Теплоснабжение жилого района г. Чокурдах

Коммунально-строительный техникум

Якутского государственного инженерно технического института.

Курсовой проект

по отоплению жилого района г. Чокурдах.

Выполнили: студенты 3-го курса гр. ТиТО-2000

Сорокин Андрей.

Проверил: преподаватель по курсу

“Теплоснабжение” Колодезникова А.Н.

г. Якутск 2002 г.

Содержание.

| |Стр.|

|Исходные данные: |2 |

|Определение тепловых нагрузок района: |3 |

|График расхода тепла по продолжительности стояния температур |6 |

|наружного воздуха: | |

|График центрального качественного регулирования отпуска теплоты: |8 |

|Гидравлический расчёт тепловых сетей: |12 |

|Разработка монтажной схемы и выбора строительных конструкций |16 |

|тепловой сети: | |

|Теплоизоляционная конструкция: |16 |

|Расчёт опор: |20 |

|Водоподогреватели горячего водоснабжения: |21 |

|Библиографический список: |28 |

|Курсовой проект “Теплоснабжение”. |1 |

1. Исходные данные.

1.1 Климатологические данные.

Населённый пункт: г. Чокурдах.

1. Расчётная температура самой холодной пятидневки: -48 °С.

2. Расчётная температура зимняя вентиляционная: -49 °С.

3. Средняя годовая температура: -14,2 °С.

4. Отопительный период:

. начало: 08.08,

. конец: 23.06,

. продолжительность: 318 суток,

. средняя температура наружного воздуха: -17,4 °С,

. градусо-дней: 11909.

1.2 Повторяемость температур наружного воздуха.

|tн °С. |Количество |

| |часов. |

|–50 °С и |756 |

|ниже. | |

|–49,9 ч –45 |633 |

|°С. | |

|–44,9 ч –40 |628 |

|°С. | |

|–39,9 ч –35 |495 |

|°С. | |

|–34,9 ч –30 |456 |

|°С. | |

|–29,9 ч –25 |377 |

|°С. | |

|–24,9 ч –20 |329 |

|°С. | |

|–19,9ч –15 |341 |

|°С. | |

|–14,9ч –10 |377 |

|°С. | |

|–9,9 ч –5 °С.|407 |

|–4,9 ч 0 °С. |514 |

|+0,1 ч 5 °С. |662 |

|+5,1 ч 8 °С. |553 |

|Всего часов: 6528 ч. |

1.3. Средняя месячная и годовая температура наружного воздуха.

|Январь|Февраль|Март|Апрель|Май |Июнь |Июль |

|–35,5 |–33,9 |–28,|–18,9 |–6,1|5,8 |9,7 |

| | |3 | | | | |

|Август|Сентябрь|Октябрь|Ноябрь|Декабрь|год |

|6,9 |0,9 |–12,4 |–25,8 |–33,3 |–14,2|

|Курсовой проект “Теплоснабжение”. |2 |

1.4. Удельные потери тепла зданиями.

|to |Этажность. |

| |1 ч 2 |3 ч 4 |

|–50 °С. |qo=255 В/м2 |qo=169 В/м2 |

1.5 Нормы расхода горячей воды.

Жилой дом: 120 л/сут.

Школы, лицеи: 8 л/сут.

Детский сад: 30 л/сут.

Столовая: 6 л/сут.

Определение тепловых нагрузок района.

2.1. Расход тепла на отопление жилых и общественных зданий :

Qo max=qoA(1+K1)

qo – укрупнённый показатель максимального теплового потока на

отопление жилых и общественных зданий на 1м2 площади (прил. 2 СНиП

“Тепловые сети”) .

A – общая площадь здания .

К1 – коэффициент учитывающий тепловой поток на отопление общественных

зданий (К1=0,25 – если данных нет).

2.2. Расход тепла на вентиляцию общественных зданий :

Qv max=K1K2qoA

К2 – коэффициент учитывающий тепловой поток на вентиляцию общественных

зданий (К2=0,6).

2.3. Средний тепловой поток на горячее водоснабжение жилых и общественных

зданий :

[pic]

m – число потребителей.

а – нормы расхода воды на горячее водоснабжение на 1-го человека в

сутки.

b – нормы расхода воды на горячие водоснабжение в общественных зданиях

при температуре наружного воздуха –55 °С (принимается равным 25л в сутки на

одного человека).

tx – температура холодной воды в отопительный период.

с – теплоёмкость воды.

|Курсовой проект “Теплоснабжение”. |3 |

2.4. Максимальный тепловой поток на горячее водоснабжение жилых и

общественных зданий :

Qh max=2,4Qh m

2.5. Средний тепловой поток на отопление :

[pic]

ti – средняя температура внутреннего воздуха отапливаемых помещений

(при отсутствии данных в жилых принимается 18 °С, в производственных 16

°С).

tom – средняя температура наружного воздуха за период со среднесуточной

температурой 8 °С и ниже.

To – расчетная температура наружного воздуха для проектирования

отопления.

2.6. Средний тепловой поток на вентиляцию :

[pic]

2.7. Средний тепловой поток на отопление :

[pic]

[pic]– температура холодной водопроводной воды в неотопительный

период (+15°С).

tc – температура холодной водопроводной воды в отопительный период

(+5 °С).

[pic] –коэффициент, учитывающий изменение среднего расхода воды на ГВС

в неотопительный период по отношению к отопительному периоду:

0,8 – для жилищно–коммунального сектора,

1 – для предприятий.

2.8. Годовой расход тепла на отопление жилых и общественных зданий < кДж >:

Qoy=86,4Qo mno

2.9. Годовой расход тепла на вентиляцию общественных зданий < кДж >:

[pic]

2.10. Годовой расход тепла на ГВ жилых и общественных зданий < кДж >:

[pic][pic]

no – продолжительность отопительного периода соответствующее периоду со

среднесуточной температурой наружного воздуха +8 °С и ниже.

Z – усреднённое за отопительный период число работы системы вентиляции

общественных зданий в течении суток (16 часов).

nh y – расчётное число суток в году работы системы ГВ (350 суток).

|Курсовой проект “Теплоснабжение”. |4 |

Все расчёты сведены в таблицу №1.[pic]

|Таблица №1 “Тепловые нагрузки района”: |

|Наименование |Тепловая нагрузка. |

|здания. | |

|5 |

3. График расхода тепла по продолжительности стояния температур наружного

воздуха.

Для определения годового расхода тепла, планирования в течение года

загрузки оборудования котельной и составления графика ремонта используют

график расхода тепла по продолжительности стояния температур наружного

воздуха.

[pic]; (3.1)

[pic]; (3.2)

tн – температура наружного воздуха (от +8 и ниже).

Все расчёты для построения графика сведены в таблицу №2.

|Таблица №2:| | | | |

|Tн, °С. |Qo m, |Qv m, |Qh m, |Qoбщ. m, |

| |Вт. |Вт. |Вт. |Вт. |

|+8 |176852 |12577 |127401 |316830 |

|+5 |237406 |17504 | |382311 |

|0 |338330 |25713 | |491444 |

|–5 |439254 |33924 | |600579 |

|–10 |540179 |42135 | |709715 |

|–15 |641102 |50344 | |818847 |

|–20 |742026 |58555 | |927982 |

|–25 |842950 |66764 | |1037115 |

|–30 |943874 |74976 | |1146251 |

|–35 |1043698|83185 | |1254284 |

|–40 |1145721|91396 | |1364518 |

|–45 |1246647|92634 | |1466682 |

|–48 |1307200|104532 | |1539133 |

|Курсовой проект “Теплоснабжение”. |6 |

4. График центрального качественного регулирования отпуска теплоты.

Регулирование отпуска тепла в закрытых системах теплоснабжения.

В водяных тепловых станциях принимают центральное качественное

регулирование отпуска теплоты по нагрузке отопления или по совмещённой

нагрузке отопления и горячего водоснабжения.

Центральное качественное регулирование заключается в регулировании

отпуска теплоты путём изменения температуры теплоносителя на входе в

прибор, при сохранении постоянным количество теплоносителя подаваемого в

регулирующую установку.

4.1. Если тепловая нагрузка на жилищно-коммунальные нужды составляет

менее 65% от суммарной тепловой нагрузки, а также при отношении:

[pic] –– регулирование отпуска теплоты принимают по нагрузке на

отопление.

При этом в тепловой сети поддерживается отопительно-бытовой

температурный график.

Построение графика центрального качественного регулирования по

отопительной нагрузке основано на определении зависимости температуры

сетевой воды, подающей и обратной магистрали, от температуры наружного

воздуха.

Для зависимых схем присоединения отопительных установок к отопительным

сетям температуру в подающей ([pic]) и обратной ([pic]) магистралях в

течение отопительного периода, т.е. в диапазоне температур наружного

воздуха от +8 до to по следующим формулам:

[pic]; (4.1.1.)

[pic]; (4.1.2.)

ti – средняя температура воздуха отапливаемых зданий.

?t – температурный напор нагреваемого прибора:

[pic]; (4.1.3.)

[pic]– температура воды в подающем трубопроводе системы отопления после

элеватора при to.

to – расчётная температура наружного воздуха для проектирования

отопления.

[pic]– температура воды в обратном трубопроводе после системы отопления

при to.

[pic]– расчётный перепад температур воды в тепловой сети:

[pic]; (4.1.4.)

[pic]– температура воды в подающем трубопроводе тепловой сети при

расчётной температуре наружного воздуха (to).

[pic]– расчётный перепад температуры воды в местной системе отопления.

[pic]; (4.1.5.)

|Курсовой проект “Теплоснабжение”. |8 |

При регулировании по отопительной нагрузке, водоподогреватели горячего

водоснабжения присоединяются к тепловым сетям в зависимости от отношения

максимальной тепловой нагрузки на горячее водоснабжение (Qh max) к

максимальной тепловой нагрузки на отопление (Qо max) типа регулятора, по

следующим схемам:

[pic] – с установкой регулятора расхода по двухступенчатой

смешанной схеме.

При таком же отношении с электронным регулятором расхода по

двухступенчатой смешанной схеме с ограничением максимального расхода

воды на ввод.

При остальных отношениях по параллельной схеме.

