Теплоснабжение промышленного предприятия от ТЭЦ

 

4. Определение  часовых расходов сетевой воды

 

Расчетные расходы сетевой  воды определяются отдельно для каждого  вида нагрузки.

Расчетный расход сетевой  воды на отопление, кг/с:

                                                   

где    τ_п, τ_о – температуры сетевой воды в подающем и обратном трубопроводах

                     при температуре tн.о, ◦С;

        τ_п = 140 ◦C;   τ_о=70 ◦C (по условию);

               с – теплоемкость воды, кДж/кг·К.

                                             с = 4,19  кДж/кг·К.

Тогда

                                         

Расчетный расход сетевой  воды на вентиляцию, кг/с:

                                                 

где        τ′_п , τ′_о – температуры сетевой воды в подающем и обратном

                             трубопроводах при температуре  tн.в Принимаем из 

                            графика центрального регулирования отпуска теплоты.

                                                 

Тогда

                                                

Расчетный расход сетевой  воды на горячее водоснабжение, кг/с:

                                                  

где   τ′′_п , τ′′_о – температуры сетевой воды в подающем и обратном                       трубопроводах при температуре t_н.и, .С. Принимаем из графика центрального   регулирования отпуска теплоты.

                                         

 Тогда

                                       

Суммарный расход сетевой  воды:

                                            

 

                                     

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Аналогичным образом  рассчитываем расходы сетевой воды для остальных зданий и заносим  результаты в таблицу 4.1

                                                         Таблица 4.1. Расчетные расходы сетевой воды

Наименование  здания	Gот, кг/ч	Gв, кг/ч	GГВ, кг/ч	∑G, кг/ч
Административное(А)	0,742	0,28	0,004	1,026
Столовая(Б)	0,147	0,807	0,035	0,989
Механический  цех(З)	2,892	0,982	0,068	3,942
Ремонтный цех(И)	4,405	0,78	0,09	5,277
Цех покрытий металлами(М)	0,98	4,707	0,04	5,727
Итого	9,166	7,556	0,240	16,98

 

Для построения графиков расходов сетевой воды, кроме  расчетных, т. е. максимальных, по тем  же формулам определяются другие характерные  значения расходов сетевой воды:

– для отопления  при t_н = +8 °С, т. е. при температуре, соответствующей началу отопительного сезона (при этом необходимо учесть, что в зданиях, имеющих внутренние тепловыделения, начало отопительного сезона происходит при более низкой температуре);

– для вентиляции – также при t_н = +8 °С. Кроме того, необходимо определить часовой расход сетевой воды на вентиляцию при t_н.о, но т. к. без дополнительных данных о характеристиках калориферов, кратности обмена воздуха это сделать невозможно, то следует принять величину G_в на 15 % ниже расчетной

– для горячего водоснабжения – при температуре t_н.о.

Вышеперечисленные расходы сетевой воды рассчитаем по тем же формулам, что и расчетные  расходы на отопление, вентиляцию и  горячее водоснабжение. Результаты расчетов занесем в таблицу 4.2.  

Графики расходов сетевой воды строятся для каждого  вида нагрузки по всем зданиям, а также  строится суммарный график расходов сетевой воды по всем видам нагрузки. На оси абсцисс откладываются  температуры наружного воздуха от +18 °С до t_н.о со всеми характерными точками, на оси ординат –   значения расходов сетевой воды. Строим графики расхода сетевой воды на отопление, вентиляцию, горячее водоснабжение, а также суммарный график расходов сетевой воды (Приложение: 3, 4, 5, 6).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  Таблица 4.2. Результаты расчетов характерные значения расходов сетевой воды

Температура tн, , °С		+8	-21
Административное  здание (А)	Goт, кг/ч	0,475	0,742
	Gв, кг/ч	0,18	0,28
	GГВ, кг/ч	0,011	0,004
Столовая (Б)	Goт, кг/ч	0(-8)	0,147
	Gв, кг/ч	0,52	0,807
	GГВ, кг/ч	0,086	0,035
Механический  цех (З)	Goт, кг/ч	1,663	2,892
	Gв, кг/ч	0,629	0,98
	GГВ, кг/ч	0,171	0,068
Ремонтный цех (И)	Goт, кг/ч	0,710	4,405
	Gв, кг/ч	0,511	0,8
	GГВ, кг/ч	0,23	0,09
Цех покрытий металлами(М)	Go, кг/ч	0,530	0,98
	Gв, кг/ч	3,02	4,7
	GГВ, кг/ч	0,1	0,04

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Гидравлический  расчет тепловой сети

 

5.1. Общие  сведения

 

 

Основной задачей  гидравлического расчета является определение диаметров трубопроводов, а также потерь давления на участках тепловых сетей. Гидравлический расчет закрытой системы теплоснабжения выполняется для подающего теплопровода, принимая диаметр обратного теплопровода и падение давления в нем таким же, как и в подающем.

Перед выполнением гидравлического расчета разрабатывают расчетную схему тепловых сетей (Приложение 7). На ней проставляют номера участков (сначала по главной магистрали, а потом по ответвлениям), расходы теплоносителя ( или ), длины участков ( ). Здесь главной магистралью является наиболее протяженная и нагруженная ветвь сети от источника теплоты (точки подключения) до наиболее удаленного потребителя.

