Проектирование систем централизованного теплоснабжения района города Вологды от газовой котельной и отопления жилого здания

  • Вид работы:
    Дипломная (ВКР)
  • Предмет:
    Другое
  • Язык:
    Русский
    ,
    Формат файла:
    MS Word
    194,39 Кб
  • Опубликовано:
    2017-02-15
Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.
Помощь в написании работы, которую точно примут!

Проектирование систем централизованного теплоснабжения района города Вологды от газовой котельной и отопления жилого здания

Содержание

Введение

. Централизованное теплоснабжение района города

.1 Основные понятия и элементы системы

.2 Исходные данные и сведения об исследуемой системе

.3 Определение расходов тепловой энергии

.4 Определение часовых расходов теплоносителя

.5 Гидравлический расчет тепловых сетей на ЭВМ

.5.1 Основные расчетные зависимости

.5.2 Конструкторский расчет тепловой сети

.5.3 Поверочный расчет тепловой сети

.5.4 Центральное качественное регулирование тепловой нагрузки. Построение повышенного графика регулирования отпуска теплоты

.5.5 Построение графика напоров для водяной тепловой сети (пьезометрический график)

. Котельная. основное оборудование, принцип работы

.1 Принцип работы котельной

.2 Принцип работы водогрейного котла

.3 Система химводоочистки

.3.1 Процесс умягчения питательной воды

.3.2 Процесс взрыхления

.3.3 Процесс регенерации

.3.4 Процесс отмывки

.4 Паспортные данные основного оборудования

.4.1 Котлы

.4.2 Насосы

.4.3 Фильтры

. Технико-экономическая оценка наладки гидравлического режима тепловой сети

.1 Краткое описание рассматриваемого объекта

.2 Исходные данные

.3 Определение технической эффективности

.4 Определение снижения расходов на тепловую энергию

.5 Определение снижения расходов на электроэнергию

.6 Определение экономической эффективности

.7 Расчет срока окупаемости мероприятия

. Система водяного отопления жилого здания

.1 Основные понятия и элементы системы

.2 Теплотехнический расчет наружных ограждений

.2.1 Жилое здание

.2.2 Цокольный этаж

.2.3 Энергетический паспорт здания

.3 Определение теплопотерь в здании через наружные ограждения

.4 Гидравлический расчет системы водяного отопления

. Проектирование теплового пункта здания

.1 Общие сведения по тепловым пунктам

.2 Расчет и подбор основного оборудования

.2.1 Исходные данные

.2.2 Определение расходов воды на участках теплового пункта

.2.3 Расчет и подбор водоподогревателя

.2.4 Расчет и подбор циркуляционного насоса (для жилого здания)

.2.5 Расчет и подбор подпиточного устройства (для жилого здания)

.2.6 Расчет и подбор расширительного бака

. Автоматизация теплового пункта здания

.1 Основные положения

.2 Контрольно-измерительные приборы

.2.1 Местные приборы

.2.2 Системы автоматического контрол0

.2.3 Системы автоматического регулирования подачи тепловой энергии

.3 Подбор регулирующего органа (для жилого здания)

.4 Спецификация на технические средства автоматизации

. Безопасность жизнедеятельности

.1 Правила техники безопасности при обслуживании тепловых сетей96

.2 Правила техники безопасности при работе в газовых котельных

.3 Правила техники безопасности при обслуживании тепловых пунктов

Заключение

Список использованных источников

Приложения

Введение

В дипломный проект «Проектирование систем централизованного теплоснабжения района города Вологды от газовой котельной и отопления жилого здания», как видно из названия, включены и рассмотрены две крупные теплоэнергетические темы: система централизованного теплоснабжения района города и проектирование системы водяного отопления отдельно взятого здания.

Основное назначение любой системы теплоснабжения состоит в обеспечении потребителей необходимым количеством теплоты требуемых параметров. Но на практике, к сожалению, это встречается редко. Разрегулированная система теплоснабжения - это одна из самых распространенных проблем в теплоэнергетике. Подача теплоносителя в системы теплопотребления, не соответствующего расчетным значениям, создает не только условия теплового дискомфорта в отапливаемых зданиях с нарушением санитарно-гигиенических требований, но и приводит к увеличению потребления природных энергоресурсов на источниках производства тепла. Проблема энерго- и ресурсосбережения является актуальной проблемой в настоящее время. Для целей теплоснабжения приходится сжигать более 30% всего добываемого в стране топлива, что составляет около 600 млн. т.у.т. Повышение надежности и долговечности систем транспорта тепла является важнейшей экономической задачей при проектировании, строительстве и эксплуатации теплопроводов. Из большого количества энергосберегающих мероприятий в теплоснабжении оптимизация гидравлического режима тепловой сети является наиболее эффективной. Именно этот важный вопрос является ключевым вопросом первой части выпускной квалификационной работы. В качестве исследуемого объекта в дипломном проекте представлена система теплоснабжения газовой котельной ОАО с/х «Заречье» (г. Вологда). Кроме того, в первой части диплома представлено краткое описание самой котельной, особенности ее работы, связанной с производством и распределением тепловой энергии.

Во второй части дипломного проекта разработана и запроектирована система водяного отопления здания с учетом современных технических решений. Конструктивные особенности здания соответствуют современным показателям энергетической эффективности и требованиям, предписываемым к теплозащите зданий. Двухтрубные системы с индивидуальными автоматическими регуляторами на отопительных приборах с использованием новейших средств автоматизации в наше время получили широкое распространение. Отдельным разделом второй части выпускной квалификационной работы является проектирование теплового пункта для разработанной системы отопления. В данном разделе рассмотрены правила подбора основного оборудования теплового пункта по новейшим методам и существующим технологиям. Тепловой пункт полностью соответствует настоящим требованиям автоматизации технологических процессов (приборы автоматической регистрации и учета теплопотребления, регулирование подачи теплоты в систему отопления), позволяющим сократить расходы энергопотребления (30%-35% в годовом разрезе и 60%-70% в переходные периоды) и создать благоприятные условия микроклимата в каждом отдельном помещении. Кроме того, автоматизированная работа оборудования теплового пункта улучшает экологическое состояние окружающей среды, сокращая выбросы в атмосферу продуктов сгорания сэкономленного топлива. В состав производителей оборудования системы отопления и теплового пункта включены такие известные передовые фирмы, как Danfoss, Wilo, Purmo и др. В гидравлических расчетах системы отопления, в подборе оборудования использовано современное высокоэффективное программное обеспечение, позволяющие произвести безошибочный расчет за короткий срок. Описания программ приведены в соответствующих разделах дипломного проекта.

1. Централизованное теплоснабжение района города

.1 Основные понятия и элементы системы

Под теплоснабжением понимают систему обеспечения теплом зданий и сооружений.

В качестве теплоносителя для теплоснабжения городов используют горячую воду, а для теплоснабжения промышленных предприятий - водяной пар. Теплоноситель от источников тепла транспортируется 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 теплоты и потребителями. Циркуляцию теплоносителя обеспечивает насосная станция источника тепла.

В состав тепловых сетей входят теплопроводы; компенсаторы, воспринимающие температурные удлинения; отключающее, регулирующее и предохранительное оборудование, устанавливаемое в специальных камерах или павильонах; насосные станции; районные тепловые пункты (РТП) и индивидуальные тепловые пункты (ИТП) [1].

Система централизованного теплоснабжения - это система, состоящая из одного или нескольких источников теплоты, тепловых сетей (независимо от диаметра, числа и протяженности наружных теплопроводов) и потребителей теплоты [2].

В зависимости от степени централизации системы централизованного теплоснабжения ее можно разделить на следующие четыре группы [3]:

- групповые (теплоснабжение от одного источника группы зданий);

-       районные (теплоснабжение от одного источника нескольких групп зданий, район);

-       городские (теплоснабжение от одного источника нескольких районов);

-       межгородские (теплоснабжение от одного источника нескольких городов).

Подготовка теплоносителя проводится в специальных так называемых теплоподготовительных установках на ТЭЦ, а также в городских, районных, групповых (квартальных) или промышленных котельных.

.2 Исходные данные и сведения об исследуемой системе

В дипломном проекте рассматривается система централизованного теплоснабжения района «Заречье» (г. Вологда). В качестве теплоносителя в системе используется вода из городского водопровода. Источником теплоты является близлежащая отопительная газовая котельная (см. главу 2), собственность местной организации ОАО с/х «Заречье». Водяная теплосеть - двухтрубная. Прокладка трубопроводов - подземная. Тепловые пункты в жилых и общественных зданиях - индивидуальные. Регулирование подачи теплоты - качественное. График работы котельной при температуре наружного воздуха  - .

Тепловая сеть, снабжающая теплотой потребителей, разбита на участки с общими расходами теплоносителя. Потребителями теплоты являются не только предприятия, находящиеся в ведомстве ОАО «Заречье» (например, телятник, контора, гаражи и теплицы), но и жилые дома района, а также частные организации (например, ООО «Окор»), с которыми заключены договоры на отпуск теплоты. Тепловая энергия воды идет на отопление, горячее водоснабжение (в индивидуальных тепловых пунктах установлены водоподогревателя горячего водоснабжения), а в некоторых случаях и на вентиляцию зданий (общественные и производственные здания). В целом к тепловой сети подключено тридцать отдельно стоящих объектов.

1.3 Определение расходов тепловой энергии

При решении любых вопросов, связанных с теплоснабжением зданий, необходимо знать тепловые нагрузки, которые являются базой для всех последующих расчетов и подбора оборудования. Под тепловой нагрузкой понимают расчетный максимальный часовой расход теплоты на отопление , , вентиляцию , , и горячее водоснабжение (дальше ГВС) , , зданий. Расчетная тепловая нагрузка на здание будет равна сумме выше перечисленных нагрузок.

Проектировочный максимальный часовой расход теплоты на отопление , , можно рассчитать по следующей формуле [4]:

,

где - поправочный коэффициент, учитывающий зависимость отопительной характеристики здания от расчетной температуры наружного воздуха ,;

 - удельная отопительная характеристика здания, , зависящая от его назначения и объема, принимается по [4];

 - объем зданий по наружному обмеру, необогреваемые объемы здания не учитываются, ;

 - усредненная температура внутреннего воздуха в здании, для жилых заданий , для общественных и производственных помещений ;

 - расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления, для города Вологды - .

Поправочный коэффициент  рассчитывается по формуле:

.

Проектировочный максимальный часовой расход теплоты на вентиляцию , , можно определить по следующей формуле [4]:

,

где - удельная вентиляционная характеристика здания, , зависящая от его назначения и объема, принимается по [4].

Максимальный часовой расход теплоты на ГВС , , можно определить по следующей формуле [5]:

,

где - удельная массовая теплоемкость воды, равная ;

 - плотность воды, при температуре  равна ;

 - средний часовой расход воды на горячее водоснабжение, ;

 - средняя температура, разбираемая потребителями горячей воды, ;

 - средняя температура холодной воды за отопительный период, ;

 - коэффициент часовой неравномерности потребления горячей воды, для расчетов можно использовать таблицу 2 приложения 2 в [5], где ;

 - число жителей, проживаемых в здании;

 - коэффициент, учитывающий потери теплоты трубопроводами систем ГВС, принимается по таблице 1 приложения 2 в [5].

.4 Определение часовых расходов теплоносителя

Перед проведением гидравлического расчета сеть трубопроводов разбивается на расчетные участки. Расчетным участком называют отрезок трубопровода между двумя ответвлениями, на протяжении которого диаметр трубопровода и величина расхода теплоносителя остается неизменной. Расход сетевой воды на участке является необходимой величиной для определения диаметров трубопроводов и потерь давления в них.

Расчетный часовой расход воды  на здание, , в закрытых системах теплоснабжения зависит от схем присоединения подогревателей горячего водоснабжения, графика регулирования отпуска теплоты и в общем виде определяется как сумма расчетных расходов воды на отопление , , вентиляцию ,  и ГВС , , [5]:

.

Расчетные часовые расходы сетевой воды на отопление , , и вентиляцию , , определяются по формулам соответственно:

.

.

где - расчетная температура воды в подающем трубопроводе тепловой сети, ;

 - расчетная температура воды в обратном трубопроводе тепловой сети, .

Расчетные часовые расходы сетевой воды на ГВС при различных схемах присоединения водоподогревателей определяются по формулам, приведенным в приложении 10 [5].

Расчетные значения тепловых нагрузок, расходы воды на отопление, вентиляции и ГВС приведены в таблице 1.1 дипломного проекта. Кроме того, в таблице указаны расчетные расходы воды на здания, необходимые для гидравлического расчета теплосети.

Таблица 1.1 - Суммарные тепловые нагрузки и расходы воды по котельной с/х «Заречье»

1.5 Гидравлический расчет тепловых сетей на ЭВМ

Одним из наиболее важных вопросов при проектировании и наладке тепловых сетей является гидравлический расчет трубопроводов. Основной задачей гидравлического расчета трубопроводов тепловых сетей является определение диаметров трубопроводов и потерь давления при заданных расходах теплоносителя или определение пропускной способности трубопроводов при заданном располагаемом перепаде давления.

Для снижения трудоемкости и повышения качества проектирования на кафедре теплогазоснабжения и вентиляции существует программа «SETI» для гидравлического расчета тупиковых водяных тепловых сетей. При подготовке исходных данных для выполнения гидравлического расчета на ЭВМ строится расчетная схема, на которой условно (без масштаба, без соблюдения конфигурации и в одну линию) показывается тепловая сеть с нанесением на нее начальной точки (в нашем случае котельной), конечных точек сети (потребителей) и всех расчетных участков. Участки нумеруются и их длины проставляются в метрах.

На каждом участке сети в расчетной схеме указывается номер точки начала участка, номер точки конца участка, длина участка в метрах, расчетный расход сетевой воды в , сумма коэффициентов местных сопротивлений (при необходимости) и внутренний диаметр (при поверочном расчете, см. 1.5.3).

Нумерация участков сети при принятом в программе способе ее кодировки должна производиться следующим образом:

-       начальная точка сети (котельная) нумеруется цифрой  (ноль);

-       конечные точки сети (потребители) нумеруются в произвольном порядке целыми числами от  до , где  - количество потребителей;

-       все остальные узловые точки сети (точки соединения участков) нумеруются числами, не совпадающими с нумерацией систем теплопотребления [6].

Ниже в дипломном проекте представлен конструкторский и поверочный расчеты, выполненные по данной программе.

.5.1 Основные расчетные зависимости

Задачей гидравлического расчета является определение максимально возможного использования на каждом маршруте располагаемого в начальной точке сети перепада давления, т.е. при расчете участков сети на маршруте к -му потребителю должно соблюдаться условие [6]:

,

где - разность давлений в подающем и обратном трубопроводе в начальной точке сети, ;

 - сумма потерь давления в подающем и обратном трубопроводе на -ом маршруте, ;

 - потери давления на участке сети, ;

 - количество расчетных участков сети на маршруте;

 - требуемый перепад давления на вводе у -го потребителя, .

Потери давления , , на участке сети находятся из выражения:

,

где - потери давления на трение, ;

 - потери давления в местных сопротивлениях, ;

 - удельные потери давления на трение, ;

 - геометрическая длина участка трубопровода, ;

 - эквивалентная длина местных сопротивлений, ;

 - приведенная длина участка трубопровода, .

Удельные потери давления на трение , , определяются по выражению:

,

где - коэффициент гидравлического трения;

 - скорость теплоносителя, ;

 - плотность теплоносителя (в нашем случае - воды), ;

 - внутренний диаметр трубопровода, ;

 - расчетный часовой расход теплоносителя на участке, .

При турбулентном режиме движения жидкости коэффициент трения для стальных трубопроводов находят по разным формулам, выбираемым с учетом предельного значения критерия Рейнольдса , характеризующего границы переходной области и области квадратичного закона.

Предельное значение критерия Рейнольдса  равно:

,

где - эквивалентная шероховатость внутренней поверхности трубопроводов, .

Критерий Рейнольдса  следует определять по формуле:

,

где - коэффициент динамической вязкости, ;

 - коэффициент кинематической вязкости, .

При  (переходная область) коэффициент трения определяют по формуле Кольбрука-Уайта:

,

где - число Рейнольдса;

 - предельное число Рейнольдса.

При  (область квадратичного закона) коэффициент трения определяют по формуле Прандтля-Никурадзе:

.

,

где - сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке.

Иногда, в случае отсутствия данных о характере и количестве местных сопротивлений на трубопроводах тепловой сети, допускается определять эквивалентную длину местных сопротивлений по упрощенной формуле:

,

где - коэффициент, учитывающий долю потерь давления на местные сопротивления по отношению к , который принимается в зависимости от вида компенсатора и диаметров трубопроводов.

Диаметр трубопровода ,  на участке сети подбирается с помощью выражения:

,

где - коэффициент, зависящий от единиц измерения  и ;

 - средняя величина удельных потерь давления на трение, , определяемая по формуле:

,

где - располагаемый перепад давления в начале рассчитываемого участка, ;

 - требуемый перепад давления на вводе абонента, ;

 - расстояние по трассе сети от начала рассчитываемого участка до потребителя, .

.5.2 Конструкторский расчет тепловой сети

Конструкторский расчет выполняют для проектирования новой тепловой сети. Главной задачей конструкторского расчета является определение оптимальных диаметров трубопроводов для заданного располагаемого давления , .

