ТЕПЛОСНАБЖЕНИЕ НОВОГО ЖИЛОГО РАЙОНА ОТ ТЭЦ
Курсовой проект по учебной дисциплине «Источники и системы теплоснабжения промышленных предприятий»
Пояснительная записка к курсовому проекту по специальности 140104 – промышленная теплоэнергетика
Разработал
Студент гр.2412зу
Тихонов А.В.
“___”______________ 2014г.
Проверил
Преподаватель
Жданов А.С.
“___”______________ 2014г.
Великий Новгород 2014г.
Изм. |
Лист |
№ документа |
Подпись |
Дата |
Лист |
Основными задачами централизованного теплоснабжения являются:
- улучшение обеспечения теплом промышленности и жилищного хозяйства
- экономия теплоты
- укрупнение источников теплоты и тепловых сетей
- совершенствование схем
- повышение надежности тепловых сетей
- улучшение экологической обстановки и т.д.
Система централизованного теплоснабжения характеризуется сочетанием трёх основных звеньев:
- Тепловые источники
- Тепловые сети
- Местные сети теплоснабжения
В ходе данного курсового проекта произведен расчет тепловых потоков для заданного микрорайона. Определенна расчетная тепловая нагрузка отопления, при точной вентиляции и горячего водоснабжения для каждого абонента (жилые и общественные здания).Построены графики тепловой нагрузки источника теплоснабжения, графики температур и расходов сетевой воды в зависимости от температур наружного воздуха, пьезометрический график
-
Исходные данные
Базовый источник теплоснабжения - ТЭЦ пиковый – водонагревательная котельная. Теплоноситель в системе теплоснабжения - вода. Объект теплоснабжения: Климатический пояс: Самара Зеленая зона между ТЭЦ и районом, км: 3 Население города, тыс.чел.: 20 Системы теплоснабжения: закрытая. Схемы присоединения абонентских установок: а) Горячее водоснабжение: 2-х ступенчатая, последовательная б) Отопление: независимая. Регулирование - центральное качественное. Расчетные параметры теплоносителя в тепловой сети: τТ1= 120°С, τТ2= 70°С, τ1= τ3 =95°С, τ2= 65°С, tг= 60°С, tx3= 5°С,txл =15°С Обеспеченность жилой площадью: 18 м2 на одного жителя. Площадь жилого фонда на 1 га территории: 5800 м2/га. Норма расхода горячей воды на 1 жителя: 110 л/сут. Этажность и год постройки жилых зданий: 9 этажные панельные, до 1995 г. Жилые дома присоединены к тепловой сети через 10 групповых тепловых подстанций. Расчетную нагрузку всех ГТП принять одинаковой.
|
В ОЦ расположены: детские сады-ясли, школы, продмагазин, универмаги, клубы, поликлиники, административные здания. Площадь ОЩ принять равной площади МР. Все общественные здания оборудованы вентиляционными установками и горячим водоснабжением и присоединяются к тепловой сети через местные тепловые пункты (МТП), Располагаемый напор на коллекторах ТЭЦ принять равным 105 м. Коэффициент теплофикации α: 0,5 Удельный расход условного топлива на выработку тепла котлами ТЭЦ принять равным 42 кг/ГДж, пиковыми котлами 4б кг/ГДж.
Изм. |
Лист |
№ документа |
Подпись |
Дата |
Лист |
Расчетная часть.
Расходы теплоты жилыми зданиями. Определим климатические данные для г. Самары (3,приложение 1): Продолжительность отопительного периода-206сут. Расчетная температура воздуха в отопительный период для проектирования: отопления tн. о. = -27 °С вентиляции tн.в =-18 °С
|
Определим расход теплоты на отопление Ԛ´ₒ:
Ԛ´ₒ=
Изм. |
Лист |
№ документа |
Подпись |
Дата |
Лист |
Где q- укрупнённый показатель расчетного расхода теплоты на отопление жилых зданий,Вт/м².Принимаем q=85 Вт/м².(3,приложение5), Аж –жилая площадь зданий, м².
