Курсовой
проект “Теплоснабжение”.
|
3
|
2.4.
Максимальный тепловой поток на горячее водоснабжение жилых и общественных
зданий <Bт>:
Qh max=2,4Qh
m
2.5. Средний тепловой поток на отопление <Bт>:
ti – средняя
температура внутреннего воздуха отапливаемых помещений (при отсутствии данных в
жилых принимается 18 °С, в производственных 16 °С).
tom – средняя температура наружного воздуха за период со среднесуточной
температурой 8 °С и ниже.
To
– расчетная температура наружного
воздуха для проектирования отопления.
2.6. Средний тепловой поток
на вентиляцию <Bт>:
2.7. Средний тепловой поток на отопление <Bт>:
– температура
холодной водопроводной воды в неотопительный период (+15°С).
tc
– температура холодной водопроводной воды в
отопительный период (+5 °С).
–коэффициент,
учитывающий изменение среднего расхода воды на ГВС в неотопительный период по
отношению к отопительному периоду:
0,8 – для жилищно–коммунального сектора,
1 – для предприятий.
2.8. Годовой расход тепла на отопление жилых
и общественных зданий < кДж >:
Qoy=86,4Qo mno
2.9. Годовой расход тепла на вентиляцию
общественных зданий < кДж >:
2.10. Годовой расход тепла на ГВ жилых и
общественных зданий < кДж >:
no
– продолжительность отопительного периода
соответствующее периоду со среднесуточной температурой наружного воздуха +8 °С
и ниже.
Z – усреднённое за отопительный период число работы системы вентиляции
общественных зданий в течении суток (16 часов).
nh
y – расчётное число суток в году
работы системы ГВ (350 суток).
Курсовой
проект “Теплоснабжение”.
|
4
|
Все расчёты сведены в таблицу №1.
Таблица №1 “Тепловые нагрузки района”:
|
Наименование
здания.
|
Тепловая
нагрузка.
|
Qo max, Вт.
|
Qv max, Вт.
|
Qh m, Вт.
|
Qh max, Вт.
|
Qo m, Вт.
|
Qv m, Вт.
|
, Вт.
|
Qoy,ГДж.
|
Qvy, ГДж.
|
Qhy, ГДж.
|
1. Жилой дом.
|
63750
|
7650
|
–––––
|
–––––
|
34193
|
4103
|
–––––
|
939,5
|
75,15
|
–––––
|
2. Жилой дом.
|
122400
|
–––––
|
12600
|
30340
|
65651
|
–––––
|
8064
|
1803,7
|
–––––
|
368,48
|
3. Лицей.
|
194350
|
23322
|
18667
|
44801
|
101426
|
12171
|
14934
|
2786,7
|
223
|
554,17
|
5. Жилой дом.
|
153000
|
–––––
|
15750
|
37800
|
82064
|
–––––
|
10080
|
2254,7
|
–––––
|
460,6
|
6. Жилой дом.
|
76500
|
–––––
|
8050
|
19320
|
41032
|
–––––
|
12365
|
1127,4
|
–––––
|
255,5
|
7. Гараж.
|
12750
|
7650
|
–––––
|
–––––
|
6023
|
3614
|
–––––
|
165,5
|
66,2
|
–––––
|
9. Школа.
|
190125
|
22815
|
16334
|
39202
|
99222
|
11942
|
13067
|
2726,2
|
218,8
|
485
|
11. Школа
|
395125
|
43095
|
35000
|
84000
|
187419
|
22490
|
28000
|
5149,4
|
411,95
|
1039
|
13. Жилой
дом.
|
67600
|
–––––
|
10500
|
25200
|
36258
|
–––––
|
6720
|
996,2
|
–––––
|
307,07
|
15. Жилой
дом.
|
67600
|
–––––
|
10500
|
25200
|
36258
|
–––––
|
6720
|
996,2
|
–––––
|
307,07
|
сумма:
|
1343200
|
104532
|
127401
|
305763
|
689546
|
54320
|
99950
|
18945,5
|
995,1
|
3776,9
|
Курсовой проект “Теплоснабжение”.
|
5
|
3.
График расхода тепла по продолжительности стояния температур наружного воздуха.
Для определения годового расхода
тепла, планирования в течение года загрузки оборудования котельной и
составления графика ремонта используют график расхода тепла по
продолжительности стояния температур наружного воздуха.
;
(3.1)
; (3.2)
tн – температура наружного воздуха (от +8 и
ниже).
Все
расчёты для построения графика сведены в таблицу №2.
Таблица №2:
|
|
|
|
|
Tн, °С.
|
Qo m, Вт.
|
Qv m, Вт.
|
Qh m, Вт.
|
Qoбщ. m, Вт.
|
+8
|
176852
|
12577
|
127401
|
316830
|
+5
|
237406
|
382311
|
0
|
338330
|
25713
|
491444
|
–5
|
439254
|
33924
|
600579
|
–10
|
540179
|
42135
|
709715
|
–15
|
641102
|
50344
|
818847
|
–20
|
742026
|
58555
|
927982
|
–25
|
842950
|
66764
|
1037115
|
–30
|
943874
|
74976
|
1146251
|
–35
|
1043698
|
83185
|
1254284
|
–40
|
1145721
|
91396
|
1364518
|
–45
|
1246647
|
92634
|
1466682
|
–48
|
1307200
|
104532
|
1539133
|
Курсовой
проект “Теплоснабжение”.
|
6
|
4. График центрального
качественного регулирования отпуска теплоты.
Регулирование отпуска
тепла в закрытых системах теплоснабжения.
