Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ МЭИ
(МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ)
ИНСТИТУТ ПРОБЛЕМ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ
КАФЕДРА ПРОМЫШЛЕННЫХ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ
ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
Студент: Кузнецов А. В. Курс: 4. Группа: ФП-02-10.
Тема курсового проекта: ТЕПЛОСНАБЖЕНИЕ ЖИЛЫХ МИКРОРАЙОНОВ ГОРОДА ИРКУТСКА ОТ КОТЕЛЬНОЙ
Срок представления проекта к защите: «__15__»___апреля_______________________2014 г.
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ КУРСОВОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ
1. СХЕМА МАГИСТРАЛЬНОЙ ТЕПЛОВОЙ СЕТИ
2. ДАННЫЕ ПО ПОТРЕБИТЕЛЯМ ТЕПЛОТЫ
2.1. 1-ЫЙ ЖИЛОЙ МИКРОРАЙОН
2.2. 2-ОЙ ЖИЛОЙ МИКРОРАЙОН
2.3. 3-ИЙ ЖИЛОЙ МИКРОРАЙОН
3. 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.
4. МЕТОД РЕГУЛИРОВАНИЯ ОТПУСКА ТЕПЛОТЫ: Центральный качественный, по отопи-тельной нагрузке.
В «зоне излома» температурного графика регулирование отопительной тепловой нагрузки Производится количественным методом.
5. 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 ПОЯСНИТЕЛЬНОЙ ЗАПИСКИ КУРСОВОГО ПРОЕКТА
ВВЕДЕНИЕ.
3.1. РАСЧЕТ РЕГУЛИРОВАНИЯ ОТПУСКА ТЕПЛОТЫ ДЛЯ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ ЖИЛЫХ И ОБЩЕСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА ПОТРЕБЛЕНИЯ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ,
3.2. РАСЧЕТ МЕСТНОГО ПОДРЕГУЛИРОВАНИЯ ОТПУСКА ТЕПЛОТЫ ДЛЯ СИСТЕМ ГОРЯЧЕГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ ЖИЛЫХ И ОБЩЕСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ.
3.3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСХОДОВ СЕТЕВОЙ В ПОДАЮЩЕМ И ОБРАТНОМ ТРУБОПРОВОДАХ ТЕПЛОВОЙ СЕТИ. ВЫЧИСЛЕНИЕ СРЕДНЕВЗВЕШЕННОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ СЕТЕВОЙ ВОДЫ В ОБРАТНОМ ТРУБОПРОВОДЕ ТЕПЛОВОЙ СЕТИ.
7. ВЫБОР КОТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ И ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ КОТЕЛЬНОЙ
8. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НОРМАТИВНЫХ ТЕПЛОВЫХ ПОТЕРЬ В ТЕПЛОВЫХ СЕТЯХ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.
ПЕРЕЧЕНЬ ГРАФИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА КУРСОВОГО ПРОЕКТА
Руководитель курсового проекта:_________________________________/ /
Задание принял к исполнению:___________________________________/ /
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 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.
Первый жилой микрорайон.
1.1 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.
1.2 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
1.3. 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.
|
Наименование района |
Qo,кВт |
Qгвр,кВт |
ΣQ, кВт |
||
|
в отопительный период |
в летний период |
в отопительный период |
в летний период |
||
|
1 микрорайон |
62000 |
19483 |
15943 |
81483 |
15943 |
|
2 микрорайон |
62000 |
26774 |
21907 |
88774 |
21907 |
|
3 микрорайон |
62000 |
19483 |
15943 |
81483 |
15943 |
|
Всего по трем микрорайонам |
186000 |
65740 |
53793 |
251740 |
53793 |
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).
