Разработка системы теплоснабжения микрорайона города

I. Общая формулировка задания:

Разработать систему теплоснабжения микрорайона города

II. Исходные данные:

• Район проектирования                                                       г. Курск

•Число жителей микрорайона                                              11200

•Доля 9-ти этажных домов                                                   80%

•Водяная система теплоснабжения                                      закрытая

•Температурный график                                                       130-70

 • Производственно-технологическая нагрузка:

Расход пара, кг/с                                                                  5,7кг

Давление пара, МПа                                                             1,3 мПа

Температура пара                                                                 230 ^оС

Доля возвращаемого конденсата                                         0,9

•Источник теплоснабжения  котельная                              Котельная

• Рельеф местности: понижение с                     Севера на Юг на 8 м

• Место расположения источника                                       Юго-Восток

III. Частные задачи:

. Выполнить планировку района теплоснабжения.

. Определить расчетные тепловые нагрузки района.

. Рассчитать тепловую схему котельной.

. Подобрать основное оборудование котельной.

. Построить график отпуска теплоты.

. Выполнить трассировку тепловых сетей района.

. Расставить на плане опоры и принять способ компенсации температурных деформаций.

. Произвести гидравлический расчет магистральных трубопроводов и ответвлений.

. Построить пьезометрический график системы теплоснабжения и выбрать по нему схему присоединения системы отопления типового потребителя, а также тип и мощность сетевых и подпиточных насосов.

. Рассчитать оптимальную толщину изоляции.

. Выполнить расчет компенсаторов температурных деформаций по магистрали.

Оглавление

Введение

. Планировка микрорайона и трассировка тепловых сетей

. Тепловые нагрузки микрорайона

. Расчет тепловой схемы котельной, выбор основного оборудования

. Гидравлический расчет тепловых сетей

. Пьезометрический график

. Выбор схемы присоединения тепловых потребителей

. Температурный график

. Механический расчет трубопровода

Литература

Введение

теплоснабжение район котельная трубопровод

Целью курсовой работы является развитие у студентов навыка расчета и проектирования систем теплоснабжения.

Одним из основных принципов теплоснабжения является централизация, т.е. подача тепла от одного источника многочисленным потребителям. Выбор рациональной степени централизации теплоснабжения, т.е. числа источников теплоснабжения для удовлетворения тепловой нагрузки района, зависит от ряда экономических и местных условий. С повышением степени централизации, т.е. уменьшением числа источников теплоснабжения, как правило, повышается экономичность выработки тепла и снижаются начальные затраты и расходы по эксплуатации источников теплоснабжения, но одновременно увеличиваются начальные затраты на сооружение тепловых сетей и эксплуатационные расходы по транспорту тепла.

При плотной застройке централизация городского теплоснабжения всегда целесообразна в пределах данного района, а во многих случаях - в пределах города.

Выбор теплоносителя и системы теплоснабжения определяется техническими и экономическими соображениями и зависит главным образом от характера теплового источника и вида тепловой нагрузки. Рекомендуется максимально упрощать систему теплоснабжения. Чем система проще, тем она дешевле в сооружении и надежнее в эксплуатации. Наиболее простые решения дает применение единого теплоносителя для всех видов тепловой нагрузки. По заданию тепловая нагрузка микрорайона состоит только из отопления, вентиляции и горячего водоснабжения, поэтому для теплоснабжения применили двухтрубную водяную систему.

Серьезное значение имеет правильный выбор параметров теплоносителя. При теплоснабжении от центральной котельной рационально, как правило, выбирать высокие параметры теплоносителя, допустимые по условиям техники транспорта тепла по сети и использования его в абонентских установках. Повышение параметров теплоносителя приводит к уменьшению диаметров тепловой сети и снижению расходов по перекачке.

1 Планировка микрорайона

Первичным структурным планировочным элементом селитебной части города является микрорайон. Под микрорайоном понимают жилой массив, ограниченный красными линиями магистральных и жилых улиц. Жители микрорайона обеспечиваются всеми видами учреждений повседневного обслуживания (детские сады, ясли, школы, продовольственные магазины, аптеки, кафе, спортивные площадки и площадки отдыха и др.). В крупных городах нормами рекомендуется смешанная застройка в 9 этажей и более с частичным применением зданий в 5 этажей.

