані з залізобетонних панелей, мікрорайон складається з чотирьох кварталів.

І квартал -5-типоверхівки, площа - 1,7 Га

ІІ квартал - 5-ти поверхівки, площа - 2,0 Га

ІІІ квартал - 5-ти поверхівки, площа - 2,5 Га

ІV квартал - 5-ти поверхівки, площа - 2,8 Га

Максимальний тепловий потік на опалення житлових та громадських будівель визначається за формулою:

(1.2)

де q_о^пл - укрупнений показник максимального теплового потоку на опалення, віднесений до 1 м² загальної площі при різних розрахункових температурах і різній кількості поверхів будинків, наведений у табл. 3.1.2, Вт/м ;

А - загальна корисна площа квартир житлових будинків, м²;

k₁- коефіцієнт, що враховує тепловий потік на опалення громадських будинків. Його можна прийняти k₁= 0,25. Величину А можна визначити, якщо відома площа кварталів F_кв, Га, які входять до складу мікрорайону, за формулою:

(1.3)

де П - густина забудови житлового фонду.

Вона залежить від переважаючої поверховості будинків, що розташовані на території кварталу.

Для різних кліматичних зон України може бути визначена за даними ДБН 360-92* "Містобудування.

Планування і забудова міських і сільських поселень" (див. табл.2.1.3).

Максимальний тепловий потік на вентиляцію громадських будинків визначається за формулою:

(1.4)

де k₂ -- коефіцієнт, що враховує тепловий потік на вентиляцію, його можна прийняти k₂ = 0,15.

Максимальний тепловий потік на гаряче водопостачання житлових та громадських будинків визначається за формулою:

 (1.5)

де 2,4 - осереднене значення коефіцієнта погодинної нерівномірності використання гарячої води мешканцями мікрорайону.

Середній тепловий потік на гаряче водопостачання визначається :

(1.6)

де 1.2 - коефіцієнт, що враховує втрати теплоти в не теплоізольованих внутрішніх трубопроводах системи гарячого водопостачання;

С = 4,185 кДж/(кг°С) - питома теплоємність води;

N - кількість мешканців мікрорайону (кварталу), яка може бути визначена, як N = A/f_и - норма забезпечення загальною площею мешканців будинку м²/чол.;

g - норма витрати гарячої води у житлових будинках на одну людину за добу, приймається 105 л/(люд.-діб);

b - норма витрати гарячої води у громадських будівлях на одного відвідувача, приймається 25 л/(люд.-діб);

t_гр- розрахункова температура гарячої води, приймається +55°С;

t_хв- розрахункова температура холодної (водопровідної) води, приймається узимку + 5 °С, влітку - + 15 °С.

Таблиця 3.1 Кліматологічні дані для обласних центрів України та великих міст АР Крим за даними СниП 2.01.01-82

Найменування міст	Розрахункова температура	Середня температура зовнішнього повітряз а опалювальний період Tср,оп.оС	Тривалість опалювального періоду Nоп, діб
	Для опалення tро, оС	Для вентиляції tрв, оС
Вінниця	-21	-10,0	-1,1	189
Дніпропетровськ	-23	-9,0	-1,0	175
Донецьк	-25	-10,4	-1,8	183
Житомир	-22	-9,4	-0,8	192
Запоріжжя	-22	-8,0	-0,4	174
Івано-Франківськ	-20	-9,0	-0,1	184
Київ	-22	-10,0	-1,1	187
Кіровоград	-21	-9,2	-1,0	180
Луганськ	-25	-10,4	-1,6	180
Львів	-19	-9,0	-0,2	191
Миколаїв	-20	-7,0	0,4	165
Одеса	-18	-6,0	1,0	165
Полтава	-23	-11,0	-1,9	187
Рівне	-21	-9,0	-0,5	191
Суми	-24	-12,0	-2,5	195
Тернопіль -21	-9,0	-0,5	190
Харків	-23	-11,0	-2,1	187
Херсон	-19	-7,0	0,6	167
Хмельницький	-21	-9,0	-0,6	191
Черкаси	-22	-9,0	-1,0	189
Чернігів	-23	-10	-1,7	191
Чернівці	-20	-9,0	-0,2	179

Значення q_о^пл при різних температурах для будинків з різною поверховістю, що збудовані після 1985р.