2.1. 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.
|
Температура |
Ниже -45 |
-40 |
-35 |
-30 |
-25 |
-20 |
-15 |
-10 |
-5 |
0 |
+8 |
|
Часы |
- |
7 |
51 |
114 |
286 |
406 |
866 |
870 |
700 |
1020 |
1460 |
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 2.1 Данные для построения графика изменения тепловых нагрузок в зависимости от изменения температур наружного воздуха.
|
tн |
Qо, МВт |
Qгв, МВт |
∑Q, МВт |
|
tн = tнро= - 38 ºС |
186 |
65,74 |
251,74 |
|
tн = tно = +8 ºС |
38,48 |
65,74 |
104,22 |
|
+8 ºС <tн < +20 ºС |
0 |
53,793 |
53,793 |
|
tн = tвр= +20 ºС |
0 |
53,793 |
53,793 |
Рисунок 2.1.Графики изменения тепловых нагрузок в зависимости от изменения температуры наружного воздуха.
Таблица 2.2 Данные для построения графика изменения суммарной тепловой (отопление и ГВС) нагрузки от повторяемости температур наружного воздуха.
|
Температура наружного воздуха, °С |
Суммарная тепловая нагрузка на систему ГВС, кВт |
Суммарная тепловая нагрузка на систему отопления, кВт |
Суммарная тепловая нагрузка на системы ГВС, отопления, кВт |
|
-38 |
65740 |
186000 |
251740 |
|
-35 |
65740 |
176379 |
242119 |
|
-30 |
65740 |
160345 |
226085 |
|
-25 |
65740 |
144310 |
210050 |
|
-20 |
65740 |
128276 |
194016 |
|
-15 |
65740 |
112241 |
177981 |
|
-10 |
65740 |
96207 |
161947 |
|
-5 |
65740 |
80172 |
145912 |
|
0 |
65740 |
64138 |
129878 |
|
+8 |
65740 |
38480 |
104220 |
|
+8 < tн ≤+ 20 |
53793 |
0 |
53793 |
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:
2.2. 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
2.3. 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)
3. Расчет и построение графиков температур и расходов сетевой воды для системы теплоснабжения микрорайонов.
3.1 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.
Таблица 3.1.1 - Значения температур сетевой воды в зависимости от температуры наружного воздуха при центральном качественном регулировании тепловой нагрузки.
Данные, полученные в результате расчета температуры сетевой воды в подающем и обратном трубопроводе тепловой сети, занесены в таблицу 3.1.1.
|
tн , ºС |
Qо, МВт |
τо1, ºС |
τо2, ºС |
τо3, ºС |
Gо,кг/с |
Gоз,кг/с |
|
|
-38 |
1 |
186 |
120 |
70 |
95 |
887,83 |
1776 |
|
-35 |
0.948 |
176,379 |
115.46 |
68.047 |
91,754 |
887,83 |
1776 |
|
-30 |
0,862 |
160,345 |
107,83 |
64,727 |
86,279 |
887,83 |
1776 |
|
-25 |
0,776 |
144,31 |
100,111 |
61,318 |
80,714 |
887,83 |
1776 |
|
-20 |
0,69 |
128,276 |
92,291 |
57,808 |
75,049 |
887,83 |
1776 |
|
-15 |
0,603 |
112,241 |
84,354 |
54,181 |
69,268 |
887,83 |
1776 |
|
-10 |
0,517 |
96,207 |
76,28 |
50,418 |
63,349 |
887,83 |
1776 |
|
-6,18 |
0,451 |
83,957 |
70,00 |
47,434 |
58,718 |
887,83 |
1776 |
График температур сетевой воды в зависимости от температуры наружного воздуха представлен на рисунке 3.1.
