Теплоснабжение абонентов г. Пенза

Теплоснабжение абонентов г. Пенза

Министество образования Российской Федерации

Российский государственный профисионально-педагогический униивеситет

Кафедра ЭлИн

Курсовой проект

По дисциплине «Теплоснабжение промышленных предприятий и городов»

Екатеринбург

Содержание

Задание на курсовой проект

. Определение тепловых потоков на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение

. Определение расходов сетевой воды

. Гидравлический расчет тепловых сетей

4. Определение параметров насосов и их выбор

5. Расчет толщины тепловой изоляции

Литература

Задание на курсовой проект

Теплоснабжение абонентов г. Пенза осуществляется водой по двухтрубной системе по графику 150-70°С. Расходы теплоты у абонентов и длины участков теплотрассы. На каждом участке предусмотрена установка отключающих задвижек и П-образных компенсаторов.

Расчетная температура наружного воздуха

Средняя температура наружного воздуха за отопительный период .

Продолжительность отопительного периода суток.

Произвести расчеты и выполнить:

1.      График тепловой нагрузки;

2.      Гидравлический расчет сети;

.        Пьезометрический график основной магистрали;

.        Определить параметры насосов и выбрать их;

.        Рассчитать и выбрать теплоизоляцию трубопроводов.

отопление водоснабжение теплоизоляция насос

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

г. Пенза - плотность населения Р = 510 чел/га.

Определим максимальный тепловой поток на отопление .

, Вт

Где:  - коэффициент, учитывающий тепловой поток на отопление зданий. При отсутствии данных = 0,25.

= 87 - отопительный коэффициент для Пензы при расчетной температуре наружного воздуха для проектирования отопления - 29°С. При этажности жилой застройки 5 и более этажей для построек после 1985 года.

A - площадь отапливаемых помещений в жилом квартале.

m - кол-во жителей в квартале.

f = 18 м², общая норма помещения на 1 человека.

F = 80 га, площадь застройки.

Р = 510 чел/га, плотность населения.

Найдем m.

Найдем А.

Найдем

Максимальный тепловой поток на вентиляцию .

Где: = 0,6 - коэффициент, учитывающий тепловой поток на вентиляцию общественных зданий после 1985 года постройки.

Средний тепловой поток на горячее водоснабжение.

а = 85 л/(сут·чел) норма расхода воды на горячее водоснабжение на одного человека в сутки, проживающего в здании с горячим водоснабжением.

b = 25 л/(сут·чел) - норма расхода воды на горячее водоснабжение, потребляемой в общественных зданиях.

- температура горячей (водопроводной) воды.

 - температура холодной (водопроводной) воды.

Максимальный тепловой поток на горячее водоснабжение.

Где  укрупненный показатель среднего теплового потока на ГВС.

Суммарный тепловой поток.

Средний:

.

Максимальный:

Определяем среднечасовой тепловой поток за отопительный период при +8°C и при -29°C.

На отопление.

,

Где:  средняя температура внутреннего воздуха отапливаемых помещений

 средняя температура наружного воздуха, когда начинается отопительный период.

Среднечасовой тепловой поток за отопительный период при +8°C.

Среднечасовой тепловой поток за отопительный период при -29°C.

Количество часов отопительного сезона при определенных температурах.

. Определение расходов сетевой воды

Расчетный расход сетевой воды, кг/ч, для определения диаметра труб в водяных тепловых сетях при качественном отпуске теплоты следует определять по формулам:

Отопление

Где  - температура прямой подачи воды в системе.

 - температура обратной подачи воды в системе.

 - теплоемкость воды.

Вентиляция

Горячее водоснабжение в открытых системах теплоснабжения:

Среднечасовой расход

 - температура горячей воды.

Максимальный расход

Суммарные расчетные расходы сетевой воды

где  коэффициент, учитывающий долю среднечасового расхода воды на горячее водоснабжение при регулировании по нагрузке отопления.

Средний

Максимальный

. Гидравлический расчет тепловых сетей

Для определения диаметров труб, определения падения давления, выбора сетевого насоса, расчета теплоизоляции трубопровода.

 = 1800 м

Определим массовый расход m горячей воды в сети.

,

где  - теплоемкость воды.

Средний: 

Максимальный:

Определим сумму потерь напора на местное сопротивление Σξ.

Принимаем 2 задвижки, .

 - коэффициент сопротивления одной задвижки.

Количество компенсаторов определяем по формуле:

 - коэффициент сопротивления для П-образного компенсатора.