4.2. Если в системе теплоснабжения нагрузка на жилищно-коммунальные

нужды составляет, более 65% от суммарной тепловой нагрузки принимают

центральное качественное регулирование отпуска теплоты по совмещённой

нагрузке горячего водоснабжения и отопления.

Применение данного метода регулирования позволяет рассчитать

магистральные теплопроводы по суммарному расходу воды на отопление и на

вентиляцию, не учитывая расхода на горячее водоснабжение. Для

удовлетворения нагрузки на горячее водоснабжение температура воды в

подающем трубопроводе принимается выше, чем по отопительному графику и

большинство абонентов системы отопления и горячего водоснабжения должны

присоединятся к тепловой сети по принципу связанной подачи теплоты:

1) [pic] – с установкой регулятора расхода по последовательной

двухступенчатой схеме.

2) При том же отношении с электронным регулятором расхода по

двухступенчатой смешанной схеме с ограничением максимального расхода воды

на ввод.

При этом способе регулирования отпуска теплоты в тепловой сети

поддерживается повышенный отопительно-бытовой температурный график, который

строится на основании отопительно-бытового температурного графика.

Расчёт повышенного температурного графика заключается в определении

перепада температур сетевой воды в подогревателях верхней (?1) и нижней

(?2) ступени при различных температурах наружного воздуха (tн) и балансовой

нагрузки горячего водоснабжения ([pic]): [pic]=X?Qh m ; (4.2.1.)

X – балансовый коэффициент учитывающий неравномерность расхода теплоты

на горячие водоснабжение в течении суток (для закрытых систем

теплоснабжения X=1,2).

Суммарный перепад температур сетевой воды в подогревателях верхней и

нижней ступени в течение всего отопительного периода постоянен и

определяется:

[pic]; (4.2.2.)

Задавая величину недогрева водопроводной воды до температуры греющей

воды в нижней ступени подогревателя (?t = 5 ч 10 °С) определяют температуру

нагреваемой воды после первой ступени подогревателя (t') при температуре

наружного воздуха, соответствующей точки излома графика (t'н): t' =

[pic]– ?t'н; (4.2.3.)

Штрих обозначает, что значение взяты при температуре точки излома

графика.

|Курсовой проект “Теплоснабжение”. |9 |

Перепад температур сетевой воды в нижней ступени подогревателя (?2) при

различных температурах наружного воздуха определяется:

при t'н: ?'2 = ??(t' – tc)/(th – tc); (4.2.4.)

при to: ?2 = ?'?(?2 – tc)/(?'2 – tc); (4.2.5.)

th – температура воды поступающая в систему горячего водоснабжения.

tc – температура холодной водопроводной воды в отопительный период.

Зная ?2 и ?'2 находим температуру сетевой воды от обратной магистрали

по повышенному температурному графику:

?2П = ?2 – ?2; (4.2.6.)

?'2П = ?'2 – ?'2; (4.2.7.)

Перепад температур сетевой воды в верхней ступени подогревателя при t'н

и tо:

?'1 = ? – ?'2; (4.2.8.)

?1 = ? – ?2; (4.2.9.)

Температуры сетевой воды подающей магистрали тепловой сети для

повышенного температурного графика определяются по следующим формулам:

?1П = ?1 – ?1; (4.2.10.)

?'1П = ?'1 – ?'1; (4.2.11.)

Расчёт графика центрального качественного регулирования отпуска

теплоты.

[pic] – регулирование отпуска теплоты принимают по нагрузке на

отопление. При этом в тепловой сети поддерживается отопительно-бытовой

температурный график (формулы 4.1.)

Данные для расчёта графика: ?1 = 130 °С

?2 = 70 °С

ti = 18 °С

to = – 48 °С

?э = 95 °С

Минимальную температуру сетевой воды в подающем магистрали принимается

равной 70 °С (на уровне 70 °С график срезается).

|Курсовой проект “Теплоснабжение”. |10 |

5. Гидравлический расчёт тепловых сетей.

5.1. Задачи гидравлического расчёта.

В задачу гидравлического расчёта входят:

1. Определение диаметров,

2. Определение величины давлений (напоров) в различных тачках

сети,

3. Определение падения давления (напора),

4. Увязка всех тачек системы при статической и динамическом

режимах с целью обеспечения допустимых давлений и требуемых

напоров в сети и абонентских установок.

Результаты гидравлического расчёта дают исходный материал для решения

следующих задач: 1. Определение капиталовложений, расхода металла и

основного объёма работ по сооружению тепловой сети,

2. Установление характеристик циркуляционных и подпиточных

насосов, и. их размещение,

3. Выяснение условия работы тепловой сети и абонентских

систем и выбора схем присоединения абонентских установок,

4. Выбор авторегулятора для тепловой сети и абонентских

вводов,

5. Разработка режимов эксплуатации.

5.2. Основные расчётные зависимости.

При гидравлическом расчёте тепловых сетей определяют потери давления на

участках трубопровода для последующей разработки гидравлических режимов и

выявление располагаемых напоров на тепловых пунктах потребителей.

Гидравлический расчёт производится на суммарный расчётный расход

сетевой воды, складывающийся из расчётных расходов на отопление, вентиляцию

и на горячие водоснабжение.

Расчётные расходы воды определяют :

a) максимальный расход воды на отопление:

[pic]; (5.2.1.)