Ԛ´ₒ= 85∙18∙20000∙ 10‾³=30600 (кВт)
Определим средний расход теплоты на горячее водоснабжение жилых зданий Qгсрн (кВт):
Qгсрн =1,2
Где a -cуточная норма расхода горячей воды на одного человека в сутки,(кг/(сут.-чел.)); m -количество людей, пользующихся горячим водоснабжением,(чел.); c =4,19кДж/(кг К)-теплоемкость воды; tx и tг – соответственно температура горячей воды, подаваемой в систему горячего водоснабжения, и холодной воды,(°C).
Изм. |
Лист |
№ документа |
Подпись |
Дата |
Лист |
Таблица 1
Данные расходов теплоты на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение некоторых общественных зданий для ориентировочной оценки
Категории общественных зданий | Единица измерения | Норма на 1000 жителей | Удельный объем на единицу измерения, м3 | Интервал значений наружного объема зданий, м3 | Средняя температура воз- духа в помещениях, °С | Удельные теплопо- тери, Вт/(м3×К) | Удельный расход теплоты на вентиляцию, Вт/(м3×К) | ||
Детские сады-ясли | 1 место | 70–90 | 26–33 | 3000–10000 | 0,59–0.74 | 0,11–0,13 | 4,5 | ||
Дневные образовательные школы | 1 место | 17–26 | 5000–35000 | 0,47–0,64 | 0,08–0,10 | 1,2 | |||
Поликлиники | число посещений в смену | 26–35 | 8–12 | 2000–12000 | 0,35–0,5 | 025–0,30 | 0,8 | ||
Продовольственные магазины | рабочее место | 3,2–3,4 | 200–240 | 1500–8000 | 0,45–0,6 | 0,5–0,6 | 9,6 | ||
Дома культуры, клубы | 1. место | 40–46 | 16–25 | 2500–8000 | 0,46–0,60 | 0,25–0,30 | 6** | 1,2** | |
Административные здания | м3 | 2500–3500 | 7000–25000 | 0,35–0,55 | 0,20–0,55 | 5* | 2* | ||
Универмаги | рабочее место | 4,5–6,6 | 140–200 | до 80000 | 0,35–0,6 | 0,20–0,50 | 6** | 1,2** |
|
Изм. |
Лист |
№ документа |
Подпись |
Дата |
Лист |
Средний расход теплоты на горячее водоснабжение жилых зданий Qгсрн (кВт) в зимнее время:
Qгсрн =1,2 = 7042(кВт)
Средний расход теплоты на горячее водоснабжение жилых зданий Qгсрн (кВт) в летнее время:
Qгсрн =1,2 = 5762(кВт) Определим также максимальный часовой расход теплоты на горячее водоснабжение QГМ. Для жилых зданий, необорудованных аккумуляторами горячей воды, QГМ =(2-2,4) Qгсрн.
QГМ =(2-2,4)∙7042=14100(кВт)- в летнее время
QГМ =(2-2,4)∙5762=11600(кВт)-в зимнее время.
Расходы теплоты общественными и промышленными зданиями.
О пределим объемы и количество общественных зданий на 20000 тыс. жителей, воспользовавшись таблицей 1:
Детских садов-яслей: m =80∙20=1600 чел. V= 1600∙30=48000(м3). Принимаем, что в районе находятся 5 детских садиков. V одного=96000(м3)
Школы m =180∙20=3600чел. V= 22∙3600=79200(м3)Принимаем, что в районе 3 школы. V одной=26400(м3)
Поликлиники:
m =30∙20=600чел.V=600∙10=6000(м3)
Принимаем в районе 1 поликлиника.
