Laba_Marina
.docМИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)
ИНСТИТУТ ПРОБЛЕМ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ
КАФЕДРА ПРОМЫШЛЕННЫХ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ
Лабораторная работа.
«Регулирование разнородных тепловых нагрузок в водяной системе централизованного теплоснабжения».
Выполнил студент: Сарычева М.А.
Группа: ФП-8-03
Работу принял: Яворовский Ю.В.
Москва
2007г
Цель работы:
познакомиться с методами регулирования отпуска теплоты в водяных системах центрального теплоснабжения. Рассмотреть преимущества и недостатки каждого метода регулирования температурных нагрузок.
Задание:
Для заданного мкр-на города рассчитать и построить графики изменения температур и расходов сетевой воды при регулировании разнородных тепловых нагрузок в водяной системе центрального теплоснабжения.
Исходные данные:
г. Махачкала
=
110 0C
= 70 0C
= 20 0C
tхз = 5 0C
tхл=15 0C
tгв = 65 0C
= 31,6 МВт
m = 16700 чел.
=2,6
Общежития с общими душевыми.
Система теплоснабжения мкр-на:
Водяная, двухтрубная, закрытая, со струйным смешением, с зависимой схемой присоединения отопительных установок, с параллельным подсоединением подогревателей горячего водоснабжения.
Метод регулирования:
Центральный качественный по отопительной нагрузке. В зоне "излома" температурного графика регулирование отопительной тепловой нагрузки производится количественным методом.
2.Вычисление годового расхода теплоты для всех потребителей теплоты (графическим и расчетным способом). Определение погрешности расчетного способа вычисления годового расхода теплоты (по сравнению с графическим).
2.1. Вычисление годового расхода теплоты для всех потребителей теплоты графическим способом.
Расчетная температура воздуха в помещениях жилых ,общественных зданий микрорайона: 20 ˚С
Расчетная (максимальная отопительная тепловая нагрузка жилых и общественных зданий 3: 31,6 МВт
В соответствии со [2]:
-температура воздуха наиболее холодной пятидневки г. Салехард -14˚С
Тип помещений:Общежития с общими душевыми.
Количество проживающих и работающих в микрорайоне людей: 16700 чел.
Определяется средняя тепловая нагрузка на горячее водоснабжение:
л/сутки*чел [1]
bгв = 25 л/сут · чел
кДж/кг*К
кВт
Рассчитывается средняя тепловая нагрузка на горячее водоснабжение
для летнего периода:
кВт
Коэффициент часовой неравномерности потребления воды: kчmax = 2,6
Находится максимальная (расчетная) тепловая нагрузка на горячее водоснабжение зданий первого жилого микрорайона:
Находится максимальная (расчетная) тепловая нагрузка на горячее водоснабжение зданий первого жилого микрорайона для летнего периода:
Относительная тепловая нагрузка +8 С :
Мвт
Сумма тепловых нагрузок:
кВт
+8˚С:
кВт
Повторяемость температур наружного воздуха в данных интервалах температур приведена в Таблице 2.1.
Таблица 2.1 - Повторяемость температур наружного воздуха в данных интервалах температур.
Данные приведены в соответствии с [18].
-
Температура
от -14,9
до -10
от -9,9
до -5
от -4,9
до 0
от +0,1
до +5
от +5,1
до +8
Часы
73
186
649
1833
883
Данные для построения графика зависимости расхода теплоты на отопление и горячее водоснабжение от наружной температуры приведены в Таблице 2.2.
Таблица 2.2 - Данные для построения графика зависимости расхода теплоты на отопление и горячее водоснабжение от наружной температуры.
|
tн |
Qо, МВт |
Qгв, МВт |
∑Q, МВт |
|
tн = tнро= - 14 ºС |
31,6 |
4.373 |
35,973 |
|
tн = tно = +8 ºС |
11.15 |
4,373 |
15.523 |
|
+8 ºС < tн < +20 ºС |
0 |
3.644 |
3.644 |
|
tн = tвр= +20 ºС |
0 |
3.644 |
3.644 |
Суммарная тепловая нагрузка на отопление и горячее водоснабжение для трех жилых микрорайонов: ∑Q = Qо + Qгв
Данные для построения графика продолжительности тепловой нагрузки на отопление и горячее водоснабжение приведены в Таблице 2.3.
