Теплоснабжение микрорайона в городе Ижевск
При проектировании сетей от одного источника теплоснабжения рекомендуется, как правило, выбрать простую радиальную сеть с постепенным уменьшением диаметра по мере удалении от станции и снижении тепловой нагрузки. Такая сеть является наиболее дешевой по начальным затратам, требует наименьшего расхода металла на сооружение и весьма проста в эксплуатации. Трассы прокладываются вдоль дороги с уклоном… Читать ещё >
Теплоснабжение микрорайона в городе Ижевск (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Введение
За сто лет развития российская система теплоснабжения стала самой большой в мире. Система теплоснабжения страны состоит из примерно пятьдесят тысяч локальных систем теплоснабжения, обслуживаемых семнадцать тысяч предприятий теплоснабжения, в том числе ТЭЦ и котельные.
Концепция развития теплоснабжения в дальнейшем должна разрабатываться на базе промышленно — жилых агломераций, объединяющих живущих в них людей для решения общих (для агломерации) социальных и народнохозяйственных задач с соответствующей разработкой методического аппарата и расчетного инструментария. Промышленные предприятия получают пар для технологических нужд и горячую воду как для технологии, так и для отопления и вентиляции.
Централизованное теплоснабжение может осуществляться от крупных котельных или ТЭЦ. Оно является одним из направлений теплофикации. Для ТЭЦ и котельных, сетевых районов повышение качества труда означает достижение бездефектности работы. Для этого надо выполнять целую систему мероприятий, к которым относится повышение квалификации, тренировка персонала, система профилактических ремонтов.
Цель курсового проекта является расчет обеспечения подачи тепловой нагрузки к потребителям микрорайона в городе Ижевск.
1. Общая часть
1.1 Определение системы теплоснабжения В качестве источника системы теплоснабжения котельная, также может и быть и ТЭЦ. Котельная это сооружение, в котором осуществляется нагрев рабочей жидкости (вода) для системы отопления или пароснабжения, распложенное в одном техническом помещении.
От котельной проходит двухтрубная система. Она состоит из подающего и обратного теплопровода, она является самой распространенной системой.
Способ присоединения системы горячего водоснабжения к системе теплоснабжения является открытой, так как водоотбор осуществляется из тепловых сетей.
По способу присоединения системы вентиляции и отопления к системе теплоснабжения является зависимой, так как вода из тепловых сетей непосредственно поступает в нагревательные приборы систем отопления и вентиляции.
По виду присоединения систем отопления к системе теплоснабжения является зависимое присоединение к элеватору, потому что элеватор нужен для снижения температуры.
1.2 Выбор типа прокладки тепловой сети, строительных конструкций и оборудования Вопрос о типе прокладки (надземная или подземная) решается с учетом местных условий и технико-экономических показателей. В жилых районах любого города, исходя из архитектурных соображений, применяются, как правило, подземная прокладка тепловых сетей.
Современные теплопроводы должны удовлетворять следующим основным требованиям:
— высокое и устойчивое в эксплуатационных условиях теплои влаго-сопротивление теплоизоляционной конструкции.
— индустриальность и сборность. Возможность изготовления на заводах и строй-дворах всех основных деталей, укрупненных до пределов, определяемых типом и мощностью подъемно — транспортных средств. Сборка теплопроводов на трассе из готовых элементов.
— возможность механизации всех трудоемких процессов строительства и монтажа.
Подземный способ прокладки подразделяется на два типа: канальная и бесканальная.
Данным типом подземной прокладке трубопровода является канальная прокладка, она имеет ряд положительных свойств отвечающих специфическим условием работы горячих трубопроводов. Каналы являются строительной конструкцией, ограждающей теплопроводы и тепловую изоляцию от непосредственного контакта с грунтом, оказывающим на них как механическое, так и электрохимическое воздействие.
2. Специальная часть
2.1 Характеристика района теплоснабжения. Исходные данные для проектирования Климат в городе Ижевск умеренно-континентальный, с коротким теплым летом и продолжительной холодной зимой, среднегодовые показатели: температура 3 оС, скорость ветра 3,6 м/с, влажность воздуха 76 о/о.
Город располагается в Восточной части Восточно-Европейской равнины, в междуречье Витки и Камы, на несудоходной реке Иж.
Город известен в стране и мире производством качественных сталей.