В водяных тепловых станциях принимают
центральное качественное регулирование отпуска теплоты по нагрузке отопления
или по совмещённой нагрузке отопления и горячего водоснабжения.
Центральное качественное регулирование заключается в регулировании
отпуска теплоты путём изменения температуры теплоносителя на входе в прибор,
при сохранении постоянным количество теплоносителя подаваемого в регулирующую
установку.
4.1. Если тепловая нагрузка на
жилищно-коммунальные нужды составляет менее 65% от суммарной тепловой нагрузки,
а также при отношении:
––
регулирование отпуска теплоты принимают по нагрузке на отопление.
При этом в тепловой сети
поддерживается отопительно-бытовой температурный график.
Построение графика центрального качественного регулирования по
отопительной нагрузке основано на определении зависимости температуры сетевой
воды, подающей и обратной магистрали, от температуры наружного воздуха.
Для зависимых схем присоединения отопительных установок к отопительным
сетям температуру в подающей () и обратной () магистралях в течение отопительного периода,
т.е. в диапазоне температур наружного воздуха от +8 до to по следующим формулам:
; (4.1.1.)
; (4.1.2.)
ti – средняя температура воздуха отапливаемых
зданий.
∆t
– температурный напор нагреваемого прибора:
; (4.1.3.)
–
температура воды в подающем трубопроводе системы отопления после элеватора при to.
to – расчётная температура наружного воздуха для
проектирования отопления.
–
температура воды в обратном трубопроводе после системы отопления при to.
– расчётный перепад
температур воды в тепловой сети:
; (4.1.4.)
– температура воды в
подающем трубопроводе тепловой сети при расчётной температуре наружного воздуха
(to).
– расчётный перепад
температуры воды в местной системе отопления.
; (4.1.5.)
Курсовой
проект “Теплоснабжение”.
|
8
|
При регулировании по отопительной
нагрузке, водоподогреватели горячего водоснабжения присоединяются к тепловым
сетям в зависимости от отношения максимальной тепловой нагрузки на горячее
водоснабжение (Qh max) к максимальной
тепловой нагрузки на отопление (Qо max) типа регулятора, по следующим схемам:
– с установкой регулятора
расхода по двухступенчатой смешанной схеме.
При таком же отношении с электронным
регулятором расхода по двухступенчатой смешанной схеме с ограничением максимального
расхода воды на ввод.
При остальных отношениях по
параллельной схеме.
4.2. Если
в системе теплоснабжения нагрузка на жилищно-коммунальные нужды составляет,
более 65% от суммарной тепловой нагрузки принимают центральное качественное
регулирование отпуска теплоты по совмещённой нагрузке горячего водоснабжения и
отопления.
Применение данного метода
регулирования позволяет рассчитать магистральные теплопроводы по суммарному
расходу воды на отопление и на вентиляцию, не учитывая расхода на горячее
водоснабжение. Для удовлетворения нагрузки на горячее водоснабжение температура
воды в подающем трубопроводе принимается выше, чем по отопительному графику и
большинство абонентов системы отопления и горячего водоснабжения должны
присоединятся к тепловой сети по принципу связанной подачи теплоты:
1) – с
установкой регулятора расхода по последовательной двухступенчатой схеме.
2) При том же отношении с электронным
регулятором расхода по двухступенчатой смешанной схеме с ограничением
максимального расхода воды на ввод.
При этом способе регулирования отпуска теплоты в тепловой сети
поддерживается повышенный отопительно-бытовой температурный график,
который строится на основании отопительно-бытового температурного графика.
Расчёт повышенного температурного
графика заключается в определении перепада температур сетевой воды в
подогревателях верхней (δ1) и нижней (δ2)
ступени при различных температурах наружного воздуха (tн) и балансовой нагрузки горячего
водоснабжения ():
=X·Qh m ; (4.2.1.)
X – балансовый коэффициент
учитывающий неравномерность расхода теплоты на горячие водоснабжение в течении
суток (для закрытых систем теплоснабжения X=1,2).
Суммарный перепад температур сетевой воды
в подогревателях верхней и нижней ступени в течение всего отопительного периода
постоянен и определяется:
;
(4.2.2.)
Задавая величину недогрева
водопроводной воды до температуры греющей воды в нижней ступени подогревателя
(∆t = 5 ÷ 10 °С) определяют температуру
нагреваемой воды после первой ступени подогревателя (t')
при температуре наружного воздуха, соответствующей точки излома графика (t'н): t' = – ∆t'н; (4.2.3.)
Штрих обозначает, что значение взяты
при температуре точки излома графика.
Курсовой
проект “Теплоснабжение”.
|
9
|
Перепад температур сетевой воды в
нижней ступени подогревателя (δ2) при различных температурах
наружного воздуха определяется:
при t'н:
δ'2 = δ·(t'
– tc)/(th – tc); (4.2.4.)
при to: δ2 = δ'·(τ2
– tc)/(τ'2
– tc); (4.2.5.)
th –
температура воды поступающая в систему горячего водоснабжения.
tc – температура холодной водопроводной воды в отопительный период.
Зная δ2 и δ'2
находим температуру сетевой воды от обратной магистрали по повышенному
температурному графику:
τ2П = τ2 – δ2; (4.2.6.)
τ'2П = τ'2 – δ'2; (4.2.7.)
Перепад температур сетевой воды в
верхней ступени подогревателя при t'н и tо:
δ'1 = δ
– δ'2; (4.2.8.)
δ1 = δ
– δ2; (4.2.9.)