3.1.2.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
При
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”:
|
tн , ºС |
Qо, МВт |
τо1, ºС |
τо2, ºС |
τо3, ºС |
Gо,кг/с |
Gоз,кг/с |
|
|
-6,18 |
0.451 |
83,96 |
70 |
47.434 |
58,718 |
887,8 |
1776 |
|
-6 |
0,448 |
83,38 |
70 |
47,586 |
58,497 |
876,3 |
1776 |
|
-3 |
0,397 |
73,76 |
70 |
44,864 |
54,778 |
700,3 |
1776 |
|
0 |
0,345 |
64,14 |
70 |
42,356 |
50,977 |
553,7 |
1776 |
|
2 |
0,310 |
57,72 |
70 |
40,631 |
48,390 |
469,1 |
1776 |
|
5 |
0,259 |
48,10 |
70 |
37,951 |
44,417 |
358,2 |
1776 |
|
8 |
0,207 |
38,48 |
70 |
35,135 |
40,307 |
263,4 |
1776 |
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
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
|
tн , ºС |
τо1, ºС |
τо2, ºС |
τо3, ºС |
|
-38 |
120 |
70 |
95 |
|
-35 |
115.46 |
68.047 |
91,754 |
|
-30 |
107,83 |
64,727 |
86,279 |
|
-25 |
100,111 |
61,318 |
80,714 |
|
-20 |
92,291 |
57,808 |
75,049 |
|
-15 |
84,354 |
54,181 |
69,268 |
|
-10 |
76,28 |
50,418 |
63,349 |
|
-6,18 |
70 |
47,434 |
58,718 |
|
-6 |
70 |
47,586 |
58,497 |
|
-3 |
70 |
44,864 |
54,778 |
|
0 |
70 |
42,356 |
50,977 |
|
2 |
70 |
40,631 |
48,390 |
|
5 |
70 |
37,951 |
44,417 |
|
8 |
70 |
35,135 |
40,307 |
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:
2) 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.
|
tн , ºС |
|||||||
|
-38 |
887,8 |
285,27 |
241,38 |
0,00 |
646,42 |
887,80 |
43,89 |
|
-35 |
887,8 |
285,27 |
248,86 |
0,00 |
638,94 |
887,80 |
36,41 |
|
-30 |
887,8 |
285,27 |
262,69 |
0,00 |
625,11 |
887,80 |
22,58 |
|
-25 |
887,8 |
285,27 |
278,59 |
0,00 |
609,21 |
887,80 |
6,68 |
|
-20 |
887,8 |
285,27 |
267,14 |
18,13 |
620,66 |
905,93 |
0 |
|
-15 |
887,8 |
285,27 |
230,25 |
55,02 |
657,55 |
942,82 |
0 |
|
-10 |
887,8 |
285,27 |
179,58 |
105,69 |
708,22 |
993,49 |
0 |
|
-6,18 |
887,8 |
285,27 |
126,42 |
158,85 |
761,38 |
1046,65 |
0 |
|
-6 |
876,3 |
285,27 |
127,27 |
158,00 |
749,03 |
1034,30 |
0 |
|
-3 |
700,3 |
285,27 |
113,49 |
171,78 |
586,81 |
872,08 |
0 |
|
0 |
553,7 |
285,27 |
103,19 |
182,08 |
450,51 |
735,78 |
0 |
|
2 |
469,1 |
285,27 |
97,13 |
188,14 |
371,97 |
657,24 |
0 |
|
5 |
358,2 |
285,27 |
89,01 |
196,26 |
269,19 |
554,46 |
0 |
|
8 |
263,4 |
285,27 |
81,82 |
203,45 |
181,58 |
466,85 |
0 |
Рисунок 3.3
График изменения расхода сетевой воды, идущей на горячее водоснабжение и отопление.
4. Гидравлический расчет водяной тепловой сети.
4.1 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:
1, 2 и 3 участки – это участки головной магистрали;
4 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:
4.2 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
4.3 Вычисляется среднее значение для плотности и кинематической вязкости сетевой воды.
Для расчетного режима:
кг/
/с
Для летнего режима:
кг/
/с
4.4 Выполняется гидравлический расчет трубопровода каждого участка головной магистрали.
Головная магистраль: котельная - 3-й участок.