Таблица 1 — Наименование потребителей теплоты
Наименование потребителей | Количество, шт. | Наружный объем здания Vн, м3 | Внутренняя температура tвн, 0с | Удельный расход тепла, Вт/м3К | Количество потребителей, m | Норма расхода воды, а, л/сут | Коэффициент часовой неравномерности, к | ||
На отопление q0 | На вентиляцию qв | ||||||||
Жилой дом | 0,42 | ; | 2,5 | ||||||
Жилой дом | 0,42 | ; | 2,5 | ||||||
Детский сад | 0,52 | 0,12 | |||||||
Магазин | 0,56 | ; | |||||||
Школа | 0,38 | 0,08 | |||||||
Баня | 0,27 | 1,05 | |||||||
Библиотека | 0,57 | ; | |||||||
Полиция | 0,42 | 0,29 | |||||||
Техникум | 0,38 | 0,12 | |||||||
Общежитие | 0,41 | ; | 2,5 | ||||||
Больница | 0,37 | 0,27 | |||||||
Банк | 0,63 | ; | 2,5 | ||||||
Климатические данные определяются по таблице, и представляется в таблице 2.
Таблица 2 — Климатические данные города
Температура наружного воздуха отопительный период, 0С | Скорость ветра в январе, м/сек | Продолжительность отопительного периода, по/сек | ||||
Абсолютный минимум | Расчетная для отопления, tно | Расчетная для вентиляции, tнв | Расчетная средняя, tср | |||
— 46 | — 34 | — 19 | — 6 | 4,8 | ||
Продолжительность стояния температур определяется по таблице, и представляется в таблице 3.
теплоснабжение микрорайон тепловая сеть Таблица 3 — Продолжительность стояния температур
Температура наружного воздуха, 0С | — 40 | — 35 | — 30 | — 25 | — 20 | — 15 | — 10 | — 5 | +5 | +8 | ||
Продолжительность стояния температур, час | ||||||||||||
Средняя температура по месяцам в проектируемом населенном пункте определяется по таблице (Приложение VII) и представляется в таблице 4.
Таблица 4 — Средняя температура по месяцам
Месяц | I | II | III | IV | V | VI | VII | VIII | IX | X | XI | XII | |
Температура, 0С | — 14,2 | — 13,5 | — 7,3 | 2,8 | 11,1 | 16,8 | 18,7 | 16,5 | 2,3 | — 5,6 | — 12,3 | ||
2.2 Разработка плана тепловой сети и выбор схемы трассы Тепловая сеть — это система прочно и плотно соединительных между собой участков теплопроводов, по которым теплота с помощью теплоносителя транспортируется от источника к тепловым потребителям.
При проектировании сетей от одного источника теплоснабжения рекомендуется, как правило, выбрать простую радиальную сеть с постепенным уменьшением диаметра по мере удалении от станции и снижении тепловой нагрузки. Такая сеть является наиболее дешевой по начальным затратам, требует наименьшего расхода металла на сооружение и весьма проста в эксплуатации. Трассы прокладываются вдоль дороги с уклоном 0,002.
Расчетная схема трасы представлена в приложении Б.
2.3 Расчет тепловых нагрузок
2.3.1 Определяется расход тепла на отопление, кВт, по формуле
(1)[1]
где — удельная отопительная характеристика, Вт/(м3К),
— наружный строительный объем, м3,
— температура в нутрии помещения, 0С,
— температура наружного воздуха для системы отопления, 0С
2.3.2 Определяется расход тепла для вентиляции, кВт, по формуле
(2)[1]
где — удельный расход тепла на вентиляцию, Вт/,
— температура внутри помещения, 0С,
— температура наружного воздуха для вентиляции, 0С
2.3.3 Определяется расход тепла на горячее водоснабжение,, кВт, по формуле
(3)[1]
где К — коэффициент часовой неравномерности потребления горячей воды,
— количество потребителей, чел,
— норма расхода воды, л/сут,
— температура горячей воды, 0С,
— температура холодной воды, 0С,
— теплоемкость воды, кДж/, кДж/
Расчет тепловых нагрузок произведен для одного объекта, для остальных объектов расчет производится аналогично, и результаты сводятся в таблицу 5.
