--PAGE_BREAK--– можливість центрального регулювання теплових навантажень;
– відсутність втрат якісного конденсату у споживачів. Вода водяних тепломереж менш якісна, тому її втрати обходяться дешевше.
Основні недоліки води як теплоносія:
– велика чутливість до аварій, оскільки втрати води при аваріях в 20–40 разів більші, ніж пари. Це призводить до необхідності аварійного відключення мережі, тоді як парова мережа при аналогічному пошкодженні могла б деякий час залишатись в роботі;
– надзвичайно жорсткий гідравлічний зв’язок між усіма точками системи, що призводить до гідравлічних розрегулювань мережі.
Вибір типу системи теплопостачання (відкритої або закритої) залежить, в основному, від якості вхідної води і умов водопостачання. По енергетичних показниках сучасні двохтрубні закриті і відкриті системи теплопостачання являються рівноцінними. Однак кожна із систем має свої переваги і недоліки.
Основними показниками тої чи іншої системи опалення є:
– менша витрата металу;
– менша витрата палива;
– можливість регулювання тепловіддачі;
– відповідність санітарно-гігієнічним нормам;
– менша площа, що необхідна для розміщення опалювального обладнання;
– менші експлуатаційні витрати.
В закритій системі теплопостачання система гарячого водопостачання приєднана до теплових мереж через водопідігрівач, в якому підігрівається водопровідна вода, яка поступає на водозабір. Теплоносій віддає теплову енергію водопровідній і повністю повертається до джерела теплоти.
У відкритій системі теплопостачання вода, що призначена для гарячого водопостачання забирається безпосередньо з теплової мережі. Таким чином, в цій системі використовується не тільки теплова енергія теплоносія, але й сам теплоносій [4].
В сучасному будівництві обидві системи отримали широке розповсюдження, однак вони мають різні показники і тому в однаковій степені не можуть задовольняти потреби різних споживачів.
В курсовому завданні передбачена закрита система, тому розглянемо її докладніше.
В закритих системах вторинний теплоносій ― водопровідна вода, що поступає в систему гарячого водопостачання, як правило, не піддається хімічній обробці. Обладнання що застосовується для цих цілей складне і кошторисне, вимагає висококваліфікованого обслуговування і займає багато місця, тому трубопроводи системи гарячого водопостачання в результаті корозії внутрішньої поверхні через наявність у водопровідній воді вуглекислоти досить часто виходять з ладу. Крім того, у водопідігрівачах на трубах, по яких проходить водопровідна вода, відкладається накип, що різко знижує ефективність їх роботи, а в ряді випадків приводить до швидко виходу їх з ладу. При водопостачанні об’єкту з артезіанських свердловин така вода, має підвищений склад солей жорсткості в порівнянні з водою з відкритих водоймищ, необхідна очистка водонагрівачів від накипу.
При закритій системі теплопостачання споживачі гарячої води приєднуються до теплових мереж через водяні підігрівачі. Приєднання може виконуватися за трьома схемами: 1) двохступеневого послідовного і змішаного; 2) двохступеневого змішаного; 3) паралельного. Вибір цих схем визначається відношенням максимальним витрат на гаряче водопостачання Qгвмах до максимальних витрат тепла на опалення Qомах. Якщо , то використовується перша схема приєднання, якщо ― друга схема приєднання, якщо ― третя схема приєднання [6].
.
Отже, вибираємо першу схему приєднання.
4 Регулювання відпуску теплоти споживачам 4.1 Регулювання відпуску теплоти споживачам
Системи теплопостачання являють собою взаємозв’язаний комплекс споживачів тепла, які відрізняються як характером, так і величиною теплоспоживання. Режими витрати тепла різними абонентами неоднакові. Теплове навантаження опалювальних установок змінюється в залежності від температури зовнішнього повітря, залишаючись практично стабільною на протязі доби. Витрата тепла на гаряче водопостачання і для певних технологічних процесів не залежить від температури зовнішнього повітря, але змінюється як по годинах доби, так і по днях тижня.
В цих умовах необхідна штучна зміна параметрів і витрат теплоносія у відповідності з фактичною потребою абонентів. Регулювання підвищує якість теплопостачання, скорочує перерозхід теплової енергії і палива. Якість централізованого теплопостачання і економічність виробленої теплоти джерелом теплопостачання, а також її транспортування залежить від вибраного методу регулювання.
Так як основним навантаженням міста є опалення, то доцільно здійснювати центральне регулювання відпуску теплоти по опалювальному навантаженні, поєднуючи його з місцевим, груповим чи індивідуальним регулюванням. Центральне якісне регулювання доповнюється на місцевих теплових пунктах (МТП) чи групових (ГТП) кількісними.
Центральне регулювання проводиться в центральних теплових пунктах для групи однорідних споживачів в ЦТП підтримується потрібна витрата і температура теплоносія, який поступає в розподільчу мережу.
Місцеве регулювання передбачене на абонентському вводі для додаткового коректування параметрів теплоносія з врахуванням місцевих факторів.
Індивідуальне регулювання здійснюється безпосередньо біля теплоспоживаючих приладів, наприклад біля нагріваючих приладів систем опалення, і доповнює інші види регулювання.
Якісне регулювання здійснюється зміною температури при постійній витраті теплоносія. Якісний метод є найбільш розповсюдженим видом центрального регулювання водяних теплових мереж.
Кількісне регулювання відпуску тепла проводиться зміною витрати теплоносія при постійній його температурі в подаючому трубопроводі.
Розрахунок якісного регулювання полягає у визначенні температур води в тепловій мережі в залежності від теплового навантаження при постійному еквіваленті витрати теплоносія W[7].
4.2 Побудова температурних графіків
Температурні графіки виражають залежність необхідних температур води в тепловій мережі від температури навколишнього повітря, тобто t=f(tн). Будуємо залежності t1= f(tн), t2= f(tн),
де t1 іt2 – температури води відповідно в прямому і зворотньому теплопроводі;
tн – плинне значення температури навколишнього повітря, оС.
Будуємо попередні температурні графіки з допомогою рівнянь:
, оС (4.1) , оС (4.2)
, оС (4.3)
де - відносне теплове навантаження опалення.
Знаходимо попереднє значення температури точку злому tпз на перетині ліній t1= f(tн) і лінії t1=70оС. Температура точки злому графіка означає перехід від кількісного регулювання до якісного.
Визначаємо еквіваленти витрат теплоносіїв (водяних еквівалентів) для системи вентиляції.
Еквівалент витрат первинного (який нагріває) теплоносія
, МВт/К (4.4)
де Wпр – еквівалент витрат первинного теплоносія;
t1вр – розрахункова температура теплоносія в прямому трубопроводі для систем вентиляції, оС (з графіка t1вр = 112 оС);
t2вр – розрахункова температура теплоносія в зворотньому трубопроводі після системи вентиляції, оС (з графіка t1вр = 55 оС).
За формулою (4.4)
, МВт/К.
Еквівалент витрат вторинного (який нагрівається) теплоносія
, МВт/К (4.5)
де Wвр – еквівалент витрат вторинного теплоносія.
За формулою (4.5)
, МВт/К.
Розрахунковий середній температурний напір
, оС (4.6)
За формулою (4.6)
, оС.
Режимний коефіцієнт калорифера для розрахункового режиму
(4.7)
де WМр – еквівалент теплоносія менший (первинний або вторинний), WМр = Wпр, МВт/К.
За формулою (4.7)
.
Витрати теплоти на вентиляцію для плинної температури навколишнього середовища tн
, МВт (4.8)
За формулою (4.8)
, МВт.
Допоміжний коефіцієнт
(4.9)
де Wв – еквівалент витрат теплоносія для нерозрахункового режиму, МВт/К (Wв=Wвр).
За формулою (4.9)
.
Середній температурний напір прожиточного водоводяного підігрівача
, оС (4.10)
де tр1ГВ – розрахункова температура гарячої води на вході в підігрівач, оС;
tр2ГВ – розрахункова температура води після підігрівача, оС.
За формулою (4.10)
, оС.
Еквівалент витрат первинного теплоносія системи гарячого водопостачання
, МВт/К (4.11)
За формулою (4.11)
, МВт/К.
Еквівалентні витрати вторинного теплоносія системи гарячого водопостачання
, МВт/К (4.12)
де tГ – температура гарячої води на виході із підігрівача, оС.
За формулою (4.12)
, МВт/К.
Параметр водоводяного підігрівача системи гарячого водопостачання
, МВт/К (4.13)
За формулою (4.13)
, МВт/К.
Отримані дані вводимо в ЕОМ (програма teplo1.bas) і на основі роздрукованих вихідних даних будуємо температурні графіки.
По даних таблиці “Температурний графік опалення” будуємо графіки TAU1=f(tH), TAU2=f(tH) і TAU3=f(tH).
По даних таблиці “Температурний графік вентиляції” будуємо графік TAU4=f(tH1) для першого діапазону регулювання.
По даних таблиці “Температурний графік третього діапазону” будуємо графік TAU5=f(tH3).
Температурний графік вентиляції у другому діапазоні регулювання співпадає з графіком опалення tо2=f(tН)=tв2.
По даних таблиці “Температурний графік гарячого водопостачання” будуємо графік TAU6=f(tH4).
Графіки зображені на рисунку 4.1.
4.3 Побудова графіка тривалості теплових навантажень
Графік тривалості теплових навантажень дозволяє врахувати повторність теплових навантажень на протязі року. Це необхідно знати для встановлення економічного режиму роботи теплового обладнання, вибору найвигідніших параметрів теплоносія, розрахунку вироблення енергії і т.п.
Цей графік являє собою залежність теплового навантаження від середньої температури навколишнього повітря і тривалості дії цих температур, тобто Q=f(tН) і Q=f(n).
Графік будується в двох квадрантах: у верхньому лівому будуються залежності QO=f(tН), QB=f(tН), QГВ=f(tН), SQ=f(tН), де SQ= QO+ QB+ QГВсер.т.
У верхньому правому квадранті будується залежність сумарного теплового навантаження від кількості годин за опалювальний період з середньодобовою температурою навколишнього повітря для умов району або населеного пункту – району Харкова (SQ= f(n)).
Значення SQ переноситься з лівого квадранту на вісь ординат. На перетині значень сумарних теплових навантажень відповідно середньодобовій температурі навколишнього повітря, з числом годин за опалювальний період, відповідно до прийнятих значень середньодобової температури, отримують точки для побудови графіка в правому квадранті.
Побудова графіків проводиться з допомогою таблиці 4.1:
Таблиця 4.3.1 – Розрахункові теплові навантаження
Теплове навантаження, МВт Температура навколишнього повітря, оС
tнк
tнв
tно
70.555
204.609
289.275
при tН£ tНВ
18.815
77.14
77.14
34.445
34.445
34.445
Всього
123.815
316.194
400.86
Графіки зображені на рисунку 4.2.
Площа, обмежена осями координат і графіком тривалості сумарного теплового навантаження, дорівнює річним витратам теплоти споживачами району без врахування витрат теплоти на технологічні потреби.
5 Транспортування теплоносія. Визначення витрати теплоносія.
5.1 Визначення витрат теплоносія
Розрахункові витрати теплоносія на опалення
, кг/с (5.1)
де tр1 – розрахункова температура теплоносія в прямому теплопроводі, оС (приймаємо tр1=150оС [1]);
tр2 – розрахункова температура теплоносія в зворотньому теплопроводі, оС (приймаємо tр2=70оС [1]).
За формулою (5.1)
, кг/с.
Розрахункові втрати теплоносія на вентиляцію
, кг/с (5.2)
За формулою (5.2)
, кг/с.
Розрахункові витрати теплоносія на гаряче водопостачання для закритих систем теплопостачання при двохступінчастих послідовній і змішаній схемах приєднання підігрівачів
, кг/с (5.3)
де tП – температура водопровідної води після підігрівача першої ступені, оС (приймаємо рівним 5оС [1]);
t20– температура теплоносія в зворотньому теплопроводі в точці перелому графіка, оС (приймаємо рівним 5оС [1]).
За формулою (5.3)
, кг/с.
Максимальні витрати теплоносія на гаряче водопостачання
, кг/с (5.4)
За формулою (5.4)
, кг/с.
Розрахункові сумарні витрати теплоносія в двохтрубних магістральних і розподільних мережах закритих систем теплопостачання:
прямого трубопроводу
, кг/с (5.5)
За формулою (5.5)
, кг/с;
зворотнього трубопроводу
, кг/с (5.6)
За формулою (5.6)
, кг/с .
5.2 Тепловий розрахунок ділянки теплової мережі
Метою теплового розрахунку ділянки теплової мережі являється визначення теплових втрат теплопроводу, розрахунок температурного поля навантаження коло теплопроводу, що включає визначення температур ізоляції, повітря в каналі, стінок каналу і грунту, розрахунок падіння температури теплоносія вздовж ділянки теплопроводу, розрахунок товщини теплової ізоляції і вибір доцільного матеріалу теплової ізоляції.
Діаметр труби прямого і зворотнього теплопроводів магістральних або розподільних мереж визначається за формулою
, м (5.7)
де r – густина теплоносія відповідно в прямому і зворотньому трубопроводі, кг/м3 (rп=916.93 кг/м3 для температури води в прямому трубопроводі 150оС, rз=977.81 кг/м3 для температури води 70оС);
с – швидкість руху теплоносія, м/с (для прямого теплопроводу с=2.5 м/с, для зворотнього – с=1.5 м/с).
За формулою (5.7)
, м;
, м.
По ГОСТ 10706-76 вибираємо труби прямого і зворотнього теплопроводів з умовним проходом 900 мм; зовнішній діаметр 920 мм; внутрішній діаметр 898 мм, додаток 5 [1].
Вибираємо непрохідний канал типу 2КСІ20-150 (рисунок 5.2.1):
а=1570 мм, б=160 мм, в=1730 мм, h=296 мм, H=1500 мм.
Еквівалентний внутрішній діаметр непрохідного каналу
, м (5.8)
де П – внутрішній периметр перерізу каналу, м (П=2×(2×а+б+Н)=9600 мм).
продолжение
--PAGE_BREAK--