Расход Воды Из Тепловой Сети………..…………………………………………………………………….22

Нагрузка На Отопление. 4

3. Гидравлический Расчёт Тепловой Сети. Пьезометрический График. Выбор Насосов. 23

3.1 Расходы Воды По Объектам Снабжения. 24

3.2 Выбор И Расчёт Магистрали. 24

3.2.1 Участок И - ТК: 24

3.2.2 Участок ТК - ЖР: 25

3.2.3 Участок ТК - ПП: 26

3.4 Результаты Гидравлического Расчёта. 28

3.5 Пьезометрический График. 28

3.5.1 Гидростатический Режим. 28

3.5.2 Гидродинамический Режим. 28

3.6 Выбор Насосов. 30

3.6.1 Сетевые Насосы. 31

3.6.2 Подпиточные Насосы. 32

4. Тепловой Расчёт Водяной Сети. Толщина Изоляционного Слоя. 33

4.1 Тип Прокладки Теплопроводов. 33

4.2 Основные Параметры Сети. 33

4.2.1 Температура Окружающей Среды. 33

4.2.2 Температура Теплоносителя. 33

4.2.3 Прочие Параметры. 33

4.3 Расчёт Толщины Изоляционного Слоя. 34

4.4 Расчёт Тепловых Потерь. 36

5. Параметры Парогенератора. Тепловой И Гидравлический Расчёты Паропровода. 38

5.1 Гидравлический И Тепловой Расчёт Паропровода. 38

5.2 Расчет Толщины Изоляционного Слоя Паропровода. 38

5.3 Параметры Пара На Источнике. 42

6. Расчёт Тепловой Схемы Котельной. Выбор Основного Оборудования. 43

6.1 Таблица Исходных Данных. 45

6.2 Расчет Принципиальной Тепловой Схемы Источников Теплоснабжения. 42

6.3 Выбор Основного Оборудования. 45

6.3.1 Котлы. 48

6.3.2 Деаэраторы. ………………………………………………………………………………………. 4946

6.3.3 РОУ. 49

7. Тепловой Расчёт Подогревателей Сетевой Воды.. 51

7.1 Пароводяной Подогреватель. 51

7.2 Расчет Охладителя Конденсата. 53

8. Механический Расчет Компенсаций Температурных Деформаций Тепловых Сетей. 56

8.1 Расчет Самокомпенсаций. 57

9. Заключение. 58

Библиографический Список. 59

 

Введение

Промышленные предприятия и жилищно-коммунальный сек­тор потребляют большое количество теплоты. Поставщиком этой энергии служат тепло­электроцентрали, а также производственные и отопитель­ные котельные.

Истощение топливно-энергетических ресурсов планеты и ухудшение экологической обстановки, медленно, но верно приводит к пересмотру отношения к проектированию и эксплуатации крупных энергетических объектов. И основным направлением этого пересмотра является внедрение повсеместного энергосбережения. Реализуется этот подход главным образом в нормах и правилах, а также в ценах на ТЭР.

Учитывая вышесказанное (а это немало) котельным всё сложнее обеспе­чить бесперебойное и качественное теплоснабжение предприятий и потребителей жилищно-коммунального сектора, как оно должно бы быть. Поэтому всё большее внимание обращается на качество работы котлоагрегатов и рациональное проектирование тепловых схем котельных, которое включает в себя экономичность и возможность работать в нестандартных условиях.

Целью данного курсового проекта является ознакомление с методиками расчёта теплоснабжения от паровой котельной. Немаловажным также является ознакомление с существующими ГОСТ-ами, СНиП-ами, СП-вил и прочей нормативной документацией касающимися теплоснабжения, а также знакомство с типовым оборудованием тепловых сетей и котельных.

В данном проекте будет сделана попытка просчитать снабжение теплом жилого района и промышленного предприятия. При этом планируется затронуть все технические аспекты такого снабжения, начиная от проектирования нагрузок и гидравлики сети и заканчивая расходом сырой воды на производство одного ГДж тепла.

Проект носит учебный характер поэтому предусматривает расчёт тепловой схемы котельной только в максимально зимнем режиме. Остальные режимы тоже будут затронуты, но косвенно.

 

1. Зависимости подачи теплоты объектам от изменения температуры наружного воздуха. Годовой запас условного топлива

Для определения величины годового запаса топлива в условных единицах необходимо знать величину расчётного годового потребления теплоты, для обеспечения которого проектируется котельная.

