Принципиальные технические решения по проекту
Стр 1 из 3Следующая ⇒ Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное образовательное учреждение среднего профессионального образования «Волгоградский Государственный экономико-технический колледж» Кафедра энергетических дисциплин
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ По дисциплине: Теплоснабжение На тему: Теплоснабжение жилого квартала г. Воронеж Пояснительная записка ВГЭТК.401-Т.08.КП.46д.ПЗ
Студента: Кох И.А. Шифр: К-1402 Группа: 401-Т Руководитель: Жуков Е.А. Содержание: Введение 4 1. Общая часть 8 1.1 Характеристика объекта регулирования 1.2 Система теплоснабжения – принципиальные проектные решения 10 2. Специальная часть 13 2.1 Расчет тепловых нагрузок 13 2.2 Графики изменения тепловых нагрузок 19
2.4 Определение расчетных расходов теплоносителя 23 2.5 Гидравлический расчет водяных тепловых сетей 25 2.6 Пьезометрический график тепловой сети 29 2.7Расчёт конструктивных элементов в тепловой сети 32 2.8 Подбор тепловой изоляции 39 Заключение 40 Список литературы 41
Под теплоснабжением понимают систему обеспечения теплом зданий и сооружений. Централизованные системы теплоснабжения, обеспечивающие наиболее экономное использование топлива, имеют наиболее высокие экономические показатели и характеризуется пониженными удельными расходами топлива на выработку тепловой энергии.
Централизованное теплоснабжение базируется на использовании крупных районных котельных, характеризующихся значительно большими КПД, чем мелкие отопительные установки. Централизованное теплоснабжение на базе комбинированной выработки тепла и электроэнергии, является высшей формой централизованного теплоснабжения. Она позволяет сократить расход топлива на 20–25%. Централизованная система теплоснабжения состоит из следующих основных элементов: источника тепла, тепловых сетей и местных систем потребления – систем отопления, вентиляции и горячего водоснабжения. Для централизованного теплоснабжения используются два типа источников тепла: теплоэлектроцентрали (ТЭЦ) и районные котельные (РК). На ТЭЦ осуществляется комбинированная выработка тепла и электроэнергии, обеспечивающая существенное снижение удельных расходов топлива при получении электроэнергии. При этом сначала тепло рабочего тела – водяного пара – используется для получения электроэнергии при расширении пара в турбинах, а затем оставшееся тепло отработанного пара используется для нагрева воды в теплообменниках, которые составляют теплофикационное оборудование ТЭЦ. Горячая вода применяется для теплоснабжения. Таким образом, на ТЭЦ тепло высокого потенциала используется для выработки электроэнергии, а тепло низкого потенциала – для теплоснабжения. В этом состоит энергетический смысл комбинированной выработки тепла и электроэнергии. При раздельной их выработке электроэнергию получают на конденсационных станциях (КЭС), а тепло – в котельных. Системы теплоснабжения на базе ТЭЦ называются «теплофикационными». Полученное в источнике тепло передают тому или иному теплоносителю (вода, пар), который транспортируют по тепловым сетям к абонентским вводам потребителей.
В зависимости от организации движения теплоносителя системы теплоснабжения могут быть замкнутыми, полузамкнутыми и разомкнутыми. В зависимости от числа теплопроводов в тепловой сети водяные системы теплоснабжения могут быть однотрубными, двухтрубными, трехтрубными, четырехтрубными и комбинированными, если число труб в тепловой сети не остается постоянным.
В качестве теплоносителя для теплоснабжения городов используют горячую воду, а для теплоснабжения промышленных предприятий — водяной пар. Теплоноситель от источников тепла транспортируют по теплопроводам. Горячая вода поступает к потребителям по подающим теплопроводам, отдает в теплообменниках свое тепло и после охлаждения возвращается по обратным теплопроводам к источнику тепла. Таким образом, теплоноситель непрерывно циркулирует между источником тепла и потребителями. Циркуляцию теплоносителя обеспечивает насосная станция источника тепла. Водяной пар поступает к промышленным потребителям по паропроводам под собственным давлением, конденсируется в теплообменниках и отдает свое тепло. Образовавшийся конденсат возвращается к источнику тепла под действием избыточного давления или с помощью конденсатных насосов. Современные тепловые сети городских систем теплоснабжения представляют собой сложные инженерные сооружения. Протяженность тепловых сетей от источника до крайних потребителей составляет десятки километров, а диаметр магистралей достигает 1400 мм. В состав тепловых сетей входят теплопроводы; компенсаторы, воспринимающие температурные удлинения; отключающее, регулирующее и предохранительное оборудование, устанавливаемое в специальных камерах или в павильонах; насосные станции; районные тепловые пункты (РТП) и тепловые пункты (ТП).
