Теплоснабжение жилых микрорайонов города Иркутска от котельной

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ МЭИ

(МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ)

ИНСТИТУТ ПРОБЛЕМ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ

КАФЕДРА ПРОМЫШЛЕННЫХ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ

ТЕПЛОСНАБЖЕНИЕ ЖИЛЫХ МИКРОРАЙОНОВ ГОРОДА ИРКУТСКА ОТ КОТЕЛЬНОЙ

Студент: Кузнецов А.В.

Курс: 4. Группа: ФП-02-10.

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ КУРСОВОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ

СХЕМА МАГИСТРАЛЬНОЙ ТЕПЛОВОЙ СЕТИ

ДАННЫЕ ПО ПОТРЕБИТЕЛЯМ ТЕПЛОТЫ

-ЫЙ ЖИЛОЙ МИКРОРАЙОН

·  Тип жилых зданий микрорайона: Квартирного типа, оборудованные умывальниками, мойками, сидячими ваннами и душами.

·        Количество этажей в жилых и общественных зданиях микрорайона: 6.

·        Количество проживающих и работающих в микрорайоне: 22500 чел.

·        Расчетная температура воздуха (t) в помещениях жилых и общественных зданий микрорайона: 20 ˚С.

·        Расчетная (максимальная) отопительная тепловая нагрузка жилых и общественных зданий микрорайона (Q) : 62 МВт.

2-ОЙ ЖИЛОЙ МИКРОРАЙОН

·  Тип жилых зданий микрорайона: Квартирного типа, оборудованные умывальниками, мойками, сидячими ваннами и душами.

·        Количество этажей в жилых и общественных зданиях микрорайона: 4.

·        Количество проживающих и работающих в микрорайоне: 22500 чел.

·        Расчетная температура воздуха (t) в помещениях жилых и общественных зданий микрорайона: 20 ˚С.

·        Расчетная (максимальная) отопительная тепловая нагрузка жилых и общественных зданий микрорайона (Q) : 62 МВт.

3-ИЙ ЖИЛОЙ МИКРОРАЙОН

·  Тип жилых зданий микрорайона: Квартирного типа, оборудованные умывальниками, мойками, сидячими ваннами и душами.

·        Количество этажей в жилых и общественных зданиях микрорайона: 5.

·        Количество проживающих и работающих в микрорайоне: 22500 чел.

·        Расчетная температура воздуха (t) в помещениях жилых и общественных зданий микрорайона: 20 ˚С.

·        Расчетная (максимальная) отопительная тепловая нагрузка жилых и общественных зданий микрорайона (Q) : 62 МВт.

СИСТЕМА ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ ЖИЛЫХ МИКРОРАЙОНОВ: Водяная, двухтрубная, открытая, со струйным смешением, с зависимой схемой присоединения отопительных установок.

Система теплоснабжения жилых микрорайонов 15 суток в году отключается на испытания и ремонты.

МЕТОД РЕГУЛИРОВАНИЯ ОТПУСКА ТЕПЛОТЫ: Центральный качественный, по отопи-тельной нагрузке.

В «зоне излома» температурного графика регулирование отопительной тепловой нагрузки Производится количественным методом.

ТЕМПЕРАТУРНЫЙ ГРАФИК РЕГУЛИРОВАНИЯ ОТОПИТЕЛЬНОЙ ТЕПЛОВОЙ НАГРУЗ-КИ В РАСЧЕТНОМ РЕЖИМЕ (/): 120/70 ˚С.

Температуру сетевой воды на входе в отопительные приборы жилых и общественных зданий микрорайонов в расчетном режиме () принять равной 95 ˚С.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ.

1.  ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОВЫХ НАГРУЗОК ДЛЯ КАЖДОГО ПОТРЕБИТЕЛЯ ТЕПЛОТЫ

2.      ВЫЧИСЛЕНИЕ ГОДОВОГО РАСХОДА ТЕПЛОТЫ ДЛЯ ВСЕХ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ ТЕПЛОТЫ (ГРАФИЧЕСКИМ И РАСЧЕТНЫМ СПОСОБОМ). ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОГРЕШНОСТИ РАСЧЕТНОГО СПОСОБА ВЫЧИСЛЕНИЯ ГОДОВОГО РАСХОДА ТЕПЛОТЫ (ПО СРАВНЕНИЮ С ГРАФИЧЕСКИМ)

.        РАСЧЕТ И ПОСТРОЕНИЕ ГРАФИКОВ ТЕМПЕРАТУР И РАСХОДОВ СЕТЕВОЙ ВОДЫ ДЛЯ СИСТЕМЫ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ МИКРОРАЙОНОВ (ПРЕДСТАВИТЬ ПРИНЦИПИАЛЬНУЮ СХЕМУ СИСТЕМЫ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ)

4.  ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ВОДЯНОЙ ТЕПЛОВОЙ СЕТИ (ДЛЯ РАСЧЕТНОГО И ЛЕТНЕГО РЕЖИМОВ РАБОТЫ)