Изм. |
Лист |
№ документа |
Подпись |
Дата |
Лист |
Магазины:
m= 3,3∙20=66чел. V=66∙220=14520(м3)
Принимаем 3 магазина в районе Vодного=4840(м3)
Дома культуры
m =45∙20=900чел. V=900∙20=18000(м3)Принимаем в районе 3 ДК ,V одного=6000(м3).
Административные здания: V =3000∙20=60000(м3)
Принимаем 4 здания; Vодног=15000(м3)
Универмаги: m =5∙20=100чел. V=100∙180=18000(м3). В районе 1 универмаг.
Расход теплоты на отопление общественных зданий определим по формуле:
Ԛ´ₒ=[qo∙V(tвр-tно)-Qтв]∙10-3 где qo -удельные теплопотери через наружные ограждения здания и от инфильтрации,(Вт/(м3∙К); tвр –расчетная температура воздуха внутри здания (оС); tно –расчетная температура воздуха для проектирования отопления (оС); Qтв –расчетные тепловыделения внутри отапливаемого здания от осветительных приборов, людей, и т.д.(Вт). Рассчитываем по наиболее невыгодным условиям при Qтв =0: Ясли: Ԛ´ₒ=0, 7∙9600∙(21-(-27))∙10-3 =332,6(кВт); Ԛ´ₒ=332, 6∙5=1663(кВт)
Школа: Ԛ´ₒ=0, 6∙26400∙(18-(-27))∙10 =712,8(кВт) Ԛ´ₒ=712, 8∙3=2138,4,(кВт) Поликлиника: Ԛ´ₒ= 0,4∙6000∙(20-(-27))∙10 =112,8(кВт Ԛ´ₒ= 112,8(кВт) Прод.магазин: Ԛ´ₒ= 0,5∙4840(12-(-27))∙10 =94,4(кВт) Ԛ´ₒ= 94,4∙3=283,2(кВт) Дома культуры: Ԛ´ₒ= 0,5∙6000∙(16-(-27))∙10=129(кВт) Ԛ´ₒ= 129∙3=387(кВт) Ад. здания:
Изм. |
Лист |
№ документа |
Подпись |
Дата |
Лист |
Ԛ´ₒ= 0,5∙15000(18-(-27))∙10=337,5(кВт) Ԛ´ₒ=337,5∙4= 1350(кВт) Универмаг: Ԛ´ₒ= 0,5∙18000(15-(27))∙10=387(кВт). ∑Ԛ´ₒ= 6321,4(кВт) Рассчитаем расход теплоты на отопление общественных зданий в начале и в конце отопительного периода при наружной температуре воздуха tнк =+8 (°С) по формуле:
Qoнк=Ԛ´ₒ - Ԛ тв (
, (кВт) при Qтв =0: Ясли: Qoнк= 322,6 ∙
=87,4 (кВт), Qoнк=87, 4∙5=437,5 (кВт) Школа Qoнк= 712,8∙
=158,4 (кВт), Qoнк= 158,4∙3=475,2(кВт) Поликлиника: Qoнк= 112,8∙
=28,8 (кВт); Qoнк= 28,8 (кВт) Прод.магазин: Qoнк= 94,4∙
=9,7 (кВт); Qoнк=9,7 ∙3=29,1(кВт) Дом культуры: Qoнк= 129∙
=24 (кВт); Qoнк= 24∙3=72(кВт) Ад.здания:Qoнк = 337,5∙
=75(кВт); Qoнк= 75∙4=300(кВт) Универмаг:Qoнк = 387∙
=64,5 (кВт); Qoнк=
Изм. |
Лист |
№ документа |
Подпись |
Дата |
Лист |
Жилых зданий:
Qoнк=Ԛ´ₒ - Ԛ тв (
(кВт)
Qoнк = 30600∙ - 21∙18∙20000∙10-3∙
)=5120 (кВт).
