Теплоснабжение района г

АННОТАЦИЯ

К выпускной квалификационной работе 
выполненной студентом  группы ЗПТтд-1-13 
Купцовым Максимом Валерьевичем
На тему «Теплоснабжение района г. Казани от водогрейной котельной Парина,20».
     
     Целью работы является проектирование системы теплоснабжения района г. Казани от водогрейной котельной Парина, 20А
     Структурно работа включает в себя введение, четыре раздела, заключение, список использованной литературы.
     Графическая часть представлена на 6 листах формата А1.
     Пояснительная записка состоит из:
     -  80    страниц машинописного текста;
     -  4   рисунков;
     -  10   таблиц;  
     -  30   литературных источников.
     
     			





СОДЕРЖАНИЕ

Введение												6
1 Расчет тепловых нагрузок и схемы котельной					8
     1.1 Потребители теплоты и тепловые сети					8
     1.2 Расчет тепловых нагрузок и расходов теплоносителя			10
     1.3 Расчет режимов отпуска тепла							19
     1.4 Расчет тепловой схемы котельной						23
2 Расчет тепловой сети и подбор оборудования котельной   			35
     2.1 Гидравлический расчет тепловой сети					35
     2.2 Подбор основного и вспомогательного оборудования котельной	44
     2.3 Тепловой, гидравлический   расчет котлоагрегата				48
3 Технико-экономический расчет								66
4 Охрана труда и техника безопасности							72
Заключение			  								77
Список использованной литературы							78


     ВВЕДЕНИЕ
            
      Система теплоснабжения – часть энергетического комплекса,включающая в себя источник тепла с котельными агрегатами, насосным и прочим оборудованием, разводящих магистральных и внутриквартальных наружных тепловых сетей и внутренних систем теплопотребления зданий. 
      Совокупность всех устройств обеспечивает функционирование системы как единого целого. При этом повреждение одного из звеньев данной системы, оказывает влияние на всю систему теплоснабжения. Поэтому осуществление оптимизации, наладки и регулирования необходимо применять в рамках жизнедеятельности всех составляющих энергетических элементов, включая системы электро-, тепло-, газо-, водоснабжения и водоотведения и т.п [13].
      Надежность    энергетических    объектов 	обеспечивается    слаженной    и взаимоувязанной работой всех систем единого энергетического комплекса. 
      Надежность систем централизованного теплоснабжения зависит от структуры, параметров, степени резервирования и качества элементов всех ее подсистем – источников тепловой энергии, тепловых сетей, элементов потребления, систем автоматического регулирования, а также качеством эксплуатации и строительно-монтажных работ [13].
      Из-за нескольких как удаленных по времени, так и действующих реально причин существующее положение в централизованном теплоснабжении можно охарактеризовать неудовлетворительным техническим уровнем и достаточно невысокой экономической эффективностью систем, значительным износом оборудования, недостаточными надежностью теплоснабжения и уровнем комфорта в зданиях, значительными потерями тепловой энергии.
      При этом область теплоснабжения в нашей стране имеет высокую социальную и экономическую значимость, так как играет ключевую роль в достойном жизнеобеспечении населения.
      Целью работы является проектирование системы теплоснабжения района г. Казани от котельной.
      Котельная является источником централизованного теплоснабжения жилого района. 
      В качестве основного проектного топлива для энергетических котлов принят природный газ.
      Для достижения цели необходимо решить следующие задачи:
      - произвести расчет тепловых нагрузок и схемы котельной;
      - дать обоснование и описание основного и вспомогательного оборудования котельной;
      - произвести тепловой, гидравлический и аэродинамический расчет котлоагрегата с расчетов основных рабрчих характеристик;
      - рассмотреть вопросы охраны труда и экологичности проектных решений;
      - выполнить технико-экономические расчеты себестоимости единицы тепловой энергии.
     Структурно работа включает в себя введение, четыре раздела, заключение, список использованной литературы.
     
     
     
     
     
     

     1 РАСЧЕТ ТЕПЛОВЫХ НАГРУЗОК И СХЕМЫ КОТЕЛЬНОЙ
     
     1.1 Потребители теплоты и тепловые сети
      В данной работе рассматривается теплоснабжение жилого микрорайона  города Казани от водогрейной котельной. 
      Источником теплоснабжения является котельная «Парина, 20А». 
      Система теплоснабжения предназначена для нужд горячего водоснабжения и отопления. 
      Потребителями тепла являются жилые, административные и вспомогательные здания. 
      К котельной подключено 33 потребителя, список которых с тепловыми нагрузками приведен в таблице 1.1.
      