Для расчета в программу «SETI» вводятся количество потребителей; количество участков тепловой схемы; номера точек начала участка; номера точек конца участка; длина участка , ; расчетный расход сетевой воды на участке , ; сумма коэффициентов местных сопротивлений (при необходимости); коэффициент , учитывающий используемые в расчете единицы измерения потерь давления и напора. В технической системе единиц потери напора в программе определяются в метрах водяного столба, , и коэффициент  принимается равным . Кроме того, указывается расчетная температура воды в подающем , , и обратном , , трубопроводе и необходимые перепады давления у потребителей , . Для вновь проектируемых водяных тепловых сетей эквивалентная шероховатость внутренней поверхности трубопроводов принимается равной . Коэффициент , учитывающий долю потерь давления в местных сопротивлениях при П-образных компенсаторах принимается равным .

Требуемый перепад давлений на вводах у потребителей , , зависит от вида присоединения теплопотребляющих установок к тепловой сети. Если для работы различных потребителей, присоединяемых по разным схемам к рассчитываемой тепловой сети, требуются разные величины перепадов давления, то их вводят непосредственно в самом расчете для каждого подключенного здания. Примем в нашем случае  (рекомендуемое значение).

Исходные данные и результаты расчета тепловой сети распечатываются на выходном документе ЭВМ в табличной форме, сопровождаясь текстовым материалом. После заголовка печатаются исходные данные. Результаты расчета выдаются на печать по маршрутам. Таблица результатов расчета включает в себя 10 граф: номер участка; геометрическая длина участка , ; эквивалентная длина участка , ; расход воды на участке , ; типоразмер трубопровода (наружный диаметр  и толщина стенки , ). Кроме того, в итоговом расчете указывается скорость воды на участке , ; удельные потери давления на трение , ; общие потери давления на участке , ; сумму потерь давления по маршруту от начальной точке сети до рассчитываемого участка , . В последней строке указывается действительный располагаемый перепад давления у данного потребителя , .

Итоги конструкторского расчета представлены в обязательном приложении 1 дипломного проекта.

.5.3 Поверочный расчет тепловой сети

Поверочный расчет выполняется с целью наладки гидравлического режима существующей тупиковой тепловой сети. При разрегулированной системе потребители, расположенные радом с источником теплоснабжения, будут испытывать перегрев, так как поток теплоносителя буде двигаться в сторону меньшего гидравлического сопротивления, а удаленные здания - недогрев из-за несоответствия фактических значений расхода теплоносителя расчетным. Чтобы это предотвратить, необходимо сдросселировать избыточный напор у потребителя до необходимого значения. Одним из самых распространенных способов создания искусственного сопротивления является установка перед вводом в здание на подающем трубопроводе дроссельной шайбы, диаметр которой рассчитывается по следующей формуле [6]:

,

где - коэффициент, зависящий от единиц измерения величин в формуле, здесь ;

 - расчетный расход сетевой воды, по таблице 1.1 дипломного проекта, ;

 - избыточный напор, дросселируемый диафрагмой, .

На формуле (1.19) базируется принцип расчета диаметров дроссельных диафрагм программой «SETI». В программу вводятся количество потребителей, количество участков тепловой схемы, номера точек начала участка, номера точек конца участка, длины участков , ; расчетные расходы сетевой воды , ; внутренний диаметр трубопровода , . Кроме того, указывается эквивалентная шероховатость труб , ; температурный режим, на котором работает котельная; потери давления в оборудовании потребителей , ; располагаемый напор в начальной точке сети и вид компенсаторов тепловых удлинений трубопроводов (вид будет учитывать долю потерь давления в местных сопротивлениях ).

Результаты расчета выдаются на печать по маршрутам в табличной форме. В них указывается расчетные данные, что и в конструкторском расчете (см. 1.5.2) за исключением располагаемого перепада давления на вводе потребителя , . Вместо него будет рассчитан избыточный перепад давления на вводе к каждому потребителю , , по следующей формуле:

,

где - располагаемый перепад давления на здание, ;

 - потери давления в системе водяного отопления или в водоподогревателе горячего водоснабжения, примем равным  (рекомендуемое значение).

Итоги поверочного расчета представлены в обязательном приложении 2 дипломного проекта.

.5.4 Центральное качественное регулирование тепловой нагрузки. Построение повышенного графика регулирования отпуска теплоты

Наличие нагрузки горячего водоснабжения увеличивает расход сетевой воды, что приводит к увеличению диаметров труб, а, следовательно, и стоимости тепловой сети. Значительное сокращение расчетных расходов воды достигается при центральном качественном регулировании по совместной нагрузке отопления и горячего водоснабжения. При этом методе регулирования в системе поддерживается постоянный расход сетевой воды, равный расчетному расходу на отопление. Отопительный график позволяет целесообразно использовать тепловую энергию, а, значит, и топливо в условиях энергосбережения пропорционально температуре окружающей среды.

График теплоты - это декартовая координатная плоскость, осью абсцисс которой является заданная температура наружного воздуха (в нашем случае от  до , ) или относительный расход тепла, рассчитываемый по формуле [7]:

,

где - средняя внутренняя температура воздуха в помещении, ;

 - заданная температура наружного воздуха, ;

 - расчетная температура воздуха для проектирования системы отопления, .

Ось ординат будет осью для нанесения следующих температур:

- температура воды в подающем трубопроводе (перед узлом смешения):

,

где - температурный напор при смешении воды в узле ввода, , равный:

 - расчетная разность температур сетевой воды, ;

 - расчетный перепад температур в отопительной системе, .

Температурный напор при смешении воды в узле ввода рассчитывается по формуле:

,

где - расчетная температура воды после узла смешения, ;

 - расчетная температура воды после системы теплопотребления, .

Используя приведенные выше данные, рассчитаем температурный напор по формуле (1.23):

,

- температура воды после смесительного устройства на вводе:

.

- температура воды после отопительной установки:

.

Подставляя различные относительные расходы тепла, находим соответствующие ему температуры теплоносителя перед и после узла смешения, а также после системы водяного отопления. В таблице 1.2 приведены результаты вычислений по выше приведенным формулам.

Для удовлетворения нагрузки горячего водоснабжения температура воды в подающем трубопроводе должна быть выше, чем требуется по отопительному графику. Для этого строится повышенный график. В данном случае большинство тепловых пунктов имеют двухступенчатую последовательную систему присоединения ГВС к тепловой сети (система отопления присоединена по зависимой схеме). Именно для этой системы будем строить повысительный график.

Таблица 1.2 - Численная зависимость основных температур от относительного расхода тепла

Qуд

1,0

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0

-32

-26,8

-21,6

-16,4

-11,2

-6

-0,8

4,4

9,6

14,8

20

τ1

130

119

108

97

86

75

64

53

42

31

20

t1

95

87,5

80

72,5

65

57,5

50

42,5

35

27,5

20

t2

70

65

60

55

50

45

40

35

30

25

20

Первоначально по данным таблицы 1.2 строим отопительно-бытовой график регулирования отпуска теплоты. Установим по полученному графику, что при , , , .

Суммарный перепад температур в ВПУ, , , рассчитывается по следующей формуле [7]:

,

где - величина остывания сетевой воды в подогревателе 1-й ступени для I и II-го диапазона соответственно, ;

 - величина остывания сетевой воды в подогревателе 2-й ступени для I и II-го диапазона соответственно, ;

 - коэффициент, численно равный отношению среднечасового расхода тепловой энергии на ГВС к максимальному расходу теплоты на отопление, примем для нашего случая равным .

Отсюда получаем:

.

Диапазон I. Предварительно определяем температуру воды на выходе из ВПУ 1-й ступени по формуле:

,

,

где - температура холодной воды, ;

 - температура горячей воды, .

Перепад сетевой воды в нижней ступени в диапазоне I равен:

.

Температурный перепад воды во 2-й ступени ВПУ будет равен .

Тогда температуры сетевой воды в подающем и обратном трубопроводе будут равны соответственно (для диапазона I):

;

.

Диапазон II. Перепад температур сетевой воды в подогревателе нижней ступени находят по формуле [7]:

.

.

Тогда  по формуле (1.24) будет равно:

.

Тогда температуры сетевой воды в подающем и обратном трубопроводе будут равны соответственно (для диапазона II):

;

.

График температур при центральном регулировании по совместной нагрузке отопления и ГВС в закрытой системе теплоснабжения (повышенный температурный график) приведен в приложении 3 дипломного проекта.

.5.5 Построение графика напоров для водяной тепловой сети (пьезометрический график)

Пьезометрический график представляет собой графическое изображение напоров в тепловой сети относительно местности, на которой она проложена. Пьезометрический график сети от котельной до наиболее удаленного потребителя строится по известным значениям , , ,  и ,  после подбора сетевого насоса и выполнения гидравлического расчета.

График строится в следующей последовательности [8]:

.        Наносятся оси координат в выбранном масштабе. Горизонтальный масштаб примем , а вертикальный - ;

.        Строится продольный профиль земли по трассе главной магистрали по абсолютным отметкам. Условимся считать область теплоснабжения равномерной по причине небольшого ее радиуса действия (расстояние от котельной до самого удаленного здания ) и преобладающей равнинной территории;

.        Откладывается отметка обратного пьезометра на котельной, равная напору на всасывающем патрубке сетевого насоса, , который примем равным ;

.        От точки ,  откладывается вверх фактический напор насоса, который в нашем случае равен . По известным значениям , ,  и , , наносят тонкие линии напоров , ,  и , . Значения потерь давления в подающем и обратном трубопроводе по участкам тепловой сети принимаются из гидравлического расчета (приложение 2) и откладываются на графике в ;

5.      Производится анализ соблюдения всех требований к гидравлическому режиму. Напор в обратном трубопроводе должен обеспечивать залив верхних приборов систем отопления и не превышать допускаемое рабочее давление в местных системах (для чугунных радиаторов ). Напор в любой точке подающего трубопровода  должен быть выше давления вскипания при максимальной температуре теплоносителя . В случае необходимости производится перемещение графика параллельно вверх или вниз, пока в сети не будут выполняться все требования к гидравлическому режиму. При этом на графике изменится величина напора на всасывающем патрубке насоса , ;

6.      Проводится горизонтальная линия статического давления , , таким образом, чтобы давление в трубопроводах в случаи остановки сетевых насосов обеспечило залив верхних отопительных приборов в зданиях и не разрушило нижние приборы. Исходя из этих требований, минимальное положение  должно быть на  выше наиболее высоко расположенных приборов, а максимальное значение  не должно превышать ;

.        На пьезометре необходимо указать напоры сетевого и подпиточного насоса.

При построении пьезометрического графика в период проектирования должны соблюдаться следующие условия [9]:

1.      Напоры в присоединенных к сети системах теплопотребителей не должны быть больше допустимых. В отопительных абонентских системах допускаемый напор не должен превышать . Напор  является предельным для обратной магистрали; в подающем трубопроводе он может быть выше , т. к. его всегда можно редуцировать (сдросселировать) в пределе до величины напора в обратной магистрали;

.        Обеспечение избыточного напора (выше атмосферного) во всех точках сети и абонентских система для предупреждения подсоса воздуха;

.        Обеспечение напоров, соответствующих температуре насыщения, в сети для предупреждения вскипания воды. Ни в одной из точек сети напор в подающей магистрали не должен быть ниже статического напора, т.е. пьезометрический график подающей магистрали не должен пересекать линию статического напора;

.        Минимальное значение напора перед сетевыми насосами должно быть не менее ;

5.      Напор в местных системах потребителей не должен быть ниже статического самих местных систем (статический напор равен высоте системы). В противном случае возможно опорожнение верхней части систем и засасывание воздуха;

6.      В точках присоединения потребителей располагаемые напоры должны соответствовать потерям напора в местных системах при пропуске теплоносителя в расчетных количествах.

Пьезометрический график распределения давления в тепловой сети приведен в приложении 4 дипломного проекта.

2. Котельная. основное оборудование, принцип работы

.1 Принцип работы котельной

Котельная ОАО с/х «Заречье» является газовой котельной с установленными водогрейными котлами. Котельная состоит из системы циркуляции сетевой воды в системе теплоснабжения и системы подпитки сети водой из водопровода или из баков тепличного комбината. Тепличный комбинат подает воду в бак резерва воды в случае недостатка теплоносителя из водопровода. Основная часть воды, идущая из водопровода, поступает в узел подготовки (натрий-катионитные фильтры для удаления примесей). С помощью фильтров удаляются примеси, инородные вещества, а также соли, являющиеся источниками образования накипи и солевых отложений на стенках трубопроводов и оборудования (информация о работе системы химводоочистки представлена в 2.3.). После водоочистки вода поступает в деаэратор (расположен на улице) для удаления из нее агрессивных газов (углекислого газа и кислорода) с целью предотвращения коррозии. В экстренных случаях при аварии деаэратора используется резервный участок. Очищенная вода нагнетается подпиточными насосами (в котельной их два, один из которых резервный, соединение насосов - параллельное) в обратный трубопровод Т2. Если напора не хватает для перекачивания воды, используют насос повышения напора подпиточной воды. Из тепловой сети трубопроводом Т2 вода с температурой  подается сетевыми насосами в водогрейные котлы. При ремонте насоса движение воды перекрывается задвижками, после насоса стоит обратный клапан. Главная функция клапана - предотвращение движения воды в обратном направлении. Основная часть нагретой воды в котлах поступает в подающую магистраль теплосети. Часть воды идет на потребительские нужды персонала котельной (в водоподогреватель «Титан», в санузлы, душевые и т. д.). Для снижения температуры воды в подающей магистрали в соответствии с применяемым качественным методом регулирования теплоты происходит подмешивание холодной воды сетевыми насосами. Количество подмешиваемой воды регулируется клапаном в зависимости от величины заданной нагрузки.

.2 Принцип работы водогрейного котла

Работа котлоагрегата начинается с растопки. Перед растопкой котла должна быть тщательно проверена готовность соответствующего оборудования (топки, газоходов, запорных и регулируемых устройств, КИП, арматуры и т. д.). Растопка котла должна производиться при слабом огне, уменьшенной тяге и нормальной работе циркуляционных насосов. Зажигание газовой горелки (источник горения - природный газ) производится при помощи растопочного факела, который вносится в топку к устью включенной горелки. После этого немедленно открывается вентиль на входе в горелку и осуществляется наблюдение за тем, чтобы газ сразу загорелся. При возгорании газа начинается интенсивный подвод воздуха одновременно с регулированием пламени в горелке. После получения устойчивого факела его удаляют из топки. Если при растопке погаснут все или часть горелок, то немедленно прекращается подача газа к горелкам с извлечением из топки растопочного факела и вентиляцией топки и газоходов в течение 10-15 минут. Только после этого приступают к повторной растопке котла. Угарный газ после сгорания топлива выводится из топки дымососами (их три, для каждой печи отдельный), а затем удаляется в окружающую среду через дымовую трубу.

.3 Система химводоочистки

Правильная организация эксплуатации водоподготовительного оборудования должна обеспечить надежную экономическую работу котельной, путем предотвращения накипеобразования, коррозии металла и загрязнения воды. Наиболее опасным видом затруднений, вызываемых этими последствиями неправильного введения или отсутствия водоподготовки, является выход из строя основного оборудования котельной (котлы, трубопроводы). Весьма серьезными является также понижения экономичности работы теплосилового оборудования, вызываемое в основном ухудшением теплопередачи вследствие отложения на поверхности нагрева накипи, шлама, продуктов коррозии, а также вызывает перерасход сжигаемого в топке котла топлива. Увеличивается расход воды, реагентов, связанный с ликвидацией последствий неудовлетворительной работы оборудования водоподготовки (удаление накипи, солевых отложений и т. д.).

Основным фактором эффективной работы теплоэнергетического оборудования является чистота контактирующих с водой поверхностью металла - труб котла.

Для предотвращения указанных нарушений теплоэнергетического производства из-за загрязнения поверхности труб котла необходимо [10]:

- максимальное снижение концентрации в питательной воде как растворенных, так и нерастворенных взвешенных веществ;

-       снижение агрессивности агентов, вызывающих коррозию металла;

-       соблюдение необходимых норм качества воды.

Современные методы физико-химической обработки природной воды позволяют обеспечить выполнение перечисленных выше условий, гарантирующих безаварийную работу основных агрегатов теплоэнергетического производства.

В котельной установлено три натрий-катионитных фильтра, работающих по схеме двухступенчатого натрий-катионировния. На ионитных фильтрах происходит снижение загрязнения исходной воды до эксплуатационных норм методом ионного обмена. Ионитный метод обработки воды основан на способности некоторых практически нерастворимых в воде материалов вступать в ионный обмен с растворимыми в воде солями, сорбируя из обрабатываемой воды одни ионы и отдавая в раствор эквивалентное количество других ионов, которыми ионит периодически насыщается при регенерации его поваренной солью. Хранение соли - сухое. В качестве таких нерастворимых фильтрующих материалов используется катионит - сульфоуголь. Умягченная вода поступает в теплообменник, затем в резервуар для хранения воды.

Основные характеристики водопроводной воды:

- источник водоснабжения - городской водопровод;

-       жесткость общая - ;

-       щелочность общая - .