Рассчитаем расход теплоты на вентиляцию общественных зданий: Ԛ´в=qв∙V(tвр-tнв)10-3 где qв -удельный расход теплоты на вентиляцию, Вт /( м3К) – определяется по таблице 1, tнв –расчетная температура наружного воздуха для проектирования вентиляции, (°С); tвр - расчетная внутренняя температура обще-
ственных зданий, о С Ясли: Ԛ´в =0,12∙9600∙(21-(-18))∙10-3=45, (кВт); Школа: Ԛ´в =0,1∙26400∙(18-(-18))∙10-3=95, (кВт); Поликлиника: Ԛ´в =0,25∙60000∙(20-(-18))∙10-3=57, (кВт); Магазин: Ԛ´в =0,5∙4840∙(12-(-18))∙10-3=72,6, (кВт); Дом культуры: Ԛ´в =0,3∙6000∙(16-(-18))∙10-3=61,2, (кВт); Ад.здания: Ԛ´в =0,5∙150000∙(18-(-18))∙10-3=270, (кВт); Универмаг: Ԛ´в =0,4∙180000∙(15-(-18))∙10-3=237,6, (кВт);
Изм. |
Лист |
№ документа |
Подпись |
Дата |
Лист |
Изм. |
Лист |
№ документа |
Подпись |
Дата |
Лист |
Ясли: Ԛ´в =0,12∙9600∙(21-8)∙10-3=15, (кВт); Школа: Ԛ´в =0,1∙26400∙(18-8))∙10-3=26,4, (кВт); Поликлиника: Ԛ´в =0,25∙60000∙(20-8)∙10-3=18, (кВт); Магазин: Ԛ´в =0,5∙4840∙(12-8)∙10-3=9,7, (кВт); Дом культуры: Ԛ´в =0,3∙6000∙(16-8)∙10-3=14,4, (кВт); Ад.здания: Ԛ´в =0,5∙150000∙(18-8)∙10-3=75, (кВт); Универмаг: Ԛ´в =0,4∙180000∙(15-8)∙10-3=50,4, (кВт);
Расход теплоты на вентиляцию при tнв=tно=-27, 0С
Ясли: Ԛ´в =0,12∙9600∙(21-(-27))∙10-3=55,3, (кВт); Школа: Ԛ´в =0,1∙26400∙(18-(-27))∙10-3=118,8, (кВт); Поликлиника: Ԛ´в =0,25∙60000∙(20-(-27))∙10-3=70,5, (кВт); Магазин: Ԛ´в =0,5∙4840∙(12-(-27))∙10-3=94,4, (кВт); Дом культуры: Ԛ´в =0,3∙6000∙(16-(-27))∙10-3=77,4, (кВт); Ад.здания: Ԛ´в =0,5∙150000∙(18-(-27))∙10-3=337,5, (кВт); Универмаг: Ԛ´в =0,4∙180000∙(15-(-27))∙10-3=302,4, (кВт);
Ад.здания: Qгм = , кВт; Qгм = 13∙4=52,кВтУнивермаг: Qгм =
,кВт
∑ Qгм = 1083,кВт
в летнее время:
Ясли: Qгм = , кВт;Qгм = 75,5∙5=377,5,кВтШкола: Qгм =
кВт;Qгм =75,5∙3=226,5,кВтПоликлиника: Qгм =
,кВт, Прод.магазин: Qгм =
,;Qгм =50,3∙3=151,кВт Дом культуры: Qгм =
;Qгм =18,9∙3=56,7,кВт Ад.здания: Qгм =
, кВт;Qгм = 10,5∙4=42,кВтУнивермаг: Qгм =
кВт
∑ Qгм =886,кВт
В летний период:
Ясли: Qгсрн =1,2 ,кВт Школа: Qгсрн =1,2
,кВт Поликлиника: Qгсрн =1,2
,кВт
Прод.магазин: Qгсрн =1,2 ,кВт Дом культуры: Qгсрн =1,2
,кВт Ад.здания: Qгсрн =1,2
,кВт Универмаг: Qгсрн = 1,2
,кВт
∑ Qгсрн=237,кВт
Изм. |
Лист |
№ документа |
Подпись |
Дата |
Лист |