4.4.1 Задаются скоростью движения сетевой воды в трубопроводе:
м/с
4.4.2 Вычисляется внутренний диаметр трубопровода на участке тепловой сети.
м
м
м
м
м
4.4.3 По справочным данным принимается ближайшее значение внутреннего диаметра которое соответствует ГоСТу.
м
м
м
м
м
4.4.4 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
4.4.5 Определяется режим и зона течения сетевой воды в трубопроводе, для этого вычисляется безразмерный параметр называемый критерием Re.
Для расчетного режима:
Для летнего режима:
4.4.6 Рассчитываются предельные значения критерия Re.
4.4.7 Вычисляется коэффициент гидравлического трения на участках тепловой сети.
Для расчетного режима и летнего режима:
- используем формулу Шифринсона
- используем формулу Альтшуля
4.4.8 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
4.4.9 Вычисляются потери напора в местных сопротивлениях на участках тепловой сети.
Для расчетного режима:
1-й участок: задвижка. + тройник + 11компенсаторов
м
2-й участок: задвижка. + тройник +11 компенсаторов
м
3-й участок: задвижка. + тройник +2 компенсаторов
м
4-й участок: задвижка. + тройник+6 компенсаторов
м
5-й участок: задвижка+ тройник+3 компенсаторов
м
Для летнего режима:
1-й участок: задвижка. + тройник +11 компенсаторов
м
2-й участок: задвижка. + тройник +11 компенсаторов
м
3-й участок: задвижка. + тройник +2 компенсаторов
м
4-й участок: задвижка + тройник +6 компенсаторов
м
5-й участок: задвижка + тройник+3 компенсаторов
м
4.4.10 Определяются полные потери напора на участках тепловой сети.
Для расчетного режима:
м
м
м
м
м
Для летнего режима:
м
м
м
м
м
Результаты расчетов приведены в таблице 4.1.
Таблица 4.1 – Сводных значений для гидравлического расчета тепловой сети.
|
Номер |
Характеристики участка |
Результаты расчета участка |
||||||||
|
участка |
Режим |
L, м |
, кг/c |
Кэ, мм |
, м |
, м/c |
, м |
, м |
, м |
|
|
Головная магистраль |
||||||||||
|
1 |
расчетный |
1100 |
965.63 |
29 |
0,5 |
0,8 |
2 |
4,77 |
5,912 |
10,68 |
|
летний |
129,67 |
0,262 |
0,089 |
0,010 |
0,19 |
|||||
|
2 |
расчетный |
1100 |
646,63 |
29 |
0,5 |
0,7 |
1,75 |
4,42 |
4,527 |
8,947 |
|
летний |
91,24 |
0,24 |
0,088 |
0,085 |
0,173 |
|||||
|
3 |
расчетный |
200 |
319 |
6,2 |
0,5 |
0,466 |
1,95 |
1,66 |
1,239 |
2,899 |
|
летний |
38,43 |
0,299 |
0,024 |
0,0166 |
0,0406 |
|||||
|
Ответвления от головной магистрали |
||||||||||
|
4 |
расчетный |
600 |
327,63 |
16,2 |
0,5 |
0,466 |
2 |
5,25 |
3,303 |
8,553 |
|
летний |
52,81 |
0,314 |
0,136 |
0,081 |
0,217 |
|||||
|
5 |
расчетный |
300 |
319 |
8,7 |
0,5 |
0,466 |
1,95 |
2,49 |
1,686 |
4,176 |
|
летний |
38,43 |
0,229 |
0,036 |
0,023 |
0,059 |
Высота зданий в первом микрорайоне:
Высота зданий во втором микрорайоне:
Высота зданий в третьем микрорайоне:
Пьезометрический график тепловой сети для расчётного и летнего режимов работы приведён на рисунке 5.
6. Выбор сетевых и подпиточных насосов. Определение суммарных и удельных затрат электроэнергии на передачу (транспортировку) тепловой энергии.
