Расчет систем теплоснабжения микрорайона города

Расчет систем теплоснабжения микрорайона города

Министерство образования и науки РФ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Ульяновский государственный технический университет

Кафедра «Промышленная теплоэнергетика»

Расчетно-графическая работа

Расчет систем теплоснабжения микрорайона города

Выполнил студент гр. ТЭбд-41

Петров С.В.

Проверил к.т.н., доцент

Федоров Р.В.

Ульяновск 2015

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

Задание

      Определение расчетных тепловых нагрузок района города

2       График регулирования отпуска теплоты

2.1 График регулирования отпуска теплоты по отопительной нагрузке в закрытых системах теплоснабжения

2.2    График регулирования отпуска тепла по совместной нагрузке на отопление и ГВС

3    Определение расчетных расходов теплоносителя в тепловых сетях. Закрытые системы теплоснабжения

Список использованных источников

ВВЕДЕНИЕ

Централизованная система теплоснабжения состоит из следующих основных элементов: источника тепла, тепловых сетей и местных систем потребления - систем отопления, вентиляции и горячего водоснабжения (ГВС).Для централизованного теплоснабжения используются два типа источников тепла: теплоэлектроцентрали (ТЭЦ), районные котельные (РК). На ТЭЦ осуществляется комбинированная выработка тепла и электроэнергии, обеспечивающая существенное снижение расходов топлива при получении электроэнергии.В данном проекте разработана система теплоснабжения района города от источника тепла, осуществлен выбор оборудования источника и системы теплоснабжения.В качестве теплоносителя для теплоснабжения города используется горячая вода, а для теплоснабжения промышленных предприятий - водяной пар. Теплоноситель от источников тепла транспортируется по теплопроводам. Циркуляцию теплоносителя в системе теплоснабжения 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.

В состав тепловых сетей входят теплопроводы; компенсаторы, воспринимающие температурные удлинения; отключающее, регулирующее и предохранительное оборудование, устанавливаемое в специальных камерах (ТК); насосные станции; источник тепла.

ЗАДАНИЕ

Запроектировать закрытую систему теплоснабжения с температурным графиком 150 ºС на 70 ºС для города Днепропетровск, если высота ТЭЦ по отношению к генплану 20 м и находится на Юге в 10 км.

.       
ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ ТЕПЛОВЫХ НАГРУЗОК РАЙОНА ГОРОДА

Потребителями тепла системы центрального теплоснабжения являются:

а) теплоиспользующие санитарно-технические системы зданий (системы отопления, вентиляции, кондиционирования воздуха, горячего водоснабжения);

б) различного рода технологические установки, использующие тепло низкого потенциала (до 300-350ºС).

По режиму потребления тепла в течение года различают две группы потребителей:

­   сезонные потребители, нуждающиеся в тепле только в холодный период года;

­         круглогодовые потребители, нуждающиеся в тепле весь год.

Тепловые нагрузки жилого района города складываются из расчетного расхода теплоты на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение (ГВС).

В зависимости от этажности застройки каждого квартала по справочнику [7] находится плотность жилого фонда S (м2/га). По площади квартала F кв (га) находим жилую площадь, м2:

где S          - плотность жилого фонда, м2/га;  - площадь квартала, га;  - жилая площадь, м2.

Принимая норму жилой площади 9-18 м2 на одного человека, определяем число жителей в квартале.

где  - норма жилой площади на одного человека f = 12 м2/чел (принимается по[7]).

Согласно СНиП 23-01-99 «Строительная климатология» г. Днепропетровск относится к району II В.

Расчетные расходы теплоты на отопление жилых зданий определяются по формуле, МВт:

где  - жилая площадь, м2; q - укрупненный показатель максимального часового расхода теплоты на 1 м2 жилой площади зданий, определяется по [8]. q= 362.5 Вт/м2

По СНиП 2.04.07 - 86* «Тепловые сети» выбираем q. Считаем, что температура наружного воздуха tро = -26 0С. Эта температура взята из таблицы «климатические параметры холодного периода года» как температура наиболее холодной пятидневки с обеспеченностью 0,92. считаем, что район застраивался после 1985 г. Для домов в 5 этажей и выше q = 362.5 Вт/м2 (при tро = - 26 0С).