№ участка | Длина участка l, м | Сумма коэффициентов местных сопротивлений åx | Расчетный расход сетевой воды GР, кг/с | Ориентировочная удельная линейная потеря давления RЛ0, Па/м | Предварительное значение диаметра трубопровода d0, м | Принятый стандартный диаметр d, м | Действительная удельная линейная потеря давления RЛ, Па/м | Эквивалентная длина местных сопротивлений l, м | l + lЭ, м | Потеря давления на участке dрП = dр0, Па | Потеря напора на участке dНП = dН0, м |
13,25 | |||||||||||
172,4 | 127,35 | ||||||||||
3,5 | 158,8 | 78,25 | 2,5 | ||||||||
6,1 | 143,2 | 154,6 | |||||||||
3,5 | 128,6 | 77,33 | |||||||||
3,5 | 77,33 | 1,5 | |||||||||
3,5 | 99,5 | 65,04 | |||||||||
3,5 | 89,5 | 65,04 | |||||||||
3,5 | 79,5 | 55,76 | 2,5 | ||||||||
3,5 | 55,76 | ||||||||||
4,1 | 58,4 | 53,07 | |||||||||
43,8 | 92,68 | 3,5 | |||||||||
3,5 | 29,2 | 37,2 | |||||||||
3,5 | 14,6 | 25,38 | 2,5 | ||||||||
Изм. |
Лист |
№ документа |
Подпись |
Дата |
Лист |
Таблица 2
По данным расхода и напора подбираем сетевой насос: СЭ—800-- 160
Общест- венные здания | Кол- личество (шт.) | Ԛ´в приtнв = - 180С (кВт) | ∑Ԛ´в приtнв = --180С (кВт) | Ԛ´в приtнв = 80С (кВт) | ∑Ԛ´в приtнв = 80С (кВт) | Ԛ´в приtнв = --270С (кВт) | ∑Ԛ´в приtнв = --270С (кВт) | |||||
Ясли | 55,3 | 276,5 | ||||||||||
Школа | 26,4 | 79,2 | 118,8 | 356,4 | ||||||||
Полик- линика | 70,5 | 70,5 | ||||||||||
Прод. магазин | 72,6 | 217,8 | 9,7 | 29,1 | 94,4 | 283,2 | ||||||
Дом культуры | 61,2 | 183,6 | 14,4 | 43,2 | 77,4 | 232,2 | ||||||
Ад. здания | 337,5 | |||||||||||
Универ- маг | 237,6 | 237,6 | 50,4 | 50,4 | 302,4 | 302,4 | ||||||
Итого | 594,9 | 2871,2 | ||||||||||
Максимальный расход теплоты на горячее водоснабжение каждого типа общественных зданий рассчитываем, пользуясь данными таблицы 1, в которой приведены удельные значения максимально-часового расхода воды gм (кг/ ч), для некоторых общественных зданий: Qгм = в зимнее время: Ясли: Qгм =
,кВт: Qгм = 92,2∙5=462,5 кВтШкола: Qгм =
кВт; Qгм = 92,2∙3=276,6 кВтПоликлиника: Qгм =
,кВт Прод.магазин: Qгм =
,кВт; Qгм = 61,5∙3=184,5Дом культуры: Qгм =
,кВт: Qгм =23∙3 =69,кВт
Изм. |
Лист |
№ документа |
Подпись |
Дата |
Лист |
Изм. |
Лист |
№ документа |
Подпись |
Дата |
Лист |
Расчет средненедельного расхода теплоты на горячее водоснабжение общественных зданий производим по формуле:
Qгсрн =1,2 ,кВт
при этом количество людей, пользующихся горячим водоснабжением в каждом общественном здании, следует определять по данным приведенным в таблице 1,в зависимости от численности населения всего района:
в зимнее время (отопительный период)
Ясли: Qгсрн =1,2 ,кВт
Qгсрн =30,7∙5=153,5,кВтШкола: Qгсрн =1,2 ,кВт
Qгсрн = 23 ∙3=69,кВтПоликлиника: Qгсрн =1,2 ,кВт
Qгсрн =11,5,кВт Прод.магазин: Qгсрн =1,2 ,кВт
Qгсрн =7∙3=21,кВт Дом культуры: Qгсрн =1,2 ,кВт
Qгсрн =6∙3=18,кВт Ад.здания: Qгсрн =1,2 ,кВт
Qгсрн =1,6∙4=6,4Универмаг: Qгсрн = 1,2 ,кВт
∑ Qгсрн=281,5,кВт
в летнее время:
Ясли: Qгсрн =1,2 ,кВт
Qгсрн =30∙5=150,кВтШкола: Qгсрн =1,2 ,кВт
Qгсрн =7,9кВт
,
Wт = =
61,2
Изм. |
Лист |
№ документа |
Подпись |
Дата |
Лист |
εт= = 0,87 где Ф - параметр теплоносителя (принимаем Ф = 2,743) u – коэффициент смешения u =
=0
=
-
=120 – 70 = 50 °С, Найденные значения заносим в таблицу:
Температура сетевой в подающей и обратной магистрали в зависимости от температуры наружного воздуха
tH, °С | +8 | +5 | -5 | -10 | -15 | -18 | -20 | -27 | |
Q̅0 | 0,22 | 0,29 | 0,4 | 0,51 | 0,62 | 0,73 | 0,8 | 0,84 | |
τТ1 | 46,6 | 52,1 | 63,4 | 74,3 | 95,5 | 101,7 | 105,8 | ||
τТ2 | 35,5 | 37,6 | 43,4 | 48,7 | 53,9 | 58,8 | 61,7 | 63,6 |
По данным расчетов строятся отопительно-бытовые графики τт1 и τт2.(рис.2)
Для обеспечения требуемой температуры воды в системе горячего водоснабжения минимальную температуру сетевой воды в подающей магистрали тепловой сети принимаем равной 70°С.
Поэтому, из точки, соответсвующей 70°С, на оси ординат проводим горизантальную прямую до пересечения с температурно кривой для подающей магистрали (τт1).
Расчет графиков температур и расходов воды в тепловой сети при независимом присоединении отопительных установок и двухступенчатой последовательной схеме присоединения установок горячего водоснабжения.
Температура воды в подающей и обратной магистралях в течение отопительного периода, т.е. в диапазоне температур +8°.. tₒ рассчитывается по формуле:
– падающая магистраль
+
∙Ǭ0,8+
∙
-
)Q̅0
– обратная магистраль = τо1+
∙
+1) =
-
Q̅0
где – температурный напор нагвательного прибора, °С,
=
– tвр =
18 = 62 °С,
где - расчетная температура после смешения (
= 95°С)
,
- расчетная температура в подающей и обратной магистралях;
Q̅ - относительный расход тепла на отопления,
Q̅ = ; Q̅ =
W0 - эквивалент расхода нагреваемой воды в отопительном теплообменнике: W0 =
=
= 102
Wмт - меньшее значение эквивалента расхода теплообменивающих пот сетевой в подающей и обратной магистрали в зависимости от температуры наружного воздуха
Ясли: Qгсрн =1,2 ,кВт Школа: Qгсрн =1,2
,кВт Поликлиника: Qгсрн =1,2
,кВт
Прод.магазин: Qгсрн =1,2 ,кВт Дом культуры: Qгсрн =1,2
,кВт Ад.здания: Qгсрн =1,2
,кВт Универмаг: Qгсрн = 1,2
,кВт
∑ Qгсрн=237,кВт