Теплоснабжение промышленного и жилого района

 

 

 

 

 

 

ФГБОУ ВПО «БАШКИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

 

 

Факультет: Энергетический

Кафедра: Теплотехники и энергообеспечение п\п

Специальность: Энергообеспечение п\п

Форма обучения: очная 

Курс, группа: 4,401

 

 

 

 

 

 

я

Курсовая работа

 

По дисциплине “Источники и системы теплоснабжения предприятий”

на тему: “Теплоснабжение промышленного и жилого района ”

                                                                     

                                    

 

 

 

                                                      «К защите допускаю»:

                                                       Руководитель: ст.преп. Шамукаев С.Б. 

                                                                                           ( ученая степень, звание ФИО)     

                                                                                                                                                                                                                                                                

                                                         ________________________________

                                                                  

                                                          «__» _____________2013 г.

Оценка при защите:

 

____________________

 

____________________

                    (подпись)

 

«__» __________ 2013г.

 

 

 

 

 

 

Уфа 2013

ОГЛАВЛЕНИЕ

 

 

	ВВЕДЕНИЕ	3
1	ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОВЫХ ПОТОКОВ НА ОТОПЛЕНИЕ, ВЕНТИЛЯЦИЮ И ГОРЯЧЕЕ ВОДОСНАБЖЕНИЕ	5
1.2	РАСЧЕТ И ПОСТРОЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРНОГО ГРАФИКА РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕПЛОВОЙ НАГРУЗКИ НА ОТОПЛЕНИЕ	11
2	ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ МАГИСТРАЛЬНЫХ ТЕПЛОПРОВОДОВ ДВУХТРУБНОЙ ВОДЯНОЙ ТЕПЛОВОЙ СЕТИ ЗАКРЫТОЙ СИСТЕМЫ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ	17
2.1	ПОСТРОЕНИЕ ПЬЕЗОМЕТРИЧЕСКИХ ГРАФИКОВ ДЛЯ ОТОПИТЕЛЬНОГО И НЕОТОПИТЕЛЬНОГО ПЕРИОДОВ	23
3	КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ	28
3.1	Расчет самокомпенсации	28
3.2	Расчет тепловой изоляции	29
3.3	Расчет компенсаторов	31
3.4	Расчет усилий в неподвижных опорах теплопроводов	32
3.5	Подвод элеваторов	33
3.6	Подбор запорной аппаратуры	35
	ВЫВОДЫ	37
	БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК	38

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Различают два вида теплоснабжения – централизованное и децентрализованное. При децентрализованном теплоснабжении источник и потребитель тепла находятся близко друг от друга. Тепловая сеть отсутствует. Децентрализованное теплоснабжение разделяют на местное (теплоснабжение от местной котельной) и индивидуальное (печное, теплоснабжение от котлов в квартирах).

В зависимости от степени централизации системы централизованного теплоснабжения (ЦТС) можно разделить на четыре группы:

• групповое теплоснабжение (ТС) группы зданий;
• районное – ТС городского района;
• городское – ТС города;
• межгородское – ТС нескольких городов.

Процесс ЦТС состоит из трех операций – подготовка теплоносителя (ТН), транспорт ТН и использование ТН.

Подготовка ТН осуществляется на теплоприготовительных установках ТЭЦ и котельных. Транспорт ТН осуществляется по тепловым сетям. Использование ТН осуществляется на теплоиспользующих установках потребителей.

Различают две основные  категории  потребления тепла.

1.Для создания комфортных условий труда и быта ( коммунально-бытовая нагрузка ).

Сюда относят потребление воды на отопление, вентиляцию, горячее водоснабжение (ГВС), кондиционирование.

В качестве источников тепла применяются теплоподготовительные установки ТЭЦ и котельных. На ТЭЦ осуществляется комбинированная выработка тепла и электроэнергии на основе теплофикационного цикла.

 

 

1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОВЫХ ПОТОКОВ НА ОТОПЛЕНИЕ, ВЕНТИЛЯЦИЮ И ГОРЯЧЕЕ ВОДОСНАБЖЕНИЕ

 

Определить расчетные тепловые потоки на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение пяти кварталов района города (рисунок 1).

 

Рисунок 1  Район города.

Расчетная температура наружного воздуха для проектирования систем отопления t0 ,0С. Плотность населения Р, чел/га. Общая площадь жилого здания на одного жителя fобщ , м2/чел. Средняя за отопительный период норма расхода горячей воды на одного жителя в сутки а , л/сутки.

Расчет тепловых потоков сводим в табл..1. В графы 1, 2, 3 таблицы заносим соответственно номера кварталов, их площадь Fкв в гектарах, плотность населения Р. Количество жителей в кварталах m, определяем по формуле [1]

     (1.1)

Общую площадь жилых зданий кварталов А определяем по формуле

     (1.2)

Приняв для зданий постройки после 1985г величину удельного показателя теплового потока на отопление жилых зданий qо = 87 Вт/м2 при t0, 0С, находим расчетные тепловые потоки на отопление жилых и общественных зданий кварталов по формуле (1) методического указания

    (1.3)

Максимальные тепловые потоки на вентиляцию общественных зданий кварталов определяем по формуле (2) методического указания

     (1.4)

По приложению учебного пособия укрупненный показатель теплового потока на горячее водоснабжение qh c учетом общественных зданий при норме на одного жителя a = 115 л/сутки составит 407 Вт.

Среднечасовые тепловые потоки на горячее водоснабжение жилых и общественных зданий кварталов определяем по формуле (4) учебного пособия

     (1.5)

Суммарный тепловой поток по кварталам QS, определяем суммированием расчётных тепловых потоков на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение

                                            (1.6)

Аналогично выполняем расчёты тепловых потоков и для других кварталов.

Для климатических условий города выполняем расчет и построение графиков часовых расходов теплоты на отопление вентиляцию и горячее водоснабжение, а также годовых графиков теплопотребления по продолжительности тепловой нагрузки и по месяцам.

Определим, используя формулы пересчета и часовые расходы на отопление и вентиляцию при температуре наружного воздуха tн= +80С.

 

 

 

Таблица 1 Расчёт тепловых потоков

№ квартала	Температура, С				Площадь квартала Fкв, га	Плотность населения P чел/га	Количество жителей m	Общая площадь f, м2/чел	Общая площадь, А, м2	Удельный показатель теплового потока q0, Вт/м2	Тепловой поток, МВт
	to	tv	tот	tв							Q 0 max	Q v max	Q hm	Q S	Q 0 от	Q v от	Q hm s
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18
1	-22	-8	-1,1	18	11,54	410	4731,4	20	94628	95	11,24	1,35	1,93	14,51	56,74	10,48	24,89
2					14,46		5928,6		118572		14,08	1,69	2,41	18,18
3					11,69		4792,9		95858		11,38	1,37	1,95	14,70
4					10,92		4477,2		89544		10,63	1,28	1,82	13,73
5					7,16		2935,6		58712		6,97	0,84	1,19	9,00
6					10,98		4501,8		90036		10,69	1,28	1,83	13,81
7					18,82		7716,2		154324		18,33	2,20	3,14	23,67
8					8,52		3493,2		69864		8,30	1,00	1,42	10,71
9					7,27		2980,7		59614		7,08	0,85	1,21	9,14
10					7,27		2980,7		59614		7,08	0,85	1,21	9,14
11					7,27		2980,7		59614		7,08	0,85	1,21	9,14
12					20,17		8269,7		165394		19,64	2,36	3,37	25,36
13					13,42		5502,2		110044		13,07	1,57	2,24	16,88
14					7,43		3046,3		60926		7,23	0,87	1,24	9,34
15					24,28		9954,8		199096		23,64	2,84	4,05	30,53
16					10,74		4403,4		88068		10,46	1,25	1,79	13,51
17					12,34		5059,4		101188		12,02	1,44	2,06	15,52
18					12,34		5059,4		101188		12,02	1,44	2,06	15,52
19					16,47		6752,7		135054		16,04	1,92	2,75	20,71
									Итого		226,97	27,29	38,9	293,1	92,11

 

             (1.7)

    (1.8)

Отложив на графике значения и при tн= +8 0С, а также значения и при tн= t0 и соединив их прямой, получим графики = f (tн) и = f (tн). Для построения часового графика расхода теплоты на горячее водоснабжение, определим, используя формулу пересчёта (12), среднечасовой расход теплоты на горячее водоснабжение для неотопительного периода .

    (1.9)

График среднечасового расхода теплоты на горячее водоснабжение не зависит от температуры наружного воздуха, и будет представлять собой прямую, параллельную оси абсцисс с ординатой для отопительного периода и неотопительного периода. Просуммировав ординаты часовых графиков на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение для диапазона температур tн и соединив их прямой получим суммарный часовой график . Для построения годового графика теплоты по продолжительности тепловой нагрузки находим продолжительности стояния температур наружного воздуха в часах с интервалом 50C и продолжительность отопительного периода. Данные сводим в таблицу 2.

Таблица 2  Продолжительность стояния температур наружного воздуха

Продолжительность стояния, n, час	Температура наружного воздуха
	и ниже	-45	-40	-35	-30	-25	-20	-15	-10	-5	0
	-45	-40	-35	-30	-25	-20	-15	-10	-5	0	8
n	-	-	-	-	5	36	137	316	636	1590	1480
Температуры	-45	-40	-35	-30	-25	-20	-15	-10	-5	0	8
∑n	-	-	-	-	5	41	178	494	1130	2720	4200

 

График по продолжительности тепловой нагрузки строится на основании суммарного часового графика . Для этого из точек на оси температур восстанавливаем перпендикуляры до пересечения с линией суммарного часового графика и из точек пересечения проводим горизонтальные прямые до пересечения с перпендикулярами, восстановленными из точек на оси продолжительности, соответствующих данным температурам.

Рисунок 2 График теплового потребления и тепловой нагрузки

Соединив найденные точки плавной кривой, получим график по продолжительности тепловой нагрузки за отопительный период в течение 5712 часов. Затем построим график по продолжительности тепловой нагрузки за неотопительный период, для чего проведем прямую параллельную оси абсцисс с ординатой равной до расчетной продолжительности работы системы теплоснабжения в году равной 8400 часов.

Для построения годового графика теплового потребления по месяцам находим среднемесячные температуры наружного воздуха. Затем, используя формулы пересчета (10) и (11) определим часовые расходы теплоты на отопление и вентиляцию для каждого месяца со среднемесячной температурой ниже +8 0C. Определим суммарные расходы теплоты для месяцев отопительного периода как сумму часовых расходов на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение. Для месяцев неотопительного периода (с >+8) суммарный расход теплоты будет равен среднечасовому расходу теплоты на горячее водоснабжение .

    (1.10)

    (1.11)

Аналогично выполняем расчёты и для других месяцев отопительного периода. Расчёты сведём в таблицу 3. Используя полученные данные, построим годовой график теплового потребления по месяцам (рисунок 3)

Таблица 3 Среднечасовые расходы теплоты по месяцам года

Среднечасовые расходы теплоты по месяцам	Среднемесячные температуры наружного воздуха
	Ян	Фев	Март	Апр	Май	Июнь	Июль	Авг	Сен	Окт	Нояб	Дек
	-5,7	-5,1	0,2	9	16,4	20	22	19	16,2	9,2	2,2	-3,1
Qо, МВт	134,5	131,08	101								89,65	119,73
Qv, МВт	24,83	24,199	18,6								16,55	22,10
Qhm, Qs hm, МВт	38,9	38,9	38,9	24,89	24,89	24,89	24,89	24,89	24,89	24,89	38,9	38,9
QΣ, МВт	198,2	194,17	159	24,89	24,89	24,89	24,89	24,89	24,89	24,89	145,11	180,73