Температуры сетевой воды подающей
магистрали тепловой сети для повышенного температурного графика определяются по
следующим формулам:
τ1П = τ1 – δ1; (4.2.10.)
τ'1П = τ'1 – δ'1; (4.2.11.)
Расчёт графика центрального качественного регулирования отпуска
теплоты.
– регулирование отпуска теплоты принимают по
нагрузке на отопление. При этом в тепловой сети поддерживается
отопительно-бытовой температурный график (формулы 4.1.)
Данные для расчёта графика: τ1 = 130 °С
τ2 =
70 °С
ti = 18 °С
to = – 48 °С
τэ = 95 °С
Минимальную температуру сетевой воды в
подающем магистрали принимается равной 70 °С (на уровне 70 °С график
срезается).
Курсовой
проект “Теплоснабжение”.
|
10
|
5. Гидравлический
расчёт тепловых сетей.
5.1. Задачи гидравлического расчёта.
В задачу
гидравлического расчёта входят:
1.
Определение диаметров,
2.
Определение величины давлений (напоров) в
различных тачках сети,
3.
Определение падения давления (напора),
4.
Увязка всех тачек системы при статической и
динамическом режимах с целью обеспечения допустимых давлений и требуемых
напоров в сети и абонентских установок.
Результаты гидравлического расчёта дают исходный материал для решения
следующих задач: 1. Определение капиталовложений, расхода металла и
основного объёма работ по сооружению тепловой сети,
2.
Установление характеристик циркуляционных и подпиточных насосов, и. их
размещение,
3.
Выяснение условия работы тепловой сети и абонентских систем и выбора схем
присоединения абонентских установок,
4. Выбор авторегулятора для тепловой сети и
абонентских вводов,
5. Разработка режимов эксплуатации.
5.2. Основные расчётные зависимости.
При гидравлическом расчёте тепловых
сетей определяют потери давления на участках трубопровода для последующей
разработки гидравлических режимов и выявление располагаемых напоров на тепловых
пунктах потребителей.
Гидравлический расчёт производится на суммарный расчётный расход
сетевой воды, складывающийся из расчётных расходов на отопление, вентиляцию и
на горячие водоснабжение.
Расчётные расходы воды определяют <кг/ч>:
a)
максимальный расход воды на отопление:
; (5.2.1.)
б) максимальный расход воды на вентиляцию:
; (5.2.2.)
в) на горячие водоснабжение в открытых системах теплоснабжения:
; (5.2.3.)
; (5.2.4.)
г) на горячие водоснабжение в закрытых системах теплоснабжения:
–
при параллельной схеме присоединения водоподогревателей:
; (5.2.5.)
; (5.2.6.)
Курсовой
проект “Теплоснабжение”.
|
12
|
–
при двухступенчатой схеме присоединения
водоподогревателей:
; (5.2.7.)
; (5.2.8.)
τ1 – температура воды в подающем трубопроводе тепловой сети при расчётной
температуре наружного воздуха,
τ2 – температура воды в обратном трубопроводе
тепловой сети при расчётной температуре наружного воздуха,
th – температура воды поступающей в систему
горячего водоснабжения потребителей,
τ'1 – температура воды в подающем трубопроводе тепловой сети в точке излома
графика,
τ'2 – температура воды в обратном трубопроводе тепловой сети после системы
отопления здания в точке излома графика,
τ'3
– температура воды после параллельно включённого
водоподогревателя горячего водоснабжения в точке излома графика температур воды
(рекомендуется 30 °С),
t| – температура воды после первой ступени подогревателя при двухступенчатой
схеме водоподогревателя.
Суммарный расчётный расход сетевой
воды в двухтрубных тепловых, сетях в закрытых и открытых системах
теплоснабжения при качественном регулировании отпуска теплоты определяется:
Gd
= Go max + Gv max + k3 · Gi h m ;
(5.2.9.)
k3 – коэффициент
учитывающий долю среднего расхода воды на горячие водоснабжение при
регулировании по нагрузке отопления (таблица 2 СНиП “Тепловые сети”).
Перед
гидравлическим расчётом составляют расчётную схему тепловых сетей с нанесением
на ней длин, местных сопротивлений и расчётных расходов теплоносителя по всем
участкам сети.
5.3 Порядок гидравлического расчёта теплопроводов:
1.
Выбираем на трассе тепловых сетей расчётную
магистраль наиболее протяжённую и загруженную соединяющую источник теплоты с
дальними потребителями.
Разбивают
тепловую сеть на расчётные участки, определяют расчётные расходы и измеряют по
Ген. плану длину участка.
2.
Задавшись удельными потерями давления на трение
(h) (на главной магистрали до наиболее удалённого
потребителя, с учётом дополнительного подключения абонентов h принимают не более 8 мм. вод. ст./м, на ответвлениях 30 мм. вод.
ст/м), исходя из расходов теплоносителя на участках по таблицам и номограммам
находят диаметры теплопроводов, действительные потери давления на трение и
скорость движения теплоносителя, которая должна быть не более 25 м/сек.
Следует отметить, что для районов
вечно мерзлотных грунтов минимальный диаметр труб, не зависимо от расхода воды
и параметров теплоносителя должен приниматься 50 мм.
Курсовой
проект “Теплоснабжение”.
|
13
|
3.
Определив диаметры расчётных участков,
разрабатывают монтажную схему теплопроводов, размещают на трассе запорную
арматуру, неподвижные опоры, компенсаторы. Монтажная схема вычерчивается в две
линии, причём подающий теплопровод располагается с правой стороны по ходу
движения теплоносителя от источника теплоты.
4.