Таблиця 3.1.2

Кількість поверхів	tро, оС	-5	-10	-15	-20	-25	-30
1 - 2	qоплВт/м2	145	152	159	166	173	177
3 - 4	qоплВт/м2	74	80	86	91	97	101
5 і більше	qоплВт/м2	65	67	70	73	81	87

Примітка: Величина q_о^плВт/м²для проміжних значень t_ро, визначається методом інтерполяції.

Таблиця 3.1.3 Густина житлового фонду П, м² /га

Зона	Поверховість	будинків
	2	3	4	5	6	7	8	9	12
Центр	3300	4100	4600	5300	5600	5900	6200	6600	6900
Південь	3400	4300	4800	5500	5800	6200	6500	6800	7100
Північ	3700	5000	5400	5900	6300	6700	7000	7300	-

Примітки:

1. Для будинків з поверховістю більше 12 поверхів = 7500 м²/га в усіх зонах.

2. Для одноповерхових будинків з присадибними ділянками П = 500 м²/га.

Отже, для даного мікрорайону:

1. Використовуючи дані табл.3.1.1. визначаємо значення розрахункової температури для м. Тернопіль на опалення, яка становить t_ро= -21 °С.

2. Використовуючи дані табл. 3.1.2 визначаємо значення укрупненого показника максимального теплового потоку. Він становить q_о^пл= 81 Вт/м².

3. Використовуючи дані табл. 3.1.3. визначаємо густину забудови кварталу:

Вона становить:

І квартал П=5900 м²/га ;

ІІ квартал П=5900 м²/га;

ІІІ квартал П=5900 м²/га ;

ІV квартал П = 5900 м²/га ;

За форму лою (1.3) маємо:

І квартал А = F_кв, П =1,7 5900 = 10030 м².

ІІ квартал А = F_кв, П =2,0 5900 = 11800 м².

ІІІ квартал А = F_кв, П = 2,5 5900 = 14750 м².

ІV квартал А = F_кв, П = 2,8 5900 = 16520 м².

За формулою (1.2) визначаємо максимальний тепловий потік на опалення:

І квартал

МВт;

ІІ квартал

МВт;

ІІІ квартал

МВт;

ІV квартал

МВт;

За формулою (1.4) визначаємо максимальний тепловий потік на вентиляцію:

І Квартал

ІІ Квартал

ІІІ Квартал

ІV Квартал

За формулою (1.5;1.6) визначаємо максимальний тепловий потік на гаряче водопостачання в опалювальний період:

квартал І

квартал ІІ

квартал ІІІ

квартал ІV

а максимальний тепловий потік на гаряче водопостачання в літній період становитиме:

квартал І

квартал ІІ

квартал ІІІ

квартал ІV

8. За формулою (1.1) максимальний тепловий потік на всі види тепловикористання кварталів в опалювальний період буде становити:

квартал І МВт;

квартал ІІ МВт;

квартал ІІІ МВт;

квартал ІVМВт;

а максимальний тепловий потік на всі види тепловикористання кварталів в літній період буде становити:

квартал І МВт;

квартал ІІ МВт;

квартал ІІІ МВт;

вартал ІVМВт;

Для зручності користування розрахунками їх доцільно звести в таблицю

Таблиця 3.1.4

	Поверховість					Максимальні теплові потоки, МВт
Номер квартала		Площа Fкв(Га)	Густина забудови (м2/Га)	Загальна корисна площа А (м2)	Питомі витрати qопл Вт/м2	На опалення	На вентиляцію	На ГВП	Сумарний
1	5	1,7	5900	10030	81	1,01	0,122	0,519	1,65
2	5	2,0	5900	11800	81	1,19	0,143	0,594	1,93
3	5	2,5	5900	14750	81	1,49	0,179	0,749	2,35
4	5	2,8	5900	16520	81	1,67	0,201	0,832	2,70
?						5,36	0,645	2,69	8,63

3.2 Визначення річних витрат теплоти для об'єкта теплопостачання

Річні витрати теплоти споживачами мікрорайону використовуються в техніко-економічних розрахунках при порівнянні варіантів систем теплопостачання, при визначенні витрат палива, при розробці режимів використання обладнання, графіків його ремонту і завантаження, а також при складанні графіка відпусток обслуговуючого персоналу.