Таблица 1.1 Тепловые нагрузки зданий
№п/п
Абонент 
Часовые нагрузки, Гкал/ч


Отопл.
Вентил.
ГВС
1
2
3
4
5
№1
Общежитие 
0,4245
0,0000
0,1046

ДЮСШ «Приволжанин»
0,0461
0,0000
0,0160

Библиотека 
0,0047
0,0000
0,0000

Итого: 0,5959
0,4753
0,0000
0,1206
№2
Ж.Д.
0,3069
0,0000
0,0453
№3
Ж.Д.
0,8650
0,0000
0,2212

Магазин №905
0,0293
0,0000
0,0023

Нежилое помещение
0,0092
0,0000
0,0068

Офис 
0,1585
0,0000
0,0229

Нежилое помещение
0,0114
0,0000
0,0052

Офис 
0,0035
0,0000
0,0011

Итого: 1,3364
1,0769
0,0000
0,2595
      Продолжение таблицы 1.1
1
2
3
4
5
№4
Ж.Д.
0,3020
0,0000
0,0799
№5
Ж.Д.
0,4371
0,0000
0,0941
№6
Ж.Д.
0,7737
0,0000
0,1651

Магазин (пристрой)
0,0450
0,0000
0,0021

Магазин «Авто»
0,0378
0,0000
0,0011

Офис 
0,0087
0,0000
0,0066

Итого: 1,0401
0,8652
0,0000
0,1749
№7
Ж.Д.
0,5138
0,0000
0,1275

Пристрой-магазин 
0,0318
0,0000
0,0165

Магазин-подвал
0,0017
0,0000
0,0000

Кафе Сагитова
0,0000
0,0000
0,0088

Итого: 0,7001
0,5473
0,0000
0,1528
№8
Ж.Д.
0,7137
0,0000
0,1848

Общежитие 
0,0423
0,0000
0,0043

Итого: 0,9451
0,7560
0,0000
0,1891
№9
Ж.Д. корп.1
0,3929
0,0000
0,0264
№10
Ж.Д.
0,7096
0,0000
0,1245
№11
Приволжский районный суд
0,2672
0,1763
0,0355
№12
Ж.Д.
0,3907
0,0000
0,0209
№13
Д/сад №31
0,3200
0,2500
0,3100
№14
Ж.Д.
1,4100
0,0000
0,0461

Офисы (1эт)
0,0600
0,0000
0,0134

Подземная парковка 
0,0000
0,1950
0,0000

Ж.Д. (2-я очередь)
0,67
0,0000
0,0392

Офисы (2-я очередь)
0,07
0,0000
0,05

Итого 2,5557
2,21
0,1950
0,1507
№15
Ж.Д.
1,0133
0,0000
0,2327
№16
Ж.Д.
1,0327
0,0000
0,6000

Итого 14,3413
11,1031
0,6213
2,6169
     1.2 Расчет тепловых нагрузок и расходов теплоносителя
      Произведем расчет тепловых нагрузок теплопотребления.
      Тепловые нагрузки принимают по проектным данным, если в результате обследования установлено соответствие проектам систем отопления, вентиляции, кондиционирования воздуха и горячего водоснабжения. 
      При отсутствии проектов или их несоответствии фактическим данным тепловые нагрузки для промышленных зданий определяют расчетным путем с учетом выявленных при обследовании технических характеристик отопительных приборов, калориферов, водоподогревателей, а для жилых зданий - по удельным характеристикам.
      Расход теплоты на отопление (на системы, оборудование конвективно-излучающими приборами). Расчетные расходы теплоты (Гкал/ч) на отопление жилых, общественных и административных зданий определяют по укрупненным показателям
      
                                               (1.1)
      
            
      где q - удельная отопительная характеристика здания при tв.р.= -32С, кал ?(м3?ч?С); 
      ?- поправочный коэффициент, учитывающий климатические условия района и применяемый в случаях, когда расчетная температура наружного воздуха отличается от – 32С; 
      V-объем здания по наружному обмеру, м3;  
      t в- расчетная температура воздуха внутри отапливаемого здания, С ; 
      tв.р.- расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления, С.
      Отопительные характеристики жилых зданий с учетом  естественной вентиляции для климатического пояса с расчетной температурой наружного воздуха tв.р.=  -32С можно также определить по эмпирической формуле ВТИ им. Ф. Э. Дзержинского:
      
      ,             		                  (1.2)
      
      где V – объем зданий по наружному обмеру, м3; 
      n = 6, a = 1,6 – для зданий, возведённых до 1958 г.; 
      n = 8, а = 1,3 – для зданий, построенных после 1958 г. (из сборного железобетона).
      Определим расход теплоты на горячее водоснабжение. Расчетные расходы горячей воды и теплоты на горячее водоснабжение определяют по проектным данным. При их отсутствии нормативный расход горячей воды для жилых зданий определяют по формулам:
      среднечасовой за сутки наибольшего водопотребления
      
      ,                                       	         (1.3)
      
      максимально часовой 
      
      ,                                                (1.4)
      