Таблица 2.3 - Данные для построения графика продолжительности тепловой нагрузки на отопление и горячее водоснабжение (график Росандера):
Данные приведены в соответствии со [18].
|
tн, ºС |
n, час |
∑Q, МВт |
|
-14 |
71 |
58,63 |
|
-10 |
136 |
55,34 |
|
-5 |
281 |
51,23 |
|
0 |
439 |
47,11 |
|
5 |
618 |
43,00 |
|
8 |
750 |
38,89 |
|
8 < tн ≤ 20 |
1560 |
6,25 |
График зависимости расхода теплоты на отопление и горячее водоснабжения от наружной температуры и график продолжительности тепловой нагрузки на отопление и горячее водоснабжение ( график Росандера ) приведены соответственно на рисунках 2.1 и 2.2.
Продолжительность отопительного периода: no = 285суток = 6840 часов
Система теплоснабжения жилых микрорайонов 15 суток в году отключается на испытания и ремонты.
Время работы системы теплоснабжения в течение года: nцт = 24* 365 – 15*24= 8400 (час)
Годовой расход теплоты для всех потребителей теплоты вычисленный графическим способом:
2.2. Вычисление годового расхода теплоты для всех потребителей теплоты расчетным способом:
Определение средней отопительной тепловой нагрузки за отопительный период:
кВт
Средняя температура воздуха отопительного периода: tнср = -11 ºС в соответствии с [2].
Определение годового расхода теплоты на отопление:
МВт*час/год
Определение годового расхода теплоты на горячее водоснабжение:
МВт*час/год
Определение годового расхода теплоты для всех потребителей теплоты расчетным способом:
МВт*час/год
2.3. Определение погрешности расчетного способа вычисления годового расхода теплоты (по сравнению с графическим способом):
-
годовой расход теплоты определённый
графическим методом
=
231912,71 МВт*час
- годовой расход
теплоты определённый расчётным методом
=
236371,92 МВт*час
Рисунок 2.1.
Зависимость расхода теплоты на отопление
и горячее водоснабжение от наружной
температуры.
Рисунок 2.2. Продолжительность тепловой нагрузки на отопление и горячее водоснабжение
(график Росандера).
1.Расчет регулирования отпуска теплоты для систем отопления жилых и общественных зданий. Определение основных показателей качества потребления тепловой энергии.
Принципиальная схема системы теплоснабжения представлена на рисунке 1.1.
Температурный
график регулирования отопительной
тепловой нагрузки в расчетном режиме
:
110/70 C.
Определяется температурный перепад в системе отопления в расчетном режиме:
С
Температура
сетевой воды на входе в отопительные
приборы жилых и общественных зданий
микрорайонов в расчетном режиме
С.
Находится
разность температур сетевой воды в
отопительных приборах в расчетном
режиме:
С
Определяется температурный напор отопительных приборов в расчетном режиме:
С
Рассчитывается температуры начала “излома” температурного графика:
Температура сетевой воды в подающем трубопроводе
тепловой сети в зоне излома: τо1 = 70ºС
Относительная
отопительная тепловая нагрузка:
Методом
последовательных приближений находим
значение:
С
Определяются
температуры сетевой воды в подающем и
обратном трубопроводе тепловой сети и
на входе в отопительные приборы в
зависимости от температур наружного
воздуха (расчет приводится для температуры
наружного воздуха
С):
ºС
ºС
ºС
ºС
Последовательно
принимая значение tн
= -14; -10; -5; -0; 2,8; ºС , находим значения
,
τо1, τо2, τо3 и заносим
их в сводную таблицу 1.1.
Таблица 1.1 - Значения температур сетевой воды в зависимости от температуры наружного воздуха при центральном качественном регулировании тепловой нагрузки.
|
tн , ºС |
|
Qо, МВт |
τо1, ºС |
τо2, ºС |
τо3, ºС |
|
-14 |
1 |
31,6 |
110 |
70 |
95 |
|
-10 |
0,882353 |
27,88235 |
100,8097 |
65,51555 |
87,57437 |
|
-5 |
0,735294 |
23,23529 |
89,09133 |
59,67956 |
78,06191 |
|
0 |
0,588235 |
18,58824 |
77,05741 |
53,528 |
68,23388 |
|
2,8 |
0,505882 |
15,98588 |
70,14605 |
49,91075 |
62,55781 |
В “зоне излома” температурного графика регулирование отопительной тепловой нагрузки производиться методом количественной нагрузки. При этом методе регулирования изменяется расход греющего теплоносителя в тепловой сети, а температура греющего теплоносителя в подающем трубопроводе тепловой сети не изменяется. Из-за изменения расхода греющего теплоносителя изменяется и температура сетевой воды в обратном трубопроводе тепловой сети.
Определяется относительная отопительная тепловая нагрузка в зоне количественного регулирования:
Рассчитывается относительная отопительная тепловая нагрузка в зоне излома по формуле Соколова (методом подбора):
Задается
относительный расход
сетевой
воды в пределах от 0 до 1. При этом правая
часть находится по формуле
,
и решается, пока левая часть не сойдется
с правой.
