37454

Теплоснабжение района города Архангельск

Курсовая

Энергетика

20 Расчет расходов сетевой воды по ЦТП.1 Рекомендации по центральному качественному регулированию отпуска теплоты и определению расхода сетевой воды в закрытых системах тепловая нагрузка потребителей ЖКХ более 65 полной нагрузки № Условие Способ регулирования Расход сетевой воды Подключение подогревателей систем ГВС Расчетная тепловая нагрузка для выбора ЦТП см. Квартальные сети присоединены к магистральным трубопроводам через ЦТП. На плане показан источник теплоты магистральные трубопроводы и ответвления к ЦТП узловые теплокамеры УТ...

Русский

2013-09-24

8.09 MB

35 чел.

Калининградский Государственный Технический Университет

Кафедра теплогазоснабжения и вентиляции

Курсовой проект

допущен к защите

руководитель

доцент Умбрасас Р.А.  ______________

«____» _____________ 2011 г.  

Курсовой проект защищен

с оценкой _____________

руководитель

доцент Умбрасас Р.А.  _____________

«____» _____________ 2011 г.  

Курсовой проект по дисциплине

«Теплоснабжение»

КП.ТС.48.270109.65.08ТВ ПЗ

Тема проекта:

Теплоснабжение района города Архангельск

Нормоконтролер

___________ /__________

Проект выполнила

студентка группы 08-ТВ

Иванова А.В. ___________

«____» _____________ 2011 г.  

г. Калининград

2011

Содержание

Введение………………………………………………………………….………………….3

  1.  Определение расчетных тепловых нагрузок, построение графиков расхода теплоты………………………………………………………………………………………….4
    1.  Определение расчетных тепловых нагрзок………………………………………4
    2.  Построение графика зависимости тепловых нагрузок от температуры наружного воздуха и графика продолжительности тепловых нагрузок. Построение интегрального графика продолжительности тепловых нагрузок...……………9
  2.  Центральное регулирование отпуска теплоты ………………………….…………....15
    1.  Рекомендации по выбору способа регулирования……………..........................15
    2.  Отопительный температурный график. Регулирование по тепловой нагрузке на отопление………………………………………………………………………16
    3.  Расчет температуры сетевой воды на выходе из первой ступени водоподогревателя, закрытые системы, смешанное подключение водоподогревателей….19
  3.  Разработка генерального плана тепловой сети и гидравлический расчет в первом приближении……………………………………………………………………………20
    1.  Разработка плана тепловой сети…………………………………………………..20
    2.  Расчет расходов сетевой воды по ЦТП.…………………………………………..23
    3.  Гидравлический расчет тепловой сети в первом приближении ………………..26
  4.  Схема тепловой сети и гидравлический расчет во втором приближении…………27
  5.  Построение пьезометрического графика……………………………………………...31
  6.  Расчет толщины тепловой изоляции………………………………...………...………32
  7.  Расчет на прочность…………………………………...………………………...……...35
    1.  Расчет толщин стенок труб с учетом внутреннего давления…………...……....35
    2.  Проверка прочности по нормальным напряжениям…………………………….35
    3.  Расчет осевых усилий на неподвижные опоры…………………………………..36
    4.  Расчет криволинейных участков (отводов) на самокомпенсацию……………..38
  8.  Выбор насосного оборудования системы теплоснабжения…………………………39
    1.  Основные сетевые насосы…………………………….………………………...…39
    2.  Летние сетевые насосы..…………………………….……………………..………39
    3.  Подпиточные насосы..…………………………….……………………………….39
    4.  Аварийная подпитка……….…………………………………………………...….39

Список литературы……………………………………………………….………………...41

   

Введение

Теплоснабжение является основной подсистемой энергетики. На теплоснабжение народного хозяйства расходуется около трети всех используемых в нашей стране первичных топливно-энергетических ресурсов. Основными путями совершенствования этой подсистемы являются концентрация и комбинирование производства теплоты и электрической энергии и централизация теплоснабжения.

Ужесточение экологических и планировочных требований к современным городам и промышленным районам приводит к размещению ТЭЦ на большом расстоянии от районов теплового потребления, что усложняет тепловые и гидравлические режимы систем теплоснабжения и выдвигает повышенные требования к их надежности. Существующие системы теплоснабжения в зависимости от взаимного расположения источника и потребителей теплоты можно разделить на централизованные и децентрализованные. В централизованных системах теплоснабжения один источник тепла обслуживает теплоиспользующие устройства ряда потребителей, расположенных отдельно, поэтому передача тепла от источника до потребителей осуществляется по специальным теплопроводам - тепловым сетям. Централизованное теплоснабжение состоит из трёх взаимосвязанных и последовательно протекающих стадий: подготовка, транспортировка и использование теплоносителя. Каждая система централизованного теплоснабжения состоит из источника тепла, тепловых сетей и потребителей тепла.

