Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология
Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии


СД 02 «Источники и системы теплоснабжения предприятий»



СД 02 «Источники и системы теплоснабжения предприятий»

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

 

к выполнению курсовой работы

 

 

140106 - Энергообеспечение предприятий

 

 

Уфа 2011

 

 

Методические указания разработали ст. преподаватель Шамукаев С.Б.

 

1. Рекомендовано к печати кафедрой «Автотракторные двигатели и теплотехника» (протокол № от «»2011 г.) и методической комиссией Энергетического факультета (протокол № от «»2011г.).

 

Рецензент: д.т.н., профессор Р.А. Алмаев

 

 

Ответственный за выпуск: зав. кафедрой, к.т.н., доцент Инсафуддинов С.З

 

ОГЛАВЛЕНИЕ

  Введение
1. Цель работы
2. Общие сведения о курсовой работе
  2.1 Исходные данные
  2.2 Содержание курсовой работы
  2.3 Состав и объем курсовой работы
  2.4 Требования к оформлению курсовой работы
3. Определение тепловых потоков на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение  
4. Регулирование отпуска теплоты на отопление
5. Регулирование отпуска теплоты на вентиляцию
6. Определение расходов сетевой воды
7. Гидравлический и тепловой расчет тепловых сетей
8. Гидравлические режимы водяных тепловых сетей
9. Подбор сетевых и подпиточных насосов
10. Расчет толщины тепловой изоляции
11. Расчет и подбор компенсаторов
12. Расчет усилий на опоры
13. Подбор основного и вспомогательного оборудования
  Приложения
  Библиографический список

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Курсовая работа теплоснабжение промышленного района выполняется студентами всех форм обучения специальности 140106 – Энергообеспечение предприятий и является завершающим этапом изучения курса “Источники и системы теплоснабжения промышленных предприятий”. В ней в сокращённом объёме решаются основные вопросы централизованного теплоснабжения промышленного района, такие как расчет тепловых потоков на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение жилых районов и промышленного предприятия, производится построение температурных графиков регулирования тепловой нагрузки на отопление и вентиляцию, производится полный гидравлический расчет всех трубопроводов, подсоединенных к котельной. В процессе выполнения работы студент получает навыки практического применения теоретических знаний и решения комплексных инженерных задач централизованного теплоснабжения.

В данных методических указаниях излагается порядок определения исходных данных, необходимых для выполнения курсовой работы, разъясняются требования по содержанию, составу, объёму и оформления работы, приводится пример выполнения курсовой работы и необходимая литература.

 


ЦЕЛЬ РАБОТЫ

 

Целью методических указаний является изложение требований к работе и рекомендации по её выполнению с использованием технической литературы. Выполнение курсовой работы позволит закрепить теоретический материал, получаемый на лекциях и в результате самостоятельной проработки части курса, применить его к решению практической задачи.

 


ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О КУРСОВОЙ РАБОТЕ

Исходные данные

Курсовая работа по теплоснабжению промышленного района выполняется в соответствии с заданием, составленным и подписанным руководителем. К заданию прилагается схема системы теплоснабжения района.

В работе предусматривается двухтрубная водяная система теплоснабжения, источником теплоты является котельная.

В задании на курсовую работу приведены следующие исходные данные: объем либо площадь отапливаемой территории, район расположения, температурный режим отпуска теплоты, система теплоснабжения (открытая, закрытая), способы регулирования (качественный, количественный), тип прокладки тепловых сетей (канальная, бесканальная) паропроводов, конденсатопроводов.

Остальные исходные данные, необходимые для решения отдельных частных вопросов курсовой работы, студент принимает сам по нормативной или справочной литературе, руководствуясь основными исходными данными.

 

Содержание курсовой работы

В курсовой работе разрабатывается в сокращённом объёме водяная система централизованного теплоснабжения промышленного предприятия. В курсовой работе решаются следующие основные вопросы:

- построение графиков изменения подачи теплоты каждому объекту в диапазоне изменения температур наружного воздуха;

- проведение расчета и представление температурного графика регулирования тепловой нагрузки;

- построение графиков расходов сетевой воды по объектам и в сумме;

- проведение гидравлического расчета тепловых сетей, выбор гидравлического режима эксплуатации, построение пьезометрического графика тепловой сети;

- выполнение теплового расчета тепловых сетей, исходя из удельных допустимых норм потерь теплоты при транспортировке теплоносителей, расчет толщины изоляционного покрытия;

