Система теплоснабжения промышленно-жилого района. 2

CoolReferat.com

Министерство  образования РФ

Магнитогорский  Государственный  Технический Университет

им. Г.И. Носова

Кафедра теплотехнических и  энергетических систем 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

          КУРСОВАЯ РАБОТА

по  дисциплине: ‘’Источники  и системы теплоснабжения предприятий’’

Тема: “Система теплоснабжения промышленно-жилого района” 
 
 
 
 
 
 
 
 

      Выполнил: студент группы

                                                                                               ЭТ-01-2

                                                                                               Неретин А.А.

                                                                           Работу принял: ст. преподаватель

                                                                                               Осколков С.В. 
 
 
 
 

                                               Магнитогорск

                                                       2003

                  Оглавление:

Условие  -----------------------------------------2

1 раздел: Расчет тепловых нагрузок потребителей

района, график распределения и продолжительности

тепловых  нагрузок  -------------------------------3-4       

2 раздел: Схема прокладки тепловых сетей  с выбран-

ным оборудованием  -------------------------------5

3 раздел: Расчет расходов теплоносителей по участ-

кам тепловой сети  -------------------------------6

4 раздел: Гидравлический расчет тепловой  сети, пье-

зометрический график (напоров) для водяной тепловой

сети, выбор  сетевых и подпиточных насосов --------7-11

5 раздел: Тепловой расчет сети  ------------------12-19

6 раздел: Централизованное регулирование  нагрузки

водяной тепловой сети, графики регулирования  ----20-21

7 раздел: Выбор и расчет принципиальной  тепловой 

схемы источника  теплоснабжения  ------------------22-26

Список  литературы   ------------------------------27 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    По заданным потребителям выполнить расчет принципиальной тепловой схемы производственно-отопительной котельной с паровыми котлами типа Е 1,6-9. Расчеты выполнять для климатических условий города Магнитогорска. Расчетно-температурный график водяных тепловых сетей 150⁰-70⁰С. Пар на подогревателе сетевой воды и подогревателе сырой воды поступает с давлением 6 атм и температурой 190⁰С. Возврат конденсата от технических потребителей a=0,5. Деаэрация питательной воды осуществляется в атмосферном деаэраторе при температуре 104⁰С.

    Первый  потребитель Т₁: чугунолитейный цех с V_стр=12000 м³;

    Второй  потребитель Т₂: бытовые и административные здания с V_стр=8000 м³;

    Производственное потребление пара П идет на производство чугуна с производительностью 2000 т/мес. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    1 раздел: Расчет тепловых  нагрузок потребителей района, график распределения и продолжительности тепловых нагрузок.

    Т₁

    1.Расчет тепловой нагрузки на отопление чугунолитейного цеха:

Q_o^|=(t_вр-t_но)V_стрq_o=(16+34)*12000*0,3=180000Вт=0,18МВт,       (1.1.1)

где: q_o=0,3Вт/(м³*К)-удельные тепловые потери через наружные ограждения отапливаемого здания, [1, стр437] 

     V_стр=12000м³-объем здания по наружным размерам [из задания]

     t_вр=16⁰C-температура воздуха внутри помещения [4, стр25]

     t_но=-34⁰С-температура наружного воздуха. [1, стр432]

Q_о^ср=Q_o^|*[(t_вр-t_н^ср)/(tвр-tно)]=0,18*[(16+7,9)/(16+34)]=

=0,086МВт,      (1.1.2)                                           где: Q_o^|-расчетный расход тепла на отопление

     t_н^ср=-7,9⁰С-средняя температура отопительного периода. [1, стр432]

Q_о^год=Q_о^ср*n₀=0,086*10⁶*5250*3600=1,62*10¹²Дж=1625ГДж,         (1.1.3)

где: Q_о^ср-средний расход тепла на отопление

     n₀=5250ч-число часов за отопительный период. [1, стр435]

  2.Расчет тепловой нагрузки на вентиляцию чугунолитейного цеха:

Q_в^|=(t_вр-t_нв)Vq_в=(16+22)*12000*1,2=547200Вт=0,547МВт,         (1.2.1)

где: t_нв=-22⁰С-температура расчетная для вентиляции [1, стр432]

     q_в=1,2 Вт/(м³*К)-удельные тепловые потери здания на вентиляцию [1, стр437]

Q_в^ср=Q_в^|*[(t_вр-t_н^ср)/(t_вр-t_нв)]=0,547*[(16+7,9)/(16+22)]=

=0,344МВт                                                   (1.2.2)

где:Q_в^|-расчетный расход тепла на вентиляцию.