Таблица 5
Наименование потребителей | Расходы тепла, кВт | Суммарная нагрузка для одного потребителя, кВт | Суммарный расход для всех потребителей, кВт | |||||
на отопление, | на вентиляцию, | на горячее водоснабжение, | на отопление, | на вентиляцию, | на горячее водоснабжение, | |||
Жилой дом | ; | 349,17 | 978,17 | ; | 1745,85 | |||
Жилой дом | 655,2 | ; | 363,71 | 1018,91 | 1965,6 | ; | 1091,13 | |
Детский сад | 126,36 | 21,06 | 52,37 | 199,79 | 252,72 | 42,12 | 104,74 | |
Магазин | 82,32 | ; | 3,49 | 85,81 | 164,64 | ; | 6,98 | |
Школа | 67,2 | 279,33 | 802,53 | 134,4 | 558,66 | |||
Баня | 14,34 | 41,58 | 83,8 | 139,72 | 14,34 | 41,58 | 83,8 | |
Библиотека | 71,25 | ; | 1,86 | 73,11 | 71,25 | ; | 1,86 | |
Полиция | 98,28 | 48,28 | 2,91 | 149,47 | 98,28 | 48,28 | 2,91 | |
Техникум | 812,25 | 179,25 | 82,93 | 1074,43 | 812,25 | 179,25 | 82,93 | |
Общежитие | 223,86 | ; | 203,68 | 427,54 | 223,86 | ; | 203,68 | |
Больница | 299,7 | 157,95 | 130,94 | 588,59 | 599,4 | 315,9 | 261,88 | |
Банк | 34,89 | ; | 1,82 | 36,71 | 69,78 | ; | 3,64 | |
Итого: | 8329,12 | 761,53 | 4148,06 | |||||
2.4 Расчет годовых расходов тепла
2.4.1 Определяется средний расход тепла на отопление, МВт, по формуле
(4)[1]
где — средняя температура наружного воздуха за отопительный период, 0С
2.4.2 Определяется годовой расход тепла на отопление, МВт, по формуле
(5) [1]
где — продолжительность отопительного сезона, сутки
2.4.3 Определяется средний расход тепла на вентиляцию, МВт, по формуле
(6) [1]
2.4.4 Определяется годовой расход тепла на вентиляцию, МВт, по формуле
(7) [1]
2.4.5 Определяется средний расход тепла на горячее водоснабжение, МВт, по формуле
(8) [1]
где — температура холодной воды летом, 0С, ;
— температура холодной воды зимой, 0С,
— коэффициент, учитывающий снижение расхода теплоты на горячее водоснабжение в летний период,
2.4.6 Определяется годовой расход тепла на горячее водоснабжение, МВт, по формуле
(9) [1]
2.4.7 Определяется суммарный годовой расход тепла, МВт, по формуле
(10) [1]
2.5 Расчет и построение графика потребления тепла Для определения годового расхода тепла, экономичного режима работы оборудования и составления графиков его ремонта используют график расхода тепла по продолжительности. Этот график строят на основании длительности стояния температур наружного воздуха и суммарного расчетного расхода тепла на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение.
2.5.1 Определяется среднемесячный расход тепла на отопление, МВт, по формуле
(11) [1]
где — средняя температура наружного воздуха за месяц, 0С
2.5.2 Определяется среднемесячный расход тепла на вентиляцию, МВт, по формуле
(12) [1]
2.5.3 Определяется среднемесячный расход тепла на горячее водоснабжение, МВт, по формуле
(13) [1]
2.5.4 Определяется суммарная среднемесячная нагрузка, МВт, по формуле
(14) [1]
Расчет среднемесячных нагрузок выполнен для января, для остальных месяцев расчет производится аналогично, результаты сводятся в таблицу 6
Таблица 6
Месяц | Нагрузка на отопление, МВт | Нагрузка на вентиляцию, МВт | Нагрузка на горячее водоснабжение, МВт | Суммарная нагрузка, МВт | |
Январь | 5,16 | 0,66 | 4,15 | 9,97 | |
Февраль | 5,05 | 0,65 | 4,15 | 9,85 | |
Март | 4,05 | 0.52 | 4,15 | 8,72 | |
Апрель | 2,43 | 0,31 | 4,15 | 6,89 | |
Май | 1,11 | 0,14 | 4,15 | 5,4 | |
Июнь | ; | ; | 2,76 | 2,76 | |
Июль | ; | ; | 2,76 | 2,76 | |
Август | ; | ; | 2,76 | 2,76 | |
Сентябрь | 1,28 | 0,16 | 4,15 | 5,59 | |
Октябрь | 2,51 | 0,32 | 4,15 | 6,98 | |
Ноябрь | 3,78 | 0,49 | 4,15 | 8,42 | |
Декабрь | 4,85 | 0,63 | 4,15 | 9,63 | |
2.6 Регулирование отпуска тепла. Температурный график качественного регулирования В данном курсовом проекте применяется качественное регулирование отпуска теплоты, то есть регулирование осуществляется изменением температуры воды в подающем теплопроводе.