Теплопроводы прокладывают под землей в непроходных и полупроходных каналах, в коллекторах и без каналов. Для сокращения потерь тепла при движении теплоносителя по теплопроводам применяют теплоизоляцию их. Для управления гидравлическим и тепловым режимами системы теплоснабжения ее автоматизируют, а количество -подаваемого тепла регулируют в соответствии с требованиями потребителей. Наибольшее количество тепла расходуется на отопление зданий. Отопительная нагрузка изменяется с изменением наружной температуры. Для поддержания соответствия подачи тепла потребностям в нем применяют центральное регулирование на источниках тепла. Добиться высокого качества теплоснабжения, применяя только центральное регулирование, не удается, поэтому на тепловых пунктах и у потребителей применяют до
Как уже отмечалось, современные централизованные системы теплоснабжения представляют собой сложный комплекс, включающий источники тепла, тепловые сети с насосными станциями и тепловыми пунктами и абонентские вводы, оснащенные системами автоматического управления. Для обеспечения надежного функционирования таких систем необходимо их иерархическое построение, при котором всю систему расчленяют на ряд уровней, каждый из которых имеет свою задачу, уменьшающуюся по значению от верхнего уровня к нижнему. Верхний иерархический уровень составляют источники тепла, следующий уровень — магистральные тепловые сети с РТП, нижний — распределительные сети с абонентскими вводами потребителей. Источники тепла подают в тепловые сети горячую воду заданной температуры и заданного давления, обеспечивают циркуляцию воды в системе и поддержание в ней должного гидродинамического и статического давления. Они имеют специальные водоподготовительные установки, где осуществляется химическая очистка и деаэрация воды. По магистральным тепловым сетям транспортируются основные потоки теплоносителя в узлы теплопотребления. В РТП теплоноситель распределяется по районам и в сетях районов поддерживается автономный гидравлический и тепловой режимы. К магистральным тепловым сетям отдельных потребителей присоединять не следует, чтобы не нарушать иерархичности построения системы.
Иерархическое построение систем теплоснабжения обеспечивает их управляемость в процессе эксплуатации. Тепловые пункты бывают центральные (ЦТП) и индивидуальные (ИТП). От ЦТП предусматривается теплоснабжение нескольких зданий, а от ИТП — одного здания. ЦТП размещают в отдельных одноэтажных зданиях, а ИТП — в помещении здания. Тепловые пункты обеспечивают подачу необходимого количества тепла в здания для их отопления и вентиляции с автоматическим поддержанием в системах отопления нужных гидравлического и теплового режимов. В теплообменниках ТП подогревают водопроводную воду до 65°С, а затем подают ее в жилые и общественные здания для горячего водоснабжения. Температура горячей воды регулируется автоматически. Выше были рассмотрены основные элементы водяных систем теплоснабжения, использующих органическое топливо. В дальнейшем основными источниками для теплоснабжения будут атомные котельные и атомные ТЭЦ. Использование этих источников приведет к еще большей концентрации тепловых нагрузок, увеличению радиуса действия систем и необходимости решения новых научных и инженерных задач. Наряду с ядерным топливом будут использоваться восстанавливаемые энергоресурсы: геотермальные воды, тепло солнца и воды. Геотермальные воды и сейчас используются для теплоснабжения,
Существенную экономию энергии дает использование для теплоснабжения вторичных энергоресурсов, которые будут находить все более широкое применение.
Общая часть Характеристика объекта Характеристика объекта по следующим параметрам: -район строительства г.Воронеж; -расчетная температура для проектирования отопления t0=-260C; - расчетная температура для проектирования вентиляции tv=-140C; -средняя температура наружного воздуха за отопительный период tср от=-3,40C; -продолжительность отопительного сезона n0=199 дней Состав квартала: - колледж 3-х этажный на 1100 мест; -детский сад 2-х этажный на 250 мест; - жилой дом 9-этажный 2 сек.; - жилой дом 9-этажный 4 сек.; - жилой дом 9-этажный 4 сек.; - жилой дом 9-этажный 4 сек..