6.1 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)
|
Подача, V м3/ч |
Напор, Н м |
Мощность, кВт |
КПД насоса, % |
|
4000 |
95 |
1350 |
88 |
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)
|
Подача, V м3/ч |
Напор, Н м |
Мощность, кВт |
КПД насоса, % |
|
500 |
36 |
100 |
80 |
Мощность электродвигателей:
Годовое потребление электроэнергии сетевыми насосами:
6.2 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
|
Подача V, м3/ч |
Напор Н, м |
Частота вращения, 1/мин |
Мощность, кВт |
КПД насоса, % |
|
12,5 |
20 |
3000 |
4 |
70 |
Таблица 6. Характеристики насоса К8/18
|
Подача V, м3/ч |
Напор Н, м |
Частота вращения, 1/мин |
Мощность, кВт |
КПД насоса, % |
|
8 |
19 |
2900 |
0,8 |
51 |
Мощность электродвигателей:
Годовое потребление электроэнергии сетевыми насосами:
6.3 Определение затрат энергии.
Суммарное годовое потребление электроэнергии всеми насосами:
Удельные затраты электроэнергии на передачу теплоты:
Поскольку потребителем теплоты является жилой район и отсутствуют промышленные потребители, выбираем схему водогрейной котельной.
Проводим расчет для трех основных режимов работы.
1-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:
|
Типоразмер |
Q, МВт |
Fнагр, м2 |
Gвр, кг/с |
tвр, °C |
ΔPв, Мпа |
Вид топлива |
ηбр, |
|
|
вход |
выход |
|||||||
|
КВ-ГМ-100 |
116 |
2710 |
343 или 684 |
70 |
150 |
0,165 |
Газ или мазут |
92,5 или 91 |
|
КВ-ГМ-50 |
58 |
1468 |
172 или 342 |
70 |
150 |
0,138 |
Газ или мазут |
92,5 или 91 |
|
КВ-ГМ-30 |
35 |
720 |
103 |
70 |
150 |
0,19 |
Газ или мазут |
90 или 88 |
|
КВ-7М-6,5 |
7,55 |
199 |
22,2 |
70 |
150 |
0,12 |
Газ или мазут |
91 или 87 |
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.
3-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.
8. Определение потерь в тепловых сетях.
8.1 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).
Если h/> 2, то
Если h/< 2, то
Для каждого участка подающего и обратного трубопроводов находим:
Результаты расчета сведены в таблицу 8.
|
№ |
d, м |
L, м |
q, Вт/м |
Q, кВт |
||||
|
Под. |
Обр. |
Под. |
Обр. |
Под. |
Обр. |
|||
|
1 |
0.8 |
1100 |
88,70 |
67,82 |
97,57 |
74,60 |
0.935 |
0.813 |
|
3 |
0.466 |
200 |
63,04 |
64,83 |
12,61 |
12,97 |
0.931 |
0.803 |
|
5 |
0.466 |
300 |
63,04 |
64,83 |
18,91 |
19,45 |
0.931 |
0.803 |
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
8.2 Расчет для участков 2 и 4 (бесканальная прокладка).
Находим для каждого участка подающего и обратного трубопроводов:
, где B – расстояние между осями прямого и обратного трубопроводов (примем равным 0,52 м).
Результаты расчета сведены в таблицу 9.
|
№ |
d, м |
L, м |
q, Вт/м |
Q, кВт |
||||
|
Под. |
Обр. |
Под. |
Обр. |
Под. |
Обр. |
|||
|
2 |
0,7 |
1100 |
99,59 |
109,33 |
109,55 |
120,26 |
0.822 |
0.594 |
|
4 |
0.466 |
600 |
77,31 |
90,49 |
46,39 |
54,29 |
0.857 |
0.659 |
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:
Средняя тепловая нагрузка на горячее водоснабжение для летнего периода для каждого микрорайона:
Суммарная тепловая нагрузка по трем микрорайонам на:
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:
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.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