Расчетные расходы теплоты на отопление для жилых и общественных зданий определяются по формуле

,

где  - расчетная мощность систем отопления жилых зданий, Вт;  - коэффициент, учитывающий расход тепла на отопление общественных зданий, принимают по [2]. Согласно СНиП 41-02-2003* «Тепловые сети»  = 0,25.

Максимальный часовой расход теплоты на вентиляцию общественных зданий определяется по методике, представленной в книге [5] по следующей формуле:

,

где - коэффициент, учитывающий расход теплоты на вентиляцию общественных зданий, выбирается по справочнику [8];  - расход теплоты на отопление общественных зданий, Вт. По СНиП 2.04.07 - 86* «Тепловые сети» для зданий, построенных до 1985 г. = 0,4, после 1985 г. -  = 0,6. Таким образом, берем  = 0,6.

Среднечасовой расход теплоты за отопительный период на ГВС определяется по формуле:

,

где N - число жителей, чел.; qгв - укрупненный показатель среднечасового расхода теплоты на горячее водоснабжение, определяется в зависимости от нормы расхода воды на ГВС в расчете на одного жителя в сутки [5].

Расходы теплоты на отопление, вентиляцию для каждого квартала приведены в таблице 1.1.

Таблица 1.1

Расчет потребления в кварталах.

По данным таблицы 1 строим график часовых и годовых расходов теплоты (приложение 1).

Таблица 1.2

Продолжительность стояния температур наружного воздуха.

.        ГРАФИК РЕГУЛИРОВАНИЯ ОТПУСКА ТЕПЛОТЫ

Вид центрального качественного регулирования определяется по зависимости:

если  - регулирование по отопительной нагрузке.

если  - регулирование совместное по отопительной нагрузке и по нагрузке на ГВС.

(9,414/48,084)*100=19 %. А это значит, что в данном расчете будет осуществляться совместное регулирование по отопительной нагрузке и по нагрузке на ГВС.

Выбор схемы присоединения водоподогревателей ГВС для закрытых систем отопления определяется следующим образом:

Соответственно, схема присоединения будет двухступенчатая последовательная.

2.1    ГРАФИК РЕГУЛИРОВАНИЯ ОТПУСКА ТЕПЛОТЫ ПО ОТОПИТЕЛЬНОЙ НАГРУЗКЕ В ЗАКРЫТЫХ СИСТЕМАХ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ.

Формулы для расчета центрального качественного регулирования для закрытых систем теплоснабжения при различных видах регулирования представлены ниже.

Температура воды в подающей и обратной магистралях:

, (2.1.1)

, (2.1.2)

где t1,t2 - температура воды в подающей и обратной магистралях при температуре наружного воздуха tн соответственно;

tв- температура воздуха в помещении, ºС; tв = 18 ºС

 - то же, что в (1.7)  = -26 ºС

tн- температура наружного воздуха, ºС;

Dt¢ - температурный напор нагревательного прибора, при расчетной температуре воды в отопительном приборе t3¢ = 95ºС;

Dt¢ - расчетный перепад воды в тепловой сети, ºС;

Q¢ - расчетный перепад температур воды в местной системе отопления, ºС.

ºС,

где  - температура воды в подающей магистрали при tн = tро.

 (2.1.4)

ºС

Полученные результаты расчета по формулам сводятся в таблицу 2.

Таблица 2. Температура воды в подающей и обратной магистралях в зависимости от tн

Рис 2.1. График регулирования отпуска тепла по отопительной нагрузке.

2.2    ГРАФИК РЕГУЛИРОВАНИЯ ОТПУСКА ТЕПЛА ПО СОВМЕСТНОЙ НАГРУЗКЕ НА ОТОПЛЕНИЕ И ГВС

Перед построением графика центрального качественного определяется отношение нагрузки на горячее водоснабжение к отопительной нагрузке:

.

По этому отношению выбирается схема присоединения водоподогревателя ГВС у абонентов (двухступенчатая последовательная, т.к. >0,2 и <1).

