Федеральноеагентство по образованию (Рособразование)
Архангельскийгосударственный технический университет
Кафедрапромышленной теплоэнергетики
КУРСОВАЯРАБОТА
Подисциплине Источники и системы теплоснабжения предприятий
Натему: Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск
Выполнил:Александров Сергей Александрович
Руководитель:доцент, к.т.н З.Г. Марьина
Архангельск
2010
ОГЛАВЛЕНИЕ
РЕФЕРАТ
ВВЕДЕНИЕ
1 ПЛАНИРОВКА МИКРОРАИОНА ИТРАССИРОВКА ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ
2 ТЕПЛОВЫЕ НАГРУЗКИ МИКРОРАЙОНА
2.1 Расчет тепловых нагрузок примаксимальном зимнем режиме
2.1.1 Нагрузки отопления
2.1.2 Нагрузки вентиляции
2.1.3 Нагрузки горячего водоснабжения
2.2 Пересчет тепловых нагрузок надругие режимы
2.2.1 Нагрузки отопления
2.2.2 Нагрузки вентиляции
2.2.3 Нагрузки горячего водоснабжения
3 РАСЧЁТ ТЕПЛОВОЙ СХЕМЫ КОТЕЛЬНОЙ.ВЫБОР ОСНОВНОГО ОБОРУДОВАНИЯ КОТЕЛЬНОЙ
3.1 Расчётная тепловая схемакотельной
3.2 Расчёт расширителя продувки
3.3 Расчёт подогревателя химическиочищенной воды
3.4 Расчёт деаэратора
3.5 Выбор основного оборудования
4 ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ ТЕПЛОВЫХСЕТЕЙ
5 ПЬЕЗОМЕТРИЧЕСКИЙ ГРАФИК
6 ВЫБОР СХЕМЫ ПРИСОЕДИНЕНИЯ ТЕПЛОВЫХПОТРЕБИТЕЛЕЙ
7 ТЕМПЕРАТУРНЫЙ ГРАФИК
8 МЕХАНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ТРУБОПРОВОДОВ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
РЕФЕРАТ
Александров С.А. Разработка системытеплоснабжения микрорайона города
Томска. Руководитель – доцент, к.т.н. З.Г.Марьина.
Курсовая работа. Пояснительная записка объемом страниц содержит 5рисунков, 8 таблиц, 4 источника, графическая часть выполнена на 3 листах форматаА3 и на двух А4.
В данной работе представлены основные инженерно-технические шагипо разработке теплоснабжения микрорайона. Расчет начинается с планировки районатеплоснабжения, определения тепловых нагрузок. Отдельным пунктом рассмотренрасчет тепловой схемы котельной с выбором основного оборудования.Гидравлический расчет трубопроводов тепловой сети выполнен с помощью MsExcel; на основаниигидравлического расчета построен пьезометрический график, а также выбрана схемаприсоединения типовых абонентов. Проведен расчет опор и компенсаторов с учетомвозможности самокомпенсации на отдельных магистральных участках и ответвлениях.
Графическая часть представлена графиком центрального качественногорегулирования (А4), пьезометрическим графиком (А3) и планировкой микрорайонатеплоснабжения с трассировкой трубопровода тепловой сети и нанесением опор скомпенсаторами (А3), тепловой схемой котельной (А3).
Данная работа позволила закрепить навыкиинженера-проектировщика тепловых сетей, ознакомиться с основными методиками,связанными с решениями вопросов по теплофикации и энергообеспечению.
Дата: мая 2010г.
Подпись_______________
ВВЕДЕНИЕ
Развитие теплоснабжения осуществляется в основном за счет крупныхтепловых электростанций. В то же время в районах страны или города, гдеконцентрация потребителей теплоты не достигает уровня, оправдывающегоэкономическую целесообразность сооружения ТЭЦ, основным источникомтеплоснабжения остаются районные и квартальные котельные.
Система централизованного теплоснабжения состоит из источникатеплоты, тепловых сетей и потребителей тепловой энергии (абонентов).
Целью курсовой работы является закрепление знаний важнейшихразделов курса «Источники и системы теплоснабжения предприятий», а именно:выбор системы теплоснабжения и трассировка тепловой сети, определение расчетныхтепловых нагрузок, расчет и построение температурного графика, гидравлическийрасчет тепловой сети и построение пьезометрического графика, выбор схемыприсоединения типового потребителя. Индивидуальное задание включает в себярасчет тепловой схемы котельной.