Q_в^год=Q_в^ср*n_в=0,344*10⁶*3488*3600=4,31*10¹¹Дж=4319ГДж,         (1.2.3)

где: Q_в^ср-средний расход тепла на вентиляцию

     n_в-3488ч-число часов за отопительный период с работающей вентиляцией, т.к. вентиляция работает 16 часов в сутки то,218 суток умножаем на 16 часов, получаем 3488 часов.

Q_S^год=Q_о^год+Q_в^год=1625+4319=5944ГДж                           (1.2.4)

    Т₂

  3.Расчет тепловой нагрузки на отопление бытовых и административных зданий:

Q_о^|=(t_вр-t_но)V_стрq_o=(18+34)*8000*0,34=141440Вт=0,141МВт,       (1.3.1)

где:V_стр=8000м³- объем здания по наружным размерам [из задания]

    t_вр=18⁰С- температура воздуха внутри помещения [4, стр25]

    q_o=0,34Вт/(м³*К)-удельные тепловые потери через наружные ограждения отапливаемого здания. [1, стр437]

Q_о^ср=Q_o^|*[(t_вр-t_н^ср)/(t_вр-t_но)]=0,141*[(18+7,9)/(18+34)]=

=0,07МВт,     (1.3.2)                                           где: Q_o^|-расчетный расход тепла на отопление

     t_н^ср=-7,9⁰С-средняя температура отопительного периода. [1, стр432]

Q_о^год=Q_о^ср*n₀=0,07*10⁶*5250*3600=1,32*10¹²Дж=1323ГДж,          (1.3.3)

где: Q_о^ср-средний расход тепла на отопление

     n₀=5250ч-число часов за отопительный период со среднесуточной температурой наружного воздуха, равной и ниже данной. [1, стр435]

    4.Расчет тепловой нагрузки на вентиляцию бытовых и административных зданий:

Q_в^|=(t_вр-t_нв)Vq_в=(18+22)*8000*0,12=38400Вт=0,038МВт,          (1.4.1)

где: t_нв=-22⁰С-температура расчетная для вентиляции [1, стр432]

     q_в=0,12 Вт/(м³*К)-удельные тепловые потери здания на вентиляцию [1, стр437]

Q_в^ср=Q_в^|*[(t_вр-t_н^ср)/(t_вр-t_нв)]=0,038*[(18+7,9)/(18+22)]=

=0,024МВт                                                   (1.4.2)

где:Q_в^|-расчетный расход тепла на вентиляцию.

Q_в^год=Q_в^ср*n_в=0,024*10⁶*3488*3600=3,01*10¹¹Дж=301,4ГДж,       (1.4.3)

где: Q_в^ср-средний расход тепла на вентиляцию

     n_в-3488ч-число часов за отопительный период с работающей вентиляцией.

   5.Расчет тепловой нагрузки на горячее водоснабжение бытовых и административных зданий:

Q_гв^ср.н.з=[bmC_в(t_гв-t_хв)]/n_с=[20*250*4190(65-5)]/24*3600=14548Вт=

0,014МВт,                                                 (1.5.1)

где:b=20л/сутки*чел-норма расхода горячей воды для общественных зданий отнесенная к одному жителю района [1, стр440]

    m=250чел-количество водопотребителей [из задания]

    С_в=4190Дж/кг*⁰С-теплоемкость воды [3, стр195]

    t_гв=65⁰C-температура горячей воды [1, стр442]

    t_хв=5⁰C-температура холодной воды зимой [1, стр442]

    n_с=24ч/сутки-расчетная длительность подачи теплоты на горячее водоснабжение [1, стр440]

Q_гв^ср.н.л=[bmC_в(t_гв-t_хв)]/n_с=[20*250*4190(65-15)]/24*3600=12123Вт=

0,012МВт,                                                   (1.5.2)

где: t_хв=15⁰C-температура холодной воды летом [1, стр442]