.    ПОСТРОЕНИЕ ПЬЕЗОМЕТРИЧЕСКОГО ГРАФИКА ДЛЯ ВОДЯНОЙ ТЕПЛОВОЙ СЕТИ (ДЛЯ РАСЧЕТНОГО И ЛЕТНЕГО РЕЖИМОВ РАБОТЫ)

.    ВЫБОР СЕТЕВЫХ И ПОДПИТОЧНЫХ НАСОСОВ. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СУММАРНЫХ И УДЕЛЬНЫХ ЗАТРАТ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ НА ПЕРЕДАЧУ (ТРАНСПОРТИРОВКУ) ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ

7. ВЫБОР КОТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ И ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ КОТЕЛЬНОЙ

. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НОРМАТИВНЫХ ТЕПЛОВЫХ ПОТЕРЬ В ТЕПЛОВЫХ СЕТЯХ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПЕРЕЧЕНЬ ГРАФИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА КУРСОВОГО ПРОЕКТА

1. СХЕМА ТЕПЛОВОГО ПУНКТА ЖИЛОГО МИКРОРАЙОНА С ТЕМПЕРАТУРНЫМ ГРАФИКОМ И ГРАФИКОМ РАСХОДА СЕТЕВОЙ ВОДЫ - 1 лист (формат А1).

2.      ПЬЗОМЕТРИЧЕСКИЙ ГРАФИК ВОДЯНОЙ ТЕПЛОВОЙ СЕТИ - 1 лист (формат А1).

.        ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ ТЕПЛОВАЯ СХЕМА КОТЕЛЬНОЙ - 1 лист (формат А2).

Введение

Системы теплоснабжения необходимы для обеспечения потребителей теплом в виде нагретой сетевой воды или нагретого (насыщенного) водяного пара.

Система централизованного теплоснабжения включает три основных звена:

·  Потребители тепловой энергии

·        Тепловые сети

·        Источник теплоснабжения (котельная, ТЭЦ).

Потребители теплоты - это установки, здания и люди, которым тепловая энергия необходима для удовлетворения своих потребностей.

Для жилых, общественных и административно-бытовых зданий тепловая энергия необходима для отопления, горячего водоснабжения, вентиляции. На промышленных предприятиях для проведения тепловых технологических процессов (сушка, выпаривание, подогрев и т.д.).

Каждый потребитель в любой произвольно взятый момент времени должен получать именно то количество теплоты, которое ему необходимо. Если в какой-то момент времени источник будет вырабатывать и выпускать теплоту в меньшем или большем количестве, то коммунально-бытовой потребитель теплоты (КБПТ) почувствует дискомфорт.

Тепловые сети (ТС) - это элемент системы централизованного теплоснабжения, через которые тепловая энергия доставляется потребителям теплоты.

Тепловые сети предназначены для обеспечения надежной подачи теплоты и точности ее распределения между потребителями при этом потери теплоты при транспортировке должны быть минимальными.

Тепловые сети включают в свой состав трубопроводы, запорную и регулирующую арматуру, а также сетевые, подпиточные и повысительные насосы.

Источники теплоснабжения (ИТ) - необходимы для выработки того количества энергии, которое необходимо потребителю.

В данной работе мы рассмотрели теплоснабжение трех жилых микрорайонов города Иркутск.

1. Определение тепловых нагрузок для каждого потребителя теплоты. Первый жилой микрорайон

Определение средней тепловой нагрузки на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение зданий первого жилого микрорайона

Тип жилых зданий микрорайона: Квартирного типа, оборудованные умывальниками, мойками, сидячими ваннами и душами:

Среднюю тепловую нагрузку на горячее водоснабжение для отопительного периода находим по следующей формуле:

 кВт

Рассчитываем среднюю тепловую нагрузку на горячее водоснабжение для летнего периода по следующему выражению:

 кВт

где

агв= 98 л/сут · чел - общая норма расхода воды (одним потребителем) в средние сутки (смену) (принимаем по [1]);

bгв = 25 л/сут · чел - норма расхода горячей воды на одного человека, работающего в общественном, административно-бытовом или производственном здании при отсутствии точных данных;

M=22500 чел - количество потребителей воды, проживающих и работающих в микрорайоне;

tхв = 5 ºС - температура холодной воды у водоразборных приборов зданий;

tгв = 55 ºС- температура горячей воды у водоразборных приборов зданий(принимаем равной 60 ºС так как нет точных данных)

СВ = 4,19 кДж/(кг· ºС) -теплоемкость воды.

Определяем расчетную (максимальную) тепловую нагрузку на горячее водоснабжение зданий для отопительного периода первого жилого микрорайона по следующему выражению:

кВт

где- коэффициент часовой неравномерности потребления воды (принимаем из диапазона 2 2,4)

Максимальная тепловая нагрузка на горячее водоснабжение зданий первого жилого микрорайона в летний период находится по формуле:

 кВт

Расчетная (максимальная) тепловая нагрузка на отопление заданий одинакова для всех микрорайонов: .

