Теплоснабжение района города

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство науки и высшего образования РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Ивановский государственный политехнический университет»

Инженерно-строительный институт

Кафедра «Гидравлики, теплотехники и инженерных сетей»

Курсовой проект

по дисциплине: «Теплоснабжение»

на тему: « Теплоснабжение района города »

Выполнила:

студент группы ТГВ-31

Морозова К.А.

Проверил:

Кулагин С.М.

Иваново 2019



Исходные данные

Шифр: 333333

Таблица 3.1

Географический пункт строительства и его климатические условия

Вариант	Город	Температура наружного воздуха, °С	Продолжительность отопительного периода, сут.
		среднегодовая	расчетная для проектирования	средняя отопительного периода
			отопления	вентиляции
3	Белгород	6,3	-23	-23	-2,2	196

Таблица 3.2

Этажность застройки района, расчетные температуры сетевой воды, вид системы теплоснабжения

Вариант	Этажность застройки	Жилая площадь, м2	Количество жителей	Расчетные температуры сетевой воды, °С	Вид системы теплоснабжения
				в подающей магистрали	в обратной магистрали	в системе отопления
3	8	266000	29540	160	70	95	закрытая

Таблица 3.3

Характеристика грунта и глубина заложения грунтовых вод

Вариант	Данные о грунте	Глубина залегания грунтовых вод, м
	вид грунта	плотность, кг/м3	состояние грунта	теплопроводность, Вт/(м·°С)
3	известняк	1400	сухой	0,58	-



Таблица 3.4

Способ прокладки тепловой сети, тип теплоизоляционной конструкции

Вариант	Данные о теплоизоляционной конструкции	Способ прокладки тепловой сети
	теплоизоляционный материал	плотность, кг/м3	теплопроводность, Вт/(м·°С)
3	битумоперлит	500	0,11	бесканальный

Примечание. Средняя температура теплоизоляционного слоя определяется по формуле , где t_т - расчетная температура теплоносителя, °С.



1. Определение расчетных часовых и годовых расходов теплоты на отопление, вентиляцию, горячее водоснабжение и суммарного расхода

1.1 Определение расходов теплоты

Тепловые нагрузки разнородны по характеру, поэтому расчетные расходы теплоты определяются отдельно для отопления, вентиляции и горячего водоснабжения. Нагрузки отопления и горячего водоснабжения должны предусматриваться для всех типов зданий - жилых и общественных. Вентиляционная нагрузка связана с подогревом воздуха, подаваемого в помещения средствами механической вентиляции. Эта тепловая нагрузка характерна только для общественных зданий, в жилых зданиях она отсутствует.

В курсовом проекте разрабатывается система теплоснабжения района с неизвестной застройкой, поэтому тепловые нагрузки определяются по укрупненным показателям в соответствии с указаниями СП 124.13330.2012 [1]. Исходным показателем является удельный расход теплоты на отопление 1 м² жилой площади, q_о.А, который выбирается в зависимости от расчетной температуры наружного воздуха:

tн.о, °С	-20	-25	-30	-35	-40	-45
qо.А, Вт/м2	151	162	174	180	186	191

Для t_н.о= -23, °С, q_о.А= 157,6, Вт/м²

Тепловые нагрузки определяем по следующим формулам в МВт.:

При отсутствии проектов, например, для жилых районов города с неизвестной застройкой допускается определять тепловые нагрузки по следующим формулам:

а) максимальный тепловой поток, МВт, на отопление жилых и общественных зданий.

; (1.1)

где:

- коэффициент, показывающий долю теплового потока на отопление общественных зданий, принимаем равным 0,25;

- укрупненный показатель максимального теплового потока на отопление жилых зданий на 1 м² общей площади;

- общая площадь жилых зданий в районе равная 266000 м² ;

б) максимальный тепловой поток, МВт, на вентиляцию общественных зданий

; (1.2)

;

где:

- коэффициент, показывающий долю теплового потока на отопление общественных зданий, принимаем равным 0,25;

- укрупненный показатель максимального теплового потока на отопление жилых зданий на 1 м² общей площади;

- общая площадь жилых зданий в районе равная 266000 м² ;

в) средний тепловой поток, МВт, на горячее водоснабжение жилых и общественных зданий

(1.3)



где:

- число человек, проживающих в данном районе равное 29540 чел;

- норма расхода воды на горячее водоснабжение при температуре 55 ^оС на одного человека в сутки, проживающего в здании с горячим водоснабжением, принимаемая для жилых зданий квартирного типа с душами и ваннами длиной 1,5-1,7 м 105 л/сут. на 1 человека;

- норма расхода воды на горячее водоснабжение, потребляемого в общественных зданиях, при температуре 55 ^оС, принимаемая в размере 25 л/сутки на 1 человека;

- удельная теплоемкость воды, принимаемая в расчетах равной, 4187 Дж/(кг ^оС);

- температура холодной (водопроводной) воды в отопительный период принимается равной 5 ^оС;

1,2 - коэффициент, учитывающий тепловые потери трубопроводами горячего водоснабжения;

г) максимальный тепловой поток, МВт, на горячее водоснабжение жилых и общественных зданий

. (1.4)

.

2,4 - коэффициент, учитывающий неравномерность потребления горячей воды населением в течение суток.

Суммарный расход теплоты на микрорайон, МВт равен сумме тепловых нагрузок:



. (1.5)

Годовые расходы теплоты, ГДж, определяют по среднечасовым расходам:

- на отопление

; (1.6)

;

где:

n_опродолжительность отопительного периода, равная 224 сут

- на вентиляцию

; (1.7)

;

где:

_вчисло часов работы вентиляции в течение суток принимается равным 16;

- на горячее водоснабжение

- на горячее водоснабжение

, (1.8)

,

где:

- расчетное число суток в году работы системы горячего водоснабжения принимаем 350 суток;

Средние тепловые потоки, МВт, следует определять по формулам:

- на отопление

; (1.9)

;

где:

- средняя температура внутреннего воздуха отапливаемых зданий,

принимаемая для жилых и общественных зданий равной 18 ^оС;

- средняя температура наружного воздуха за отопительный период, равная -6,6?C;

- расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления и вентиляции в холодный период года, принимается равной - 35

- на вентиляцию

; (1.10)

;

- на горячее водоснабжение в неотопительный период

, (1.11) ,

где:

- температура холодной (водопроводной) воды в неотопительный (летний) период принимается равной 15^оС;

- коэффициент, учитывающий изменение среднего расхода воды на горячее водоснабжение в неотопительный период по отношению к отопительному периоду, принимаемый равным 0,8 для жилищно-коммунального сектора.