2.6.1 Определяется температура сетевой воды в падающем теплопроводе, 0С, по формуле
(15) [1]
где — температура в падающем теплопроводе, ,
— температура воды в обратном теплопроводе,
— среднемесячная температура наружного воздуха,
2.6.2 Определяется температура обратной сетевой воды, , по формуле
(16) [1]
Расчет температур воды в подающем обратном трубопроводах выполнен для января, расчет для других месяцев производится аналогично, результаты сводятся в таблицу 7
Таблица 7
месяц | Температура в падающем трубопроводе, , | Температура в обратном трубопроводе, , | |
Январь | 106,4 | 57,2 | |
Февраль | 104,9 | 56.4 | |
Март | 90,9 | ||
Апрель | 46,6 | ||
Май | 46,6 | ||
Июнь | 46,6 | ||
Июль | 46,6 | ||
Август | 46,6 | ||
Сентябрь | 46,6 | ||
Октябрь | 46,6 | ||
Ноябрь | 86,5 | 39,8 | |
Декабрь | 102,3 | 55,7 | |
Температурный график качественного регулирования представлен в приложении Д.
2.7 Разработка схемы ИТП, расчет и подбор элеватора Тепловой пункт является связующим звеном между тепловой сети и системами потребления теплоты. ТП служит для приема подготовки теплоносителя подачи его в системы теплопотребления, а так же возврата использованного теплоносителя в тепловую сеть.
ТП из которого теплоноситель подается на группу зданий называется ЦТП.
В состав оборудования ТП входят:
— запорная арматура;
— грязевики, для защиты систем отопления от загрязнения;
— элеваторы, для снижения температуры воды перед отопительными системами;
— центробежные насосы;
— водоподогреватели;
— приборы контроля;
В данном курсовом проекте производится расчет элеватора.
2.7.1 Определяется коэффициент смешения элеватора, по формуле
(17) [1]
где — температура смешанной воды после элеватора,, [2];
2.7.2 Определяется требуемая разность напора в попадающем и обратном трубопроводе, м, по формуле
(18) [1]
где — потери напора в системе отопления, м, [2];
2.7.3 Определяется массовый расход сетевой воды, т/ч, по формуле
(19) [1]
2.7.4 Определяется диаметр горловины элеватора, мм, по формуле
(20) [1]
2.7.5 Определяется диаметр сопла, мм, по формуле
(21) [1]
Расчет выполнен для жилого дома. Для остальных объектов расчет производится аналогично, результаты сводятся в таблицу 8.
Таблица 8
Наименование потребителя | м | т/ч | мм | мм | Номер элеватора | Количество элеваторов | ||
Жилой дом | 2,53 | 20,9 | 6,75 | 24,30 | 6,88 | |||
Жилой дом | 2,53 | 20,9 | 7,03 | 24,55 | 6,95 | |||
Детский сад | 2,53 | 20,9 | 1,36 | 16,28 | 4,61 | |||
Магазин | 2,53 | 20,9 | 0,88 | 14,60 | 4,13 | |||
Школа | 2,53 | 20,9 | 4,90 | 22,43 | 6,35 | |||
Баня | 2,53 | 20,9 | 0.15 | 9,38 | 2,66 | |||
Библиотека | 2,53 | 20,9 | 0,76 | 14,08 | 3,99 | |||
Полиция | 2,53 | 20,9 | 1,05 | 15,26 | 4,32 | |||
Техникум | 2,53 | 20,9 | 8,72 | 25,94 | 7,35 | |||
Общежитие | 2,53 | 20,9 | 2,40 | 18,77 | 5,32 | |||
Больница | 2,53 | 20,9 | 3,22 | 20,20 | 5,72 | |||
Банк | 2,53 | 20,9 | 0,37 | 11,76 | 3,33 | |||
Данные элеваторов приведены в таблице 9.
Таблица 9
№ элеватора | L, мм | А, мм | С, мм | мм | Фланцы, мм | Внутренний диаметр присоединительных патрубков, мм | Длина сопла, мм | Вес элеватора, кг | ||||||
Входной, D1 | Входной, D2 | Подсоса, D3 | Входной, d1 | Выходной, d2 | Подсоса, d3 | ? полная | Со сменной части | |||||||
2.8 Гидравлический расчет тепловой сети Гидравлический расчет является одним из важнейших разделов проектирования и эксплуатации тепловой сети.
В задачи гидравлического расчета входит:
— определение диаметров трубопроводов;
— определение падения давления (напора);
— установление величин давлений (напоров) в различных точках сети;
— увязка всех точек системы при статическом и динамическом режимах с целью обеспечения допустимых давлений и требуемых напоров в сети и абонентских системах.