Принципиальные технические решения по проекту Источником теплоснабжения является районная котельная, вырабатывающая теплоноситель в виде горячей воды для покрытия тепловых нагрузок на отопление, вентиляцию и горячего водоснабжения. Для данной котельной принята централизованная, водяная, закрытая система теплоснабжения. Параметры сетевой воды 150 -700C, котельная рассматривается вне рассматриваемого микрорайона, квартала. Котельная вырабатывает следующие нагрузки: Qo=2921,03кВт Qth=706 кВт Qv=41,5кВт
Система теплоснабжения двух ступенчатая так как используется теплоноситель различных параметров. Подача теплоносителя от котельной осуществляется по двум трубным магистральным тепловым сетям до ЦТП. На ЦТП осуществляется распределение тепловой нагрузки приготовления теплоносителя на ГВС, с параметрами температуры 600C, теплоносителя в системе отопления приготавливается на абонентских вводах здания. После ЦТП выполняются квартальные 4-х трубные сети: Т1 и Т2 – с нагрузкой на отопление и вентиляцию QO+QV; Т3 – подающий трубопровод ГВС с нагрузкой Qth; Т4 – циркуляционный трубопровод ГВС, для предотвращения остывания воды в стожках в системе ГВС.
Местное количественное регулирование выполняется на ЦТП и абоннеских вводах в диапазоне температур от tкр=-10C до tн=+80C. Располагаемое давление на ЦТП для квартальной сети Нрасп= 22 м Рисунок 1- Двух ступенчатая схема присоединения водоподогревателей в ЦТП.
На ЦТП установлено следующие оборудования: -повысительные насосы на ГВС; -циркуляционные насосы на ГВС; -водоподогреватели скоростные водоводяные пластинчатые.
Рисунок 2 - Принципиальная схема теплоснабжения квартала
Система отопления зданий подсоединяется к тепловым сетям по зависимой схеме через элеватор. В элеваторных узлах происходит смешивание сетевой и обратной воды. Система вентиляции общественных зданий подсоединяется по зависимой схеме через задвижку. Система ГВС подсоединяется по закрытой схеме через скоростные водоподогреватели. Прокладка квартальной тепловой сети выполняется подземная канальная в непроходных каналах. Глубина заложения hзалож=0,9 м. В прокладке применяются сбросные железобетонные каналы типа КС 1200; 500. Подсоединение абонентов, установка арматура выполняется в тепловых камерах установленных в узловых точках тепловой сети. Для прокладки тепловой сети Т1и Т2 применяют трубы стальные электросварные прямошовные ГОСТ 10704-91 Ру£1,6МПа. Для прокладке трубопроводов Т3и Т4 применяют стальные водогазопроводные ГОСТ 3262-91 Ру£1,0МПа. Арматура устанавливаемая на тепловой сети задвижки стальные на Т1и Т2, на Т3 и Т4 задвижки чугунные, вентили чугунные и бронзовые. Для компенсации тепловых удлинений на тепловой сети устанавливаются П-образные компенсаторы, а также используют естественные углы поворота трассы.
Трубопроводы укладываются на подвижные скользящи опоры с уклоном не менее 0,002мм/м. Для срабатывания компенсатора неподвижные щитовые опоры. При укладке трубопроводов применяют хомутовые неподвижные опоры.
Расчет тепловых нагрузок Теплота по тепловым сетям различным потребителям. Потребителей теплоты по надежности теплоснабжения следует делать на три категории. Первая категория- потребители, не допускающие перерывов в подаче расчетного количества тепла и снижения температуры воздуха в помещениях ниже предусмотренных ГОСТ 30494-96 «Здания жилые и общественные». Например больницы, родильные дома, детские дошкольные учреждения с круглосуточным пребываниям детей, картинные галереи, химические и социальные производства, шахты, операционное отделение и т.п. Вторая категория- потребители, допускающие временное снижение температуры в отапливаемых помещениях: а) жилых и общественных зданий б) промышленных зданий до +80C. Третья категория – остальные потребители. Например, временные здания и сооружения, вспомогательные здания промышленных предприятий, бытовые помещения и т.п. Тепловые потребители диктуют не только вид и параметры теплоносителя, но и характер изменения тепловых нагрузок. По изменению во времени тепловые нагрузки можно разделить на сезонные и круглогодовые. Сезонную нагрузку составляют отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха. Величина и характер изменения сезонной нагрузки зависят от климатических условий: температуры наружного воздуха, направлении и скорости воздуха и солнечного излучения. Основное влияние на основную нагрузку оказывает температура наружного воздуха. Круглогодовую нагрузку составляют расходы теплоты на технологию и на горячие водоснабжение. Величина и характер изменения технологической нагрузки зависят от профиля и объема производства предприятий и режима их работы.