Второй жилой микрорайон.

Средняя тепловая нагрузка на горячее водоснабжение для отопительного периода:

кВт.

где

- агв= 144 л/сут · чел - общая норма расхода воды (одним потребителем) в средние сутки (смену) (принимаем по [1]); а все остальные значения как и для первого микрорайона.

Средняя тепловая нагрузка на горячее водоснабжение для летнего периода:

 кВт

Расчетная (максимальная) тепловая нагрузка на горячее водоснабжение зданий для отопительного периода первого жилого микрорайона:

кВт

Максимальная тепловая нагрузка на горячее водоснабжение зданий первого жилого микрорайона в летний период:

 кВт

Третий жилой микрорайон.

Для третьего микрорайона все значения тепловых нагрузок такие же, как и для первого. Так как высота этажей в первом 6, в третьем 5. Следовательно, агв - общая норма расхода воды одним потребителем в средние сутки (смену) (принимаемая по [1]) одинакова для обоих микрорайонов.

Суммарная тепловая нагрузка на горячее водоснабжение для трех жилых микрорайонов.

Определение средней суммарной тепловой нагрузки на горячее водоснабжение для трех жилых микрорайонов (отопительный период):

 кВт

Определение средней суммарной тепловой нагрузки на горячее водоснабжение для трех жилых микрорайонов в летний период:

кВт

Определение расчетной (максимальной) суммарной тепловой нагрузки на горячее водоснабжение для трех жилых микрорайонов (отопительный период):

кВт

Определение расчетной (максимальной) суммарной тепловой нагрузки на горячее водоснабжение для трех жилых микрорайонов в летний период:

 кВт

Суммарная расчетная (максимальная) отопительная тепловая нагрузка для трех жилых микрорайонов.

МВт

Данные по расчёту тепловых нагрузок сведены в таблицу 1.1.

Т а б л и ц а 1.1 Итоги расчета тепловых нагрузок на отопление и горячее водоснабжение

2. Вычисление годового расхода теплоты для всех потребителей теплоты (графическим и расчетным способом). Определение погрешности расчетного способа вычисления годового расхода теплоты (по сравнению с графическим)

Вычисление годового расхода теплоты для всех потребителей теплоты графическим способом.

Расчетная температура воздуха в помещениях жилых, общественных зданий микрорайона: 20 ˚С

Расчетная (максимальная) отопительная тепловая нагрузка жилых и общественных зданий трёх микрорайонов: 186 МВт

В соответствии со [2]:

температура наружного воздуха для проектирования систем отопления и вентиляции для г. Иркутск равна -38˚С

Таблица 2.1 Повторяемость температур наружного воздуха для г. Иркутск.

Всего часов: 5780

Отопительная тепловая нагрузка при температуре наружного воздуха равной +8 ˚С :

 МВт

Суммарная расчетная тепловая нагрузка на ГВС: 65740 кВт

Суммарная расчетная тепловая нагрузка на ГВС для летнего периода: 53793 кВт

Сумма тепловых нагрузок для отопительного периода при

= -38 ˚С:  МВт

Сумма тепловых нагрузок при =+8 ˚С:

 МВт

Сумма тепловых нагрузок для летнего периода:

 МВт

Данные для построения графика изменения тепловых нагрузок в зависимости от изменения температур наружного воздуха приведены в таблице 2.2.

Таблица 2.2 Данные для построения графика изменения тепловых нагрузок в зависимости от изменения температур наружного воздуха.

Рисунок 2.1.Графики изменения тепловых нагрузок в зависимости от изменения температуры наружного воздуха.

Таблица 2.3 Данные для построения графика изменения суммарной тепловой (отопление и ГВС) нагрузки от повторяемости температур наружного воздуха.

Рисунок 2.2. Графики изменения суммарной тепловой нагрузки от повторяемости температуры наружного воздуха (график Россандера)

Продолжительность отопительного периода: no =5780 часов.

На 15 дней в году система теплоснабжения отключается для профилактических работ.

Время работы системы теплоснабжения в течение года: nцт = 24*350= 8400 часов.

Годовой расход теплоты для всех потребителей теплоты вычисленный графическим способом определяется по следующему выражению:

Вычисление годового расхода теплоты для всех потребителей теплоты расчетным способом:

Определяем отопительную тепловую нагрузку среднюю за отопительный период по следующему выражению:

 МВт

где

 = -8,9 ºС-температура наружного воздуха средняя за отопительный период

Вычислим годовой расход теплоты на отопление зданий по следующей формуле:

 МВт*час

Находим годовой расход теплоты на горячее водоснабжение для коммунально-бытовых потребителей по формуле:

 МВт*час

Определяем годовой расход теплоты всеми потребителями расчетным способом:

 МВт*час

Определение погрешности расчетного способа вычисления годового расхода теплоты (по сравнению с графическим способом):

где

- годовой расход теплоты определённый графическим методом(= 1092 ГВт*час)

 - годовой расход теплоты определённый расчётным методом (= 1076,72 ГВт*час)

. Расчет и построение графиков температур и расходов сетевой воды для системы теплоснабжения микрорайонов

Расчет регулирования отпуска теплоты для систем отопления жилых и общественных зданий. Определение основных показателей качества потребления тепловой энергии.

