Теплоснабжение района города

2020-03-19

204

Обсуждений (0)

0.00 из 5.00 0 оценок

Теплоснабжение района г. Петропавловск–Камчатский

(пояснительная записка к курсовому проекту)

Выполнил студент группы

___________________

(подпись)

Проверил_______________

_____________________

(подпись)

Содержание стр.

Задание	2
Исходные данные	4
1. Определение тепловых нагрузок на отопление , вентиляцию и горячее водоснабжение.	4
1.1 Определение сезонной нагрузки	5
1.2 Определение круглогодовой нагрузки	5
2. Построение графиков расхода тепла на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение в зависимости от температуры наружного воздуха(часовые и годовые)	7
2.1 Годовые расходы тепла жилых и общественных зданий	7
2.2 Годовой график расходов тепла по продолжительности стояния температур наружного воздуха	8
3. Расчёт регулирования тепловых нагрузок и построение графика регулирования отпуска тепла.	8
3.1 Расчёт графиков регулирования отпусков тепла	8
4. Определение расходов теплоносителя на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение.	8
4.1 Определение зон действия и количества ЦТП в районе	8
5. Разработка принципиальной схемы тепловой сети	9
6. Выбор расчётной схемы тепловой сети	10
7. Предварительный гидравлический расчёт тепловой сети	10
7.1 Разработка трассы и расчётной схемы тепловой сети	10
8. Разработка монтажной схемы тепловой сети	11
9. Окончательный гидравлический расчёт	12
10. Построение пьезометрического графика для зимнего и летнего режимов работы тепловой сети	15
11. Подбор сетевых насосов для зимнего и летнего режимов работы тепловой сети	15
12. Определение объема подпиточной воды и подбор подпиточных насосов	16
13. Тепловой расчет сети с выбором оптимальной толщины тепловой изоляции для среднего диаметра основной магистрали	17
13.1 Расчёт толщины основного теплоизоляционного слоя	17
13.2 Выбор материала для основного и покровного слоев	18
14. Выбор и расчёт конструктивных элементов тепловой сети	19
14.1 Расчёт труб на прочность	19
14.1.1 Расчёт толщины стенки трубы	19
14.1.2 Определение суммарного напряжения от внутреннего давления теплоносителя при выбранной толщине стенки трубы	20
15. Расчёт основной магистрали на компенсацию температурных деформаций и подбор компенсаторов	20
15.1 Определение вылета компенсатора и силы упругой деформации	21
Спецификация
Список используемой литературы
Приложение

Исходные данные

Исходными данными для проектирования являются:

Тепловые нагрузки г. Петропавловск–Камчатского;

Этажность застройки кварталов – 6,7 эт.;

Источник теплоснабжения – ТЭЦ;

Теплоноситель – вода с параметрами 150-70 °С;

Плотность населения – 310 чел/га;

Тепловая сеть – закрытая, двухтрубная;

График регулирования – повышенный.

Для выполнения курсового проекта надо знать климатологические данные:

Наружная расчётная температура для проектирования отопления: °С

Внутренняя температура помещений °С.

Средняя температура наружного воздуха за отопительный период °С.

Среднегодовая температура почвы на глубине 0,6 до 1,6 м при отсутствии данных за принимается среднегодовая температура наружного воздуха: °С.

Число часов стояния среднесуточных температур наружного воздуха за отопительный период.

-30 -25	-25 -20	-20 -15	-15 -10	-10 -5	-5 0	0 +5	+5 +8
1	46	128	750	1290	1969	1580	548

Продолжительность отопительного периода сут.

1 Определение тепловых нагрузок на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение.

Потребители района, для которого разрабатывается проект теплоснабжение, расходует тепло на отопление, на подогрев наружного воздуха для приточной вентиляции, на горячее водоснабжение и производственные нужды.

Расход тепла на отопление и вентиляцию являются сезонной нагрузкой и учитываются только в холодное время года от +8°С и ниже. Эти нагрузки зависят от климатических условий (температура наружного воздуха, продолжительность отопительного периода и др.) Расхода тепла на горячее водоснабжение и на производственные нужды (если они указаны в задании) являются постоянными круглогодовыми нагрузками, они мало зависят от наружных температур и учитываются в течение всего года.