Годовое потребление состоит из расходов на отопление, вентиляцию, горячее водоснабжение (ГВС) и технологию. Они, в свою очередь, складываются из теплопотреблений отдельных объектов теплоснабжения и по характеру протекания во времени подразделяются на сезонные и круглогодичные. Сезонные нагрузки очень зависят от климатических условий (в нашем случае основным условием будет являться температура наружного воздуха). К сезонным относятся нагрузки отопления и вентиляции. Круглогодичные – фактически не зависят от климатических условий, таковыми являются нагрузки ГВС и технологические.

В нашем проекте два объекта теплоснабжения: промышленное предприятие и жилой район. Расходы теплоты промышленным предприятием нам заданы, а величина теплопотребления для жилого района нуждается в определении.

Для расчёта нам потребуются климатологические сведения по городу-местоположению котельной (Воронеж) из [2], таблица 1:

Таблица 1.1 Климатологические параметры расчётного города
Наименование	Обозначение	Размерность	Величина
Температура воздуха наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 (расчётная)	tнр	ºС	- 27
Продолжительность периода со средней суточной температурой воздуха ≤ 8ºC (отопительного)	nо	сутки
Средняя температура воздуха в период со средней суточной температурой воздуха ≤ 8ºC	tср	ºС	- 3,5

1.1 Тепловая нагрузка жилых районов. График подачи теплоты

Ввиду недостаточного количества сведений об этих объектах теплоснабжения, расчёт будем вести по нормативным укрупнённым формулам, в порядке согласном с [1], пункт 2.4*. По окончании расчётов построим график зависимости тепловой нагрузки жилых районов от температуры наружного воздуха.

1.1.1 Нагрузка на отопление

Расчетный расход теплоты на отопление жилых и общественных зданий:

= q_o·F·(1 + k₁), Вт (1.1)

где q_o – укрупненный показатель максимального теплового потока на отопление жилых зданий на 1 м² общей площади, принимаемый по СНиП 2.04.07-86* вВт/м². В нашем случае:

жилой район:

Высота здания 5 этажа, возведены после 1985 года.

Получаем q_о = 87Вт/м² F – площадь жилых зданий.

F = 215 000 м²;

k₁ – коэффициент, учитывающий тепловой поток на отопление общественных зданий, принимаем k₁ = 0,25;

 

Расчетный расход теплоты на отопление по районy:

= qo·F₁·(1 + k₁)·10^-6 =87·215 000·(1 + 0,25)·10^-6 = 23,4 МВт

;

1.1.2 Нагрузка на вентиляцию

Расчетный расход теплоты на вентиляцию общественных зданий:

= k₁·k₂·q_o·F, Вт (1.2)

где k₂ – коэффициент, учитывающий тепловой поток на вентиляцию общественных зданий, для зданий, построенных после 1985 года k₂ = 0,6;

Тогда расчетный расход теплоты на вентиляцию по району:

= 0,25·0,6·87·215 000·10^-6= 2,806 МВт;

1.1.3 Нагрузка на горячее водоснабжение

Средний расход теплоты за отопительный период на горячее водоснабжение по жилому району:

= , Вт (1.3)

Максимальный тепловой поток на горячее водоснабжение жилых и общественных зданий:

= , Вт (1.4)

где N_ж – число жителей:

жилой район: N_ж = 12000 чел.

t_з – температура холодной (водопроводной) воды, для расчётного режима принимаем t_з = 5ºC;

а – средненедельная норма расхода воды на горячее водоснабжение при температуре 55ºС на одного человека в сутки, проживающего в здании с горячим водоснабжением. Принимаем как для жилых домов квартирного типа с централизованным горячим водоснабжением, оборудованных душами и ваннами длиной от 1,5 до 1,7 м, в соответствии с [3], приложение 3, а = 105 л/(сут·чел);

b – норма расхода воды на горячее водоснабжение, потребляемой в общественных зданиях, при температуре 55ºС, в соответствии с [2], приложение 1 принимаем b = 25 л/(сут·чел);

с_ср – средняя теплоёмкость воды в рассматриваемом интервале температур, с_ср = = 4 190 кДж/(кг·К);

1,2 – коэффициент, учитывающий выстывание горячей воды в системах абонента;

Тогда тепловые нагрузки на ГВС:

= =4,54 МВт;

= = 10,894 МВт.

 

 

1.1.4 График зависимости тепловой нагрузки жилых районов от температуры наружного воздуха

На графике существуют две зоны: зимнего (отопительного) и летнего (неотапливаемого) периода, характер тепловых нагрузок в которых принципиально различен. Граница между зонами находится на отметке в + 8ºС. График будем строить для суммарных нагрузок, поскольку наклон всех тепловых характеристик у обоих районов совершенно одинаков.

