Содержание. Министерство образования и науки, молодежи и спорта Украины

Министерство образования и науки, молодежи и спорта Украины

Запорожская государственная инженерная академия

Кафедра теплоэнергетики

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

По курсу:

„ТЕПЛОСНАБЖЕНИЕ ПРЕДПРИЯТИЙ И ТЕПЛОВЫЕ СЕТИ”

Выполнил: студент групы ТЕ-09-3з

Димкович Ю.Н.

Проверил: преподаватель

Назаренко И.А.

Г. Запорожье, 2013 г.

Содержание

РАСЧЕТ СИСТЕМЫ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ

1.Начальные данные.

2.Расчет теплопотребления Металлургического завода №1.

3.Расчет теплопотребления поселка и микрорайонов.

4.Расчет годового потребления.

5.Температурный график. Нахождение значений в точкках излома для ГВС и вентиляции.

6.Расчет расходов теплоносителя.

7.Предварительный гидравлический расчет тепловых сетей.

8.Проверочный гидравлический расчет тепловых сетей.

9.Пьезометрический график тепловой сети.

РАСЧЕТ СИСТЕМЫ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ

Рассчитать систему теплоснабжения промышленного района, представленного на генплане (рис.2.1.). Абоненты, расположенные на генплане получают тепловую энергию в виде горячей воды от промышленно-отопительной котельной.

1. Начальные данные.

Источник теплоснабжения: ТЭЦ №1

Абоненты:

I. Металлургический завод (абонент №1) в составе которого имеются постройки с объемом:

1) сталеплавильный цех..........................................50000 м³

2) термический цех..................................................75000 м³

3) кузнечный цех......................................................25000 м³

4) механический цех................................................20000 м³

5) административный корпус...................................5000 м³

IV. поселок с населением 2500 жителей

V. микрорайон с населением 1620 жителей

VI. микрорайон с населением 820 жителей

Расчетная температура наружного воздуха при проэктировании

-систем отопления tно=-22˚С

-систем вентиляции tнв=-9˚С

Тепловая сеть двухтрубная закрытая.

Расчетный температурный график тепловой сети τ1/τ2=150/70˚С

Регулирование тепловой нагрузки – качественное.

Скорость воздуха wв=1 м/с

2. Расчет теплопотребления Металлургического завода №1

Максимальные нагрузки на отопление цехов и административного коруса расчитываем по формуле:

, где μ – коэф. инфильтрации

, в котором

b – постоянная инфильтрации (35… 40*10ˉ³ с/м);

g – ускорение свободного падения (9,81 м/сек²);

h – высота здания (5…20 м);

Тн – абсолютная температура наружного воздуха (273+tн),К;

Тв – абсолютная температура отапливаемого помещения (273+tв),К;

wв - cкорость воздуха (1 м/с).

=0,21;

=705,91 кВт;

Внутренние тепловыделения сталеплавильного, термического и кузнечного цехов (механический цех и административный корпус тепловыделений не имеют) возьмем в количестве 50% от :

=352,95 кВт;

Расчетные нагрузки на отопление:

;

=352,95 кВт.

Максимальные нагрузки на вентиляцию цехов и административного коруса расчитываем по формуле:

, отсюда

=1312,47 кВт

Аналогичо расчитываем , , , для других цехов и административного корпуса нашего Металлургического завода.

Полученные путем расчетов значения заносим в таблицу 1.

Максимальные нагрузки ГВС цехов и административного коруса расчитываем по формуле:

, где

m – кол.-во работников (вадоразборных точек) в цеху;

а – норма расхода ГВС с температурой 55˚С в литрах на одного работника в смену (для цехов с выделениями теплоты больше 23,2 кВт на 1м³ помещения – 24 литра, для др. цехов – 11 литров;

с - теплоемкость воды, 4,19 кДж/(кг*К);

tгв – температура горячей воды (+55….+65˚С);

Тсмен – кол.-во смен в сутках;

Тз – расчетное время заправки (зарядки) баков аккумуляторо (от 1 до 4 часов в смену);

tхв – температура холодной воды (в зимний период +5˚С, в летний период - +15˚С).

=172,83 кВт (для зимнего периода);

=141,41 кВт (для летнего периода);

количество водоразборных точек для термического кузнечного и механического цехов принимаем такое же как и для сталеплавильного цеха. Следовательно значения расходо ГВС будут такими же.

Для административного корпуса:

=0,96 кВт (для зимнего периода);

=0,78 кВт (для летнего периода);

Полученные путем расчетов значения также заносим в таблицу 1.

3. Расчет теплопотребления поселка и микрорайонов.

Нагрузку на отопление для жилых районов найдем по формуле:

, где ; ; m – число жителей;

=3100 кВт;

=2008,8 кВт;

=1016,8 кВт.

Среднесуточные расходы на ГВС расчитываем по формуле:

, где

m – кол.-во жителей;

а – норма потребления ГВС (согласно СНиП);

с - теплоемкость воды, 4,19 кДж/(кг*К);

tгв – температура горячей воды (+60….+65˚С);

tхв – температура холодной воды (в зимний период +5˚С, в летний период - +15˚С).