б) максимальный расход воды на вентиляцию:

[pic]; (5.2.2.)

в) на горячие водоснабжение в открытых системах теплоснабжения:

[pic]; (5.2.3.)

[pic]; (5.2.4.)

г) на горячие водоснабжение в закрытых системах теплоснабжения:

– при параллельной схеме присоединения водоподогревателей:

[pic]; (5.2.5.)

[pic]; (5.2.6.)

|Курсовой проект “Теплоснабжение”. |12 |

- при двухступенчатой схеме присоединения водоподогревателей:

[pic]; (5.2.7.)

[pic]; (5.2.8.)

?1 – температура воды в подающем трубопроводе тепловой сети при

расчётной температуре наружного воздуха,

?2 – температура воды в обратном трубопроводе тепловой сети при

расчётной температуре наружного воздуха,

th – температура воды поступающей в систему горячего водоснабжения

потребителей,

?'1 – температура воды в подающем трубопроводе тепловой сети в точке

излома графика,

?'2 – температура воды в обратном трубопроводе тепловой сети после

системы отопления здания в точке излома графика,

?'3 – температура воды после параллельно включённого

водоподогревателя горячего водоснабжения в точке излома графика температур

воды (рекомендуется 30 °С),

t| – температура воды после первой ступени подогревателя при

двухступенчатой схеме водоподогревателя.

Суммарный расчётный расход сетевой воды в двухтрубных тепловых, сетях в

закрытых и открытых системах теплоснабжения при качественном регулировании

отпуска теплоты определяется:

Gd = Go max + Gv max + k3 · Gi h m ; (5.2.9.)

k3 – коэффициент учитывающий долю среднего расхода воды на горячие

водоснабжение при регулировании по нагрузке отопления (таблица 2 СНиП

“Тепловые сети”).

Перед гидравлическим расчётом составляют расчётную схему тепловых

сетей с нанесением на ней длин, местных сопротивлений и расчётных расходов

теплоносителя по всем участкам сети.

5.3 Порядок гидравлического расчёта теплопроводов:

1. Выбираем на трассе тепловых сетей расчётную магистраль

наиболее протяжённую и загруженную соединяющую источник

теплоты с дальними потребителями.

Разбивают тепловую сеть на расчётные участки, определяют расчётные

расходы и измеряют по Ген. плану длину участка.

2. Задавшись удельными потерями давления на трение (h) (на

главной магистрали до наиболее удалённого потребителя, с

учётом дополнительного подключения абонентов h принимают не

более 8 мм. вод. ст./м, на ответвлениях 30 мм. вод. ст/м),

исходя из расходов теплоносителя на участках по таблицам и

номограммам находят диаметры теплопроводов, действительные

потери давления на трение и скорость движения

теплоносителя, которая должна быть не более 25 м/сек.

Следует отметить, что для районов вечно мерзлотных грунтов минимальный

диаметр труб, не зависимо от расхода воды и параметров теплоносителя должен

приниматься 50 мм.

|Курсовой проект “Теплоснабжение”. |13 |

3. Определив диаметры расчётных участков, разрабатывают

монтажную схему теплопроводов, размещают на трассе запорную

арматуру, неподвижные опоры, компенсаторы. Монтажная схема

вычерчивается в две линии, причём подающий теплопровод

располагается с правой стороны по ходу движения

теплоносителя от источника теплоты.

4. Потери напора определяются: H = h·(L + Lэкв)

[мм. вод. ст.]

Эквивалентной длиной (Lэкв) принято называть такую условную длину

прямолинейного участка, на котором падения давления на трение равно падению

вызываемого местными сопротивлениями.

При отсутствии данных о характере и количестве местных сопротивлений

эквивалентная длина определяется: Lэкв = a1·L

a1 – коэффициент учитывающий долю потерь давления в местных

сопротивлениях по отношению падений давления на трение (по СНиП “Тепловые

сети” приложения): для Ду до 150 мм. a1 = 0,3

для Ду до 200 мм. a1 = 0,4

5. После определения суммарного гидравлического сопротивления

для всех участков расчётной магистрали необходимо сравнить

располагаемым напором:

[pic]

[pic]– суммарные гидравлические сопротивления для всех участков

расчётной магистрали,

[pic]– располагаемый напор в конечной точке тепловой сети.

6. Расчёт считается удовлетворительным, если гидравлическое

сопротивление не превышает располагаемый перепад давлений и

отличается от него не более чем на 10 %

Схема присоединения теплообменников горячего водоснабжения выбирается по

следующему соотношению:

[pic] – двухступенчатая смешанная схема,

При другом отношении – одноступенчатая параллельная схема.

Гидравлический расчёт сведён в таблицу №3.

|Курсовой проект “Теплоснабжение”. |14 |

|Таблица №3 Гидравлический расчёт: |

|№ |Q, |G, |Диаметр |Длина |U, |Потери напора |

|уч.|ккал/ч |т/ч | | |м/с| |

|15 |

6. Разработка монтажной схемы и выбор строительных конструкций тепловой

сети.

Тепловая сеть представляет собой систему прочно и плотно соединёнными

между собой участков теплопроводов, по которым тепло с помощью

теплоносителя транспортируется от источников тепла к тепловым потребителям.