В летний период присутствуют постоянные по величине нагрузки на ГВС:

= · ·β, Вт (1.5)

где t_л – температура холодной воды, для летнего периода, принимаем по [3], стр. 69, t_л = 15ºС.

β – коэффициент, учитывающий изменение среднего расхода воды на горячее водоснабжение в неотопительный период по отношению к отопительному периоду, принимаемый, при отсутствии данных, для жилищно-коммунального сектора равным 0,8, а для промышленных предприятий 1.

Тогда ГВС: = 4,54 · ·0,8 =2,88 МВт;

= = 6,912 МВт.

В зимний период присутствуют постоянная нагрузки – на ГВС и переменные (зависящие от температуры наружного воздуха) – на вентиляцию и отопление:

= 4,54 МВт (1.6)

= · , Вт (1.7)

= · , Вт (1.8)

где t_вр – средняя температура внутреннего воздуха отапливаемых помещений, принимаемая для жилых и общественных зданий равной 18ºС, а для производственных 16ºС.

t_н ^ср– текущая температура наружного воздуха;

t_нр – расчётная температура наружного воздуха для целей отопления. Ввиду используемых нами укрупнений эта температура совпадает с аналогичной для целей вентиляции, то есть t_нрО = t_нрВ = t_нр = -26ºС, хотя на практике t_нрО обычно ниже t_нрВ.

Тогда = · = 23,4 · = 9,36– 0,585·t_н^ср,МВт;

= · = 2,806 · = 1,1224 – 0,0624·t_тек, МВт;

 

График 1.1. График зависимости тепловых нагрузок жилого района на отопление, вентиляцию и ГВС и полной нагрузки от температуры наружного воздуха.

1.2 Тепловая нагрузка предприятия. График подачи теплоты

У предприятия имеются 4 вида тепловых нагрузок. Распишем подробнее по режимным периодам.

Зимний период:

Технология: = 9,7;

ГВС: = 5,8МВт;

Вентиляция: = 4,1 МВт;

Отопление: = 16,5 МВт;

Летний период:

Технология: = 9,7 МВт;

ГВС: = · = 5,8· = 4,64 МВт;

В соответствии с формулами 1.7 и 1.8 для промышленного предприятия получим:

= · = 16,5· = 6,14 –0,38·t_тек,

= · = 4,1· = 1,53– 0,095·t_тек,

где t_пом – средняя температура внутреннего воздуха отапливаемых помещений, принимаемая для жилых и общественных зданий равной 18ºС, а для производственных 16ºС.

t_тек – текущая температура наружного воздуха;

t_нрО – расчётная температура наружного воздуха для целей отопления. Ввиду используемых нами укрупнений эта температура совпадает с аналогичной для целей вентиляции, то есть t_нрО = t_нрВ = t_нр = -26ºС, хотя на практике t_нрО обычно ниже t_нрВ.

График 1.2. График зависимости тепловых нагрузок промышленного предприятия на отопление, вентиляцию и ГВС и полной нагрузки от температуры наружного воздуха.

 

 

Таблица 1.2 Тепловая нагрузка промышленного предприятия

 

	4,64	0,632	4,54	9,8843	3,1	0,77	5,8	9,7	19,37
	9,36	1,1224	4,54	15,022	6,14	1,53	5,8	9,7	23,17
-5	12,285	1,434	4,54	18,259	8,04	2,005	5,8	9,7	25,545
-10	15,21	1,746	4,54	21,496	9,94	2,48	5,8	9,7	27,92
-15	18,135	2,058	4,54	24,733	11,84	2,955	5,8	9,7	30,295
-20	21,06	2,37	4,54	27,5770	13,74	3,43	5,8	9,7	32,67
-25	23,985	2,682	4,54	31,207	15,64	3,905	5,8	9,7	35,045
-27	25,155	2,807	4,54	32,502	16,4	4,095	5,8	9,7	35,995

 

 

1.3 Годовые расходы теплоты

Для построения графика Россандера (см. ниже) нам потребуются данные о длительности периодов с различными температурами в нашем (расчётном) городе, от них зависит длительность работы системы теплоснабжения с различными нагрузками. Такие сведения предоставит [4], приложение 3, стр. 435:

 

Таблица 1.3 Длительность «стояния» температур
t, ºС	ниже -45	-40	-35	-30	-25	-20	-15	-10	-5
n, час	–	-	-