Прежде чем переходить к вычислению нагрузок необходимо определить общую жилую площадь района и численность населения, для этого необходимо по ген. плану района определить площади кварталов в га. В зависимости от зон различной степени градостроительной ценности территорий и климатологических подрайонов по СНиП 2.07.01-89* по Приложению 4 таблицы 2 принимается расчетная плотность населения в чел/га = 310 чел/га (по примеру)

га

Определим число жителей чел. По m определим общую площадь района, имея в виду, что приведенная жилищная обеспеченность »18 м2/чел, тогда общая площадь района:

А = 18 × 29833 = 536994 м2 (1)

Для определения количества ЦТП в проектируемом районе в дальнейшем будет необходимо знать тепловые нагрузки каждого квартала, поэтому выполним квартальный расчет численности населения, который сводится в таблицу 1.

Определение сезонной нагрузки

Максимальный тепловой поток, Вт на отопление жилых и общественных зданий определяется по формуле:

, (2)

где – удельный тепловой поток на отопление 1м2 жилой площади, Вт/м2.

, (3)

где принимается по [1]

ti – расчетная температура внутреннего воздуха (ti = +18°C)

Вт/м2;

– общая площадь жилых зданий, м2;

– коэффициент, учитывающий тепловой поток на отопление общественных зданий. Принимается .

МВт;

Максимальный тепловой поток на вентиляцию общественных зданий, Вт:

, (4)

где – коэффициент, учитывающий тепловой поток на вентиляцию общественных зданий. При отсутствии данных принимать = 0,6

МВт.

Расчет сезонной нагрузки по каждому кварталу сводится в таблицу 1.

Определение круглогодовой нагрузки

Средний тепловой поток на горячее водоснабжение жилых и общественных зданий за отопительный период, Вт определяется по зависимости:

, (5)

где – укрупненный показатель среднего теплового потока на горячее водоснабжение на одного человека с учетом общественных зданий Вт/чел. Принимаем по СНиП 2.04.07-86* Приложение 3.

Задавшись нормой расхода воды на горячее водоснабжение на одного жителя 120 л/с, принимаем Вт/чел.

МВт.

Максимальный тепловой поток на горячее водоснабжение, МВт определяется по формуле:

, (6)

кВт.

Средний тепловой поток на горячее водоснабжение в неотопительный период, МВт определяем по зависимости:

, (7)

где – температура холодной воды в летний период = +15°С;

– температура холодной воды в зимний период = +5°С;

– коэффициент учитывающий изменение среднего расхода воды на горячее водоснабжение вне отопительный период по отношению к отопительному. Принимаем .

МВт

Расчет круглогодовой нагрузки сводится в таблицу 1.