Определение расходов сетевой воды в подающем и обратном трубопроводах тепловой сети.

Система теплоснабжения водяная, двухтрубная, открытая, со струйным смешением, с зависимой схемой присоединения отопительных установок.

Температурный график регулирования отопительной тепловой нагрузки в расчетном режиме : 120/70 C.

Рассчитать температурный перепад в системе отопления в расчетном режиме:

 С

Температура сетевой воды на входе в отопительные приборы жилых и общественных зданий микрорайонов в расчетном режиме С.

Найти разность температур сетевой воды в отопительных приборах в расчетном режиме:

 С

Определить температурный напор отопительных приборов в расчетном режиме:

С

Рассчитать температуру начала “излома” температурного графика:

Температура сетевой воды в подающем трубопроводе тепловой сети в зоне излома: τо1 = 70 ºС

Относительная отопительная тепловая нагрузка:

С

Методом последовательных приближений найти значение: С

Определить температуру сетевой воды в подающем и обратном трубопроводе тепловой сети и на входе в отопительные приборы в зависимости от температуры наружного воздуха:

Последовательно принимая значение tн = -38; -35; -30; -25; -20; -15; -10; -6,18; ºС, найти значения , τо1, τо2, τо3 и заносим их в сводную таблицу 3.1.

Данные, полученные в результате расчета температуры сетевой воды в подающем и обратном трубопроводе тепловой сети, занесены в таблицу 3.1.1.

Таблица 3.1.1 - Значения температур сетевой воды в зависимости от температуры наружного воздуха при центральном качественном регулировании тепловой нагрузки

График температур сетевой воды в зависимости от температуры наружного воздуха представлен на рисунке 3.1.

Определяется относительная тепловая нагрузка для “зоны излома” температурного графика:

В “зоне излома” температурного графика регулирование отопительной тепловой нагрузки производится количественным методом. При этом методе регулирования отопительная тепловая нагрузка задается относительным расходом сетевой воды в системе отопления 0<<1.

Например, в точке излома:

t = -6,18˚C

Расчёт температуры сетевой воды в обратном трубопроводе системы теплоснабжения:

˚С

Температура сетевой воды на входе в отопительные приборы:

°С

Расходы сетевой воды для зоны излома температурного графика:

Аналогичные расчеты температур сетевой воды и расхода для других температур наружного воздуха приведены в таблице 3.2.

Последовательно принимая значение tн = -6; - 3; 0; 2; 5; 8 ºС , находим значения  и τо3 и заносим их в сводную таблицу 3.2.

Таблица 3.2. Сводная таблица значений температур сетевой воды в зависимости от температуры наружного воздуха в “зоне излома” при регулировании тепловой нагрузки “местными пропусками”:

График температур сетевой воды в зависимости от температуры наружного воздуха представлен на рисунке 3.1.

Рисунок 3.1

График и расхода сетевой воды в зависимости от температуры наружного воздуха представлен на рисунке 3.2.

Рисунок 3.2

Расчет местного подрегулирования отпуска теплоты для систем горячего водоснабжения жилых и общественных зданий.

Определение величины расчетного расхода сетевой воды, которая поступает к водоразборным приборам:

Результат расчёта температур сетевой воды в подающем, обратном трубопроводах, а также и на входе в отопительные приборы сведён в таблицу 3.3.

Таблица 3.3. Температуры сетевой воды

Весь интервал наружных температур от tн = tнро = -38 ºС до tн = +8 ºС разбиваем на 2 зоны:

1) Первая зона возникает, когда  - 55+5=60

Во этой зоне водоразбор сетевой воды для систем горячего водоснабжения осуществляется из обратного трубопровода тепловой сети.

При этом β =0, а 1- β =1.

Определение расхода сетевой и водопроводной воды на горячее водоснабжение в первой зоне:

Расчёт проводим для = -38 .

Расход сетевой воды на горячее водоснабжение из обратного трубопровода системы теплоснабжения:

Расход сетевой воды на горячее водоснабжение из подающего трубопровода системы теплоснабжения для первой зоны равен 0.

Чтобы понизить температуру сетевой воды после системы отопления зданий до уровня , необходимо в смесителе сетевой воды подмешивать холодную водопроводную воду.

Расход холодной водопроводной воды на горячее водоснабжение:

Суммарный расход сетевой воды, поступающей на ТП из подающего трубопровода тепловой сети:

Суммарный расход сетевой воды, поступающей из ТП в обратный трубопровод тепловой сети:

) Вторая зона возникает, когда

При этом 0< β 1; 11- β>0

Расчёт проводим для = -20 ºС.