Исходная вода, содержащая катионы кальция и магния, подается в фильтры сверху вниз под давлением городского водопровода. В случае снижения городского давления ниже  включается повысительный насос. Вода умягчается и выходит снизу фильтра. Благодаря насыщению воды катионом калия на трубопроводах и котлах не образуется накипи, которая наносит ощутимый вред оборудования и выводит его из строя. На предприятии в рабочем режиме находится всегда два фильтра, третий - резервный. Он входит в активацию при регенеративных процессах в рабочих фильтрах, либо при выходе их из строя. За счет работы фильтров концентрации примесей и нерастворимых веществ существенно меняется от  до . Для стабильной и качественной работы фильтров производится периодически процесс взрыхления. Вода из водопровода подается в бак для взрыхления. Взрыхление катионита для устранения мути и измельченных частиц катионита проводят снизу вверх 20-30 мин. Регенерация осуществляется за счет подачи поваренной соли (NaCl) из солерастворителя. Увеличенный запас в фильтрах катиона Na создают условия для дальнейшей химической обработке сетевой воды. После каждой регенерации проводят операцию взрыхления. Все взвешенные частицы и примеси удаляются в дренаж. Очищенная вода после фильтров подается подпиточными насосами в систему водоснабжения.

2.3.1 Процесс умягчения питательной воды

Таким образом, вода, прошедшая через фильтр практически не содержит удаляемых ионов  и .

В общем виде процесс натрий-катионировния воды можно представить следующими уравнениями:

,

где и  - катионы-накипеобразователи, содержащиеся в исходной воде;

 - подвижно расположенный катион отрегенерированного поваренной солью (NaCl) катионита.

При этом буквой K обозначена твердая нерастворимая в воде часть молекул катионита, имеющая отрицательный заряд и являющаяся в данных условиях анионом.

В результате приведенных выше реакций катионы-накипеобразователи  и  исходной воды задерживаются фильтрующим материалом, а в фильтрат переходит эквивалентное количество катионов , которые образуют в умягченной воде хорошо растворимые соединения, не образующие накипи. Щелочность умягчаемой воды при натрий-катионировании не изменяется.

При умягчении исходной воды с жесткостью до  данным способом возможно получение умягченной воды с остаточной жесткостью .

Дальнейшее увеличение жесткости исходной воды ведет к увеличению остаточной жесткости, независимо от добавления соли на регенерацию.

.3.2 Процесс взрыхления

Взрыхление слоя для катионита необходимо для устранения слеживаемости и удаления измельченных частиц катионита и мути, что является ответственной и важной операцией при эксплуатации фильтра, поскольку своевременное и правильное осуществление этой операции определяет, в какой мере восстановлена работоспособность фильтра.

Взрыхление катионита проводят снизу вверх потоком водопроводной воды не менее 20-30 мин (время не является решающим фактором в окончании взрыхления) интенсивностью  воды на  катионита в секунду, до полного удаления из фильтра мелких пылевидных частиц истершего в процессе работы катионита, удаление мути. Нужно непрерывно следить за тем, чтобы не было выноса крупных частиц катионита более .

.3.3 Процесс регенерации

Целью регенерации катионитового фильтра является восстановление его обменной способности путем вытеснения из катионита поглощенных при этом умягчении воды ионов  и  ионами , содержащимися в поваренной соли. В солерастворитель загружается, согласно режимной карте и с учетом жесткости исходной воды, определенное количество поваренной соли. За концентрацией раствора соли, поступающего в фильтр, следят через первоотборник фильтра по плотности раствора, измеряя ее ареометром. В периоды сильных морозов более  и при жесткости исходной воды более  можно применять регенерацию с выдержкой катионита в рассоле от 1 до 10 часов, предварительно сбросив самую горечь в канализацию. В этом случаи фильтр полностью отключается на данное время и остается под давлением, затем регенерация продолжается до полного пропуска солевого раствора из солерастворителя.

Данное мероприятие позволяет подогреться исходной воде солевого раствора и улучшить процесс инообмена без увеличения количества соли на регенерацию.

После каждой регенерации необходимо проводить взрыхление солерастворителя током исходной воды снизу вверх для удаления взвешенных веществ.

.3.4 Процесс отмывки

При отмывке удаляются из фильтра продукты регенерации и избыток поваренной соли током воды сверху вниз.

Время отмывки 20-30 мин, при расходе отмывочной воды -  на каждый  катионита. Удлинение по времени (остановка во времени операции отмывки) запрещается из-за увеличения расхода воды, а также бесполезного расходования обменной емкости катионита и умягчение промывной воды.

Отмывку ведут до жесткости фильтра  при постановке фильтра в резерв с последующей доотмывкой перед пуском в работу, до жесткости  - при включении фильтра в работу сразу.

Общая продолжительность всех этапов регенерационного цикла составляет 2-3 часа. Продолжительность рабочего цикла фильтра зависит от марки катионита, его состояния, от жесткости исходной воды и от количества умягченной воды.

При эксплуатации фильтров во избежание завоздушивания, которое приводит к потере напора, оголению слоя катионита и образования воздушных пузырей в катионите, рекомендуется периодически открывать воздушник для выпуска воздуха и фильтры держать под давлением.

После полного слива воды с фильтра для ремонтных работ, запитку его водой проводят только снизу при открытом воздушнике. При замене катионита, загрузку его ведут только в воду, периодически помешивая.

.4 Паспортные данные основного оборудования

.4.1 Котлы

В котельной установлены три водогрейных котла:

Котел №1 и №2 - Водогрейный КВГ-4.65-150

Заводской №420 и №421

Регистрационный №00849 и №00850

Расчетное давление воды:

-       на входе - ;

-       на выходе - .

Температура сетевой воды:

-       на выходе - ;

-       на входе - ;

Расход воды: .

Освидетельствование: 19.10.1988 г.

Также устанавливается дата осмотра внутренней поверхности котла и дата гидравлического испытания. Период между испытаниями составляет 3-4 года. Смысл гидравлического испытания состоит в нахождении и предотвращении протечки воды в трубах. Ручным насосом на 5 минут повышают давление в трубах на 15%, после чего следят за стрелкой манометра. Если существенных отклонений давления не происходит, значит, трубы прошли проверку на прочность.

Котел №3 - Водогрейный КВГ-7.56-150

Изготовлен Белгородским заводом «Энергомаш»

Заводской №212290, 1996 г

Регистрационный №02564

Расчетное давление воды:

-       на входе - ;

-       на выходе - .

Температура сетевой воды:

-       на выходе - ;

-       на входе - ;

Расход воды: .

Освидетельствование: 01.07.1997 г.

Котел №3 практически в два раза мощней котлов №№1, 2 (по давлению на входе и выходе , , по расходу воды  < ). Поэтому водогрейный котел КВГ-7.56-150 используется один, а два котла КВГ-4.65-150 становятся резервными и наоборот. Котел КВГ-7.56-150 является новым по отношению к котлам КВГ-4.65-150, поэтому реже проходит внутренний осмотр (ВО) и гидравлическое испытание (ГИ).

Дата осведомления указывает день проверки котла инспектором котлонадзора. Ревизия проводится до пуска в работу котла, периодически в процессе эксплуатации и в необходимых случаях - досрочно. О результатах освидетельствования и заключения, о возможности работы котлов с указанием разрешенного давления и сроков следующего освидетельствования должны быть записаны в паспорте котла.

.4.2 Насосы

В котельной с/х «Заречье» работает четыре сетевых насоса, функцией которых является бесперебойная циркуляция воды в тепловой сети. Они являются питательными насосами, но чтобы подвод воды в строго определенном количестве в котел был стабильным, используются подпиточные насосы. Один из подпиточных насосов является резервным, либо они работают одновременно, если подпитки от одного насоса недостаточно.

В котельной установлены следующие марки насосов:

Сетевой насос №1 НК 90/85

Год изготовления: 1986 г.

Зав: №548

Производительность - ;

Напор - ;

Частота вращения - ;

Температура перекачки воды - до .

Сетевой насос №2 1Д200/90

Год изготовления: 1990 г.

Зав: №1622

Производительность - ;

Напор - ;

Частота вращения - ;

Температура перекачки воды - до .

Сетевой насос №3 1Д200/90

Год изготовления: 1990 г.

Зав: №1663

Производительность - ;

Напор - ;

Частота вращения - ;

Температура перекачки воды - до .

Сетевой насос №4 1Д200/90

Год изготовления: 1990 г.

Зав: №1668

Производительность - ;

Напор - ;

Частота вращения - ;

Температура перекачки воды - до .

Подпиточный насос №1 ВК4/24

Год изготовления: 2002 г.

Зав: №298

Производительность - ;

Напор - ;

Частота вращения - ;

Температура перекачки воды - до .

Подпиточный насос №2 ВК4/24

Год изготовления: 1987 г.

Зав: №118

Производительность - ;

Напор - ;

Частота вращения - ;

Температура перекачки воды - до .

Насос фильтров К9/18.

Насос химической очистки №1 К45/30.

Насос химической очистки №2 К45/30.

Насос повышенного напора К20/30.

.4.3 Фильтры

Количество - 3 шт.;

Диаметр - 1000 мм;

Фильтрующий материал - сульфоуголь марки СК-1;

Высота фильтрующего слоя - 2 м.

3. Технико-экономическая оценка наладки гидравлического режима тепловой сети

Под гидравлическим режимом тепловых сетей принято понимать распределение давлений и потоков теплоносителя по длине тепловых сетей в соответствии с требуемыми количествами тепла. Каждый потребитель должен получать тепло в расчетных количествах, а давления должны соответствовать оборудованию источника тепла, тепловых сетей и потребителей. Целью регулирования гидравлических режимов является поддержание нормальных расходов теплоносителя по всей сети и на отдельных участках.

В условиях эксплуатации гидравлический режим не бывает постоянным, и циркулирующий по сети теплоноситель претерпевает постоянные изменения во времени. Причинами этого является различного рода переключения по сети и у потребителей, а также переменный расход теплоносителя в некоторых системах теплопотребления. Следует добавить, что располагаемые напоры на тепловых вводах потребителей неодинаковы и чем ближе потребитель к источнику теплоты, тем напор выше. Поэтому для анализа гидравлического состояния системы строят пьезометрический график (см. приложение 4).

Чтобы расход теплоносителя в системах теплопотребления, присоединенных к головным участкам сети, не был завышен по сравнению с системами, присоединенными к конечным участкам сети, требуется проведение соответствующей регулировки. Нормальные расходы теплоносителя в каждой системе теплопотребления будут только в случае соответствия располагаемых напоров на вводах потребным, т.е. равным потерям напора в системах.

Дополнительной и немаловажной причиной неправильного распределения теплоносителя по вводам потребителей тепла является низкая гидравлическая устойчивость водяных сетей теплоснабжения. Под гидравлической устойчивостью систем теплоснабжения понимается способность поддерживать распределение теплоносителя между отдельными потребителями или поддерживать заданный гидравлический режим. Гидравлическая устойчивость систем потребителей тепла тем выше, чем меньше потери напора в тепловой сети и чем больше потеря напора в самой системе. Если первое мероприятие малоэффективно, трудоемко и экономически нецелесообразно, то создание искусственного гидравлического сопротивления системы отопления получило широкую известность. Повышение гидравлического сопротивления систем теплопотребления достигается установкой дроссельных диафрагм на тепловых вводах систем. Дроссельные отверстия в диафрагме рассчитываются на гашение всего избыточного напора при расчетном расходе воды. Дроссельные диафрагмы должны быть установлены на всех без исключения тепловых вводах регулируемой системы. В противном случае, когда установлена только часть диафрагм, нормальное теплоснабжение потребителей невозможно, так как распределение воды будет резко неравномерным, причем наиболее отстающими системами являются как раз те, у которых установлены диафрагмы [9].

Повышение гидравлической устойчивости системы теплоснабжения способствует не только правильному распределению теплоносителя по вводам, но и снижает общий расход воды в системе, дает большую экономию в расходе электроэнергии на перекачку теплоносителя, снижает количество утечек теплоносителя в трубопроводах тепловой сети. Но, чтобы говорить об экономической целесообразности предпринимаемого мероприятия, необходимо провести технико-экономический расчет.

.1 Краткое описание рассматриваемого объекта

Котельная ОАО с/х «Заречье» является газовой котельной с двумя водогрейными котлами марки КВГ-4.65-150 при двухтрубной тепловой сети. В случае недостатка вырабатываемой тепловой энергии дополнительным источником теплоты является водогрейный котел КВГ-7.56-150. Котельная состоит из системы циркуляции сетевой воды и системы подпитки котла водой из водопровода или из баков тепличного комбината. Тепличный комбинат подает воду в бак резерва воды котельной, используемой в случае недостатка воды из городского водопровода. Основная часть воды из водопровода поступает в узел подготовки, где проходит химическую натрий-катионитную обработку сульфоуголем марки СК-1. С помощью проводимого мероприятия удаляются примеси, инородные вещества, а также соль, которая является источником образования накипи и солевых отложений на стенках оборудования и трубопровода. Если напора не хватает, для циркуляции воды в системе используют насос повышения напора подпиточной воды. После химводоочистки вода поступает в деаэратор (расположен на улице) для удаления углекислого газа и кислорода (мероприятия по предотвращение коррозии). В экстренных случаях, при аварии, ревизии или ремонте деаэратора, используется обводной участок. Очищенная вода подпиточными насосами направляется в обратный трубопровод Т2 системы теплоснабжения. При ремонте насоса движение воды перекрывается задвижками, после насоса стоит обратный клапан. Главная функция клапана - предотвращение движения воды в обратном направлении. Преобладающая часть нагретой воды в котлах поступает в подающую магистраль теплосети.

.2 Исходные данные

В котельной с/х «Заречье» работает четыре сетевых насоса марки НК 90/85 и 1Д200/90, функцией которых является бесперебойная циркуляция теплоносителя в системе. Давление на выходе из котельной , на входе -  . КПД сетевых насосов .

Котельная снабжает тепловой энергией 30 потребителей. Потребителями теплоты являются не только предприятия ОАО с/х «Заречье» (например, телятник, администрация, гаражи и теплицы), но и жилые дома района, а также частные организации (например, ООО «Окор»), с которыми заключены договоры на отпуск теплоты. Тепловая энергия воды идет на отопление, горячее водоснабжение (в индивидуальных тепловых пунктах установлены водоподогревателя горячего водоснабжения), а в некоторых случаях и на вентиляцию зданий. Тепловые нагрузки на здания заранее известны из паспортных данных проектов зданий и приведены в таблице 1.1 дипломного проекта.

График работы котельной - .

Фактический расход воды в системе - .

Величина утечек теплоносителя - 8 м3/сут ().

Условный диаметр ввода трубопровода в сеть - . Общая длина трубопровода тепловой сети - .

Установленные тарифы на второе полугодие 2015 г.:

-       на тепловую энергию - , ;

-       на электроэнергию - , ;

-       на природный газ - , ;

-       на воду - ,.

.3 Определение технической эффективности

Расчетная величина расхода воды в сети равна . Результатом регулировки является снижение расхода теплоносителя на величину , , [11]:

,

где - фактический расход теплоносителя в сети, ;

 - расчетная величина расхода теплоносителя, .

Снижение расхода теплоносителя по формуле (3.1) будет равно:

.

3.4 Определение снижения расходов на тепловую энергию

Годовую экономию тепловой энергии после проведения мероприятий по оптимизации гидравлического режима , , можно рассчитать по зависимости:

,

где - экономия за счет снижения расходов теплоносителя, ;

 - экономия за счет снижения потерь тепловой энергии с утечками теплоносителя, .

Величину , Гкал, можно рассчитать по формуле [11]:

,

где - удельная теплоемкость воды, ;

 - средняя величина нагрева воды, ;

 - продолжительность отопительного периода, .

Экономия тепловой энергии за счет снижения расходов теплоносителя по формуле (3.3) будет равна:

.

Величину , Гкал, можно рассчитать по формуле:

,

где - снижение утечек теплоносителя. При оптимальном гидравлическом режиме расход теплоносителя сократиться на , т.е. .

Экономия тепловой энергии за счет снижения потерь тепловой энергии с утечками теплоносителя по формуле (3.4) будет равна:

.

Годовая экономия тепловой энергии после проведения регулировки гидравлического режима по формуле (3.2) будет равна .

.5 Определение снижения расходов на электроэнергию

Годовую экономию электрической энергии после проведения мероприятий по оптимизации гидравлического режима , , можно рассчитать по зависимости:

,

где - перепад давления в тепловой сети на котельной,  ;

 - КПД сетевых насосов, .

Экономия электрической энергии согласно исходным данным по формуле (3.5) будет равна:

.

3.6 Определение экономической эффективности

Общая экономия от регулировки гидравлического режима складывается из следующих величин [11]:

,

где - тариф на топливо, используемое на источнике теплоты (для котельных с природным газом равен одной трети от тарифа на тепловую энергию), ;

 - тариф на электрическую энергию, ;

 - экономия воды в год за счет снижения утечек теплоносителя, ;

 - тариф на воду, .

На величины  и  пояснения приведены выше.

Тогда экономическая эффективность по формуле (3.6) будет равна:

.

3.7 Расчет срока окупаемости мероприятия

Капитальные затраты проводимого мероприятия состоят из проектных расходов , , на расчёт гидравлического режима тепловой сети, производственных затрат  и затрат на материалы .

Приняты следующие нормы затрат на проведение регулировки:

-       проектные денежные затраты составляют - ;

-       монтажные расходы - ;

-       затраты на материалы - ;

Для рассматриваемого случая (количество потребителей ) капитальные затраты по укрупненным показателям рассчитываются следующим образом:

;

;

.

Капитальные суммарные затраты по максимальным укрупненным показателям, , :

.