Вибираємо кліматологічні дані мікрорайону в м. Тернопіль: тривалість опалювального періоду , тривалість дії різних температур навколишнього повітря за опалювальний період, середньодобові температури, які відповідають цим періодам, а також розрахункові температури навколишнього повітря для проектування систем опалення і вентиляції_., температура навколишнього повітря середня за опалювальний період.

Для визначення ряду техніко-економічних показників роботи котельні потрібно знати річну кількість теплової енергії для забезпечення теплопостачанням споживачів.

Річна теплопродуктивність котельні, яка забезпечує потреби споживачів у теплопостачанні визначається за формулою:

Q_{відп.річне}=Q_{оп.річн.}+ Q_в.річн.+ Q_{гв.річн.} ГДж/рік

де Q_{оп.річн.}- річна витрата теплоти на потреби опалення, ГДж/рік;

Q_в.річн.- річна витрата теплоти на потреби вентиляції громадських споруд, ГДж/рік

Q_{гв.річн.}= Q^оп_.гв+ Q^л_.гв - річна витрата теплоти на потреби гарячого водопостачання, яка складається з витрат протягом опалювального періоду та влітку, Гдж/рік;



де t_ср.оп - середня температура зовнішнього повітря за опалювальний період, ^оС;

N _оп - тривалість опалювального періоду, діб;

річна витрата теплоти на вентиляцію визначається за формулою:

де Z - тривалість роботи системи вентиляції за добу (24 год.)

річна витрата теплоти на гаряче водопостачання визначається за формулою:

де 350- планова тривалість подачі гарячої води споживачам протягом року, діб;

15 діб на рік відводиться на профілактичні ремонти.

В даному випадку річна витрата теплоти на потреби опалення мікрорайону складатиме:

Річна витрата теплоти на вентиляцію Q_в.річн визначається за формулою:

Річна витрата теплоти на гаряче водопостачання визначається за формулою:

Звідси річна теплопродуктивність котельні, яка забезпечує потреби споживачів у теплоті складає:

3.3 Визначення витрат теплоти в залежності від температури зовнішнього повітря

Графік відпуску теплоти на потребу споживачів від котельні дозволяє визначити теплопостачання об'єктів при різній температурі зовнішнього повітря протягом опалювального періоду, що у свою чергу дозволяє вирішувати питання забезпечення потрібних теплових навантажень шляхом рулювання виробництва теплоти, можливості відключення котлів для ремонту, тощо.

Графік зміни витрат (потоків теплоти) на опалення Q_оп в залежності від температури зовнішнього повітря t₃ являє собою пряму лінію, яка описується формулою:

МВт;

де, Q_оп.мах - максимальний тепловий потік на опалення, МВт;

t_вн - розрахункова температура внутрішнього повітря, °С;

t_ро - розрахункова температура при проектуванні опалення, °С, що відповідає середній температурі най холоднішої п'ятиденки;

t_з - поточна температура зовнішнього повітря, °С.

Графік зміни витрат (потоків) теплоти на вентиляцію Q_в в залежності від температури зовнішнього повітря t_з являє собою пряму лінію яка описується формулою:

МВт;

де, Q_в.мах - максимальний тепловий потік на вентиляцію, МВт

t_ро - розрахункова температура при проектуванні опалення, °С, що відповідає середньомісячній температурі найхолоднішого місяця;

Витрата теплоти на централізоване гаряче водопостачання в опалювальний період (ОП) не залежить від температури зовнішнього повітря, тому графік відпуску теплоти на гаряче водопостачання являє собою пряму паралельну осі температур з ординатою Q^оп_гв.мах, а для неопалювального

періоду ( при t_п ? +8⁰С) Q^л._гв.мах

максимальний тепловий потік на гаряче водопостачання влітку знаходиться за формулою:

Знайдемо теплові потоки на всі види тепло споживання при температурі зовнішнього повітря відповідно -20, -5, +8 °С.