Таблица 1 Расчет теплопотребления по кварталам

№кварт.	Fкварт.	m уд.	m кв.	A кв.	Тепловые потоки
№кварт.	Fкварт.	m уд.	m кв.	A кв.	Qo max	QV max	Qhm	Qh max		Qo+Qв	ΣQo+Qв+
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
1	2,2	310	682	12276	0,54	0,06	0,26	0,62	0,17	0,60	0,86
2	2,2	310	682	12276	0,54	0,06	0,26	0,62	0,17	0,60	0,86
3	2,2	310	682	12276	0,54	0,06	0,26	0,62	0,17	0,60	0,86
4	2,2	310	682	12276	0,54	0,06	0,26	0,62	0,17	0,60	0,86
5	7,1	310	2201	39618	1,74	0,21	0,83	1,99	0,53	1,95	2,78
6	2,45	310	760	13680	0,60	0,07	0,29	0,70	0,19	0,67	0,96
7	2,1	310	651	11718	0,52	0,06	0,24	0,58	0,15	0,58	0,82
8	2,1	310	651	11718	0,52	0,06	0,24	0,58	0,15	0,58	0,82
9	2,1	310	651	11718	0,52	0,06	0,24	0,58	0,15	0,58	0,82
10	2,1	310	651	11718	0,52	0,06	0,24	0,58	0,15	0,58	0,82
11	2	310	620	11160	0,49	0,06	0,23	0,55	0,15	0,55	0,78
12	2,9	310	899	16182	0,71	0,09	0,34	0,82	0,22	0,80	1,14
13	2,14	310	663	11934	0,52	0,06	0,25	0,60	0,16	0,58	0,83
14	2,07	310	642	11556	0,51	0,06	0,24	0,58	0,15	0,57	0,81
15	1,29	310	400	7200	0,32	0,04	0,15	0,36	0,10	0,36	0,51
16	1,75	310	543	9774	0,43	0,05	0,20	0,48	0,13	0,48	0,68
17	5,83	310	1807	32526	1,43	0,17	0,68	1,63	0,44	1,60	2,28
18	0,99	310	307	5526	0,24	0,03	0,12	0,29	0,08	0,27	0,39
19	1,77	310	549	9882	0,43	0,05	0,21	0,50	0,13	0,48	0,69
20	2,65	310	822	14796	0,65	0,08	0,31	0,74	0,20	0,73	1,04
21	0,92	310	285	5130	0,23	0,03	0,11	0,26	0,07	0,26	0,37
22	1,65	310	512	9216	0,41	0,05	0,19	0,46	0,12	0,46	0,65
23	5,4	310	1674	30132	1,33	0,16	0,63	1,51	0,40	1,49	2,12
24	3,29	310	1020	18360	0,81	0,10	0,38	0,91	0,24	0,91	1,29
25	4,41	310	1367	24606	1,08	0,13	0,51	1,22	0,33	1,21	1,72
26	2,67	310	828	14904	0,66	0,08	0,31	0,74	0,20	0,74	1,05
27	2,88	310	893	16074	0,71	0,08	0,34	0,82	0,22	0,79	1,13
28	4,38	310	1358	24444	1,08	0,13	0,51	1,22	0,33	1,21	1,72
29	2,86	310	887	15966	0,70	0,08	0,33	0,79	0,21	0,78	1,11
30	4,4	310	1364	24552	1,08	0,13	0,51	1,22	0,33	1,21	1,72
31	2,55	310	791	14238	0,63	0,08	0,30	0,72	0,19	0,71	1,01
32	1,87	310	580	10440	0,46	0,06	0,22	0,53	0,14	0,52	0,74
33	2,86	310	887	15966	0,70	0,08	0,33	0,79	0,21	0,78	1,11
34	2,18	310	676	12168	0,54	0,06	0,25	0,60	0,16	0,60	0,85
35	1,89	310	586	10548	0,46	0,06	0,22	0,53	0,14	0,52	0,74
36	1,87	310	580	10440	0,46	0,06	0,22	0,53	0,14	0,52	0,74
	96,22		29833	536994	23,65	2,82	11,21	26,89	7,19	26,47	37,68

2 Построение графиков расхода тепла на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение в зависимости от температуры наружного воздуха (часовые и годовые).

2.1 Годовой график тепловых потоков на отопление, вентиляцию, горячее водоснабжение в зависимости от температуры наружного воздуха

Строится в произвольном масштабе. По оси ординат откладываются значения тепловых потоков в МВт, по оси абсцисс – температура наружного воздух в интервале от расчетной температуры для проектирования отопления до температуры, соответствующей окончанию отопительного периода. Тепловые потоки на отопление и вентиляцию при любой температуре наружного воздуха, МВт, определяются:

, (8)

где ti – температура внутреннего воздуха, °С;

te – расчетная температура наружного воздуха, °С;

tO – расчетная температура для проектирования отопления, °С.

, (9)

где tV – расчетная температура для проектирования вентиляции, °С ( ).

Для построения графика вычисляются значения тепловых потоков, соответствующих расчетной температуре для проектирования отопления и температуре окончания отопительного периода.

График тепловых потоков на ГВС строится в виде горизонтальной прямой с ординатой Qhm в отопительный период и с ординатой в неотопительный. График суммарного теплового потока строится путем суммирования ординат тепловых потоков по видам потребления.

МВт

Годовой график тепловых потоков на отопление, вентиляцию, горячее водоснабжение в зависимости от температуры наружного воздуха изображен на рисунке 1.