2.8.1 Определяем расход теплоносителя на участке G, кг/с, по формуле
(22) [1]
2.8.2 Определяется диаметр трубопровода, мм,
2.8.3 Определяется скорость теплоносителя W, м/с, W=0,79 м/с
2.8.4 Определяется удельное падение давления на участке R, Па/м, R=26,9 Па/м
2.8.5 Определяются потери давления по длине? pл, Па, по формуле
(23) [1]
где — длина участка, м
2.8.6 Определяется эквивалентная длина участка, м, по формуле
(24) [1]
2.8.7 Определяются потери давления на местные сопротивления, Па, по формуле
(25) [1]
2.8.8 Определяются полные потери давления на участке, Па, по формуле
(26) [1]
2.8.9 Определяются потери напора на участке, м, по формуле
(27) [1]
где — плотность воды, кг/м3, =946,3 кг/м3 [3]
— ускорение свободного падения, м/с2, =9,81 м/с2
Гидравлический расчет произведен для участка 0−1. Расчет для других участков производится аналогично, результаты заносятся в таблицу 10.
Таблица 10
№ участка | Расход, кг/с | Длина участка | Условный диаметр dу, мм | Наружный диаметр dн, мм | Скорость W, м/с | Удельные потери R, Па/м | Потери давления, Па | Потери напора,, м | ||||
?экв | ||||||||||||
0−1 | 39,49 | 22,5 | 0,79 | 26,9 | 2017,5 | 605,25 | 2622,75 | 0,28 | ||||
1−2 | 33,55 | 22,5 | 1,05 | 63,3 | 4725,0 | 1424,25 | 6149,25 | 0,66 | ||||
2−3 | 27,52 | 22,5 | 1,10 | 79.9 | 5992,5 | 1797,75 | 7790,25 | 0,84 | ||||
3−4 | 22,59 | 22,5 | 0,90 | 53,9 | 4042,5 | 1212,75 | 5255,25 | 0,57 | ||||
4−5 | 21,95 | 22,5 | 0,86 | 49,3 | 3697,5 | 1109,25 | 4806,75 | 0,52 | ||||
5−6 | 14,43 | 22,5 | 0,86 | 63,0 | 4725,0 | 1417,50 | 6142,50 | 0,66 | ||||
6−7 | 8,00 | 22,5 | 0,59 | 36,4 | 2730,0 | 819,00 | 3549,00 | 0,38 | ||||
7−8 | 2,31 | 22,5 | 0.45 | 38,9 | 2917,5 | 875,25 | 3792,75 | 0,41 | ||||
8−9 | 0,44 | 22,5 | 0,37 | 65,4 | 4905,0 | 1471,50 | 6376,50 | 0,68 | ||||
1−10 | 5,94 | 1.19 | 264,7 | 10 588,0 | 3176,40 | 13 764,40 | 1,48 | |||||
10−11 | 0,12 | 0,15 | 14,5 | 580,0 | 174,00 | 754,00 | 0,08 | |||||
10−12 | 5,84 | 1,15 | 247,4 | 9896,0 | 2968,80 | 12 864,80 | 1,38 | |||||
12−13 | 2,92 | 0,81 | 154,8 | 6192,0 | 1857,60 | 8049,60 | 0,88 | |||||
12−14 | 2,92 | 0,81 | 154,8 | 6192,0 | 1857,60 | 8049,60 | 0,88 | |||||
2−15 | 6,03 | 1,19 | 264,7 | 10 588,0 | 3176,40 | 13 764,40 | 1,48 | |||||
15−16 | 0,60 | 0,50 | 121,5 | 4860,0 | 1458,00 | 6318,00 | 0,68 | |||||
15−17 | 5,43 | 1,07 | 214,4 | 8576,0 | 2572,80 | 11 148,80 | 1,20 | |||||
17−18 | 2,39 | 0,67 | 4240,0 | 1272,00 | 5512,00 | 0,59 | ||||||
17−19 | 3,04 | 0,84 | 165,7 | 6628,0 | 1988.40 | 8616,40 | 0,93 | |||||
3−20 | 4,93 | 0,99 | 188,8 | 7552,0 | 2265,60 | 9817,60 | 1,06 | |||||
20−21 | 0,25 | 0,30 | 61,1 | 2444,0 | 733,20 | 3177,20 | 0,34 | |||||
20−22 | 4,69 | 0,91 | 155,6 | 6224,0 | 1867,20 | 8091,20 | 0,87 | |||||
22−23 | 2,92 | 0,61 | 154,8 | 6192,0 | 1857,60 | 8049,60 | 0,88 | |||||
22−24 | 1,75 | 0,49 | 56,4 | 2256,0 | 676,80 | 2932,80 | 0,31 | |||||
4−25 | 0,63 | 0,53 | 130,3 | 5212,0 | 1563,60 | 6775,6 | 0,73 | |||||