Где примем h = 90Па/м - удельная потеря напора.

Определим потери напора при средней температуре носителя.

Где g = 9,81м/с² - ускорение свободного падения.

ρ = 975 кг/м³ - удельная плотность воды при 75°С.

Определим удельное падение давления R.

Где α - коэффициент, учитывающий долю потерь давления в местных сопротивлениях.

Средняя:

Максимальная:

Определим диаметр труб d.

По среднему:

По максимальному:

Для уменьшения значения удельного давления принимаем условный диаметр трубы d_у=800 мм.

Проведем уточняющий расчет.

Уточним  - значение удельного падения давления.

Определим - эквивалентное.

Определим падение давления .

Определим  - потери напора.

4. Определение параметров насосов и их выбор

Рабочий напор сетевого насоса замкнутой водяной сети.

Нсн = ΔН_ист + ΔН_п + ΔН_обр.+ ΔН_аб.= 15 + 4,84 +4,84+ 30 = 54,58м

ΔН_ист - потери напора в подогревательной установке источника теплоснабжения, Н_ист = (12÷15) м.

ΔН_п - потери напора в подающей линии тепловой сети.

ΔН_п = 4,84 м.

ΔН_обр - потери напора в обратной линии тепловой сети.

ΔН_обр= 4,84 м.

ΔН_аб. - потери напора в местной системе теплопотребления.

ΔН_аб = 30м

Потери напора в подающем и обратном трубопроводе принимаем по результату гидравлического расчета, при пропуске расчетных расходов воды:

ΔН_п = ΔН_обр= 4,84 м.

Определяем объем подачи теплоносителя

Подача сетевого насоса должна обеспечивать расчетный расход теплоносителя

m = 360,3кг/с

v = m / ρ = 360,3 / 975 = 0,37м³/с = 0,37∙3600= 1332 м³/ч

ρ = 975 кг/м³ - плотность воды при t_ср. = 75⁰С.

Выбор сетевых насосов.

По каталогу сетевых насосов: при Н = 54,58 м, v= 1332 м³/ч выбираем сетевой насос марки СЭ - 800 - 100- 16

Техническая характеристика насоса:

Подача - 800 м³/ч

Напор - 55 м

Мощность - 243 кВт

КПД - 80%

Температура перекачиваемой жидкости - 180⁰С

Т.к. объем перекачиваемой жидкости v= 1332 м³/ч, то выбираем два сетевых насоса, и один резервный.

. Расчет толщины тепловой изоляции

Расчет толщины тепловой изоляции трубопроводов  по нормированной плотности теплового потока выполняют по формуле:

Где: d = 0,82 м наружный диаметр трубы.

е = 2,7 - основание натурального логарифма.

λк = 0,05 Вт/(м∙°С) теплопроводность теплоизоляционного слоя, (для фенольного поропласта ФЛ, монолитного).

Rк - термическое сопротивление слоя изоляции м∙°С/Вт, определяют в зависимости от способа прокладки.

При надземной прокладке в тоннелях:

Где: qе = 155 Вт ∕м, нормированная линейная плотность теплового потока при средней температуре теплоносителя 100°С, при прокладке в тоннеле;

tw - средняя температура теплоносителя за период эксплуатации (при 150/70 для подающего трубопровода 90°С, для обратного 50°С).

tе =40°С, среднегодовая температура среды, окружающей трубопровод.

Rnc - термическое сопротивление поверхности изоляционного слоя, м∙°С/Вт. Определяется по формуле:

где: αе = 11 коэффициент теплоотдачи с поверхности тепловой изоляции в окружающий воздух при прокладке в тоннелях и техподпольях.

Определим Rnc - термическое сопротивление поверхности изоляционного слоя, м∙°С/Вт.

Определим Rк - термическое сопротивление слоя изоляции м∙°С/Вт

Определим толщину тепловой изоляции трубопроводов .

Выбираем сегменты из пенопласта марки ФРП-1 (фенольнорезольный пенопласт) ГОСТ 22546-77. ФРП-1 - это легкий и прочный теплоизоляционный материал, имеющий закрытопористую структуру, благодаря которой обладает низким коэффициентом теплопроводности в сравнении с другими теплоизоляционными материалами.

Таблица 1

Литература

1. Соколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети. Москва, Энергоиздат, 1982г, 360с.

. Ривкин С.Л., Александров А.А. Термодинамические свойства воды и водяного пара. Справочник. Москва, Энергоатомиздат, 1984г, 80с.