Расход сетевой воды на горячее водоснабжение из подающего трубопровода системы теплоснабжения:

Расход сетевой воды на горячее водоснабжение из обратного трубопровода системы теплоснабжения:

Суммарный расход сетевой воды на горячее водоснабжение из подающего трубопровода системы теплоснабжения:

Суммарный расход сетевой воды на горячее водоснабжение из обратного трубопровода системы теплоснабжения:

Результаты расчёта расходов сетевой воды приведены в таблице3.4.

Таблица 3.4. Расходы сетевой воды

Рисунок 3.3

График изменения расхода сетевой воды, идущей на горячее водоснабжение и отопление.

. Гидравлический расчет водяной тепловой сети

По принципиальной схеме водяной тепловой сети определяется наиболее удаленный потребитель от источника теплоснабжения:

Будем считать, что головная магистраль проходит от источника теплоснабжения до третьего жилого микрорайона, тогда:

, 2 и 3 участки - это участки головной магистрали;

и 5 участки - это участки ответвлений от головной магистрали.

Определение расчетных расходов сетевой воды на всех участках тепловой сети:

Так как система теплоснабжения водяная открытая, примем k3 =0.6.

Пятый участок:

Четвертый участок:

Третий участок:

Второй участок:

Первый участок:

По справочным данным определяются физические свойства сетевой воды в подающем и обратном трубопроводах тепловой сети.

Для расчетного режима:

 кг/

 /с

 кг/

 /с

Для летнего режима:

 кг/

 /с

 кг/

 /с

Вычисляется среднее значение для плотности и кинематической вязкости сетевой воды.

Для расчетного режима:

 кг/

Для летнего режима:

 кг/

 /с

Выполняется гидравлический расчет трубопровода каждого участка головной магистрали.

Головная магистраль: котельная - 3-й участок.

Задаются скоростью движения сетевой воды в трубопроводе:

 м/с

Вычисляется внутренний диаметр трубопровода на участке тепловой сети.

 м

 м

 м

 м

 м

По справочным данным принимается ближайшее значение внутреннего диаметра которое соответствует ГоСТу.

 м

 м

 м

 м

 м

По принятому значению уточняется скорость движения сетевой воды.

Для расчетного режима:

 м/c

 м/c

 м/c

 м/c

 м/с

Для летнего режима:

 м/c

 м/c

 м/c

 м/c

 м/c

Определяется режим и зона течения сетевой воды в трубопроводе, для этого вычисляется безразмерный параметр называемый критерием Re.

Для расчетного режима:

Для летнего режима:

Рассчитываются предельные значения критерия Re.

Вычисляется коэффициент гидравлического трения на участках тепловой сети.

Для расчетного режима и летнего режима:

 - используем формулу Шифринсона

 - используем формулу Альтшуля

По формуле Дарси-Вейсбаха определяются потери напора на трение по длине трубопровода на всех участках тепловой сети.

Для расчетного режима:

 м

 м

 м

 м

 м

Для летнего режима:

 м

 м

 м

 м

 м

Вычисляются потери напора в местных сопротивлениях на участках тепловой сети.

Для расчетного режима:

-й участок: задвижка. + тройник + 11компенсаторов

 м

-й участок: задвижка. + тройник +11 компенсаторов

 м

-й участок: задвижка. + тройник +2 компенсаторов

 м

-й участок: задвижка. + тройник+6 компенсаторов

 м

-й участок: задвижка+ тройник+3 компенсаторов

 м

Для летнего режима:

-й участок: задвижка. + тройник +11 компенсаторов

 м

-й участок: задвижка. + тройник +11 компенсаторов

 м

-й участок: задвижка. + тройник +2 компенсаторов

 м

4-й участок: задвижка + тройник +6 компенсаторов

 м

-й участок: задвижка + тройник+3 компенсаторов

 м

Определяются полные потери напора на участках тепловой сети.

Для расчетного режима:

 м

 м

 м

 м

 м

Для летнего режима:

 м

 м

 м

 м

 м

Таблица 4.1 - Сводных значений для гидравлического расчета тепловой сети

5. Построение пьезометрического графика для водяной тепловой сети

1) В аксонометрической проекции изображается водяная тепловая сеть.

2)      Сверху аксонометрической проекции проводят оси пьезометрического графика.

)        Наносится геодезический профиль местности. На профиле проставляются высоты зданий для всех потребителей теплоты.

Высота зданий в первом микрорайоне:

Высота зданий во втором микрорайоне:

Высота зданий в третьем микрорайоне:

4) Откладывается линия пьезометрического напора на всасывающих патрубках сетевых насосов: 30 м.

5)      Строится линия пьезометрического напора для обратного трубопровода тепловой сети.

)        Изображается линия располагаемых напоров потребителей теплоты. Для зависимой схемы присоединения систем отопления зданий со струйным смешением напор у потребителей принимается 15 м.