25−26 | 0,42 | 0,51 | 166,9 | 6676,0 | 2002,80 | 8678,80 | 0,93 | |||||
25−27 | 0,22 | 0,27 | 47,5 | 1900,0 | 570,00 | 2470,00 | 0,26 | |||||
5−28 | 7,52 | 1,01 | 146,2 | 5848,0 | 1754,40 | 7602,40 | 0,82 | |||||
28−29 | 1,27 | 0,65 | 160,1 | 6404,0 | 1921,20 | 8325,20 | 0,90 | |||||
28−30 | 6,24 | 1,22 | 282,7 | 11 308,0 | 3392,40 | 14 700,40 | 1,58 | |||||
30−31 | 3,04 | 0,87 | 170,9 | 6836,0 | 2050,80 | 8886,80 | 0,96 | |||||
30−32 | 3,20 | 0,89 | 188,5 | 7540,0 | 2262,00 | 9802,00 | 1,05 | |||||
6−33 | 6,43 | 0,85 | 105,1 | 4204,0 | 1261,20 | 5465,20 | 0,59 | |||||
33−34 | 2,92 | 0.81 | 154,8 | 6192,0 | 1857,60 | 8049,60 | 0,88 | |||||
33−35 | 3,51 | 1,00 | 233,6 | 9344,0 | 2803,20 | 12 147,20 | 1,31 | |||||
35−36 | 2,92 | 0,81 | 154,8 | 6192,0 | 1857,60 | 8049,60 | 0,88 | |||||
35−37 | 0,60 | 0.50 | 121,5 | 4860,0 | 1458,00 | 6318,00 | 0,68 | |||||
7−38 | 5,69 | 1,11 | 230,6 | 9224,0 | 2767,20 | 11 991,20 | 1,29 | |||||
38−39 | 0,25 | 0,30 | 61,1 | 2444,0 | 733,20 | 3177,20 | 0,34 | |||||
38−40 | 5,43 | 1,07 | 214,4 | 8576,0 | 2572,80 | 11 148,80 | 1,20 | |||||
40−41 | 3,04 | 0,84 | 165,7 | 6628,0 | 1988,40 | 8616,40 | 0,93 | |||||
40−42 | 2,39 | 0,67 | 106,0 | 4240,0 | 1272,00 | 5512,00 | 0,59 | |||||
8−43 | 1,86 | 0,53 | 66,5 | 2660,0 | 798,00 | 3458,00 | 0,37 | |||||
43−44 | 1,75 | 0,49 | 56,4 | 2256,0 | 678,80 | 2932,80 | 0,31 | |||||
43−45 | 0,12 | 0,15 | 14,5 | 580,0 | 174,00 | 754,00 | 0,08 | |||||
2.9 Построение пьезометрического графика
2.9.1 Определяется длина магистрали ?, м, по формуле
(28) [1]
2.9.2 Определяются потери напора в подающей (обратной) магистрали (), м, по формуле
(29) [1]
2.9.3 Определяется полный напор, м, по формуле
(30) [1]
где — предварительный напор на всасывающей части сетевого насоса, м, =20 м [2]
— потери напора в источнике, м, =35 м [2]
— потери напора у абонента, м, =20 м [2]
Пьезометрический график представляется в приложении З.
2.10 Подбор сетевых и подпиточных насосов.
2.10.1 Определяется производительность сетевого насоса, т/ч, по формуле
(31) [1]
где — расход тепла на участке 0 — 1.
2.10.2 Определяется напор сетевого насоса, м, по формуле
(32) [1]
По полученным данным принимаются к установке два сетевых насоса марки ДНС 180−85, один из них резервный. Техническая характеристика насоса приведена в таблице 11.
Таблица 11 — Техническая характеристика сетевого насоса
Обозначение насоса | Подача Q, м3/ч | Напор Н, м | Допустимый кавитационный запас, м | Мощность, кВт | КПД, % | Частота вращения об/мин | Габаритные размеры, мм | Масса, кг | |||
Длина | Ширина | Высота | |||||||||
ДНС 180−85 | 59,0 | ||||||||||
2.10.3 Определяется расход воды на горячее водоснабжение, кг/с, по формуле
(33) [1]
2.10.4 Определяется производительность подпиточного насоса, т/ч, по формуле
(34) [1]
Напор подпиточного насоса равен высоте самого высокого здания, =30 м. Принимается к установке два подпиточных насоса марки ДНС 60−50, один из них резервный. Техническая характеристика насоса представлена в таблице 12.
Таблица 12 — Техническая характеристика подпиточного насоса
Обозначение насоса | Подача Q, м3/ч | Напор Н, м | Допустимый кавитационный запас, м | Мощность, кВт | КПД, % | Частота вращения об/мин | Габаритные размеры, мм | Масса, кг | |||
Длина | Ширина | Высота | |||||||||
ДНС 60−50 | |||||||||||
2.11 Выбор изоляции Выбор толщины изоляции определяется техническими и технико — экономическими соображениями.
Основные технические соображения, которыми руководствуются при выборе толщины изоляции, заключаются в следующем:
— Обеспечение заданной температуры теплоносителя в отдельных точках тепловой сети. Это условие предъявляется обычно к паропроводам в тех случаях, когда, должна быть гарантирована подача перегретого пара отдельным абонентам.
— выдерживание нормированных теплопотерь, которые в ряде случаев задаются управлением энергетической системы;
— непревышение заданной температуры поверхности изоляции. При прокладке теплопровода в рабочих помещениях или в проходных каналах предельная температура поверхности определяется в 40 — 50 0С условиями техники безопасности. В некоторых случаях предельная температура поверхности задается из условий защиты от разрушения наружной оболочки изоляции.
Представляется техническая характеристика выбранного материала в таблице 13.
Таблица 13 — Техническая характеристика изоляции
Материал изделие, ГОСТ или ТУ | Средняя плотность конструкции p, кг/0С | Теплопроводность теплоизоляционного материала в конструкции лк, Вт/(м0С) | Температура применения, 0С | Группа горючести | ||
Для поверхностей с температурой, 0С | ||||||
20 и выше | 19 и выше | |||||
Маты и ваты из супертонкого волокна без связуючего, ТУ 21 РСФСР 224−87 | 60−80 | 0,033+0,14 tm | 0,044−0,037 | От минус 180 до 400 | Не горючие | |
Таблица 14 — Техническая характеристика покровного материала
Материал, ГОСТ, ТУ | Применяемая толщина, мм | Группа горючести | |
Стеклотекстолист конструкционный КАСТ-В, ГОСТ 10 292–74Е | 0,5−1,2 | Горючий | |
2.11.1 Определяется толщина изоляции,, мм, по формуле
(35) [1]
где dн — наружный диаметр теплопровода, мм
— коэффициент теплопроводности изоляции, Вт/(мК)
— норма плотности теплового потока, Вт/м,
Для остальных трубопроводов расчет изоляции производится аналогично, результаты расчета сводятся в таблицу 15.
Таблица 15 — Толщина тепловой изоляции
Условный диаметр, мм | Толщина изоляции, мм | |
99,90 | ||
94,75 | ||
81,92 | ||
87,18 | ||
81,40 | ||
65,68 | ||
54,34 | ||
40,12 | ||
39,76 | ||
2.12 Выбор и расстановка опор Опоры являются ответственными деталями теплопровода. Опоры воспринимают усилия от трубопроводов и передают их на несущие конструкции или грунт.
При сооружении теплопроводов применяются опоры двух типов: подвижные и неподвижные.
Неподвижные опоры фиксируют положения трубопровода и воспринимают усилия возникающее в результате температурных деформаций.
Подвижные опоры воспринимают массу трубопровода и обеспечивают ему перемещение вследствие температурных удлинений.
В данном курсовом проекте используется лобовые неподвижные опоры.
Расстояние между неподвижными опорами выбираются в зависимости от диаметра и параметров теплоносителя и заносятся в таблицу 16.
Таблица 16 — Расстояние между опорами
Условный диаметр, мм | Расстояние между неподвижными опорами, м | Расстояние между неподвижными опорами, м | |
11,0 | |||
9,0 | |||
8,0 | |||
7,0 | |||
6,0 | |||
4,0 | |||
3,5 | |||
2,5 | |||
2,0 | |||
2.13 Расчет компенсаторов для главной магистрали Способы компенсации температурных удлинений, применяемые в тепловых сетях, весьма разнообразны.
По своему характеру все компенсаторы могут быть разбиты на две группы: осевые и радиальные.
Осевые компенсаторы применяются для компенсации температурных удлинений прямолинейных участков трубопровода.
Радиальная компенсация может быть использована при любой конфигурации трубопровода.
В данном курсовом проекте используется П — образный компенсатор.
2.13.1 Определяется расчетное тепловое удлинение ??, мм, по формуле
(36) [1]
где — коэффициент теплового удлинения материала, мм/м0С,
мм/м 0С [2];
— расстояние между неподвижными опорами, м В зависимости от величины расчетного теплового удлинения, по номограмме определяем размеры компенсатора в соответствии с рисунком 1.