Нагрузки на горячее водоснабжения и технологические нужды почти не зависят от температуры наружного воздуха, поэтому круглогодовая нагрузка имеет практически постоянный годовой и временный суточный графики. d wMIuDxe06UJ5YuelC4wGgtW30QVyBIdpVUTct9J0cWK6UEq0posOXaizSG26UK7YGejC91FzXg47 UrtqsQXI/JDJA51IOh6aLjRd7Hr19BjvQp0huBS6ENen4Ra6EIubG/P8mns7Dc/te/03/wAAAP// AwBQSwMEFAAGAAgAAAAhAKwKIW3gAAAADAEAAA8AAABkcnMvZG93bnJldi54bWxMj01Lw0AQhu+C /2EZwZvdrCHBxmxKKeqpCLaCeJsm0yQ0uxuy2yT9905P9jYv8/B+5KvZdGKkwbfOalCLCATZ0lWt rTV879+fXkD4gLbCzlnScCEPq+L+LsescpP9onEXasEm1meooQmhz6T0ZUMG/cL1ZPl3dIPBwHKo ZTXgxOamk89RlEqDreWEBnvaNFSedmej4WPCaR2rt3F7Om4uv/vk82erSOvHh3n9CiLQHP5huNbn 6lBwp4M728qLjrVapoxqiFPedAVUsoxBHPhKExWBLHJ5O6L4AwAA//8DAFBLAQItABQABgAIAAAA IQC2gziS/gAAAOEBAAATAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAABbQ29udGVudF9UeXBlc10ueG1sUEsBAi0A FAAGAAgAAAAhADj9If/WAAAAlAEAAAsAAAAAAAAAAAAAAAAALwEAAF9yZWxzLy5yZWxzUEsBAi0A FAAGAAgAAAAhADVleZkeBgAAH0AAAA4AAAAAAAAAAAAAAAAALgIAAGRycy9lMm9Eb2MueG1sUEsB Ai0AFAAGAAgAAAAhAKwKIW3gAAAADAEAAA8AAAAAAAAAAAAAAAAAeAgAAGRycy9kb3ducmV2Lnht bFBLBQYAAAAABAAEAPMAAACFCQAAAAA= " o:allowincell="f">
QO=go V (ti- to)a, где (1) to-расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления [3 табл.1.3], to=-260C; ti - расчетная температура внутреннего воздуха для жилых зданий; принято ti=200C;для общественных зданий - ti [3 табл.1.3]; V-объем здания по наружному обмеру, м3 [ табл.1]; go-удельная отопительная характеристика, Вт/ м3 [3 табл.1.7,1.10]; a- поправочный коэффициент [3 табл.1.8]; Максимальный тепловой поток на вентиляцию Qv Вт определяется по формуле: Qv= gv V (ti- tv), (2) где: tv -расчетная температура наружного воздуха для проектирования вентиляции [3 табл.1.3], to=-140C; go-удельная вентиляционная характеристика, Вт/ м3 [3 табл.1.7,1.10].
Тепловой поток на ГВС, кВт, с учетом потерь тепла подающими и циркуляционными трубопроводами: Qth=1,16× gth× (55- tс) ×1,2; (3) где: tс - температура холодной воды в наружном водопроводе, 0C; tс – принять (5-10 0C) для зимнего периода; gth-расход горячей воды потребителя, м3/ч.
gth= guh×U/1000×T; где: guh – норма расхода горячей воды одним потребителем [Прилож. 1]; U- число потребителей в здании; Т- период водоразбора. Принять для расчета жилых домов guh =120 л/сут [Приложение 1];Т =24ч.
Таблица 2 – Расчетные тепловые нагрузки
Графики изменения тепловых нагрузок рассматриваются в диапазоне наружных температур отопительного периода от tн=to до tн =+80C, где: tн= +80C- начало или окончание отопительного периода; to- расчетная отопительная температура. Тепловые нагрузки на квартал, кВт (табл.2); Σ Qo=2921,03кВт Σ Qv=41,5кВт ΣQth=706 кВт График изменения тепловой нагрузки на отопление: tн= tо=-260C, Qo=Σ Qo=2921,03кВт; tн= tv=-140C, Qo=Σ Qo =2921,03×106× =0,73 (4) Qo=2921,03×106×0,73=2132,35×106 кВт; tн=+80C Qo=Σ Qo = =0,26 (5) Qo=2921,03×106×0,26=759,46×106 кВт. График изменения тепловой нагрузки на вентиляцию: tн= tо=-260C, Qo=Σ Qo =41,5×106× =1,4 (6) Qo=41,5×106×1,4=55,99×106 кВт;
tн= tv=-140C, Qo=Σ Qo=41,5кВт;
tн=+80C Qo=Σ Qo = =0,35 (7) Qo=41,5×106×0,35=14,51×106 кВт.
График изменения тепловой нагрузки на ГВС: Тепловая нагрузка на ГВС ΣQth не зависит от изменения наружной температуры tн. ΣQth=706 кВт
Годовой расход теплоты на отопление, ГДж/год, определяется по формуле: Qoгод=Qoср×nо×24×3600×10-9 (8) где: Qoср –средний расход теплоты на отопление за отопительный период, nо –продолжительность отопительного периода, сут/год. Qoгод =1,45×106×199×24×3600×10-9=2493016×10-3=24930×103×10-3=24930ГДж/год. Средний расход теплоты за отопительный период, определяется по формуле: Qoср = Qoр × , (9) где: ttнсро- средняя температура наружного воздуха за отопительный период Qoср =2921034 Вт=2,92×106Вт Qoср =2,92×106 =1,45×106 Годовой расход теплоты на вентиляцию, ГДж/год, определяется по формуле: Qвгод = Qвр × ×nо×Zч×3600×10-9 (10) где: Zв- число часов работы вентиляции в сутки.
Колледж: Qвгод=21315 Вт=0,213×106Вт Qвгод=0,213×106 ×199×8×3600×10-9=453,796×10-3=453,796×103×10-3 =453,796ГДж/год. Детский сад: Qвгод=20160 Вт=0,201×106Вт Qвгод=0,201×106 ×199×10×3600×10-9=536,259×10-3=536,259×103×10-3 =536,259ГДж/год.
Qгвсгод = Qгвсср.сут×[ n0+¦лг ×(350- n0)]×24×3600×10-6 (11) где: Qгвсгод – среднесуточный расход теплоты на ГВС, кВт; ¦лг – коэффициент снижения расхода воды в летний период, обычно ¦лг =0,8; tрг , tдх, tзх- соответственно расчетные температуры горячей и холодной водопроводной воды зимой и летом. tрг =550C tдх=+50C tзх=150C Qгвсгод=706×10-6[199+0,8× ×(350-199)]×24×3600×10-6=1,83 ГДж/год.
Изменение наружных температур сказывается на потреблении тепла. Основная цель регулирования – в определении изменения количества тепла абонентом в зависимости от наружной температуры. Для водяных тепловых сетей, где основной нагрузкой является отопительная нагрузка, принимают центральное качественное регулирование. В зависимости от пункта осуществления различают центральное и местное регулирование. Центральное регулирование осуществляется на источнике тепла, местное на абонентских вводах зданий. Центральное регулирование ведется по одному виду нагрузки, преобладающей в данном районе. Комбинированный график регулирования сочетает центральное и местное регулирование, качественное и количественное. При центральном качественном регулировании температура воды в подающей магистрали тепловой сети не может снижаться ниже определенного уровня, определяемого условиями работы систем горячего водоснабжения. При закрытой системе теплоснабжения температура воды в подающей магистрали не может снижаться ниже 700C, поскольку водопроводная вода должна быть нагрета в системе горячего водоснабжения до 600C. Поэтому температура наружного воздуха, при которой температура сетевой воды в подающей магистрали t1=700C, а регулирование из качественного переходит в количественное, называется точкой излома графика или критической точкой графика (tн= tкр).
При низких температурах наружного воздуха производится центральное качественное регулирование отпуска тепла на отопление. Для расчета принять следующие обозначения: температура воды в подающей магистрали-t1; температура воды на входе в систему отопления tс., температура обратной воды - t20. Температура теплоносителя определяется по формуле: Сетевая вода: t1=
Теплоноситель на входе из системы отопления t1=ti+(t11+ ti)× Qo0,8+0,5(tc1-t201) Qo (13) Теплоноситель на выходе из системы отопления t1=ti+(tпр1+ ti)× Qo0,8-0,5(tc1-t201) Qo, (14) где: ti- расчетная внутренняя температура. Qo= - коэффициент понижения температуры теплоносителя. tпр1= = <
Воспользуйтесь поиском по сайту: ©2015 - 2024 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...
|