Направление теплопроводов выбирается по тепловой карте района с учётом

геодезической съёмки, планов существующих и намечаемых наземных и подземных

сооружений, состояния грунтовых вод.

При прокладке стремятся к: – прокладке магистральной трассы по району

наиболее плотной тепловой нагрузки,

- минимальные объёмы работ по сооружению сети,

- наименьшей длины теплопровода.

Теплопроводы прокладываются прямолинейно, параллельно оси проезда или

линии застройки. Нежелательно перебрасывать трассу магистрального

теплопровода с одной стороны проезда на другую.

При выборе трассы следует руководствоваться следующим:

- надёжности теплоносителя,

- быстрая ликвидация возможных неполадок и аварий,

- безопасность обслуживающего персонала.

Для обеспечения опорожнения и дренажа теплопроводы прокладываются с

уклоном к горизонту. Минимальная величина уклона водяных сетей принимается

равной 0,002, где направление уклона безразлично.

По трассе тепловых сетей строится продольный профиль, на который

наносят:

- планировочные и существующие отметки земли,

- уровень стояния грунтовых вод,

- существующие и проектируемые подземные коммуникации, сооружаемые

с указанием вертикальных отметок этих сооружений.

Теплопровод состоит из трёх основных элементов:

- трубопровод,

- теплоизоляционная конструкция,

- строительная конструкция.

7. Теплоизоляционная конструкция.

Теплоизоляционная конструкция состоит из трёх основных слоёв:

1. противокоррозионный слой,

2. теплоизоляционный слой,

3. покровный слой.

Противокоррозионный слой предназначен для защиты теплопровода от

наружной коррозии.

Теплоизоляционный слой устраивается на трубопроводах, арматуре,

фланцевых соединениях и для следующих целей:

1. уменьшение потерь тепла при его транспортировании, что снижает

установочную мощность источников тепла,

2. уменьшения падения температуры теплоносителя, что снижает расход

теплоносителя,

|Курсовой проект “Теплоснабжение”. |16 |

3. понижения температуры на поверхности теплопровода и воздуха в местах

обслуживания.

Покровный слой предназначен для защиты тепловой изоляции от атмосферных

осадков.

7.1. Расчёт тепловой изоляции.

В качестве основного теплоизоляционного материала принимаем

минераловатную плиту.

При проектировании тепловых сетей толщину изоляции определяют исходя

из:

- норм потерь тепла,

- заданного перепада температур на участке тепловой сети,

- допустимой температуры на поверхности конструкции,

- технико-экономического расчёта.

Толщина тепловой изоляции определяется по формуле:

[pic]; (7.1.1.)

?к – коэффициент теплопроводности основного слоя (для мин. ваты 0,07

Вт/м2 °С),

de – наружный диаметр теплопровода ,

Rиз – термическое сопротивление основного слоя изоляции < м2°С/Вт>:

[pic]; (7.1.2)

?m – расчётная среднегодовая температура теплоносителя (средняя за

отопительный период):

[pic]; (7.1.3.)

?m1 – средняя температура теплоносителя по месяцам определяемая по

графику центрального качественного регулирования в зависимости от

среднемесячных температур наружного воздуха,

n1 – количество часов в году по месяцам,

te – расчётная температура окружающей среды (средняя за отопительный

период).

qe – норма потерь теплоты (СНиП “Тепловая изоляция” приложение

4–8).

k1 – коэффициент учитывающий изменение стоимости теплоты и

теплоизоляционной конструкции в зависимости от районо строительства и

способа прокладки (k1 = 088).

Расчёт толщины минераловатной плиты сведён в таблицу № 4:

|Курсовой проект “Теплоснабжение”. |17 |

Таблица № 4 “Расчёт тепловой изоляции”:

|Трубопровод.|?m, |Ду |Rиз, |?к, |

| |°С | |м2°С/Вт. |мм. |

|Подающий: |87,63|50 |4,34 |163,7 |

| | |65 |3,76 |160,6 |

| | |80 |3,46 |159,3 |

| | |100 |3,12 |159 |

| | |125 |2,75 |156,4 |

|Обратный: |54,92|50 |4,4 |168 |

| | |65 |3,93 |176 |

| | |80 |3,56 |204 |

| | |100 |3,12 |159 |

| | |125 |2,77 |158,4 |

7.2 Определение потерь тепла в наружных тепловых сетях.

Qпот = ? (?·qн ·L)·a

? – коэффициент по потери тепла арматурой и компенсаторами (1,25 для

наружной прокладки),

qн – потери тепла теплопроводами (ккал/ч·м),

L – протяжённость теплопровода (м),

а – поправочный коэффициент, зависит от средней годовой температуры

воздуха:

