Тепловые сети

 

 

 

 

Курсовой  проект

«ТЕПЛОВЫЕ СЕТИ»

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

Введение

 

Теплоснабжение  в сельском хозяйстве повышает культуру быта сельских тружеников, обеспечивает бесперебойность технологических  процессов в производстве сельскохозяйственной продукции животноводства и растениеводства, тепличного хозяйства и других. В связи с этим подготовка специалистов сельскохозяйственного профиля включает получение знаний, посвященных теплотехнике, в том числе проектированию тепло энергоустановок.

Основными направлениями  совершенствования этой подсистемы является концентрация и комбинирование производства теплоты и электрической  энергии (теплофикация) и централизация  теплоснабжения.

Потребителями тепла являются объекты жилищно-коммунального хозяйства и промышленные предприятия. Для жилищно-коммунальных объектов используется тепло на отопление и вентиляцию зданий, горячее водоснабжение; для промышленных предприятий, кроме того, на технологические нужды.

Потребность в  теплоэнергии, которую должна обеспечить котельная, показывает расчетная тепловая нагрузка котельной, которая складывается из расходов теплоты у потребителей на отопление, вентиляцию, горячее водоснабжение и производственные нужды с учетом потерь теплоты в тепловых сетях и расходов на собственные нужды котельной. В расчётах определяют, сколько и каких котлов будет использоваться, какова будет тепловая схема и график теплопотребления. Выбор типа и количества котлов зависит от расчетной тепловой нагрузки котельной, вида и параметров вырабатываемого теплоносителя, других факторов. Решению этих и других вопросов посвящена курсовая работа.

Исходные  данные: число жителей - 300, жилых домов - одноэтажных и 57 многоэтажных, клуб - 2, школа -2, магазин - 1, больница - 1, гараж - 1, ремонтная мастерская -1, коровник -1, 400 коров.

 

1.Исходные данные.

 

1.1 Географическое  местоположение : г.Челябинск  ,  нормативная  температура наружного воздуха t_H = - 29 ^оС

1.2 Средняя расчётная  температура внутреннего воздуха  для всех зданий : t_в=17,3 ^оС

1.3  Общие  тепловые нагрузки:

- на отопление:   ΣQ_о = 2866,13 кВт

- на вентиляцию: ΣQ_в = 467,0 кВт

- на горячее  водоснабжение:  ΣQ_г.в. = 144,1 кВт

- на  производственно-технологические нужды:   ΣQ_тн = 177,3 кВт

- на собственные нужды для подогрева и деаэрации воды:

 ΣQ_сн= 0,07 (2866,13 кВт+467,0 кВт+144,03 кВт+177,3кВт) =

= 259 кВт.

-тепловая мощность теряемая в тепловых сетях:

ΣQ_птс = 0,08 (2866,13 кВт+467,0 кВт+144,03 кВт+177,3кВт) =

= 292 кВт.

1.4 Тепловые нагрузки для каждого здания :

1.4.1  Тепловая  мощность потребляемая для отопления:

-одноэтажным  домом  Q_o.д=  910,86 кВт

- многоэтажным  домом  Q_м.д= 868,56 кВт

- клубом   Q_к.= 193,5 кВт

- школой  Q_ш.= 202,5 кВт

- магазином  Q_м.= 96,8 кВт

- больницей  Q_б.= 115,15 кВт

- коровником  Q_кор = 67,86 кВт

- ремонтными  мастерскими  Q_р.м= 329 кВт

- гаражом   Q_г.= 81,9 кВт

1.4.2 Тепловая  мощность потребляемая для вентиляции:

- коровником  Q_кор = 314,1 кВт

- ремонтными  мастерскими  Q_р.м= 80 кВт

- гаражом   Q_г.= 72,9 кВт

1.4.3 Тепловая  мощность потребляемая для  горячего водоснабжения: 

- санитарно-бытовых нужд жилых домов Q_гв.пос. = 130,94 кВт

- санитарно-бытовых нужд  общественных зданий  Q_{гв.общ.здан.} =  13,09 кВт.

1.4.4.  Тепловая мощность, необходимая для производственно-   

   - технологических нужд.

ΣQ_тн =  177,3 кВт/сут.

1.5  Технические  характеристики котла водогрейного  стального автоматизированного   « КВСА 7»

Таблица 1.

№ п\п	Наименование  показателя	Ед.изм.	КВСА 7
1	Теплопроизводительность номинальная	Гкал\ч	6,02
		МВт	7
2	Вид топлива		газ,  дизельное,
			котельно-печное
			топливо,
			мазут, нефть
3	Коэффициент полезного  действия:	%
	Газ		92
	Жидкое топливо		91
4	Максимальная  температура воды	°С	115
	на выходе
5	Минимальная температура воды	°С	60
	на входе
6	Водяной объём  котла	м³	19
7	Гидравлическое  сопротивление котла,	кгс/см²	0,34
	не более
8	Сопротивление котла по газовому	Па	200
	тракту
9	Избыточное  давление воды ,не более	кг/см²	6
10	Расход воды номинальный	м³/ч	240,8
11	Расход воды минимальный	м³/ч	150,5
12	Поверхность нагрева  котла:
	радиационная	м²	22,31
	конвективная	м²	269
13	Температура уходящих газов  при	°С	160
	номинальной теплопроизводительности,
	не менее
14	Температура наружной поверхности	°С	45
	кожуха (теплоизоляции) котла, не более
15	Габаритные  размеры, не более
	длинна	мм	7150
	ширина	мм	2780
	высота	мм	3220
16	Масса котла, не более	т	19

 

Таблица 2.