Содержание задания предусматривает аргументацию принятыхтехнических решений и расчетных методик, анализ графиков и ссылки наиспользованный справочный материал и литературу.
1 ПЛАНИРОВКА МИКРОРАЙОНА И ТРАССИРОВКА ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ
Первичным структурным планировочным элементом селитебной частигорода является микрорайон. Под микрорайоном понимают жилой массив,ограниченный красными линиями магистральных и жилых улиц. Жители микрорайонаобеспечиваются всеми видами учреждений повседневного обслуживаниямикрорайонного значения. Планировка микрорайона производится «по свободнойсхеме». Жилые дома проектируют внутри микрорайона жилыми группами со своимидетскими садами, школами, предприятиями торговли, площадками отдыха, ориентируютих по сторонам горизонтов, рельефу местности, имеющимся зеленым насаждениям иводоемам. В практике расчетов часто возникает необходимость определить площадьмикрорайона, приходящуюся на одного жителя. В крупных городах нормамирекомендуется смешанная застройка в 9 этажей и более с частичным применениемзданий в 5 этажей.
Принимается, что в одной квартире в среднем проживают: в 5-тиэтажном доме — 3 человека, в 9-ти этажном доме – 4 человека. В 5-ти этажномдоме на площадке находится 3 квартиры, в 9-ти этажном доме – 4 квартиры. Тогдав одной секции пятиэтажного дома — 15 квартир, в одной секции девятиэтажногодома – 36 квартир, т.е. в пятиэтажном доме в среднем в одной секции проживает45 человек, а девятиэтажном – 144 человека. Из этих условий определяется числосекций соответствующих зданий и число жителей, проживающих в 5-ти и 9-тиэтажных домах, а также число этих зданий.
Составим и решим уравнение, где Х – общее число домов.
/>
Таким образом, в нашем микрорайоне будет 13 жилых домов.
Определим число пятиэтажных и девятиэтажных домов.
/>
Примем в микрорайоне 3 пятиэтажных и 10 девятиэтажных домов.
Результаты занесём в таблицу 1.
Таблица 1 – План расселения жителей микрорайонаТип здания
Кол-во
домов
Число
жителей Девятиэтажный шестисекционный жилой дом 10 8640 Пятиэтажный пятисекционный жилой дом 3 675 Всего 13 9315
Затем определяется средняя этажность микрорайона, и вычисляютсяплощадь территории, приходящейся на одного жителя, и площадь всего микрорайона.Рассчитываются габаритные размеры территории с округлением в большую сторону.При планировке зданий учитываются их размеры, приведенные в таблице 4, а такжепринятое число секций.
Площадь территории, приходящейся на одного жителя />, м2определяется по формуле:
/>,(1.1)
где /> — коэффициент, характеризующийотношение площади застройки к общей площади (таблица 2) />=1,33 ;
/> — коэффициент,характеризующий отношение площади участков учреждений обслуживания,приходящихся на одного жителя, к норме обеспеченности жилой площадью, /> - длямикрорайонов;
/> — коэффициент застройки (таблица3), />;
/> — обеспеченность населения общейплощадью; /> наодного человека на расчетный период;
/> — средняя этажность жилых зданиймикрорайона;
/>,(1.2)
где />/> — этажности зданий, />,/>;
/>/> - доля жителей, проживающих всоответствующих зданиях, />, />.
/>
/> м2
Площадь микрорайона, м2
/>,(1.3)
где N — число жителей микрорайона;
/> м2
Для удобства примем площадь микрорайона 311100 м2. Этобудет прямоугольник 510x610 м.
Таблица 2 – Значение коэффициента i0 (отношение площадизастройки к общей площади) Типы домов Жилая площадь квартир 35 40 45 50 5-9 этажей 1,36 1,33 1,32 1,28
Таблица 3 — Показатели коэффициента застройки [1].
Кол-во
секций Этажность 5 6 7 8 9 3 0,218 0,201 0,177 0,159 0,144 4 0,236 0,216 0,189 0,167 0,155 5 0,244 0,221 0,198 0,180 0,162 6 0,248 0,224 0,201 0,183 0,166
Таблица 4 – Характеристики зданий микрорайонаТип здания
Размер
в плане, м
Высота
Н, м
/>,
Вт/(м3∙0 С)
Пятиэтажный жилой дом 94 серии:
рядовая секция
торцевая секция
12,9×15,9
12,9×18,6 15
0,440
0,450
Девятиэтажный жилой дом 93 серии:
рядовая секция
торцевая секция
12,6×24
12,6×24 27
0,374
0,421 Детский сад на 280 мест 57×27 6,7 0,430 Школа на 844 учащихся 71,4×32,6 10 0,304
Магазин, пристроенный к 9-ти
этажному дому 27×21 3,1 0,454 Кинотеатр двухзальный на 200 и 100 мест с видеотекой 36×24 6 0,442
Принимаем, учитывая данные из таблицы 4
Таблица 5 – Расчёт площадей всего микрорайонаТип здания Количество зданий Размер в плане, м
Площадь, м2
Площадь всего, м2 Девятиэтажный шестисекционный жилой дом 9 12,6×144 1814,4 16329,6 Пятиэтажный шестисекционный жилой дом 7 12,9×100,8 1300,32 9102,24 Пятиэтажный трехсекционный жилой дом 1 12,9×69 890,1 890,1 Детский сад на 280 мест 1 57×27 1539 1539 Школа на 844 мест 1 71,4×32,6 2327,64 2327,64
Незастроенная площадь также зависит от габаритов здания и главнымобразом от их высоты. Требования по обеспечению инсоляции квартир не менее трёхчасов в сутки являются основным фактором, от которого зависит величина разрывовмежду зданиями. В действующих нормах проектирования минимальные разрывы междудлинными сторонами установлены: для 5-этажных зданий – 30 м, 9-этажных – 48 м.Разрывы между торцами стен с окнами из жилых помещений соответственно 15 и 24 м(У 5-этажных зданий 94 серии есть окна на торцевых стенах, у 9-этажных зданийторцевые стены без окон). Размеры земельных участков для общеобразовательныхшкол предусматриваются 2 га, для детских садов – 35 м2 на одноместо. С учетом этих требований выполняем планировку микрорайона.
Планировка микрорайона представлена на рисунке 1.
План микрорайона выполнен на отдельном листе формата А3 (лист 1).
2 РАСЧЁТ ТЕПЛОВЫХ НАГРУЗОК
Расчетный (максимальный) расход на отопление здания />, Вт, зависит оттемпературы наружного и внутреннего воздуха, объёма здания по наружному обмеруи определяется по формуле
/>,(2.1)
где qov – удельная тепловая характеристика зданий(отопительная характеристика), Вт/(м3∙0С) –показывает тепловые потери через наружные ограждения единицы объема здания приразности внутренней и наружной температур Δt=1ºС;
V – объем здания по наружному обмеру, м3, (потаблице 4);
tвp – усредненнаятемпература внутреннего воздуха в отапливаемом помещении;
Климатические характеристики района для города Томск:
Расчетная температура наружного воздуха для проектирования системотопления tно, 0С
tно = – 40 0С;
Расчётная температура вентиляции tнв, 0С
tнв = – 25 0C;
Средняя температура наружного воздуха наиболее холодного месяца tнхм,0С
tнхм = –19,2 0С;
Средняя температура наружного воздуха за отопительный период tоп,0С
tоп= -8,80С
Расчетная температура внутреннего воздуха при tно = –400С дляжилых домов tв = 200С, для детского сада tв = 220С, дляшколы tв = 180С.
β – поправочный коэффициент на температуру наружного воздухаотличную от -30ºС (поправка вводится только для жилых зданий) при tвр=180С, востальных случаях поправка берется по таблице
/>, (2.2)
/>
Примем /> для всех жилых домов иобщественных зданий как постоянную величину.
При расчете тепловых нагрузок жилых домов учитываются объемы иудельные отопительные характеристики торцевых и рядовых секций здания
/> (2.3)
где /> — удельные отопительныехарактеристики соответственно торцевой и рядовой секций здания;
Vт, Vр – объёмы соответственно торцевой и рядовойсекций;
/>– количество рядовых секций;
После определения расчетной (максимальной) тепловой нагрузкисоставляется сводная таблица тепловых нагрузок для четырёх характерных режимов:максимально-зимнего, среднего для наиболее холодного месяца,средне-отопительного и летнего. Пересчет тепловых нагрузок на другие режимыпроизводится по формуле
/> (2.4)
2.1 Расчет тепловых нагрузок при максимальном зимнем режиме
2.1.1 Нагрузки отопления
Расчетный (максимальный) расход на отопление здания />, Вт,
Нагрузка на отопление 5-этажного пятисекционного дома />, Вт
/>,(2.5)
где /> - удельная отопительнаяхарактеристика торцевой секции здания, /> Вт/(м30С);
/> - удельная отопительнаяхарактеристика рядовой секции здания, /> Вт/(м30С);
Vт – объём торцевой секции,
/> м3
Vр – объём рядовой секции,
/> м3
/> Вт
Нагрузка на отопление 9-этажного шестисекционного дома />, Вт
/>,(2.6)
где /> - удельная отопительнаяхарактеристика торцевой секции здания, /> Вт/(м30С);
/> - удельная отопительнаяхарактеристика рядовой секции здания, />Вт/(м30С);
Vт – объём торцевой секции,
/> м3
Vр – объём рядовой секции,
/> м3
/> Вт
Нагрузка на отопление школы />, Вт
/>,(2.7)
где /> - удельная отопительнаяхарактеристика школы, />Вт/(м30С);
/> Вт
Нагрузка на отопление детского сада />, Вт
/>,(2.8)
где /> - удельная отопительнаяхарактеристика детского сада, />Вт/(м30С);
/> Вт
Суммарная отопительная нагрузка для жилых и общественных зданий />, кВт
/>,(2.9)
/> Вт =12376,835 кВт
2.1.2 Нагрузки вентиляции
Расчетный расход теплоты на вентиляцию для общественных зданийопределяется по формуле />, Вт
/>,(2.10)
где qв – удельный расход теплоты на вентиляцию (удельная вентиляционнаяхарактеристика зданий), Вт/(м3∙0С), то есть расходтеплоты на 1 м3 вентилируемого объёма здания по наружному обмеру приразности температур воздуха внутри вентилируемого помещения и наружного воздухав 1оС;
V – наружный объем вентилируемого здания, м3;
tвp – усредненная температуравнутреннего воздуха;
tнв – расчетная температура наружного воздуха длясистем вентиляции tнв = -25 ºС
Определим расход теплоты на вентиляцию для школы />, Вт
/>,(2.11)
где /> – удельный расход теплоты навентиляцию в школе (удельная вентиляционная характеристика зданий), /> Вт/(м3∙0С)
V – наружный объем вентилируемого здания, /> м3;
/> Вт
Определим расход теплоты на вентиляцию для детского сада />, Вт
/>,(2.12)
где /> – удельный расход теплоты навентиляцию в школе (удельная вентиляционная характеристика зданий), /> Вт/(м3∙0С)
V – наружный объем вентилируемого здания, /> м3;
/> Вт
Суммарный расход теплоты на вентиляцию/>, Вт
/>,(2.13)
/> кВт
2.1.3 Нагрузки горячего водоснабжения
Cредненедельный тепловой поток, Вт, на горячее водоснабжениедля жилых и общественных зданий рассчитывается по формуле/>, Вт
/>, (2.14)
где с – теплоемкость воды, с = 4,187 />;
т – количество единиц измерения (людей);
а – норма расхода горячей воды с температурой tг=55ºС, кг (л) наединицу измерения в сутки;
для жилых зданий а = 105 л/сут на человека,
для школы а = 8 л/сут на человека,
для детского комбинатаа = 30 л/сут на человека,
tx – температура холодной водопроводной воды; её принимаютв отопительный период 5оС и в летний период 15оС;
1,2 – коэффициент, учитывающий остывание горячей воды вабонентских системах.
Cредненедельный тепловой поток />, Вт, на горячее водоснабжение дляжилых зданий определяется по формуле
/> Вт
/> Вт
Cредненедельный тепловой поток/>, Вт, на горячее водоснабжениешколы и детского сада
/> Вт
/> Вт
Суммарная нагрузка на горячее водоснабжение />, Вт
/>,(2.15)
/> Вт
2.2 Пересчет тепловых нагрузок на другие режимы
Пересчет тепловых нагрузок на другие режимы: средний для наиболеехолодного месяца, средне-отопительный и летний, производится по формуле
/> (2.16)
2.2.1 Нагрузки отопления
Определим, пользуясь этой зависимостью, среднюю нагрузкуотопления, за холодный месяц для жилых зданий, />, Вт
/>, (2.17)
где tх.м – средняя температура самого холодного месяца (Приложение 1 [2]);
/> Вт
Определим среднюю нагрузку отопления, за холодный месяц дляобщественных зданий, Вт
/> Вт
/> Вт
Суммарная нагрузка отопления за холодный месяц для жилых иобщественных зданий />, Вт
/>,(2.18)
/> Вт
Определим тепловую нагрузку за средне-отопительный период дляжилых зданий />, Вт
/>, (2.19)
где tо.п – средняя температура отопительного периода (Приложение 1 [2]);
/> Вт
Определим тепловую нагрузку за средне-отопительный период дляобщественных зданий, Вт
/> Вт
/> Вт
Суммарная нагрузка отопления за средне-отопительный период дляжилых и общественных зданий />, Вт
/>,(2.20)
/> Вт
2.2.2 Нагрузки вентиляции
Определим среднюю нагрузку вентиляции, за холодный месяц дляобщественных зданий, Вт
/>, (2.21)
/> Вт
/> Вт
Суммарная средняя нагрузка вентиляции за холодный месяц дляобщественных зданий />, Вт
/>
/>кВт
Определим среднюю нагрузку вентиляции за средне-отопительныйпериод для школы и детского сада, Вт
/>, (2.22)
/> Вт
/> Вт
Суммарная средняя нагрузка вентиляции за средне-отопительныйпериод для общественных зданий />, Вт
/>, (2.23)
/> Вт
2.2.3 Нагрузки горячего водоснабжения
В летний период тепловой поток, необходимый для приготовлениягорячей воды уменьшится и находится по формуле
/>, (2.24)
где КS – коэффициент, учитывающий снижение летнегорасхода воды по отношению к зимнему. При отсутствии данных принимается КS = 0,8;
/> (2.25)
Определим среднюю нагрузку на ГВС, за летний период для жилыхзданий, Вт
/> Вт
/> Вт
Определим среднюю нагрузку на ГВС, за летний период дляобщественных зданий, Вт
/> Вт
/> Вт
Определим нагрузку на ГВС за летний период />, кВт
/>,
/> Вт
Результаты расчетов занесём в таблицу 3.
Таблица 3 — Сводная таблица тепловых нагрузок
Потребитель
теплоты Тепловая нагрузка, кВт Максимальный зимний
Холодного
месяца
Средне-
отопительный Летний Отопление 12376,83 10042,23 5938,35 - Вентиляция 158,24 137,56 100,49 - ГВС 2887,94 2887,94 2887,94 1848 Итого 15423 13067,73 8926,78 1848
3 РАСЧЁТ ТЕПЛОВОЙ СХЕМЫ КОТЕЛЬНОЙ.ВЫБОР ОСНОВНОГО ОБОРУДОВАНИЯКОТЕЛЬНОЙ
3.1 Расчётная тепловая схема котельной
/>
Рисунок 1 – Принципиальная схема котельной с паровыми котлами
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
Система теплоснабжения закрытая.
Температурный график 150-70;
Расход пара Dп = 5,8 кг/с;
давление пара Р = 0,7 МПа;
Температура пара tп = 180 0С;
Доля возврата конденсата β = 0,73;
Температура возвращаемого конденсата tк =95 ºС.
Нагрузка микрорайона 15423 кВт
Дросселирование пара только для собственных нужд и на сетевыеподогреватели до давления 6 МПа и слабо перегретый пар 190ºС.
Расход сетевой воды, />, кг/с
/>, (3.1)
где i11, i12 – энтальпии воды в подающей и обратной магистрали тепловой сети;
/> кг/с
Расход пара на подогреватели сетевой воды, />, кг/с
/> , (3.2)
где i¢¢р – энтальпияредуцированного пара, при р = 0,6 МПа, t = 190 ºC, i¢¢р = 2867 кДж/кг (слабо перегретый пар);
i¢к – энтальпия конденсата после сетевыхподогревателей, i¢к = 80/>С, i¢к = 335,2 кДж/кг
/>кпд подогревателей (/>)
/> кг/с
Суммарный расход свежего пара до редуцирования на внешнихпотребителей, /> , кг/с
/>, (3.3)
/>, (3.4)
/>, (3.5)
где i¢р – энтальпия свежего пара, при р = 0,7 МПа, tп = 180 ºС i¢р = 2798,83 кДж/кг;
/> кг/с
/> кг/с
/> кг/с
Расход пара на собственные нужды/>, кг/с, предварительно принимаетсяв размере 5 % от внешнего потребления пара
/>, (3.6)
/> кг/с
Потери внутри котельной принимаем 2-5% от общего расхода пара.Принимаем потери пара 3%.
/>, (3.7)
/> кг/с
Общая паропроизводительность котельной будет:
/> (3.8)
/> кг/с
Количество потерянного на производстве конденсата, />, кг/с
/>, (3.9)
/> кг/с
Количество возвращаемого конденсата тогда будет /> кг/с
/> (3.10)
/> = 12,772-6,11-0,59-0,372-1,566 =4,134 кг/с.
Потери конденсата с учётом 3% его потерь внутри котельной, />, кг/с
/>, (3.11)
/> кг/с
Расход химически очищенной воды при величине потерь в тепловойсети 2% от общего расхода сетевой воды, />, кг/с
/>, (3.12)
/> кг/с
Расход на собственные нужды ВПУ принимаем равным 25% от расходахимически очищенной воды, получим расход сырой воды, />, кг/с
/>, (3.13)
/> кг/с
Расход пара на пароводяной подогреватель сырой воды, />, кг/с
/>, (3.14)
/> кг/с
Количество воды поступающей от непрерывной продувки,/>, кг/с
Продувка может составлять 2-10% номинальной производительностикотла. Если Gпр > 0,28 кг/с необходимо устанавливатьрасширитель продувки. Примем размер продувки 5%.
/>; (3.15)
/>кг/с
Расширитель продувки необходим.
3.2 Расчёт расширителя продувки
/>
Рисунок 2 — Схема потоков расширителя продувки
Количество пара, полученного в расширителе продувки, />, кг/с
/>, (3.16)
где i¢пр – энтальпия воды при давлении в котле 0,7МПа;
i¢¢пр – энтальпия воды придавлении в расширителе продувки 0,12 МПа;
i¢п – энтальпия пара придавлении в расширителе продувки;
х – степень сухости пара, выходящего из расширителя;
i¢пр = 4,19×195 = 817,1 кДж/кг;
i¢¢пр = 4,19×104 = 435,8 кДж/кг;
i¢п = 2684,5 кДж/кг;
x = 0,98 кг/кг;
/>кг/с
3.3 Расчёт подогревателя химически очищенной воды
Подогрев химически очищенной воды после ВПУ производится вводоводяном теплообменнике за счет охлаждения подпиточной воды для тепловойсети после деаэратора со 104 до 70оС.
/>
Рисунок 3 — Схема работы теплообменника для подогрева ХОВ
Температура химически очищенной воды, поступающей в деаэратор,определяется из уравнения теплового баланса />, оС
/>, (3.17)
/> ºС
Энтальпия ХОВ, поступающей в деаэратор:
/> кДж/кг
3.4 Расчёт деаэратора
/>
Рисунок 4 –Схема потоков, поступающих в деаэратор
Параметры потоков:
конденсат с производства – Gк = 4,134 кг/с; tкп = 95 0С; iкп = 398 кДж/кг;
конденсат из подогревателей сырой воды – Dсв = 0,174 кг/с; iк// = 670,5 кДж/кг
пар из расширителя продувки – Dпр = 0,11 кг/с; i/п = 2683 кДж/кг;
конденсат сетевых подогревателей – Dпсв = 6,21 кг/с; iк/ = 335,2 кДж/кг; tк/ = 80 0C;
ХОВ – Gхов = 2,858 кг/с; t//хов = 40,9 0C; i/хов = 171,37 кДж/кг;
греющий пар – iр// = 2867 кДж/кг.
Суммарное количество воды и пара, поступающего в деаэратор безучета расхода греющего пара, />, кг/с
/>, (3.18)
/> кг/с
Средняя энтальпия смеси в деаэраторе, />, кДж/кг
/> кДж/кг
Температура смеси />, оС
/>,
/>оС
Расход пара на деаэратор, />, кДж/кг
/>, (3.19)
где iпв – энтальпия питательной воды, кДж/кг;
/> кг/с
Суммарный расход редуцированного пара для собственных нужд внутрикотельной,/>, кг/с
/>, (3.20)
/> кг/с
Расход свежего пара на собственные нужды, />, кг/с
/>, (3.21)
/> кг/с
Паропроизводительность котельной/>, т/ч, с учетом внутренних потерь3 %
/>, (3.22)
/> кг/с = 46 т/ч
Расхождение:
/>%
3.5 Выбор основного оборудования
Принимаем для установки газомазутные котлы марки ДЕ–6,5–14ГМпроизводительностью 6,73 т/ч каждый. Принимаем к установке 8 котлов, общаяпаропроизводительность:
/> т/ч, запас 14,56%.
Проверим соответствие условию надёжности: в случае выхода из строяодного большого котла, оставшиеся должны покрывать нагрузку холодного месяца,т.е. паропроизводительность котельной должна быть не меньше 44,1 т/ч:
/>, (3.23)
/> кг/с
/>, (3.24)
/> кг/с
/>, (3.25)
/> кг/с
/>, (3.26)
/>5,7 = 10,87 кг/с
/>; (3.27)
/>кг/с = 42,53 т/ч;
В случае выхода из строя одного из котлов общаяпаропроизводительность будет:
/>/>
/>т/ч > 42,53 т/ч – условиевыполняется.
Принципиальная схема котельной с паровыми котлами представлена наформате А3 (Лист 2).
4 ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ
Задачей гидравлического расчета является определение диаметровучастков теплосети и падение давления в них. Поскольку в начале расчетанеизвестен ряд требуемых величин, то задачу решают методом последовательныхприближений.
Расчет начинают с магистральных участков и ведут от самогодальнего участка в направлении источника.
Задают удельное линейное падение давления. Для магистральныхучастков трубопроводов принимается Rл = 80 Па/м, в ответвлениях по расчету, но должновыполняться условие Rл ≤ 300 Па/м.
Расход сетевой воды в трубопроводах G, кг/с, определяется поформуле
/>, (4.1)
где Q – тепловая нагрузка расчетного участка, кВт;
с – теплоемкость воды, с = 4,187 кДж/(кг×град);
t 1, t2 – температуры сетевойводы в подающей и обратной линиях.
Рассчитывают необходимый диаметр трубопровода d, м, по формуле
d = А/>G0.38 / R/>, (4.2)
где А/>= 117 ∙ 10-3 м0,62/ кг0,19 при kэ = 0,0005 м.
Затем округляют его до стандартного и уточняют значение Rл по формуле:
/> = А/>G2 / d5.25, (4.3)
где А/>= 13,62 ∙ 10-6 м3,25кг, если kэ = 0,0005 м.
Полное падение давления на участке />, Па
/>ℓ(1+α), (4.4)
где α – коэффициент местных потерь давления;
α =/>, (4.5)
где Z – опытный коэффициент, принимаем />.
Потери напора на участке />, м
/>, (4.6)
где ρ – плотность воды при средней температуре теплоносителя,кг/м3.
Произведём расчёт второго участка.
Участок 1.
/>,
/> кг/с
/> м, стандартный принимаем d1 = 0,082 м
/> Па/м
/>
/> Па
/> м.
Аналогичным образом рассчитываются остальные участки магистралей.Затем переходят к ответвлениям. Ответвления рассчитывается как транзитныйучасток с заданным падением давления. Падение давления в ответвлении равносумме падений давления на участках, расположенных от места ответвления кабоненту до конца главной магистрали, Па:
/> (4.7)
Определяется предварительное удельное линейное падение давления вответвлении:
/> (4.8)
По этому значению рассчитывается предварительный диаметр, далее онокругляется до стандартного, затем уточняется значение удельного линейного падениядавления, определяются потери давления и напора аналогично расчету главноймагистрали.
Произведём расчёт тринадцатого участка.
Участок 13:
/> Па;
/> кг/с;
/>
/> Па/м
/> м, стандартный принимаем d14 = 0,07 м;
/> Па/м
/> Па
/> м.
Аналогичным образом рассчитываются все остальные ответвления.Затем определяются суммарные потери напора от котельной до рассматриваемогоабонента SDН. Полученные результаты занесены в таблицу 6.
Необходимо, чтобы суммарные потери давления по магистральнымлиниям расходились не более чем на 15 %.
/>%