Расходы теплоты на отопление и вентиляцию определяются климатическими условиями. Для них строят графики изменения нагрузки в зависимости от температуры наружного воздуха , которые представляют собой прямую линию. Для их построения достаточно иметь две точки, одна из которых определяется при расчетной температуре наружного воздуха, другая при любой другой. Пересчет нагрузок отопления и вентиляции на любую текущую температуру наружного воздуха t_н производится по формуле

, (4.12)

где - расчетная тепловая нагрузка отопления или вентиляции, МВт.

Расход теплоты на горячее водоснабжение не зависит от температуры наружного воздуха, поэтому его график представляет собой прямую линию параллельную оси абсцисс.



2. Построение графиков расхода теплоты в зависимости от температуры наружного воздуха

Графики расходов тепла на отопление и вентиляцию строим по следующим уравнениям:

- на отопление

, (2.1)

- на вентиляцию

, (2.2)

где:

Q_o, Q_в - расчетные расходы тепла на отопление и вентиляцию;

t_в - расчетная температура внутреннего воздуха помещений, t_в = 18 ^оС;

t_н - текущая температура наружного воздуха;

t_н.о и t_н.в - расчетные температуры наружного воздуха для проектирования систем отопления и вентиляции. t_н.о.=t_н.в=-35 ^оС

Как следует из характера формул, графики расхода теплоты на отопление и вентиляцию представляют собой прямые линии. Для их построения достаточно найти две точки: при минимальной и максимальной температуре.

При +8°С

,

,

При 0°С

,

,

При -8°С ,

,

При -16°С

,

,

При -24°С

,

,

При -23°С

,

,

Q_?min=12.78+1.5+11.14=25.4

Q_?max=52.4+6.29+11.14=69.8

Q_?O.B.max=Q_B^max+Q_o^max=6.29+52.4=58.69

График расхода теплоты на горячее водоснабжение представляет собой прямую линию параллельную оси температур, так как нагрузка горячего водоснабжения не зависит от температуры наружного воздуха.

Суммарный график получаем в результате сложения расходов при определенных значениях температуры наружного воздуха

График расходов теплоты в зависимости от температуры наружного воздуха

рис. 2.1 Графики расходов теплоты в зависимости от температуры наружного воздуха

Таблица 2.1

Расходы теплоты в зависимости от температуры наружного воздуха

t, єC Q, МВТ	+8	0	-8	-16	-24
Qо	12,8	23	33	43,5	54
Qв	1,5	2,8	4	5	6,5
Qгв	11,14	11,14	11,14	11,14	11,14
Qсум	25,44	36,94	48,14	59,64	71,64



3. Расчет и построение графиков регулирования отпуска теплоты

В соответствии с указаниями СНиП [1] водяные тепловые сети должны предусматриваться двухтрубными циркуляционными, подающими одновременно теплоту на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение. Для них должно приниматься центральное качественное регулирование отпуска теплоты, согласно которому расход воды в тепловой сети остается постоянным, а температуры сетевой воды изменяются в зависимости от температуры наружного воздуха. Конечным этапом при разработке центрального качественного регулирования является график температур теплоносителя, вид которого зависит от принятого режима регулирования.

В основе качественного способа регулирования лежит температурный график, который показывает изменение температуры теплоносителя в зависимости от температуры наружного воздуха. Он строится по следующим зависимостям:

, (3.1)

, (3.2)

(3.3)

где :

ф₁ ,ф₂ ,ф₃ - температуры воды соответственно в подающей, обратной магистрали и на входе в систему отопления, °С;

ф₁₀ ,ф₂₀ ,ф₃₀ - то же в расчетном режиме, °С;

ф_пр.о- средняя температура воды в отопительном приборе, принимаемая обычно равной 82,5 °С;

- температура внутреннего воздуха, равная 20 °С;



- относительная отопительная нагрузка при любой температуре наружного воздуха t_н , определяемая по формуле

. (3.4)

Расчетные температуры сетевой воды, °С
в подающей магистрали	в обратной магистрали	в системе отопления
160	70	95

Расчет:

Найдем Qo и для различных температур наружного воздуха:

при +8 ;

при +4,5 ;

при +4 ;

при 0 ;

при -4 ;

при -8 ;

при -12 ;

при -16 ;

при -20 ;

при -24 ;

при -23

Найдем для каждой из температур наружного воздуха:

при +8

Для удобства построения графика построим таблицу расчетных данных:

Таблица 3.1.

tн	8	6	4	2	0	-2	-4	-6	-8	-10	-12	-14	-16	-18	-20	-22	-24
	58	64,5	72	78	86	92	99	105	112	118	125	131	138	144	151	156	162
	35	38	41	43	46	48	51	52	55	57	60	61	63	65	67	69	71

Определяется суммарный перепад температур сетевой воды в обеих ступенях, который остается постоянным во всем диапазоне температур наружного воздуха:

, (3.5)

В этой формуле -балансовая нагрузка горячего водоснабжения, принимаемая равной:

, (3.6)

(3.7)

Определяется разность температур между повышенным и отопительным графиками для подающей и обратной магистралей в точке излома:

= (3.8)

=,4 (3.9)

где:

t_пи - температура воды на горячее водоснабжение после первой ступени подогревателя, принимаемая равной 30-35 °С.

Определяются температуры сетевой воды в подающей и обратной магистралях для повышенного графика в точке излома:

= 70+12,4=82,4, (3.10)

= 40-10,6 =30,6, (3.11)

где - температура сетевой воды в подающей магистрали при повышенном и отопительном графике в диапазоне температур наружного воздуха от +8 °С до t_u;

- температура сетевой воды в обратной магистрали при повышенном и отопительном графике в диапазоне температур наружного воздуха от +8 °С до t_u.

для подающей и обратной магистралей в диапазоне температур наружного воздуха ниже точки излома до t_нр:

, (3.12)

, (3.13)

Определяются температуры сетевой воды в подающей и обратной магистралях для повышенного графика в диапазоне температур наружного воздуха ниже точки излома

, (3.14)

, (3.15)

Для 8

Для 4

для 0

для -4

для -8

для -12

для -16

для -20

для -24

Определяется разность температур между повышенным и отопительным графиками.

Таблица 3.2

t/°С	8	6	4	2	0	-2	-4	-6	-8	-10	-12	-14	-16	-18	-20	-22	-24
	70	70	70	84	92	102	108,1	113	119,8	125	131,3	137	143,4	148	155,3	160	165,1
	30,9	30,9	30,1	31,8	33,6	35	37,1	38	39,8	41	43,3	44	45,4	47	48,22	49	51



4.Определение расходов теплоносителя

Расчетный расход сетевой воды, т/ч, для определения диаметров труб в водяных тепловых сетях при качественном регулировании отпуска теплоты следует определять отдельно для отопления, вентиляции и горячего водоснабжения по следующим формулам:

а) на отопление

; (4.1)

б) на вентиляцию

; (4.2)

в) при двухступенчатых схемах присоединения водоподогревателей:

- средний

; (4.3)

- максимальный



; (4.4)

где

- температура воды в подающем трубопроводе тепловой сети при расчетной температуре наружного воздуха, ^оС;

-то же в обратном трубопроводе тепловой сети, ^оС;

-температура воды, поступающей в систему горячего водоснабжения потребителей, ^оС;

-температура холодной (водопроводной) воды в отопительный период (при отсутствии данных принимается равной 5 ^оС);

-температура воды в подающем трубопроводе тепловой сети в точке излома графика температур воды, ^оС;

-то же, в обратном трубопроводе тепловой сети после системы отопления зданий, ^оС;

-температура воды после параллельно включенного водоподогревателя горячего водоснабжения в точке излома графика температур воды; (рекомендуется принимать равной 30 ^оС);

-температура воды после первой ступени подогрева при двухступенчатых схемах присоединения водоподогревателей, ^оС;

с - удельная теплоемкость воды, принимаемая равной 4187 Дж/(кг·^оС)

Тепловые нагрузки в вышеперечисленные формулы подставляются в МВт.

Суммарные расчетные расходы сетевой воды в двухтрубных водяных сетях в открытых и закрытых системах теплоснабжения при качественном регулировании отпуска теплоты следует определять по формуле

, (4.5)

расход теплота отопление водоснабжение

При регулировании при закрытой системе отопления и горячего водоснабжения коэффициент k₃ принимается равным 1,2 , так как тепловой поток менее 100 МВт.

Расчетный расход воды в двухтрубных водяных тепловых сетях в неотопительный период определяется по формуле

, (4.6)

Коэффициент учитывает изменение среднего расхода воды на горячее водоснабжение в неотопительный период по отношению к отопительному; принимается при отсутствии данных: для жилищно-коммунального сектора равным 0,8; для промышленных предприятий 1,0.

Расчёт расхода теплоносителя

Таблица 4.1.

№ Потребителя	Площадь, м2	Расход теплоносителя, т/ч
1	81600	108,3
2	33600	44,6
3	26240	34,8
4	5400	7,2
5	9600	12,7
6	7200	9,5
7	8400	11,2
8	25200	33,4
9	42000	55,7
10	35200	46,7
11	25600	33,9
12	25600	33,9
13	8100	10,7
14	4250	5,6
15	18700	24,8
16	16130	21,4
17	18050	23,9
18	18050	23,9
19	28800	38,2
20	12920	17,1
Всего:	404560	597,5



5. Разработка конструкции трубопроводов тепловой сети

Материалы, трубы и арматуру для тепловых сетей независимо от параметров теплоносителя следует принимать в соответствии с Правилами устройства и безопасной эксплуатации трубопроводов пара и горячей воды Ростехнадзора и требованиями [1].

Применяем следующий тип труб:

- бесшовные горячекатаные по ГОСТ 8732 с наружным диаметром 108 - 426 мм и выше;

Принимаемые в тепловых сетях детали трубопроводов: отводы, переходы диаметров, заглушки, фланцы и т.п. должны быть стальными и удовлетворять Правилам Ростехнадзора.

Выбор арматуры производим по условному диаметру, рабочим параметрам среды, по требуемому типу привода, а также в зависимости от климатического района строительства тепловых сетей.

Запорную арматуру в тепловых сетях предусматриваем:

- на трубопроводе вывода тепловой сети от источника теплоты.

- в водяных тепловых сетях в узлах на трубопроводах ответвлений условным диаметром свыше 100 мм, а также на ответвлениях к отдельным зданиям, независимо от диаметра трубопровода.

На выводе тепловой сети от источника теплоты предусматриваем стальную запорную арматуру.

В качестве запорной арматуры применяем задвижки 30с6бр.

Для разделения теплопроводов на участки, независимые друг от друга в восприятии усилий от температурных деформаций и внутреннего давления устанавливаем неподвижные опоры. Размещаем неподвижные опоры между компенсаторами и участками трубопроводов с естественной компенсацией температурных удлинений.

На трубопроводах устанавливаем П-образные компенсаторы.

На трубопроводах с П-образными компенсаторами неподвижные опоры размещаем на середине участка между компенсаторами. Неподвижные опоры устанавливаются в местах ответвлений, расположения задвижек, сальниковых компенсаторов и между другими компенсаторами. Не рекомендуется устанавливать неподвижные опоры в местах проходов через фундаменты зданий, в приямках, стенах камер и т.п. На трубопроводах с П-образными компенсаторами неподвижные опоры необходимо размещать на середине участка между компенсаторами.

Расстояния между неподвижными опорами следует определять расчетом на прочность труб. Ориентировочно можно принимать рекомендуемые расстояния, установленные практикой эксплуатации тепловых сетей, с учетом способа прокладки и вида компенсатора [2].

В нижних точках трубопроводов водяных тепловых сетей предусматриваем штуцера с запорной арматурой для спуска воды.

В высших точках трубопроводов тепловых сетей предусматриваем штуцера с запорной арматурой для выпуска воздуха (воздушники), 15ч 8бр dу=25мм.



6.Гидравлический расчет

Задачами гидравлического расчета тепловых сетей являются:

- подбор диаметров трубопроводов на всех участках;

- определение потерь давления на всех участках;

- гидравлическая увязка всех циркуляционных колец.

В курсовом проекте ставится задача выполнения конструктивного гидравлического расчета с целью подбора диаметров трубопроводов на всех участках по рекомендуемым удельным потерям давления на трение на 1 м длины. В курсовом проекте допускается принять это значение равным 80 Па/м.

Ввиду большой протяженности тепловых сетей преобладающими гидравлическими потерями будут потери давления на трение. Для расчета таких трубопроводов удобнее использовать метод приведенных длин, согласно которому потери давления на трение и в местных сопротивлениях определяются одной формулой. При этом потери давления в местных сопротивлениях заменяются эквивалентными потерями давления на трение на участке длиной l_экв.

Диаметры подающего и обратного трубопроводов двухтрубных водяных тепловых сетей при совместной подаче теплоты на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение должны приниматься, как правило, одинаковыми. Независимо от расчетного расхода теплоносителя диаметр труб должен приниматься в тепловых сетях не менее 32 мм.

Гидравлический расчет водяных тепловых сетей проводят в следующем порядке.

1. На трассе трубопроводов выбирается главная расчетная магистраль из условия, что удельные потери давления на 1 м длины на ней наименьшие (обычно это трасса от источника теплоты до наиболее удаленного потребителя ).

2. По расходам теплоносителя и ориентируясь на удельную потерю давления R_ор= 80 Па/м, с помощью таблиц для гидравлического расчета тепловых сетей назначают диаметры трубопроводов на участках [1].

3. По тем же таблицам определяются фактические удельные потери давления и скорости воды для каждого участка (следует обращать внимание, что скорость воды согласно нормам [1] не должна превышать 3,5 м/с).

4. На плане тепловых сетей расставляются отключающие задвижки, неподвижные опоры, компенсаторы, определяются места расположения других местных сопротивлений.

5. По виду местных сопротивлений определяются их эквивалентные длины и для каждого участка вычисляется приведенная длина, равная сумме геометрической и эквивалентной длин (если местных сопротивлений несколько, то подставляется их сумма):

6. Затем вычисляются потери давления на каждом участке и на магистрали в целом. В качестве удельных потерь давления в формулу подставляются их фактические значения, найденные по таблицам гидравлического расчета:

Потери давления в обратной магистрали, как правило, отдельно не рассчитываются, а принимаются равными потерям давления в подающей магистрали.

7. Проводится расчет всех ответвлений аналогично расчету главной магистрали.

8. После определения суммарных потерь давления для каждого ответвления определяют невязку потерь давления по главной магистрали, которая не должна превышать 15%.

, (6.3)

Если невязка превышает допустимое значение, то изменяют диаметры трубопроводов на отдельных участках, добиваясь, соответственно, увеличения или уменьшения потерь давления на ответвлении. Поскольку по номенклатуре труб их диаметры изменяются ступенчато, не всегда удается добиться нужного результата подбором диаметров. В этом случае предусматривают установку дроссельной шайбы, диаметр отверстия которой рассчитывается по формуле

- где G расход воды на участке ответвления, т/ч;

Р_др перепад давлений, срабатываемый на дроссельной диафрагме, Па.

Дроссельные шайбы удобнее устанавливать на абонентских вводах у потребителей.

Результаты заносятся в таблицу.

Таблица 6.1

Гидравлический расчет тепловых сетей

Участок	Расчетный расход Gр, т/ч	Длина участка l, м	Диаметр трубопровода Dн x S, мм	Удельная потеря давления R, Па/м	Скорость теплоноси-теля, м/с	Местные сопротивления	Эквивален-тная длина lэкв, м	Приведен-ная длина lпр=l+lэкв , м	Потери давления ?p=Rlпр/1000, кПа	Число Рейнольдса, Re	Режим движения жидкости
Главная магистраль ИТ-УТ1,Зд№1
ИТ-УТ1	597,5	69,8	377х9	85,6	1,72	1 задвижка, 1тройник прох.	4,3+16,8	90,9	11,2	3394,974	Переход-ный
УТ1-УТ2	431,9	123	325х8	96,7	1,66	1 П-обр.компенс., 1 тройн-прох.	33+13,9	169,9	19,85	2824,607	Переход-ный
УТ2-УТ3	398	228	325х8	83,7	1,55	2П-обр.компенс., 1 тройн-прох.	68,4+13,9	310,3	25,9	2637,434	Переход-ный
УТ3-УТ4	364,1	225	325х8	71,6	1,43	2 П-обр.компенс., 1 тройн-прох.	68,4+13,9	307,3	22	2433,246	Переход-ный
УТ4-УТ5	317,4	284,9	325х8	53,6	1,24	2 П-обр. компенс ., 1 тройн-прох.,1 отв.	102+13,9+8,34	409,1	21,9	2109,947	Переход-ный
УТ5-УТ6	194,9	115,7	273х8	49,8	1,06	1 Побр.компенс., 1 тройн-при встреч. потоке.	28+33,3	177,3	10,2	1315,288	Ламинар-ный
УТ6-УТ7	152,9	80	273х8	33,1	0,87	1 П обр.компенс., 1 тройн-прох.	28+16,7	124,7	4,1	1243,507	Ламинар-ный
УТ7-УТ8	108,3	417,91	194х5	97,1	1,2	4 П обр.компенс., 1 задвижка , 1 отв.	76+2,9+4,34	501,2	48,7	1218,848	Ламинар-ный
Итого по главной магистрали 164 Итого по главному циркуляционному кольцу: 328
Ответвление УТ6-УТ9 ,Зд№4
УТ6-УТ9	42	40,4	152х4,5	53,6	0,76	1 П-обр. коменс. 1 тройн-прох. 1 задвижка	14,6+10,4+2.08	67,5	3,6	604,816	Ламинар-ный
Итого 3,6 Итого по ответвлению 7,2 Условие не выполняется, необходимо установить дроссельную шайбу
Ответвление УТ5-УТ12 Зд.№5
УТ5-УТ10	122,5	74	219х7	70,9	1,1	1 П-обр. компен-сатор.2 тройн- прох,1 задвижка	25,2+23,4+3,36	125,9	8,9	1600,837	Ламинар-ный
УТ10-УТ11	55,6	211,5	159х4,5	74	0,92	1 задв., 2 П-обр. компенс., 2 тройн-прох.	2,24+30,8+11,2	255,7	18,9	765,8	Ламинар-ный
УТ11-УТ12	12,7	174,2	89х3,5	97,8	0,71	2 П обр.компенс., 1 задвижка	15,8+1,28	191,3	18,7	330,837	Ламинар-ный
Итого 46,5 Итого по ответвлению 93 Условие не выполняется, необходимо установить дроссельную шайбу
Ответвление УТ1-УТ17, Зд.№17
УТ1-УТ13	165,6	137,6	273х8	39,9	0,95	2 П-обр.компенс. 2 тройн-прох., 1задвижка	56+23,8+3,33	220,7	8,8	1357,853	Ламинар-ный
УТ13-УТ14	149,3	144	219х6	97	1,29	2П-обр.компенс. 2 тройн-прох. 1задвижка	29,2+10,4+2,08	185,7	18	1479,109	Ламинар-ный
УТ14-УТ15	103,1	311	194х6	93,7	1,17	3 П-обр.компенс. 1 тройн-при расх.	29,4+6,6	347	32,5	1188,4	Ламинар-ный
УТ15-УТ16	47,8	64	152х4,5	70	0,87	1 П-обр.коменс. 1тройн-прох.	4,2+1,04	69,2	4,8	692,356	Ламинар-ный
УТ16-УТ17	23,9	153	133х4	35,7	0,57	2П-обр.компенс, 1задвижка	25+2,2	180,2	6,4	396,910	Лпминар-ный
Итого 70,5 Итого по ответвлению 141 Условие не выполняется, необходимо установить дроссельную шайбу
Ответвление УТ15-УТ18,Зд.20
УТ15-УТ18	55,3	58,5	152х4,5	95,3	1,01	1 П-обр.компенс. 1 тройн-при расх.,1 задвижка.	5,2+2,62+0,65	66,9	6,4	803,769	Ламинар-ный
Итого 6,4 Итого по ответвлению 12,8 Условие не выполняется, необходимо установить дроссельную шайбу

7. Построение пьезометрического графика

Для анализа работы тепловых сетей, выбора сетевого оборудования, схем подключения абонентов к тепловым сетям необходимо разрабатывать гидравлические режимы водяных тепловых сетей (пьезометрические графики). Они показывают изменение давления по длине трубопроводов и в элементах тепловых сетей. Гидравлические режимы следует разрабатывать для отопительных и неотопительных периодов, а также для аварийных режимов.

Пьезометрический график строят для двух режимов работы: статического, когда сетевой насос не работает, и динамического при работающем сетевом насосе. При статическом режиме циркуляция воды отсутствует, а давление ее во всех точках трубопроводов одинаково. Величина этого давления должна быть достаточной для заполнения местных систем отопления, вентиляции и горячего водоснабжения в случае остановки сетевого насоса. На практике статическое давление поддерживается работой подпиточного насоса, подключаемого к всасывающему патрубку сетевого насоса. Соответственно, давление, развиваемое подпиточным насосом, должно быть равно давлению перед сетевым насосом.

При расчете пьезометрического графика необходимо соблюдать следующие условия:

1. Статическое давление в системах теплоснабжения при теплоносителе воде не должно превышать допускаемое давление в оборудовании источника теплоты, в трубопроводах водяных тепловых сетей, в оборудовании тепловых пунктов и в системах отопления, вентиляции и горячего водоснабжения потребителей, непосредственно присоединенных к тепловым сетям.

2. Статическое давление должно обеспечивать заполнение водой систем отопления, вентиляции и горячего водоснабжения потребителей, непосредственно присоединенных к тепловым сетям, в случае остановки сетевого насоса.

3. Давление воды в подающих трубопроводах водяных тепловых сетей при работе сетевых насосов должно приниматься исходя из условий невскипания воды при ее максимальной температуре в любой точке подающего трубопровода, в оборудовании источника теплоты и в приборах систем потребителей, непосредственно присоединенных к тепловым сетям.

4. Давление воды в обратных трубопроводах водяных тепловых сетей при работе сетевых насосов должно быть избыточным (не менее 0,05 МПа), не превышать допускаемого давления в системах потребителей и обеспечивать заполнение местных систем (превышать давление, создаваемое столбом воды в системах отопления многоэтажных зданий).

5. Давление и температура воды во всасывающих патрубках сетевых, подпиточных, подкачивающих и смесительных насосов не должны превышать допускаемых по условиям прочности конструкций насосов.

6. Перепад давлений на вводе двухтрубных водяных тепловых сетей в здания при определении напора сетевых насосов (при элеваторном присоединении систем отопления) следует принимать равным расчетным потерям давления на вводе и в местной системе с коэффициентом 1,5, но не менее 0,15 МПа.

Для построения пьезометрического графика необходимы данные:

потери давления на главной магистрали:

Н_под. = Н_обр. = 164*0,1=16,7 м;

высота здания:

Н_зд. = Н_эт. · n, (м)

где

Н_эт. - высота одного этажа (м), Н_эт. = 3 м;

n - количество этажей, n = 8.

Н_зд. = 3 · 8 = 24 м;

рельеф местности:

Н = 60-47,5 =12,5 м;

перепад давления у потребителей:

Н_расп.^аб. в закрытых системах теплоснабжения принимается равным 20,4 м.вод.ст.;

перепад давления в котле: Н_кот. = 10 м.

напор воды во всасывающем патрубке сетевого насоса (А) принимаем равным:

Н_А = 35 м;

напор воды в обратном трубопроводе после всех потребителей (Б):

Н_Б = Н_А + Н_обр. = 35+ 16,7 = 51,7м;

напор воды в подающем трубопроводе перед всеми потребителями (В):

Н_В = Н_Б + Н_расп.^аб. = 51,7 + 20,4 = 72,1 м;

напор воды после котла (Г):

Н_Г = Н_В + Н_под. = 72,1 + 16,7 = 88,8м;

напор воды перед котлом (Д):

Н_Д = Н_Г + Н_кот = 88,8 + 10 = 98,8 м.

Необходимые условия для выполнения пьезометрического графика:

1. Давление во всасывающем патрубке составляет 35м, что достаточно для предотвращения кавитации;

2. Линия давления в обратной магистрали расположено выше зданий, что обеспечивает заполнение водой всех абонентских систем отопления;

3. Давление в обратной магистрали не превышает допустимого давления по прочности отопительных приборов (Н_Б<60м);

4. Давление в подающей магистрали не превышает допустимого давления по прочности труб (Нг<100м);

5. Условие невскипания соблюдается.

Пьезометрический график

М 1:5

М 1:1

8. Выбор насосов

Выбор насосов осуществляется по [3].

Расчёт сетевых насосов.

Отапливаемый период.

Производительность сетевого насоса:

т/ч

Напор сетевого насоса:

, м

где

= 10 м вот. ст. - перепад давления в котле;

и - потери давления на главной и обратной магистралях, по 16,7 м вод.ст;

= 20,4 м. вод.ст. - перепад давления у потребителей.

= 70,2 м

Выбираем насос СЭ 800-100-8:

подача - 800 т/ч;

напор - 100 м;

частота вращения - 3000 об/мин;

мощность насоса - 315 кВт;

Обязательна установка резервного насоса той же марки.

Неотапливаемый период.

Производительность сетевого насоса:

Где - максимальный расчётный расход теплоносителя на горячее водоснабжение, т/ч, определяемый как:

где - максимальный расчётный расход теплоты на горячее водоснабжение, МВт, определяемый по формуле:

МВт

= 353,9 т/ч

т/ч

Выбираем насос 1Д-315-71:

подача - 315 т/ч;

напор - 71 м;

частота вращения - 3000 об/мин;

мощность насоса - 110 кВт;

допускаемый кавитацонный запас - 5м.

Обязательна установка резервного насоса той же марки.

Расчёт подпиточных насосов.

Напор равен напору в т.А на пьезометрическом графике, составляет 35 м.

Производительность подпиточного насоса, т/ч:



где

V - объём воды в системе теплоснабжения, м³.

Объем воды в системе теплоснабжения может быть определен по фактическим размерам труб (длине и диаметру) или по удельным показателям, определяющим объем воды, приходящийся на единицу тепловой мощности. Объем воды определяется для всех элементов системы теплоснабжения: котельной, наружных трубопроводов, местных абонентских систем. Удельные объемы воды, м³/МВт можно принять равными:

для котельной v_кот=5,5;

для систем отопления v_о=26;

для систем вентиляции v_в=7;

для систем горячего водоснабжения v_г.в=5,2.

С учетом изложенного объем воды может быть определен по формуле

где

Q_р - суммарный расчетный расход теплоты в системе теплоснабжения, МВт;

Q_о, Q_в, Q_г.в - расчетные расходы теплоты на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение, соответственно, МВт.

Минимальное число рабочих подпиточных насосов принимается равным: в закрытых системах - один, в открытых - два. В обоих случаях предусматривается один резервный насос той же производительности.

м³

т/ч

Выбираем насос 1Д-500-63б:

подача - 400 т/ч;

напор - 44 м;

Обязательна установка резервного насоса той же марки.



9.Расчет компенсирующих устройств

9.1 Расчет самокомпенсации

Максимальные напряжения, возникающие в местах защемления коротких плеч, определяются по следующей формуле:

d - диаметр трубопровода, м.

- коэффициент линейного расширения, ;

E - модуль упругости, E = 2 ·10⁵ МПа;

n - отношение большего расстояния от поворота до опоры к меньшему;

Поворот УП1: ;

меньше допускаемого напряжения изгиба трубопровода.

Поворот УП2: ;

меньше допускаемого напряжения изгиба трубопровода.



9.2 Выбор и расчет П-образных компенсаторов

В курсовом проекте необходимо выполнить расчет П-образных компенсаторов для всех участков трубопроводов. При этом следует воспользоваться номограммами, приведенными в справочной литературе [5,6].

Расчетное тепловое удлинение трубопроводов , мм, для определения размеров гибких компенсаторов следует определять:

, (9.1)

, (9.2)

- где е - коэффициент, учитывающий релаксацию компенсационных напряжений и предварительную растяжку компенсатора в размере 50% полного теплового удлинения ;

б -средний коэффициент линейного расширения стали при нагреве от 0 до t °C, принимаемый равным 0,012 мм/(м·°С);

- расчетный перепад температур, принимаемый как разность между рабочей температурой теплоносителя и расчетной температурой наружного воздуха для проектирования отопления, °С;

L - расстояние между неподвижными опорами труб, м.

По наружному диаметру трубопровода на участке d_н и по подбираем компенсаторы с определенными значениями спинки B и вылета H, причем

Пример для К1:

Аналогично проводим расчёт для остальных компенсаторов.

Все полученные результаты сводим в таблицу



Таблица 9.1

Характеристика П-образных компенсаторов

№ Компенсатора	Диаметр трубопровода Dн x S, мм	Длинна компенсирующего участка L, м	Расчетное тепловое удлинение ДX, мм	Размеры компенсатора ,м	Усилия гибкого компенсатора, кН.
				Высота, H	Ширина, B
Главное циркуляционное кольцо
К1	325х8	123	135,054	6,2	3,1	1,4
К2	325х8	228	250,3	8,1	4,05	1,2
К3	325х8	228	250,3	8,1	4,05	1,2
К4	325х8	225	247,1	8,1	4,05	1,2
К5	325х8	225	247,1	8,1	4,05	1,2
К6	325х8	284,9	312,8	8,5	4,25	1,4
К7	325х8	284,9	312,8	8,5	4,25	1,4
К8	273х8	115,7	127,1	4,2	2,1	1,2
К9	273х8	80	87,8	3,2	1,6	1,4
К10	194х5	417,91	458,8	1,65	0,825	1,2
К11	194х5	417,91	458,8	1,65	0,825	1,2
К12	194х5	417,91	458,8	1,65	0,825	1,2
К13	194х5	417,91	458,8	1,65	0,825	1,2
Второстепенное циркуляционное кольцо
К14	152х4,5	40,4	44,4	2,2	1,1	0,38
Второстепенное циркуляционное кольцо
К15	219х7	70,9	77,8	3	1,5	0,91
К16	159х4,5	74	81,3	2,7	1,35	0,31
К17	159х4,5	74	81,3	2,7	1,35	0,31
К18	89х3,5	97,8	107,4	2,4	1,2	0,07
К19	89х3,5	97,8	107,4	2,4	1,2	0,07
Второстепенное циркуляционное кольцо
К20	219х6	97	106,5	3,5	1,75	0,61
К21	219х6	97	106,5	3,5	1,75	0,61
К22	194х6	93,7	102,8	3,5	1,75	0,42
К23	194х6	93,7	102,8	3,5	1,75	0,42
К24	194х6	93,7	102,8	3,5	1,75	0,42
К25	152х4,5	70	76,8	2,7	1,35	0,32
К26	133х4	35,7	39,2	1,75	0,875	0,3
К27	133х4	35,7	39,2	1,75	0,875	0,3
Второстепенное циркуляционное кольцо
К28	152х4,5	95,3	104,6	3,2	1,6	0,28



10. Расчет толщины тепловой изоляции

Проектирование тепловой изоляции трубопроводов и оборудования следует осуществлять на основании действующих нормативных документов, среди которых основными являются [6] и [7]. Нормы содержат основные требования к теплоизоляционным конструкциям и свойствам используемых в них материалов. Там же приведены нормы линейной плотности теплового потока (тепловых потерь) от наружной поверхности трубопроводов при различных способах прокладки. В [6] не включены методики расчета тепловой изоляции и характеристики теплоизоляционных материалов.

Расчет толщины тепловой изоляции выполняется по методике, изложенной в [7].

Чтобы теплоизоляционные конструкции были эффективными и отвечали всем предъявляемым к ним требованиям, перед проектированием необходимо тщательно проанализировать исходные данные.

Исходные данные:

г. Белгород, t_н.р.= -23°С;

подземная бесканальная прокладка;

грунт - известняк, теплопроводность = 0,58 Вт/(м·°С), плотность = 1400 кг/м³;

теплоноситель - вода с температурой 160°С в подающей магистрали и 70°С в обратной магистрали;

теплоизоляционный материал - битумоперлит, плотность = 500 (кг/м³), теплопроводность = 0,011 Вт/(м·°С)

Полное сопротивление теплопередаче от теплоносителя в окружающую среду, отнесенное к 1 м трубопровода

, м·°С/Вт.



В данной формуле - расчетная среднегодовая температура воды в водяных тепловых сетях, которая принимается в соответствии с заданным температурным графиком:

,°С 75/50 90/50 95/50

,°С 130/70 150/70 160/70

- расчетная температура окружающей среды, которая принимается равной среднегодовой температуре грунта на глубине заложения оси трубопровода (выбирается по климатическим данным для заданного района строительства, при отсутствии данных принимается равным 5°С). При расстоянии от поверхности грунта до перекрытия канала (или до верха теплоизоляционной конструкции при бесканальной прокладке) 0,7 м и менее за расчетную температуру окружающей среды принимают: при круглогодичной работе тепловой сети -- среднегодовую температуру наружного воздуха, при работе только в отопительный период -- среднюю за отопительный период.

К - коэффициент дополнительных потерь, учитывающий теплопотери через теплопроводные включения в теплоизоляционных конструкциях, обусловленных наличием в них крепежных деталей и опор (при бесканальной прокладке принимается равным 1,15; при канальной прокладке для трубопроводов условным диаметром до 150 мм коэффициент равен 1,2; условным диаметром 150 мм и более 1,15).

- нормированная плотность теплового потока.

R_общ - общее термическое сопротивление переносу теплоты от теплоносителя в окружающую среду, (м*^оС)/Вт, общее термическое сопротивление переноса теплоносителя в окружающую среду включает :

для бесканальной подземной прокладки:



R_общ = R_из + R_гр + R_1-2, (м*^оС)/Вт

где R_вн - термическое сопротивление на внутренней поверхности трубы, данными пренебречь;

R

Подобные документы

• Теплоснабжение микрорайона города

  Характеристика объектов теплоснабжения. Расчет тепловых потоков на отопление, на вентиляцию и на горячее водоснабжение. Построение графика расхода теплоты. Определение расчетных расходов теплоносителя в тепловой сети. Расчет магистрали тепловой сети.
  
  курсовая работа [1,1 M], добавлен 14.08.2012
  

• Расчет теплоэлектроснабжения предприятий автомобильного транспорта

  Способы расчета расхода теплоты на горячее водоснабжение. Показатели технологического теплопотребления. Определение расхода теплоты на отопление и на вентиляцию зданий. Построение годового графика тепловой нагрузки предприятия автомобильного транспорта.
  
  курсовая работа [266,7 K], добавлен 09.02.2011
  

• Теплоснабжение района города

  Определение расчётных тепловых нагрузок района города. Построение графиков расхода теплоты. Регулирование отпуска теплоты. Расчётные расходы теплоносителя в тепловых сетях. Гидравлический и механический расчёт водяных тепловых сетей, подбор насосов.
  
  курсовая работа [187,6 K], добавлен 22.05.2012
  

• Теплоснабжение промышленного предприятия

  График центрального качественного регулирования отпуска теплоты. Определение расчетных расходов тепла и сетевой воды, отопительной нагрузки. Построение графика расходов тепла по отдельным видам теплопотребления и суммарного графика расхода теплоты.
  
  курсовая работа [176,5 K], добавлен 06.04.2015
  

• Разработка теплоснабжения района города Архангельск

  Оценка расчетных тепловых нагрузок, построение графиков расхода теплоты. Центральное регулирование отпуска теплоты, тепловой нагрузки на отопление. Разработка генерального плана тепловой сети. Выбор насосного оборудования системы теплоснабжения.
  
  курсовая работа [2,5 M], добавлен 13.10.2012
  

• Теплоснабжение абонентов г. Пенза

  Определение тепловых потоков на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение, максимального расхода сетевой воды. Гидравлический расчет тепловых сетей. Параметры насосов и их выбор. Расчет толщины теплоизоляции трубопроводов, объема подачи теплоносителя.
  
  курсовая работа [85,6 K], добавлен 18.10.2014
  

• Проектирование централизованной системы теплоснабжения

  Расчет отопительной нагрузки, тепловой нагрузки на горячее водоснабжение поселка. Определение расхода и температуры теплоносителя по видам теплопотребления в зависимости от температуры наружного воздуха. Гидравлический расчет двухтрубных тепловых сетей.
  
  курсовая работа [729,5 K], добавлен 26.08.2013
  

• Газоснабжение района города Пермь

  Краткая характеристика квартала. Определение расчетной плотности теплоты сгорания. Режим потребления газа на отопление, вентиляцию зданий и централизованное горячее водоснабжение. Расчет внутреннего газопровода низкого и среднего давлений для жилого дома.
  
  курсовая работа [1,8 M], добавлен 29.06.2014
  

• Централизованная система теплоснабжения города Калуга

  Описание системы теплоснабжения. Климатологические данные города Калуга. Определение расчетных тепловых нагрузок района города на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение. Гидравлический расчет водяных тепловых сетей. Эффективность тепловой изоляции.
  
  курсовая работа [146,6 K], добавлен 09.05.2015
  

• Проектирование отопительно-производственной котельной сельскохозяйственного назначения

  Оценка расхода теплоты на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение жилого и производственного секторов по удельным показателям. Выбор количества котлов в котельной. Расчет внутреннего диаметра трубопровода теплотрассы для отопления заданных объектов.
  
  курсовая работа [215,3 K], добавлен 16.12.2010
  

• Проект газоснабжения 60 квартирного жилого дома

  Определение плотности и теплоты сгорания природного газа. Анализ основных параметров системы газоснабжения. Расчёт расхода теплоты на горячее водоснабжение. Локальный сметный расчет на внутренний и наружный газопровод. Оптимизация процессов горения.
  
  дипломная работа [370,5 K], добавлен 20.03.2017
  

• Определение газоемкости района города

  Определение расходов газа бытовыми и коммунально-бытовыми потребителями, на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение. Трассировка газопроводов низкого и высокого давления, их гидравлический расчет. Подбор оптимального газового оборудования.
  
  курсовая работа [76,0 K], добавлен 20.02.2014
  

• Теплоснабжение районов г. Казани

  Расчетные тепловые нагрузки района. Выбор системы регулирования отпуска теплоты. Построение графика для отпуска теплоты. Определение расчетных расходов сетевой воды. Подбор компенсаторов и расчет тепловой изоляции. Подбор сетевых и подпиточных насосов.
  
  курсовая работа [227,7 K], добавлен 10.12.2010
  

• Расчет технико-экономических показателей и принципиальной тепловой схемы энергоустановки

  Определение максимального расхода теплоты на отопление, вентиляцию и водоснабжение промышленных предприятий, общественных и жилых зданий. Подсчет капитальных вложений в сооружение конденсационной электростанции и котельной. Выбор сетевой установки.
  
  курсовая работа [945,2 K], добавлен 05.07.2021
  

• Теплоснабжение животноводческого помещения и жилого поселка

  Теплотехнический расчет воздухообмена, мощности систем отопления, калориферов воздушного отопления, систем вентиляции; выбор вентиляторов для приточной вентиляции. Составление и расчет тепловой схемы котельной, расхода теплоты на горячее водоснабжение.
  
  курсовая работа [195,8 K], добавлен 05.10.2010
  

• Расчет теплопотребления для города Санкт Петербург

  Определение расхода тепла на отопление и горячее водоснабжение. Построение годового графика тепловой нагрузки. Составление схемы тепловой сети. Гидравлический расчет водяной тепловой сети. Выбор теплофикационного оборудования и источника теплоснабжения.
  
  курсовая работа [208,3 K], добавлен 11.04.2015
  

• Теплоснабжение жилых микрорайонов города Иркутска от котельной

  Определение тепловых нагрузок для каждого потребителя теплоты. Вычисление годового расхода теплоты для всех потребителей (графическим и расчетным способом). Гидравлический расчет водяной тепловой сети. Выбор оборудования и принципиальной схемы котельной.
  
  курсовая работа [1,3 M], добавлен 23.08.2014
  

• Проектирование тепловой сети жилого района

  Расчёт расхода сетевой воды для отпуска тепла. Определение потерь напора в тепловых сетях. Выбор опор трубопровода, секционирующих задвижек и каналов для прокладки трубопроводов. Определение нагрузки на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение.
  
  курсовая работа [988,5 K], добавлен 02.04.2014
  

• Теплоснабжение квартала застройки

  Выбор трассы и способа прокладки тепловой сети. Определение расчетного расхода тепла на отопление и горячее водоснабжение. Расчет количества компенсационных подушек. Построение и проектирование продольного профиля тепловой сети, ее гидравлический расчет.
  
  курсовая работа [643,1 K], добавлен 10.06.2013
  

• Тепловой расчет трансформатора

  Определение расчетных поверхностей теплообмена и перепадов температур. Расчет суммарного потока теплоты через поверхность бака трансформатора. Определение зависимости изменения температуры воздуха и масла от коэффициента загрузки трансформатора.
  
  курсовая работа [733,9 K], добавлен 19.05.2014
  

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