Примем для застройки микрорайона города Томска типовые секционные жилые здания: пятиэтажные - 94 серии, девятиэтажные - 93 серии. В микрорайоне будут построены детский сад на 280 мест и школа на 844 учащихся. Число секций и количество зданий подбираем в соответствии с заданием.

Предположим, что в одной квартире в среднем проживает: в 5-этажном доме - 3 человека, в 9-этажном доме - 4 человека; в 5-этажном доме на площадке 3 квартиры, в 9-этажном доме - 4 квартиры. Тогда в одной секции пятиэтажного дома - 15 квартир, в одной секции девятиэтажного дома - 36 квартир, т.е. в пятиэтажном доме в среднем в одной секции проживает 45 человек, а девятиэтажном - 144 человека.

Принимаем:

12 шестисекционных 9-этажных домов;

3 шестисекционный 5-этажный дом;

Тогда всего жилых домов - 15. Доля девятиэтажных домов 12/15=0,80, что соответствует заданию.

Число жителей, проживающих в пятиэтажных домах:

чел.

Число жителей, проживающих в девятиэтажных домах:

чел.

Численность жителей микрорайона тогда составит:

чел.,

что соответствует заданию.

Доля жителей, проживающих в пятиэтажных домах:

Доля жителей, проживающих в девятиэтажных домах:

Площадь территории, приходящаяся на одного жителя, рассчитывается по формуле:

,

где i₀ - коэффициент, характеризующий отношение площади застройки к общей площади, i₀=1,33;

y/f₀ - коэффициент, характеризующий отношение площади участков учреждений обслуживания, приходящейся на одного жителя, к норме обеспеченности общей площадью, y/f₀=0,93  [1];

k_З - коэффициент застройки, k_З=0,183  (прил. 9 [1])

f₀ - обеспеченность общей площадью на одного человека, принимаем f₀=18 м² на расчетный срок;

n_cp - средняя этажность жилых зданий микрорайона;

где    n₁, n₂ - этажность зданий;

а₁, а₂ - доля жителей, проживающих в соответствующих зданиях.

м² ;

Площадь микрорайона:

где N - число жителей микрорайона, чел.

м²;

Размеры типовых зданий в плане и их удельные отопительные характеристики даны в таблице 1.

Таблица 1-Характеристика зданий микрорайона.

По действующим нормам проектирования минимальные разрывы между длинными сторонами установлены:

для 5-этажных зданий - 30 м;

для 9-этажных зданий - 48 м.

Разрывы между торцами стен с окнами из жилых помещений:

для 5-этажных зданий - 15 м;

для 9-этажных зданий - 24 м.

Размеры земельных участков:

школы - 2 гектара;

детского сада - 35 м² на одно место.

Планировка микрорайона приведена на рисунке 1. Площадь микрорайона составит 686×538 м. Трассировку тепловых сетей производим от котельной расположенной в юго-восточной части микрорайона, в виде двух основных магистральных веток, проходящих по району проектирования. Здания подключаются через разводящие сети к тепловым камерам магистрали.

2 Тепловые нагрузки микрорайона

Определение расходов теплоты, отпускаемой потребителям из тепловых сетей, является первым этапом при разработке схем теплоснабжения. Поддержание заданной температуры воздуха в помещениях осуществляется подачей теплоносителя заданных параметров. По заданию тепловые сети тепловые сети проектируются на график 130-70^оС.

Расчетная температура воздуха в помещениях определяется назначением этих помещений, а также климатическим районом, к которому относится проект.

Согласно норм проектирования [6] принимаем расчетную температуру воздуха в помещениях:

t_в=18 ^оС - для жилых зданий;

t_в=20 ^оС - для детского сада;

t_в=16 ^оС - для школы.

Расчеты тепловых нагрузок производим по следующим характерным температурам наружного воздуха для города Курска:

расчётная температура отопления t_но = -24^оС,

расчётная температура вентиляции  t_н.в.=-14^оС,

средняя температура наружного воздуха наиболее холодного месяца

t_хм = -8,6^оС,

средняя температура наружного воздуха за отопительный период t_о.п..=-3^оС

Нагрузки отопления

Расчет расхода теплоты на отопление производится по формуле:

,

где    q₀  - удельная тепловая характеристика здания (отопительная характеристика) , Вт/м³∙^оС;

V - объем здания по наружному обмеру, м³;

t_в - расчетная температура воздуха внутри помещения, ^оС;

t_но - расчетная температура наружного воздуха для системы отопления, ^оС,

β - поправочный коэффициент, используется в случаях, когда t_но отличается от -30 ^оС;

,

;

Расход теплоты на отопление в наиболее холодном месяце:

где    Q_о  - максимальный зимний расход теплоты на отопление, Вт;

t_хм  - средняя температура наиболее холодного месяца, ^оС

Нагрузка отопления  шестисекционного 5-этажного дома:

Объем торцевой секции:

Объем рядовой секции:

    - для торцевых секций здания из таблицы 3;

    - для рядовых секций здания из таблицы 3.

,

Нагрузка отопления шестисекционного 9-этажного дома:

Объем торцевой секции:

   - для торцевых секций здания из таблицы 3;

   - для рядовых секций здания из таблицы3.

,

Нагрузка отопления детского сада:

;

Нагрузка отопления школы:

 - для трехэтажной школы на 840 учащихся из таблицы 1;

,

Суммарная нагрузка на отопление микрорайона:

,

;

Суммарная нагрузка на отопление микрорайона в режиме холодного месяца

Суммарная нагрузка на отопление микрорайона в среднеотопительном режиме

Нагрузки вентиляции

Нагрузка вентиляции детского сада.

Расчет расхода теплоты на вентиляцию для детского сада производится по формуле:

где    q_в - удельная вентиляционная характеристика здания, ;

t_н.в. - расчетная температура воздуха для системы вентиляции, ^оС;

Расход теплоты на вентиляцию в наиболее холодном месяце:

 - удельная вентиляционная характеристика детского сада (приложение 2 [3]);

Нагрузка вентиляции школы

    - удельная вентиляционная характеристика школы (приложение 2 [3]);

Суммарная нагрузка на вентиляцию микрорайона

Суммарная нагрузка на вентиляцию микрорайона в режиме холодного месяца

Суммарная нагрузка на вентиляцию микрорайона в среднеотопительном режиме

Нагрузка ГВС

Расчет расхода теплоты на ГВС для жилых домов, детского сада и школы производится по формуле:

 ,

где    1,2 - коэффициент неравномерности;

а - норма расхода горячей воды на ГВС при t_г=55^оС,  (по таблице 1.13. [3]);

 - для жилых домов квартирного типа, оборудованных умывальниками, мойками, сидячими ванными и душами (из расчета на одного жителя);

m - число жителей или число единиц измерения;

с - теплоемкость воды, ;

t_x - температура холодной воды в зимний период, t_x =5^оС;

Нагрузка ГВС жилых зданий:

Нагрузка ГВС детского сада:

Нагрузка ГВС школы:

Суммарная нагрузка на горячее водоснабжение микрорайона:

Расход теплоты на ГВС в летний период:

где    K_S - учитывает снижение летнего расхода воды по отношению к зимнему;

Принимается K_S=0,8, за исключением курортных южных городов, для которых K_S=1;

t_хл - температура холодной воды в летний период, t_хл = 15 ^оС;

t_хз - температура холодной воды в отопительный период, t_хл = 5 ^оС.

В таблице 2 представлены суммарные нагрузки микрорайона для основных режимов.

Таблица 2 - Сводная таблица нагрузок.

3. Расчет тепловой схемы котельной с паровыми котлами

На тепловых схемах котельной показывается основное и вспомогательное оборудование, объединяемое линиями для транспортировки теплоносителей в виде пара или воды. Тепловые схемы могут быть принципиальные, развернутые и монтажные. На принципиальной тепловой схеме указывается лишь главное оборудование (котлы, подогреватели, деаэраторы, насосы) и основные трубопроводы без арматуры, различных вспомогательных устройств и второстепенных трубопроводов. На такой схеме показываются параметры теплоносителей и расходы.

Основной целью расчета тепловой схемы котельной является определение общих тепловых нагрузок и распределение их между оборудованием котельной для обоснования выбора основного оборудования (например, паровых котлов). Расчет тепловой схемы котельной позволяет определить суммарную теплопроизводительность котлов при нескольких режимах её работы.

Принципиальная тепловая схема котельной с паровыми котлами для потребителей пара и горячей воды представлена на рисунке 1. В таких котельных устанавливаются обычно котлы низкого давления - 1,4 МПа.

Рисунок 1- Схема котельной с паровыми котлами

Сырая вода поступает из водопровода с напором в 30 - 40 м вод. ст. Если напор сырой воды недостаточен, предусматривают установку насосов сырой воды. Сырая вода подогревается в подогревателе сырой воды до температуры 30^о С паром собственных нужд котельной. Далее вода проходит через водоподготовительную установку (ВПУ) и направляется через подогреватель химически очищенной воды в колонку деаэратора. Туда же направляются потоки конденсата с производства, конденсат подогревателей сетевой и сырой воды.

В барабанных котлах чистота получаемого пара определяется качеством котловой воды. Для поддержания в котловой воде допустимой концентрации примесей, которая предотвращает их выпадение и отложение в поверхностях нагрева, необходимо непрерывно удалять часть котловой воды, восполняя это удаление добавкой более чистой питательной воды. Этот процесс называется непрерывной продувкой. Для использования теплоты непрерывной продувки паровых котлов устанавливаются расширители непрерывной продувки. В корпусе расширителя снижается давление с 1,4 МПа до 0,12 - 0,15 МПа и происходит частичное испарение продувочной воды. Так как парообразование идет при невысоких параметрах пара и воды, следовательно, растворимость веществ в них сильно различается. Поэтому загрязнения, содержащиеся в продувочной воде, не переходят в пар и добавочной очистки пара не требуется. Отсепарированный пар направляется в деаэратор, а оставшаяся вода сбрасывается в продувочный колодец, служащий для охлаждения продувочных вод до температуры 50-60^о С.      

Деаэраторы - это подогреватели смешивающего типа, предназначенные для термической деаэрации воды, то есть для удаления коррозионно-агрессивных газов - кислорода и свободной углекислоты. Эти газы вызывают коррозию поверхностей нагрева котлов и трубопроводов. Деаэраторы, работающие при давлении, близком к атмосферному (порядка 0,12 МПа), называют атмосферными.

Термическая деаэрация воды основана на законе Генри, согласно которому растворимость газов в воде пропорциональна его парциальному давлению в газовой смеси, соприкасающейся с поверхностью воды. При повышении температуры воды до температуры насыщения, соответствующей давлению в деаэраторе, парциальное давление газа над кипящей водой снижается до нуля, что снижает до нуля его растворимость. При достижении кипения происходит выделение образующихся в объеме жидкости газовых пузырьков. Кроме того, растворенные газы выделяются из жидкости диффузией. Для этого подается пар. В целях улучшения условий выделения газов необходимо максимально увеличивать поверхность контакта деаэрируемой воды с паром, чтобы растворенные газы могли быстро выделяться. Это достигается сливом деаэрируемой воды через дырчатые тарелки для образования большого числа струй с малым диаметром. Чтобы обеспечить максимально возможную разность скоростей газов в воде и в паровом объеме, используется противоток в направлениях движения греющего пара и потоков воды.

При закрытой системе теплоснабжения расход воды на подпитку тепловых сетей обычно незначителен. В этом случае часто не выделяют отдельного деаэратора для подготовки подпиточной воды тепловых сетей, а используют деаэратор питательной воды паровых котлов. Отбор подпиточной воды производят из верхней зоны деаэраторного бака, чтобы предохранить деаэратор от опорожнения в случае аварии в тепловой сети (разрыв труб), когда расход воды может возрасти в несколько раз по сравнению с нормальным. Аварийный расход подпиточной воды покрывается за счет сырой воды, которая подводится к подпиточным насосам. Так как температура подпиточной воды тепловых сетей обычно ниже 100^о С, то эта вода после деаэратора охлаждается в водо-водяном теплообменнике и служит теплоносителем для подогрева химически очищенной воды перед деаэратором. Подпиточным насосом  вода подается в трубопровод перед сетевыми насосами, которые прокачивают сетевую воду сначала через охладитель конденсата и затем через пароводяной подогреватель сетевой воды, откуда вода подается в тепловые сети поселка или микрорайона.

Для приема производственного конденсата устанавливают баки сбора конденсата. Емкость бака выбирается из расчета приема получасового приема возвращаемого конденсата.

Для технологических потребителей, использующих пар более низкого давления по сравнению с вырабатываемым котлоагрегатами, и для подогревателей собственных нужд в тепловых схемах котельных предусматривается редукционная установка для снижения давления пара (РУ) или редукционно-охладительная установка для снижения давления и температуры пара (РОУ).