)        Через средние точки линий располагаемых напоров потребителей теплоты проводим линию статического напора.

)        Строится линия пьезометрического напора для подающего трубопровода тепловой сети.

)        Изображается линия потерь напора в теплоприготовительных установках источника теплоснабжения: 20м.

Пьезометрический график тепловой сети для расчётного и летнего режимов работы приведён на рисунке 5.

. Выбор сетевых и подпиточных насосов. Определение суммарных и удельных затрат электроэнергии на передачу (транспортировку) тепловой энергии

Выбор сетевых насосов.

Объемная производительность сетевых насосов:

- расчетный режим:

летний режим:

Расчетный напор сетевых насосов:

расчетный режим:

летний режим:

В расчетном режиме по найденным значениям объемной производительности и рабочего напора выбираем сетевые насосы Д4000-95(22НДс) в количестве двух штук, один из которых резервный. Характеристики насосов приведены в таблице 6.1.

Таблица 6.1 - Характеристики насоса Д4000-95(22НДс)

В летнем режиме по найденным значениям объемной производительности и рабочего напора выбираем 1 насос Д500-36(8НДв). Второй насос в резерве. Итого: 2 насоса. Характеристики насоса приведены в таблице 6.2:

Таблица 6.2. - Характеристики насоса Д500-36(8НДв)

Мощность электродвигателей:

Годовое потребление электроэнергии сетевыми насосами:

Выбор подпиточных насосов.

Статический напор (по пьезометрическому графику):

расчетный режим:

летний режим:

Объемная производительность подпиточных насосов:

расчетный режим:

летний режим:

Выбираем в качестве подпиточных насосов в расчетном режиме 3 насоса К32/130 и соединяем их параллельно. Выбираем 1 насос К32/130 в качестве резервного. Характеристики насосов приведены в таблице 6.3.

Выбираем в качестве подпиточных насосов в летнем режиме 2 насоса К8/18 и 1 насос К8/18 в качестве резервного. Насосы соединены параллельно. Характеристики насосов приведены в таблице 6.4.

Таблица 6.3 Характеристики насоса К32/130

Таблица 6. Характеристики насоса К8/18

Мощность электродвигателей:

Годовое потребление электроэнергии сетевыми насосами:

Определение затрат энергии.

Суммарное годовое потребление электроэнергии всеми насосами:

Удельные затраты электроэнергии на передачу теплоты:

7.        Выбор котельного оборудования и принципиальной схемы котельной

Поскольку потребителем теплоты является жилой район и отсутствуют промышленные потребители, выбираем схему водогрейной котельной.

Проводим расчет для трех основных режимов работы.

-й режим (при tнро=tнхБ)

При tнро= - 38 °С

 МВт

Выбираем 1 котёл КВ-ГМ-30, 2 котла КВ-ГМ-100 (один из которых резервный), 1 котёл КВ-7М-6.5, 1 котел КВ-ГМ-50 общей теплопроизводительностью:

Qка=116+58+35+7,55=216.55 МВт

Таблица 7.1 Характеристики котельных агрегатов

2-й режим (аварийный)

 МВт

При аварийной остановке наиболее мощного КА (КВ-ГМ-100), теплопроизводительностью 116 МВт, суммарная теплопроизводительность оставшихся (с учетом резервного) КА будет равна:

Значит, оставшиеся КА обеспечат необходимый отпуск теплоты при соответствующих параметрах.

-й режим (летний)

 МВт

В работе остается 2 котла марки КВ-ГМ-30 и КВ-7М-6,5

Исходя из условия , котел будет работать с теплопроизводительностью: Qка=(35+7,55)*0,6=25,53 МВт

Принципиальная тепловая схема водогрейной котельной представлена на рисунке 7.

Рисунок 7. Принципиальная тепловая схема водогрейной котельной.

. Определение потерь в тепловых сетях

Расчет для участков 1, 3 и 5 (подземная прокладка в непроходных каналах).

Считаем, что трубопроводы уложены на глубине h= 1.6 м. Прямой трубопровод имеет пенополиуретановую изоляцию толщиной = 80 мм с =0.04 Вт/(м*К), а обратный - асбестовую толщиной = 60 мм с =0.1 Вт/(м*К). Температура грунта = -2.8 С и =1,2 Вт/(м*К) [19].

Примем коэффициент теплоотдачи от воздуха в канале к поверхности канала α=8 Вт/(м2*К).

Выберем канал КН-4: ширина - a = 1,64 м, высота - b = 0,49 м, толщина - c = 0,04 м, =1,3 Вт/(м*К).

-   Пренебрегаем термическими сопротивлениями теплопередаче от жидкости в трубе к её стенке и самой стенки.