В простейшем случае оценка экономической эффективности проводится по сроку окупаемости инвестиций, необходимых для реализации проекта, , [11]:

,

где - суммарные инвестиции на реализацию энергосберегающего мероприятия, ;

 - годовой экономический эффект от применения данного проекта, включая экономию энергоресурсов и других затрат, связанных с его реализацией, .

Рассчитаем для нашего случая по формуле (3.7) окупаемость мероприятия:

.

Срок окупаемости мероприятия по наладке гидравлического режима составляет по укрупненным показателям 0,3 года (4 месяца). При таком сроке (меньше двух лет) мероприятие является экономически целесообразным. Кроме того, энергосберегающий проект позволит снизить потери воды в трубопроводах, энергозатраты для работы сетевых насосов и потери тепловой энергии в окружающую среду.

Основными причинами рентабельности мероприятия по гидравлической наладки наружной сети являются во-первых, низкие капитальные затраты (они связаны с небольшим количеством потребителей тепла, подключенных к тепловой сети), во-вторых, высокий тариф на энергоресурсы. Именно эти факторы сыграли решающую роль в быстрой окупаемости мероприятия.

Таблица с диаметрами дроссельных шайб для наладки гидравлического режима исследуемой тепловой сети приведены в приложении 2 дипломного проекта.

4. Система водяного отопления жилого здания

.1 Основные понятия и элементы системы

Системы отопления являются неотъемлемой частью здания. Поэтому они должны удовлетворять следующим требованиям [12]:

- санитарно-гигиеническим (обеспечение заданной температуры воздуха в отапливаемых помещениях, а также поддержание температуры поверхности отопительных приборов, исключающих возможность ожогов и пригорания пыли);

-       технико-экономическим (заключается в том, чтобы расходы на сооружение и эксплуатацию отопительной системы были минимальными);

-       архитектурно-строительным (предусматривают взаимную увязку всех элементов отопительной системы со строительными архитектурно-планировочными решениями помещений, обеспечение сохранности строительных конструкций на протяжении всего срока эксплуатации здания);

-       монтажно-эксплуатационным (система отопления должна соответствовать современному уровню механизации и индустриализации заготовительных монтажных работ, обеспечивать надежность работы в течение всего срока их эксплуатации, быть достаточно простыми в обслуживании).

-       Система отопления включает в себя три основных элемента: источник теплоты, теплопроводы и отопительные приборы. Она классифицируется по виду используемого теплоносителя и месту расположения источника теплоты.

-       Конструктивная разработка системы отопления является важной составной частью процесса проектирования. В дипломном проекте запроектированная следующая система отопления (жилая секция) [13]:

-       по виду теплоносителя - водяная;

-       по способу перемещения теплоносителя - с принудительным побуждение;

-       по месту расположения источника теплоты - центральная (районная городская котельная, см. главу 1);

-       по расположению теплопотребителей - вертикальная (стояки);

-       по виду соединения нагревательных приборов в стояках - двухтрубная;

-       по виду прокладки подающей магистрали - с нижней разводкой;

-       по направлению движения воды в магистралях - тупиковая.

Такой вид системы получил огромное распространение в наше время с внедрением индивидуальных автоматических регуляторов температур в помещении. Причина этого - возможность независимого (в отличие от однотрубных систем) изменения теплопотока приборов. Кроме того, двухтрубные системы хорошо зарекомендовали себя в случаях значительного дефицита теплоты на обогрев здания (при пониженных температурах сетевой воды). В этом случае будет иметь место равномерное распределение теплоты по отдельным помещениям здания, чем при однотрубных системах отопления [12].

Задачей гидравлического расчета трубопроводной отопительной сети является выбор оптимальных сечений труб для пропуска заданного количества воды на отдельных участках. При этом не должен быть превышен установленный технико-экономический уровень эксплуатационных энергозатрат на перемещение воды, санитарно-гигиеническое требование по уровню гидрошумности, а также выдержана определенная металлоемкость проектируемой системы отопления. Кроме того, хорошо рассчитанная и увязанная в гидравлическом отношении трубопроводная сеть обеспечивает более надежную и тепловую устойчивость при нерасчетных режимах эксплуатации системы отопления в разные периоды отопительного сезона. Расчет выполняется после определения теплопотерь помещения здания. Но предварительно для получения необходимых величин производят теплотехнический расчет наружных ограждений.

.2 Теплотехнический расчет наружных ограждений

Начальной стадией проектирования системы водяного отопления является теплотехнический расчет наружных ограждающих конструкций. К ограждающим конструкциям можно отнести наружные стены, внутренние стены (если перепад температур между соседними помещениями составляет более ), окна, балконные двери, витражи, входные двери, ворота и т.д. Целью расчета является определение теплотехнических показателей, главными из которых являются величины приведенных сопротивлений теплопередачи наружных ограждений. Благодаря им производят вычисления расчетных теплопотерь всеми помещениями здания и составляют теплоэнергетический паспорт.

Наружные метеорологические параметры [14]:

-       город - Вологда. Климатический район - ;

-       температура наиболее холодной пятидневки (с обеспеченностью ) - ;

-       температура наиболее холодных суток (с обеспеченностью ) - ;

-       средняя температура отопительного периода - ;

-       скорость воздуха за январь - ;

-       отопительный период  - .

Архитектурно-строительные решения по ограждающим конструкциям проектируемого здания должны быть такими, чтобы полное термическое сопротивление теплопередачи этих конструкций , , было равным экономически целесообразному сопротивлению теплопередаче , , определенному из условий обеспечения наименьших приведенных затрат, а также не менее требуемого сопротивления теплопередаче , , по санитарно-гигиеническим условиям.

Для расчета по санитарно-гигиеническим условиям требуемого сопротивления теплопередаче , , ограждающих конструкций, за исключением световых проемов (окон, балконных дверей и фонарей), пользуются формулой [15]:

,

где - коэффициент, учитывающий положение ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху;

 - температура воздуха внутри помещения, для жилого здания, ;

 - расчетная зимняя температура наружного воздуха, , значение приведено выше;

 - нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, ;

 - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции, .

По условиям энергосбережения требуемое сопротивление теплопередачи определяется по таблице 1б* [15] в зависимости от градусо-суток отопительного периода (ГСОП).

ГСОП, , определяется по следующей формуле:

,

где - средняя температура отопительного периода, ;

 - продолжительность отопительного периода, .

.2.1 Жилое здание

Проектируемый строительный объект состоит из двух секций, одной из которых является пятиэтажный жилой дом с неотпапливаемым чердаком. Высота этажа (вместе с перекрытием) - .

Согласно данным из таблиц 2*, 3* и 4* [15] требуемые сопротивления наружных стен и перекрытий соответственно по формуле (4.1) будут равны (санитарно-гигиенические требования):

.

.

Величина ГСОП согласно формуле (4.2) будет равна:

.

По таблице 1б* [15] по величине ГСОП определим методом интерполяции значения приведенных термических сопротивлений для разных видов ограждающих конструкций:

-       для наружных стен ;

-       для окон и балконных дверей ;

-       для чердачных перекрытий .

Для нашего случая наружная стена жилого здания имеет следующую конструкцию по параметрам Б (таблица 4.1 дипломного проекта).

Термическое сопротивление наружной стены с последовательно расположенными однородными слоями определяется как сумма термических сопротивлений отдельных слоев, т.е.:

.

Расчетная величина термического сопротивления удовлетворяет санитарно-гигиеническим требованиям , но не проходит по условиям энергосбережения (второй этап повышения защиты [14]). Согласно разделу 5.13 [16] допускается снижение расчетной величины сопротивления , , до значения:

.

Таблица 4.1 - Термическое сопротивление слоев наружной стены

№ слоя

Вид материала

Толщина слоя, δ, см

Коэффициент теплопроводности слоя, λ, Вт/м·град

Термическое сопротивление слоя, R, м2·град/Вт

1

Кирпич глиняный обыкновенный (ГОСТ 530-80)

12

0,87

0,14

2

Пенополистирол (ГОСТ 15588)

10

0,05

2,00

3

Воздушная прослойка

4

-

0,14

4

Кирпич глиняный обыкновенный (ГОСТ 530-80)

38

0,87

0,44

5

Облицовка цементно-песчаная

4

0,93

0,04

Термическое сопротивление ограждающей конструкции Rк, м2·град/Вт

2,76


По итогам формулы (4.3) () расчетная величина приведенного сопротивления удовлетворяет условиям энергосбережения и повышения теплозащиты здания.

Окна и балконные двери двухкамерные (тройное остекление с двумя воздушными прослойками), термическое сопротивление которых равно .

Для входных дверей требуемое сопротивление согласно [16] следует принимать не менее  ().

Чердак является неутепленным помещением. Чердачное перекрытие имеет следующую строительную конструкцию по параметрам Б (таблица 4.2 дипломного проекта).

Термическое сопротивление перекрытия с последовательно расположенными однородными слоями определяется как сумма термических сопротивлений отдельных слоев, т.е.:

.

Таблица 4.2 - Термическое сопротивление слоев перекрытия

№ слоя

Вид материала

Толщина слоя, δ, см

Коэффициент теплопроводности слоя, λ, Вт/м·град

Термическое сопротивление слоя, R, м2·град/Вт

1

Плита железобетонная

22

2,04

0,11

2

Пенополистирол (ГОСТ 15588)

20

0,05

4,00

3

Цементно-песчаная стяжка

2

0,93

0,02

Термическое сопротивление ограждающей конструкции Rк, м2·град/Вт

4,13


Значение ,  для перекрытия не проходит по условиям энергосбережения (второй этап повышения защиты [15]). Согласно разделу 5.13 [16] допускается снижение расчетной величины сопротивления ,  до значения:

.

По итогам формулы (4.4) () расчетная величина приведенного сопротивления удовлетворяет условиям энергосбережения и повышения теплозащиты здания.

.2.2 Цокольный этаж

Проектируемый цокольный этаж будет построен под общественные помещения. Высота цокольного этажа составляет  ( - над грунтом,  - под грунтом). Конструктивным решением является использование бетонного блока с утеплителем Пеноплекс 35, .

Согласно данным из таблиц 2*, 3* и 4* [15] требуемые сопротивления наружных стен соответственно по формуле (4.1) будут равны (санитарно-гигиенические требования):

.

Величина ГСОП согласно формуле (4.2) будет равна:

.

По таблице 1б* [15] по величине ГСОП определим значения приведенных термических сопротивлений для разных видов ограждающих конструкций:

-       для наружных стен ;

-       для окон и балконных дверей .

Для нашего случая наружная стена цокольного этажа имеет следующую конструкцию по параметрам Б (таблица 4.3 дипломного проекта).

В нашем случае наружная стена цокольного этажа над грунтом имеет термическое сопротивление теплопередачи равное . Термическое сопротивление стены под грунтом ,  будет равно:

.

Таблица 4.3 - Термическое сопротивление слоев наружной стены

№ слоя

Вид материала

Толщина слоя, δ, см

Коэффициент теплопроводности слоя, λ, Вт/м·град

Термическое сопротивление слоя, R, м2·град/Вт

Под грунтом

1

Плита железобетонная

60

2,04

0,29

2

Цементно-песчаная стяжка

2

0,93

0,02

Термическое сопротивление ограждающей конструкции Rк, м2·град/Вт

0,31

Над грунтом

1

Кирпич глиняный обыкновенный (ГОСТ 530-80)

60

0,87

0,69

2

Цементно-песчаная стяжка

4

0,04

3

Пеноплекс 35

5

0,03

1,67

Термическое сопротивление ограждающей конструкции Rк, м2·град/Вт

2,40


Окна и балконные двери двухкамерные (тройное остекление с двумя воздушными прослойками), термическое сопротивление которых равно .

Для входных дверей требуемое сопротивление согласно [16] следует принимать не менее  ().

.2.3 Энергетический паспорт здания

Согласно настоящим правилам [16], существуют требования к тепловой защите зданий в целях экономии энергии при обеспечении санитарно-гигиенических и оптимальных параметров микроклимата помещений и долговечности ограждающих конструкций зданий и сооружений. Основным показателем энергетической эффективности здания является удельный расход тепловой энергии на отопление за отопительный период с учетом воздухообмена, теплопоступлений и ориентации здания по сторонам света. Именно его сравнивают с нормируемой величиной удельного расхода тепловой энергии на отопление здания. Расчетный удельный расход тепловой энергии на отопление здания за отопительный период ,  или , следует определять по формулам соответственно:

;

,

где - расход тепловой энергии на отопление здания в течение отопительного периода, ;

 - сумма площадей пола квартир или полезной площади помещений здания, за исключением технических этажей и гаражей, ;

 - отапливаемый объем здания, равный объему, ограниченному внутренними поверхностями наружных ограждений зданий, .

Энергетический паспорт жилых и общественных зданий предназначен для подтверждения соответствия показателей энергетической эффективности и теплотехнических показателей здания показателям, установленным в настоящих нормах. Его следует заполнять при разработке проектов новых, реконструируемых, капитально ремонтируемых жилых и общественных зданий, при приемке зданий в эксплуатацию, а также в процессе эксплуатации построенных зданий.

Энергетический паспорт здания должен содержать [16]:

- общую информацию о проекте;

-       расчетные условия;

-       сведения о функциональном назначении и типе здания;

-       объемно-планировочные и компоновочные показатели здания;

-       расчетные энергетические показатели здания, в том числе показатели энергоэффективности и теплотехнические показатели;

-       сведения о сопоставлении с нормируемыми показателями;

-       рекомендации по повышению энергетической эффективности здания;

-       результаты измерения энергоэффективности и уровня тепловой защиты здания после годичного периода его эксплуатации;

-       класс энергетической эффективности здания.

Паспорта на проектируемый жилой сектор и цокольный этаж представлены в обязательных приложениях 5 и 6 дипломного проекта.

.3 Определение теплопотерь в здании через наружные ограждения

Для обеспечения в помещениях параметров воздуха в пределах допустимых норм при расчете тепловой мощности системы отопления необходимо учитывать [13]:

- потери теплоты через ограждающие конструкции зданий и помещений;

-       расход теплоты на нагрев инфильтрующегося в помещении наружного воздуха;

-       расход теплоты на нагревание материалов и транспортных средств, поступающих в помещение;

-       приток теплоты, регулярно поступающий в помещения от электрических приборов, освещения, технологического оборудования и других источников.

Расчетные теплопотери в помещениях вычисляются по уравнению:

,

где - основные теплопотери ограждений помещения, ;

 - поправочный коэффициент, учитывающий ориентацию наружных ограждений по секторам горизонта, например, для Севера , а для Юга - ;

 - расчетные теплопотери на нагрев вентиляционного воздуха  и теплопотери на инфильтрацию наружного воздуха - , ;

 - бытовые теплоизбытки в помещении, .

Основные теплопотери ограждений помещения , , рассчитываются по уравнению теплопередачи:

,

где - коэффициент теплопередачи наружных ограждений, ;

 - площадь поверхности ограждения, . Правила обмера помещений взяты из [13].

Затраты теплоты на нагревание воздуха , , удаляемого из помещения жилых и общественных зданий при естественной вытяжной вентиляции, не компенсируемые подогретым приточным воздухом, определяются по формуле:

,

где - минимальный нормативный воздухообмен, который для жилого здания составляет  на  жилой площади;

 - площадь жилого помещения, ;

 - плотность воздуха, ;

 - удельная массовая теплоемкость воздуха, ;

 - коэффициент учета влияния встречного теплового потока в конструкциях. Для окон с раздельными переплетами равен .

При нормальных условиях плотность воздуха , , определяется по формуле:

,

где - температура воздуха, .

Величина , , рассчитывается по причине воздухопроницаемости наружных ограждений (светопрозрачных ограждений, балконных дверей и наружных стен) по следующей формуле [17]:

,

где, ,  - коэффициенты, учитывающие влияние встречного ветра и теплового потока (для окон и балконных дверей с раздельными переплетами , для стен - );

, ,  - соответственно массовая плотность воздушного потока через

окна, балконные двери и другие наружные ограждения, ;

, ,  - соответственно расчетная суммарная площадь окон, балконных дверей и других наружных ограждений, .

Плотность воздушного потока , , поступающего в помещения здания через ограждение конструкции путем инфильтрации определяют для окон, балконных дверей и наружных ограждений соответственно [17]:

,

,

,

где - разность давлений воздуха на наружной и внутренней поверхностях ограждающих конструкций для зданий с естественной вытяжной вентиляцией, ;

,  - сопротивление воздухопроницанию окон и балконных дверей, , принимается по таблице приложения 5 [15]. При этом ;

 - сопротивление воздухопроницанию наружных стен здания, . Принимаем по таблице приложения 9 [15] равным .

Разность давлений воздуха , , с учетом теплового, ветрового и аэродинамического напора рассчитывается по формуле:

,

где - ускорение свободного падения, ;

 - высота здания от поверхности земли до верха вентиляционной шахты, примем ;

 - высота от поверхности земли до центра окна, балконных дверей, наружных стен, ;

,  - плотности воздуха соответственно при , , и при температуре ;

 - наибольшая скорость ветра из средних скоростей ветра за январь по румбам северного направления; по [14] для г. Вологды примем ;

,  - аэродинамические коэффициенты соответственно для наветренной и заветренной поверхностей здания, принимаем , ;

 - относительное динамическое давление ветра, учитывающее изменение давления ветра в зависимости от высоты рассчитываемого здания над землей и от типа местности, методом интерполяции принимаем равным .

В расчетах принимают наибольшее из , .

Бытовые теплоизбытки , , определяются по приблизительной формуле:

.

Расчет теплопотерь здания приведен в обязательном приложении 7 дипломного проекта.

.4 Гидравлический расчет системы водяного отопления

Программа Danfoss используется для гидравлического расчета системы водяного отопления. Она предназначена для графической помощи при проектировании новых одно - или двухтрубных систем центрального отопления, регулировании существующих систем (например, в утепленных зданиях), а также при проектировании сети трубопроводов в системах охлаждения с возможностью применения гликоля как холодоносителя.

Расчеты систем могут быть выполнены в следующих вариантах:

1. Проектирование новых систем на основе подбора трубопроводов, отопительных приборов, арматуры и предварительных настроек.

2.      Регулирование существующих систем на основе подбора мощности имеющихся отопительных приборов для нужд отапливаемых помещений.

.        Проектирование новых фрагментов оборудования систем и регулирование имеющихся фрагментов. Это объединение двух предыдущих вариантов.

После того как система водяного отопления сконструирована: на планах этажей нанесены приборы, трубопроводы, выполнена аксонометрическая схема стояков, начинают делать развертку системы Первоначально, вводятся общие данные в память программы - вид теплоносителя, его параметры, средняя температура наиболее холодной пятидневки, тип применяемых трубопроводов, максимальные удельные потери давления в трубопроводах и т. д. Располагаемое давления, необходимее для данной системы, программа считаем самостоятельно. Кроме того, программа позволяет учесть гравитационное давление в системе, долю теплопоступлений от трубопроводов в этаже-узле с учетом границ охлаждения теплоносителя.

В каждом помещении указывают теплопотери , , которые будут приблизительно соответствовать теплой мощности приборов, ставят запроектированное число приборов и указывают процентную тепловую нагрузку между ними в помещении. Трубопроводы чертят с учетом расстановки арматуры, требуемой в системе. При этом графически не важно конструировать участки в Danfoss соразмерные с действительными (и даже в масштабе). Вы сами вводите их значение в память программы, предварительно измерив длины участков на планах.

Программа предоставляет возможность для выполнения полностью всех гидравлических расчетов системы, в рамках которых:

- подбираются диаметры трубопроводов;

-       определяются гидравлические сопротивления циркуляционных колец, с учетом гравитационного давления, связанного с охлаждением воды в трубопроводах и потребителях тепла;

-       определяются потери давления в системе;

-       уменьшается избыток давления в циркуляционных кольцах путем подбора предварительных настроек вентилей с двойной регулировкой либо подбором диаметра отверстий дроссельных шайб;

-       учитывается необходимость соответствия гидравлического сопротивления участка с потребителем тепла;

-       подбираются настройки регуляторов разницы давления, устанавливаемых в местах выбранных проектировщиком (основание стояков, разветвления и т.д.);

-       учитываются требуемые авторитеты термостатических вентилей;

-       анализируется расход воды в проектируемом оборудовании.

В рамках тепловых расчетов программа реализует следующие функции:

- определяются теплопоступления от трубопроводов оборудования, проведенных через отдельные помещения;

-       рассчитывается охлаждение теплоносителя в трубопроводах;

-       определяются величины отопительных приборов;

-       подбираются соответствующие потоки теплоносителя на подаче к имеющимся потребителям тепла, принимая во внимание его охлаждение в трубопроводах, а также теплопоступления от трубопроводов;

-       учитывается воздействие охлаждения в трубопроводах на величину гравитационного давления в циркуляционных кольцах, а также на мощность потребителей тепла.

Во время ввода данных программа проводит текущий контроль над их правильностью. Это позволяет значительно ограничить число ошибок, возникающих при вводе данных. В процессе расчетов проводится полный контроль корректности данных, который включает в себя:

- проверку правильности рисунка;

-       проверку диапазона отдельных данных (номера - символы помещений, трубопроводов, каталожные символы и т.д.);

-       контроль над соединением участков в оборудовании (неподключенные трубопроводы, неправильное соединение трубопроводов и т.д.);

-       проверку связи отопительных приборов с помещениями (отсутствие отопительного прибора в помещении, ненужный отопительный прибор и т.д.);

-       проверку правильности размещения арматуры.

Кроме этого, в итогах расчетов проверяются:

- скорость потока теплоносителя в трубопроводах;

-       дефицит и избыток тепловой мощности отопительных приборов и помещений;

-       авторитеты термостатических вентилей;

-       отсутствие давления в циркуляционных кольцах, вызванное отсутствием или недостатком регулирующей арматуры.

В результате контроля данных и итогов расчетов создается список обнаруженных ошибок, в котором содержится информация о типах ошибок и о месте их возникновения.

Программа снабжена механизмом быстрого поиска места, в котором появилась ошибка (автоматический поиск таблицы, строки и столбца с ошибочными данными, а также показ ошибочного элемента на схеме).

Итоги расчетов представлены как в графической, так и в табличной форме. Содержимое всех таблиц может быть отформатировано (выбор показываемых столбцов и строк, выбор размера шрифта) и отсортировано согласно произвольному ключу.

Итоги расчетов, представленные в табличной форме, имеют следующие разделы:

1. Общие

.а.      Название проекта: краткая характеристика проекта;

1.б.   Расположение: информация о месторасположении здания, в котором проектируется оборудование;

.в.      Проектировщик: информация о проектировщике;

1.г.    Дата расчетов: информация о дате выполнения расчета.

1.д.   В разделе «Параметры теплоносителя» приводится расчетная температура теплоносителя в системе на подаче , ; на обратке , ; реальная температура теплоносителя с учетом потерь тепловой энергии в подающем, обратном трубопроводе и у потребителей тепла;

.е.      Информация о типах труб: каталожные символы труб, соответствующие временным символам ;

.ж.     Гидравлическое сопротивление оборудования и источника тепла , : полное гидравлическое сопротивление оборудования с учетом сопротивления источника тепла и гравитационного давления;

.з.      Минимальное гидравлическое сопротивление участка с отопительным прибором , : минимальное гидравлическое сопротивление участка с отопительным прибором, определенное на основе разницы высоты между крайними потребителями тепла;

.и.     Полный расход воды в оборудовании , : полный массовый расход воды, циркулирующей в оборудовании;

.к.      Полная емкость оборудования, , : полная емкость воды оборудования, определяемая суммированием емкости трубопроводов, отопительных приборов, других потребителей тепла, а также источника тепла;

.л.     Расчетная тепловая мощность оборудования , : расчетная тепловая мощность оборудования, определяемая суммированием теплопотерь помещений и расчетной мощности других потребителей тепла;

.м.     Теряемая мощность , : мощность, теряемая в оборудовании в результате отдачи тепла неотапливаемым помещениям, неполного использования теплопоступлений от трубопроводов и несоответствия подбора мощности отопительных приборов;

.н.     Полная мощность, выделяемая оборудованием , : полная мощность оборудования, с учетом мощности выделяемой отопительными приборами, трубопроводами и другими потребителями тепла.

.о.     В разделе «Отапливаемые помещения» указаны: количество отапливаемых помещений, в которых реальная тепловая мощность, выделяемая отопительными приборами и трубопроводами, больше, чем на 10% от их теплопотерь («Перегревающие»); количество отапливаемых помещений, в которых реальная тепловая мощность, выделяемая отопительными приборами и трубопроводами, меньше, чем на 5%, от их теплопотерь («Недогревающие»); сумма избытков мощности ото всех отапливаемых помещений, в которых мощность тепла, выделяемая оборудованием, больше расчетных теплопотерь («Избыток мощности»); сумма дефицитов мощности ото всех отапливаемых помещений, в которых тепловая мощность, выделяемая оборудованием, меньше расчетных тепловых затрат («Дефицит мощности»); реальная тепловая мощность, выделяемая отопительными приборами в отапливаемых помещениях с учетом избытка и дефицита мощности («Реальная мощность»).

2. Помещения

.а.      Символ: номер (символ) помещения;

2.б.   ,  - расчетная температура воздуха в помещении;

.в.      ,  - расчетные теплопотери помещения (приложение 7);

.г.      ,  - теплопоступления в помещения (включая теплопоступления от трубопроводов);

.д.     ,  - дефицит или избыток тепловой мощности, возникающий из-за несоответствия мощности отопительных приборов (отрицательное значение означает избыток мощности - перегрев);

.е.      ,  - суммарная, реальная тепловая мощность отопительных приборов, расположенных в помещении;

.ж.     - авторитет отопительных приборов, обогревающих помещение (отношение мощности, выделяемой отопительным прибором, ко всей мощности, получаемой помещением).

3. Трубопроводы

3.а.    Тип участка:  - подающий,  - обратный;

.б.     Тип труб: каталожные символы труб, соответствующие временным символам ;

.в.      ,  - длина участка;

.г.      ,  - номинальный диаметр участка;

.д.     ,  - тепловая нагрузка участка;

.е.      ,  - расход воды, проходящий через участок;

.ж.     ,  - скорость потока воды на участке;

.з.      ,  - удельное, линейное падение давления на участке;

.и.     - сумма коэффициентов местных сопротивлений арматуры, находящейся на участке, которая определяется по формуле:

.

где - сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке, принимается по таблице 3 [17];

 - скорость потока воды, ;

 - скорость потока воды на участке, .

.к.      ,  - гидравлическое сопротивление участка, рассчитываемое по формуле:

.

4. Отопительные приборы

.а.      Стояк: номер стояка, к которому относится участок с данным отопительным прибором;

4.б.   Помещение: номер помещения, обогреваемого данным отопительным прибором;

.в.      Тип отопительного прибора: каталожный символ типа отопительного прибора;

4.г.    ,  - количество элементов, из которых состоит отопительный прибор;

.д.     ,  - расчетная тепловая мощность отопительного прибора, с учетом перераспределения расчетных потерь помещения между приборами (не учитывает теплопоступления от трубопроводов);

.е.      ,  - требуемая тепловая мощность отопительного прибора с учетом теплопоступлений;

.ж.     ,  - реальная тепловая мощность отопительного прибора, вытекающая из тепловых и гидравлических условий его работы;

.з.      ,  - Дефицит или избыток тепловой мощности отопительного прибора, возникающий из-за его неправильного подбора для нужд теплых помещений (минусовое значение означает избыток мощности);

.и.     - Авторитет отопительных приборов.

5. Конструкция подпольных отопительных приборов

6.      Подпольные отопительные приборы

.        Другие потребители

.        Насосы

.        Циркуляционные кольца

.        Настройки (таблица содержит сводку настроек для регулирующей арматуры, устанавливаемой на разводящих трубопроводах)

10.а.  Тип участка, на котором установлена регулирующая арматура:  - подающий,  - обратный;

.б.     Помещение: номер помещения, в котором находится участок с регулирующей арматурой;

.в.      Символ: каталожный символ типа арматуры;

.г.      Настройка регулирующей арматуры;

.д.     Авторитет (для арматуры с термостатическим вентилем): отношение падения давления на термостатическом вентиле к гидравлическому сопротивлению кольца, на котором расположен вентиль, либо к гидравлическому сопротивлению той части циркуляционного кольца, который стабилизируется регулятором разницы давлений, рассчитывается по формуле:

.

где - гидравлическое сопротивление термостатического вентиля, ;

 - гидравлическое сопротивления циркуляционного кольца или его части, стабилизируемой регулятором разницы давлений, ;

.е.      Номинальный диаметр арматуры, ;

.ж.     ,  - расход воды, проходящий через данную арматуру;

.з.      ,  - коэффициент пропускной способности регулирующей арматуры;

.и.     ,  - падение давления на регулирующей арматуре.

Результаты гидравлического расчета системы водяного отопления представлены на одном из листов графической части дипломного проекта.

5. Проектирование теплового пункта здания

Тепловыми пунктами называют объекты теплоснабжения зданий, предназначенные для присоединения к тепловым сетям систем отопления, вентиляции, кондиционирования воздуха, горячего водоснабжения и технологических теплоиспользующих установок промышленных и сельскохозяйственных предприятий, жилых и общественных зданий [5].

.1 Общие сведения по тепловым пунктам

Технологические схемы тепловых пунктов различаются в зависимости от [21]:

- вида и количества одновременно присоединенных к ним потребителей теплоты - систем отопления, горячего водоснабжения (далее ГВС), вентиляции и кондиционирования воздуха (далее вентиляции);

-       способа присоединения к тепловой сети системы ГВС - открытая или закрытая система теплоснабжения;

-       принципа нагрева воды для ГВС при закрытой системе теплоснабжения - одноступенчатая или двухступенчатая схема;

-       способа присоединения к тепловой сети систем отопления и вентиляции - зависимое, с подачей теплоносителя в систему теплопотребления непосредственно из тепловых сетей, или независимое - через водоподогреватели;

-       температуры теплоносителя в тепловой сети и в системах теплопотребления (отопление и вентиляция) - одинаковые или разные (например,  или );

-       пьезометрического графика системы теплоснабжения и его соотношения к отметке и высоте здания;

-       требований к уровню автоматизации;

-       частных указаний теплоснабжающей организации и дополнительных требований заказчика.

По функциональному назначению тепловой пункт можно разделить на отдельные узлы, связанные между собой трубопроводами и имеющие обособленные или, в отдельных случаях, общие средства автоматического управления [21]:

- узел ввода тепловой сети (стальная запорная фланцевая или приварная арматура на входе и выходе из здания, сетчатые фильтры, грязевики);

-       узел учета теплопотребления (теплосчетчик, предназначенный для вычисления потребляемой тепловой энергии);

-       узел согласования давлений в тепловой сети и системах теплопотребления (регулятор давлений, предназначенный для обеспечения работы всех элементов теплового пункта, систем теплопотребления, а также тепловых сетей в стабильном и безаварийном гидравлическом режиме);

-       узел присоединения систем вентиляции;

-       узел присоединения системы ГВС;

-       узел присоединения системы отопления;

-       узел подпитки (для компенсации потерь теплоносителя в системах отопления и ГВС).

.2 Расчет и подбор основного оборудования

В тепловых пунктах предусматриваются размещение оборудования, арматуры, приборов контроля, управления и автоматизации, посредством которых осуществляется [5]:

- преобразование вида теплоносителя и его параметров;

-       контроль параметров теплоносителя;

-       регулирование расхода теплоносителя и распределение его по системам потребления теплоты;

-       отключение систем потребления теплоты;

-       защита местных систем от аварийного повышения параметров теплоносителя;

-       заполнение и подпитка систем потребления теплоты;

-       учет тепловых потоков и расходов теплоносителя и конденсата;

-       сбор, охлаждение, возврат конденсата и контроль его качества;

-       аккумулирование теплоты;

-       водоподготовка для систем ГВС.

В тепловом пункте в зависимости от его назначения и конкретных условий присоединения потребителей могут осуществляться все перечисленные функции или только их часть.

.2.1 Исходные данные

Наименование здания - жилое пятиэтажное здание с встроено-пристроенными общественными помещениями на цокольном этаже.

Тепловая нагрузка на жилое здание - .

Тепловая нагрузка на общественные помещения - .

Суммарная тепловая нагрузка на здание - .

Температура теплоносителя в тепловой сети - .

Температура теплоносителя в системе отопления - .

Схема присоединения систем отопления к тепловой сети - независимая (через пластинчатые теплообменники).

Тепловой узел управления - автоматизированный.

5.2.2 Определение расходов воды на участках теплового пункта

Определим расход воды по греющему и нагреваемому теплоносителю для каждой системы соответственно по уравнению теплого баланса:

;

.

Для жилого сектора:

;

.

Для цокольного этажа:

;

.

Расчетный расход воды на подпитку систем водяного отопления из обратного трубопровода тепловой сети принимается равным 20% от объема воды в системах теплопотребления здания и расширительном сосуде, т.е.:

,

где - удельный объем воды в системе теплопотребления, 15 м3/МВт;

 - расчетный объем воды в расширительном баке, см. 5.2.6.

Для жилого сектора:

.

Для цокольного этажа:

.

5.2.3 Расчет и подбор водоподогревателя

Программа, по которой осуществляется расчет и подбор теплообменных аппаратов, называется Danfoss-Hex. Благодаря своей простоте, позволяет произвести быстрый подбор наиболее оптимального теплообменного аппарата для конкретной системы водяного отопления и ГВС. В настоящее время огромную популярность получили пластинчатые теплообменника одноименной фирмы Danfoss, так как у них относительно высокий коэффициент теплопередачи и большая поверхность нагрева в единице объема, из чего следует высокая эффективность и компактность этого теплообменного оборудования. Именно на этих водоподогревателях (ВПУ) специализируется данная программа.

Ниже представлен алгоритм подбора и расчета ВПУ.

Исходные данные:

1. Выбирается вид пластинчатого теплообменника - паянный или разборный;

2.      Выбирается теплоноситель:

- греющий;

-       нагреваемый.

В качестве теплоносителей в программе представлена вода, масло, этиленгликоль, пропиленгликоль. Если выбирают последние два, то вводят процентное содержание гликоля в открывшемся диалоговом окне.

Можно выбрать другую среду, но для этого необходимо ввести ее физические свойства.