Тепловая сеть — один из наиболее дорогостоящих и трудоемких элементов систем централизованного теплоснабжения. Тепловые сети подразделяются на магистральные, распределительные, квартальные и ответвления от магистральных и распределительных тепловых сетей к отдельным зданиям и сооружениям. Разделение тепловых сетей устанавливается проектом или эксплуатационной организацией.

Она представляет собой теплопроводы, сложные сооружения, состоящие из соединенных тепловых удлинителей, запорной и регулирующей арматуры, строительных конструкций, подвижных и неподвижных опор, камер, дренажных и воздухоспускных устройств. По количеству параллельно проложенных теплопроводов тепловые сети могут быть однотрубными, двух- и многотрубными. Теплопотребляющие системы присоединяют к тепловым сетям в тепловых пунктах. Основное назначение теплового пункта — подготовка теплоносителя определенной температуры и давления, регулирование их, поддерживание постоянного расхода, учета потребления теплоты.

  1.  Определение расчетных тепловых нагрузок, построение графиков расхода теплоты
    1.  Определение расчетных тепловых нагрузок

Расчетные тепловые нагрузки определяются для каждого квартала заданного района города, затем суммируются.

Расчетная тепловая нагрузка на отопление, МВт:

,

где  qo=35,8 Вт/м² – тепловой поток на отопление 1 м2 жилой площади,  по правилам установления и определения нормативов потребления коммунальных услуг для домов этажностью 8 этажей, температуре наружного воздуха –26С;

 i = 1,2,3…Nкв,

 Nкв = 46 – расчетное количество кварталов;

  – общая площадь жилого фонда квартала, м2;

S – площадь территории квартала, га, определяемая по генеральному плану района;

 f = 3500 м2/га – (для 8 этажей) плотность жилого фонда, зависящая от этажности застройки;

 К1 – коэффициент, учитывающий тепловую нагрузку на отопление общественных зданий, принят равным 0,25.

Расчетная тепловая нагрузка на вентиляцию, МВт:

,

где К2 - коэффициент, учитывающий долю тепловой нагрузки на вентиляцию общественных зданий, принимается  равным 0,6 (здания постройки после 1985 г).

Среднечасовая тепловая нагрузка на ГВС в отопительный период, МВт:

,

где а = 105 л –  среднесуточная норма расхода горячей воды на одного человека в сутки, принимаемая в зависимости от степени комфортности зданий в соответствии со СНиП 2.04.01-85*[6] (для жилых домов, оборудованных умывальниками, мойками и ваннами длиной от 1500 до 1700 мм, оборудованными душами);

 m = A/18 – количество жителей;

 b = 25 л – расход горячей воды в общественных зданиях, принимается равным на одного жителя;

 = 55°С – расчетная температура горячей воды, принятая равной;

 = 5°С – расчетная температура холодной водопроводной воды в отопительный период,        

      с = 4,19 кДж/кгК – удельная теплоемкость воды.

Максимальная часовая тепловая нагрузка на ГВС в отопительный период, МВт:

Среднечасовая тепловая нагрузка на ГВС в летний период, ГДж/ч:

 = 15°С – расчетная температура холодной водопроводной воды в летний период;

Максимальная часовая тепловая нагрузка на ГВС в летний период, ГДж/ч:

Суммарная тепловая нагрузка в отопительный период:

Максимальная суммарная тепловая нагрузка в отопительный период:

Результаты расчета представлены в таблице 1.1, в которой также приведены суммарные по району значения тепловых нагрузок.