      где а – норма расхода горячей воды на одного потребителя, принимаемая по таблице 1.5 [2].
      N – расчетное число потребителей;
      К – коэффициент часовой неравномерности потребления горячей воды; 
      10-3 – коэффициент перевода расхода воды из л/ч в м3/ч.
      Среднечасовой и максимально-часовой расчетные расходы теплоты на горячее водоснабжение (Гкал/ч) определяют умножением соответствующих расходов воды на коэффициент (55 – tx)10-3 (где 55 – принятая температура горячей воды, tx – температура холодной воды, которая при отсутствии данных принимается равной 5 0С).
      Расчетный среднечасовой расход горячей воды для жилых зданий находят по формуле:
      
      ,                             	              (1.5)
      
где tx – принятая температура горячей воды в системах горячего водоснабжения, 0С, принимается не ниже 50 0С для закрытой системы теплоснабжения и не ниже 60 0С для открытой системы.
      Расчетный максимально-часовой расход горячей воды находят умножением расчетного среднечасового расхода на коэффициент часовой неравномерности водопотребления для жилого здания. При определении расчетного максимального расхода воды на горячее водоснабжение города (жилого района) коэффициент часовой неравномерности её потребления принимают 1,7 – 2,2.
      Среднечасовые расчетные расходы воды и теплоты на горячее водоснабжение в летний период находят по формулам:
      
      ;                 	                                 (1.6)
      ;                            	             (1.7)
      
      где tг.л и tх.л – принятые температуры горячей и холодной воды в летний период, 0С; при отсутствии данных принимают tх.л = 15 0С; 
      p __ коэффициент, учитывающий снижение среднечасового расхода воды на горячее водоснабжение в летний период, при отсутствии данных принимается равным 0,8, а для предприятий, курортов и южных городов p=1.
      Расчетный расход воды в системе отопления, присоединенной к тепловой сети посредством подмешивающего устройства- элеватора или насоса, находят по формуле:
      
                                	              (1.8)
      
      где t3p - расчетная температура воды на входе в систему, С.
      Расчетные расходы воды из тепловой сети G и по системе отопления  связаны между собой через коэффициент смешения: 
      
      = G(1+up)                        	                     (1.9)
      
      где up- - расчетный коэффициент смешения, равный отношению расчетного расхода подмешиваемой воды к расчетному расходу сетевой воды.
      Расход сетевой воды на горячее водоснабжение в летний период. В закрытой системе теплоснабжения расход сетевой воды на горячее водоснабжение в летний период для всех схем подогревателей определяют по формуле:
      
       				(1.10)
      
      где t п..л – температура воды в падающей линии в летний период, 0С; 
      t- температура воды за подогревателем горячего водоснабжения, 0С;
       t х..л –температура водопроводной воды в летний период, 0С.
      По вышеприведенным формулам произведем расчет нагрузок и расходов теплоносителя на отопление и горячее водоснабжение для жилого дома «Абонент №4 Жилой дом».
      Нагрузка отопления определяется по формуле:

Гкал/ч

      Определим расход теплоносителя на горячее водоснабжение:
      


      Средняя нагрузка горячего водоснабжения для жилого дома составит:
      Летняя
      


      Зимняя
      


            
      Расход теплоносителя на отопление составит
      
G=

            
      Найденные нагрузки и расходы теплоносителя отопления и горячего водоснабжения приведены в таблице 1.2. 
      Суммарная тепловая нагрузка на отопление и вентиляцию микрорайона  составила 11,724 Гкал/ч, на горячее водоснабжение – 2,617 Гкал/ч. 
      Суммарная тепловая нагрузка 14,34 Гкал/ч.
     Расход сетевой воды на отопление и горячее водоснабжение рассчитанные по вышеприведенным формулам представлены в таблице 1.2. 
     Суммарный расход теплоносителя на отопление и вентиляцию составил 260,54 м3/ч, на горячее водоснабжение 52,39 м3/ч. 
      Суммарный расход теплоносителя составил 312,88 м3/ч.
      
      Таблица 1.2 Тепловые нагрузки и расходы теплоносителя жилого района
Абонент
Тепловые нагрузки, Гкал/час
Расход теплоносителя, м3/час

Q0
Qv
Qгвз
Qгвл
Gотр
Gvр
Gгвз
Gгвл
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Общежитие 
0,4245
0,000
0,105
0,084
9,433
0,000
2,092
1,674
ДЮСШ «Приволжанин»
0,0461
0,000
0,016
0,013
1,024
0,000
0,320
0,256
Библиотека 
0,0047
0,000
0,000
0,000
0,104
0,000
0,000
0,000
Итого: 0,5959
0,4753
0,000
0,121
0,096
10,562
0,000
2,412
1,930
Ж.Д.
0,3069
0,000
0,045
0,036
6,820
0,000
0,906
0,725
Ж.Д.
0,8650
0,000
0,221
0,177
19,222
0,000
4,424
3,539
Магазин №905
0,0293
0,000
0,002
0,002
0,651
0,000
0,046
0,037
Нежилое помещение
0,0092
0,000
0,007
0,005
0,204
0,000
0,136
0,109
Офис 
0,1585
0,000
0,023
0,018
3,522
0,000
0,458
0,366
Нежилое помещение
0,0114
0,000
0,005
0,004
0,253
0,000
0,104
0,083
Офис 
0,0035
0,000
0,001
0,001
0,078
0,000
0,022
0,018
Итого: 1,3364
1,0769
0,000
0,260
0,208
23,931
0,000
5,190
4,152


      Продолжение таблицы 1.2
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Ж.Д.
0,3020
0,000
0,080
0,064
6,711
0,000
1,598
1,278
Ж.Д.
0,4371
0,000
0,094
0,075
9,713
0,000
1,882
1,506
Ж.Д.
0,7737
0,000
0,165
0,132
17,193
0,000
3,302
2,642
Магазин (пристрой)
0,0450
0,000
0,002
0,002
1,000
0,000
0,042
0,034
Магазин «Авто»
0,0378
0,000
0,001
0,001
0,840
0,000
0,022
0,018
Офис 
0,0087
0,000
0,007
0,005
0,193
0,000
0,132
0,106
Итого: 1,0401
0,8652
0,000
0,175
0,140
19,227
0,000
3,498
2,798
Ж.Д.
0,5138
0,000
0,128
0,102
11,418
0,000
2,550
2,040
Пристрой-магазин 
0,0318
0,000
0,017
0,013
0,707
0,000
0,330
0,264
Магазин-подвал
0,0017
0,000
0,000
0,000
0,038
0,000
0,000
0,000
Кафе Сагитова
0,0000
0,000
0,009
0,007
0,000
0,000
0,176
0,141
Итого: 0,7001
0,5473
0,000
0,153
0,122
12,162
0,000
3,056
2,445
Ж.Д.
0,7137
0,000
0,185
0,148
15,860
0,000
3,696
2,957
Общежитие 
0,0423
0,000
0,004
0,003
0,940
0,000
0,086
0,069
Итого: 0,9451
0,7560
0,000
0,189
0,151
16,800
0,000
3,782
3,026
      Продолжение таблицы 1.2
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Ж.Д. корп.1
0,3929
0,000
0,026
0,021
8,731
0,000
0,528
0,422
Ж.Д.
0,7096
0,000
0,125
0,100
15,769
0,000
2,490
1,992
Приволжский районный суд
0,2672
0,176
0,036
0,028
5,938
3,918
0,710
0,568
Ж.Д.
0,3907
0,000
0,021
0,017
8,682
0,000
0,418
0,334
Д/сад №31
0,3200
0,250
0,310
0,248
7,111
5,556
6,200
4,960
Ж.Д.
1,4100
0,000
0,046
0,037
31,333
0,000
0,922
0,738
Офисы (1эт)
0,0600
0,000
0,013
0,011
1,333
0,000
0,268
0,214
Подземная парковка 
0,0000
0,195
0,000
0,000
0,000
4,333
0,000
0,000
Ж.Д. (2-я очередь)
0,67
0,000
0,039
0,031
14,889
0,000
0,784
0,627
Офисы (2-я очередь)
0,07
0,000
0,050
0,040
1,556
0,000
1,000
0,800
Итого 2,5557
2,21
0,195
0,151
0,121
49,111
4,333
3,014
2,411
Ж.Д.
1,0133
0,000
0,233
0,186
22,518
0,000
4,654
3,723
Ж.Д.
1,0327
0,000
0,600
0,480
22,949
0,000
12,000
9,600
Итого 
11,1031
0,621
2,617
2,094
246,736
13,807
52,338
41,870

     1.3 Расчет режимов отпуска тепла
     График тепловых нагрузок представлен на рис. 1.1.
     