Потери напора определяются: H = h·(L + Lэкв) [мм.
вод. ст.]
Эквивалентной длиной (Lэкв) принято называть такую условную длину прямолинейного участка, на
котором падения давления на трение равно падению вызываемого местными
сопротивлениями.
При отсутствии данных о характере и количестве местных сопротивлений
эквивалентная длина определяется: Lэкв = a1·L
a1 – коэффициент учитывающий долю
потерь давления в местных сопротивлениях по отношению падений давления на
трение (по СНиП “Тепловые сети” приложения): для Ду до 150 мм. a1 = 0,3
для
Ду до 200 мм. a1 = 0,4
5.
После определения суммарного гидравлического
сопротивления для всех участков расчётной магистрали необходимо сравнить
располагаемым напором:
–
суммарные гидравлические сопротивления для всех участков расчётной магистрали,
–
располагаемый напор в конечной точке тепловой сети.
6.
Расчёт считается удовлетворительным, если
гидравлическое сопротивление не превышает располагаемый перепад давлений и
отличается от него не более чем на 10 %
Схема
присоединения теплообменников горячего водоснабжения выбирается по следующему
соотношению:
–
двухступенчатая смешанная схема,
При другом
отношении – одноступенчатая параллельная схема.
Гидравлический
расчёт сведён в таблицу №3.
Курсовой
проект “Теплоснабжение”.
|
14
|
Таблица №3 Гидравлический расчёт:
|
№
уч.
|
Q,
ккал/ч
|
G,
т/ч
|
Диаметр
|
Длина
|
U,
м/с
|
Потери
напора
|
Ду
|
Дн
х S
|
L,
м
|
Lэкв
|
L
+Lэкв
|
h,
мм. вод. ст.
|
H,
мм. вод. ст.
|
Hc, мм. вод. ст.
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
11
|
12
|
1
|
17544
|
0,291
|
50
|
57 х
3,5
|
34
|
10,2
|
44,2
|
0,12
|
0,53
|
23,43
|
23,43
|
2
|
316909
|
4,05
|
65
|
76 х
3,5
|
68
|
20,4
|
88,4
|
0,32
|
2,58
|
228,07
|
251,5
|
3
|
909222
|
15,75
|
100
|
108 х
4
|
14
|
4,2
|
58,8
|
0,59
|
5,17
|
304
|
555,5
|
4
|
1101896
|
19,07
|
100
|
108 х
4
|
22
|
6,6
|
28,6
|
0,7
|
7,3
|
209
|
764,5
|
5
|
1345792
|
23,36
|
125
|
133 х
4
|
90
|
27
|
117
|
0,57
|
3,57
|
417,7
|
1182,2
|
6
|
1428197
|
24,8
|
125
|
133 х
4
|
26
|
7,8
|
33,8
|
0,59
|
3,88
|
131,2
|
1313,4
|
7
|
1508005
|
26,23
|
125
|
133 х
4
|
17
|
5,1
|
22,1
|
0,64
|
4,52
|
99,9
|
1413,3
|
8
|
216842
|
3,75
|
50
|
57 х
3,5
|
3
|
0,9
|
3,9
|
0,27
|
2,51
|
9,79
|
–––––
|
9
|
449109
|
7,79
|
65
|
76 х
3,5
|
26
|
33,8
|
0,63
|
9,3
|
314,34
|
–––––
|
10
|
674836
|
11,71
|
80
|
108 х
4
|
15
|
4,5
|
19,5
|
0,67
|
8,9
|
173,55
|
487,9
|
11
|
225727
|
3,92
|
50
|
57 х
3,5
|
5
|
1,5
|
6,5
|
0,59
|
12,9
|
83,85
|
–––––
|
12
|
61404
|
1,02
|
50
|
57 х
3,5
|
10
|
3
|
13
|
0,15
|
0,9
|
11,7
|
–––––
|
13
|
192674
|
3,32
|
50
|
57 х
3,5
|
20
|
6
|
26
|
0,5
|
9,34
|
242,84
|
254,54
|
14
|
131270
|
2,3
|
50
|
57 х
3,5
|
3
|
0,9
|
3,9
|
0,34
|
4,27
|
16,65
|
–––––
|
15
|
79808
|
1,42
|
50
|
57 х
3,5
|
92
|
27,6
|
119,6
|
0,21
|
1,7
|
203,32
|
–––––
|
16
|
243896
|
4,29
|
65
|
76 х
3,5
|
50
|
15
|
65
|
0,34
|
2,81
|
182,65
|
385,97
|
17
|
164088
|
2,87
|
50
|
57 х
3,5
|
2
|
0,6
|
2,6
|
0,43
|
6,79
|
17,65
|
–––––
|
18
|
79808
|
1,42
|
50
|
57 х
3,5
|
83
|
24,9
|
107,9
|
0,21
|
1,7
|
183,43
|
–––––
|
19
|
82405
|
1,44
|
50
|
57 х
3,5
|
21
|
6,3
|
27,3
|
0,21
|
1,7
|
46,41
|
–––––
|
Курсовой проект “Теплоснабжение”.
|
15
|
6. Разработка
монтажной схемы и выбор строительных конструкций тепловой сети.
Тепловая сеть представляет собой
систему прочно и плотно соединёнными между собой участков теплопроводов, по
которым тепло с помощью теплоносителя транспортируется от источников тепла к
тепловым потребителям.
Направление теплопроводов выбирается по тепловой карте района с учётом
геодезической съёмки, планов существующих и намечаемых наземных и подземных
сооружений, состояния грунтовых вод.