         Таблица 1.1 - Определение расчетных тепловых нагрузок

№ квартала

S,

га

А, м2

m

,

МВт

,

МВт

,

МВт

,

МВт

,

МВт

,

МВт

,

МВт

,

МВт

1

4,5

15755

875,25

0,74

0,09

0,35

0,83

1,18

1,66

0,22

0,53

2

5,63

19711

1095,035

0,93

0,11

0,43

1,04

1,47

2,08

0,28

0,67

3

5,06

17715

984,17

0,83

0,10

0,39

0,94

1,32

1,87

0,25

0,60

4

5,06

17715

984,17

0,83

0,10

0,39

0,94

1,32

1,87

0,25

0,60

5

5,63

19711

1095,035

0,93

0,11

0,43

1,04

1,47

2,08

0,28

0,67

6

5,63

19711

1095,035

0,93

0,11

0,43

1,04

1,47

2,08

0,28

0,67

7

5,63

19711

1095,035

0,93

0,11

0,43

1,04

1,47

2,08

0,28

0,67

8

10,1

35430

1968,34

1,66

0,20

0,78

1,88

2,65

3,74

0,50

1,20

9

4,5

15755

875,25

0,74

0,09

0,35

0,83

1,18

1,66

0,22

0,53

10

5,63

19711

1095,035

0,93

0,11

0,43

1,04

1,47

2,08

0,28

0,67

11

5,06

17715

984,17

0,83

0,10

0,39

0,94

1,32

1,87

0,25

0,60

12

5,06

17715

984,17

0,83

0,10

0,39

0,94

1,32

1,87

0,25

0,60

13

5,63

19711

1095,035

0,93

0,11

0,43

1,04

1,47

2,08

0,28

0,67

14

5,63

19711

1095,035

0,93

0,11

0,43

1,04

1,47

2,08

0,28

0,67

15

5,63

19711

1095,035

0,93

0,11

0,43

1,04

1,47

2,08

0,28

0,67

16

7,42

25977

1443,19

1,22

0,15

0,57

1,38

1,94

2,74

0,37

0,88

17

4,5

15755

875,25

0,74

0,09

0,35

0,83

1,18

1,66

0,22

0,53

18

5,63

19711

1095,035

0,93

0,11

0,43

1,04

1,47

2,08

0,28

0,67

19

5,06

17715

984,17

0,83

0,10

0,39

0,94

1,32

1,87

0,25

0,60

20

5,06

17715

984,17

0,83

0,10

0,39

0,94

1,32

1,87

0,25

0,60

21

5,63

19711

1095,035

0,93

0,11

0,43

1,04

1,47

2,08

0,28

0,67

22

5,63

19711

1095,035

0,93

0,11

0,43

1,04

1,47

2,08

0,28

0,67

23

5,5

19256

1069,75

0,90

0,11

0,42

1,02

1,44

2,03

0,27

0,65

24

3,12

10923

606,84

0,51

0,06

0,24

0,58

0,82

1,15

0,15

0,37

25

8,89

31124

1729,105

1,46

0,18

0,69

1,65

2,32

3,29

0,44

1,05

26

8,18

28638

1591,01

1,35

0,16

0,63

1,52

2,14

3,02

0,40

0,97

27

6,47

22651

1258,415

1,06

0,13

0,50

1,20

1,69

2,39

0,32

0,77

28

4,78

16735

929,71

0,79

0,09

0,37

0,89

1,25

1,77

0,24

0,57

     29

1,63

5707

317,035

0,27

0,03

0,13

0,30

0,43

0,60

0,08

0,19

30

0,5

1751

97,25

0,08

0,01

0,04

0,09

0,13

0,18

0,02

0,06

31

4

14004

778

0,66

0,08

0,31

0,74

1,05

1,48

0,20

0,47

32

5

17505

972,5

0,82

0,10

0,39

0,93

1,31

1,85

0,25

0,59

33

4,5

15755

875,25

0,74

0,09

0,35

0,83

1,18

1,66

0,22

0,53

34

4,5

15755

875,25

0,74

0,09

0,35

0,83

1,18

1,66

0,22

0,53

35

4,5

15755

875,25

0,74

0,09

0,35

0,83

1,18

1,66

0,22

0,53

36

4,5

15755

875,25

0,74

0,09

0,35

0,83

1,18

1,66

0,22

0,53

37

5

17505

972,5

0,82

0,10

0,39

0,93

1,31

1,85

0,25

0,59

38

4

14004

778

0,66

0,08

0,31

0,74

1,05

1,48

0,20

0,47

39

7,25

25382

1410,125

1,19

0,14

0,56

1,34

1,90

2,68

0,36

0,86

40

9,06

31719

1762,17

1,49

0,18

0,70

1,68

2,37

3,35

0,45

1,08

41

9,94

34800

1933,33

1,64

0,20

0,77

1,84

2,60

3,67

0,49

1,18

42

4,5

15755

875,25

0,74

0,09

0,35

0,83

1,18

1,66

0,22

0,53

43

4,5

15755

875,25

0,74

0,09

0,35

0,83

1,18

1,66

0,22

0,53

44

9,06

31719

1762,17

1,49

0,18

0,70

1,68

2,37

3,35

0,45

1,08

45

7,02

24577

1365,39

1,15

0,14

0,54

1,30

1,84

2,59

0,35

0,83

46

5,9

20656

1147,55

0,97

0,12

0,46

1,09

1,54

2,18

0,29

0,70

Всего по генплану

256

894960,6

49720,04

42,052

5,04624

19,7477

47,3944

66,8459

94,49258

12,639

30,332


  1.  Построение графика зависимости тепловых нагрузок от температуры наружного воздуха и графика продолжительности тепловых нагрузок. Построение интегрального графика продолжительности тепловых нагрузок.