–20 °С: 1,11 для Т1. –10 °С: 1

1,07 для Т2. 1

–18 °С: 1,07 –8 °С: 0,99

1,04 0,99

–15 °С: 1,04 –5 °С: 0,98

1,02 0,98

–12 °С: 1,01

1,01

Расчёт потерь тепла сведён в таблицу № 5:

|Трубопровод.|Дн |Qпот, |

| | |ккал/ч|

| | |. |

|Т1 |57 |9555 |

| |76 |5580 |

| |89 |656 |

| |108|1755 |

| |133|7149 |

|Т2 |57 |7166 |

| |76 |5040 |

| |89 |488 |

| |108|1260 |

| |133|5320 |

|?Qпот·а = 45234 ккал/ч. |

|Курсовой проект “Теплоснабжение”. |18 |

|Курсо|

|вой |

|проек|

|т |

|“Тепл|

|оснаб|

|жение|

|”. |

|19 |

|Наим. |Дн |?max,|L, |Окрашиваемая |Основной изоляционный слой |Покровный слой |

|Изоляц.| |°С |м |поверхность. | | |

| | | | | | | |

|объекта| | | | | | |

|. | | | | | | |

|Ш 50 |60 |

|Ш 65 |70 |

|Ш 80 |80 |

|Ш 100 |80 |

|Ш 125 |90 |

|Ш 150 ч |100 |

|175 | |

|Ш 200 |120 |

8.2. Расстояние между подвижными опорами:

|Дн х S |L1, |

| |мм. |

|Ш 57 х |5,4 |

|3,5 | |

|Ш 76 х |6,2 |

|3,5 | |

|Ш 89 х |6,8 |

|3,5 | |

|Ш 108 х 4|8,3 |

|Ш 133 х 4|8,4 |

|Ш 159 х |9,3 |

|4,5 | |

|Ш 194 х 5|10,2 |

|Ш 219 х 6|11,6 |

Количество подвижных опор рассчитывается по формуле:

n = L·2:L1

L – расстояние между неподвижными опорами по монтажной схеме, или общая

длина, данного диаметра, теплопровода,

L1 – расстояние между подвижными опорами.

|Таблица № 6 “Количество подв. опор”:|

|Ду |n |

|Ш 50 |101 |

|Ш 65 |46 |

|Ш 80 |5 |

|Ш 100 |9 |

|Ш 125 |32 |

|S |193 подв. опор. |

Расчёт количества подвижных опор сведён в таблицу № 6.

|Курсовой проект “Теплоснабжение”. |20 |

9. Водоподогреватели горячего водоснабжения.

К расчёту принимаем водоводяные кожухотрубчатые подогреватели.

В кожухотрубчатых подогревателях основным элементом является

цилиндрический корпус и пучок гладких трубок размещаемых внутри корпуса.

Один из теплоносителей протекает внутри трубок, другой в межтрубном

пространстве – такие теплообменники называются скоростными.

Скоростные водоводяные подогреватели, у которых греющая и нагреваемая

вода движутся навстречу, называются противоточными. Противоток эффективнее

прямотока, т.к. обеспечивает большую среднюю разность температур и

позволяет нагревать воду до более высокой температуры.

В подогревателях предназначенных для горячего водоснабжения греющую

воду направляют в межтрубное пространство, нагреваемую в трубки. В

подогреватели для системы отопления греющая вода направляется в трубки, а

нагреваемая в межтрубное пространство.

Основным элементом подогревателя является корпус из стальной бесшовной

трубы. Внутри корпуса расположены трубки из латуни Дв 16 х 1 мм.,

теплопроводность составляет 135 Вт/м °С, корпус теплообменника имеет длину

3 – 4 м, Ш57 – 530 мм., число трубок 4 – 450, Рр = 1 Мпа.

Тепловой и гидравлический расчёт водоподогревательных установок.

Расчет сводится к определению: – расчётной поверхности нагрева,

- выбора номера и количество секций.

- гидравлического сопротивления водоподогревателя по греющей и

нагреваемой воде.

Расчёт подогревателя системы горячего водоснабжения при любых схемах

подключения к тепловым сетям производится для самого неблагоприятного

режима, соответствующего точке излома температурного графика.

Для скоростных секционных водоподогревателей следует принимать

противоточную схему потоков теплоносителя, при этом греющая вода должна

поступать в межтрубное пространство.

[pic] – двухступенчатая смешанная схема,

При другом отношении – одноступенчатая параллельная схема.

9.1 Расчёт водоподогревателя при двухступенчатой смешанной схеме.

1. В зимний период расход сетевой воды вычисляется по формуле:

– на отопление :

[pic]; (9.1.1.)

- на горячие водоснабжение :

[pic]; (9.1.2.)

|Курсовой проект “Теплоснабжение”. |21 |

В этих формулах Qo max и Qh max в кВт.

2. Расчётный расход на абонентский ввод :

Gаб. max = Go max + Gh max ; (9.1.3.)

3. Расход нагреваемой воды для горячего водоснабжения :

[pic]; (9.1.4.)

4. Температура нагреваемой воды на выходе из подогревателя первой

ступени : [pic]; (9.1.5.)

5. Теплопроизводительность подогревателя ? и ? ступени :

[pic]; (9.1.6.)

[pic]; (9.1.7.)

6. Температура сетевой воды на выходе из подогревателя ? ступени:

[pic]; (9.1.8.)

7. Средне логарифмические разности температур между греющим и

нагреваемым теплоносителями в подогревателях ? и ? ступени:

[pic]; (9.1.9.)

[pic]; (9.1.10.)

8. Средние температуры сетевой и нагреваемой воды в подогревателях ? и

? ступени: [pic]; (9.1.11.)

