Теплоснабжение жилого района г. Чокурдах

Теплоснабжение жилого района г. Чокурдах

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

|Курсовой проект “Теплоснабжение”. |1 |

1. Исходные данные.

1.1 Климатологические данные.

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 |756 |
|ниже. | |
|–49,9 ч –45 |633 |
|°С. | |
|–44,9 ч –40 |628 |
|°С. | |
|–39,9 ч –35 |495 |
|°С. | |
|–34,9 ч –30 |456 |
|°С. | |
|–29,9 ч –25 |377 |
|°С. | |
|–24,9 ч –20 |329 |
|°С. | |
|–19,9ч –15 |341 |
|°С. | |
|–14,9ч –10 |377 |
|°С. | |
|–9,9 ч –5 °С.|407 |
|–4,9 ч 0 °С. |514 |
|+0,1 ч 5 °С. |662 |
|+5,1 ч 8 °С. |553 |
|Всего часов: 6528 ч. |

1.3. Средняя месячная и годовая температура наружного воздуха.

|Январь|Февраль|Март|Апрель|Май |Июнь |Июль |
|–35,5 |–33,9 |–28,|–18,9 |–6,1|5,8 |9,7 |
| | |3 | | | | |

|Август|Сентябрь|Октябрь|Ноябрь|Декабрь|год |
|6,9 |0,9 |–12,4 |–25,8 |–33,3 |–14,2|

|Курсовой проект “Теплоснабжение”. |2 |

1.4. Удельные потери тепла зданиями.

|to |Этажность. |
| |1 ч 2 |3 ч 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.

Определение тепловых нагрузок района.

2.1. Расход тепла на отопление жилых и общественных зданий :

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”) .

A – общая площадь здания .

К1 – коэффициент учитывающий тепловой поток на отопление общественных зданий (К1=0,25 – если данных нет).

2.2. Расход тепла на вентиляцию общественных зданий :

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 :

[pic]

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 :

Qh max=2,4Qh m

2.5. Средний тепловой поток на отопление :

[pic]

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 :

[pic]

2.7. Средний тепловой поток на отопление :

[pic]

[pic]– температура холодной водопроводной воды в неотопительный период (+15°С). tc – температура холодной водопроводной воды в отопительный период
(+5 °С).

[pic] –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 >:

[pic]

2.10. Годовой расход тепла на ГВ жилых и общественных зданий < кДж >:

[pic][pic]

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.[pic]
|Таблица №1 “Тепловые нагрузки района”: |
|Наименование |Тепловая нагрузка. |
|здания. | |
|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.

[pic]; (3.1)

[pic]; (3.2) tн – температура наружного воздуха (от +8 и ниже).

Все расчёты для построения графика сведены в таблицу №2.

|Таблица №2:| | | | |
|Tн, °С. |Qo m, |Qv m, |Qh m, |Qoбщ. m, |
| |Вт. |Вт. |Вт. |Вт. |
|+8 |176852 |12577 |127401 |316830 |
|+5 |237406 |17504 | |382311 |
|0 |338330 |25713 | |491444 |
|–5 |439254 |33924 | |600579 |
|–10 |540179 |42135 | |709715 |
|–15 |641102 |50344 | |818847 |
|–20 |742026 |58555 | |927982 |
|–25 |842950 |66764 | |1037115 |
|–30 |943874 |74976 | |1146251 |
|–35 |1043698|83185 | |1254284 |
|–40 |1145721|91396 | |1364518 |
|–45 |1246647|92634 | |1466682 |
|–48 |1307200|104532 | |1539133 |

|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:
[pic] –– 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 ([pic]) и обратной ([pic]) магистралях в течение отопительного периода, т.е. в диапазоне температур наружного воздуха от +8 до to по следующим формулам:

[pic]; (4.1.1.)

[pic]; (4.1.2.) ti – средняя температура воздуха отапливаемых зданий.

?t – температурный напор нагреваемого прибора:

[pic]; (4.1.3.)

[pic]– температура воды в подающем трубопроводе системы отопления после элеватора при to. to – расчётная температура наружного воздуха для проектирования отопления.

[pic]– температура воды в обратном трубопроводе после системы отопления при to.

[pic]– расчётный перепад температур воды в тепловой сети:

[pic]; (4.1.4.)

[pic]– температура воды в подающем трубопроводе тепловой сети при расчётной температуре наружного воздуха (to).

[pic]– расчётный перепад температуры воды в местной системе отопления.

[pic]; (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:

[pic] – 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) [pic] – 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 (?1) и нижней
(?2) ступени при различных температурах наружного воздуха (tн) и балансовой нагрузки горячего водоснабжения ([pic]): [pic]=X?Qh 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:

[pic]; (4.2.2.)

Задавая величину недогрева водопроводной воды до температуры греющей воды в нижней ступени подогревателя (?t = 5 ч 10 °С) определяют температуру нагреваемой воды после первой ступени подогревателя (t') при температуре наружного воздуха, соответствующей точки излома графика (t'н): t' =
[pic]– ?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 (?2) при различных температурах наружного воздуха определяется: при t'н: ?'2 = ??(t' – tc)/(th – tc); (4.2.4.) при to: ?2 = ?'?(?2 – tc)/(?'2 – tc); (4.2.5.) th – температура воды поступающая в систему горячего водоснабжения. tc – температура холодной водопроводной воды в отопительный период.

Зная ?2 и ?'2 находим температуру сетевой воды от обратной магистрали по повышенному температурному графику:

?2П = ?2 – ?2; (4.2.6.)

?'2П = ?'2 – ?'2; (4.2.7.)

Перепад температур сетевой воды в верхней ступени подогревателя при t'н и tо:

?'1 = ? – ?'2; (4.2.8.)

?1 = ? – ?2; (4.2.9.)

Температуры сетевой воды подающей магистрали тепловой сети для повышенного температурного графика определяются по следующим формулам:

?1П = ?1 – ?1; (4.2.10.)

?'1П = ?'1 – ?'1; (4.2.11.)

Расчёт графика центрального качественного регулирования отпуска теплоты.

[pic] – 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: ?1 = 130 °С

?2 = 70 °С ti = 18 °С to = – 48 °С

?э = 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 : a) максимальный расход воды на отопление:

[pic]; (5.2.1.) б) максимальный расход воды на вентиляцию:

[pic]; (5.2.2.) в) на горячие водоснабжение в открытых системах теплоснабжения:

[pic]; (5.2.3.)

[pic]; (5.2.4.) г) на горячие водоснабжение в закрытых системах теплоснабжения:

– при параллельной схеме присоединения водоподогревателей:

[pic]; (5.2.5.)

[pic]; (5.2.6.)
|Курсовой проект “Теплоснабжение”. |12 |

- при двухступенчатой схеме присоединения водоподогревателей:

[pic]; (5.2.7.)

[pic]; (5.2.8.)

?1 – температура воды в подающем трубопроводе тепловой сети при расчётной температуре наружного воздуха,

?2 – температура воды в обратном трубопроводе тепловой сети при расчётной температуре наружного воздуха, th – температура воды поступающей в систему горячего водоснабжения потребителей,

?'1 – температура воды в подающем трубопроводе тепловой сети в точке излома графика,

?'2 – температура воды в обратном трубопроводе тепловой сети после системы отопления здания в точке излома графика,

?'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:

[pic]

[pic]– суммарные гидравлические сопротивления для всех участков расчётной магистрали,

[pic]– 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 %

Сх