Система централизованного теплоснабжения районов города
Системы централизованного теплоснабжения должны быть надежными, экономичными, индустриальными и удобными в эксплуатации. В настоящее время совершенствуются все элементы теплоснабжения — теплогенерирующие установки, тепловые сети и потребители. Совершенствуются способы прокладки тепловых сетей, применяются новые теплоизоляционные материалы. Количество часов работы системы горячего водоснабжения… Читать ещё >
Система централизованного теплоснабжения районов города (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Факультет ПГС Кафедра: Теплогазоснабжения и вентиляции Специальность 2903 «Промышленное и гражданское строительство»
Контрольная работа на тему: «Система централизованного теплоснабжения районов города»
Дисциплина: «Теплоснабжение»
Москва 2011 г.
Содержание Введение
1. Задание
2. Исходные данные для проектирования
3. Определение расчетных тепловых нагрузок районов города
3.1 Расход тепла на отопление
3.2 Расход тепла на вентиляцию
3.3 Расход тепла на горячее водоснабжение
4. Построение графиков расхода теплоты
5. Гидравлический расчет тепловой сети
Библиографический список
Системы централизованного теплоснабжения должны быть надежными, экономичными, индустриальными и удобными в эксплуатации. В настоящее время совершенствуются все элементы теплоснабжения — теплогенерирующие установки, тепловые сети и потребители. Совершенствуются способы прокладки тепловых сетей, применяются новые теплоизоляционные материалы.
Большое внимание уделяется вопросам энергосбережения, применению нетрадиционных источников энергии для нужд теплоснабжения. Это, в первую очередь, солнечная энергия, геотермальные воды, тепловые насосы.
Дисциплина Теплоснабжение является одной из основных в учебном плане инженеров по специальности 290 700 Теплогазоснабжение и вентиляция.
В проекте «Теплоснабжение района города» разрабатывается в сокращенном объеме система централизованного теплоснабжения района города с жилищно-коммунальной застройкой. В качестве теплоносителя используется горячая вода.
1. Задание Целью данного проекта является «Разработка водяной системы централизованного теплоснабжения жилищно-коммунальной застройки города с 2-х трубной прокладкой тепловых сетей». В качестве источника теплоты принимается ТЭЦ.
В ходе выполнения проекта необходимо: определить теплопотребление районов города; произвести расчет и построение графиков центрального качественного регулирования отпуска теплоты; определить расходы сетевой воды и выполнить гидравлический расчет сетей; построить пьезометрический график и продольный профиль тепловых сетей; подобрать основное оборудование источника теплоты и ЦТП; произвести тепловой и гидравлический расчеты водоподогревательной установки.
2. Исходные данные к проекту «Теплоснабжение районов города»
Географический пункт строительства (город) и его климатические условия [2]
Вариант строит-ва | Город | Температура наружного воздуха, °С | Продолжительность отопительного периода, сутки. | |||
Расчетная для проектирования | средняя отопительного периода | |||||
отопления | вентиляции | |||||
Минусинск | — 40 | — 25 | — 8,2 | |||
Число суток за отопительный период со среднесуточными температурами наружного воздуха в 0С | ||||||||||
— 45 — 40 | — 40 — 35 | — 35 — 30 | — 30 — 25 | — 25 — 20 | — 20 — 15 | — 15 — 10 | — 10 — 5 | — 5 | +8 | |
1,1 | 3,3 | 7,3 | 13,3 | 19,4 | 24,8 | 30,4 | 31,1 | 42,3 | ||
Этажность застройки районов города, расчетные температуры сетевой воды,
Вариант застройки | Этажность застройки | Жилая площадь, м2 | Расчетные температуры сетевой воды, °С | Вид системы теплоснабж. | |||
в подающей магистрали | в обратной магистрали | в системе отопления | |||||
Район № 1 | 1 — 2 | открытая | |||||
Район № 2 | 3 — 4 | открытая | |||||
Район № 3 | 6 — 8 | открытая | |||||
Вариант генерального плана города — 19
3. Определение расчетных тепловых нагрузок районов города теплоснабжение вентиляция застройка водяной Расчетные расходы теплоты на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение определяем для каждого района города по укрупненным показателям, согласно СНиП 2.04.07−86* «Тепловые сети», исходя из величины жилой площади и числа жителей, считая все административно-бытовые, общественные и жилые здания, равномерно распределенные по районам. Суммарная площадь застраиваемых районов определяется по масштабу генплана в [га]. Площадь районов вычисляют по генплану, не включая площади улиц, проспектов, площадей, парков. Жилая площадь районов определяется в зависимости от этажности зданий Определение численности населения Количество жителей по кварталам определяется по формуле:
где — площадь районов в га., полученная в результате замеров по плану застройки.
— плотность населения, чел/га.
Площадь районов составляет:
= 28,5 га. — площадь застройки 1 — 2 этажных зданий;
= 32,0 га. — площадь застройки 3 — 4 этажных зданий;
= 34,0 га. — площадь застройки 6 — 8 этажных зданий;
= 94,5 га.- общая площадь застройки Число жителей:
— число жителей 1-го района (1 — 2 этажных зданий); - число жителей 2-го района (3 — 4 этажных зданий);
— число жителей 3-го района (6 — 8 этажных зданий); - общее число жителей
3.1 Расход тепла на отопление Определение количества теплоты на отопление: максимальный тепловой поток, Вт, на отопление жилых и общественных зданий где: A — жилая площадь зданий А=N f,
где f — норма расхода жилой площади на 1 человека = 18 м/чел
qо — удельный тепловой поток на отопление 1 м2
k1 — коэффициент, учитывающий тепловой поток на отопление общественных зданий, при отсутствии данных принимать равным 0,25
Принимая по СНиП 2.04.07−86* прил.2, укрупненный показатель максимального теплового потока на отопление жилых зданий qо находим расчетный расход теплоты на отопление жилых и общественных зданий районов:
to | Этажность. | |||
1 ч 2 | 3 ч 4 | 6 ч 8 | ||
— 40 °C. | qo=187 Вт/м2 | qo=109 Вт/м2 | qo=95 Вт/м2 | |
В первом районе нет общественных зданий
3.2 Расход тепла на вентиляцию Определение количества теплоты на вентиляцию:
максимальный тепловой поток, Вт, на вентиляцию общественных зданий
A — жилая площадь зданий
qо — удельный тепловой поток на отопление 1 м2.
k1 = 0,25 — коэффициент, учитывающий тепловой поток на отопление общественных зданий, при отсутствии данных принимать равным 0,25
k2 = 0,4 — коэффициент, учитывающий тепловой поток на вентиляцию общественных зданий, при отсутствии данных принимать 0,4(доля общественных зданий 0,25 из них 40% с механической вентиляцией) Принимая по СНиП 2.04.07−86* прил.2, укрупненный показатель максимального теплового потока на отопление жилых зданий qо находим расчетный расход теплоты на отопление жилых и общественных зданий районов:
to | Этажность. | |||
1 ч 2 | 3 ч 4 | 6 ч 8 | ||
— 25 °C. | qo=173 Вт/м2 | qo=97 Вт/м2 | qo=81 Вт/м2 | |
qo=173 Вт/м2
qo=97 Вт/м2
qo=81 Вт/м2
В районе № 1 с 1 — 2 этажной застройкой вентиляции нет.
3.3 Расход теплоты на горячее водоснабжение Определение количества теплоты на горячее водоснабжение:
средний тепловой поток, Вт, на горячее водоснабжение жилых и общественных зданий
— количество жителей;
— удельный показатель потребления горячей воды для жилых зданий, при расчетной температуре горячей воды ;
— удельный показатель потребления горячей воды для общественных зданий, при расчетной температуре горячей воды;
— теплоемкость теплоносителя;
— расчетная температура горячей воды;
— расчетная температура холодной (водопроводной) воды в зимний период; или
По прил.3 СНиП 2.04.07−86* находим укрупненный показатель среднего теплового потока на горячее водоснабжение qh = 376 Вт/чел, исходя из того, что норма расхода воды на горячее водоснабжение в сутки на одного человека = 105 л/сут. В районе № 1 с 1−2 этажной застройкой нет централизованного горячего водоснабжения.
максимальный тепловой поток, Вт, на горячее водоснабжение жилых и общественных зданий Таблица 1 Расчет теплопотребления тепла в районах города
№ | Этажность | Площадь районов, Fкв, га | Расходы теплоты, Вт | ||||
на отопление Qo max | на вентиляцию Qv max | на горячее водоснабжение Qhm | Q | ||||
1 — 2 | 28,5 | ——; | ——; | ||||
3 — 4 | 32,0 | ||||||
6 — 8 | 34,0 | ||||||
ИТОГО | 94,5 | ||||||
4. Построение графиков расхода теплоты Теперь можно построить графики часовых расходов теплоты на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение в зависимости от температуры наружного воздуха, а также график годового расхода теплоты по продолжительности стояния температур наружного воздуха для данного жилого района города. Выбираем из таблицы 1 расчетные расходы теплоты для всего города:
= 50 201 820 Вт, = 50,20 МВт
= 3 020 076 Вт, = 3,020 МВт
= 7 151 760 Вт. = 7,151 МВт Климатологические данные принимаем для г. Минусинск по СНиП 23−01−99 «Строительная климатология»: tо = -40С, продолжительность отопительного периода no = 230 сут. = 5520 ч.
Средний тепловой поток на отопление жилых районов населенных пунктов, Вт, следует определять по формуле
;
то же, на вентиляцию, Вт, при tо
.
— средняя температура внутреннего воздуха отапливаемых зданий, принимаемая для жилых и общественных зданий равной 18 С,
— расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления, С.
— средняя температура наружного воздуха за период со среднесуточной температурой воздуха 8 °C и менее (отопительный период), °С Средний тепловой поток, Вт, на горячее водоснабжение жилых районов населенных пунктов в не отапливаемый период следует определять по формуле:
— температура холодной (водопроводной) воды в неотопительный период (при отсутствии данных принимается равной 15С);
— температура холодной (водопроводной) воды в отопительный период (при отсутствии данных принимается равной 5С);
— 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 (для курортов = 1,2 -1,5), для предприятий — 1,0;
8400 — количество часов работы системы горячего водоснабжения в году. Полученные данные указаны в МВт Тепловая нагрузка на горячее водоснабжение круглогодовая и в течение отопительного периода условно принимается постоянной, не зависящей от температуры наружного воздуха. Полученные в результате расчетов данные сводим в таблицу 2
Таблица 2.
tн | — 5 | — 10 | — 15 | — 20 | — 25 | — 30 | — 35 | — 40 | ||
Qo max | 9,472 | 11,459 | 11,675 | 13,211 | 15,213 | 17,929 | 21,873 | 27,890 | 50,202 | |
Qv max | 0,570 | 0,629 | 0,702 | 0,795 | 0,915 | 1,079 | 1,313 | 1,678 | 3,020 | |
Qhm | 7,151 | 7,151 | 7,151 | 7,151 | 7,151 | 7,151 | 7,151 | 7,151 | 7,151 | |
еQ | 17,193 | 18,239 | 19,588 | 21,157 | 23,279 | 26,159 | 30,291 | 36,719 | 60,373 | |
Данные по продолжительности стояния температур наружного воздуха находим в таблице 1.3 Справочника /В. И. Манюк и др./ «Наладка и эксплуатация водяных тепловых сетей» и сводим их в таблицу 3.
Таблица 3.
Продолжительность стояния, n, час | Температура наружного воздуха | ||||||||||
— 45. — 40 | — 40. — 35 | — 35. — 30 | — 30. .-25 | — 25. — 20 | — 20. — 15 | — 15. -10 | — 10. -05 | — 5. 0 | 0. +8 | ||
n | |||||||||||
еn | |||||||||||
5. Гидравлический расчет тепловой сети
На генплане города необходимо сделать трассировку тепловой сети, от источника тепла (ТЭЦ) до каждого микрорайона, стараясь выбрать наиболее экономичный вариант. Необходимо выбрать основную магистраль от источника до наиболее удаленного микрорайона, от основной магистрали проложить ответвления к другим микрорайонам.
Для начала расчета необходимо найти общий расход воды, поступающей от источника теплоты (ТЭЦ), который будет равен:
где
— общее количество теплоты, потребляемое районом, Вт (см. табл.1 выше);
— расчетная температура воды в подающем трубопроводе тепловой сети (С);
— расчетная температура воды в обратном трубопроводе тепловой сети (С);
с — теплоемкость воды (1,163)
Цель гидравлического расчета:
а) Определение диаметров труб тепловой сети.
б) Определение потерь давления в подающем и обратном трубопроводах тепловой сети.
Расчетный расход сетевой воды по районам:
= 72,1 т/ч
= 236,6 т/ч
= 340,1 т/ч
648,8 т/ч.
ГЕНПЛАН ГОРОДА М 1:10 000
Схема трассировки трубопровода
Гидравлический расчет водяной тепловой сети
№ уч-ка | Расход воды G , | Диам. труб d, мм | Длина участка, м | Ск-сть движ. воды V, м/с | Потери давления | Суммарные потери давления от источника тепла, кПа | ||||
т/ч | кг/с | По плану l | С учетом kм, l' | Уд. Rуд, Па/м | На участке Pуч= Rуд* l' Па | |||||
Основная магистраль | ||||||||||
648.8 | 180,0 | 1,34 | 56.4 | 43,2 | ||||||
158,8 | 1,17 | 84.2 | 89,7 | |||||||
94.4 | 1.24 | 154,05 | ||||||||
70,8 | 1.34 | 176,6 | ||||||||
47,2 | 1,37 | 189,2 | ||||||||
23,6 | 1,04 | 206,2 | ||||||||
Ответвления от магистрали «А» | ||||||||||
1,18 | 33,55 | |||||||||
1,28 | 83,05 | |||||||||
8,8 | 1,15 | 136,4 | ||||||||
0,99 | 188,1 | |||||||||
Ответвления от магистрали «Б» | ||||||||||
65,5 | 1,30 | 76.2 | 21,0 | |||||||
49,1 | 1.52 | 58,4 | ||||||||
32,7 | 1.30 | 100,2 | ||||||||
16,3 | 1,42 | 60,500 | 160,7 | |||||||
1. Теплоснабжение. Учеб. для вузов/ А. А. Ионин, Б. М. Хлыбов и др. Под ред. А. А. Ионина, -М.: Стройиздат, 1989.
2. Соколов Е. Я. Теплофикация и тепловые сети. Учуб. для вузов, -М.: Энергоиздат, 1999.
3. Расчёт и проектирование тепловых сетей. / А. Ю. Строй, В. Л. Скальский. -Киев.: Будивельник, 1981.
4. СНиП 23−01−99 «Строительная климатология». / Госстрой России, 2000.
5. Наладка и эксплуатация водяных тепловых сетей. Справочник./ В. И. Манюк, ЯЧ.И. Каплинских и др. М.: Стройиздат, 1988.
6. СНиП 2.04.07−86 «Тепловые сети». / Гострой СССР. -М.: ЦИТ Госстроя СССР, 1987.