[pic]; (9.1.12.)

[pic]; (9.1.13.)

[pic]; (9.1.14.)

9. Задавшись скоростью нагреваемой воды Uтр=1 м/с, определяем требуемую

площадь живого сечения трубного пространства подогревателей :

[pic]; (9.1.15.)

По вычисленной fтр. подбираем вид подогревателя и выписываем его

характеристики.

|Курсовой проект “Теплоснабжение”. |22 |

10. Эквивалентный диаметр межтрубного пространства:

[pic]; (9.1.16.)

Дi – внутренний диаметр теплообменного аппарата (корпуса).

de – наружный диаметр трубок.

11. Действительная скорость нагреваемой воды в трубках подогревателей

:

[pic]; (9.1.17.)

fтр. – площадь межтрубного пространства выбранного подогревателя.

12. Скорость сетевой воды в межтрубном пространстве в подогревателях ?

и ? ступени :

[pic]; (9.1.18.)

[pic]; (9.1.19.)

13. Коэффициент теплоотдачи от сетевой воды к стенкам трубок в

подогревателях ? и ? ступени :

[pic]; (9.1.20.)

[pic]; (9.1.21.)

14. Коэффициент теплопередачи от стенок трубок к нагреваемой воде в

подогревателях ? и ? ступени:

[pic]; (9.1.22.)

[pic]; (9.1.23.)

15. Коэффициент теплоотдачи для подогревателей ? и ? ступени :

[pic]; (9.1.24.)

[pic]; (9.1.25.)

16. Требуемая площадь поверхности нагрева подогревателей ? и ?

ступени :

[pic]; (9.1.26.)

[pic]; (9.1.27.)

|Курсовой проект “Теплоснабжение”. |23 |

17. Количество секций подогревателя ? и ? ступени:

[pic]; (9.1.28.)

[pic]; (9.1.29.)

18. Потери давления в подогревателях ? и ? ступени :

[pic]; (9.1.30.)

[pic]; (9.1.31.)

[pic]; (9.1.32.)

[pic]; (9.1.33.)

В летний период расчётные параметры сетевой воды составляют:

?|1 = 70 єC,

?|3 = 30 єC,

[pic]= 15 єC.

19. Расход теплоты на горячие водоснабжение :

[pic]; (9.1.34.)

20. Расход нагреваемой воды :

[pic]; (9.1.35.)

[pic]; (9.1.36.)

21. Средне логарифмическая разность температур теплоносителей:

[pic]; (9.1.37.)

22. Средние температуры нагреваемой и сетевой воды в подогревателе:

[pic]; (9.1.38.)

[pic]; (9.1.39.)

23. Скорость сетевой воды и нагреваемой в водоподогревателях :

[pic]; (9.1.40.)

[pic]; (9.1.41.)

24. Коэффициент теплоотдачи:

[pic]; (9.1.42.)

|Курсовой проект “Теплоснабжение”. |24 |

[pic]; (9.1.43.)

25. Коэффициент теплопередачи:

[pic]; (9.1.44.)

26. Поверхность нагрева подогревателей в летний период :

[pic]; (9.1.45.)

27. Количество секций подогревателя:

[pic]; (9.1.46.)

28. Потери давления в летний период :

[pic]; (9.1.47.)

[pic]; (9.1.48.)

9.2 Расчёт водоподогревателя при одноступенчатой параллельной схеме.

1. Расход греющей воды : [pic]; (9.2.1)

2. Расход нагреваемой воды : [pic]; (9.2.2.)

3. задавшись ориентировочно типом и номером подогревателя с диаметром

корпуса Dв находим: – скорость воды в межтрубном пространстве :

[pic]; (9.2.3.)

– скорость нагреваемой воды в трубах :

[pic]; (9.2.4.)

4. Средняя температура греющей воды : Т = 0,5 · (Т1 – Т2) ;

(9.2.5.)

5. Средняя температура нагреваемой воды : t = 0,5 · (t1 – t2) ;

(9.2.6.)

6. Коэффициент теплоотдачи от греющей воды, проходящей в межтрубном

пространстве, к стенкам трубок :

[pic]; (9.2.7.)

[pic]; (9.2.8.) – эквивалентный диаметр межтрубного пространства :

7. Коэффициент теплопередачи от стенок трубок к нагреваемой воде,

проходящей по трубкам :

[pic]; (9.2.9.)

|Курсовой проект “Теплоснабжение”. |25 |

8. Коэффициент теплопередачи :

[pic]; (9.2.10.)

При латунных трубках диаметром 16/14 мм значение ?ст/?ст = 0,000011

9. Средне логарифмическая разность температур в подогревателе :

[pic]; (9.2.11.)

10. Площадь поверхности нагрева подогревателя :

[pic]; (9.2.12.)

? – коэффициент, учитывающий накипь и загрязнение трубок:

11. Активная длина секций подогревателя :

[pic]; (9.2.13.)

dср = 0,5·(dн – dв) ; (9.2.14.)

12. Число секций подогревателя при длине секций 4 м:

[pic]; (9.2.15.)

13. Потери давления на одну секцию 4 м определяется по формулам

:

?Pтр = 530[pic]; (9.2.16.)