-        Эквивалентный наружный и внутренний диаметры канала:

-   Термическое сопротивление теплопередаче от воздуха в канале к поверхности канала:

-   Термическое сопротивление стенки канала:

-   Термическое сопротивление грунта:

Если h/> 2, то

Если h/< 2, то

Для каждого участка подающего и обратного трубопроводов находим:

-   Термическое сопротивление теплопередаче от поверхности изоляции к воздушной прослойке:

-  
Термическое сопротивление изоляции трубопроводов:

-   Температура воздуха в канале:

-   Тепловые потери:

-   Тепловые потери с голых трубопроводов:

-   КПД изоляции:

Результаты расчета сведены в таблицу 8.

Таблица 8. Определение тепловых потерь трубопроводов в расчетном режиме при прокладке тепловой сети в непроходных каналах

Суммарные тепловые потери с подающего трубопровода:

Qсум= 97,57+12,61+18,91=129,09 кВт

Суммарные тепловые потери с обратного трубопровода:

Qсум= 74,6+12,97+19,45=107,02 кВт

Расчет для участков 2 и 4 (бесканальная прокладка).

Находим для каждого участка подающего и обратного трубопроводов:

    Термическое сопротивление изоляции ( по формулам выше)

-        Дополнительное термическое сопротивление, учитывающее взаимное влияние трубопроводов:

,

где B - расстояние между осями прямого и обратного трубопроводов (примем равным 0,52 м).

-   Тепловые потери:

-   Тепловые потери с голых трубопроводов:

-   КПД изоляции (по формуле выше)

Результаты расчета сведены в таблицу 9.

Таблица 9. Определение тепловых потерь трубопроводов в расчетном режиме при бесканальной прокладке тепловой сети

Суммарные тепловые потери с подающего трубопровода:

Qсум= 109,55+46,39=155,94 кВт

Суммарные тепловые потери с обратного трубопровода:

Qсум= 120,26+54,29=174,55 кВт

Заключение

В данном курсовом проекте рассмотрено теплоснабжение трех жилых микрорайонов от котельной в городе Иркутске.

В первом разделе определены:

Средняя тепловая нагрузка на горячее водоснабжение для каждого микрорайона:

·  1-ый микрорайон: 611.04 кВт

·        2-ой микрорайон: 523.75 кВт

·        3-ий микрорайон: 1211.89 кВт

Средняя тепловая нагрузка на горячее водоснабжение для летнего периода для каждого микрорайона:

·  1-ый микрорайон: 488.83 кВт

·        2-ой микрорайон: 419 кВт

·        3-ий микрорайон: 969.52 кВт

Суммарная тепловая нагрузка по трем микрорайонам на:

·  горячее водоснабжение: 5162.7 кВт

·        отопление: 33150 кВт

·        вентиляцию: 6630 кВт

·        горячее водоснабжение для летнего периода: 4130.17 кВт

Во втором разделе определены:

Годовой расход теплоты на отопление для всех трех микрорайонов:92061.97 МВт*час/год

Годовой расход теплоты на ГВС для трех потребителей теплоты: 42413.38 МВт*час/год

Годовой расход теплоты на вентиляцию: 18412.39 МВт*час/год

Суммарный годовой расход тепла всеми микрорайонами: 155581.1 МВт*час/год

Невязка между расчетным и графическим методами составляет 1.07%.

В третьем разделе определены и представлены:

Расчеты температур сетевой воды приведены в таблицах 3.1.1 и 3.1.2.

Расчеты расхода сетевой воды приведены в таблице 3.1.3.

Расчеты местного подрегулирования систем ГВС и вентиляции представлены в таблице 3.2.1.

Расчеты средневзвешенной температуры воды и суммарных расходов сетевой воды приведены в таблице 3.2.3.

Изменение температуры сетевой воды в подающем и обратном трубопроводах и зависимость расхода сетевой воды от температуры наружного воздуха приведены на рисунках 3.1.1, 3.1.2,.

Изменение температуры сетевой воды и расходов при регулировании разнородных тепловых нагрузок приведены в таблице 3.2.1 и 3.2.2.

В четвертом разделе:

В результате проведения гидравлического расчета были получены следующие данные.

Суммарные потери напора в головной магистрали в расчетном режиме: 74.45 м

Суммарные потери напора в головной магистрали в летнем режиме: 0.372 м

В пятом разделе построен:

Пьезометрический график тепловой сети для расчётного и летнего режимов работы приведён на рисунке 5.

В его построении учтены:

·  геодезический профиль местности, по которой проложена тепловая сеть

·        высоты зданий, присоединенных к тепловой сети

·        перепады давлений в системе отопления и горячего водоснабжения зданий.

В шестом разделе определены:

Для расчетного режима выбраны 4 сетевых насоса СЭ-800-55. Все насосы подключены параллельно. Ещё один насос в резерве.

Для летнего режима выбран 1 сетевых насоса СЭ-500-70. Еще один насос в резерве.

Для расчетного режима выбраны 4 насоса К45/30. Все насосы подключены последовательно. Еще один такой же насос в резерве.

Для летнего режима выбран 1 насос К45/30. Еще один такой же насос в резерве.