Рис. 1.1 График тепловых нагрузок

      При наладке систем централизованного теплоснабжения за основу принимают проектный режим отпуска теплоты. 
      Однако при изменении проектных условий в системе теплоснабжения - отношение суммарного среднечасового расхода теплоты на горячее водоснабжения к суммарному максимальному часовому расходу теплоты на отопление, расчетной температуры наружного воздуха, оборудования тепловых пунктов и т.п. – проектный режим должен быть откорректирован с учетом этих изменений и разработан новый график температур сетевой воды.
      Центральное качественное регулирование по отопительному графику предусмотрено для двухтрубных тепловых сетей с преобладающей тепловой нагрузкой на отопление и вентиляцию. 
      При наличии нагрузки на горячее водоснабжение график температур воды в подающей линии в теплый период отопительного сезона спрямляют так, чтобы была обеспечена необходимая температура потребляемой горячей воды. При одновременной подаче теплоты на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение жилых районов вентиляционную тепловую нагрузку при выборе режима регулирования не учитывают. 
      На выбор режима регулирования нагрузка горячего водоснабжения может влиять при определенных схемах тепловых пунктов.
      Регулирование отпуска теплоты по повышенному температурному графику предусмотрено в закрытых системах теплоснабжения жилых районов, когда не менее 80 % жилых зданий имеет системы горячего водоснабжения с двухступенчатой последовательной схемой включения подогревателей, а соотношение нагрузок горячего водоснабжения и отопление у них примерно одинаковое.
      Регулирование отпуска теплоты по скорректированному графику температур предусмотрено в открытых системах теплоснабжения, если не менее 80% жилых зданий имеет примерно одинаковое соотношение нагрузок горячего водоснабжения и отопления (характерные потребители). При этом на вводах потребителей устанавливают дроссельные диафрагмы.
      При соотношении среднечасового расхода теплоты на горячее водоснабжение и расчетного расхода теплоты на отопление ?, лежащего в пределах от 0,1 до 0,2-0,3, вводят повышенный скорректированный температурный график. 
      При ?<0,1 можно не учитывать влияние водоразбора на режим систем отопления. 
      При ?>0,2-0,3 следует учитывать величину водоразбора при гидравлическом расчете подающей линии тепловой сети и применять пониженный скорректированный график температур. Если в системе теплоснабжения не удается выделить группу характерных потребителей , то на вводах диафрагмы не устанавливают, а влияние водоразбора компенсируют расходом сетевой воды.
      График температуры воды при центральном качественном регулировании по совместной нагрузке отопления и горячего водоснабжения рассчитывают в зависимости от значения соотношения среднечасового расхода теплоты на горячее водоснабжение к суммарному максимальному часовому расходу теплоты на отопление жилых зданий района (города). При расчете графиков температур принимают: начало и конец отопительного сезона при температуре наружного воздуха tи = 8 0С; температуру внутреннего воздуха отапливаемых зданий для жилых районов tв = 18 0С при расчетной наружной температуре для отопления tн.р.  ? 30  0С и tв = 20 0С – при tн.р < -30 0С.
      Тепловыделение в зданиях, а также отличие внутренней температуры воздуха в помещениях от приятной при построении графика центрального регулирования учитывают в схеме  местного регулирования систем теплопотребления. При расчете графика температуры воды в падающем трубопроводе следует вводить поправку, учитывающую влияние ветра (при скорости его Vв более 5 м/с) на тепловые потери здания.
      Отопительный график качественного регулирования. При качественном регулировании отпуска теплоты для отопительных систем график температур воды до и после элеватора и температуры воды, поступающей в тепловую сеть из отопительной системы, строят по результатам расчета по формулам: 
      
      t1=(1+uр) t3-uр t2                                                                     (1.11)
      
           (1.12)
      
                 t2=t3- (t3p - t2p)                                           (1.13)
      
      Для систем отопления, оборудованных наиболее распространенными типами конвективно излучающих нагревательных приборов, в показателе степени n =0,25. Для систем теплопотребления, оборудованных конвективно-излучающими приборами и подключенных к тепловой сети непосредственно, Uр=0 и t3=t1.
      Текущие значения температуры воды после элеватора и обратной от систем отопления в диапазоне спрямления температурного графика при неизменном располагаемом напоре источника теплоты определяют по формулам:
      
                                           (1.14)
		         (1.15)

Рис. 1.2 Температурный график для тепловой сети от водогрейной котельной «Парина, 20А»


     1.4 Расчет тепловой схемы котельной
     Основной целью расчета тепловой схемы котельной является выбор основного и вспомогательного оборудования с определением исходных данных для последующего технико-экономического расчета.
     Расчет тепловой схемы котельной базируется на решении уравнений теплового и материального баланса, составляемых для каждого элемента схем.  Увязка этих уравнений производится в конце расчета в зависимости от принятой схемы котельной.
      Исходные данные для расчета приведены в таблице 1.3. Эта таблица составляется на основании проекта системы теплоснабжения или расчета расходов теплоты различным потребителям по укрупненным показателям. В этой же таблице указываем значения величин, предварительно принятые в последующих расчетах.
     
Таблица 1.3 Исходные данные к расчету тепловой схемы
                Наименование
Обо-ние
Значение величин при характерных режимах работы котла





     максимально- зимнем
наиболее холодного месяца
летнем





1
2
3
4
5
Место расположения котельной
г. Казань
 
 
 
Максимальный расход теплоты на отопление зданий
  QО
11,103 Гкал/ч
12,911 МВт
 
 










на вентиляцию общественных зданий
  QВ
0,621 Гкал/ч
0,722 МВт
 
 
на горячее водоснабжение
  QГВС
2,617 Гкал/ч
3,043 МВт
2,617 Гкал/ч
3,043 МВт
2,094 Гкал/ч
2,434 МВт
Расчетная температура наружного воздуха для отопления,?С 
tр.о
-32
-32
 





Расчетная температура наружного для вентиляции,?С
tв
-18
 
 





Температура воздуха внутри помещения,?С
tв.н
20
20
 





Температура сырой воды оС
tс.в
5
5
15
Температура подогретой сырой 
t1х.о.в
35
35
35





             Продолжение таблицы 1.3
1
2
3
4
5
Температура подпиточной воды после охладителя деаэрированной воды
t11под
70
70
50





Коэффициент собственных нужд химводоочистки
Kхво
1.25
1.25
1.25





Температура на выходе из водогрейных котлов, С
t1 в.к
115
115
115





Температура на выходе в водогрейный котел, С
t2 в.к
70
70
70





Расчетная температура горячей воды после местных теплообменников гвс
tобрпотр
60
60
60










Предварительно принятый расход хим. очищенной воды, м.куб/ч. 
G1 х.о.в
5
5
1





Предварительно принятый расход сетевой воды на подогрев химочищенной воды 
Gгрпод
2
2
0.5










Температура греющей воды после теплообменников химочищенной воды,?С 
t11гр
80
75
70










Температура греющей воды после охлаждения химически очищенной воды,?С. 
 
85
85
75










КПД подогревателя
 
0.95
0.95
0.95
     
      Расчет тепловой схемы выполнен для четырех характерных режимов: 
      - максимальный зимний при температуре наружного воздуха -320С;
      - при средней температуре наиболее холодного месяца минус -17 0С;
      - средний зимний при температуре наружного воздуха минус -6,50С;
      - летний.
      1.4.1 Максимально-зимний режим
      Сетевой контур (от ЦТП после котельной в тепловую сеть)
      Определяем расчетный расход воды в сетевом контуре для нужд отопления и вентиляции по формуле:
      
, т/ч 					(1.16)

      где  тепловая нагрузка на отопление и вентиляцию, МВт,
      ;
       удельная теплоемкость воды, ,  ;
       температура воды в прямой линии, 0С, ;
      температура воды в обратной линии, 0С, .
       
 т/ч.

      Расчетный часовой расход воды для нужд горячего водоснабжения (для закрытой системы) определяем по формуле:
       
т/ч				 (1.17)

      где  тепловая нагрузка средняя на горячее водоснабжение, МВт, 
          
.МВт
,т/ч

      Определяем суммарный расчетный часовой расход сетевой воды в подающей магистрали по формуле:
      
, т/ч				(1.18)
, т/ч

      Определяем расход воды на подпитку по формуле:
         
т/ч

      где  потери воды на утечки в тепловых сетях,т/ч
      
 т/ч					(1.19)
,т/ч
,т/ч

      Определяем суммарный расчетный часовой расход воды в сетевом контуре в обратной магистрали по формуле:
         
,т/ч 					(1.20)

, т/ч

      Котловой контур
      Определяем расчетный расход воды в сетевом контуре для нужд отопления и вентиляции и ГВС по формуле:
         
, т/ч				 (1.21)

      где  тепловая нагрузка котельной, МВт,
      МВт;
       удельная теплоемкость воды, ,  ;
       температура воды в прямой линии, 0С, ;
      температура воды в обратной линии, 0С, .
      
, т/ч.
      
      Определяем расход воды на подпитку котлового контура по формуле:
      
т/ч,

      где  потери воды на утечки в котловом контуре (0,5 % от расхода котловой воды), т/ч.
      
т/ч				 (1.22)

, т/ч


      Определяем суммарный расчетный часовой расход воды в котловом контуре в обратной магистрали по формуле:
      
        
т/ч 					(1.23)

т/ч


      Количество работающих котлов составит:
      


      где Qкот – тепловая нагрузка котельной, МВт
      Qкотла – тепловая нагрузка котла (4,65 МВт)
      


      В максимально-зимнем режиме в работе будут находиться три водогрейных котла КВ-ГМ-4,65 и один котел ТВГ-2,5.
      1.4.2 Режим холодного месяца
      Сетевой контур
      Определяем расчетный расход сетевой воды для нужд отопления и вентиляции по формуле:
      
т/ч 					(1.24)

      где    температура воды в прямой линии, , 0С;
      температура воды в обратной линии, , 0С.
      Коэффициент снижения расхода тепла на отопление и вентиляцию:
      
						(1.25)

      где температура воздуха в помещениях, ,    0С;                                    
      температура наружного воздуха для наиболее холодного месяца, 0С;
      расчётная температура для проектирования отопления для г. Казань, принимается  0С;
      
.
т/ч.

      Расчетный часовой расход воды для нужд горячего водоснабжения (для закрытой системы) определяем по формуле:
      
т/ч				 (1.26)

      где  тепловая нагрузка средняя на горячее водоснабжение, , 
      
МВт
т/ч

      Определяем суммарный расчетный часовой расход сетевой воды в подающей магистрали по формуле:
      
,т/ч 				(1.27)
т/ч.

      Определяем расход воды на подпитку по формуле:
      
т/ч
      где  потери воды на утечки в тепловых сетях, т/ч.
      
т/ч
т/ч
т/ч


      Котловой контур
      Определяем расчетный расход воды в котловом контуре для нужд отопления и вентиляции по формуле:
      
       
, т/ч					(1.28)

      где  тепловая нагрузка котельной, ,
      МВт;
       удельная теплоемкость воды, ,  ;
       температура воды в прямой линии, 0С, 0С;
      температура воды в обратной линии, 0С, 0С.
      
        
т/ч.


      Определяем расход воды на подпитку котлового контура по формуле:
      
т/ч,

      где  потери воды на утечки в котловом контуре (0,5 % от расхода котловой воды),т./ч
      
т/ч.
т/ч.

      Количество работающих котлов составит:
      
шт.

      В режиме холодного месяца е в работе будут находиться два водогрейных котла КВ-ГМ-4,65 и один котел ТВГ-2,5.
                        
      1.4.3 Летний режим
      Расчетные нагрузки на отопление и вентиляцию отсутствуют.
      Расчетная нагрузка на ГВС равна:
      
;

      где  коэффициент снижения расхода воды на ГВС в летнем режиме 
      
МВт.

      Сетевой контур
      Расчетный часовой расход воды для нужд горячего водоснабжения (для закрытой системы) определяем по формуле:
т/ч 				(1.29)

      где  тепловая нагрузка средняя на горячее водоснабжение, МВт, 
         
МВт.
т/ч.

      Определяем расход воды на подпитку по формуле:
        
т/ч,

      где  потери воды на утечки в тепловых сетях, т/ч.
      
т/ч.

т/ч

т/ч
      
      Котловой контур
      Расчетный расход воды в котловом контуре для нужд ГВС определимпо формуле:
      
, т/ч 				(1.30)

т/ч

      Определяем расход воды на подпитку котлового контура по формуле:
      
т/ч,

      где  потери воды на утечки в котловом контуре (0,5 % от расхода котловой воды), .
      
т/ч
т/ч

      Количество работающих котлов составит:
      


      В летнем режиме в работе будет находиться один водогрейный котел. 
     
     Вывод: определены нагрузки и расходы теплоносителя отопления и горячего водоснабжения по результатам расчета. Суммарная тепловая нагрузка на отопление и вентиляцию микрорайона  составила 11,724 Гкал/ч, на горячее водоснабжение – 2,617 Гкал/ч. Суммарная тепловая нагрузка     14,34 Гкал/ч.
     Суммарный расход теплоносителя на отопление и вентиляцию составил 260,54 м3/ч, на горячее водоснабжение 52,39 м3/ч. 
      Суммарный расход теплоносителя составил 312,88 м3/ч.
      Выполнен расчет тепловой схемы котельной, определены основные данные для выбора рабочего оборудования котельной.

     2 РАСЧЕТ ТЕПЛОВОЙ СЕТИ И ПОДБОР ОБОРУДОВАНИЯ    КОТЕЛЬНОЙ
              
     2.1 Гидравлический расчет тепловой сети
     Основная задача гидравлического расчета состоит в определении диаметров труб по заданным расходам теплоносителя и располагаемым перепадам давлений во всей сети или в отдельных ее участках.
      Расчет расходов для участков сети
      Принимаем центральное температурное регулирование отпуска тепла по отопительной нагрузке. Температурный график 115 – 70 0С.
      При таком способе регулирования расход воды на отопление  определим по формулам [2].
      
         
т/ч					(2.1)

        
      где  с – удельная массовая теплоемкость воды, кДж/кг·К;
       расчётные температуры сетевой воды в прямом и обратном трубопроводах.
        Расход  воды на вентиляцию равен [2].
      
        
т/ч					(2.2)

      
      Для системы горячего водоснабжения расход воды на ГВС определим [2] по формуле:
      
                                   
 т/ч					(2.3)

      где  температура воды в подающем трубопроводе в точке излома температурного графика [2].
       температура воды в обратном трубопроводе в точке излома температурного графика.
      Общий расход воды на участке определяется [2].
      
          
,

       
      где коэффициент, учитывающий долю среднего расхода воды на ГВС.
      Согласно [2] при общей тепловой нагрузке менее 100 МВт принимаем .
      Данные по расходам сведём в таблицу 2.1.
      
Таблица 2.1 Расчетные расходы сетевой воды по участкам сети
№
абонента




S'-A'
396,8
70,3
104,06
571,16
A'-B'
372,8
57,72
85,36
515,88
B'-C'
346,4
47,36
69,96
463,72
C'-D'
318,8
38,85
57,42
415,07
D'-E'
295,6
31,82
47,08
374,5
E'-F'
265,6
25,9
38,61
330,11
F'-G'
243,2
21,46
31,68
296,34
G'-H'
196,8
17,39
25,96
240,15
H'-K'
160
14,43
21,23
195,66
K'-L'
115,2
11,84
17,49
144,53
L'-X'
91,2
9,62
14,3
115,12
A'-M'
59,6
7,77
11,77
79,14
M'-N'
50
6,66
9,57
66,23
N'-P'
38
5,18
7,92
51,1
P'-R'
26,8
4,44
6,49
37,73
R'-O'
14,8
3,7
5,28
23,78

      Расчет потерь давления на участках сети
       Потери  давления  на участках трубопроводов от трения и местных сопротивлений определяются по формуле:
       
       Па					 (2.4)
       
       где R – удельные  потери  давления  на  трение, Па/м;           
        приведенная длина трубопровода, м. 
       Удельные   потери  давления  на  трение равны
       
       Па/м
       
       где  коэффициент гидравлического трения;
        внутренний  диаметр  труб, мм;  
         расчетный расход  сетевой воды  на  участке  трубопровода,  т/ч,  принимается  по  таблице 1.2;
        плотность воды, принимаем согласно [2]кг/м3.
       Коэффициент гидравлического трения определяем по формуле:
       
       
       					(2.5)
       
       где  шероховатость труб, мм.
       Для  новых труб  согласно [2] принимаем, Кэ= 0,5 мм.
            Приведенная длина трубопровода:
       
       м,
       
       где длина участка трубопровода по плану, м;
       доля потерь давления в местных сопротивлениях [2], .
       Скорость теплоносителя в трубопроводах определяется по формуле:
       м/с 					(2.6)
       
       где сечение трубопровода,  м2, определяется по формуле:
       
       м2 
       
         Узловые напоры на участках трубопровода определяются по формуле:
       
       
        м в. ст.				(2.7)
       
       
        Внутренний диаметр выбирается с учетом того, что значения  удельных  падений  давления  на одном метре длины в магистральной  линии  ограничены значениями R = 20…80 Па/м, а в ответвлениях R могут принимать значения до 280 Па/м.
       В расчетах принимаем, что требуемый располагаемый напор на водоструйный элеватор составляет 20 м в. ст.
       Все расчеты сведены в таблицы 2.2 и 2.3.
     
       Таблица 2.2 Гидравлический расчет магистральной линии
Учас-
ток
Расход
воды,
G,  т/ч
Фактиче-
ская
длина трубопровода,
м

Приведён
ная 
длина
 трубопровода,

Удельные
потери
давления,
Па/м
Скорость
теплоноси-
теля,
м/с
Потери
давления,
Па
Узловой
напор,
Р,  м в.ст.
Внутренний 
диаметр
трубы,
мм







      
      







      
      
1
2
3
4
5
6
7
      8
      9
Магистральная линия  S'-A'  (обратная)
S'-A'
571,16
88
114
12,07
0,64
1381,1
0,14
350
A'-B'
515,88
92
120
9,26
0,56
1107,1
0,25
350
B'-C'
463,72
200
260
15,90
0,67
4132,8
0,66
300
C'-D'
415,07
138
179
12,13
0,58
2175,5
0,88
300
D'-E'
374,5
195
254
24,46
0,74
6200,3
1,50
250
E'-F'
330,11
205
267
39,21
1,00
10449,5
2,54
200
F'-G'
296,34
90
117
32,65
0,88
3820,1
2,93
200
G'-H'
240,15
132
172
30,22
0,72
5186,2
3,45
200
H'-K'
195,66
46
190
36,43
1,04
6914,4
4,14
150
K'-L'
144,53
115
280
22,18
0,79
6199,3
4,76
150
L'-X'
115,12
65
215
23,56
0,63
5053,6
5,26
150
Магистральная линия S'-A'  (прямая)
X-L
115,2
165
215
23,56
0,63
5053,6
25,77
150
L-K
144,53
115
260
22,18
0,79
5766,8
26,34
150
K-H
195,66
46
190
36,43
1,04
6914,4
27,04
150
H-G
240,15
132
172
30,22
0,72
5186,2
27,55
200
G-F
296,34
90
117
32,65
0,88
3820,1
27,94
200
F-E
330,11
205
267
39,21
1,00
10449,5
28,98
200
E-D
374,5
195
254
24,46
0,74
6200,3
29,60
250
D-C
415,07
138
179
12,13
0,58
2175,5
29,82
300
Продолжение таблицы 2.2
1
2
3
4
5
6
7
8
9
C-B
463,72
200
260
15,90
0,67
4132,8
30,23
300
B-A
515,88
92
120
9,26
0,56
1107,1
30,34
350
A-S
571,16
88
114
12,07
0,64
1381,1
30,48
350
     
     
     
      На основании гидравлического расчета был выполнено построение пьезометрического графика. Изображение  распределения давления в тепловых сетях в виде пьезометрического графика дает наглядное представление о давлении или напоре в любой точке тепловой сети и поэтому обеспечивает большие возможности учета многочисленных факторов (рельеф местности, высот.......................