=545,57 кВт (для летнего периода);

=666,81 кВт (для зимнего периода);

Теперь зная среднесуточные значения для ГВС найдем расчетное значение по формуле:

, где

- коэф. суточной неравномерности потребления ГВС (1,7... 2);

- коэф. недельной неравномерности потребления ГВС (1....1,2).

Следовательно:

=1091,14 кВт (для летнего периода);

=1333,62 кВт (для зимнего периода).

Аналогичо расчитываем значения , для абонентов №V и №VI.

Полученные путем расчетов значения заносим в таблицу 1.

4.Расчет годового потребления.

Годовое потребления тепла найдем по формуле:

, где

=174 (для г.Запорожья);

=174;

, где =365.

Подставляя значения в формулы получим:

=115436,5 ГДж/год;

=49665,4 ГДж/год;

ГДж/год

=626493,7 ГДж/год

5.Температурный график. Нахождение значений в точкках излома для систем вентиляции и ГВС.

Строим (в табл.2) график зависимости температуры теплоносителя от температуры наружного воздуха для , и исспользуя заданый нам по условию расчетный температурный график тепловой сети τ1/τ2=150/70˚С.

Теперь найдем на построенном графике значения температур для и . Как мы знаем расчетная температура наружного воздуха при проэктировании систем вентиляции tнв=-9˚С. Поэтому с координатной оси с отметками температур наружного воздуха поднимаем перпендикуляр. В точках пересечения проведенного перпендикуляра с линиями и мы получаем наши искомые точки излома и .Теперь проводим из этих точек перпендикуляр на ось с температурами теплоносителя и получаем температурные значения для системы вентиляции.

Для нахождения точки излома и значения поступаем следующим образом. Проводим с отметки 70˚С (оси с температурами теплоносителя) горизонтальную линию, параллельную оси с отметками температур наружного воздуха. Получаем точку пересечения с линией . Теперь из этой точки опускаем перпендикуляр на ось температур наружного воздуха (который в свою очередь пересекая линию дает нам в точке пересечения численное значение ).

Все полученные значения выписываем отдельно, т.к. они нам еще пригодятся в последующих расчетах:

=110,66˚С;

=55,66˚С;

=70˚С;

=41,68˚С.

6.Расчет расходов теплоносителя.

Расчетные расходы теплоносителя в двухтрубных закрытых тепловых сетях определяются в зависимости от расчетных тепловых нагрузок отдельно для отопления, вентиляции и горячего водоснабжения по формуле:

, где

- тепловая нагрузка по видам теплового потребления, кДж/с;

- расчетная температура воды в подающем трубопроводе соответственно для проектирования отопления, вентиляции и ГВС, ˚С;

- расчетная температура воды в обратном трубопроводе соответственно для проектирования отопления, вентиляции и ГВС, ˚С;

с - теплоемкость воды, 4,19 кДж/(кг*К).

1,05 кг/с;

5,80 кг/с;

1,46 кг/с;

суммарный расход находим по формуле:

;

=8,31 кг/с.

Аналогичо расчитываем расходы для всех абонентов и заносим полученные численные значения в таблицу 3.

7.Предварительный гидравлический расчет тепловых сетей.

Целью данного этапа гидравлического расчета явл. определение диаметров трубопроводов в зависимости от расходов теплоносителя на всех участках нашей сети. Для этого нам понадобятся следующие значения:

- расходы теплоносителя по участкам сети (берем из табл.3);

- линейные потери давления

=80 Па/м (для магистрали) в нашем случае участки 1,3,5;

=300 Па/м (для ответвлений) в нашем случае участки 2,4,6,7;

ориентировочный внутренний диаметр трубопровода (м), который надем по формуле:

, где (для воды в качестве теплоносителя).

Найдем ориентировочный внутренний диаметр трубопровода для первого участка нашей сети (ТЭЦ №1÷ответвление на Металлургический завод №1)

= 0,249 м.

Аналогичо находим ориентировочные внутренние диаметры для всех последующих участков и заносим полученные численные значения в таблицу 4.

Теперь округляем найденные ориентировочные внутренние диаметры до ближайшего большего стандартного. Определяем наружные диаметры и толщины стенок для стандартных трубопроводов и заносим полученные значения в столбцы таблицы 4.

8.Проверочный гидравлический расчет тепловых сетей.

На основании скелетной схемы, представленной на генплане района, составляем расчетную схему тепловой сети. Определяем кол-во запорной арматуры, поворотов, компенсаторов и наносим на расчетную схему.

На водяных тепловых сетях секционные задвижки устанавливаются не реже чем через каждые 1000 м.

Уточненные линейные потери давлений для каждого участка найдем по формуле:

, Па/м; где (для воды)

Так для первого участка уточненные линейные потери давлений будут равняться:

=53 Па/м.

Аналогично расчитываем уточненные линейные потери давлений для всех последующих участков. Полученные данные заносим в табл.5

Число компенсаторов определяется в зависимости от диаметра трубопровода, вида теплоносителя его параметров и расстояния между мертвыми опорами. Общую длину участка поделим на расстояние между мертвыми опорами:

, шт.;