При прокладке стремятся к: – прокладке
магистральной трассы по району наиболее плотной тепловой нагрузки,
–
минимальные объёмы работ по сооружению сети,
–
наименьшей длины теплопровода.
Теплопроводы прокладываются
прямолинейно, параллельно оси проезда или линии застройки. Нежелательно
перебрасывать трассу магистрального теплопровода с одной стороны проезда на другую.
При выборе трассы следует руководствоваться следующим:
–
надёжности теплоносителя,
–
быстрая ликвидация возможных неполадок и аварий,
–
безопасность обслуживающего персонала.
Для обеспечения опорожнения и дренажа
теплопроводы прокладываются с уклоном к горизонту. Минимальная величина уклона
водяных сетей принимается равной 0,002, где направление уклона безразлично.
По трассе тепловых сетей строится продольный профиль, на
который наносят:
–
планировочные и существующие отметки земли,
–
уровень стояния грунтовых вод,
–
существующие и проектируемые подземные
коммуникации, сооружаемые с указанием вертикальных отметок этих сооружений.
Теплопровод состоит из трёх основных
элементов:
–
трубопровод,
–
теплоизоляционная конструкция,
–
строительная конструкция.
7. Теплоизоляционная
конструкция.
Теплоизоляционная
конструкция состоит из трёх основных слоёв:
1.
противокоррозионный слой,
2.
теплоизоляционный слой,
3.
покровный слой.
Противокоррозионный
слой предназначен для защиты теплопровода от наружной коррозии.
Теплоизоляционный
слой устраивается на трубопроводах, арматуре, фланцевых соединениях и для
следующих целей:
1.
уменьшение потерь тепла при его транспортировании, что снижает установочную
мощность источников тепла,
2. уменьшения падения температуры
теплоносителя, что снижает расход теплоносителя,
Курсовой
проект “Теплоснабжение”.
|
16
|
3. понижения температуры на поверхности
теплопровода и воздуха в местах обслуживания.
Покровный слой предназначен для защиты
тепловой изоляции от атмосферных осадков.
7.1. Расчёт тепловой изоляции.
В качестве основного
теплоизоляционного материала принимаем минераловатную плиту.
При проектировании тепловых сетей
толщину изоляции определяют исходя из:
–
норм потерь тепла,
–
заданного перепада температур на участке тепловой
сети,
–
допустимой температуры на поверхности конструкции,
–
технико-экономического расчёта.
Толщина тепловой изоляции
определяется по формуле:
;
(7.1.1.)
λк – коэффициент теплопроводности основного слоя (для мин. ваты 0,07 Вт/м2
°С),
de – наружный диаметр
теплопровода <мм>,
Rиз – термическое
сопротивление основного слоя изоляции < м2°С/Вт>:
; (7.1.2)
τm
– расчётная
среднегодовая температура теплоносителя (средняя за отопительный период):
; (7.1.3.)
τm1 – средняя температура теплоносителя по месяцам определяемая по графику
центрального качественного регулирования в зависимости от среднемесячных
температур наружного воздуха,
n1 – количество
часов в году по месяцам,
te – расчётная
температура окружающей среды (средняя за отопительный период).
qe – норма потерь
теплоты <Вт/м> (СНиП “Тепловая изоляция” приложение 4–8).
k1 – коэффициент учитывающий изменение стоимости теплоты и
теплоизоляционной конструкции в зависимости от районо строительства и способа
прокладки (k1 = 088).
Расчёт толщины минераловатной плиты сведён в таблицу № 4:
Курсовой
проект “Теплоснабжение”.
|
17
|
Таблица № 4 “Расчёт тепловой изоляции”:
Трубопровод.
|
τm, °С
|
Ду
|
Rиз,
м2°С/Вт.
|
δк,
мм.
|
Подающий:
|
87,63
|
50
|
4,34
|
163,7
|
65
|
3,76
|
160,6
|
80
|
3,46
|
159,3
|
100
|
3,12
|
159
|
125
|
2,75
|
156,4
|
Обратный:
|
54,92
|
50
|
4,4
|
168
|
65
|
3,93
|
176
|
80
|
3,56
|
204
|
100
|
3,12
|
159
|
125
|
2,77
|
158,4
|
7.2 Определение потерь
тепла в наружных тепловых сетях.
Qпот = Σ
(β·qн ·L)·a
β – коэффициент по потери тепла арматурой и компенсаторами (1,25 для
наружной прокладки),
qн – потери тепла
теплопроводами (ккал/ч·м),
L – протяжённость теплопровода (м),
а – поправочный коэффициент, зависит от
средней годовой температуры воздуха:
–20 °С: 1,11 для
Т1. –10 °С: 1
1,07 для Т2.
1
–18 °С: 1,07 –8
°С: 0,99
1,04 0,99
–15 °С: 1,04 –5 °С: 0,98
1,02 0,98
–12 °С: 1,01
1,01
Расчёт потерь тепла сведён в таблицу № 5:
Трубопровод.
|
Дн
|
Qпот,
ккал/ч.
|
Т1
|
57
|
9555
|
76
|
5580
|
89
|
656
|
108
|
1755
|
133
|
7149
|
Т2
|
57
|
7166
|
76
|
5040
|
89
|
488
|
108
|
1260
|
133
|
5320
|
ΣQпот·а = 45234 ккал/ч.
|
Курсовой
проект “Теплоснабжение”.
|
18
|
Курсовой проект “Теплоснабжение”.
|
19
|
Наим.
Изоляц.