Для построения повышенного температурного графика необходимо определить перепад температур сетевой воды в подогревателях верхней δ1 и нижней δ2 ступеней при балансовой нагрузке ГВС.

Балансовая тепловая нагрузка ГВС: Qδhm=1,2*Qcpгв=1,2*4.91=5.89 кВт

Суммарный перепад температур сетевой воды в водоподогревателях нижней и верхней ступеней определяем по формуле:

По вычисленным значениям τ1 и τ2 строим отопительно-бытовой температурный график (приложение 2), по которому устанавливаем, что tн’=5.5 oC, τ1’=70 oC, τ2’=42.75 oC. Принимая недогрев водопроводной воды до температуры греющей воды в подогревателе нижней ступени равным 10 oC, находим температуру нагреваемой водопроводной воды после нижней первой ступени подогревателя при tн’ t’=42.75-10=32.75 oC

Определяем перепад температур сетевой воды δ2 в нижней ступени подогревателя.

При tн’ :

При t0:

Находим температуру сетевой воды в обратной магистрали для повышения температурного графика:

При t0:

При tн’:

Строим график . Находим перепад температур сетевой воды в верхней ступени подогревателя при t0 и tн’.

Вычисляем температуру сетевой воды в подающей магистрали тепловой сети для повышенного температурного графика:

Строим график τ1п=f(tн) (приложение 2)

3      
ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ РАСХОДОВ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ В ТЕПЛОВЫХ СЕТЯХ. ЗАКРЫТЫЕ СИСТЕМЫ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ

При качественном регулировании отпуска теплоты расчетные расходы сетевой воды на отопление и вентиляцию, т/ч, согласно [4] определяются по следующим формулам:

где τ1, τ2 - расчетные температуры сетевой воды соответственно в подающем и обратном теплопроводах при tо, оС;

Qomax, Qvmax- соответственно максимальные тепловые потоки на отопление и вентиляцию при tо, кВт;

c- удельная теплоемкость воды, кДж/(кг*оС).

Расчетные расходы сетевой воды на горячее водоснабжение, т/ч, зависят от схемы присоединения водоподогревателей и определяются:

При двухступенчатых схемах присоединения водоподогревателей:

Среднечасовой:

Максимальный:

где τ1’, τ2’- температура воды в подающем и обратном теплопроводах в точке излома графика температур воды, оС.

При центральном качественном регулировании отпуска теплоты по совмещенной нагрузке отопления и горячего водоснабжения расчетный расход сетевой воды в двухтрубных тепловых сетях определяется как сумма расходов воды на отопление и вентиляцию без учета нагрузки горячего водоснабжения (K3=0)

Таблица 3. Показатели расхода сетевой воды на ГВС, отопление и вентиляцию

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

теплоснабжение отопление город

1.   СанПиН 2.1.4.2496-09. Гигиенические требования к обеспечению безопасности систем горячего водоснабжения.

2.      СНиП 41-02-2003, Тепловые сети. Нормы проектирования/ Госстрой России. М.: Стройиздат, 2003.- 49 с.

.        СНиП 23-01-99*. Строительная климатология/Госстрой России. - М.: Стройиздат, 2000. - 136 с.

.        Источники и системы теплоснабжения промышленных предприятий: Пособие к курсовом проектированию/ Жуховицкий Д.Л., Цынаева А.А.- Ульяновск: УлГТУ, 2002. - 54 с.

.        Копко В.М. Теплоснабжение: курсовое проектирование. - Минск: Вышэйшая школа, 1985. - 139 с.

.        Наладка и эксплуатация водяных тепловых сетей: Справочник/ В.И. Манюк, Я.И. Каплинский, Э.Б.Хиж и др. - 3-е изд. Перераб и доп. - М.: Стройиздат, 1988. - 432 с.

.        Николаев А.А. Справочник проектировщика: Проектирование тепловых сетей/ А.А. Николаев .- М.: Стройиздат, 1965. - 360 с.

.        Переверзев В.А, Справочник мастера тепловых сетей./ В.А. Переверзев, В.В. Шумов. - Л.: Энергоатомиздат, 1987. - 272 с.