Графики расхода теплоты строятся на базе расчета тепловых нагрузок при  различных температурах наружного воздуха.

;

 при ,

 при

Здесь tн – текущая температура наружного воздуха, 0С;

tно = -26 0С – расчетная температура наружного воздуха для проектирования  отопления, 0С;

tнв = -26 0С – расчетная температура наружного воздуха для проектирования вентиляции, 0С, в соответствии СНиП 41-02-2003, в настоящее время  tнв= tно;

tвр – расчетная температура воздуха внутри помещений.

Тепловая нагрузка на ГВС принята независящей от температуры наружного воздуха.

При  (летний период) учитываются только тепловые нагрузки на ГВС.

°С в районах с расчетной температурой наружного воздуха для проектирования отопления tно до минус 30 °С и усредненной расчетной температурой внутреннего воздуха отапливаемых зданий tвр= 18 °С;

°С в районах с расчетной температурой наружного воздуха для проектирования отопления tно ниже минус 30 °С и усредненной расчетной температурой внутреннего воздуха отапливаемых зданий tвр =20 °С.

Результаты расчета представлены в таблице 1.2.

На основе данных таблицы 1.2 и данных по продолжительности стояния температур наружного воздуха строится график зависимости тепловых нагрузок от температуры наружного воздуха, а также график продолжительности тепловых нагрузок. Последний может быть построен графическим методом, а также на базе расчетных данных. Кроме того, на базе расчетных данных строится интегральный график продолжительности тепловых нагрузок. Кроме того, на базе расчетных данных строится интегральный график продолжительности тепловых нагрузок. Примеры расчетов и графиков для данного района города показаны в таблицах 1.3…1.5 и на рис. 1.1, 1.2.


                                                                                                     

          Таблица 1.2 - Зависимость тепловых нагрузок от температуры наружного воздуха

tн, 0С

,

МВт

,

МВт

,

МВт

,

МВт

,

МВт

,

МВт

tно = -26

42,05

5,05

19,75

47,39

66,85

94,49

(+8)

9,56

1,15

19,75

47,39

30,46

58,13

>  (летний период)

(>+8)

0

0

= 12,64

= 30,33

=12,64

= 30,33

                             

Таблица 1.3 -Число часов за отопительный период со среднесуточной температурой наружного воздуха, равной и ниже данной

Город

Температура наружного воздуха, 0С

-26

-20

-15

-10

-5

0

8

Архангельск

0

144

291

601

1238

2460

4128

         

                                                                                              

              Таблица 1.4  -  Расчеты для построения графика продолжительности тепловых нагрузок

tн, 0С

Число часов,

n

,

МВт

,

МВт

,

МВт

,

МВт

,

МВт

,

МВт

-26

0

42,05

5,05

19,75

47,39

66,85

94,49

-20

144

36,31

4,36

19,75

47,39

60,42

88,06

-15

291

31,54

3,79

19,75

47,39

55,08

82,72

-10

601

26,76

3,21

19,75

47,39

49,72

77,36

-5

1238

21,98

2,64

19,75

47,39

44,37

72,01

0

2460

17,20

2,07

19,75

47,39

39,02

66,66

+8

4128

9,56

1,15

19,75

47,39

30,46

58,13

                                 

                                                                                            

                Таблица 1.5 – Расчет интегрального графика продолжительности тепловых нагрузок

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

i

tн, 0С

,

МВт

Удельная тепловая нагрузка

Приращение удельной тепловой нагрузки

Количество часов

ni,

Среднее количество часов

Площади

Относительные площади

Удельная годовая тепловая нагрузка:

(10)i=(10)i-1+(9)i

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0

8

0

0,00

-

4128

-

-

-

0,00

1

8

30,46

0,456

0,456

4128

4128

1882,4

0,735

0,735

2

??

??????

??????

??????

?????

?????

??????

??????

??????

3

???

??????

??????

??????

?????

?????

??????

??????

??????

4

????

??????

??????

?????

????

??????

?????

??????

??????

5

????

??????

??????

?????

????

????

?????

??????

??????

6

????

??????

??????

?????

????

??????

?????

??????

??????

??

????

??????

????

??????

??

???

????

??????

????

?

???????

?

?

?

?

?

?

?


?

?????????????????

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

???????

??

????????????

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

??????????????????????????????????????????????????????????

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?????

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?Рис. 1.2 – Интегральный график продолжительности тепловых нагрузок


  1.  Центральное регулирование отпуска теплоты
    1.  Рекомендации по выбору способа регулирования.

Рекомендации по выбору способа регулирования представлены в таблицах 2.1.

Таблица 2.1 - Рекомендации по центральному качественному регулированию отпуска теплоты и определению расхода сетевой воды в закрытых системах (тепловая нагрузка потребителей ЖКХ более 65% полной нагрузки)

?