Q_гв^год=Q_гв^зn_o+Q_гв^л(n-n_o)=0,014*5250*3600+0,012*(8400-5250)*3600=264600+

135080=400,680ГДж,                                          (1.5.3)

Q_S^год=Q_о^год+Q_в^год+Q_гв^год=1323+301,4+400,680=2025,08ГДж,           (1.5.4)  

    6.Расчет технологической тепловой нагрузки для производства чугуна:

    П

Q_тн=Sq_iтн*N_i=0,71*10⁹*2000=1,42*10¹²Дж/мес=1420ГДж/мес=

=о,547МВт                                                   (1.6.1)

где: q_i=0,71-удельный расход теплоты на технологические нужды [4, стр3]

     N_i=2000т/мес-производительность предприятия по выпуску продукции  (из задания).

    График распределения и продолжительности тепловых нагрузок.

Q_оS^|=Q_oT1^|+Q_oT2^|=0,18+0,141=0,321МВт

Q_вS^|=Q_вТ1^|+Q_вТ2^|=0,547+0,038=0,585МВт

Q_o(t_н=8⁰С)= Q_oT1^|[(t_вр-t_н)/(t_вр-t_но)]+ Q_oT2^|[(t_вр-t_н)/(t_вр-t_но)]=0,18*[16-

8)/(16+34)]+0,141*[(18-8)/(18+34)]=0,04МВт

Проверка:

Q_o(t_н=-15⁰С)=0,18*[(16+15)/(16+34)]+0,141*[(18+15)/(18+34)]=0,19МВт

Q_в(t_н=8⁰С)= Q_вT1^|[(t_вр-t_н)/(t_вр-t_нв)]+ Q_вT2^|[(t_вр-t_н)/(t_вр-t_нв)]=0,547*[16-

8)/(16+22)]+0,038*[(18-8)/(18+22)]=0,12МВт

Проверка:

Q_в(t_н=-15⁰С)=0,547*[(16+15)/(16+22)]+0,038*[(18+15)/(18+22)]=0,47МВт

Q_S(t=-22⁰С)=0,585+0,014+0,25+0,547=1,396МВт

Q_o(t=-22⁰C)= 0,18*[(16+22)/(16+34)]+0,141*[(18+22)/(18+34)]=0,25МВт 
 

      2 раздел: Схема прокладки тепловых сетей с выбранным оборудованием.  

                 | ||

     П          К Т₁

             l=1000м l=1000м l=800м 

      l=500м ||| 
 

                                            Т₂ 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    3 раздел: Расчет расходов теплоносителей по участкам тепловой сети.

   1.П

Схема паропровода  открытая двухтрубная, доля возврата конденсата a=0,5; Q_тн=0,547МВт; параметры теплоносителя: Р=0,79МПа,t=300⁰С. [4, стр3]; Расчетно-температурный график водяных тепловых сетей 150-70⁰С.

Q_тн=D(h_пп-С_вt_к)-aG_кС_в(t_к-t_хв),                                 (3.1.1)

D=0,547*10⁶/[(2768,4*10³-4190*80)-0,5*4190*(80-5)]=0,24кг/с=

=0,86т/ч,                                                  (3.1.2)

где: С_в=4,190кДж/кг*гр-теплоемкость воды,

     h_пп=2768,4кДж/кг-энтальпия пара  [3, стр62]

     t_к=80⁰С-температура конденсата [из задания]

     t_хв=5⁰C-температура холодной воды.

    2.Т₁

Q=(Q_o^|+Q_в^|)=(0,18+0,547)=0,727МВт                            (3.2.1)

G=Q/C_в(t₁-t₂)=0,727*10⁶/4190(150-70)=2,16кг/с=7,8т/ч          (3.2.2)

   3.Т₂

Q=(Q_o^|+Q_в^|+Q_гв^|)=(0,141+0,038+0,014)=0,193МВт,                (3.3.1)

G=Q/C_в(t₁-t₂)=0,193*10⁶/4190(150-70)=0,57кг/с=2,07т/ч         (3.3.2)

    4 раздел: Гидравлический расчет тепловой сети, пьезометрический график (напоров) для водяной тепловой сети и выбор сетевых и подпиточных насосов. 

                 | ||

     П          К Т₁

            l=1000м     l=1000м l=800м 

      l=500м ||| 
 

                                            Т₂ 
 
 
 

     Гидравлический расчет  водопровода:

     1.Предварительный расчет 1 и 2-го участков.