Котельная предназначена для отпуска пара технологическим потребителям и горячей воды для теплоснабжения микрорайона.

Система теплоснабжения закрытая.

Температурный график                                             130-70ºС.

Пар на технологические нужды:

расход пара                                                                D_п = 5,7 кг/с;

давление пара                                                             Р = 1,3 МПа;

температура пара                                                       t_п = 230ºС.

Доля  возвращаемого конденсата                              b = 0,9.

Температура возвращаемого конденсата                  t_к =95 ºС.

Нагрузка микрорайона                                               15,467 МВт.

Дросселирование пара только для собственных нужд и на сетевые подогреватели до давления 6 атм и слабо перегретый пар 190ºС.

Расход сетевой воды

,

где   - энтальпия воды в подающей и обратной линиях тепловой сети

;

Расход пара на подогреватели сетевой воды

 ,

где - энтальпия редуцированного пара при Р=6 кг/см² и t_Р = 190º, i_Р =675,6 ккал/кг (слабо перегретый).

- энтальпия конденсата после сетевых подогревателей, = 80ºС,

= 80,1 ккал/кг,

 = 675,6·4,19 = 2830,8 кДж/кг,

= 80,1·4,19 = 335,6 кДж/кг,

- кпд подогревателей  (= 0,98).

Суммарный расход свежего пара до редуцирования на внешних потребителей:

,

где - энтальпия свежего пара, при Р = 1,3 МПа и t_П = 230ºС

=688,52·4,19=2884,9кДж/кг

 - энтальпия питательной воды

=100º

= 100,28·4,19 = 420,2кДж/кг

кг/с;

Суммарный расход свежего пара внешними потребителями

,

;

Расход пара на собственные нужды котельной предварительно принимаются в размере 5% внешнего потребления пара

,

;

Потери внутри котельной  принимаем 2-5% от расхода пара в котельной

;

Количество потерянного на производстве конденсата

,

;

Потери конденсата с учетом 3% его потерь внутри котельной

;

Расход химически очищенной воды при  величине потерь воды в тепловых сетях 2% общего расхода сетевой воды равен сумме потерь конденсата и количества воды для подпитки тепловых сетей.

;

Принимая расход воды на собственные нужды ВПУ равным 25% расхода химически очищенной воды, получим расход сырой воды.

,

;

Расход пара на пароводяной подогреватель сырой воды

,

где - энтальпии сырой воды после и до подогревателя. Вода подогревается с 5 до 30º

= 30·4,19=125,7 кДж/кг;

= 5·4,19=20,95 кДж/кг.

Редуцированный пар конденсируется. Температура конденсата при р=6 кг/см²

t_п = 158,08ºС, = 159,3·4,19 = 667,5 кДж/кг

;

Продувка может составлять от 2 до 10% номинальной паропроизводительности котла. Если  G_пр дольше 0,28 кг/с, необходимо устанавливать расширитель продувки. При G_пр³0,14 кг/с необходимо предусмотреть непрерывную продувку.

Общая паропроизводительность котельной

,

;

Количество воды, поступающей от непрерывной продувки

,

где р_пр - процент продувки. Примем р_пр=5%.

;

Расширитель продувки необходим.

Количество пара на выходе из расширителя продувки

,

где - энтальпия воды при давлении в котле; при р=1,4 МПа,

=194·4,19=812,9 кДж/кг;

 - энтальпия воды при давлении в расширители продувки; при р=0,12МПа, = 104·4,19=435,8 кДж/кг;

 - энтальпия пара при давлении в расширителе; при  давлении в расширителе; = 640,7·4,19=2684,5 кДж/кг;

х - степень сухости пара, выходящего из расширителя, х= 0,98 кг/кг,

;

Подогрев химически очищенной воды после ВПУ производится в водоводяном теплообменнике за счет охлаждения подпиточной  воды для тепловой сети.

Температура ХОВ воды, поступающей в деаэратор, определяется из уравнения теплового баланса:

,

;

Рисунок 2- Схема работы теплообменника для подогрева ХОВ.

Схема потоков, поступающих в деаэратор представлена на рисунке 3.

Рисунок 3- Схема потоков, поступающих в деаэратор.

Суммарное количество воды и пара, поступающих в деаэратор, без учета расхода греющего пара.