Расчет состоит  из двух этапов: предварительного и проверочного.

Сначала выполняют  расчет главной магистрали. По известным  расходам, ориентируясь на рекомендованные  величины удельных потерь давления , определяют диаметры трубопроводов , фактические удельные потери давления , а также скорость движения теплоносителя . Условный проход труб независимо от расчетного расхода теплоносителя должен приниматься в тепловых сетях не менее 32 мм. Скорость движения воды не должна быть более 3.5 м/с. Определив диаметры трубопроводов, находят количество компенсаторов на участках и другие виды местных сопротивлений. Затем определяют потери давления в местных сопротивлениях, полные потери давления на участках главной магистрали и суммарные по всей ее длине. Далее выполняют гидравлический расчет ответвлений, увязывая потери давления в них с соответствующими частями главной магистрали (от точки деления потоков до концевых потребителей). Увязку потерь давления следует выполнять подбором диаметров трубопроводов ответвлений. Невязка не должна быть более10%. Если такая увязка невозможна, то излишний напор на ответвлениях должен быть погашен соплами элеваторов, дроссельными диафрагмами и авторегуляторами.

На основе имеющихся материалов гидравлических испытаний тепловых сетей и водопроводов в СНиП 2.04.07-86 [5] рекомендуются следующие значения абсолютной эквивалентной шероховатости , для гидравлического расчета тепловых сетей:

Паропроводы……………….0.002

Водяные сети ………………0.005

Конденсатопроводы………..0.001.

 

 

 

 

 

 

 

 

5.2. Предварительный  расчет

 

При известном  располагаемом давлении для всей сети, а также для ответвлений предварительно определяют ориентировочные средние удельные потери давления :

где    – располагаемый перепад давления, Па;

         – суммарная протяженность расчетной ветви (ответвления), м;

           – коэффициент, учитывающий долю потерь давления в местных

                  сопротивлениях:

  

где    – расход теплоносителя на участке, кг/с.

В данной курсовой работе при неизвестном располагаемом перепаде давления в начале и конце теплотрассы удельные потери давления в тепловых сетях могут быть приняты согласно рекомендациям ([3]):

а) на участках главной магистрали 20–40, но не более 80 Па/м;

б) на ответвлениях – по располагаемому перепаду давления, но не более 300 Па/м.

Примем удельные потери давления в сети согласно вышеизложенным рекомендациям  и занесем их значения в таблицу 5.1:

• на пятом участке (ввод):                 

                                                          

Расходы сетевой  воды мы считали ранее. Занесем их значения в таблицу 5.1:

• на пятом участке(ввод):       

                                                 

Найдем диаметр  трубопровода, м:

                                           

где   – коэффициент, определяется по ([1], приложение 7);

                                     

         – расход теплоносителя на участке, кг/с.

Тогда диаметр:

• на пятом участке: 

                                              

Полученный  диаметр округляем до стандартного значения ([2], приложение 11). Диаметр труб независимо от расчетного расхода воды должен приниматься не менее 32 мм.

                                              

Аналогичным образом  рассчитываем диаметр трубопровода для остальных участков сети и округляем до стандартного значения. Расчетные значения заносим в таблицу 5.1.

 

 

 

 

5.3. Проверочный  расчет

 

После установления диаметров теплопроводов производится разработка монтажной схемы (Приложение 8), которая заключается в расстановке  на трассе тепловых сетей неподвижных опор, компенсаторов и запорно-регулирующей арматуры. На участках между узловыми камерами, т.е. камерами в узлах ответвлений, размещают неподвижные опоры, расстояние между которыми зависит от диаметра теплопровода, типа компенсатора и способа прокладки тепловых сетей ([1], приложение 6). В каждой узловой камере устанавливают неподвижную опору. На участке между двумя неподвижными опорами предусматривают компенсатор. Повороты трассы теплосети под углом 90–130º используют для самокомпенсации температурных удлинений, а в местах поворотов под углом более 130º устанавливаются неподвижные опоры. Неподвижные опоры располагают на теплопроводах большего диаметра, запорную арматуру устанавливают на всех ответвлениях и на магистральных участках через одно-два ответвления. В камерах на ответвлениях к отдельным зданиям при диаметре ответвлений до 50 мм и длине до 30 м запорную арматуру допускается не устанавливать. При этом должна предусматриваться арматура, обеспечивающая отключение группы зданий с суммарной тепловой нагрузкой до 0.6 МВт.

Найдем действительное линейное удельное падение давления, Па/м:

• для пятого участка:

                                                 

где   – коэффициент. ([1], приложение 6).

                                                

Тогда

                                    

Определяется  эквивалентная длина местных  сопротивлений, м:

 

 

где     – коэффициент. ([1], приложение 7);

                                                       

         – сумма коэффициентов местных сопротивлений, установленных на

                  участке ([1], приложение 8);

                                                       

где      – коэффициент местного сопротивления задвижки и компенсатора.

                      Принимаем ([1], приложение 8);