-20 °С

МВт;

МВт;

-5 °С

МВт;

МВт;

+8 °С

МВт;

МВт;

+15 °С

МВт;

МВт;

Зведемо розрахунки в таблицю 3.3

таблицю 3.3

Температура, (оС)	Qо , (МВт)	Qв , (МВт)	Qоп.гв.мах (МВт)	Qл.гв.мах. (МВт)
-21	5,36	0,932	2,69	2,14
-5	3,16	0,549
+8	1,37	0,239
+15	0,41	0,072

За цими даними будуємо графіки, які характеризують зміну відпуску теплоти на опалення, вентиляцію та гаряче водопостачання, а також сумарної витрати теплоти (Q_?) в залежності від температур зовнішнього повітря t_п (див.арк. «Температурний графік»).

3.4 Побудова температурних графіків

Температурні графіки виражають залежність необхідних температур води в тепловій мережі від температури навколишнього повітря.

Для побудови опалювального графіка розраховують температуру теплоносія в подавальному (₁) та зворотному (₂) трубопроводах теплової мережі при різних температурах зовнішнього повітря t_з.

Температуру в подавальному трубопроводі обчислюють за допомогою рівняння:

^оС,

температуру в зворотному трубопроводі обчислюють за формулою:

^оС,

де t_в = 18 ^оС - розрахункова температура внутрішнього повітря;

_пр.о - середня температура теплоносія в нагрівальному приладі системи опалення при t_з. :

_1о, _2о - відповідно розрахункова температура теплоносія в подавальному і зворотному трубопроводах теплової мережі при розрахунковій температурі зовнішнього повітря t_з.о;

відносна витрата теплоти на опалення при температурі зовнішнього повітря:

= .

Розрахунок опалювального графіка температур теплоносія виконуємо у табличній формі (див.табл. 3.4.1).

Таблиця 3.4

tз	tв	ф1 (подача)	ф2 (зворотка)
+8	+18	55,1	39,5
+7	+18	57,6	40,6
+6	+18	60,2	41,7
+5	+18	62,8	42,7
+4	+18	65,4	43,8
+3	+18	68,0	44,9
+2	+18	70,6	46,0
+1	+18	73,2	47,1
0	+18	75,8	48,1
-1	+18	78,4	49,2
-2	+18	80,7	50,2
-3	+18	83,3	51,3
-4	+18	85,9	52,3
-5	+18	88,5	53,4
-6	+18	91,1	54,5
-8	+18	93,7	55,5
-9	+18	96,3	56,6
-10	+18	98,9	57,7
-11	+18	101,5	58,7
-12	+18	104,1	59,8
-13	+18	106,7	60,8
-14	+18	109,3	61,9
-15	+18	111,9	63,0
-16	+18	114,5	63,6
-17	+18	117,0	64,7
-18	+18	119,6	65,7
-19	+18	122,2	66,8
-20	+18	124,8	67,9
-21	+18	127,4	68,9
-22	+18	130,0	70,0
-23	+18	132,6	71,0
-24	+18	135,1	72,1
-25	+18	137,7	73,2
-26	+18	140,3	74,2
-27	+18	142,8	75,3
-28	+18	145,3	76,4
-29	+18	147,9	77,4
-30	+18	150,0	78,5

За результатами розрахунків за допомогою наведених рівнянь будують опалювальний графік температур теплоносія (рис. 1).

Рисунок 1

Кількість теплоти, яку необхідно витратити (наприклад, на опалення приміщень), залежить від тривалості стояння температур зовнішнього повітря. Її зручно визначити за допомогою графіка Росандера. Його будують на основі сумарного графіка витрат теплоти і тривалості стояння різних температур зовнішнього повітря. Всі дані зведені в таблицю 3.4.2

Таблиця 3.4.2 Тривалість стояння температур зовнішнього повітря

tз, оС	Кількість годин стояння	tз, оС	Кількість годинстояння
-29,9 …. -25	10	-9,9 …. -5	644
-24,9 …. -20	39	-4,9 …. 0	1231
-19,9 …. -15	126	+0,1 …. +5	1502
-14,9 …. -10	332	+5,1 …. +10	685

Рисунок 2

На рисунку 2 наведені графіки, що характеризують зміну витрат теплоти на опалення, вентиляцію та гаряче водопостачання залежно від температури зовнішнього повітря, а також графік сумарних витрат теплоти.

Також на рисунку 2 наведений графік Росандера; заштрихована площа графіка характеризує витрати теплоти на опалення, вентиляцію та гаряче водопостачання протягом року.

4. Гідравлічний розрахунок мережі та побудова п'єзометричного графіка

4.1 Гідравлічний розрахунок мережі

Основною задачею гідравлічного розрахунку являється визначення діаметрів трубопроводів, а також втрат тиску на ділянках теплових мереж.

По результатам гідравлічних розрахунків розробляють гідравлічні режими системи теплопостачання, підбирають мережні і підживлювальні насоси, авто регулятори, дросельні пристрої, обладнання теплових пунктів.

Розрахунок проводимо у такій послідовності

Розбиваємо схему теплової мережі на розрахункові ділянки

Визначаємо довжину та розрахункову витрату теплоносія кожної ділянки

Задаємось величиною швидкості і з залежності виражаємо діаметр підбираємо найближчий більший діаметр умовного проходу .

(41)

Визначаємо величину місцевого опору

Таблиця 4.1 - Величина місцевого опору

№ ділянки	Вид місцевого опору		Кількість
1	сальниковий компенсатор трійник на відгалуження	0,3 1	3 1	0,9
2	сальниковий компенсатор трійник на відгалуження	0,3 1	2 1	1,6
3	сальниковий компенсатор трійник на відгалуження	0,3 1	3 1	3,4
4	сальниковий компенсатор засувка трійник на відгалуження коліно	0,3 0,5 1 1	1 1 1 1	1,8
5	сальниковий компенсатор засувка трійник на відгалуження	0,3 0,5 1	1 1 1	1,3
6	сальниковий компенсатор засувка трійник на відгалуження	0,3 0,5 1	3 1 1	2,1
7	сальниковий компенсатор засувка трійник на відгалуження	0,3 0,5 1	1 1 1	1,8

Обчислюємо втрати на місцевих опорах за формулою

(42)

Обчислюємо критерій Рейнольдса за формулою :

(43)

- кінематична в'язкість теплоносія 0,17 ^. 10^-6

Визначаємо за формулою :

(44)

Обчислюємо втрати тиску по довжині за формулою :

(45)

Для першої ділянки :

(46)

Приймаємо діаметр умовного проходу 450 мм :

(47)

Аналогічно проводимо розрахунок для решти ділянок і розрахунки зводимо в таблицю 4.2

Таблиця 4.2 - Гідравлічний розрахунок водяних теплових мереж

№						Д Рм, м.в.ст				УД Рм, м.в.ст
1	215	600	450	1,35	0,9	0,097	3573529	0,008	1,14	1,24
2	120	300	350	1,25	1,6	0,148	2573529	0,009	0,712	0,86
3	60	600	250	1,22	3,4	0,299	1794117	0,011	1,90	2,20
4	60	250	250	1,22	1,8	0,158	1794117	0,011	0,792	0,95
5	95	200	300	1,34	1,3	0,138	2364705	0,010	1,06	1,20
6	55	550	250	1,12	2,1	0,155	1647058	0,010	1,63	1,78
7	40	150	250	1,27	1,8	0,171	1494117	0,012	0,858	1,03

Сумарні втрати по головній магістралі становлять 4,30 мм.вод.ст. 42,1 Па.

4.2 П'єзометричний графік

Для побудови п'єзометричного графіку приймемо масштаби: вертикальний

Мв 1:1 000 і горизонтальний Мг 1:10000 . Побудуємо (п'єзометричний графік), використовуючи горизонталі і довжини ділянок, подовжні профілі головної магістралі (ділянки 1, 2, 3) і відгалужень (ділянки 4, 5, 6, 7 ). На профілях у відповідному масштабі побудуємо висоти приєднуваних будівель.

Висоту поверху будівлі приймемо 3 м. Під профілем розміщуються:

випрямлена однолінійна схема тепломережі;

номери і довжини ділянок;

витрати теплоносія;

діаметри трубопроводів;

розрахункові напори.