_д = G_к+D_с.в.+D_пр+G_ХОВ+D_ПСВ ,

_д = 3+0,13+0,11+2,15+6,31=11,7 кг/с;

Средняя энтальпия смеси в деаэраторе будет равна:

что соответствует температуре смеси

,

 ºС;

Определим расход пара на деаэратор

;

Суммарный расход редуцированного пара для собственных нужд внутри котельной:

D^р_с.н. = D_д+D_с.в. ,

D^р_с.н. = 0,32+0,13 = 0,45 кг/с;

Расход свежего пара на собственные нужды

,

;

Паропроизводительность котельной с учетом внутренних потерь (3%)

åD = (D_рвн + D_сн),

åD ;

В предварительном расчете » 40 т/ч

D = 12,61 кг/с

Расхождение составит

Пересчет не производим

Принимаем к установке 4газомазутных котлов ДЕ-10-1,4 производительностью 10,35 т/ч каждый при работе на газе общей паропроизводительностью 41,4 т/ч. Запас 3,5%.

Выбор основного оборудования котельной

По максимальной паропроизводительности котельной выбираем 4 котлов марки Е-10-14, производительностью по 10 т/ч пара каждый.

4 Гидравлический расчет трубопроводов

Гидравлические нагрузки

Гидравлические нагрузки 9-и этажного 6-ти секционного жилого дома

,

Гидравлические нагрузки 5-и этажного 6-и секционного жилого дома

Гидравлические нагрузки детского сада

Гидравлические нагрузки школы

Расход воды на участке

Найдём для первого магистрального участка

Расстояние L выбирают из (рисунка 1) Планировка местности

Ведут предварительный расчет

Задают удельное линейное падение давления. Для магистральных участков трубопроводов принимается R_л=80 Па/м, в ответвлениях по расчету, но должно выполняться условие R_л≤300 Па/м. Рассчитывают необходимый диаметр трубопровода по номограмме [2] или по формуле:

 = А G^0.38 / R,

где А= 117 ∙ 10^-3 м^0,62 / кг^0,19 при  k_э =0,0005 м.

Ведут окончательный расчет

Затем округляют d до стандартного и уточняют значение R_л  по номограмме [2] или по формуле:

 = А G² / d^5.25 ,

где А = 13,62 ∙ 10^-6 м^3,25 кг, если k_э =0,0005 м

33,58 Па/м;

Полное падение давления на участке, Па:

ℓ(1+α),

где α - коэффициент местных потерь давления;

α =,

(Z - опытный коэффициент, для воды )

;

Потери напора на участке в м :

,

где ρ - плотность воды при средней температуре теплоносителя, кг/м³

Аналогично рассчитываются другие участки главной магистрали. Результаты расчета заносятся в таблицу 6.

- суммарные потери напора от источника до рассматриваемого абонента.

Если по территории микрорайона проложено две или более магистральных линий, необходимо, чтобы суммарные потери давления по ветвям расходились не более чем на 15%

, что допустимо.

Таблица 3- Гидравлический расчет

Ответвления рассчитываются как транзитный участок с заданным падением давления. Рассчитаем ответвление №13:

Длина участка:

Длину участка принимаем из планировки микрорайона L=54 м;

Расход на участке теплосети, кг/с:

  кг/с ,

Где   суммарная нагрузка на отопление,вентиляцию и ГВС

  теплоемкость воды, ;

 температурный график

  кг/с;

Падение давления, Па:

Падение давления в ответвлении равно сумме падений давления на участках , расположенных до места ответвления к абоненту до конца главной магистрали .

 Па;

Предварительное удельное линейное падение давления, Па/м:

,

Где

 Па/м;

Если  получается >300,то принимается 300.

Предварительный диаметр трубопровода:

,

Где  , при  м.

 -расход на участке теплосети кг/с,

 мм;

Окончательный расчет:

Производя окончательный расчет округляем диаметр до стандартного значения по номограмме (рисунок 5-7 (2)):

 мм;

Уточняем значение линейного падения давления, Па/м:

 Па/м,

Где  , если  м,

 -расход на участке теплосети кг/с,

 Па/м;

Коэффициент местных потерь давления:

,

Где Z-опытный коэффициент , для воды Z=0,03-0,05,

 -расход на участке теплосети кг/с,

;

Полное падение давления на участке, Па:

,

Где L-длина участка,

 коэффициент местных потерь давления ,

 Па;

Потери напора на участке, м:

,

Где  плотность воды при средней температуре теплоносителя  

 м;

Аналогично рассчитываются другие участки главной магистрали.