- определение расхода пара на технологические нужды предприятия, расчет изменения температуры и давления пара по длине паропровода, расчет конденсатопровода;

- расчет тепловой схемы источника теплоснабжения, выбор основного сетевого оборудования

- определение расчётных часовых и годовых расходов теплоты на отопление, вентиляцию, горячее водоснабжение и суммарного;

- расчёт и построение графиков расходов теплоты в зависимости от температуры наружного воздуха и по продолжительности;

- разработка принципиальной схемы подключения потребителей теплоты к тепловым сетям;

- расчёт и построение графиков регулирования отпуска теплоты на отопление, вентиляцию, горячее водоснабжение и суммарного;

- выбор элементов конструкции прокладки тепловых сетей, не заданных в основных исходных данных;

- выполнение расчётной схемы для гидравлического расчёта тепловых сетей;

- гидравлический расчёт тепловых сетей по экономически наивыгоднейшим удельным линейным потерям давления;

- построение пьезометрического графика тепловых сетей с проработкой экстремальных режимов;

- подбор основного сетевого оборудования источника теплоты;

- выполнение монтажной схемы участка тепловой сети;

- расчёт заданного участка трубопровода тепловой сети на компенсацию температурных удлинений;

- определение нагрузок на одну разгруженную и одну неразгруженную неподвижные опоры тепловой сети;

- определение экономически наивыгоднейшей толщины тепловой изоляции трубопроводов в тепловой сети;

- построение продольного профиля участка тепловой сети;

- графическая разработка узлов камеры тепловой сети;

- вычерчивание деталей и элементов конструкции тепловой сети.

 

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОВЫХ ПОТОКОВ НА ОТОПЛЕНИЕ,

ВЕНТИЛЯЦИЮ И ГОРЯЧЕЕ ВОДОСНАБЖЕНИЕ

Максимальные тепловые потоки на отопление Qomax, вентиляцию Qvmax и горячее водоснабжение Qhmax жилых, общественных и производственных зданий следует принимать при проектировании тепловых сетей по соответствующим проектам. Тепловые потоки при отсутствии проектов отопления, вентиляции и горячего водоснабжения определяются:

ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСХОДОВ СЕТЕВОЙ ВОДЫ

Расчетный расход сетевой воды, кг/ч, для определения диаметров труб в водяных тепловых сетях при качественном регулировании отпуска теплоты следует определять отдельно для отопления, вентиляции и горячего водоснабжения по формулам

На отопление

(38)

На вентиляцию

(39)

На горячее водоснабжение

в открытых системах теплоснабжения

 

 

среднечасовой

(40)

максимальный

(41)

в закрытых системах теплоснабжения

среднечасовой, при параллельной схеме присоединения водоподогревателей

(42)

максимальный, при параллельной схеме присоединения водоподогревателей

(43)

среднечасовой, при двухступенчатых схемах присоединения водоподогревателей

(44)

максимальный, при двухступенчатых схемах присоединения водоподогревателей

(45)

В формулах (38 – 45) расчетные тепловые потоки приводятся в Вт, теплоёмкость с принимается равной . Расчет по этим формулам производится поэтапно, для температур .

Суммарные расчетные расходы сетевой воды, кг/ч, в двухтрубных тепловых сетях в открытых и закрытых системах теплоснабжения при качественном регулировании отпуска теплоты следует определять по формуле

(46)

Коэффициент k3, учитывающий долю среднечасового расхода воды на горячее водоснабжение при регулировании по нагрузке отопления, следует принимать по таблице 2

Таблица 2 Значения коэффициента k3

Система теплоснабжения Значение коэффициента k3
открытая с тепловым потоком, МВт:  
100 и более 0.6
менее 100 0.8
закрытая с тепловым потоком, МВт:  
100 и более 1.0
менее 100 1.2

 

ПРИМЕЧАНИЕ. При регулировании по совмещенной нагрузке отопления и горячего водоснабжения коэффициент k3 принимается равным нулю.

Для закрытых систем теплоснабжения при регулировании по нагрузке отопления и тепловом потоке менее 100 МВт при наличии баков аккумуляторов у потребителей коэффициент k3 следует принимать равным единице.

Суммарный расчетный расход воды для потребителей при при отсутствии баков аккумуляторов, а также с тепловым потоком 10 МВт и менее, следует определять по формуле

(47)

Расчетный расход воды, кг/ч, в двухтрубных водяных тепловых сетях в неотопительный период, , следует определять по формуле

(48)

где - коэффициент, учитывающий изменение расхода воды на горячее водоснабжение в неотопительный период (определяется по приложению №7).

Расход воды в обратном трубопроводе двухтрубных водяных тепловых сетей открытых систем теплоснабжения принимается равным в размере 10 % от расчетного расхода воды, определенного по формуле (41). Расчетный расход воды для определения диаметров подающих и циркуляционных трубопроводов систем горячего водоснабжения следует определять в соответствии со СНиП 2.04.01-85.

 

СЕТЕЙ

Гидравлические режимы водяных тепловых сетей (пьезометрические графики) следует разрабатывать для отопительного и неотопительного периодов. Пьезометрический график позволяет: определить напоры в подающем и обратном трубопроводах, а также располагаемый напор в любой точке тепловой сети. Пьезометрические графики строятся для магистральных и квартальных тепловых сетей. Для магистральных тепловых сетей могут быть приняты масштабы: горизонтальный Мг 1: 10000; вертикальный Мв 1: 1000; для квартальных тепловых сетей: Мг 1: 1000, Мв 1: 500.

Пьезометрические графики строятся для статического и динамического режимов системы теплоснабжения. Пьезометрический график для отапливаемого периода строится поочередно, в 9 этапов:

1). За начало координат в магистральных сетях принять местоположение ТЭЦ.

2). В принятых масштабах построить профиль трассы и высоты присоединенных потребителей (приняв 9-ти этажную застройку). За нулевую отметку оси ординат (оси напоров) принимают отметку низшей точки теплотрассы или отметку сетевых насосов.

3). Построить линию статического напора, величина которого должна быть выше местных систем теплопотребления не менее чем на 5 метров, обеспечивая их защиту от «оголения», и в то же время не должна превышать максимальный рабочий напор для местных систем. Величина максимального рабочего напора составляет: для систем отопления со стальными нагревательными приборами и для калориферов - 80 метров; для систем отопления с чугунными радиаторами - 60 метров; для независимых схем присоединения с поверхностными теплообменниками - 100 метров.

4). На оси ординат откладывается требуемый напор у всасывающих патрубков сетевых насосов (30 - 35 метров) в зависимости от марки насоса.

5). Используя результаты гидравлического расчета, строят линию потерь напора обратной магистрали. Величина напоров в обратной магистрали должна соответствовать требованиям указанным выше при построении линии статического напора.

6). Строится линия располагаемого напора для системы теплоснабжения расчетного квартала. Величина располагаемого напора в точке подключения квартальных сетей принимается не менее 40 м.

7). Строится линия потерь напора подающего трубопровода, а так же линия потерь напора в коммуникациях источника теплоты (ТЭЦ). При отсутствии данных потери напора в коммуникациях ТЭЦ могут быть приняты равными 25 - 30 м. Напор во всех точках подающего трубопровода исходя из условия его механической прочности не должен превышать 160 м. Пьезометрический график может быть перемещен параллельно себе вверх или вниз если возникает опасность «оголения» или «раздавливания» местных систем теплоснабжения. При этом необходимо учитывать, чтобы напор на всасывающем патрубке не превысил предельного значения для принятой марки насоса.

8). Под пьезометрическим графиком располагается спрямленная однолинейная схема теплотрассы с ответвлениями, указываются номера и длины участков, диаметры трубопроводов, расходы теплоносителя, располагаемые напоры в узловых точках.

9). На пьезометрическом графике главной магистрали строится график расчетного ответвления.

Для построения пьезометрических графиков для неотопительного периода необходимо:

1). Определить потери давления в главной магистрали при пропуске максимального расхода сетевой воды на горячее водоснабжение Ghmax. В открытых системах потери давления в обратной магистрали определяют при пропуске расхода равного 0, 1Ghmax.

2). Принять потери напора в коммуникациях источника, а также располагаемый напор перед расчетным кварталом такими же, как и для отопительного периода.

3). Следует учитывать, что квартальные сети являются продолжением магистральных сетей. Располагаемый напор в начале квартальных сетей (40 м.) должен быть использован на потери напора в местных системах теплопотребления зданий кварталов и на потери напора в подающей и обратной магистралях квартальных сетей.

4). Следует учитывать, что линии напоров пьезометрического графика квартальных сетей и при статическом, и при динамическом режимах будут продолжением соответствующих линий пьезометрического графика магистральных тепловых сетей.

При подземной прокладке

 

канальная прокладка

(71)

бесканальная прокладка

(72)

где - нормированная линейная плотность теплового потока, Вт/м (принимается по приложению 16);

- средняя за период эксплуатации температура теплоносителя (при параметрах теплоносителя 150/90 принимается для подающего трубопровода 90 С, для обратного 50 С);

- среднегодовая температура окружающей среды (определяется по приложению №18 в зависимости от вида прокладки трубопровода);

- коэффициент, принимаемый по приложению №19.

- термическое сопротивление поверхности изоляционного слоя, м·°С /Вт, определяемое по формуле

(73)

здесь - коэффициент теплоотдачи с поверхности тепловой изоляции в окружающий воздух (при прокладке в каналах = 8; при прокладке в техподпольях и тоннелях = 11, при надземной прокладке = 29);

d – наружный диаметр трубопровода, м;

- термическое сопротивление поверхности канала, определяемое по формуле

(74)

здесь - коэффициент теплоотдачи от воздуха к внутренней поверхности канала ( = 8 Вт/(м² ·°С));

F - внутреннее сечение канала, м2;

P - периметр сторон по внутренним размерам, м;

- термическое сопротивление стенки канала, определяемое по формуле

, (75)

здесь - теплопроводность стенки канала (для железобетона = 2, 04 Вт/(м·°С));

- наружный эквивалентный диаметр канала, определяемый по наружным размерам канала, м;

- термическое сопротивление грунта, определяемое по формуле:

, (76)

здесь - теплопроводность грунта, зависящая от его структуры и влажности (при отсутствии данных его значение можно принимать для влажных грунтов = 2-2, 5 Вт/(м·°С), для сухих грунтов

= 1, 0-1, 5 Вт/(м·°С));

h - глубина заложения оси теплопровода от поверхности земли, м;

- добавочное термическое сопротивление, учитывающее взаимное влияние труб при бесканальной прокладке, величину которого определяют по формулам

· для подающего трубопровода

(77)

· для обратного трубопровода

(78)

где h - глубина заложения осей трубопроводов, м;

b - расстояние между осями трубопроводов, м, принимаемое в зависимости от их диаметров условного прохода по данной таблице:

Таблица 3 Расстояние между осями трубопроводов

dу, мм 50-80 125-150
b, мм

, - коэффициенты, учитывающие взаимное влияние температурных полей соседних теплопроводов, определяемые по формулам

(79)

(80)

здесь , - нормированные линейные плотности тепловых потоков соответственно для подающего и обратного трубопроводов, Вт/м.

РАСЧЕТ УСИЛИЙ НА ОПОРЫ

Вертикальную нормативную нагрузку на подвижную опору Fv, Н, определяют по формуле

(89)

где - масса одного метра трубопровода в рабочем состоянии включающий вес трубы, теплоизоляционной конструкции и воды, Н/м;

L - пролет между подвижными опорами, м.

Величина для труб с наружным диаметром может быть принята по табл. 4 методического пособия:

Таблица 4 Масса 1 м трубопровода в рабочем состоянии

, мм
, Н/м
, мм
, Н/м

 

Пролеты между подвижными опорами в зависимости от условий прокладки и типов компенсаторов приведены в таблицах 5, 6 методического пособия.

Таблица 5 Пролеты между подвижными опорами на бетонных подушках при канальной прокладке.

Dу, мм L, м Dу, мм L, м Dу, мм L, мм Dу, мм L, м
1, 7 3, 5
2, 5 4, 5
8, 5

Таблица 6 Пролеты между подвижными опорами при надземной прокладке, а также в тоннелях и техподпольях.

Dу, мм L, м Dу, мм L, м Dу, мм L, м
6/6 14/13
7/7 14/13
2, 5 8/8 14/13
9/9 15/13
3, 5 11/11 15/13
12/12 16/13
5/5 14/14 18/15
        20/16

 

Примечание: в числителе L для П-образных компенсаторов и самокомпенсации, в знаменателе - для сальниковых компенсаторов.

Горизонтальные нормативные осевые нагрузки на подвижные опоры Fhx, Н, от трения определяются по формуле

(90)

где - коэффициент трения в опорах, который для скользящих опор при трении сталь о сталь принимают равным 0, 3 (при использовании фторопластовых прокладок = 0, 1), для катковых и шариковых опор = 0, 1.

При определении нормативной горизонтальной нагрузки на неподвижную опору следует учитывать: неуравновешенные силы внутреннего давления при применении сальниковых компенсаторов, на участках имеющих запорную арматуру, переходы, углы поворота, заглушки; следует также учитывать силы трения в подвижных опорах и силы трения о грунт для бесканальных прокладок, а также реакции компенсаторов и самокомпенсации. Горизонтальную осевую нагрузку на неподвижную опору следует определять:

- на концевую опору - как сумму сил действующих на опору;

- на промежуточную опору - как разность сумм сил действующих с каждой стороны опоры.

Неподвижные опоры должны рассчитываться на наибольшую горизонтальную нагрузку при различных режимах работы трубопроводов (охлаждение, нагрев) в том числе при открытых и закрытых задвижках. Для расчета усилий действующих на неподвижные опоры могут быть использованы типовые расчетные схемы, приведенные в литературе [5. стр.172-173], [7.стр.230-242].

Подбор паровых котлов.

Подбор паровых котлов производится на основании их однотипности, по техническим параметрам пара (по приложению№25).

Подбор элеватора.

Требуемый располагаемый напор для работы элеватора , м определяется по формуле

(91)

где h - потери напора в системе отопления, принимаемые 1, 5-2м;

Up - расчетный коэффициент смешения, определяемый по формуле:

(92)

Расчетный коэффициент смешения для температурного графика 150-70 равен = 2, 2; для графика 140-70 = 1, 8; для графика 130-70 = 1, 4.

Диаметр горловины камеры смешения элеватора dг, мм, при известном расходе сетевой воды на отопление G, т/ч, определяется по формуле

(93)

Диаметр сопла элеватора dc, мм, при известном расходе сетевой воды на отопление G, т/ч, и располагаемом напоре для элеватора Н , м, определяется по формуле

(94)

Величина напора Н, м, гасимого соплом элеватора, не может, во избежание возникновения кавитационных режимов, превышать 40 м. Для определения диаметра сопла элеватора, его номера, требуемого напора, могут быть использованы номограммы, приведенные в справочной литературе [5. стр. 312], [6. стр. 73-75]

Подбор насосов.

Модели и количество сетевых и подпиточных насосов подбираются согласно методическим рекомендациям раздела №7, выбор осуществляется по приложениям № 21 и №22.

 

Подбор запорной арматуры.

Диаметр штуцера и запорной арматуры d, м, для спуска воды из секционируемого участка трубопровода определяют по формуле

(95)

где - общая длина трубопровода

- длины отдельных участков трубопровода, м, с условными диаметрами , м, при уклонах ;

m - коэффициент расхода арматуры, принимаемый для вентилей m = 0, 0144, для задвижек m = 0, 011;

n - коэффициент, зависящий от времени спуска воды t (см. таблицу №7).

Таблица 7 Значения коэффициента n.

t = 1 ч t = 2 ч t = 3 ч t = 4 ч t = 5 ч
n = 1 n = 0, 72 n = 0, 58 n = 0, 5 n = 0, 45

 

Максимальное время спуска воды предусматривается для трубопроводов:

300 мм - не более 2 ч

350 ÷ 500 - не более 4 ч

600 - не более 5 ч

Диаметр спускного устройства для двустороннего дренажа, установленного в нижней точке трубопровода, определяют по формуле

(96)

где , - диаметры спускных устройств, определяемые по формуле (95) соответственно для каждой стороны.

Расчетный диаметр штуцера округляют с увеличением до стандартного и сравнивают с приведенными в таблице №8 данными.

Таблица 8 Условный проход штуцера и запорной арматуры для спуска воды.

, мм 65 вкл. 80-125 до 150 200-250 300-400 600-700
Условный проход штуцера, мм

 

К установке принимают наибольший из двух сравниваемых диаметров штуцеров и запорной арматуры.

Условный проход штуцера и запорной арматуры для выпуска воздуха из секционируемых участков водяных тепловых сетей приведен в таблице №9.

Таблица 9 Условный проход штуцера и запорной арматуры для выпуска воздуха

, мм 25-80 100-150 200-300 350-400 500-700 800-1200
Условный проход штуцера, мм

 

 

 

ПРИЛОЖЕНИЯ

ПРИЛОЖЕНИЕ А Климатические данные по некоторым городам бывшего СССР (на основании СНиП.А.6-72. Строительная климатология №1. и геофизика)


Поделиться:



Популярное:

Последнее изменение этой страницы: 2016-03-25; Просмотров: 1018; Нарушение авторского права страницы


lektsia.com 2007 - 2024 год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! (0.096 с.)
Главная | Случайная страница | Обратная связь