Рис. 1 Годовой график тепловых потоков на отопление, вентиляцию, горячее водоснабжение в зависимости от температуры наружного воздуха

2.2 Годовой график расходов тепла по продолжительности стояния температур наружного воздуха

График разрабатывается для установления экономичного режима работы теплофикационного оборудования, выбора наивыгоднейших параметров теплоносителя, подсчета выработки тепла, электрической энергии и других плановых и технико-экономических изысканий. Основой для построения является суммарный график расходов тепла, который располагается слева от оси ординат, а в правой части в координатах количество часов стояния строится график годового расхода тепла (рис. 2). Расчёт продолжительности стояния температур, сек, сводим в таблицу 2.

Таблица 2 Расчёт продолжительности стояния температур.

t °С	£-25	£-20	£-15	£-10	£-5	£0	£+5	£+8
n сек.	3600	169200	630000	3330000	7974000	15062400	20750400	22723200

Годовой график расходов тепла по продолжительности стояния температур наружного воздуха изображен на рисунке 2.

2.3 График расхода тепла по месяцам года

Расход тепла по месяцам года на отопление, ГДж, вычисляется по формуле:

, (10)

где tмес – среднемесячная температура наружного воздуха, °С;

d – число дней месяца;

h – число часов работы системы отопления в сутки (24ч).

Расход тепла по месяцам года на вентиляцию, ГДж, вычисляется по формуле:

, (11)

где h – число часов работы системы вентиляции в сутки (16ч)

Расход тепла на ГВС в отопительный период, ГДж

, (12)

где h – число часов работы системы ГВС в сутки (24ч).

Расход тепла на ГВС в неотопительный период, ГДж, вычисляется по формуле:

, (13)

Результаты расчета сводятся в таблицу 3

Таблица 3 – Расходы тепла по месяцам года

Месяц	Количество дней	Сред т-ра наруж. воздуха	Расходы тепла, ТДж
Месяц	Количество дней	Сред т-ра наруж. воздуха	QO	QV	Qh	SQ
январь	31	-7,5	42,51	3,38	30,02	75,91
февраль	28	-7,5	38,39	3,05	27,12	68,56
март	31	-4,8	38,01	3,02	30,02	71,05
апрель	30	-0,5	29,84	2,37	29,06	61,27
май	31	3,8	23,67	1,88	30,02	55,57
июнь	30	8,3	––	––	18,64	18,64
июль	31	12,2	––	––	19,26	19,26
август	31	13,2	––	––	19,26	19,26
сентябрь	30	10,1	––	––	18,64	18,64
октябрь	31	4,8	22,00	1,75	30,02	53,77
ноябрь	30	-1,7	31,78	2,53	29,06	63,37
декабрь	31	-5,5	39,17	3,11	30,02	72,30
			265,37	21,09	311,14	597,60

По результатам расчета строится график расходов тепла по месяцам года, изображенный на рисунке 3.

Рис. 3 График расходов тепла по месяцам года

2.4 Годовые расходы тепла жилыми и общественными зданиями

Годовые расходы тепла по видам нагрузок, ГДж определяется по зависимости:

, (14)

ГДж;

, (15)

где Z – число часов работы системы вентиляции в сутки; Z = 16 ч.

ГДж;

, (16)

где – расчетное число суток в году работы системы горячего водоснабжения.

ГДж;

Годовые расходы тепла, ГДж определяют по формуле:

, (17)

ГДж.

3 Расчет регулирования тепловых нагрузок и построения графика регулирования отпуска тепла и расхода сетевой воды.

3.1 Расчет графиков регулирования отпуска тепла

Тепловая нагрузка абонентов не постоянна во времени и изменяется в зависимости от температуры наружного воздуха, режима водопотребления в системе горячего водоснабжения и режима работы технологического оборудования.

Для выполнения расчетов требуются исходные данные (см. Приложение А).

Рис 4. Повышенный график регулирования отпуска тепла.

3.2 Расчет графиков регулирования расхода сетевой воды

Расчетные расходы сетевой воды на отопление и горячее водоснабжение при произвольной температуре наружного воздуха, т/ч, определяются по формулам:

, (18)

, (19)

где t1i – температура сетевой воды в подающем трубопроводе при произвольной температуре наружного воздуха (принимается по рис.4);

t2i – температура сетевой воды в обратном трубопроводе при произвольной температуре наружного воздуха (принимается по рис. 4);

t2Vi – температура сетевой воды на выходе из калориферной установки системы вентиляции;

Q – относительный расход тепла, принимается из расчета на ЭВМ.

4 Определение расходов теплоносителя на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение.

4.1 Определение зон действия и количества ЦТП в районе

ЦТП по тепловой мощности условно можно условно разделить на мелкие:

мелкие – от 1000 до 2500 кВт;

средние – от 2500 до 4650 кВт;

крупные – от 4650 до 9300 кВт.

Тепловая мощность ЦТП, МВт определяется по формуле:

, (20)

Исходя из этой градации, определяется количество ЦТП и зоны их действия по кварталам. Расчет количества ЦТП. Расчет количества ЦТП сводится в таблицу 4.

Таблица 4 Расчет количества ЦТП и зон их действия

№ кварт.	Qо max	Qv max	Qht	ΣQцтп	№ЦТП	Go max	Gv max	ΣGd	ΣG цтп
№ кварт.	Qо max	Qv max	Qht	ΣQцтп	№ЦТП	Go max	Gv max	ΣGd	ΣG цтп
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
31	0,63	0,08	0,3		1	6,77	0,86	7,63
32	0,46	0,06	0,22			4,94	0,64	5,58
35	0,46	0,06	0,22			4,94	0,64	5,58
36	0,46	0,06	0,22	3,23		4,94	0,64	5,58	24,37
24	0,81	0,1	0,38		2	8,70	1,07	9,77
25	1,08	0,13	0,51			11,60	1,40	13,00
26	0,66	0,08	0,31			7,09	0,86	7,95
27	0,71	0,08	0,34	5,19		7,63	0,86	8,49	39,21
17	1,43	0,17	0,68	2,28	3	15,36	1,83	17,19	17,19
7	0,52	0,06	0,24		4	5,58	0,64	6,22
8	0,52	0,06	0,24			5,58	0,64	6,22
9	0,52	0,06	0,24			5,58	0,64	6,22
10	0,52	0,06	0,24	3,28		5,58	0,64	6,22	24,88
6	0,6	0,07	0,29		5	6,44	0,75	7,19
11	0,49	0,06	0,23			5,26	0,64	5,90
13	0,52	0,06	0,25	2,57		5,58	0,64	6,22	19,31
5	1,74	0,21	0,83		6	18,69	2,26	20,95
12	0,71	0,09	0,34	3,92	6	7,63	0,97	8,60	29,55
33	0,7	0,08	0,33		7	7,52	0,86	8,38
34	0,54	0,06	0,25	1,96	7	5,80	0,64	6,44	14,82
21	0,23	0,03	0,11		8	2,47	0,32	2,79
22	0,41	0,05	0,19			4,40	0,54	4,94
28	1,08	0,13	0,51			11,60	1,40	13,00
29	0,7	0,08	0,33	3,85		7,52	0,86	8,38	29,11
23	1,33	0,16	0,63		9	14,28	1,72	16,00
30	1,08	0,13	0,51	3,84	9	11,60	1,40	13,00	29,00
14	0,51	0,06	0,24		10	5,48	0,64	6,12
15	0,32	0,04	0,15			3,44	0,43	3,87
18	0,24	0,03	0,12			2,58	0,32	2,90
19	0,43	0,05	0,21	2,4		4,62	0,54	5,16	18,05
16	0,43	0,05	0,2		11	4,62	0,54	5,16
Окончание таблицы 4
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
20	0,65	0,08	0,31	1,72		6,98	0,86	7,84	13,00
1	0,54	0,06	0,26		12	5,80	0,64	6,44
2	0,54	0,06	0,26			5,80	0,64	6,44
3	0,54	0,06	0,26			5,80	0,64	6,44
4	0,54	0,06	0,26	3,44		5,80	0,64	6,44	25,76
	23,65	2,82	11,21	37,68				284,25	284,25

5 Разработка принципиальной схемы теплоснабжения.

В данном разделе выбирается схема тепловой сети, абоненты подсоединяются по зависимой схеме с элеваторным вводом, так как температура в тепловой сети 150 , а температура на поверхности требуется 95 , то для снижения температуры со 150 до 95 обеспечивает элеваторный узел.

6 Выбор расчётной схемы тепловой сети.

Принимаем схему тупиковую с уменьшением расхода теплоносителя по ходу движения потребителя. Надёжность тепловой сети обеспечивается за счёт ликвидации аварий в установленные сроки. Резервирование тепловой сети не предусматривается, так как d=300 мм и более будут прокладываться надземно или в проходных каналах.

7 Предварительный гидравлический расчёт тепловой сети.

7.1 Разработка трассы и расчетной схемы тепловой сети

Направление теплопровода (трасса) выбирается по ген. Плану, в зависимости от расположения источника тепла и ЦТП. При трассировке сетей следует стремиться к прокладке магистралей в районе наиболее плотной тепловой нагрузки и минимальной протяженности тепловой сети, а так же к двухсторонней нагрузки тепловой магистрали. В городах и населенных пунктах трасса должна прокладываться в отведенных для инженерных сетей технических полосах, параллельно красным линиям улиц и дорог вне проезжей части и зоны зеленых насаждений. При этом надо выдерживать нормативные расстояния от строительных конструкций зданий и инженерных коммуникаций. На плане трассы показаны в условных обозначениях тип прокладки, теплофикационные камеры и компенсаторные ниши.

При тепловой нагрузке района до 350 МВт рекомендуется принимать простую, тупиковую радиальную схему. При большей тепловой нагрузке необходимо предусматривать резервные блокировочные перемычки, рассчитанные на пропуск аварийного расхода воды »70% от расчетного.

После разработки трассы разрабатывается расчетная схема тепловой сети с разбивкой на участки, на расчетной схеме должны быть показаны источники тепла и ЦТП. Нумерация участков проставляется с концевого ЦТП и для каждого участка должна быть проставлена длина и расчетный расход теплоносителя.

Наиболее протяженную и загруженную магистраль, соединяющую ТЭЦ с ЦТП 4, принимаем за расчетную. Удельные потери давления для расчетной магистрали рекомендуется принимать в пределах от 30 – 80 Па/м. Ориентируясь на удельные потери давления на трение , исходя из расходов теплоносителя на участках по таблице гидравлического расчета для находят диаметры трубопровода, действительные удельные потери давления и скорость движения теплоносителя.

После определения диаметров на основной магистрали и расчетном ответвлении, необходимо увязать потери давления в параллельных ветках. Невязка должна составлять 10 %.

Таблица 5 – Предварительный гидравлический расчет

Уч–к

Gd, т/ч

l, м

dxS, мм

R, Па/м

V, м/с

lэкв.

lпр.

ΔP, кПа

ΣΔP, кПа

ΣΔH, м.вод.ст.

Расчетная магистраль

8-7

24,88

133х4

28,01

0,504

0,3

25,5

110,5

3,10

0,32

7-6

42,07

149

159х4,5

31,36

0,6

0,3

44,7

193,7

6,07

9,17

0,93

6-5

61,38

195

219х6

12,43

0,5

0,4

273

3,39

12,56

1,28

5-4

90,93

187

219х6

27,28

0,74

0,4

74,8

261,8

7,14

19,70

2,01

4-3

130,14

271

273х7

17,57

0,69

0,6

162,6

433,6

7,62

27,32

2,78

3-2

154,51

143

273х7

24,77

0,81

0,6

85,8

228,8

5,67

32,99

3,36

2-1

284,25

684

325х8

33,56

1,06

0,6

410,4

1094,4

36,73

69,72

7,11

Ответвления

18-17

25,76

416

159х4,5

11,76

1,33

0,3

124,8

540,8

6,36

0,65

17-16

56,81

189

159х4,5

57,19

2,91

0,3

56,7

245,7

14,05

20,41

2,08

16-15

85,81

219х6

24,30

2,51

0,4

36,8

128,8

3,13

23,54

2,40

2020-03-19

204

Обсуждений (0)

0.00 из 5.00 0 оценок

Обсуждение в статье: Теплоснабжение района города

Обсуждений еще не было, будьте первым... ↓↓↓