?Pтр = 1100[pic]; (9.2.17.)

В этих формулах: Q – расчётный расход тепла в ккал/ч,

Т1 – температура греющей воды на входе в подогреватель в °С,

Т2 – температура греющей воды на выходе из подогревателя в

°С,

t1 – температура нагреваемой (местной) воды на выходе из

подогревателя в °С (65 °С),

t2 – температура нагреваемой воды на входе в подогреватель в

°С,

Dв – внутренний диаметр корпуса подогревателя в м,

dн и dв – наружный и внутренний диаметр трубок в м.

Расчет водоподогревателя:

[pic] – принимаем двухступенчатую смешанную схему присоединения

теплообменников горячего водоснабжения.

Исходные данные для расчёта: Qo max = 1343,2 кВт, Qh max = 305,763 кВт,

[pic], [pic], ?1 = 130 °С, ?2 = 70 °С, th = 60 °С, tc = 5 °С.

|Курсовой проект “Теплоснабжение”. |26 |

Расчёт водоподогревателей сведён в таблицу № 7.

|Таблица № 7 “Расчёт водоподогревателей ГВ”: |

|№ |Обозначение |Ед. |Получ. |№ |Обозначение|Ед. |Получ. |

| | |измер. |значен. | | |измер. |значен. |

|1 |Go max |кг/ч |19234,4 |20 |[pic] |Кг/ч |3821,3 |

| |G3 h max |кг/ч |5557,3 | |[pic] |кг/ч |4299 |

|2 |Gаб max |кг/ч |24791,7 |21 |[pic] |°С |12,3 |

|3 |[pic] |кг/ч |4776,5 |22 |[pic] |°С |37,5 |

|4 |t| |°С |39 | |[pic] |°С |50 |

|5 |[pic] |кВт |116,75 |23 |Uтр. |м/с |0,574 |

| |[pic] |кВт |189,013 | |Uм. тр. |м/с |0,416 |

|6 |[pic] |°С |37,5 |24 |[pic] |Вт/м2°С|3554,6 |

|7 |?tm,І |°С |14,7 | |[pic] |Вт/м2°С|3030,5 |

| |?tm,ІІ |°С |7,2 |25 |Кл |Вт/м2°С|1602 |

|8 |?m,І |°С |40,75 |26 |Fs |м2 |12,7 |

| |tm,І |°С |22 |27 |n |шт. |6 |

| |?m,ІІ |°С |57 |28 |[pic] |кПа |10,48 |

| |tm,ІІ |°С |49,5 | |[pic] |кПа |11,42 |

|9 |fтр. |м2 |0,00133 |

|10 |dee |м2 |0,01333 |

|11 |Uтр |м/с |0,72 |

|12 |[pic] |м/с |2,4 |

| |[pic] |м/с |0,54 |

|13 |[pic] |Вт/м2°С|11550,5 |

| |[pic] |Вт/м2°С|3902,2 |

|14 |[pic] |Вт/м2°С|3741,7 |

| |[pic] |Вт/м2°С|4638,9 |

|15 |КІ |Вт/м2°С|2726 |

| |КІІ |Вт/м2°С|2062,6 |

|16 |FІ |м2 |5,9 |

| |FІІ |м2 |9,9 |

|17 |[pic] |шт. |3 |

| |[pic] |шт. |5 |

|18 |[pic] |кПа |190,08 |

| |[pic] |кПа |8,2 |

| |[pic] |кПа |16,04 |

| |[pic] |кПа |13,74 |

|19 |[pic] |кВт |200,14 |

|Курсовой проект “Теплоснабжение”. |27 |

По результатам расчёта к установке принимаем скоростной

водоподогреватель типа 06 по ОСТ 34 – 588 – 68 со следующими техническими

характеристиками:

Дн = 89 мм.

Двн = 82 мм.

L = 4410 мм.

l = 200 мм.

Z = 12

F = 2,24 м2

fтр = 0,00185 м2

fм. тр. = 0,00287 м2

В зимний период работают 2-ва подогревателя ГВ (? и ? ступени)

соединённые по двухступенчатой смешанной схеме. Подогреватель ? ступени

имеет 3 секции. Подогреватель ? ступени имеет 5 секций.

В летний период включается только подогреватель ? ступени и к нему

добавляется 1 секция.

Библиографический список.

1. Теплоснабжение. Учеб. для вузов/ А.А. Ионин, Б.М. Хлыбов и др. Под

ред. А.А. Ионина, -М.: Стройиздат, 1989.

2. Соколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети. Учуб. для вузов, -М.:

Энергоиздат, 1999.

3. Расчёт и проектирование тепловых сетей. / А.Ю. Строй, В.Л. Скальский .

–Киев.: Будивельник, 1981.

4. СНиП 23-01-99 «Строительная климатология»./ Госстрой России, 2000.

5. Наладка и эксплуатация водяных тепловых сетей. Справочник./ В.И.

Манюк, ЯЧ.И. Каплинских и др. М.: Стройиздат, 1988.

6. СНиП 2.04.07-86 «Тепловые сети». / Гострой СССР. –М.: ЦИТ Госстроя

СССР, 1987.

|Курсовой проект “Теплоснабжение”. |28 |