?

?

?

?

?

?

?

???

??

??

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

Условие

Способ регулирования

Расход сетевой воды

Подключение подогревателей систем ГВС

Расчетная тепловая нагрузка для выбора ЦТП (см. раздел 3.1)

1

По нагрузке отопления

 - при суммарной тепловой нагрузке 100 и более МВт;

 - при суммарной тепловой нагрузке менее 100 МВт

Параллельное одноступенчатое

2

По совмещенной нагрузке отопления и ГВС, повышенный температурный график.

Последовательное двухступенчатое

3

По нагрузке отопления

Смешанное

4

Суммарная тепловая нагрузка менее 10 МВт, независимо от соотношения

По нагрузке отопления

Параллельное или смешанное

 

В курсовом проекте принято центральное качественное регулирование отпуска теплоты. По условию

                                                  =19,75/42,05= 0,469 > 0,3  .

Таким образом способ регулирования – по нагрузке отопления. Подключение подогревателей системы ГВС – смешанное.

  1.  Отопительный температурный график. Регулирование по тепловой нагрузке на отопление.

В курсовом проекте принято центральное качественное регулирование отпуска теплоты. В качестве базовых потребителей теплоты приняты  местные системы отопления с зависимым (элеваторным) их присоединением к тепловым сетям. Расчет выполнен для четырёх значений температур наружного воздуха tн (см. таблицу 2.2).

Значения расчетных температур теплоносителя (- сетевой воды в подающей магистрали, - на выходе из местных систем отопления, - на входе в местные системы отопления) при расчетной температуре наружного воздуха tно считаются заданными.

При этом принимается:

= 150°С; = 95°С; = 70°С (для закрытых систем).

Значения текущих температур теплоносителя , , ,°С определяются по формулам:

где

текущее значение тепловой нагрузки на отопление, определяется по графику зависимости тепловых нагрузок от температуры наружного воздуха, либо по формуле, приведенной в п. 1.2.

- расчетный температурный напор отопительных приборов:

= 0,5(95 + 70) – 18 = 64,5°С

- разность расчетных температур теплоносителя в местных системах отопления:

= 95 – 70 = 25°С

- разность расчетных температур сетевой воды:

= 150 – 70 = 80°С

Результаты расчета представлены в таблице 2.2, на их основе построен отопительный температурный график (рис. 2.2). Для обеспечения работы систем ГВС на графике предусматривается излом при температуре  =700С= для закрытых систем В последних строках таблицы 2.2 приводятся данные по тепловым нагрузкам и температурам, соответствующие точке излома.

Таблица 2.2. – Температуры теплоносителя по отопительному температурному графику

tн, 0С

,

МВт

,

,

0С

,

0С

,

0С

-26

42,05

1,00

150

95,0

70,0

-15

31,54

0,750

120,1

79,1

60,45

-5

21,98

0,523

92,52

63,74

50,66

8

9,56

0,204

50,76

39,54

34,44

    2,25

15,05

0,358

70

51

42,5


      ??????????

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

????????????????????

???????????????????????????????

???????????????????????????


?

  1.  ?Расчет температуры сетевой воды на выходе из первой ступени водоподогревателя, закрытые системы, смешанное подключение водоподогревателей.

Балансовая нагрузка для закрытых систем определяется по формуле:

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

Кроме того, определяются три значения температуры сетевой воды в обратном трубопроводе на выходе из первой ступени водоподогревателя

  •  в точке излома температурного графика ()

  •   в расчетных условиях ():

  •  в точке, соответствующей условию  (точке ):

= 24,91

= 19,91

= 17,70

На рисунке 2.1. показан график температуры , рассчитанный по приведенным выше формулам.

  1.  Разработка генерального плана тепловой сети и гидравлический расчет в первом приближении
    1.  Разработка плана тепловой сети

Перед разработкой плана тепловой сети был выбран способ ее прокладки: подземная прокладка в непроходных каналах. При прокладке в каналах теплопроводы защищены со всех сторон от механических воздействий и нагрузок и, в некоторой степени, от грунтовых и поверхностных вод. Стоимость прокладки в непроходных каналах на 25—30% больше, чем бесканальной, однако условия работы теплопроводов легче.

Генеральный план тепловой сети разработан с учетом требований СНиП 41-02-2003 в упрощенном виде, и показан на генеральном плане района одной линией. Квартальные сети присоединены к магистральным трубопроводам через ЦТП. На плане показан источник теплоты, магистральные трубопроводы и ответвления к ЦТП, узловые теплокамеры УТ, сами ЦТП и идущие от них до кварталов главные трубопроводы квартальных сетей.          Для определения количества и расположения ЦТП были учтены следующие рекомендации:

  •  количество кварталов, объединяемых одним ЦТП – от 2 до 6;
  •  тепловая нагрузка одного ЦТП – от 8 до 30 МВТ, она определяется суммированием расчетных тепловых нагрузок кварталов, которые определяются по формулам, приведенным в таблице 2.1.;
  •  ЦТП должен находиться в центре обслуживаемой территории.

   Узлы трубопроводов и ЦТП на плане нумеруются. Для выбора ЦТП составить дополнителена таблица 3.1.

   План показан на чертеже  № КПТС.48.270109.62.08ТВ.ВО лист 2.

   На основе плана составляется расчетная схема, на которой показываются магистральные трубопроводы, ответвления к ЦТП и сами ЦТП с их нумерацией.

Таблица 3.1 – Расчетные тепловые нагрузки для определения количества и расположения ЦТП

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

Окончание табл. 3.1

№ кв

,

МВт

,

МВт

, см табл. 2.1,

МВт

,

см табл. 2.1,

МВт

МВт

1

0,74

0,09

0,83

1,66

0,53

2

0,93

0,11

1,04

2,08

0,67

3

0,83

0,1??

?????

?????

?????

??

?????

?????

?????

?????

?????

??

?????

?????

?????

?????

?????

??

?????

?????

?????

?????

?????

??

?????

?????

?????

?????

?????

??

?????

?????

?????

?????

?????

??

?????

?????

?????

?????

?????

???

?????

?????

?????

?????

?????

???

?????

?????

?????

?????

?????

???

?????

?????

?????

?????

?????

???

?????

?????

?????

?????

?????

???

?????

?????

?????

?????

?????

???

?????

?????

?????

?????

?????

???

?????

?????

?????

?????

?????

???

?????

?????

?????

?????

?????

???

?????

?????

?????

?????

?????

???

?????

?????

?????

?????

?????

???

?????

?????

?????

?????

?????

???

?????

?????

?????

?????

?????

???

?????

?????

?????

?????

?????

???

?????

?????

?????

?????

?????

???

?????

?????

?????

?????

?????

???

?????

?????

?????

?????

?????

???

?????

?????

?????

?????

?????

???

?????

?????

?????

?????

?????

???

?????

?????

?????

?????

?????

???

?????

?????

?????

?????

?????

???

?????

?????

?????

?????

?????

???

?????

?????

?????

?????

?????

???

?????

?????

?????

?????

?????

???

?????

?????

?????

?????

?????

???

?????

?????

?????

?????

?????

???

?????

?????

?????

?????

?????

???

?????

?????

?????

?????

?????

???

?????

?????

?????

?????

?????

38

0,66

0,08

0,74

1,48

0,47

39

1,19

0,14

1,34

2,68

0,86

40

1,49

0,18

1,68

3,35

1,08

41

1,64

0,20

1,84

3,67

1,18

42

0,74

0,09

0,83

1,66

0,53

43

0,74

0,09

0,83

1,66

0,53

44

1,49

0,18

1,68

3,35

1,08

45

1,15

0,14

1,30

2,59

0,83

46

0,97

0,12

1,09

2,18

0,70

42,052

5,04624

47,3944

94,49

30,332



  1.  Расчет расходов сетевой воды по ЦТП

Вначале суммируются тепловые нагрузки по кварталам, обслуживаемым каждым ЦТП, затем по формулам, приведенным ниже, определяются расходы сетевой воды на отопление, вентиляцию и ГВС, а также суммарные по всем видам тепловых нагрузок по каждому ЦТП.

Расчетный расход сетевой воды на отопление и вентиляцию, т/ч

  

с=4,19 кДж/кг/К – удельная теплоемкость воды.

Расчетный максимальный расход сетевой воды на горячее водоснабжение, т/ч, закрытые системы, смешанное присоединение водоподогревателей:

Суммарный расчетный расход сетевой воды , т/ч, определяется по формулам, приведенным в таблице  2.1.

Расчетный летний расход сетевой воды, т/ч, закрытые системы:

Результаты расчетов расходов по  ЦТП удобно представлять в табличной форме, пример которой – таблица 3.2.

Таблица 3.2 - Определение расчетных расходов сетевой воды по ЦТП

№ ЦТП

№ квар-талов

ЦТП

Qр, МВт

Qор, +Qвр, МВт

Qmaxгв, МВт

Gсвво, т/ч

Gmaxсгв,

т/ч

Gсв, т/ч

МВт

т/ч

1

2

3

4

5

6

8

9

10

11

ЦТП-1

1

11,23

5,60

5,63

60,14

79,15

139,30

3,61

77,54

2

9

10

17

18

ЦТП-2

3

11,22

5,59

5,63

60,04

79,15

139,19

3,60

77,33

4

11

12

19

20

ЦТП-3

5

12,48

6,22

6,26

66,80

88,01

154,81

3,94

84,63

6

13

14

21

22

ЦТП-4

7

13,83

6,89

6,94

74,00

97,57

171,57

4,44

95,37

8

15

16

23

24

ЦТП-5

25

11,26

5,61

5,65

60,25

79,44

139,69

3,61

77,54

26

27

28

29

30

ЦТП-6

31

14,69

7,32

7,37

78,62

103,62

182,23

4,72

101,38

32

33

39

40

41

ЦТП-7

34

11,66

5,81

5,85

62,40

82,25

144,65

3,74

80,33

35

36

41

42

43

ЦТП-8

37

8,1

4,04

4,06

43,39

57,08

100,47

2,60

55,85

38

45

46

1171,91                 

                                                                                                     649,98

  1.  Гидравлический расчет тепловой сети в первом приближении

Основная цель расчета – определение диаметров трубопроводов. В первую очередь определяются расходы сетевой воды по участкам сети (расчет в первом приближении ведется для подающего трубопровода) путем их суммирования по ЦТП и соответствующим участкам, начиная с концевых.

Внутренние диаметры трубопроводов d, м, определяются, исходя из заданной величины потерь давления на единицу длины  (80 Па/м для магистральных трубопроводов и 300 Па/м – для ответвлений):

здесь kэ – абсолютная эквивалентная шероховатость внутренней поверхности стенок труб, для водяных тепловых сетей, согласно СНиП 41-02-2003, принимается равной 0,0005 м;

ρ – плотность воды, в первом приближении принимается равной 1000 кг/м3;

G – расход сетевой воды на участке, т/ч.

После расчета внутренних диаметров выбираются условные диаметры DN и стандартные наружные диаметры dн и толщины стенок труб δ. Результаты расчета представлены в таблице 3.3.

Таблица 3.3 - Определение диаметров труб  и расстояний между неподвижными опорами

№ уч.

Нач. узел

Конц. узел

G, т/ч

ΔPн, Па/м

d, м

dу, мм (DN)

dН, мм

δ, мм

λК, мм

LНО, м

1

ТЭЦ

УТ1

1171,91

80

0,46

450

480

10

350

149,1

2

УТ1

ЦТП1

139,30

300

0,16

150

159

6

120

52,3

3

УТ1

УТ2

465,57

80

0,33

350

377

8

320

136,4

4

УТ2

ЦТП2

139,19

300

0,16

150

159

6

120

52,3

5

УТ2

УТ3

326,38

80

0,29

300

325

7

260

110,8

6

УТ3

ЦТП3

154,81

300

0,17

200

219

6

160

68,2

7

УТ3

ЦТП4

171,57

300

0,17

200

219

6

160

68,2

8

УТ1

УТ4

567,04

80

0,35

350

377

8

320

136,4

9

УТ4

ЦТП5

139,69

300

0,16

150

159

6

120

52,3

10

УТ4

УТ5

427,35

80

0,32

350

377

8

320

136,4

11

УТ5

ЦТП6

182,23

300

0,18

200

219

6

160

68,2

12

УТ5

УТ6

245,12

80

0,26

300

325

7

260

110,8

13

УТ6

ЦТП7

144,65

300

0,16

150

159

6

120

52,3

14

УТ6

ЦТП8

100,47

300

0,14

150

159

6

120

52,3

  1.  Схема тепловой сети и гидравлический расчет во втором

приближении

Для разработки схемы тепловой сети необходимо определить максимальное расстояние между неподвижными опорами , м:

где αt – коэффициент линейного расширения стали, принимается равным 1,210-5 1/К;

 – осевой ход компенсатора, мм, он зависит от принятых типа и марки компенсаторов. Для прокладки в непроходных каналах приняты П-образные компенсаторы;

  – коэффициент, учитывающий предварительное растяжение компенсатора, осуществляемое при монтаже, принят =1 для П-образных компенсаторов.

Полученные значения  приведены в таблице расчета диаметров (таблица 4.2).

Схема сети разработана с учетом требований ГОСТ 21.605-82 и СНиП 41-02-2003. После разработки схемы произведено определение коэффициентов местных сопротивлений по участкам теплопроводов (отдельно для подающего и обратного трубопроводов), результаты которого представлены в таблице 4.1.

Основной задачей гидравлического расчета является определение потерь напора по участкам, а также суммарных потерь напора от источника теплоты.

Потери напора на участке Δh, м, (отдельно для подающего и обратного трубопроводов) определяются по формуле:

где  - коэффициент гидравлического трения, он определяется по формуле Альтшуля:

kэ = 0,5 мм – абсолютная эквивалентная шероховатость внутренней поверхности стенок труб; 

dвн – внутренний диаметр трубопровода, м;

– протяженность участка трубопровода, м;

– сумма коэффициентов местного сопротивления (табл. 5.1);

w - скорость потока сетевой воды, м/с:

 Gрасход сетевой воды, т/ч;

 Re – число Рейнольдса:

  ν – кинематическая вязкость, м2/с, соответствующая (также как и плотность) температурам сетевой воды в точке излома температурного графика .

Для подающего трубопровода: при   = 70 °С ν = 0,414∙10-6 м2/с, ρ = 977,7кг/м3.

Для обратного трубопровода: при   = 19,91 °С ν = 1,005∙10-6  м2/с, ρ = 978,3кг/м3.

Потери напора от источника теплоты ΔHит, м, определяются путем суммирования потерь напора на соответствующих участках.

Результаты расчета представлены в таблице 4.2.


Таблица 4.1 - Коэффициенты местного сопротивления

Участок

Трубопровод

Местные сопротивления

Отвод

Арматура (задвижки)

Переход диаметра

Тройник на проход

Тройник ответвление

Тройник - расход. потоки

Тройник - сход. потоки

Компенсатор

∑ξ по трубопроводу участка

К-во

∑ξ

К-во

∑ξ

К-во

∑ξ

К-во

∑ξ

К-во

∑ξ

К-во

∑ξ

К-во

∑ξ

К-во

∑ξ

1

Подающий

 

 

1

0,5

 

 

 1

 2

 

 

2,5

Обратный

 

 

1

0,5

 

 

 1

 3

3,5

8

Подающий

 

 

1

0,5

 1

0,5 

1,5 

 

 

 

 

3

1,7

7,6

Обратный

 

 

1

0,5

 1

0,5

  1

2

 

 

 

 

3

1,7

8,1

10

Подающий

1

0,5

 

 

 

 

1,5 

 

 

 

 

 8

1,7 

15,6

Обратный

1

0,5

 

 

 

 

  1

2

 

 

 

 

 8

1,7 

16,1

12

Подающий

 

 

 

 

1

0,5

1

1,5

 

 

 

 

7

1,7

13,9

Обратный

 

 

 

 

1

0,5

1

2

 

 

 

 

7

1,7

14,4

14

Подающий

2

0,5

1

0,5

1

0,5

 

 

 

 

 

 

12

1,7

22,4

Обратный

2

0,5

1

0,5

1

0,5

 

 

 

 

 

 

12

1,7

22,4


Таблица 4.2 -  Гидравлический расчет во втором приближении

№ участка

dвн, мм

lуч, м

G, т/ч

Подающий трубопровод

Обратный трубопровод

ΔHп+ ΔHо, м

v, м/с

Re

λтр

∑ξ

Δh, м

ΔHп, м

v, м/с

Re

λтр

∑ξ

Δh, м

ΔHо, м

1

460

83

1171,91

2,004

2227195

0,0201

2,5

0,96

0,96

1,963

898 539

0,0203

3,5

1,41

1,41

2,37

8

361

521

567,04

1,575

1373183

0,0214

7,6

3,72

4,69

1,542

553 997

0,0217

8,1

4,77

6,18

10,87

10

361

1000

427,35

1,187

1034900

0,0215

15,6

4,13

8,81

1,162

417 520

0,0218

16,1

5,27

11,45

20,26

12

311

873

245,12

0,917

689033

0,0223

13,9

2,52

11,33

0,898

277 984

0,0228

14,4

3,23

14,67

26,0

14

147

801

100,47

1,683

597504

0,0268

22,4

18,6

29,92

1,648

241 057

0,0271

22,4

23,53

38,20

68,12


  1.  Построение пьезометрического графика

Пьезометрический график построен на основе результатов гидравлического расчета (отопительный период), для расчетной линии от источника теплоты до наиболее удаленного ЦТП. При построении учтены основные требования к гидравлическим режимам, изложенные в СНиП 41-02-2003, наиболее существенными из которых являются:

  •  напор в обратном трубопроводе при зависимом присоединении местных систем отопления не должен превышать допустимое значение, соответствующее максимальному допускаемому давлению для элементов местных систем минус 0,1 МПа, что, при обычно принимаемом значении давления в местных системах 0,6 МПа, соответствует напору в обратном трубопроводе 50 м водяного столба, т.е:

Hобр ≤ 50 м;  Hобр = 38,2 м < 50 м – условие выполняется;

  •  напор в обратном трубопроводе при зависимом присоединении местных систем отопления должен быть не менее статического напора , ( ) необходимого для заполнения местных систем отопления плюс 5 м. Это значение приближенно может быть оценено следующим образом.

Hст