объекта.
|
Дн
|
τmax, °С
|
L,
м
|
Окрашиваемая поверхность.
|
Основной изоляционный слой
|
Покровный слой
|
Материал
|
Толщина
|
Объём, м3
|
Материал
|
Толщина,
мм.
|
Поверхность
|
Ед., м2
|
Общая,
м2
|
Ед.
|
Общ.
|
Ед.
|
Общ.,
м2
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
11
|
12
|
13
|
14
|
Т1
|
57
|
273
|
0,179
|
48,9
|
Маты минераловатные.
|
163,7
|
0,0293
|
8
|
Сталь листовая оцинкованная
|
0,7
|
1,2
|
329,7
|
76
|
144
|
0,239
|
34,4
|
160,6
|
0,0383
|
5,5
|
1,25
|
179,7
|
89
|
15
|
0,28
|
4,2
|
159,3
|
0,045
|
0,6
|
1,28
|
19,2
|
108
|
36
|
0,34
|
12,24
|
159
|
0,054
|
1,94
|
1,34
|
48,2
|
133
|
133
|
0,418
|
55,6
|
156,4
|
0,065
|
8,7
|
1,4
|
186,3
|
Т2
|
57
|
70
|
273
|
0,179
|
48,9
|
168
|
0,03
|
8,2
|
1,24
|
337,1
|
76
|
144
|
0,239
|
34,4
|
176
|
0,042
|
6,1
|
1,35
|
193,6
|
89
|
15
|
0,28
|
4,2
|
204
|
0,057
|
0,86
|
1,56
|
23,4
|
108
|
36
|
0,34
|
12,24
|
159
|
0,053
|
1,9
|
1,34
|
48,2
|
133
|
133
|
0,418
|
55,6
|
158,4
|
0,066
|
8,8
|
1,31
|
188
|
7.3 Ведомость изоляционной конструкции:
5)
π·Дн
6)
(5)·L
9) π·Дн·δиз
10)
(9)·L
13) 2π·(Дн/2
+ δиз)
14) (13)·L
8. Расчёт опор.
8.1. Расстояние
между неподвижными опорами:
Ду
|
L, мм.
|
Ø 50
|
60
|
Ø 65
|
70
|
Ø 80
|
80
|
Ø 100
|
80
|
Ø 125
|
90
|
Ø 150 ÷ 175
|
100
|
Ø 200
|
120
|
8.2. Расстояние
между подвижными опорами:
Дн
х S
|
L1, мм.
|
Ø
57 х 3,5
|
5,4
|
Ø
76 х 3,5
|
6,2
|
Ø
89 х 3,5
|
6,8
|
Ø
108 х 4
|
8,3
|
Ø
133 х 4
|
8,4
|
Ø
159 х 4,5
|
9,3
|
Ø
194 х 5
|
10,2
|
Ø
219 х 6
|
11,6
|
Количество подвижных опор рассчитывается по
формуле:
n = L·2:L1
L – расстояние между неподвижными опорами по монтажной схеме, или общая
длина, данного диаметра, теплопровода,
L1 – расстояние между подвижными опорами.
Таблица № 6 “Количество подв. опор”:
|
Ду
|
n
|
Ø
50
|
101
|
Ø
65
|
46
|
Ø
80
|
5
|
Ø
100
|
9
|
Ø
125
|
32
|
∑
|
193
подв. опор.
|
Расчёт количества подвижных опор сведён в таблицу № 6.
Курсовой
проект “Теплоснабжение”.
|
20
|
9. Водоподогреватели горячего
водоснабжения.
К расчёту принимаем водоводяные
кожухотрубчатые подогреватели.
В кожухотрубчатых подогревателях
основным элементом является цилиндрический корпус и пучок гладких трубок
размещаемых внутри корпуса. Один из теплоносителей протекает внутри трубок,
другой в межтрубном пространстве – такие теплообменники называются скоростными.
Скоростные водоводяные подогреватели, у которых греющая и нагреваемая
вода движутся навстречу, называются противоточными. Противоток эффективнее
прямотока, т.к. обеспечивает большую среднюю разность температур и позволяет
нагревать воду до более высокой температуры.
В подогревателях предназначенных для горячего водоснабжения греющую
воду направляют в межтрубное пространство, нагреваемую в трубки. В
подогреватели для системы отопления греющая вода направляется в трубки, а
нагреваемая в межтрубное пространство.
Основным элементом подогревателя является корпус из стальной бесшовной
трубы. Внутри корпуса расположены трубки из латуни Дв 16 х 1 мм.,
теплопроводность составляет 135 Вт/м °С, корпус теплообменника имеет длину 3 –
4 м, Ø57 – 530 мм., число трубок 4 – 450, Рр = 1 Мпа.
Тепловой
и гидравлический расчёт водоподогревательных установок.
Расчет сводится к
определению: – расчётной поверхности нагрева,
–
выбора номера и количество секций.
–
гидравлического сопротивления водоподогревателя по
греющей и нагреваемой воде.
Расчёт подогревателя системы горячего
водоснабжения при любых схемах подключения к тепловым сетям производится для
самого неблагоприятного режима, соответствующего точке излома температурного
графика.
Для скоростных секционных водоподогревателей следует принимать
противоточную схему потоков теплоносителя, при этом греющая вода должна
поступать в межтрубное пространство.
– двухступенчатая
смешанная схема,
При другом
отношении – одноступенчатая параллельная схема.
9.1 Расчёт
водоподогревателя при двухступенчатой смешанной схеме.
1. В зимний период расход сетевой воды
вычисляется по формуле:
– на отопление
<кг/ч>:
; (9.1.1.)
– на горячие водоснабжение <кг/ч>:
; (9.1.2.)
Курсовой
проект “Теплоснабжение”.
|
21
|
В этих формулах Qo max и Qh max в кВт.
2. Расчётный расход на абонентский ввод <кг/ч>:
Gаб. max = Go max + Gh max ; (9.1.3.)
3. Расход нагреваемой воды для горячего водоснабжения <кг/ч>:
;
(9.1.4.)
4. Температура нагреваемой воды на выходе из
подогревателя первой ступени <°С>: ; (9.1.5.)
5. Теплопроизводительность подогревателя Ⅰ и Ⅱ ступени
<кВт>:
;
(9.1.6.)
;
(9.1.7.)
6. Температура сетевой воды на выходе из подогревателя Ⅰ ступени:
;
(9.1.8.)
7. Средне логарифмические разности температур
между греющим и нагреваемым теплоносителями в подогревателях Ⅰ и Ⅱ ступени:
;
(9.1.9.)
;
(9.1.10.)
8. Средние температуры сетевой и нагреваемой
воды в подогревателях Ⅰ и Ⅱ ступени: ; (9.1.11.)
;
(9.1.12.)
;
(9.1.13.)
;
(9.1.14.)
9. Задавшись скоростью нагреваемой воды Uтр=1 м/с, определяем требуемую площадь
живого сечения трубного пространства подогревателей <м2>:
; (9.1.15.)
По вычисленной fтр. подбираем вид подогревателя и выписываем его характеристики.
Курсовой
проект “Теплоснабжение”.
|
22
|
10. Эквивалентный диаметр межтрубного пространства:
; (9.1.16.)
Дi – внутренний диаметр теплообменного аппарата (корпуса).
de – наружный диаметр
трубок.
11. Действительная скорость нагреваемой воды в
трубках подогревателей <м/с>:
; (9.1.17.)
fтр. – площадь межтрубного пространства выбранного
подогревателя.
12. Скорость сетевой воды в межтрубном
пространстве в подогревателях Ⅰ и Ⅱ ступени <м/с>:
; (9.1.18.)
; (9.1.19.)
13. Коэффициент теплоотдачи от сетевой воды к
стенкам трубок в подогревателях Ⅰ и Ⅱ ступени <Вт/м2°С>:
;
(9.1.20.)
;
(9.1.21.)
14. Коэффициент теплопередачи от стенок трубок
к нагреваемой воде в подогревателях Ⅰ и Ⅱ ступени:
;
(9.1.22.)
;
(9.1.23.)
15. Коэффициент теплоотдачи для
подогревателей Ⅰ и Ⅱ ступени <Вт/м2°С>:
;
(9.1.24.)
;
(9.1.25.)
16. Требуемая площадь
поверхности нагрева подогревателей Ⅰ и Ⅱ ступени <м2>:
;
(9.1.26.)
;
(9.1.27.)
Курсовой
проект “Теплоснабжение”.
|
23
|
17. Количество секций подогревателя Ⅰ и Ⅱ ступени:
;
(9.1.28.)
; (9.1.29.)
18. Потери давления в подогревателях Ⅰ и Ⅱ ступени
<кПа>:
;
(9.1.30.)
;
(9.1.31.)
;
(9.1.32.)
;
(9.1.33.)
В летний период расчётные параметры
сетевой воды составляют:
τ|1 = 70
ºC,
τ|3 = 30
ºC,
= 15 ºC.
19. Расход теплоты на горячие водоснабжение
<кВт>:
;
(9.1.34.)
20. Расход нагреваемой воды <кг/ч>:
;
(9.1.35.)
;
(9.1.36.)
21. Средне логарифмическая разность температур
теплоносителей:
;
(9.1.37.)
22. Средние температуры нагреваемой и сетевой
воды в подогревателе:
;
(9.1.38.)
;
(9.1.39.)
23. Скорость
сетевой воды и нагреваемой в водоподогревателях <м/с>:
; (9.1.40.)
; (9.1.41.)
24. Коэффициент
теплоотдачи:
; (9.1.42.)
Курсовой
проект “Теплоснабжение”.
|
24
|
; (9.1.43.)
25. Коэффициент
теплопередачи:
;
(9.1.44.)
26. Поверхность
нагрева подогревателей в летний период <м2>:
;
(9.1.45.)
27. Количество
секций подогревателя:
; (9.1.46.)
28. Потери
давления в летний период <кПа>:
;
(9.1.47.)
;
(9.1.48.)
9.2
Расчёт водоподогревателя при одноступенчатой параллельной схеме.
1.
Расход греющей воды <т/ч>: ; (9.2.1)
2. Расход
нагреваемой воды <т/ч>: ; (9.2.2.)
3. задавшись
ориентировочно типом и номером подогревателя с диаметром корпуса Dв находим: – скорость воды в
межтрубном пространстве <м/с>:
; (9.2.3.)
– скорость
нагреваемой воды в трубах <м/с>:
; (9.2.4.)
4. Средняя
температура греющей воды <°С >:
Т = 0,5 · (Т1 – Т2) ; (9.2.5.)
5. Средняя
температура нагреваемой воды <°С
>: t = 0,5 · (t1 – t2) ;
(9.2.6.)
6. Коэффициент
теплоотдачи от греющей воды, проходящей в межтрубном пространстве, к стенкам
трубок <ккал/м2ч°С
>:
; (9.2.7.)
; (9.2.8.) –
эквивалентный диаметр межтрубного пространства <м>:
7. Коэффициент
теплопередачи от стенок трубок к нагреваемой воде, проходящей по трубкам
<ккал/м2ч°С >:
; (9.2.9.)