3.      Указывается мощность ,  или , или расход вторичного контура ,  или ;

.        Задаются температуры греющего и нагреваемого теплоносителя до и после ВПУ;

.        В процентах вводят минимальный запас поверхности теплообменника и максимальные потери напора горячего и холодного теплоносителя в ;

.        Итоги расчета:

Программа выбирает по заданным исходным данным пять теплообменников, наиболее эффективным из которых будет первым в списке. В результатах указывается марка теплообменника, его поверхность теплообмена, запас поверхности в процентах, габаритные размеры, вес, теплопроводность пластин, гидравлическое сопротивление, , для греющего и нагреваемого теплоносителя и т. д. Кроме этого, по выбранным параметрам теплоносителя программа строит температурный график. Результаты подборов теплообменников приведены для жилого здания и цоколя в таблицах 5.1 и 5.2 соответственно.

.2.4 Расчет и подбор циркуляционного насоса (для жилого здания)

В системах водяного отопления применяются специальные отопительные насосы, перемещающие значительные расходы воды и развивающие при этом небольшие напоры. Это малошумные горизонтальные насосы радиального (центробежного) типа непосредственно соединенные с электродвигателем. Они закрепляются на трубах без фундамента.

Программа, по которой осуществлен расчет и подбор циркуляционного насоса (ЦН), называется Wilo-Select. Программа выбора насоса оснащена:

1. Гидравлическим выбором, который позволяет осуществить законченный проект всей гидравлической системы, исходя из заданных условий работы. Расчет рабочей точки управляет встроенным блоком расчета потерь на трение. Схема включения позволяет задать как один насос, так и два параллельных или последовательных насоса, сдвоенный насос или бустер;

2.      Каталогом насоса, позволяющий осуществить подбор насоса из представленной номенклатуры насосов самостоятельно. Функция для опытных пользователей, хорошо знающих продукцию и относительно точно представляющих желаемый насос;

.        Каталогом замены насоса. Предусмотрен для выбора подходящего насоса и его установки вместо существующего;

.        Расчетом затрат на электроэнергию. Выбор насоса осуществляется по критерию экономической целесообразности.

Ниже представлен алгоритм подбора и расчета ЦН.

Таблица 5.1 - Параметры теплообменника

Показатель

Первичная сторона

Вторичная сторона

Общие данные

1

Тип теплообменника

XG 20H-1 30

2

Danfoss Code

004B5215

3

Мощность, кВт

154,8

4

Расход теплоносителя, м3/ч

2,46

5,47

5

Входная температура, °С

130,0

70,0

6

Выходная температура, °С

75,0

95,0

7

Действительная обратная температура, °С

73,8

-





8

Температурный напор, °С

15,5

9

Потери напора, кПа

1,3

4,1

10

Скорость, м/с

0,3

0,7

Расчетные величины

11

Количество каналов

14

15

12

Объем воды, л

6,72

7,20

13

Максимальное допустимое давление, бар

25

25





14

Максимальная допустимая температура, °С

180

180





15

Запас поверхности, %

25

16

Поверхность теплообмена, м2

3,43

17

Вес, кг

149,0

Физические свойства

18

Вид теплоносителя

Вода

Вода

19

Теплоемкость, кДж/(кг·К)

4,218

4,198

20

Плотность, кг/м3

957,3

21

Динамическая вязкость, (мН·с)/м2

0,271

0,353

22

Теплопроводность, Вт/(м·К)

0,680

0,671

23

Критерий Рейнольдса

1407

2276

Таблица 5.2 - Параметры теплообменника

Показатель

Первичная сторона

Вторичная сторона

Общие данные

1

Тип теплообменника

XG 10-1 40

2

Danfoss Code

004B5020

3

Мощность, кВт

34,6

4

Расход теплоносителя, м3/ч

0,547

1,224

5

Входная температура, °С

130,0

70,0

6

Выходная температура, °С

75,0

95,0

7

Действительная обратная температура

73,5

-





8

Температурный напор, °С

15,5

9

Потери напора, кПа

1,0

2,2

10

Скорость, м/с

0,3

0,6

Расчетные величины

11

Количество каналов

19

20

12

Объем воды, л

0,85

0,90

13

Максимальное допустимое давление, бар

25

25





14

Максимальное допустимая температура, °С

180

180





15

Запас поверхности, %

33,33

16

Поверхность теплообмена, м2

0,81

17

Вес, кг

24,0

Физические свойства

18

Вид теплоносителя

Вода

Вода

19

Теплоемкость, кДж/(кг·К)

4,218

4,198

20

Плотность, кг/м3

957,4

970,2

21

Динамическая вязкость, (мН·с)/м2

0,272

0,353

22

Теплопроводность, Вт/(м·К)

0,680

0,671

23

Критерий Рейнольдса

438

727


Исходные данные:

1. Выбирается область применения ЦН - отопление, ГВС, солнечная энергетика, водоотведение, для использования дождевой воды и т.д. В нашем случае - отопление;

2.      Вид насоса - с мокрым или сухим ротором. В нашем случае - с мокрым ротором;

3.      Выбор насоса с точки зрения энергосбережения - высокоэффективные, энергосберегающие и т.д. Принимаем стандартный вид ЦН с максимальной частотой вращения ротора ;

.        Одинарный или сдвоенный ЦН - одинарный (с учетом наличия резервного насоса на складе);

.        Вид теплоносителя: вода, этиленгликоль, пропиленгликоль. Если выбирают последние два, то вводят процентное содержание гликоля в открывшемся диалоговом окне;

.        Температура теплоносителя. Насос установлен на обратном трубопроводе системы водяного отопления, т. е. . В приложенном рядом списке указываются физические свойства среды: плотность , кинематическая вязкость ;

.        Указываются основные параметры подбора насоса, а именно расчетный расход воды и общий напор. Расход воды в системе отопления составляет . Напор подбираемого насоса должен компенсировать потери давления в системе водяного отопления , , и гидравлическое сопротивление оборудования теплового пункта, через которые циркулирует теплоноситель , . По результатам гидравлического расчета (см. 3.4) , а . Тогда, с учетом запаса давления в 20%, принимаем запрашиваемый напор равным .

.        Итоги расчета:

Программа выводит список насосов, которые удовлетворяют заданным условиям. Пользователь при выборе насоса может учесть расходы денежных средств на потребляемую электроэнергию оборудованием, цену за единицу товара, максимально потребляемую мощность и другие существенные параметры. Программа строит для каждого случая рабочий график насоса, по которому определяются параметры насоса для данной системы водяного отопления (рабочая точка).

.2.5 Расчет и подбор подпиточного устройства (для жилого здания)

В комплект подпиточных устройств входит соленоидный клапан и прессостат, который устанавливается непосредственно на трубопроводе системы подпитки вблизи подключения расширительного сосуда (см. 5.2.6).

Подбор соленоидного клапана производится по такому же принципу, как и подбор регулирующего клапана в систему регулирования температуры (см. 6.3).

Выберем параметры подпиточного устройства для следующих условий:

-       расчетный расход воды на подпитку системы водяного отопления рассчитан в 5.2.2 и равен ;

-       высота системы отопления - ;

-       температура теплоносителя в самой верхней точке системы ;

-       условное давление для установленных в системе чугунных радиаторов  .

Минимальное необходимое статическое давление в системе отопления для обеспечения ее заполнения и невскипания теплоносителя , , рассчитывается по формуле [21]:

,

где - избыточное давление насыщения водяного пара, , для  примем равным .

Тогда требуемое минимальное статическое давление в системе отопления по формуле (5.4) будет равно:

.

Максимальное допустимое статическое давление в системе отопления, исходя из прочности отопительных приборов , , будет равно:

.

Минимальное давление перед подпиточным соленоидным клапаном типа EV220В , , будет равно:

.

Избыточное давление , , после регулирующего органа перед подпиточным узлом по результатам расчета (см. 6.3) составило . С учетом потерь давления в оборудовании узла подпитки (сетчатый фильтр, обратный клапан, запорный кран) давление перед соленоидным клапаном будет равно . Значение избыточного давления удовлетворяет условию (5.7), т.е. .

Для системы подпитки перепад давлений на соленоидном клапане определяется как разность между требуемым статическим давлением в системе теплопотребления при ее независимом присоединении к тепловой сети , , и давлением пред клапаном, т.е. .

Рассчитаем требуемую пропускную способность регулирующего клапана по формуле (6.2) с учетом коэффициента запаса:

.

По каталогу [21] подираем регулятор EV220B ,  с соблюдением условия (6.1). По аналогичной методике подбирается соленоидный подпиточный клапан для системы отопления цокольного этажа.

.2.6 Расчет и подбор расширительного бака

Для компенсации изменения объема теплоносителя в результате его нагрева и охлаждения в независимо присоединенных системах водяного отопления и вентиляции предусматривается установка расширительных баков. Расширительные баки присоединяются к трубопроводам вторичного контура системы теплопотребления перед циркуляционными насосами. Расширительный мембранный бак имеет корпус, изготовленный из листовой высококачественной стали и покрытый эмалью оранжевого цвета, разделенный мембраной на две камеры: водяную и воздушную. В воздушной камере находится предварительно закаченный на заводе воздух. Со стороны воздушной камеры в корпусе мембранного бака располагается пневмоклапан, предназначенный для регулирования давления воздуха. Поступление и выход из расширительного мембранного бака воды осуществляется через резьбовой присоединительный патрубок.

Подбор расширительного бака осуществляется по объему расширения, который определяется по формуле:

,

где - коэффициент объемного расширения, примем равным ;

 - объем воды в системе, . Согласно формуле (5.3) в жилом секторе здания объем циркулирующей воды , а в секторе общественных помещений - ;

 - величина первоначального давления в баке, ;

 - максимально допустимое давление в системе отопления жилого здания  (5.6), для приборов цокольного этажа . Она задана порогом срабатывания клапана безопасности в системе отопления.

Для жилого сектора:

.

Для цокольного этажа:

.

Бак подбирают, обеспечивая компенсацию рассчитанного объема. Учитывая, что коэффициент заполнения водой расширительного бака с фиксированной несменной мембраной при данных давлениях равен , то для рассматриваемых систем подойдут баки с объемами  и  соответственно. По величине рассчитанного объема подбираем с помощью каталога (используем в нашем случае каталог мембранных расширительных баков фирмы Zilmet серии CAL-PRO) бак заданных параметров. Все расширительные баки снабжены предохранительными клапанами безопасности.

6. Автоматизация теплового пункта здания

.1 Основные положения

В соответствии с правилами по проектированию тепловых пунктов [5] автоматизация центральных и индивидуальных тепловых пунктов должна обеспечивать:

-       регулирование подачи теплоты (теплового потока) в систему отопления в зависимости от изменения параметров наружного воздуха;

-       ограничение максимального расхода воды из тепловой сети на тепловом пункте путем перекрытия клапана регулятора теплоты на отопление;

-       поддержание требуемого перепада давлений в подающем и обратном трубопроводе тепловых сетей на вводе в индивидуальный тепловой пункт;

-       поддержание заданной температуры воды, поступающей в систему горячего водоснабжения здания;

-       включение и выключение подпиточных устройств для поддержания статического давления в системах теплопотребления при их независимом присоединении;

-       защиту систем отопления от опорожнения;

-       прекращение подачи воды в расширительный бак при независимом присоединении систем отопления при достижении верхнего уровня в баке и включение подпиточных устройств при достижении нижнего уровня.

Средства автоматизации и контроля должны обеспечивать работу тепловых пунктов без постоянного обслуживающего персонала.

Тепловой пункт выполняет прием теплоносителя, его преобразование, распределение между потребителями, учет теплопотребления, автоматически обеспечивая при этом [21]:

-       необходимые параметры теплоносителя в системах отопления и вентиляции для поддержания требуемых температурных условий в обслуживаемых помещениях;

-       температуру воды в системе горячего водоснабжения;

-       согласование и стабилизацию гидравлических режимов в тепловых сетях и системах теплопотребления.

Все эти задачи могут быть реализованы в значительной степени за счет автоматизации теплового пункта. Результатом автоматического управления будет не только обеспечение комфортных условий в помещениях и параметров горячей воды, но и реальная экономия энергопотребления на уровне  в годовом размере и  в переходные периоды, когда температура воздуха превышает , а также сокращение выбросов в атмосферу продуктов сгорания сэкономленного топлива.

.2 Контрольно-измерительные приборы

.2.1 Местные приборы

Для контроля параметров, наблюдение за которыми необходимо при эксплуатации тепловых пунктов, предусматриваются показывающие и суммирующие приборы.

В качестве местных приборов для измерения температуры подающей и обратной сетевой воды, используются термометры ртутные стеклянные технические, а для измерения давления применяются показывающие пружинные манометры. Также, в соответствии с правилами эксплуатации, на подающем и обратном трубопроводе устанавливаются штуцера для манометров и гильзы для термометров [24].

По месту устанавливаются следующие приборы:

1. Термометр ртутный стеклянный технический типа ТТМ (устанавливается в обоих контурах циркуляции воды на подающем и обратном трубопроводе согласно [5]);

2.      Манометр показывающий пружинный типа ОБМ (устанавливается в обоих контурах циркуляции воды на подающем и обратном трубопроводе согласно [5]).

.2.2 Системы автоматического контроля

В проектируемом тепловом пункте системой автоматического контроля является узел учета теплопотребления. В качестве прибора учета применен теплосчетчик типа SONOCAL 2000, который предназначен для вычисления потребляемой тепловой энергии в двух отдельных контурах отопления (в нашем случае система водяного отопления жилого пятиэтажного здания и цокольного этажа под офисные помещения).

В комплект теплосчетчика входит [21, 25]:

1. Тепловычислитель Infocal 5 OS с элементами крепежа для настенного монтажа;

2.      Два ультразвуковых расходомера SONO 2500 CT. Принцип работы расходомеров основан на измерении скорости распространения звуковых колебаний в движущемся потоке в зависимости от скорости потока жидкости;

.        Четыре термопреобразователя сопротивления типа Pt500 с гильзами для их установки. Принцип работы основан на способности различных материалов изменять свое электрическое сопротивление с изменением температуры;

.        Адаптер съема данных с программой «Пролог».

На основе показаний расходомера и термопреобразователей сопротивлений тепловычислитель теплосчетчика рассчитывает величину фактического теплопотребления. Импульсные сигналы расходомеров могут также использоваться для введения ограничения максимального расхода теплоносителя.

6.2.3 Системы автоматического регулирования подачи тепловой энергии

По проекту в системе автоматического регулирования и поддержания температуры теплоносителя в тепловом пункте установлен электронный регулятор температур серии ECL. Оснащение тепловых пунктов подобными регуляторами местного управления на отдельном этапе развития систем централизованного теплоснабжения позволяет легко, быстро и дешево автоматизировать процессы теплопотребления и при этом обеспечить экономический эффект. В тепловом пункте по проекту установлен двухканальный многофункциональный цифровой регулятор температуры ECL Comfort 300.

Основными функциями регулятора ECL Comfort 300 являются [21]:

-       поддержание температуры теплоносителя, поступающего в систему отопления, пропорционально текущему значению температуры наружного воздуха путем управления клапана с электроприводом на сетевом теплоносителе;

-       регулирование подачи сетевой воды через водоподогреватель в зависимости от температуры воздуха внутри помещения;

-       периодическое понижение температуры воздуха в помещении, например, в ночные часы;

-       автоматическое отключение системы отопления летом, когда температура наружного воздуха превысит заданное значение;

-       защита системы отопления от замерзания в режиме ожидания регулятора путем подержания температуры теплоносителя в системе на минимально допустимом уровне.

В комплект регулятора подачи тепловой энергии для корректной работы регулятора температур должен включаться:

1. Карточка С60, встроенная в регулятор температуры ECL Comfort 300, предназначенная для управления двумя системами отопления от общего датчика температуры наружного воздуха;

2.      Датчик температуры наружного воздуха типа ESMT;

.        Датчик температуры воздуха внутри помещения типа ESM-10;

.        Датчики температуры теплоносителя, установленные на подающем трубопроводе системы водяного отопления и на обратном трубопроводе контура сетевой воды ESM-11;

.        Проходные седельные регулирующие клапаны нажимного действия типа VB2 с электроприводами - исполнительные механизмы системы регулирования температур ECL Comfort 300.

.3 Подбор регулирующего органа (для жилого здания)

Принцип подбора клапанов - общий для всех исполнительных механизмов регулирующих устройств (регуляторов температуры и давления прямого действия, регулирующих клапанов с электроприводами). Регулирующий клапан должен пропустить в бескавитационном и бесшумном режиме расчетное количество теплоносителя через теплоиспользующую систему при заданных параметрах теплоносителя, обеспечив требуемое качество и точность регулирования (в совокупности с исполнительными устройствами и регулирующими приборами).

В основе подбора регулирующего клапана лежит его условная пропускная способность , , которая соответствует расходу холодной воды , , проходящей через полностью открытый клапан при перепаде давления на нем .

При выборе клапана его  должна быть равна или близка значению требуемой пропускной способности , , т.е.:

.

Требуемая пропускная способность клапана определяется в зависимости от расчетного расхода теплоносителя через клапан и от фактического перепада давления на нем по следующей формуле [21]:

,

где - коэффициент запаса;

 - расчетный расход теплоносителя через клапан, ;

 - заданный перепад давления на клапане, .

При определении требуемой пропускной способности регулирующего клапана для систем отопления расчетный расход теплоносителя для жилой и цокольной секции здания примем из таблиц 6 и 7 дипломного проекта равными  и  соответственно.

Выбор расчетного перепада давлений на регулирующих клапанах - наиболее сложно решаемая задача. Допустим, что потери давления в оборудовании теплового пункта по греющему теплоносителю составляют . Тогда основными источниками потерь давления на этом маршруте будут:

-       фильтр сетчатый Y666, , гидравлическое сопротивление которого рассчитывается по формуле [22]:

,

где - расчетный расход воды, проходящей через фильтр (для жилого здания );

 - условная пропускная способность фильтра, табличное значение (для сетчатого фильтра Y666,  - ).

Получив все необходимые данные, находим гидравлическое сопротивление фильтра по формуле (6.3):

.

-       пластинчатый теплообменник марки XG20H-1030, гидравлическое сопротивление которого приведено в таблице 6.1 дипломного проекта, составляющее .

Величина перепада давления на регулирующем клапане, с учетом потерь давления в близлежащем оборудовании и суммарной величины для всего оборудования теплового пункта, будет составлять  .

Рассчитаем требуемую пропускную способность регулирующего клапана по приведенной выше формуле (6.2):

.

Проверку клапана на возникновение кавитации проводить нет необходимости, т. к. регулирующее устройство расположено на обратном трубопроводе с расчетной температурой теплоносителя ниже .

По каталогу [20] подираем регулятор VB2, ,  с соблюдением условия (6.1).

.4 Спецификация на технические средства автоматизации

В таблице 6.1 представлена спецификация на подобранное оборудование для системы автоматического контроля теплового пункта.

Спецификация составлена согласно [20].

Таблица 6.1 - Спецификация на подобранное оборудование для системы автоматического контроля теплового пункта

 

Позиция

Наименование и техническая характеристика оборудования

Тип, марка оборудования

Кол.

 

1 б, 6 б, 7 б, 23 б, 24 б

Кран трехходовой со штуцером, Ø15

11б18бк

4

 

2 б, 4 б, 11 б, 14 б, 15 б, 17 б, 19 б, 21 б, 22 б, 26 б, 27 б

Манометр показывающий общего назначения. Предел измерения от 0 до 4,0 кгс/см2, класс точности 2,5

ОБМ 1-100

11

3 б, 5 б, 12 б, 16 б, 18 б, 20 б, 28 б

Термометр стеклянный ртутный №5. Предел измерения от 0 до +160ºС, цена деления 2мм

ТТМ

7

8 б, 10 б

Термопреобразователь сопротивления медный

Pt 500

2

9 б, в

Расходомер ультразвуковой латунный, температура воды до 130-150ºС, диапазон измерения от 0,18 м3/ч до 9 м3/ч, погрешность измерений меньше 2%, Ø25, питание 3,6Вт от тепловычислителя

SONO 2500 CT

1

9 г, д

Вычислитель теплоты с жидкокристаллическим табло, питание 220В, архив часовых данных на 1680 часов, архив месячных данных на 21 год

Infocal 5 OS

1

13 б, 25 б

Датчик температуры теплоносителя поверхностный платиновый, градуировка 3,85Ом/ºС, сопротивление градуировки Pt 1000Ом/0ºС, диапазон температуры 0 до +150ºС, макс. погрешность 2ºС

ESM-11

2

29 б

Датчик температуры теплоносителя наружного воздуха платиновый, градуировка 3,85Ом/ºС, сопротивление градуировки Pt 1000Ом/0ºС, диапазон температуры -50 до +50ºС, макс. погрешность 2ºС

ESMT

1

30 б

Датчик температуры теплоносителя внутреннего воздуха платиновый, градуировка 3,85Ом/ºС, сопротивление градуировки Pt 1000Ом/0ºС, диапазон температуры -30 до +50ºС, макс. погрешность 2ºС

ESM-10

1

13 в, г

Регулятор температуры со встроенной управляющей картой С60, температура окружающей среды от 0 до +50ºС, температура транспортировки и хранения от -40 до +70ºС, тип датчика Pt 1000Ом/0ºС. Регулирующий клапан VB2, Ø25, KVS=10м3/ч

 ECL Comfort 300

1



7. Безопасность жизнедеятельности

Настоящие Правила распространяются на персонал предприятий и организаций, связанный с обслуживанием, ремонтом, испытаниями, наладкой теплоиспользующих установок, тепловых сетей и систем теплопотребления. Каждый работник обязан строго выполнять Правила техники безопасности и немедленно сообщать своему непосредственному руководителю, а при его отсутствии - вышестоящему руководителю обо всех замеченных им нарушениях настоящих Правил, а также о неисправностях оборудования, защитных устройств и т.п., которые могут представлять опасность для персонала и самого оборудования [26, 27].

Лица, обслуживающие тепловые установки, тепловые сети и тепловые пункты:

- не должны иметь увечий или болезней (стойкой формы), мешающих производственной работе;

-       должны знать настоящие Правила, дополнительно ведомственные правила и инструкции применительно к занимаемой должности или выполняемой работе, пройти обучение безопасным методам работы на рабочем месте под руководством опытного работника и проверку знаний в квалифицированной комиссии. Результаты аттестации оперативного и оперативно-ремонтного персонала, а также инженерно-технического персонала, имеющего непосредственное отношение к эксплуатации, ремонту, наладке, испытанию теплоиспользующих установок и тепловых сетей, оформляются протоколом, подписанным председателем квалифицированной комиссии.

Лицам, сдавшим испытания, должны быть выданы удостоверения установленной формы.

7.1 Правила техники безопасности при обслуживании тепловых сетей

Обслуживание подземных теплопроводов разрешается производить бригадой слесарей-обходчиков (не менее двух). До выхода на участок старший обходчик должен ознакомиться со схемой работы тепловых сетей и параметрами теплоносителя. После этого он должен получить разрешение начальника котельной на обход оборудования по утвержденному графику. Слесарь обходчик должен иметь набор исправного инструмента, спецодежду и обувь соответственно условиям обслуживания. Элементы оборудования, арматура и приборы подземных прокладок, требующие периодического осмотра, должны размещаться в специальных камерах или в нежилых подвальных помещениях, доступных для обслуживания персонала. При обслуживании оборудования в тепловых камерах необходимо производить естественную и искусственную вентиляцию. Естественная вентиляция производится путем открывания не менее двух люков и установки в них специальных козырьков. Искусственная вентиляция должна производиться при наличиях в камерах газа при температуре выше . Для освещения камер используют стационарное искусственное освещение, при отсутствии его следует применять аккумуляторные фонари. Использование открытого огня для освещения камер с помощью зажженной спички или бумаги запрещается [28].

При обслуживании чугунной арматуры подтягивание болтов фланцевых соединений разрешается производить при температуре теплоносителя не выше . При необходимости произвести подтягивание болтов при более высоких температурах теплоносителя давление в трубопроводе не должно превышать , соблюдая при этом большую осторожность. Применение для этих целей газовых и других ключей, а также удлиняющих рычагов запрещается.

Заполнение, промывка, включение циркуляции, прогрев и другие операции по пуску водяных тепловых сетей должны производиться в соответствии с местной инструкцией, в которой должны быть приведены необходимые меры безопасности персонала пусковой бригады.

Испытание тепловых сетей на расчетное давление и температуру должно производиться под непосредственным руководством начальника котельной или его заместителя в соответствии с программой, утвержденной главным энергетиком и согласованной с энергосберегающей организацией. Испытание на расчетное давление должно производиться при температуре воды в сети не выше . Одновременно проведение испытаний на расчетное давление и температуру не допускается.

На время проведения испытаний тепловой сети на расчетное давление тепловые пункты и местные системы потребления должны быть отключены от испытываемой сети. Отключение должно производиться первыми задвижками, установленными на подающем и обратном трубопроводе теплового пункта, а все спускные и воздушные краны на тепловом пункте должны быть полностью открыты.

На время испытаний тепловой сети на расчетную температуру устанавливается наблюдение за всей трассой тепловой сети, для чего по трассе по указанию руководителя испытаний, исходя из местных условий, должны быть расставлены наблюдатели из числа эксплуатационного персонала тепловой сети и потребителя с участием соответствующих служб предприятий. Особое внимание должно уделяться участкам сети в местах движения пешеходов и транспорта, участкам бесканальной прокладки, участкам, где ранее наблюдались случаи коррозионного разрушения труб и т.п.

При испытании тепловой сети на расчетные параметры теплоносителя запрещается:

- производить на испытываемых участках какие-либо работы, не связанные с испытаниями;

-       находится в камерах и на тепловых пунктах лицам, не участвующих в испытании;

-       располагаться против фланцевых соединений трубопроводов и арматуры;

-       при испытании тепловой сети на расчетную температуру опускаться персоналу в тепловые камеры и туннели в случае крайней необходимости только по указанию лица, руководящего испытаниями. При испытании тепловой сети на расчетное давление теплоносителя запрещается также производить резкий подъем давления и повышать давление выше предела, предусмотренного программой испытания.

К ремонту работ допускаются рабочие, знакомые с оборудованием тепловых сетей и прошедшие специальное обучение. До начала работ ответственный руководитель должен лично произвести инструктаж всех ремонтных бригад об особенностях предстоящего ремонта, обратив внимание на соблюдение правил техники безопасности. Запрещается производство ремонтных работ на оборудовании, находящемся под давлением и напряжением. В процессе производства ремонтных работ, связанных с демонтажем оборудования и трубопроводов, должна быть установлена последовательность проведения операций, обеспечивающая устойчивость оставшихся узлов и элементов оборудования. За устойчивостью оставшихся элементов оборудования и участков трубопроводов должны вестись непрерывное наблюдение [29].

Перед началом ремонта теплопроводов руководитель обязан подготовить рабочее место для обеспечения безопасности производства ремонтных работ:

- проверить камеру на загазованность газоанализатором;

-       произвести необходимые переключения;

-       запереть на цепь с замком в присутствии ответственного руководителя и производителя работ задвижки и вентили с обеих сторон отключаемого участка тепловой сети и со стороны ответвлений от него, а также со стороны дренажных и обводных линий и перемычек;

-       вывесить плакат с надписью «Не открывать: работают люди» на задвижках и вентилях, отключающих подлежащие ремонту участок тепловой сети; с электроприводов задвижек и с питающего кабеля должно быть снято напряжение и удалены предохранители. Ключи от замков на задвижках и вентилях, отключающих ремонтируемой участок тепловой сети, до окончания ремонта должны храниться у допускающего лица.

Дренирование воды и пара должно производиться через спускную арматуру. Снижение давления в трубах и их дренирование путем ослабления части болтов фланцевых соединений может быть допущено лишь в исключительных случаях при отсутствии возможности опорожнения трубопровода через спускные (дренажные) устройства. Ослабление болтовых соединений в этих случаях следует производить со стороны, противоположной позиции рабочего, выполняющего эти работы.

Запрещается монтаж и сварка труб в подвешенном состоянии без установки подкладок в местах соединения. Места производства сварочных работ должны быть защищены от атмосферных осадков, сильного ветра и солнечных лучей навесами, палатками и другими устройствами. Во время грозы все работы на трассе тепловых сетей должны быть прекращены, а работающие удалены от труб и механизмов в безопасное место.

Пребывание рабочих в траншее во время спуска в нее труб или других элементов оборудования и арматуры, а также под установленным оборудованием и узлами трубопроводов до их окончательного закрепления запрещено. Монтаж оборудования и трубопровода вблизи электрических проводов (в пределах расстояния, равного наибольшей длине монтируемого узла или звена трубопровода) должен производиться при снятом напряжении. Хождение по трубам, не имеющим специальных ограждений, а также производства работ (стоя или сидя) на трубах запрещается [23].

7.2 Правила техники безопасности при работе в газовых котельных

Эксплуатация газовых котельных должна соответствовать требованиям «Правил эксплуатации паровых и водогрейных котлов», «Правил безопасности в газовом хозяйстве» и других действующих НТД. Стационарные котлы должны устанавливаться в зданиях и помещениях, отвечающих требованиям СНиП-35-76 «Котельные установки» и СНиП 11-58-75.

В зданиях котельных не разрешается размещать бытовые и служебные помещения, которые не предназначены для персонала котельной, а также мастерские, не предназначенные для ремонта котельного оборудования. Выходные двери из помещения котельной должны открываться наружу. Освещение помещения котельной должно соответствовать СНиП 11-4-79 «Естественное и искусственное освещение». Помимо рабочего освещения должно быть аварийное электрическое освещение.

Для организации безопасной эксплуатации котельной руководство предприятия должно обеспечить содержание котлов в исправном состоянии и безопасные условия их эксплуатации путем надлежащего обслуживания. Для этого необходимо:

- назначить ответственного специалиста за исправное состояние и безопасную эксплуатацию котлов из числа инженерно-технических работников, прошедших проверку знаний в установленном порядке;

-       обеспечить инженерно-технических работников правилами и руководящими документами по безопасной эксплуатации котлов;

-       назначить в необходимом количестве лиц обслуживающего персонала, обученного и имеющего удостоверение на право обслуживания котлов;

-       разработать и утвердить производственные инструкции, инструкции по охране труда, которые должны быть выданы рабочим под расписку;

-       проводить проверку знаний обслуживающего персонала в сроки, установленные требованиями Правил;

-       обеспечить проведение технического освидетельствования котлов в установленные сроки.

В помещение котельной не должны допускаться лица, не имеющие отношения к эксплуатации котельной и оборудования котельной. Ответственность за безопасную эксплуатацию котельной возлагается приказом по предприятию на начальника котельной. Номер и дата приказа заносится в паспорт котла. Ответственные за исправное состояние и безопасную эксплуатацию котельной должны иметь специальное теплотехническое образование. В отдельных случаях ответственность за исправное состояние и безопасную эксплуатацию котельной может быть возложена на инженерно-технического работника, не имеющего теплотехнического образования, но прошедшего специальную подготовку и аттестацию комиссий с участием инспектора Госгортехнадзора.

К обслуживанию котлов могут быть допущены лица не моложе 18 лет, прошедшие медицинское освидетельствование, обученные, аттестованные и имеющие удостоверение на право обслуживания котлов. Обучение и аттестация машинистов, операторов котельной должна проводиться в профессионально-технических училищах, учебно-курсовых комбинатах, а также на курсах, специально создаваемых предприятием по разрешению органов Госгортехнадзора. Индивидуальная подготовка персонала не допускается. Периодическая проверка знаний операторов котельной должна проводиться не реже 12 месяцев. Результаты проверки знаний обслуживающего персонала оформляются протоколом за подписью председателя и членов комиссии с отметкой в удостоверении. Допуск персонала к самостоятельной работе оформляется приказом.

Запрещается поручать машинисту (оператору) котельной, находящемуся на дежурстве, выполнение во время работы котла каких-либо других работ, не предусмотренных производственной инструкцией. Запрещается оставлять котлы без постоянного наблюдения со стороны обслуживающего персонала, как во время работы, так и после его остановки до снижения давления в нем до атмосферного. Допускается эксплуатация котлов без постоянного наблюдения за их работой при наличии автоматики, сигнализации и защит, обеспечивающих ведение нормального режима работы, ликвидацию аварийных ситуаций, а также остановку котла при нарушениях режима работы.

Для управления работой, обеспечения безопасных условий и расчетных режимов эксплуатации котлы должны быть оснащены:

- устройствами, предохраняющими от повышения давления;

-       указателями уровня воды;

-       манометрами;

-       приборами для измерения температуры среды;

-       запорной и регулирующей арматурой;

-       приборами безопасности;

-       питательными устройствами.

При выполнении работ в котельной операторы должны знать и четко выполнять требования инструкции по технике безопасности для слесарей по ремонту оборудования котельной.

Выполнение ремонтных работ систем газоснабжения и котельных агрегатов приходится часто вести при работе оборудования, т.е. в газоопасных условиях.

Газоопасными считаются работы, выполняемые в загазованной среде, при которых возможен выход газа из газопроводов и агрегатов. Работы производятся только по получению наряда - допуска на газоопасные работы.

Наиболее часто выполняемыми газоопасными работами являются ввод в эксплуатацию систем газоснабжения и отдельных агрегатов (пуск газа), ревизия и ремонт надземных и расположенных в помещениях действующих газопроводов, действующего газового оборудования и арматуры. Газоопасные работы выполняются под руководством ИТР, за исключением проведения ремонтных работ без применения газовой резки на газопроводах с давлением газа не более , у которых максимальный диаметр составляет 32 мм, осмотра и проветривания колодца. Руководство перечисленными работами допускается поручить наиболее квалифицированному рабочему, назначенному для выполнения работы. Газоопасные работы выполняются не менее чем двумя рабочими, а при работе в колодцах, туннелях, глубоких траншеях и резервуарах - бригадой не менее чем из трех человек. При выполнении работ по вводу в эксплуатацию систем газоснабжения и котлоагрегатов должны выдаваться наряды установленной формы. Работы по ликвидации аварии выполняются без наряда до устранения прямой угрозы людям и материальным ценностям.

При выполнении газоопасных работ следует пользоваться взрывоопасным инструментом, не дающим искру. Инструмент должен быть изготовлен из цветного металла или омеднен. При отсутствии его можно пользоваться обычным инструментом, густо смазывая его консистентными смазками. При выполнении газоопасных работ не разрешается пользоваться электродрелью и другими инструментами, дающими искру. Переносные светильники должны быть во взрывозащищенном исполнении, допускается применение аккумуляторных светильников шахтного типа. Рабочие, выполняющие газоопасные работы должны иметь средства личной защиты. Ремонт котлоагрегатов, действующих в котельной, также является газоопасной работой и поэтому при проведении его должны выполняться все общие меры безопасности, предусмотренные для этих работ. Вывод котлоагрегата в ремонт производится с разрешения начальника котельной. Если во время ремонта будут производиться работы в топке и газоходах котла или связанные с вскрытием барабана, а также газовой арматуры, то котельный агрегат должен быть отсоединен металлическими заглушками от паропровода, газопровода, питательной линии, продувочных паровых или спускных магистралей, а также от продувочных газовых магистралей, общих с другими котлами.