Статическое давление в тепловой сети Н_ст=60 м;

Располагаемый напор у потребителя не менее  Н_аб=15 м;

Н_обр=20 м;

Падение давления на сетевых подогревателях Н_с.п.=12 м;

Падение давления на 1 и 2-ом участках:

DH₁₊₂=Н_ст–Н_обр–Н_аб/2=60–20–15/2=32,5м,                         (4.1.1)

Падение давления на 1-ом участке:

DH₁=DH₁₊₂*l₁/l₁₊₂=32,5*1000/(1000+800)=18м,                  (4.1.2)

где: l₁– длина первого участка,  [из задания]

     l₂– длина второго участка.  [из задания]

Падение давления но 2-ом участке:

DН₂=DН₁₊₂-DН₁=14,5м,                                         (4.1.3)

Линейные  потери давления на 1 и 2-ом участках:

R₁ Па/м,                         (4.1.4)

где: .

     z=0,02-0,05 – для водопровода. 

R₂ Па/м,                          (4.1.5) 

По номограммам для гидравлического расчета трубопроводов находим предварительный диаметр трубопровода:

d₁=75мм

d₂=65мм. 

     2.Окончательный расчет 1 и 2-го участков.

Окончательный диаметр трубопроводов:

d₁=82мм,

d₂=70мм.

Линейные  потери по длине трубопровода при d₁=82мм и d₂=70мм:

R₁=60Па/м,

R₂=120Па/м.

Эквивалентные длины трубопроводов 1 и 2-го участков.

При прокладке  примем: на каждые 100 м. длины трубопровода одно  сварное колено и один сальниковый компенсатор; задвижки ставятся в начале участка и перед потребителем.

1 участок.

10 сальниковых  компенсаторов, 10 сварных колен, 1 задвижка.

При диаметре d₁=82мм получаем:

l_э.1=А_lSzd^1,25=60,7*(10*0,2+10*0,68+1*0,5)*0,082^1,25=24м,       (4.2.1)

где: A_l=60,7м^-0,25-постоянный коэффициент, зависящий от абсолютной эквивалентной шероховатости трубопровода,   (3, стр342)

      z-коэффициент местных сопротивлений.   (3, стр343)

Полная  длина: l_п.1=l₁+l_э.1=1000+24=1024м.                     (4.2.2)

2 участок.

8 сальниковых  компенсаторов, 8 сварных колен, 2 задвижки.

При диаметре d₂=70мм получаем:

l_э.2= А_lSzd^1,25=60,7*(8*0,2+8*0,68+2*0,5)*0,076^1,25=18м,        (4.2.3)

Полная  длина: l_п.2=l₂+l_э.2=800+18=818м.                       (4.2.4)

Падения давления и напора на 1 и 2-ом участках.

DР₁=R₁*l_п.1=60*1024=6144Па,                                  (4.2.5)

м,                                   (4.2.6)

DР₂=R₂*l_п.2=120*818=98160Па,                                (4.2.7)  

м,                                   (4.2.8)

    3.Предварительный расчет 3-го участка.

Падение напора на 3-ем участке равно падению  напора на 2-ом участке:

DН₃=DН₂=10,3м.

Линейные потери давления:

Па/м,                          (4.3.1)

По номограммам для гидравлического расчета трубопроводов находим предварительный диаметр трубопровода:

d₃=31мм

     4.Окончательный расчет 3-го участка.

Окончательный диаметр трубопровода:

d₃=51мм,

Линейные  потери по длине трубопровода при  d₃=51мм:

R₃=60Па/м,

Эквивалентная длина трубопровода.

5 сальниковых компенсаторов, 5 сварных колен, 2 задвижка, разделение потока в тройнике.

При диаметре d₃=51мм получаем:

l_э.3= А_lSzd^1,25=60,7*(5*0,2+5*0,68+2*0,5+3)*0,051^1,25=9,3м,     (4.4.1)

Полная  длина: l_п.3=l₃+l_э.3=500+9,3=509,3м.                    (4.4.2)

Падения давления и напора.

DР₃=R₃*l_п.3=60*509,3=30558Па,                                (4.4.3)

м,                               (4.4.4)                     По полученным данным составляем таблицу.