Суммарные потери напора от источника до рассматриваемого абонента, м:

 ,

  м;

По аналогии рассчитываем остальные участки и ответвления. Результаты расчета заносим в таблицу 4.

5 Пьезометрический график

Пьезометрический график позволяет установить взаимное влияние профиля местности, высоты абонентских систем и падения давления в сети. По графику можно определить напор в подающей и обратной линиях и располагаемый напор в любой точке сети и в абонентских системах, напоры сетевого и подпиточного насосов, а также выбрать схемы присоединения систем абонентов.

6 Выбор схемы присоединения тепловых потребителей

Для подключения потребителей выбираем схему с элеватором. Она применяется, когда требуется снизить температуру теплоносителя для систем отопления по санитарно-гигиеническим показателям (в данном случае со 150 ⁰С до 95 ⁰С). Преимуществом этой схемы является её низкая стоимость и высокая степень надёжности элеватора. Также одновременно присоединяем систему горячего водоснабжения. Выбираем двухступенчатую последовательную схему исходя из температурного графика 150 - 70 и соотношения

Рисунок 7 - Схема подсоединения тепловых потребителей

Преимущество схемы заключается в выравнивании суточного графика тепловой нагрузки, лучшем использовании теплоносителя, что приводит к уменьшению расхода воды в сети. Возврат сетевой воды с низкой температурой улучшает эффект теплофикации, т.к. для подогрева воды можно использовать отборы пара пониженного давления.

7 Температурный график

Отношение средней нагрузки горячего водоснабжения к максимальной нагрузке отопления

<0,6 - при подключении потребителей используем двухступенчатую последовательную схему горячего водоснабжения.

Больше 75% потребителей подключены по двухступенчатой схеме, тогда применяем повышенный температурный график.

По таблицам 4.5[3] и 4.6[3] выберем температуры сетевой воды в обратном трубопроводе и воды, подаваемой в отопительную систему по температурному графику 130-70 соответственно при t_но=-24 ⁰С и занесём их в таблицу 4.

Таблица 4 - Значения температур воды в подающей и обратной линиях

По номограммам [4.14] для построения повышенного графика температур при последовательной схеме включения подогревателей, находим:

При       

При  

Находим температуру в магистрали по номограмме для построения графика температур обратной воды, [4.14]

При        

При          

При       

8. Механический расчёт трубопровода

Определим размеры П-образных компенсаторов.

Участок 1:

D_у=70 мм;

l_н=72 м;

τ₁=130 ⁰С;

t_но=-24 ⁰С;

Определим тепловое удлинение, мм:

 ,

Расчет тепловых удлинений с расчетом предварительной растяжки в размере 50%, составит:

По рисунку 2 лист VI.13[4] определим следующие величины:

Н=1,72м, Р_к=0,12 т

Ширина компенсатора, м:

В=0,5Н,

B=0,5∙1,72=0,86 м;

Результаты занесём в таблицу 5.

Таблица 5 - Размеры П-образных компенсаторов

Проверим возможность использования для компенсации Г-образного участка трубопровода:

D_н=207 мм,

S=6 мм,

угол поворота 90⁰,

длина большего плеча l_б=56 м,

длина меньшего участка l_м=20 м,

τ₁=130⁰С,

t_но=-24 ⁰С.

Определим соотношение плеч:

Найдём расчётную разность температур, ⁰С:

По номограмме (лист VI.23[4]) определим вспомогательные коэффициенты:

А=16

В=2,81

С=5,5

Определим продольное изгибающее компенсационное напряжение, кгс/мм²:

,

где- определяется по таблице лист VI.28[4].

где- определяется по таблице лист VI.28[4].

Список использованных источников

1. Скоров Б.М. Гражданские и промышленные здания. - М.: Высшая школа, 1979. - 439 с.

. Соколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети. - М.: Энергоиздат, 1988. - 376 с.

. Наладка и эксплуатация водяных тепловых сетей: Справочник /В.М. Манюк, Я.И. Каплинский и др. М.: Стройиздат, 1988. - 432 с.

. Справочник по теплоснабжению и вентиляции, книга 1. /Р.В. Щекин С.М. Кореневский и др. - Киев: Будивельник, 1976. - 416 с.