Заглушки необходимо установить так, чтобы видны были их хвостовики. Допуск ремонтного персонала для выполнения работ производится только после проверки ответственным руководителем работ, наличие заглушек и правильности их установок. Персонал, допускаемый к производству ремонта, должен быть предварительно проинструктирован по правилам безопасности, независимо от его квалификации и наличия права не проведение газоопасных работ.

Перед началом работ в топочной камере или газоходах котла необходимо провентилировать газовый тракт путем пуска дымососа на 10-15 мин и взять пробу с верхней части топки на отсутствие загазованности. После чего через имеющиеся лазы, гляделки, дверки осмотреть топочную камеру и убедиться, что в ней нет кирпичной обмуровки, которая может обрушиться на работающих. Если такие участки обмуровки будут обнаружены, то к работе нельзя приступать пока они не будут сняты пиками. При выполнении работ внутри топки, снаружи лаза в обмуровке должен постоянно находиться дежурный, который ведет наблюдение за всеми работающими. При внутренней очистке и ремонте поверхностей нагрева необходимо убедиться, что из котла полностью спущена вода, и он достаточно хорошо охлажден. Открывать лючки коллекторов и лазов барабанов можно только с разрешения руководителя работ. Открывать люки барабана следует осторожно, имея на руках плотные рукавицы, и не подставляя лицо к отверстию люка. При производстве работ в топке рабочие должны пользоваться защитными очками. Пускать дымосос или вентилятор во время работы в топке или газоходах котла можно только после предупреждения всех работающих. Работать внутри барабана котла можно только при дежурстве снаружи у лаза наблюдающего за ходом работ, который передает работающим материалы и инструмент, необходимые при ремонте. После ремонта поверхностей нагрева обычно производится гидравлическое испытание котлоагрегата со всей установленной на нем арматурой. При гидравлическом испытании котлоагрегата необходимо соблюдать следующие меры предосторожности [23]:

. Не производить испытания при неисправном манометре;

. Не исправлять дефекты арматуры, отдельных труб котла, когда они находятся под давлением (разрешается производить обтяжку фланцевых соединений при давлении не более );

. Не находиться против заглушек, сварных стыков, фланцевых соединений и арматуры, если они под давлением;

. Запрещается обстукивать сварные швы и места вальцовки труб котла.

Не следует проверять уплотнительные поверхности лючков, станки трубных отверстий и поверхность концов труб рукой, т.к. при этом можно поранить пальцы и заусеницы. При замене отдельных труб чугунных экономайзеров и уплотнении их соединений асбестовым шнуром, нельзя проверять руками укладку шнура и совпадение отверстий у фланцевых соединений калачей - для этого следует применять стальные оправки.

Безопасность труда зависит от знания обслуживающим персоналом правил безопасности. Поэтому принимаемые на работу лица должны проходить вводный инструктаж по технике безопасности, где получают основные сведения о правилах безопасности на предприятии, инструктаж на рабочем месте, где получают сведения о требованиях безопасности при выполнении работ по профессии. Не реже одного раза в шесть месяцев проводится повторный инструктаж, а при выполнении работ повышенной опасности - не реже одного раза в три месяца, где работнику напоминаются основные требования безопасности при выполнении работ по профессии, внеочередной инструктаж проводится при внедрении нового оборудования, выходе новых правил и т.д. Кроме этого проводится разовый инструктаж по мере необходимости. Допуск к самостоятельной работе осуществляется после обучения и проверки знаний. При проведении инструктажей и проверки знаний, кроме основных требований безопасности, дается информация о правилах пожарной безопасности и производственной санитарии.

С целью создания безопасных условий труда, выполнения действующих правил и инструкций по технике безопасности администрация обязана обеспечивать работников специальной одеждой, обувью и средствами индивидуальной защиты согласно «Типовым отраслевым нормам», снабжать работников исправным инструментом и приспособлениями, вывешивать на рабочих местах плакаты по технике безопасности, обеспечивать работу санитарно-бытовых помещений. Рабочие места должны соответствовать требованиям безопасности, для этого проводится аттестация рабочих мест.

Для избегания несчастных случаев работникам создаются безопасные условия труда, ведется профилактическая работа.

.3 Правила техники безопасности при обслуживании тепловых пунктов

Тепловые пункты потребителей должны располагаться в отдельных изолированных сухих помещениях, легко доступных для обслуживания их персонала и персонала энергосберегающей организации цеха. Габариты помещений тепловых пунктов должны обеспечивать возможность нормального обслуживания, расположенного в них оборудования и трубопроводов. Ширина проходов в свету должна быть не менее 1 м, высота помещений - не менее 2 м. Двери должны открываться наружу (в сторону выхода). Помещения тепловых пунктов, в которых нет постоянного дежурного персонала, должны быть заперты на замок; ключи от помещений должны находиться в точно установленных местах. Доступ в помещения тепловых пунктов лиц, не имеющих отношения к обслуживанию и ремонту расположенного в них оборудования, запрещается.

Ответственность за состояние оборудования и помещений теплового пункта, обеспечивающее условия безопасной работы персонала, несет потребитель. Инспектор Госэнергонадзора, а также персонал тепловой сети обязаны контролировать состояние техники безопасности на тепловом пункте потребителя и давать обоснованные предписания об улучшении условий эксплуатации оборудования. Непосредственное обслуживание оборудования тепловых пунктов потребителей (включение, отключение, регулирование, ремонт и т.п.) должно осуществляться персоналом потребителя. Контроль за работой оборудования тепловых пунктов и систем потребителей осуществляется энергоснабжающей организацией.

Монтаж оборудования тепловых пунктов должен производиться по проекту, согласованному с местной инспекцией Госэнергонадзора. При этом необходимо, чтобы [23]:

- расположение запорной арматуры обеспечивало свободную работу ключом на фланцевых соединениях;

-       расположение контрольно-измерительных приборов было удобным для снятия показаний;

-       расположение насосов не затрудняло обслуживание другого оборудования (задвижек, элеваторов и т.д.);

-       электродвигатели и щитки электропитания имели надежное заземление;

-       была предусмотрена простейшая механизация (тали с креплением к перекрытию помещения теплового пункта и т.п.) для снятия и установки отдельных элементов оборудования и трубопроводов;

-       для обслуживания оборудования и трубопроводов на высоте более 2,5 м были площадки с перилами и постоянными лестницами.

Отключать, выключать или переключать местные системы в период пуска или остановки или в процессе нормальной эксплуатации следует постепенно и медленно, действуя попеременно задвижками на подающей и обратной линии теплопровода. При этом необходимо непрерывно следит за тем, чтобы давление в системе ни при каких обстоятельствах не опускалось ниже статического для данной системы и не поднималось выше допускаемого. При отсутствии опасности снижения давления в системе ниже статического или повышения давления в ней выше допустимого отключение и включение системы могут производиться поочередным закрыванием или открыванием задвижек. В этом случае отключение системы производят поочередным закрыванием задвижек, начиная с подающей линии, а включение системы - наоборот - с открывания задвижки на обратной линии.

Текущие ремонтные работы на тепловых пунктах потребителей должны производиться, как правило, при температуре теплоносителя во внешней тепловой сети не выше . Отключение оборудования при этом может производиться только головными задвижками на тепловом пункте потребителя. При температуре теплоносителя во внешней тепловой сети выше  ремонт и смена оборудования на тепловом пункте должны производиться при условии предварительного отключения системы как головными задвижками на тепловом пункте, так и задвижками на ответвлении к потребителю (в ближайшей камере). Отключение производиться персоналом энергоснабжающей организации. При неплотности отключающей арматуры к ремонту оборудования теплового пункта можно приступать только после установки заглушек.

Обслуживающий персонал при обращении с ртутными приборами должен помнить, что небольшое количество пролитой ртути в помещении теплового пункта вредно отражается на здоровье людей.

Обслуживающий персонал не должен находиться непосредственно у фланцевых соединений и чугунной арматуры дольше, чем это требуется для снятия показания приборов или проведения профилактического ремонта оборудования.

Оборудования теплового пункта должны ежегодно проходить ремонт. Объем и время проведения ремонта должны быть согласованы с энергоснабжающей организацией.

Заключение

котельный теплота энергия вода

В дипломном проекте были поставлены и решены следующие задачи:

1.  Определение расходов теплоносителя на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение подключенных к сети зданий.

2.      Конструкторский и поверочный гидравлический расчет тепловой сети.

.        Описание принципа работы газовой котельной и ее основного оборудования.

.        Оценка экономической эффективности наладки гидравлического режима тепловой сети.

.        Теплотехнический расчет наружных ограждений проектируемого здания, определение теплопотерь в здании через наружные ограждения.

.        Составление энергетического паспорта здания.

.        Конструирование системы водяного отопления здания. Гидравлический расчет системы отопления (программа Danfoss). Составление спецификации на оборудование.

.        Проектирование теплового пункта здания. Расчет и подбор основного оборудования (тепловой и гидравлический расчет водоподогревателей, циркуляционных насосов и т.д.). Составление спецификации на оборудование.

.        Автоматизация теплового пункта, расчет и подбор регулирующего органа (исполнительного механизма регулятора температуры), спецификация на оборудование для системы автоматического контроля теплового пункта.

.        Правила техники безопасности при обслуживании тепловых сетей, газовых котельных и тепловых пунктов.

.        Построение чертежей, таблиц и графиков, связанных с вопросами, рассмотренными в дипломном проекте.

Список использованных источников

1.            Теплоснабжение / А.А. Ионин, Б.М. Хлыбов, В.Н. Братенков, Е.Н. Терлецкая; под ред. А.А. Ионина. - М.: Стройиздат, 1986. - 336 с.

2.      Строительные нормы и правила: Тепловые сети: СНиП 41-02-2003/Госстрой России. - Введ. 01.09.03. - М., 2004. - 37 с.

3.      Соколов, Е.Я. Теплофикация и тепловые сети / Е.Я. Соколов. - М.: МЭИ, 2001. - 472 с.

4.      Наладка и эксплуатация водяных тепловых сетей: Справочник / В.И. Манюк, Я.Н. Каплинский, Э.Б. Чиж [и др.]. - М.: Стройиздат, 1988. - 432 с.

5.      Своды правил по проектированию и строительству: Проектирование тепловых пунктов: СП 41-101-95: введ. 07.01.97. - М.: ФГУП ЦПП, 1997. - 78 с.

6.      Методические указания по выполнению курсовых и дипломных работ «Гидравлический расчет тепловых сетей на ЕС ЭВМ» для специальности 1208 «Теплогазоснабжение и вентиляция» / сост.: В.А. Загребин. - Вологда: ВоГТУ, 1987. - 39 с.

7.      Теплоснабжение / В.Е. Козин, Т.А. Левина, А.П. Марков, И.Б Пронина, В.А. Слемзин. - М.: Высшая школа, 1980. - 408 с.

8.      Методические рекомендации по оформлению выпускных квалификационных работ, курсовых проектов/работ для студентов очной, очно-заочной (вечерней) и заочной форм обучения. - Вологда, 2015. - 74 с.

9.      Теплотехническое оборудование и теплоснабжение промышленных предприятий / Б.Н. Голубков, О.Л. Данилов, Л.В. Зосимовский, Е.В. Мурзич [и др.]; под ред. Б.Н. Голубкова. - М.: Энергия, 1972. - 424 с.

10.    Технический отчет по режимно-наладочным работам оборудования водоподготовки котельной.

11.    Методические указания по расчету технико-экономической оценки регулировки гидравлического режима тепловой сети для специальностей 290700 «Теплогазоснабжение и вентиляция» и 100700 «Промышленная теплоэнергетика» / сост.: В.А. Петринчик. - Вологда: ВоГТУ, 2007. - 12 с.

12.    Методические указания по конструированию систем центрального водяного отопления для специальностей 290700, 100700, 290300, 290500, 290800 / сост.: С.И. Корюкин. - Вологда: ВоГТУ, 2000. - 42 с.

13.    Сибикин, Ю.Д. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха: учеб. пособие для студ. сред. проф. образования / Ю.Д. Сибикин. - М.: Академия, 2007. - 304 с.

14.    Строительные нормы и правила. Строительная климатология: СНиП 23-01-99: введ. 01.01.2000. - М.: ФГУП ЦПП, 2000. - 58 с.

15.    Строительные нормы и правила: Строительная теплотехника: СНиП II-3-79 / Госстрой России. - Введ. 01.09.95. - М., 1995. - 50 с.

16.    Строительные нормы и правила: Тепловая защита зданий: СНиП 23-02-2003 / Госстрой России. - Введ. 01.10.03. - М., 2003. - 29 с.

17.    Методические указания по расчету теплопотерь в жилом здании для специальностей 290700 «Теплогазоснабжение и вентиляция» и 100700 «Промышленная теплоэнергетика» / сост.: В.В. Репницкий, С.И. Корюкин. - Вологда: ВоГТУ, 1986. - 37 с.

18.    Своды правил по проектированию и строительству: Проектирование и монтаж трубопроводов систем отопления с использованием металлополимерных труб: СП 41-102-98: введ. 20.05.98. - М.: ФГУП ЦПП, 1998. - 42 с.

19.    Трубы и фасонные части «RAUTITAN» для водо- и теплоснабжения: каталог: разработчик и производитель ЗАО «REHAU» - М., 2006. - 41 с.

20.    ГОСТ 21.110-95. Правила выполнения спецификации оборудования, изделия и материалов. - Введ. 01.06.95. - М.: ГУП ЦПП, 1995. - 5 с.

21.    Невский, В.В. Применение средств автоматизации Danfoss в тепловых пунктах систем централизованного теплоснабжения зданий / В.В. Невский, Ю.Б. Васильев, Д.А. Васильева, В.А. Гунна, Е.В. Иночкина // Пособие по ознакомлению с тепловыми пунктами / ЗАО «Danfoss». - Москва, 2005. - 82 с.

22.    Трубопроводная арматура: каталог: разработчик и изготовитель ЗАО «Danfoss» - М., 2007. - 57с.

23.    Правила технической эксплуатации теплоиспользующих установок и тепловых сетей и Правила техники безопасности при эксплуатации теплоиспользующих установок и тепловых сетей: Утв. Гос. инсп. по энергетическому надзору СССР 15.06.72. - Изд. офиц. - М.: Энергия, 1973. - 144 с.

24.    Плетнев, Г.П. Автоматизация технологических процессов и производств в теплоэнергетике: учебник для студентов вузов / Г.П. Плетнев. - М.: МЭИ, 2007. - 351 с.

25.    Хубаев, С.-М.К. Автоматизация систем теплогазоснабжения и вентиляции: учеб. пособие / С.-М.К. Хубаев. - М.: АСВ, 2006. - 69 с.

26.    Строительные нормы и правила: Безопасность труда в строительстве: СНиП 12-03-2001: введ. 01.09.2001. - М: ГУП ЦПП, 2001. - 38 с.

27.    Строительные нормы и правила: Безопасность труда в строительстве. Часть 2. Строительное производство: СНиП 12-04-2002: введ. 01.01.2009. - М: ГУП ЦПП, 2003. - 34 с.

28.    Михайлов, Л.А. Безопасность жизнедеятельности: учебник для вузов / Л.А. Михайлов, В.П. Соломин, А.Л. Михайлов [и др.]; под ред. Л.А. Михайлова. - СПб.: Питер, 2007. - 299 с.

29.    Алексеев, В.С. Безопасность жизнедеятельности в вопросах и ответах: учеб. пособие / В.С. Алексеев, Е.О. Мурадова, И.С. Давыдова. - М.: Проспект, 2006. - 206 c.

Приложение 1

Повышенный график регулирования отпуска тепла

Рисунок 1 - Повышенный график регулирования отпуска тепла

Приложение 2

Пьезометрический график главной магистрали

Рисунок 2 - Пьезометрический график главной магистрали

Приложение 3

Энергетический паспорт жилого здания

Общая информация о проекте

Дата заполнения (год, месяц, число)

22 декабря 2015 г.

 

 

 

Адрес здания



г. Вологда, Россия



 

Разработчик проекта



Соколов С.А.




 

Адрес и телефон разработчика


 




 

Шифр проекта

 

 

 

 

 

 

 

Расчетные условия

Наименование расчетных параметров

Обозначение символа

Единицы измерения

Расчетное

п.п




значение

1

Расчетная температура внутреннего воздуха

tint

21

2

Расчетная температура наружного воздуха

text

-32

3

Расчетная температура "холодного" подвала

tbint


4

Продолжительность отопительного периода

zht

сут

231

5

Средняя температура наружного воздуха за

 

 

 

 

отопительный период

 

textav

-4,1

6

Градусо-сутки отопительного периода

Dd

C°·сут

5798

Функциональное назначение, тип и конструктивное решение здания

8

Назначение

 

 

Жилое здание

9


Похожие работы на - Проектирование систем централизованного теплоснабжения района города Вологды от газовой котельной и отопления жилого здания

 

Не нашел материал для своей работы?
Поможем написать качественную работу
Без плагиата!