Далі слід визначити величину натиску на всмоктуючій стороні мережевих насосів. Величина цього напору має бути не менше кавітаціонного запасу для прийнятого типу насосів, а також має бути не менше висоти місцевих систем тепло споживання приєднуваних будівель із запасом 5 м.

Прийнявши заздалегідь напір на всмоктуючій стороні мережевих насосів Нвс = 30 м, побудуємо лінію втрат напору зворотної магістралі тепломережі АВ. Перевищення точки В по відношенню до точки А дорівнюватиме втратам натиску в зворотній магістралі, які в закритих системах приймаються рівними втратам натиску в подаючій магістралі і складають в цьому прикладі 9,5 м

Далі будуємо лінію ВС - лінію напору, що розташовується, для системи теплопостачання кварталу № 7. Розрахунковий напор, для квартальної системи теплопостачання має бути достатнім для подолання втрат натиску в квартальних теплових мережах і втрат натиску в місцевих системах тепло споживання приєднуваних будівель. Розрахунковий напор, в цьому прикладі прийнятий рівним 40 м.

Потім будуємо лінію втрат напору подаючої магістралі тепломережі СD. Перевищення точки D по відношенню до точки C дорівнює втратам напору в подаючій магістралі і складає 9,5 м

Далі будуємо лінію DЕ - лінію втрат напору в устаткуванні теплофікації джерела теплоти, які в цьому прикладі прийняті рівними 15 м.

- -:: ©

Положення лінії статичного натиску вибране з умови недопущення "оголення", "розчавлювання" і скипання теплоносія. З умови захисту від "оголення", лінія статичного натиску має бути вище за верхні точки місцевих систем тепло споживання не менше чим на 5 м. Для захисту від "розчавлювання" величина статичного натиску для залежних систем опалювання з чавунними радіаторами не повинна перевищувати 50м. а для сталевих приладів систем опалення а також для калориферів вентиляційних систем - 80 м, для незалежних схем приєднання - 100 м

Для недопущення скипання перегрітої мережевої води як при гідродинамічному так і при гідростатичному режимах напор в подаючому трубопроводі при температурі теплоносія 150 °З має бути не менше 40 м.

5. ВИБІР МЕРЕЖНИХ ТА ЖИВИЛЬНИХ НАСОСІВ

Напір мережних насосів належить визначати для опалювального і неопалювального періодів і приймати рівним сумі втрат напору в установках на джерелі теплоти , в подаючому і зворотному трубопроводах, а також в місцевій системі тепло споживання

(51)

де - становить 15 м.

ДН_м - наявний напір перед мікрорайонами повинен бути не меншим за Н_м =20 м, тому приймаємо ДН_м= 30 м.

Число мережних насосів належить приймати не менше двох, один з яких - резервний.

Приймаємо до установки по паралельній схемі 2 насоси СЭ-2500-180-16 один з яких резервний насос. ККД насосу становить 84%.

Технічні характеристики насоса

Марка насоса	Температура теплоносія, °C	Подача, м3/час	Напор, м	Частота обертання, об/хв.	Потужність двигуна , кВт	ККД, %
СЭ 2500-180-16	вода, до 180	2500	180	3000	1380	84

5.1 Підбір підживлювальних насосів

Напір підживлювальних насосів повинен визначатись з умов підтримання в водяних теплових мережах статичного напору і визначення втрат напору в підживлювальній лінії величина яких, при відсутності більш точних даних, приймається рівною 10-20 метрів

(52)

де - різниця відміток рівня води в підживлювальному баці і осі підживлювальних насосів.

Розрахункова витрата води на компенсацію втрати приймаються в розмірі 0,75% від об'єму води в системі теплопостачання, аварійна витрата на компенсацію втрати приймається 2% від об'єму води в системі теплопостачання. Об'єм води в системі теплопостачання допускається приймати рівним 65м³ на 1 МВт розрахункового теплового потоку при закритій системі теплопостачання.

(53)

тоді подача підживлювального насосу складе:

, (54)

де - сумарна витрата теплоти.

Приймаємо 1 підживлювальний насос 15 К-6б плюс один резервний насос.

Технічні характеристики підживлювального насосу

Марка агрегата	Подача, мі/ч.	Напор, м.	Потужність, кВт	Частота обертанняоб/хв.	Габаритні розміри, мм.	Вага, кг.
1,5 К-6б	4-9-16	12-11-9	1,0	2900	792Ч300Ч315	80

5.2 Розрахунок і підбір компенсаторів та опор

В теплових мережах в наш час широко використовуються сальникові, сильфоні, П - подібні компенсатори. Компенсатори повинні мати достатню компенсуючу здатність для сприйняття температурного подовження ділянки трубопроводу між нерухомими опорами.

Розрахуємо кількість односторонніх сальникових компенсаторів для ділянки І теплової мережі 1 з діаметром d_з= 450 мм і довжиною L=600 м. Визначимо реакцію компенсатора Р_к при робочому тискові Р_р=1,5 МПа, розрахункова температура теплоносія , розрахункова температура зовнішнього повітря

Прийнявши коефіцієнт температурного подовження , визначимо подовження ділянки трубопроводу

(61)

Визначимо компенсуючу здатність одностороннього сальникового компенсатора і довжину сальникової набивки . Розрахункова компенсуючи здатність компенсатора складе

. (62)

Кількість компенсаторів n на розрахунковій ділянці складе

(63)

Реакція сальникового компенсатора - сила тертя в сальниковій набивці визначається по формулі

, (64)

де - робочий тиск теплоносія, МПа;

- довжина шару набивки по осі сальникового компенсатора, м;

- зовнішній діаметр патрубка сальникового компенсатора, м;

- коефіцієнт тертя набивки об метал, приймається рівним 0,15.

Аналогічно підбираємо сальникові компенсатори до відповідних ділянок. Розрахунок зводимо в таблицю 6.1

Таблиця 6.1 - Підбір сальникових компенсаторів

№ ділянки	Довжина l, м	Діаметр dз.с, мм	Теплове видовження Дl,мм	Компенсуюча здатність Дк, мм	Довжина набивки lс, мм	Дp, мм	Кількість, шт	Реакція компенсатора RК, кН
1	600	450	1080	500	120	450	3	10,597
2	300	350	540	500	120	450	2	74,182
3	600	250	1080	500	120	450	3	529,87
4	250	250	450	500	120	450	1	529,87
5	200	300	360	500	120	450	1	63,585
6	550	250	990	500	120	450	3	529,87
7	150	250	270	500	120	450	1	529,87

5.3 Підбір опор

Кількість опор вибирається в залежності від діаметра і довжини ділянки. Відстань між нерухомими опорами вибираємо відповідно до діаметра ділянки. Для ділянки 1 з діаметром 450 мм відстань між опорами становить 140 м. Так як загальна довжина ділянки 600 м, то до встановлення приймаємо 5 нерухомих опори - на початку ділянки і через кожні 140 м. Аналогічно розраховуємо кожну ділянку і розрахунок зводимо у таблицю 6.2

Таблиця 6.2 - Підбір опор на ділянках

<...

№	Діаметр dу,мм	Довжина l,м	Відстань lм.о,м	Кількість
1	450	600	140	5
2	350	300	120	3
3	250	600	100	6

курсовая работа "Теплопостачання житлового мікрорайону м. Тернопіль" скачать

Подобные документы

• Теплопостачання заводу в місті Одеса

  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 15.12.2011
  

• Теплопостачання двох будинків в м. Чигирин з застосуванням автономної котельні

  Проектування 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 18.01.2014
  

• Розрахунок і вибір обладнання системи повітропостачання промислового підприємства

  Розрахунок 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 03.12.2014
  

• Проектування систем теплопостачання житлових і промислових будівель району міста

  Розрахунок 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 02.01.2014
  

• Реконструкція котельні та теплової мережі по вулиці Шевченко 233

  Розрахунок 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 29.12.2016
  

• Теплопостачання побутових приміщень ливарного цеху

  Перелік 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 24.01.2015
  

• Розрахунок гнучких елементів повітряних ліній електропередач

  Основні геометричні параметри монтажу проводу. Визначення зовнішнього діаметра проводу з ожеледдю. Розрахунок розподіленого навантаження від вітру та питомого навантаження від ваги проводу. Побудова графіку залежності натяжiння проводу від температури.
  
  курсовая работа [132,4 K], добавлен 16.01.2014
  

• Аналіз теплових насосів

  Поняття, види та області застосування теплових насосів. Вибір приладу для обігріву приміщення у власному регіоні. Переваги використання ґрунтових зондів та насосів з горизонтальним теплообмінником. Сфери використання енергії, яку акумулює пристрій.
  
  реферат [1,5 M], добавлен 10.06.2014
  

• Система гарячого водопостачання

  Визначення розрахункових витрат на ділянках трубопроводів. Гідравлічний розрахунок подаючих трубопроводів. Розрахунок втрат тепла подаючими і циркуляційними трубопроводами та визначення циркуляційних витрат. Втрати тиску в подаючих трубопроводах.
  
  курсовая работа [148,9 K], добавлен 12.04.2012
  

• Промислово-опалювальна котельна для теплопостачання підприємства та його житлового селища

  Вибір 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 31.01.2011
  

• Підбір теплонасосного, когенераційного та допоміжного обладнання ТЕЦ Соколівського цукрового заводу

  Розрахунок модернізованої теплової схеми ТЕЦ Соколівського цукрового заводу з встановленням теплонасосної установки. Показники роботи теплової схеми існуючої ТЕЦ. Аналіз застосування теплового насосу. Підбір теплових насосів виробництва ЗАТ "Енергія".
  
  курсовая работа [196,5 K], добавлен 19.04.2015
  

• Теплопостачання промислових об’єктів і споруд

  Розрахунковий 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 30.01.2012
  

• Проект системи теплопостачання житлово-промислового району міста Донецьк

  Розробка 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 16.06.2011
  

• Гідравлічний розрахунок гідроприводу

  Визначення діаметрів труб. Підбір труб згідно ГОСТ 8734–75. Розрахунок втрат напору на дільницях трубопровідної системи, підвищення тиску в гідросистемі від зупинки гідродвигуна. Конструктивні параметри шестеренного гідродвигуна для приводу лебідки.
  
  курсовая работа [319,7 K], добавлен 07.01.2014
  

• Реконструкція центрального теплового пункту м. Олександрія під квартальну котельню

  Реконструкція системи теплозабезпечення. Розрахунки потреб тепла на опалення і гаряче водопостачання, витрат теплоносія, висоти димаря. Гідравлічні розрахунки внутрішньої газової та теплової мережі мікрорайону. Зменшення втрат теплової енергії в мережах.
  
  дипломная работа [855,6 K], добавлен 13.05.2012
  

• Фізика напівпровідників

  Оцінка ймовірності знайти електрон на рівні Е у власному напівпровіднику при кімнатній температурі. Визначення положення рівня Фермі, розрахунок температурної залежності власної концентрації носіїв заряду у вихідному напівпровіднику та побудова графіка.
  
  контрольная работа [2,8 M], добавлен 18.12.2009
  

• Тепловий розрахунок парового котла

  Характеристика котла ТП-230. Розрахунок ентальпій повітря і продуктів згоряння палива. Коефіцієнт надлишку повітря. Тепловий баланс котельного агрегату. Геометричні характеристики топки. Розрахунок теплоти, яка сприймається фестоном, теплопередачею.
  
  курсовая работа [256,5 K], добавлен 18.04.2013
  

• Порівняльна характеристика насосів

  Загальна характеристика насосів. Конструктивні особливості динамічних насосів для стічних вод. Переваги відцентрових насосів перед поршневими. Об'ємні і динамічні насоси. Розрахунок параметрів насосів. Області застосування насосів різних типів.
  
  реферат [86,9 K], добавлен 16.12.2010
  

• Проектування міських електричних мереж

  Характеристика 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 02.07.2011
  

• Розрахунок системи сонячного теплопостачання

  Розрахунок 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 29.04.2013
  

Другие документы, подобные "Теплопостачання житлового мікрорайону м. Тернопіль"

• главная
• рубрики
• по алфавиту
• вернуться в начало страницы
• вернуться к началу текста
• вернуться к подобным работам