Методом последовательных приближений находятся значения относительного расхода для “зоны излома” температурного при tн с шагом в 1ºС, и заносятся в сводную
таблицу 1.2.
Определяется температура сетевой воды в подающем и обратном трубопроводе тепловой сети и на входе в отопительные приборы в зависимости от температуры
наружного воздуха
(расчет приводится для температуры
наружного воздуха
С):
ºС
ºС
Таблица 1.2 - Значения температур сетевой воды в зависимости от температуры наружного воздуха в “зоне излома” при регулировании тепловой нагрузки количественным методом.
|
tн, ºС |
|
|
Qo, МВт |
τо1, ºС |
τо2, ºС |
τо3, ºС |
|
2,8 |
1 |
0,504 |
8,47 |
70 |
49,84 |
62,45 |
|
3 |
0,86 |
0,479 |
8,05 |
70 |
47,73 |
59,70 |
|
4 |
0,76 |
0,458 |
7,7 |
70 |
45,89 |
57,35 |
|
5 |
0,68 |
0,437 |
7,35 |
70 |
44,28 |
55,22 |
|
6 |
0,6 |
0,417 |
7 |
70 |
42,24 |
52,66 |
|
7 |
0,54 |
0,395 |
6,65 |
70 |
40,7 |
50,59 |
|
8 |
0,48 |
0,375 |
6,3 |
70 |
38,77 |
48,147 |
Графики изменения температур сетевой воды в подающем и обратном трубопроводе
в зависимости от изменения температуры окружающей среды представлены
на рисунке 1.2.
Рисунок 1.2
График изменения температур сетевой воды в подающем и обратном трубопроводе (в зоне излома температурного графика производится регулирование тепловой нагрузки количественным методом)
Расчет
приводится для температуры наружного
воздуха
С:
расхода сетевой воды в подающем трубопроводе тепловой сети:
кг/с
расхода сетевой воды, подаваемой на отопительные приборы:
кг/с.
Расходы сетевой воды в зависимости от температуры наружного воздуха приведены в таблице 1.3.
Таблица 1.3 - Расходы сетевой воды в зависимости от температуры наружного воздуха.
|
tн ,ºС |
Gо, кг/с |
Gо3, кг/с |
|
|
-28 |
100,3 |
160,49 |
|
|
-25 |
100,3 |
160,49 |
|
|
-20 |
100,3 |
160,49 |
|
|
-15 |
100,3 |
160,49 |
|
|
-10 |
100,3 |
160,49 |
|
|
-5 |
100,3 |
160,49 |
|
|
-4,2 |
100,3 |
160,49 |
|
Продолжение таблица 1.3
|
-3 |
86,26 |
160,49 |
|
-2 |
76,23 |
160,49 |
|
-1 |
68,2 |
160,49 |
|
0 |
60,18 |
160,49 |
|
1 |
54,17 |
160,49 |
|
2 |
48,15 |
160,49 |
|
3 |
43,13 |
160,49 |
|
4 |
38,12 |
160,49 |
|
5 |
34,1 |
160,49 |
|
6 |
30,1 |
160,49 |
|
7 |
26,58 |
160,49 |
|
8 |
23,57 |
160,49 |
График изменения расхода сетевой воды на отопление в зависимости от
изменения температуры окружающей среды представлены на рисунке 1.3.
Рисунок 1.3
График изменения расхода сетевой воды, идущей на отопление (в зоне излома температурного графика производится регулирование тепловой нагрузки количественным методом)
2. Расчет местного подрегулирования отпуска теплоты для систем горячего водоснабжения жилых и общественных зданий. Вычисление средневзвешенной температуры сетевой воды в обратном трубопроводе тепловой сети.
Общежития с общими душевыми.
Количество этажей в жилых и общественных зданиях микрорайона: 5
Количество проживающих и работающих в микрорайоне людей: 9900 чел.
Определяется средняя тепловая нагрузка на горячее водоснабжение:
л/сутки*чел [1]
bгв = 25 л/сут · чел
кДж/кг*К
кВт
Рассчитывается средняя тепловая нагрузка на горячее водоснабжение
для летнего периода:
кВт
Коэффициент часовой неравномерности потребления воды: kчmax = 2,6
Находится максимальная (расчетная) тепловая нагрузка на горячее водоснабжение зданий первого жилого микрорайона:
Находится максимальная (расчетная) тепловая нагрузка на горячее водоснабжение зданий первого жилого микрорайона для летнего периода:
Определяется величина расчетного расхода нагреваемой водопроводной воды:
Рассчитывается средне логарифмический температурный напор подогревателя горячего водоснабжения: