Научная Петербургская Академия

Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района

Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района

Коммунально-строительный техникум Якутского государственного инженерно технического института. Курсовой проект по отоплению жилого района г. Чокурдах. Выполнили: студенты 3-го курса гр. ТиТО-2000 Сорокин Андрей. Проверил: преподаватель по курсу “Теплоснабжение” Колодезникова А.Н. г. Якутск 2002 г.

Содержание.

Стр.
1. Исходные данные:2
2. Определение тепловых нагрузок района:3
3. График расхода тепла по продолжительности стояния температур наружного воздуха:6
4. График центрального качественного регулирования отпуска теплоты:8
5. Гидравлический расчёт тепловых сетей:12
6. Разработка монтажной схемы и выбора строительных конструкций тепловой сети:16
7. Теплоизоляционная конструкция:16
8. Расчёт опор:20
9. Водоподогреватели горячего водоснабжения:21
Библиографический список:28
Курсовой проект “Теплоснабжение”.1

1. Исходные данные.

1.1 Климатологические данные.

1. Населённый пункт: г. Чокурдах.

  1. Расчётная температура самой холодной пятидневки: -48 °С.
  2. Расчётная температура зимняя вентиляционная: -49 °С.
  3. Средняя годовая температура: -14,2 °С.
  4. Отопительный период:
    • начало: 08.08,
    • конец: 23.06,
    • продолжительность: 318 суток,
    • средняя температура наружного воздуха: -17,4 °С,
    • градусо-дней: 11909.

1.2 Повторяемость температур наружного воздуха.

tн °С.

Количество

часов.

–50 °С и ниже.756
–49,9 ÷ –45 °С.633
–44,9 ÷ –40 °С.628
–39,9 ÷ –35 °С.495
–34,9 ÷ –30 °С.456
–29,9 ÷ –25 °С.377
–24,9 ÷ –20 °С.329
–19,9÷ –15 °С.341
–14,9÷ –10 °С.377
–9,9 ÷ –5 °С.407
–4,9 ÷ 0 °С.514
+0,1 ÷ 5 °С.662
+5,1 ÷ 8 °С.553
Всего часов: 6528 ч.
1.3. Средняя месячная и годовая температура наружного воздуха.
ЯнварьФевральМартАпрельМайИюньИюль
–35,5–33,9–28,3–18,9–6,15,89,7
АвгустСентябрьОктябрьНоябрьДекабрьгод
6,90,9–12,4–25,8–33,3–14,2
Курсовой проект “Теплоснабжение”.2

1.4. Удельные потери тепла зданиями.

to

Этажность.
1 ÷ 23 ÷ 4
–50 °С.

qo=255 В/м2

qo=169 В/м2

1.5 Нормы расхода горячей воды.

Жилой дом: 120 л/сут. Школы, лицеи: 8 л/сут. Детский сад: 30 л/сут. Столовая: 6 л/сут.

2. Определение тепловых нагрузок района.

2.1. Расход тепла на отопление жилых и общественных зданий <Вт>: Qo max=qoA(1+K1) qo – укрупнённый показатель максимального теплового потока на отопление жилых и общественных зданий на 1м2 площади (прил. 2 СНиП “Тепловые сети”) <Вт> . A – общая площадь здания <м2>. К1 – коэффициент учитывающий тепловой поток на отопление общественных зданий (К1=0,25 – если данных нет). 2.2. Расход тепла на вентиляцию общественных зданий <Вт>: Qv max=K1K2qoA К2 – коэффициент учитывающий тепловой поток на вентиляцию общественных зданий (К2=0,6). 2.3. Средний тепловой поток на горячее водоснабжение жилых и общественных зданий <Bт>: Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района m – число потребителей. а – нормы расхода воды на горячее водоснабжение на 1-го человека в сутки. b – нормы расхода воды на горячие водоснабжение в общественных зданиях при температуре наружного воздуха –55 °С (принимается равным 25л в сутки на одного человека). tx – температура холодной воды в отопительный период. с – теплоёмкость воды.
Курсовой проект “Теплоснабжение”.3
2.4. Максимальный тепловой поток на горячее водоснабжение жилых и общественных зданий <Bт>: Qh max=2,4Qh m 2.5. Средний тепловой поток на отопление <Bт>: Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района ti­ – средняя температура внутреннего воздуха отапливаемых помещений (при отсутствии данных в жилых принимается 18 °С, в производственных 16 °С). tom – средняя температура наружного воздуха за период со среднесуточной температурой 8 °С и ниже. To – расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления. 2.6. Средний тепловой поток на вентиляцию <>: Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района 2.7. Средний тепловой поток на отопление <Bт>: Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района – температура холодной водопроводной воды в неотопительный период (+15°С). tc – температура холодной водопроводной воды в отопительный период (+5 °С). Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района –коэффициент, учитывающий изменение среднего расхода воды на ГВС в неотопительный период по отношению к отопительному периоду: 0,8 – для жилищно–коммунального сектора, 1 – для предприятий. 2.8. Годовой расход тепла на отопление жилых и общественных зданий < кДж >: Qoy=86,4Qo mno 2.9. Годовой расход тепла на вентиляцию общественных зданий < кДж >: Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района 2.10. Годовой расход тепла на ГВ жилых и общественных зданий < кДж >: Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района no – продолжительность отопительного периода соответствующее периоду со среднесуточной температурой наружного воздуха +8 °С и ниже. Z – усреднённое за отопительный период число работы системы вентиляции общественных зданий в течении суток (16 часов). nh y – расчётное число суток в году работы системы ГВ (350 суток).
Курсовой проект “Теплоснабжение”.4
Все расчёты сведены в таблицу №1.Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района

Таблица №1 “Тепловые нагрузки района”:

Наименование

здания.

Тепловая нагрузка.

Qomax, Вт.

Qv max, Вт.

Qhm, Вт.

Qh max, Вт.

Qom, Вт.

Qvm, Вт.

Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района , Вт.

Qoy,ГДж.

Qvy, ГДж.

Qhy, ГДж.

1. Жилой дом.

637507650––––––––––341934103–––––939,575,15–––––

2. Жилой дом.

122400–––––126003034065651–––––80641803,7–––––368,48

3. Лицей.

19435023322186674480110142612171149342786,7223554,17

5. Жилой дом.

153000–––––157503780082064–––––100802254,7–––––460,6

6. Жилой дом.

76500–––––80501932041032–––––­­­­­123651127,4–––––255,5

7. Гараж.

127507650––––––––––60233614–––––165,566,2–––––

9. Школа.

1901252281516334392029922211942130672726,2218,8485

11. Школа

39512543095350008400018741922490280005149,4411,951039

13. Жилой дом.

67600–––––105002520036258–––––6720996,2–––––307,07

15. Жилой дом.

67600–––––105002520036258–––––6720996,2–––––307,07

сумма:

1343200104532127401305763689546543209995018945,5995,13776,9
Курсовой проект “Теплоснабжение”.
5
3. График расхода тепла по продолжительности стояния температур наружного воздуха. Для определения годового расхода тепла, планирования в течение года загрузки оборудования котельной и составления графика ремонта используют график расхода тепла по продолжительности стояния температур наружного воздуха. Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района ; (3.1) Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района ; (3.2) – температура наружного воздуха (от +8 и ниже). Все расчёты для построения графика сведены в таблицу №2.

Таблица №2:

Tн, °С.

Qom, Вт.

Qvm, Вт.

Qhm, Вт.

Qoбщ. m, Вт.

+8

17685212577127401316830

+5

23740617504382311

0

33833025713491444

–5

43925433924600579

–10

54017942135709715

–15

64110250344818847

–20

74202658555927982

–25

842950667641037115

–30

943874749761146251

–35

1043698831851254284

–40

1145721913961364518

–45

1246647926341466682

–48

13072001045321539133
Курсовой проект “Теплоснабжение”.6
4. График центрального качественного регулирования отпуска теплоты. Регулирование отпуска тепла в закрытых системах теплоснабжения. В водяных тепловых станциях принимают центральное качественное регулирование отпуска теплоты по нагрузке отопления или по совмещённой нагрузке отопления и горячего водоснабжения. Центральное качественное регулирование заключается в регулировании отпуска теплоты путём изменения температуры теплоносителя на входе в прибор, при сохранении постоянным количество теплоносителя подаваемого в регулирующую установку. 4.1. Если тепловая нагрузка на жилищно-коммунальные нужды составляет менее 65% от суммарной тепловой нагрузки, а также при отношении: Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района –– регулирование отпуска теплоты принимают по нагрузке на отопление. При этом в тепловой сети поддерживается отопительно-бытовой температурный график. Построение графика центрального качественного регулирования по отопительной нагрузке основано на определении зависимости температуры сетевой воды, подающей и обратной магистрали, от температуры наружного воздуха. Для зависимых схем присоединения отопительных установок к отопительным сетям температуру в подающей (Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района ) и обратной (Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района ) магистралях в течение отопительного периода, т.е. в диапазоне температур наружного воздуха от +8 до to по следующим формулам: Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района ; (4.1.1.) Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района ; (4.1.2.) ti – средняя температура воздуха отапливаемых зданий. ∆t – температурный напор нагреваемого прибора: Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района ; (4.1.3.) Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района – температура воды в подающем трубопроводе системы отопления после элеватора при to. to – расчётная температура наружного воздуха для проектирования отопления. Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района – температура воды в обратном трубопроводе после системы отопления при to. Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района – расчётный перепад температур воды в тепловой сети: Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района ; (4.1.4.) Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района – температура воды в подающем трубопроводе тепловой сети при расчётной температуре наружного воздуха (to). Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района – расчётный перепад температуры воды в местной системе отопления. Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района ; (4.1.5.)
Курсовой проект “Теплоснабжение”.8
При регулировании по отопительной нагрузке, водоподогреватели горячего водоснабжения присоединяются к тепловым сетям в зависимости от отношения максимальной тепловой нагрузки на горячее водоснабжение (Qh max ) к максимальной тепловой нагрузки на отопление (Qо max) типа регулятора, по следующим схемам: Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района – с установкой регулятора расхода по двухступенчатой смешанной схеме. При таком же отношении с электронным регулятором расхода по двухступенчатой смешанной схеме с ограничением максимального расхода воды на ввод. При остальных отношениях по параллельной схеме. 4.2. Если в системе теплоснабжения нагрузка на жилищно-коммунальные нужды составляет, более 65% от суммарной тепловой нагрузки принимают центральное качественное регулирование отпуска теплоты по совмещённой нагрузке горячего водоснабжения и отопления. Применение данного метода регулирования позволяет рассчитать магистральные теплопроводы по суммарному расходу воды на отопление и на вентиляцию, не учитывая расхода на горячее водоснабжение. Для удовлетворения нагрузки на горячее водоснабжение температура воды в подающем трубопроводе принимается выше, чем по отопительному графику и большинство абонентов системы отопления и горячего водоснабжения должны присоединятся к тепловой сети по принципу связанной подачи теплоты: 1) Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района – с установкой регулятора расхода по последовательной двухступенчатой схеме. 2) При том же отношении с электронным регулятором расхода по двухступенчатой смешанной схеме с ограничением максимального расхода воды на ввод. При этом способе регулирования отпуска теплоты в тепловой сети поддерживается повышенный отопительно-бытовой температурный график, который строится на основании отопительно-бытового температурного графика. Расчёт повышенного температурного графика заключается в определении перепада температур сетевой воды в подогревателях верхней (δ1) и нижней (δ2) ступени при различных температурах наружного воздуха (t н) и балансовой нагрузки горячего водоснабжения (Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района ): Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района =X·Q h m ; (4.2.1.) X – балансовый коэффициент учитывающий неравномерность расхода теплоты на горячие водоснабжение в течении суток (для закрытых систем теплоснабжения X=1,2). Суммарный перепад температур сетевой воды в подогревателях верхней и нижней ступени в течение всего отопительного периода постоянен и определяется: Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района ; (4.2.2.) Задавая величину недогрева водопроводной воды до температуры греющей воды в нижней ступени подогревателя (∆t = 5 ÷ 10 °С) определяют температуру нагреваемой воды после первой ступени подогревателя (t') при температуре наружного воздуха, соответствующей точки излома графика (t'н ): t' = Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района – ∆t'н; (4.2.3.) Штрих обозначает, что значение взяты при температуре точки излома графика.
Курсовой проект “Теплоснабжение”.9
Перепад температур сетевой воды в нижней ступени подогревателя (δ2 ) при различных температурах наружного воздуха определяется: при t'н: δ'2 = δ·(t' – tc)/(th – tc); (4.2.4.) при to: δ2 = δ'·(τ2 – tc)/(τ'2 – tc); (4.2.5.) th – температура воды поступающая в систему горячего водоснабжения. tc – температура холодной водопроводной воды в отопительный период. Зная δ2 и δ'2 находим температуру сетевой воды от обратной магистрали по повышенному температурному графику: τ2П = τ2 – δ2; (4.2.6.) τ'2П = τ'2 – δ'2; (4.2.7.) Перепад температур сетевой воды в верхней ступени подогревателя при t'н и tо: δ'1 = δ – δ'2; (4.2.8.) δ1 = δ – δ2; (4.2.9.) Температуры сетевой воды подающей магистрали тепловой сети для повышенного температурного графика определяются по следующим формулам: τ1П = τ1 – δ1; (4.2.10.) τ'1П = τ'1 – δ'1; (4.2.11.) Расчёт графика центрального качественного регулирования отпуска теплоты. Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района – регулирование отпуска теплоты принимают по нагрузке на отопление. При этом в тепловой сети поддерживается отопительно-бытовой температурный график (формулы 4.1.) Данные для расчёта графика: τ1 = 130 °С τ2 = 70 °С ti = 18 °С to = – 48 °С τэ = 95 °С Минимальную температуру сетевой воды в подающем магистрали принимается равной 70 °С (на уровне 70 °С график срезается).
Курсовой проект “Теплоснабжение”.10

5. Гидравлический расчёт тепловых сетей.

5.1. Задачи гидравлического расчёта. В задачу гидравлического расчёта входят: 1. Определение диаметров, 2. Определение величины давлений (напоров) в различных тачках сети, 3. Определение падения давления (напора), 4. Увязка всех тачек системы при статической и динамическом режимах с целью обеспечения допустимых давлений и требуемых напоров в сети и абонентских установок. Результаты гидравлического расчёта дают исходный материал для решения следующих задач: 1. Определение капиталовложений, расхода металла и основного объёма работ по сооружению тепловой сети, 2. Установление характеристик циркуляционных и подпиточных насосов, и. их размещение, 3. Выяснение условия работы тепловой сети и абонентских систем и выбора схем присоединения абонентских установок, 4. Выбор авторегулятора для тепловой сети и абонентских вводов, 5. Разработка режимов эксплуатации. 5.2. Основные расчётные зависимости. При гидравлическом расчёте тепловых сетей определяют потери давления на участках трубопровода для последующей разработки гидравлических режимов и выявление располагаемых напоров на тепловых пунктах потребителей. Гидравлический расчёт производится на суммарный расчётный расход сетевой воды, складывающийся из расчётных расходов на отопление, вентиляцию и на горячие водоснабжение. Расчётные расходы воды определяют <кг/ч>: a) максимальный расход воды на отопление: Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района ; (5.2.1.) б) максимальный расход воды на вентиляцию: Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района ; (5.2.2.) в) на горячие водоснабжение в открытых системах теплоснабжения: Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района ; (5.2.3.) Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района ; (5.2.4.) г) на горячие водоснабжение в закрытых системах теплоснабжения: – при параллельной схеме присоединения водоподогревателей: Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района ; (5.2.5.) Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района ; (5.2.6.)
Курсовой проект “Теплоснабжение”.12
– при двухступенчатой схеме присоединения водоподогревателей: Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района ; (5.2.7.) Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района ; (5.2.8.) τ1 – температура воды в подающем трубопроводе тепловой сети при расчётной температуре наружного воздуха, τ2 – температура воды в обратном трубопроводе тепловой сети при расчётной температуре наружного воздуха, th – температура воды поступающей в систему горячего водоснабжения потребителей, τ'1 – температура воды в подающем трубопроводе тепловой сети в точке излома графика, τ'2 – температура воды в обратном трубопроводе тепловой сети после системы отопления здания в точке излома графика, τ'3 – температура воды после параллельно включённого водоподогревателя горячего водоснабжения в точке излома графика температур воды (рекомендуется 30 °С), t| – температура воды после первой ступени подогревателя при двухступенчатой схеме водоподогревателя. Суммарный расчётный расход сетевой воды в двухтрубных тепловых, сетях в закрытых и открытых системах теплоснабжения при качественном регулировании отпуска теплоты определяется: Gd = Go max + Gv max + k3 · Gi h m ; (5.2.9.) k3 – коэффициент учитывающий долю среднего расхода воды на горячие водоснабжение при регулировании по нагрузке отопления (таблица 2 СНиП “Тепловые сети”). Перед гидравлическим расчётом составляют расчётную схему тепловых сетей с нанесением на ней длин, местных сопротивлений и расчётных расходов теплоносителя по всем участкам сети.

5.3 Порядок гидравлического расчёта теплопроводов:

1. Выбираем на трассе тепловых сетей расчётную магистраль наиболее протяжённую и загруженную соединяющую источник теплоты с дальними потребителями. Разбивают тепловую сеть на расчётные участки, определяют расчётные расходы и измеряют по Ген. плану длину участка. 2. Задавшись удельными потерями давления на трение (h) (на главной магистрали до наиболее удалённого потребителя, с учётом дополнительного подключения абонентов h принимают не более 8 мм. вод. ст./м, на ответвлениях 30 мм. вод. ст/м), исходя из расходов теплоносителя на участках по таблицам и номограммам находят диаметры теплопроводов, действительные потери давления на трение и скорость движения теплоносителя, которая должна быть не более 25 м/сек. Следует отметить, что для районов вечно мерзлотных грунтов минимальный диаметр труб, не зависимо от расхода воды и параметров теплоносителя должен приниматься 50 мм.
Курсовой проект “Теплоснабжение”.13
3. Определив диаметры расчётных участков, разрабатывают монтажную схему теплопроводов, размещают на трассе запорную арматуру, неподвижные опоры, компенсаторы. Монтажная схема вычерчивается в две линии, причём подающий теплопровод располагается с правой стороны по ходу движения теплоносителя от источника теплоты. 4. Потери напора определяются: H = h·(L + Lэкв) [мм. вод. ст.] Эквивалентной длиной (Lэкв) принято называть такую условную длину прямолинейного участка, на котором падения давления на трение равно падению вызываемого местными сопротивлениями. При отсутствии данных о характере и количестве местных сопротивлений эквивалентная длина определяется: Lэкв = a1 ·L a1 – коэффициент учитывающий долю потерь давления в местных сопротивлениях по отношению падений давления на трение (по СНиП “Тепловые сети” приложения): для Ду до 150 мм. a1 = 0,3 для Ду до 200 мм. a1 = 0,4 5. После определения суммарного гидравлического сопротивления для всех участков расчётной магистрали необходимо сравнить располагаемым напором: Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района – суммарные гидравлические сопротивления для всех участков расчётной магистрали, Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района – располагаемый напор в конечной точке тепловой сети. 6. Расчёт считается удовлетворительным, если гидравлическое сопротивление не превышает располагаемый перепад давлений и отличается от него не более чем на 10 % Схема присоединения теплообменников горячего водоснабжения выбирается по следующему соотношению: Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района – двухступенчатая смешанная схема, При другом отношении – одноступенчатая параллельная схема. Гидравлический расчёт сведён в таблицу №3.
Курсовой проект “Теплоснабжение”.14

Таблица №3 Гидравлический расчёт:

уч.

Q,

ккал/ч

G,

т/ч

Диаметр

Длина

U,

м/с

Потери напора

Ду

Дн х S

L, м

Lэкв

L +Lэкв

h, мм. вод. ст.

H, мм. вод. ст.

Hc, мм. вод. ст.

123456789101112
1175440,2915057 х 3,53410,244,20,120,5323,4323,43
23169094,056576 х 3,56820,488,40,322,58228,07251,5
390922215,75100108 х 4144,258,80,595,17304555,5
4110189619,07100108 х 4226,628,60,77,3209764,5
5134579223,36125133 х 490271170,573,57417,71182,2
6142819724,8125133 х 4267,833,80,593,88131,21313,4
7150800526,23125133 х 4175,122,10,644,5299,91413,3
82168423,755057 х 3,530,93,90,272,519,79–––––
94491097,796576 х 3,5267,833,80,639,3314,34–––––
1067483611,7180108 х 4154,519,50,678,9173,55487,9
112257273,925057 х 3,551,56,50,5912,983,85–––––
12614041,025057 х 3,5103130,150,911,7–––––
131926743,325057 х 3,5206260,59,34242,84254,54
141312702,35057 х 3,530,93,90,344,2716,65–––––
15798081,425057 х 3,59227,6119,60,211,7203,32–––––
162438964,296576 х 3,55015650,342,81182,65385,97
171640882,875057 х 3,520,62,60,436,7917,65–––––
18798081,425057 х 3,58324,9107,90,211,7183,43–––––
19824051,445057 х 3,5216,327,30,211,746,41–––––
Курсовой проект “Теплоснабжение”.
15
6. Разработка монтажной схемы и выбор строительных конструкций тепловой сети. Тепловая сеть представляет собой систему прочно и плотно соединёнными между собой участков теплопроводов, по которым тепло с помощью теплоносителя транспортируется от источников тепла к тепловым потребителям. Направление теплопроводов выбирается по тепловой карте района с учётом геодезической съёмки, планов существующих и намечаемых наземных и подземных сооружений, состояния грунтовых вод. При прокладке стремятся к: – прокладке магистральной трассы по району наиболее плотной тепловой нагрузки, – минимальные объёмы работ по сооружению сети, – наименьшей длины теплопровода. Теплопроводы прокладываются прямолинейно, параллельно оси проезда или линии застройки. Нежелательно перебрасывать трассу магистрального теплопровода с одной стороны проезда на другую. При выборе трассы следует руководствоваться следующим: – надёжности теплоносителя, – быстрая ликвидация возможных неполадок и аварий, – безопасность обслуживающего персонала. Для обеспечения опорожнения и дренажа теплопроводы прокладываются с уклоном к горизонту. Минимальная величина уклона водяных сетей принимается равной 0,002, где направление уклона безразлично. По трассе тепловых сетей строится продольный профиль, на который наносят: – планировочные и существующие отметки земли, – уровень стояния грунтовых вод, – существующие и проектируемые подземные коммуникации, сооружаемые с указанием вертикальных отметок этих сооружений. Теплопровод состоит из трёх основных элементов: – трубопровод, – теплоизоляционная конструкция, – строительная конструкция.

7. Теплоизоляционная конструкция.

Теплоизоляционная конструкция состоит из трёх основных слоёв: 1. противокоррозионный слой, 2. теплоизоляционный слой, 3. покровный слой. Противокоррозионный слой предназначен для защиты теплопровода от наружной коррозии. Теплоизоляционный слой устраивается на трубопроводах, арматуре, фланцевых соединениях и для следующих целей: 1. уменьшение потерь тепла при его транспортировании, что снижает установочную мощность источников тепла, 2. уменьшения падения температуры теплоносителя, что снижает расход теплоносителя,
Курсовой проект “Теплоснабжение”.16
3. понижения температуры на поверхности теплопровода и воздуха в местах обслуживания. Покровный слой предназначен для защиты тепловой изоляции от атмосферных осадков.

7.1. Расчёт тепловой изоляции.

В качестве основного теплоизоляционного материала принимаем минераловатную плиту. При проектировании тепловых сетей толщину изоляции определяют исходя из: – норм потерь тепла, – заданного перепада температур на участке тепловой сети, – допустимой температуры на поверхности конструкции, – технико-экономического расчёта. Толщина тепловой изоляции определяется по формуле: Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района ; (7.1.1.) λк – коэффициент теплопроводности основного слоя (для мин. ваты 0,07 Вт/м2 °С), de – наружный диаметр теплопровода <мм>, Rиз – термическое сопротивление основного слоя изоляции < м2°С/Вт>: Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района ; (7.1.2) τm – расчётная среднегодовая температура теплоносителя (средняя за отопительный период): Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района ; (7.1.3.) τm1 – средняя температура теплоносителя по месяцам определяемая по графику центрального качественного регулирования в зависимости от среднемесячных температур наружного воздуха, n1 – количество часов в году по месяцам, te – расчётная температура окружающей среды (средняя за отопительный период). qe – норма потерь теплоты <Вт/м> (СНиП “Тепловая изоляция” приложение 4–8). k1 – коэффициент учитывающий изменение стоимости теплоты и теплоизоляционной конструкции в зависимости от районо строительства и способа прокладки (k1 = 088). Расчёт толщины минераловатной плиты сведён в таблицу № 4:
Курсовой проект “Теплоснабжение”.17
Таблица № 4 “Расчёт тепловой изоляции”:

Трубопровод.

τm, °С

Ду

Rиз,

м2°С/Вт.

δк,

мм.

Подающий:

87,63504,34163,7
653,76160,6
803,46159,3
1003,12159
1252,75156,4

Обратный:

54,92504,4168
653,93176
803,56204
1003,12159
1252,77158,4

7.2 Определение потерь тепла в наружных тепловых сетях.

Qпот = Σ (β·qн ·L)·a β – коэффициент по потери тепла арматурой и компенсаторами (1,25 для наружной прокладки), qн – потери тепла теплопроводами (ккал/ч·м), L – протяжённость теплопровода (м), а – поправочный коэффициент, зависит от средней годовой температуры воздуха: –20 °С: 1,11 для Т1. –10 °С: 1 1,07 для Т2. 1 –18 °С: 1,07 –8 °С: 0,99 1,04 0,99 –15 °С: 1,04 –5 °С: 0,98 1,02 0,98 –12 °С: 1,01 1,01 Расчёт потерь тепла сведён в таблицу № 5:

Трубопровод.

Дн

Qпот,

ккал/ч.

Т1579555
765580
89656
1081755
1337149
Т2577166
765040
89488
1081260
1335320

ΣQпот·а = 45234 ккал/ч.

Курсовой проект “Теплоснабжение”.18
Курсовой проект “Теплоснабжение”.
19

Наим.

Изоляц.

объекта.

Дн

τmax,°С

L,

м

Окрашиваемая поверхность.

Основной изоляционный слой

Покровный слой

Материал

Толщина

Объём, м3

Материал

Толщина,

мм.

Поверхность

Ед., м2

Общая,

м2

Ед.

Общ.

Ед.

Общ.,

м2

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

Т1571302730,17948,9Маты минераловатные.163,70,02938Сталь листовая оцинкованная0,71,2329,7
761440,23934,4160,60,03835,51,25179,7
89150,284,2159,30,0450,61,2819,2
108360,3412,241590,0541,941,3448,2
1331330,41855,6156,40,0658,71,4186,3
Т257702730,17948,91680,038,21,24337,1
761440,23934,41760,0426,11,35193,6
89150,284,22040,0570,861,5623,4
108360,3412,241590,0531,91,3448,2
1331330,41855,6158,40,0668,81,31188
7.3 Ведомость изоляционной конструкции: 5) π·Дн 6) (5)·L 9) π·Дн·δиз 10) (9)·L 13) 2π·(Дн/2 + δиз) 14) (13)·L

8. Расчёт опор.

8.1. Расстояние между неподвижными опорами:

Ду

L, мм.

Ø 50

60

Ø 65

70

Ø 80

80

Ø 100

80

Ø 125

90

Ø 150 ÷ 175

100

Ø 200

120

8.2. Расстояние между подвижными опорами:

Дн х S

L1, мм.

Ø 57 х 3,55,4
Ø 76 х 3,56,2
Ø 89 х 3,56,8
Ø 108 х 48,3
Ø 133 х 48,4
Ø 159 х 4,59,3
Ø 194 х 510,2
Ø 219 х 611,6
Количество подвижных опор рассчитывается по формуле: n = L·2:L1 L – расстояние между неподвижными опорами по монтажной схеме, или общая длина, данного диаметра, теплопровода, L1 – расстояние между подвижными опорами.

Таблица № 6 “Количество подв. опор”:

Ду

n

Ø 50101
Ø 6546
Ø 805
Ø 1009
Ø 12532
193 подв. опор.
Расчёт количества подвижных опор сведён в таблицу № 6.
Курсовой проект “Теплоснабжение”.20

9. Водоподогреватели горячего водоснабжения.

К расчёту принимаем водоводяные кожухотрубчатые подогреватели. В кожухотрубчатых подогревателях основным элементом является цилиндрический корпус и пучок гладких трубок размещаемых внутри корпуса. Один из теплоносителей протекает внутри трубок, другой в межтрубном пространстве – такие теплообменники называются скоростными. Скоростные водоводяные подогреватели, у которых греющая и нагреваемая вода движутся навстречу, называются противоточными. Противоток эффективнее прямотока, т.к. обеспечивает большую среднюю разность температур и позволяет нагревать воду до более высокой температуры. В подогревателях предназначенных для горячего водоснабжения греющую воду направляют в межтрубное пространство, нагреваемую в трубки. В подогреватели для системы отопления греющая вода направляется в трубки, а нагреваемая в межтрубное пространство. Основным элементом подогревателя является корпус из стальной бесшовной трубы. Внутри корпуса расположены трубки из латуни Дв 16 х 1 мм., теплопроводность составляет 135 Вт/м °С, корпус теплообменника имеет длину 3 – 4 м, Ø57 – 530 мм., число трубок 4 – 450, Рр = 1 Мпа. Тепловой и гидравлический расчёт водоподогревательных установок. Расчет сводится к определению: – расчётной поверхности нагрева, – выбора номера и количество секций. – гидравлического сопротивления водоподогревателя по греющей и нагреваемой воде. Расчёт подогревателя системы горячего водоснабжения при любых схемах подключения к тепловым сетям производится для самого неблагоприятного режима, соответствующего точке излома температурного графика. Для скоростных секционных водоподогревателей следует принимать противоточную схему потоков теплоносителя, при этом греющая вода должна поступать в межтрубное пространство. Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района – двухступенчатая смешанная схема, При другом отношении – одноступенчатая параллельная схема. 9.1 Расчёт водоподогревателя при двухступенчатой смешанной схеме. 1. В зимний период расход сетевой воды вычисляется по формуле: – на отопление <кг/ч>: Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района ; (9.1.1.) – на горячие водоснабжение <кг/ч>: Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района ; (9.1.2.)
Курсовой проект “Теплоснабжение”.21
В этих формулах Qo max и Qh max в кВт. 2. Расчётный расход на абонентский ввод <кг/ч>: Gаб. max = Go max + Gh max ; (9.1.3.) 3. Расход нагреваемой воды для горячего водоснабжения <кг/ч>: Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района ; (9.1.4.) 4. Температура нагреваемой воды на выходе из подогревателя первой ступени <°С>: Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района ; (9.1.5.) 5. Теплопроизводительность подогревателя Ⅰ и Ⅱ ступени <кВт>: Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района ; (9.1.6.) Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района ; (9.1.7.) 6. Температура сетевой воды на выходе из подогревателя Ⅰ ступени: Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района ; (9.1.8.) 7. Средне логарифмические разности температур между греющим и нагреваемым теплоносителями в подогревателях Ⅰ и Ⅱ ступени: Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района ; (9.1.9.) Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района ; (9.1.10.) 8. Средние температуры сетевой и нагреваемой воды в подогревателях Ⅰ и Ⅱ ступени: Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района ; (9.1.11.) Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района ; (9.1.12.) Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района ; (9.1.13.) Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района ; (9.1.14.) 9. Задавшись скоростью нагреваемой воды Uтр=1 м/с, определяем требуемую площадь живого сечения трубного пространства подогревателей <м 2>: Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района ; (9.1.15.) По вычисленной fтр. подбираем вид подогревателя и выписываем его характеристики.
Курсовой проект “Теплоснабжение”.22
10. Эквивалентный диаметр межтрубного пространства: Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района ; (9.1.16.) Дi – внутренний диаметр теплообменного аппарата (корпуса). de – наружный диаметр трубок. 11. Действительная скорость нагреваемой воды в трубках подогревателей <м/с>: Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района ; (9.1.17.) fтр. – площадь межтрубного пространства выбранного подогревателя. 12. Скорость сетевой воды в межтрубном пространстве в подогревателях Ⅰ и Ⅱ ступени <м/с>: Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района ; (9.1.18.) Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района ; (9.1.19.) 13. Коэффициент теплоотдачи от сетевой воды к стенкам трубок в подогревателях Ⅰ и Ⅱ ступени <Вт/м2°С>: Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района ; (9.1.20.) Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района ; (9.1.21.) 14. Коэффициент теплопередачи от стенок трубок к нагреваемой воде в подогревателях Ⅰ и Ⅱ ступени: Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района ; (9.1.22.) Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района ; (9.1.23.) 15. Коэффициент теплоотдачи для подогревателей Ⅰ и Ⅱ ступени <Вт/м2°С>: Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района ; (9.1.24.) Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района ; (9.1.25.) 16. Требуемая площадь поверхности нагрева подогревателей Ⅰ и Ⅱ ступени <м2>: Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района ; (9.1.26.) Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района ; (9.1.27.)
Курсовой проект “Теплоснабжение”.23
17. Количество секций подогревателя Ⅰ и Ⅱ ступени: Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района ; (9.1.28.) Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района ; (9.1.29.) 18. Потери давления в подогревателях Ⅰ и Ⅱ ступени <кПа>: Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района ; (9.1.30.) Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района ; (9.1.31.) Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района ; (9.1.32.) Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района ; (9.1.33.) В летний период расчётные параметры сетевой воды составляют: τ|1 = 70 ºC, τ|3 = 30 ºC, Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района = 15 ºC. 19. Расход теплоты на горячие водоснабжение <кВт>: Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района ; (9.1.34.) 20. Расход нагреваемой воды <кг/ч>: Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района ; (9.1.35.) Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района ; (9.1.36.) 21. Средне логарифмическая разность температур теплоносителей: Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района ; (9.1.37.) 22. Средние температуры нагреваемой и сетевой воды в подогревателе: Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района ; (9.1.38.) Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района ; (9.1.39.) 23. Скорость сетевой воды и нагреваемой в водоподогревателях <м/с>: Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района ; (9.1.40.) Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района ; (9.1.41.) 24. Коэффициент теплоотдачи: Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района ; (9.1.42.)
Курсовой проект “Теплоснабжение”.24
Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района ; (9.1.43.) 25. Коэффициент теплопередачи: Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района ; (9.1.44.) 26. Поверхность нагрева подогревателей в летний период <м2>: Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района ; (9.1.45.) 27. Количество секций подогревателя: Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района ; (9.1.46.) 28. Потери давления в летний период <кПа>: Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района ; (9.1.47.) Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района ; (9.1.48.) 9.2 Расчёт водоподогревателя при одноступенчатой параллельной схеме. 1. Расход греющей воды <т/ч>: Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района ; (9.2.1) 2. Расход нагреваемой воды <т/ч>: Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района ; (9.2.2.) 3. задавшись ориентировочно типом и номером подогревателя с диаметром корпуса Dв находим: скорость воды в межтрубном пространстве <м/с>: Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района ; (9.2.3.) – скорость нагреваемой воды в трубах <м/с>: Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района ; (9.2.4.) 4. Средняя температура греющей воды <°С >: Т = 0,5 · (Т1 – Т2) ; (9.2.5.) 5. Средняя температура нагреваемой воды <°С >: t = 0,5 · (t1 – t2) ; (9.2.6.) 6. Коэффициент теплоотдачи от греющей воды, проходящей в межтрубном пространстве, к стенкам трубок <ккал/м2ч°С >: Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района ; (9.2.7.) Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района ; (9.2.8.) – эквивалентный диаметр межтрубного пространства <м>: 7. Коэффициент теплопередачи от стенок трубок к нагреваемой воде, проходящей по трубкам <ккал/м2ч°С >: Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района ; (9.2.9.)
Курсовой проект “Теплоснабжение”.25
8. Коэффициент теплопередачи <ккал/м2ч°С >: Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района ; (9.2.10.) При латунных трубках диаметром 16/14 мм значение δст/λст = 0,000011 9. Средне логарифмическая разность температур в подогревателе <°С >: Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района ; (9.2.11.) 10. Площадь поверхности нагрева подогревателя <м2>: Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района ; (9.2.12.) μ – коэффициент, учитывающий накипь и загрязнение трубок: 11. Активная длина секций подогревателя <м2>: Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района ; (9.2.13.) dср = 0,5·(dн – dв) ; (9.2.14.) 12. Число секций подогревателя при длине секций 4 м: Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района ; (9.2.15.) 13. Потери давления на одну секцию 4 м определяется по формулам <кгс/см2>: ΔPтр = 530Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района ; (9.2.16.) ΔPтр = 1100Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района ; (9.2.17.) В этих формулах: Q – расчётный расход тепла в ккал/ч, Т1 – температура греющей воды на входе в подогреватель в °С, Т2 – температура греющей воды на выходе из подогревателя в °С, t1 – температура нагреваемой (местной) воды на выходе из подогревателя в °С (65 °С), t2 – температура нагреваемой воды на входе в подогреватель в °С, Dв – внутренний диаметр корпуса подогревателя в м, dн и dв – наружный и внутренний диаметр трубок в м.

Расчет водоподогревателя:

Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района – принимаем двухступенчатую смешанную схему присоединения теплообменников горячего водоснабжения. Исходные данные для расчёта: Qo max = 1343,2 кВт, Qh max = 305,763 кВт, Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района , Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района , τ1 = 130 °С, τ2 = 70 °С, th = 60 °С, tc = 5 °С.
Курсовой проект “Теплоснабжение”.26
Расчёт водоподогревателей сведён в таблицу № 7.

Таблица № 7 “Расчёт водоподогревателей ГВ”:

Обозначение

Ед.

измер.

Получ.

значен.

Обозначение

Ед.

измер.

Получ.

значен.

1

Go max

кг/ч19234,4

20

Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района

Кг/ч3821,3

G3 h max

кг/ч5557,3

Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района

кг/ч4299

2

Gаб max

кг/ч24791,7

21

Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района

°С12,3

3

Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района

кг/ч4776,5

22

Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района

°С37,5

4

t|

°С39

Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района

°С50

5

Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района

кВт116,75

23

Uтр.

м/с0,574

Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района

кВт189,013

Uм. тр.

м/с0,416

6

Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района

°С37,5

24

Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района

Вт/м2°С

3554,6

7

Δtm,І

°С14,7

Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района

Вт/м2°С

3030,5

Δtm,ІІ

°С7,2

25

Кл

Вт/м2°С

1602

8

τm,І

°С40,75

26

Fs

м2

12,7

tm,І

°С22

27

nшт.6

τm,ІІ

°С57

28

Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района

кПа10,48

tm,ІІ

°С49,5

Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района

кПа11,42

9

fтр.

м2

0,00133

10

dee

м2

0,01333

11

Uтр

м/с0,72

12

Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района

м/с2,4

Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района

м/с0,54

13

Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района

Вт/м2°С

11550,5

Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района

Вт/м2°С

3902,2

14

Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района

Вт/м2°С

3741,7

Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района

Вт/м2°С

4638,9

15

КІ

Вт/м2°С

2726

КІІ

Вт/м2°С

2062,6

16

м2

5,9

FІІ

м2

9,9

17

Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района

шт.3

Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района

шт.5

18

Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района

кПа190,08

Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района

кПа8,2

Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района

кПа16,04

Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района

кПа13,74

19

Курсовая: Курсовой проект по отоплению жилого района

кВт200,14

Курсовой проект “Теплоснабжение”.27
По результатам расчёта к установке принимаем скоростной водоподогреватель типа 06 по ОСТ 34 – 588 – 68 со следующими техническими характеристиками: Дн = 89 мм. Двн = 82 мм. L = 4410 мм. l = 200 мм. Z = 12 F = 2,24 м2 fтр = 0,00185 м2 fм. тр. = 0,00287 м2 В зимний период работают 2-ва подогревателя ГВ (Ⅰ и Ⅱ ступени) соединённые по двухступенчатой смешанной схеме. Подогреватель Ⅰ ступени имеет 3 секции. Подогреватель Ⅱ ступени имеет 5 секций. В летний период включается только подогреватель Ⅱ ступени и к нему добавляется 1 секция.

Библиографический список.

  1. Теплоснабжение. Учеб. для вузов/ А.А. Ионин, Б.М. Хлыбов и др. Под ред. А.А. Ионина, -М.: Стройиздат, 1989.
2. Соколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети. Учуб. для вузов, -М.: Энергоиздат, 1999. 3. Расчёт и проектирование тепловых сетей. / А.Ю. Строй, В.Л. Скальский . –Киев.: Будивельник, 1981. 4. СНиП 23-01-99 «Строительная климатология»./ Госстрой России, 2000. 5. Наладка и эксплуатация водяных тепловых сетей. Справочник./ В.И. Манюк, ЯЧ.И. Каплинских и др. М.: Стройиздат, 1988. 6. СНиП 2.04.07-86 «Тепловые сети». / Гострой СССР. –М.: ЦИТ Госстроя СССР, 1987.
Курсовой проект “Теплоснабжение”.28


(C) 2009