Курсовой
проект “Теплоснабжение”.
|
25
|
8. Коэффициент
теплопередачи <ккал/м2ч°С >:
; (9.2.10.)
При латунных
трубках диаметром 16/14 мм значение δст/λст =
0,000011
9. Средне
логарифмическая разность температур в подогревателе <°С >:
; (9.2.11.)
10. Площадь
поверхности нагрева подогревателя <м2>:
; (9.2.12.)
μ – коэффициент, учитывающий накипь и загрязнение трубок:
11. Активная
длина секций подогревателя <м2>:
; (9.2.13.)
dср = 0,5·(dн – dв) ;
(9.2.14.)
12. Число
секций подогревателя при длине секций 4 м:
; (9.2.15.)
13. Потери
давления на одну секцию 4 м определяется по формулам <кгс/см2>:
ΔPтр = 530; (9.2.16.)
ΔPтр = 1100;
(9.2.17.)
В этих
формулах: Q –
расчётный расход тепла в ккал/ч,
Т1
– температура греющей воды на входе в подогреватель в °С,
Т2
– температура греющей воды на выходе из подогревателя в °С,
t1 – температура нагреваемой (местной) воды
на выходе из подогревателя в °С (65 °С),
t2 – температура нагреваемой воды на входе в подогреватель в °С,
Dв – внутренний диаметр корпуса подогревателя в м,
dн и dв – наружный и
внутренний диаметр трубок в м.
Расчет
водоподогревателя:
–
принимаем двухступенчатую смешанную схему присоединения теплообменников
горячего водоснабжения.
Исходные данные для расчёта: Qo
max = 1343,2 кВт, Qh max = 305,763 кВт, , , τ1 = 130 °С, τ2 = 70 °С,
th = 60 °С, tc = 5 °С.
Курсовой
проект “Теплоснабжение”.
|
26
|
Расчёт
водоподогревателей сведён в таблицу № 7.
Таблица № 7 “Расчёт водоподогревателей
ГВ”:
|
№
|
Обозначение
|
Ед.
измер.
|
Получ.
значен.
|
№
|
Обозначение
|
Ед.
измер.
|
Получ.
значен.
|
1
|
Go max
|
кг/ч
|
19234,4
|
20
|
|
Кг/ч
|
3821,3
|
G3 h max
|
кг/ч
|
5557,3
|
|
кг/ч
|
4299
|
2
|
Gаб max
|
кг/ч
|
24791,7
|
21
|
|
°С
|
12,3
|
3
|
|
кг/ч
|
4776,5
|
22
|
|
°С
|
37,5
|
4
|
t|
|
°С
|
39
|
|
°С
|
50
|
5
|
|
кВт
|
116,75
|
23
|
Uтр.
|
м/с
|
0,574
|
|
кВт
|
Uм. тр.
|
м/с
|
0,416
|
6
|
|
°С
|
37,5
|
24
|
|
Вт/м2°С
|
3554,6
|
7
|
Δtm,І
|
°С
|
14,7
|
|
Вт/м2°С
|
3030,5
|
Δtm,ІІ
|
°С
|
7,2
|
25
|
Кл
|
Вт/м2°С
|
1602
|
8
|
τm,І
|
°С
|
40,75
|
26
|
Fs
|
м2
|
12,7
|
tm,І
|
°С
|
22
|
27
|
n
|
шт.
|
6
|
τm,ІІ
|
°С
|
57
|
28
|
|
кПа
|
10,48
|
tm,ІІ
|
°С
|
49,5
|
|
кПа
|
11,42
|
9
|
fтр.
|
м2
|
0,00133
|
|
10
|
dee
|
м2
|
0,01333
|
|
11
|
Uтр
|
м/с
|
0,72
|
|
12
|
|
м/с
|
2,4
|
|
|
м/с
|
0,54
|
|
13
|
|
Вт/м2°С
|
11550,5
|
|
|
Вт/м2°С
|
3902,2
|
|
14
|
|
Вт/м2°С
|
3741,7
|
|
|
Вт/м2°С
|
4638,9
|
|
15
|
КІ
|
Вт/м2°С
|
2726
|
|
КІІ
|
Вт/м2°С
|
2062,6
|
|
16
|
FІ
|
м2
|
5,9
|
|
FІІ
|
м2
|
9,9
|
|
17
|
|
шт.
|
3
|
|
|
шт.
|
5
|
|
18
|
|
кПа
|
190,08
|
|
|
кПа
|
8,2
|
|
|
кПа
|
16,04
|
|
|
кПа
|
13,74
|
|
19
|
|
кВт
|
200,14
|
|
Курсовой
проект “Теплоснабжение”.
|
27
|
По результатам
расчёта к установке принимаем скоростной водоподогреватель типа 06 по ОСТ 34 –
588 – 68 со следующими техническими характеристиками:
Дн = 89
мм.
Двн = 82
мм.
L = 4410 мм.
l = 200 мм.
Z = 12
F = 2,24 м2
fтр = 0,00185 м2
fм. тр. = 0,00287 м2
В зимний период работают 2-ва подогревателя ГВ (Ⅰ и Ⅱ ступени) соединённые
по двухступенчатой смешанной схеме. Подогреватель Ⅰ ступени имеет 3
секции. Подогреватель Ⅱ ступени имеет 5 секций.
В летний период включается только подогреватель Ⅱ ступени и к нему
добавляется 1 секция.
Библиографический
список.
- 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.
Курсовой
проект “Теплоснабжение”.
|
28
|