Годовое потребление электроэнергии сетевыми насосами: 3733,8 МВт*ч

Годовое потребление электроэнергии подпиточными насосами: 155,94 МВт*ч

Суммарное годовое потребление электроэнергии всеми насосами: 3889,74 МВт*ч

Удельные затраты электроэнергии на передачу теплоты: 0.025 МВт*ч/МВт*ч

В седьмом разделе определены:

Принципиальная схема котельной и выбраны водогрейные котлы: КВ-ГМ-20, КВ-ГМ-10, КВ-7М-6,5 - для расчетного режима и КВ-7М-6,5 - для летнего режима. Резервный котел - КВ-ГМ-20.

В восьмом разделе определены:

Тепловые потери подающего и обратного трубопроводов при канальной и бесканальной прокладке. Суммарные тепловые потери с подающего трубопровода в расчетном режиме = 239.5 кВт. Суммарные тепловые потери с обратного трубопровода в расчетном режиме = 280.4 кВт.

теплоснабжение гидравлический котельная

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. СНиП 2.04.01-85*. Внутренний водопровод и канализация зданий / Госстрой России. - М.: ГУП ЦПП, 2000. - 60 с.

2. СНиП 23-01-99*. Строительная климатология / Госстрой России.- М.: ГУП ЦПП, 2005. -70с.

3. СНиП 41-01-2003. Отопление, вентиляция и кондиционирование / Госстрой России.- М.: ГУП ЦПП, 2004 - 54 с.

4. СНиП 41-02-2003. Тепловые сети / Госстрой России.- М.: ГУП ЦПП, 2004 - 37 с.

5. СНиП 41-03-2003. Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов / Госстрой России.- М.: ГУП ЦПП, 2004 - 25 с.

6. СНиП 23-02-2003. Тепловая защита зданий / Госстрой России. - М.: ГУП ЦПП, 2004. -26 с.

7. ГОСТ 21.101-97. СПДС. Основные требования к проектной и рабочей документации / Госстрой России. - М.: ГУП ЦПП, 1998. - 41 с.

8. ГОСТ 21.205-93. СПДС. Условные обозначения элементов санитарно-технических систем / Госстрой России. - М.: ГУП ЦПП, 1995. - 24 с.

9. ГОСТ 21.403-80. СПДС. Обозначения условные графические в схемах. Оборудование энергетическое / Госстрой России. - М.: ГУП ЦПП, 1981. - 29 с.

10.ГОСТ 21.206-93. СПДС. Условные обозначения трубопроводов / Госстрой России. - М.: ГУП ЦПП, 1995. - 5 с.

11.СП 41-101-95. Проектирование тепловых пунктов / Минстрой России. - М.: ГУП ЦПП, 1997. - 79 с.

12.СП 41-103-2000. Проектирование тепловой изоляции и трубопроводов / Госстрой России. - М.: ГУП ЦПП, 2001. - 41 с.

13.Приказ Министерства промышленности и энергетики № 265 от 04.10.2005. Порядок расчета и обоснования нормативов технологических потерь при передаче тепловой энергии - М.: ЗАО «РОСКОММУНЭНЕРГО», 2005. -43 с.

14.Соколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети. Учебник для вузов. - 7-е изд. перераб. - М.: Энергоиздат, 2001. - 472 с.

15.Борисов Б. Г., Борисов К. Б. Отопление промышленных предприятий.-М.: Издательство МЭИ, 1997. - 68 с.

16.Борисов К. Б., Шелгинский А. Я. Системы обеспечения жилых, общественных и промыш-ленных зданий водой питьевого качества.- М.: Издательство МЭИ, 2002. - 112 с.

17.Водяные тепловые сети: Справочное пособие по проектированию. / И.В. Беляйкина, В.П. Витальев, Н.К. Громов и др.; Под ред. Н.К. Громова, Е.П. Шубина. - М.: Энергоатомиздат, 1988. -376 с.

18.Наладка и эксплуатация водяных тепловых сетей: Справочник / В.И. Манюк, Я.И. Каплинский, Э.Б. Хиж и др. - 3-е изд. перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 1988. - 432 с.

19.Показатели функционирования водяных тепловых сетей коммунального теплоснабжения. Методические рекомендации по определению нормативных и фактических значений - М.: ЗАО «РОСКОММУНЭНЕРГО», 2005. -131 с.:

20.Теплоэнергетика и теплотехника. Общие вопросы: Справочник / Под общ. ред. чл.-корр. РАН А.В. Клименко и проф. В.М. Зорина. - 3-е изд. перераб. и доп. - М.: Издательство МЭИ, 1999. - 528 с.

21.Промышленная теплоэнергетика и теплотехника: Справочник / Под общ. ред. чл.-корр. РАН А.В. Клименко и проф. В.М. Зорина. - 3-е изд. перераб. и доп. - М.: Издательство МЭИ, 2004. - 632 с.