Тепловые  нагрузки № п/п Наименование  зданий и нужд Количество  зданий Потребляемая тепловая мощность ,Q кВт  для  отопления суммарная для вентиляции суммарная для горячего водоснабжения 1  одноэтажный  дом  51 17,86 910,86       2 многоэтажный  дом 14 62,04 868,56       4 школа 2 101,25 202,5       5 клуб 2 96,75 193,5       6 магазин 1 96,8 96,8       7 больница  1 115,15 115,15       8 ремонтные мастерские  1 329 329 80,0 80,0   9 гараж 1 81,9 81,9 72,9 72,9   10 коровник 1 67,86 67,86 314,1 314,1   11 Санитарно - бытовые  нужды  жилых домов           130,94 12 санитарно-бытовые нужды  общественных  зданий           13,09

2. Проектирование тепловых сетей.

 

2.1 Выбор и  обоснование места расположения  котельной установки.

Пункт 2.1 СНиП II – 35-76 ( Нормы проектирования .Котельные  установки.):

Земельные участки  для строительства котельных выбираются в соответствии со схемой теплоснабжения, проектами планировки и застройки городов, поселков и сельских населенных пунктов, генеральными планами предприятий, схемами генеральных планов групп предприятий с общими объектами (промышленных узлов).

Так же обращаем внимание на  направления преимущественных  ветров.

2.2 Прокладка  и конфигурация теплосети.

Рис. 1. План поселка

Проектирование  тепловых сетей начинаем с выбора трассы и способа их прокладки. Трассу тепломагистрали  выбираем по кратчайшему направлению между начальной ( котельная) и конечной (потребитель) ее точками с учетом обхода труднопроходимых территорий и различных препятствий. Трасса тепловых сетей в населенном пункте  предусматриваться в отведенных для инженерных сетей технических полосах параллельно красным линиям улиц, дорог и проездов вне проезжей части и полосы зеленых насаждений, а внутри микрорайонов и кварталов – вне проезжей части дорог. Трасса тепловых сетей, проходящая по площадкам предприятий, предусматривается вне проезжей части дорог в специально отведенных технических полосах, совместно с трассой технологических трубопроводов. При выборе трассы теплопроводов учитывается экономичность и надежность тепловых сетей. Наиболее экономичной является тупиковая схема.

С целью повышения  надежности работы тепловых сетей целесообразно  устраивать блокировочные перемычки, которые рассчитываются на пропуск  аварийного расхода воды, принимаемые равными 70-75 % расчетного. При диаметре магистралей до 500 мм перемычки можно не устраивать.

Принимаемые расстояния трассы тепловых сетей до других сооружений и параллельно проложенных коммуникаций должны обеспечить сохранность этих сооружений и коммуникаций, как при строительстве, так и в период эксплуатации.

Пересечение тепловыми сетями естественных препятствий и инженерных коммуникаций должно выполняться под углом 90°, а при обосновании – под меньшим углом, но не менее 45°. Подробные указания по выбору трассы на территории промышленных предприятий приведены в СНиП «Тепловые сети».

При выборе трассы предусматривается один ввод тепловых сетей в каждый участок предприятия. В местах ответвлений к кварталам  или зданиям предусматривают  тепловую камеру. Подключать рядом  расположенные кварталы целесообразно  из одной тепловой камеры.

По результатам расчета и исходным данным чертим  расчетную схему тепловой сети

За расчетную  магистраль принимаем  наиболее напряженное  и нагруженное направление на трассе тепловой сети, соединяющее  источник теплоты с дальними потребителями.

 

 

2.3.Принципиальная схема системы теплоснабжения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.2. Принципиальная схема

3. Гидравлический расчёт тепловой  сети.

Рис. 3 План тепловой трассы.

3.1 Предварительный  расчёт.

План тепловой трассы разбиваем  на расчётные участки.

Расчётный участок –  это часть тепловой сети, в которой диаметры трубопроводов и расходы теплоносителя постоянны. Расчётный участок начинается с ответвления, разводки  и заканчивается перед последующим разделением потока.

3.1.1  Рассчитываем расходы  теплоносителя на отдельных участках  тепловой сети с учётом особенностей теплопотребления:

- на отопление жилых,  административных, производственных  и др. помещений, кг/с :   

                                         G₀ = Q_o / c × (τ₁ – τ₂)    ,                        (1)

где  Q_o - тепловая мощность на отопление, кВт.

        с  – удельная теплоёмкость воды, с = 4,19 кДж/ кг×°К.

        τ₁ и τ₂ – температура воды в прямом и обратном трубопроводах , С°,

   при расчётной  температуре наружного воздуха  для данной зоны.

- на вентиляцию, кг /с  :

                                         G_в = Q_в / c × (τ₁ – τ_в)  ,                           (2)

где  Q_в - тепловая мощность на вентиляцию, кВт.

        τ_в – температура теплоносителя на выходе из калорифера. Обычно принимают 60 °С.

- на горячее  водоснабжение , кг/ с :

                                       G_г.в. =Q_г.в. / c × (τ₁ – τ_в.в.)    ,                      (3)

где Q_г.в - тепловая мощность на горячее водоснабжение, кВт;

   τ_в.в – температура теплоносителя на выходе из водо – водяного теплообменника. Примем равным 30°С.

Подставляем значения в формулу 1, получаем для участка  сети №2 :

G₀ = 2387,37 кВт / 4,19 кДж/ кг×°К ×(85°С – 65°С) = 28,49кг/с

Подставляем значения в формулу 2, получаем  для участка  сети №2:

G_в = 0 кВт/ 4,19 кДж/ кг×°К ×(85°С – 60 °С) =0 кг/с