Теплоснабжение г. Уфа (Курсовой)
.docxВведение
Теплоснабжение, снабжение теплом жилых, общественных и промышленных зданий (сооружений) для обеспечения коммунально-бытовых (отопление, вентиляция, горячее водоснабжение) и технологических нужд потребителей. Различают местное и централизованное теплоснабжение. Система местного теплоснабжения обслуживает одно или несколько зданий, система централизованного — жилой или промышленный район.
Система централизованного теплоснабжения включает источник тепла, тепловую сеть и тепло потребляющие установки, присоединяемые к сети через тепловые пункты. Источниками тепла при централизованном теплоснабжении могут быть теплоэлектроцентрали (ТЭЦ), осуществляющие комбинированную выработку электрической и тепловой энергии; котельные установки большой мощности, вырабатывающие только тепловую энергию; устройства для утилизации тепловых отходов промышленности; установки для использования тепла геотермальных источников. В системах местного теплоснабжения источниками тепла служат печи, водогрейные котлы, водонагреватели (в том числе солнечные) и т. п. Теплоносителями в системах централизованного теплоснабжения обычно являются вода с температурой до 180 °С и пар под давлением 0,7—1,6 Мн/м2 (7—16 ат). Вода служит в основном для покрытия коммунально-бытовых, а пар — технологических нагрузок. Выбор температуры и давления в системах теплоснабжения определяется требованиями потребителей и экономическими соображениями. С увеличением дальности транспортирования тепла возрастает экономически оправданное повышение параметров теплоносителя. Расстояние, на которое транспортируется тепло в современных системах централизованного теплоснабжения, достигает нескольких десятков км. Затраты условного топлива на единицу отпущенного потребителю тепла определяются в основном кпд источника теплоснабжения. Развитие систем теплоснабжения характеризуется повышением мощности источника тепла и единичных мощностей установленного оборудования. Тепловые мощности современных ТЭЦ достигают 2—4 Ткал/ч, районных котельных 300—500 Гкал/ч. В некоторых системах теплоснабжения осуществляется совместная работа нескольких источников тепла на общие тепловые сети, что повышает надёжность, манёвренность и экономичность тепла.
-
График тепловой нагрузки
Для построения графика тепловой нагрузки необходимо определение тепловых потоков на отопление, вентиляцию и ГВС.
-
Определим максимальный тепловой поток на отопление
коэффициент, учитывающий тепловой поток на отопление зданий
отопительный коэффициент для Уфы, при расчетной температуре наружного воздуха для проектирования отопления . При этажности жилой застройки 5 и более этажей по новым типовым проектам, для построек после 1985 года.
площадь отапливаемых помещений в жилом квартале
количество жителей в квартале
общая норма помещения на 1 человека
площадь застройки
плотность населения
Найдем количество жителей в квартале:
Найдем площадь отапливаемых помещений в жилом квартале:
Найдем максимальный тепловой поток на отопление:
-
Определим максимальный тепловой поток на вентиляцию
коэффициент, учитывающий тепловой поток на отопление зданий. При отсутствии данных .
коэффициент, учитывающий тепловой поток на вентиляцию общественных зданий по новым типовым проектам, для построек после 1985 года.
-
Определим средний тепловой поток на ГВС
норма расхода воды на ГВС на 1 человека в сутки, проживающего в здании с горячим водоснабжением.
норма расхода воды на ГВС, потребляемой в общественных зданиях
температура горячей воды
температура холодной воды
теплоемкость воды
-
Суммарный тепловой поток
-
Определим среднечасовой тепловой поток за отопительный период при и при .
На отопление/вентиляцию:
средняя температура внутреннего воздуха отапливаемых помещений
средняя температура наружного воздуха, когда начинается отопительный период
расчетная температура наружного воздуха для отопления
Среднечасовой тепловой поток за отопительный период при на отопление:
Среднечасовой тепловой поток за отопительный период при на вентиляцию:
Количество часов отопительного сезона для города Уфы при определенных температурах:
Температура |
-35 |
-30 |
-25 |
-20 |
-15 |
-10 |
-5 |
0 |
+8 |
Часы |
5 |
40 |
160 |
436 |
980 |
1780 |
2770 |
3900 |
5060 |
График тепловой нагрузки представлен в Приложении № 1.
-
Гидравлический расчет сети
-
Определим расход воды по участку расчетной магистрали
-
суммарный тепловой поток
температура воды в подающем трубопроводе
температура воды в обратном трубопроводе
теплоемкость воды
-
Определим сумму коэффициентов местных сопротивлений
Число задвижек:
Число П-образных компенсаторов:
коэффициент сопротивления одной задвижки
коэффициент сопротивления П-образного компенсатора
-
Определим падение напора в расчетной магистрали
удельное линейное падение напора. Принимаем
удельная плотность воды
ускорение свободного падения
-
Определим коэффициент местного падения давления
-
Определим удельное падение давления
-
Определим диаметр трубопроводов на магистрали
По учебнику А.К. Тихомирова, в Приложении 15 «Технические характеристики труб и отводов» выбираем ближайший диаметр трубы, в большую сторону:
Условный диаметр |
Наружный диаметр |
Внутренний диаметр |
800 |
850 |
820 |
условный диаметр
Проведем уточняющий расчет
-
Определим действительное удельное линейное падение давления
-
Определим эквивалентную длину местных сопротивлений
-
Определим действительное падение давления
-
Определим падение напора
-
Построение пьезометрического графика
Для построения графика полагаем, что сетевой насос и самый удаленный потребитель находятся на одной геодезической отметке. После построения графика будет выбран сетевой насос.
Пусть проектируемое здание имеет 6 этажей. Тогда, из условия: 1 этаж = 3 метра, следует, что:
-
Определим также остальные точки графика:
-
Определим сетевой напор
Построенный график представлен в Приложении № 2.
-
Определение параметров насосов и их выбор
По каталогу сетевых насосов учебника Тихомирова А. К. в таблице 19.1 «Основные технические характеристики сетевых насосов» выбираем сетевой насос. Учитываем, что:
плотность воды
Выбираем сетевой насос марки СЭ – 2000 – 100 и один резервный.
Технические характеристики насоса:
Подача, |
2000 |
Напор, м |
70 |
Мощность, кВт |
572 |
КПД, % |
85 |
Температура перекачиваемой воды, |
180 |
-
Расчет и выбор теплоизоляции теплопроводов
Расчет толщины тепловой изоляции теплопроводов по нормированной плотности теплового потока вычисляется по формуле:
наружный диаметр трубы;
теплопроводность изоляционного слоя для матов из стеклянного штапельного волокна МС-35;
термическое сопротивление слоя изоляции.
-
Определим термическое сопротивление слоя изоляции
При надземной прокладке термическое сопротивление слоя изоляции рассчитываем по формуле:
средняя за период эксплуатации температура теплоносителя;
средняя температура окружающей среды (для Уфы=-6,4оС);
нормированная линейная плотность теплового потока при средней температуре теплоносителя 100 [Тихомиров А. К. – приложение № 8 «Нормы плотности теплового потока , , через изолированную поверхность трубопроводов двухтрубных водяных тепловых сетей при числе часов работы в год более 5 000»]
коэффициент.
коэффициент теплоотдачи с поверхности изоляции при надземной прокладке;
наружный диаметр трубы.
-
Определим толщину тепловой изоляции теплопроводов
В качестве теплоизоляционного материала выбираем сегменты из матов из стеклянного штапельного волокна МС-35.