В — спинка; Н — вылет; Н1, Н2 — неподвижные опоры.
Рисунок 1 — Компенсатор Таблица 17 — Размеры компенсатора
№ участка | Компенсатор | Условный диаметр, dу, мм | Длина участка, м | Расчетное тепловое удлинение, мм | Спинка, В, м | Вылет, Н, м | |
Н1-Н2 | К1 | 86,25 | 3,9 | 3,9 | |||
Н2-Н3 | К1 | 86,25 | 3,5 | 3,5 | |||
Н3-Н4 | К1 | 86,25 | 2,9 | 2,9 | |||
Н4-Н5 | К1 | 86,25 | 2,9 | 2,9 | |||
Н5-Н6 | К1 | 86,25 | 2,8 | 2,8 | |||
Н6-Н7 | К1 | 86,25 | 2,3 | 2,3 | |||
Н7-Н8 | К1 | 86,25 | 2,1 | 2,1 | |||
Н8-Н9 | К1 | 86,25 | 2,0 | 2,0 | |||
Н9-Н10 | К1 | 1,7 | 1,7 | ||||
Н10-Н11 | К1 | 40,25 | 1,7 | 1,7 | |||
2.14 Водоподготовка и водно — химический режим Для теплосети с открытым водоразбором обработанная вода должна отвечать требованиям для воды хозяйственно-питьевого назначения, качество которой регламентируется СанПиН 2.1.4.1074−01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества» (а ранее и ГОСТ 2874–82 «Вода питьевая»). Например, величина общей жесткости не должна превышать 7 мг-экв/л, железа общего — 0,3 мг/л, значение рН невыше 9,0.
Данная котельная производит до 300 м3/час воды для отопления и ГВС всего города. Система отопления является открытой, т. е. вода после подготовки и нагрева напрямую поступает к потребителям — в дома и квартиры жителей города. Технология подготовки воды для ГВС заключалась в Н — катионировании с «голодной» регенерацией на сульфоугле (производительность по очищенной воде до 260 м3/час), либо сильнокислотном катионите КУ2−8 с последующим умягчением части воды для подпитки паровых котлов на установке двухступенчатого Na-катионирования (производительность по очищенной воде 40 м3/час). Фильтровальное, насосное оборудование, запорная арматура, трубопроводы и т. п. цеха ХВО данной котельной не подвергались капитальному ремонту либо замене в течение последних 20 лет, вследствие чего их изношенность достигла критического уровня.
Заключение
В курсовом проекте разработана система теплоснабжения для микрорайона города Новгорода, которая обеспечивает бесперебойную подачу тепла по всем потребителям данного микрорайона.
Посчитаны годовой расход тепла на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение, суммарный расход для всех потребителей микрорайона составляет 13 238,71.
По данным гидравлического расчета выбраны диаметры трубопроводов, а также посчитаны потери напора на магистрали.
Построили пьезометрический график, для этого мы определили длину магистрали, потери напора и полный напор.
К установке принято не менее двух сетевых насосов марки ДНС 180−85 и также к установке принять не менее двух подпиточных насосов марки ДНС 60−50.
Для уменьшения тепловых потерь в качестве изоляционного материала выбираем Маты и ваты из супертонкого волокна без связуючего, ТУ 21 РСФСР 224−87. А в качестве покровного материала выбираем Стеклотекстолист конструкционный КАСТ-В, ГОСТ 10 292–74Е.
В зависимости от диаметра и параметра теплоносителя определили расстояние между неподвижными опорами.
Произвели расчет компенсаторов для главной магистрали.
Все это обеспечивает качественную и экономичную работу системы теплоснабжения в городе Ижевске.
Список использованных источников
1. Соколов Е. Я. Теплофикация и тепловые сети. — М.: Энергоатомиздат, 2006.
2. Голубков Б. Н. Теплотехническое оборудование и теплоснабжение промышленных предприятий.-М.:Энергия, 1979.
3. Ривкин С. А. Термодинамические свойства воды и водяного пара. -М.: Энергоатомиздат, 1984.
4. Кострикин Ю. М. Водоподготовка и водно — химический режим энергообъектов.-М.: Энергоатомиздат, 1990.
5. СниП 2.04.07−86 Тепловые сети.
6. СниП 2.04.05−86 Отопление, вентиляция и кондиционерование.
7. СниП II-34−76 Горячее водоснабжение.
8. СниП 2.01.01−81 Строительная климатология и геофизика.
9. СниП 2.04.14−88 Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов.