Аннотация

В данном курсовом проекте представлена расчетно-пояснительная записка и графической часть.

В пояснительной записке приведено:

1. выбор и обоснование места расположения котельной установки;

2. выбор и обоснование способа прокладки и конфигурации теплосети;

3. выбор и обоснование принципиальной схемы системы теплоснабжения;

4. выбор и обоснование метода регулирования тепловых потоков и построение графика качественного централизованного регулирования тепловой нагрузки;

5. гидравлический расчет тепловой сети и определение количества опор и компенсаторов;

6. построение пьезометрического графика;

7. тепловой расчет тепловой сети;

8. определение способов присоединения потребителей к тепловой сети и расчет, и выбор оборудования теплового пункта.

в графической части даны: общие указания к проекту; расчетные тепловые нагрузки; монтажный план сетей; поперечный разрез тепловых сетей; схемы узлов; пьезометрический график; схема теплового пункта (индивидуального или центрального).

Расчетная и графическая части оформлены в соответствии с 20 и 21.

Введение

Энергетика является ведущей отраслью современного развития народного хозяйства страны. Одним из направлений развития энергетики России – централизация теплоснабжения.

При централизованном теплоснабжении происходит наиболее экономное сжигание топлива в котельных, а следовательно меньше загрязняется окружающая среда; уменьшается число обслуживающего персонала и транспортных средств для перевозки топлива; повышаются санитарно-гигиенические условия в помещениях. так как основная территория страны расположена в суровой климатической зоне.

В настоящее время при строительстве новых и реконструкции старых сельских населенных пунктов уровень инженерного оборудования приближается к уровню инженерного оборудования в городах, при этом предусматривается централизованное теплоснабжение от одной котельной как жилой и общественной зон, так и производственной зоны.

Для повышения качества теплоснабжения необходимо повысить уровень и качество проектирования и строительства тепловых сетей.

При проектировании тепловых сетей необходимо учитывать особенности теплоснабжения в сельских населенных пунктах: расположение котельной; характер и плотность застройки; природно-климатические условия; расположение жилой зоны и производственной и другие факторы.

1. Исходные данные

Проектирование системы теплоснабжения сельскохозяйственного населенного пункта выполнено на основании расчетов при проектировании отопительно-производственной котельной сельскохозяйственного назначения.

1.1 Географическое местоположение населенного пункта с указанием

климатических данных

Для пермской области принимается 3, таблица 1:

1. расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления (средняя наиболее холодной пятидневки), t_н = –35 С;

2. расчетная температура наружного воздуха для проектирования вентиляции (средняя наиболее холодной периода), t_н = – 20 С;

3. средняя температура наружного воздуха за отопительный период, t_н.ср = – 6,4С ;

4. продолжительность отопительного периода n_о = 245 суток,  = 5405 часов;

5. продолжительность стояния температур наружного воздуха в отопительный период с интервалом в 5 С, в течении отопительного сезона, таблица 1.1[12,таблица 1.3.

Таблица 1.1 – Продолжительность стояния температур наружного воздуха

t °C	Температура наружного воздуха, С
	минуc 34,9…30	минус 29,9…25	минус 24,9…20	минус 19,9…15	минус 14,9…10	минус 9,9…5	минус 4,9…0	0,1…5	4,9…8	всего
n	68	141	293	571	813	981	959	1011	568	5405
∑no	68	209	502	1073	1886	2867	3826	4837	5405	5405

6. среднегодовая температура грунта на глубине прокладки трубопроводов (1,1 м) t_гр = 5…10 С 22.

1.2 Направление и скорость ветра 3, таблица 1

Таблица 1.2.а – Направление и скорость ветра в холодный период года (январь)

повторяемости направлений ветра (числитель), %; средняя скорость по направлениям (знаменатель), м/с, повторяемость штилей, %; максимальная скорость ветра, м/с
С	СВ	В	ЮВ	Ю	ЮЗ	З	СЗ	Штиль	Максималь-ная скорость из средних по румбам
6/3,2	6/3,1	10/4	18/4,6	21/5,2	22/4,8	11/3,8	6/3	15	5,2

Таблица 1.2.б – Направление и скорость ветра в теплый период года (июль)

повторяемости направлений ветра (числитель), %; средняя скорость по направлениям (знаменатель), м/с, повторяемость штилей, %; минимальная скорость ветра, м/с
С	СВ	В	ЮВ	Ю	ЮЗ	З	СЗ	Штиль	Минимальная скорость из средних по румбам
18/3,6	10/3,4	10/3,5	12/3,4	10/3,8	12/3,8	14/3,6	14/3,2	13	0

1.3 средние расчетные температуры внутреннего воздуха, таблица 1.3 [2]

Таблица 1.3 – средние расчетные температуры внутреннего воздуха

Наименование объекта	расчетные температуры внутреннего воздуха, tв, С
	холодный период	теплый период
Жилые здания	20	24
Общественные здания	16	23
Коровник	10	–
Телятник	10	–
Гараж	10	26
Теплица	15	20

1.4 общие тепловые нагрузки населенного пункта

Таблица 1.5 – общие тепловые нагрузки

Поз. по генплану	Наиме-нование потреб-ителя	Расчетный тепловой поток, МВт, (Гкал/ч)
		отопление	вентиляция	ГВС	техн. нужды	всего
I, II, III	Жилая зона	536,610–3	–	31710–3	–	851,510–3
	Общест-венные здания	133,610–3	320,710–3		–	454,310–3
П	Произ-вод-ственные здания	193,210–3	388,2310–3		231,910–3	813,3310–3
Т	Теплицы	1417,410–3				1417,410–3
Итого	863,410–3		2126,3310–3	31710–3	231,910–3	3538,56103

5. Тепловые нагрузки для каждого здания

Таблица 1.6 – тепловые нагрузки для каждого здания

Поз. по ген-плану	Наимено-вание потреби-теля	Расчетный тепловой поток, МВт, (Гкал/ч)
		отопление	вентиляция	ГВС	технолог. нужды	всего
I	Жилой сектор и обществ. зданий	297,8710–3	142,5310–3	140,8710–3	–	581,2810–3
II		148,9310–3	71,2710–3	70,4510–3	–	290,6510–3
III		223,4010–3	106,901 –3	105,6710–3	–	435,9710–3
Итого		670,210–3	320,7010–3	31710–3	–	1307,9010–3
П	Гараж	129,610–3	125,6010–3	–	46,3810–3	172,0010–3
ЖП-1	Коровник	33,910–3	153,0310–	–	92,7610–3	372,4710–3
ЖП-2	Телятник	29,710–3	109,6010–3	–	92,7610–3	232,0810–3
Т	Теплицы	1417,4010–3	–	–	–	1417,410–3
Итого		193,20103	1805,63103	–	231,9010–3	2230,7310–3
Итого		863,410–3	2126,3310–3	31710–	231,910–3	3538,5610–3

Исходная схема сельскохозяйственного населенного пункта (рисунок 1).

К1, К2, К3, К4 – котельные; I,II,III – жилая зона; Т – теплицы;

П – производственные помещения; ЖП – животноводческие помещения

Рисунок 1.1 – Схема сельскохозяйственного населенного пункта

1.7 источник теплоснабжения

источник теплоснабжения – котельная установка (2 котла марки УКМ-3,0ВГ).

таблица 1.7 – технические характеристики котла

Тепловая мощность	МВт	3,0
температура воды:
на выходе из котла	0C	115
на входе в котел	0C	70
давление теплоносителя	МПа	0,6
КПД котла при max нагрузке	%	92

2. Проектирование тепловых сетей

2.1 выбор и обоснование места расположения котельной установки

Место расположения котельной выбрано из следующих соображений:

1. преимущественное направление ветра (СЗ, З – в холодный период года; ЮЗ, Ю – в теплый период года), таблица 1а,2б;

2. характер и плотность застройки, рисунок 1;

3. расположение жилой зоны и производственной, рисунок 1;

4. тепловые нагрузки на отдельные здания, таблица 1.6.

Место положение котельной (рисунок 1.1) – К4.

2.2 Выбор расположения трассы и обоснование способа прокладки и конфигурации теплосети [4]

выбор надземного или подземного способа прокладки сетей зависит от назначения района (жилой массив, территория предприятия или территория свободная от застройки), профиля местности, уровня грунтовых вод, удобства эксплуатации и др. наиболее оптимальным является профиль трассы, максимально приближающийся к прямой линии. Пролегать трасса должна в одной стороне проезда или застройки. Ломаный профиль трассы усложняет эксплуатацию из-за необходимости сооружения камер для размещения спускных устройств и воздушников.

В населенных пунктах для тепловых сетей по архитектурным соображениям предусматривается, как правило, подземная прокладка (бесканальная, в каналах или в городских и внутриквартальных тоннелях совместно с другими инженерными сетями) 4. Канальная прокладка предназначена для защиты трубопроводов от механического воздействия грунтов и коррозийного влияния почвы. Стены каналов облегчают работу трубопроводов.

Непроходные каналы – наиболее распространенные среди других видов каналов. Каждый вид канала применяется в зависимости от местных условий изготовления, свойства грунта, места прокладки. В них укладываются трубопроводы тепловых сетей, не требующие постоянного надзора.

воздушный зазор между стенками канала и тепловой изоляцией способствует меньшемуувлажнениютепловой изоляции и значительному уменьшениюкоррозии трубопроводов.

В проекте принята подземная прокладка тепловых сетей в непроходных каналах марки КЛ. Требования к размещению трубопроводов при их прокладке в непроходных каналах, камерах, приведены 4, приложение В.

Принятая трасса по возможности приближена к прямолинейной.

трасса принята по радиальной схеме без перемычек (рисунок 2.1). Выбор такой схемы определилось местом положения источника теплоснабжения и потребителей, тепловой нагрузкой теплопотребителей. Один магистральный луч сети обслуживает производственные помещения, другой – жилой и общественный сектор. Такая сеть более простая и наиболее дешевая по начальным затратам, требует наименьшего расхода материла на сооружение и проста в эксплуатации. Недостаток таких сетей – отсутствие резервирования тепловой нагрузки.

конфигурация тепловых сетей – радиальная одноступенчатая.

Так как на генплане конкретно неуказанны жилые и общественные здания, то ответвления на каждое жилое здание в данном проекте не показываются.

1– гараж; 2 – телятник; 4 – коровник; 6 – теплицы; 1-3-5-7-13 – 1-я магистраль;

2-3, 4-5, 6-8 – ответвления 1-ой магистрали; 8 – III жилой массив; 9 – II жилой массив; 11 – I жилой массив; 8-10-12-13 – 2-я магистраль; 8-10 – квартальная сеть к III жилому массиву; 9-10 – квартальная сеть к II жилому массиву;

11-12 – квартальная сеть к I жилому массиву; 13 – котельная

Рисунок 2.1 – расчетная схема тепловой сети

2.3 Выбор и обоснование принципиальной схемы системы

теплоснабжения

В данном проекте проектируется закрытая двухтрубная тупиковая разветвленная водяная система теплоснабжения.

Подготовка воды на горячее водоснабжение для всех зданий осуществляется в самих зданиях.

3. устройство тепловых сетей

3.1 Тубы и их соединение

трубы наиболее ответственный элемент тепловых сетей, потому к ним предъявляются следующие эксплуатационные требования:

1. для безаварийного транспортирования теплоносителя под большим давлением с высокой температурой необходимы: высокая прочность труб и их герметичность, сохранность свойств материала труб при длительном воздействии на них высоких температур и давлений;

2. для обеспечения переменных температурных режимов необходим материал с малым коэффициентом линейного расширения;

3. необходим материал труб стойкий к коррозии;

4. для сохранения тепла и температуры теплоносителя необходимо высокое термическое сопротивление стенок труб;

5. небольшая стоимость, простота монтажа, надежность соединений и хранения туб и др.

Для каждой ступени тепловых сетей (магистральных, квартальных, дворовых, ответвлений) рекомендуются свои трубы и изделия из них, отвечающие по качеству, параметрам теплоносителя в них, назначению, прочностным и санитарным требованиям.

не один материал, из которых выполняются современные трубы тепловых сетей, в полной мере не удовлетворяют всей совокупности предъявляемых к ним требований.

Для каждой ступени построения тепловых сетей (магистральных, квартальных, дворовых) рекомендуются свои трубы и изделия из них, отвечающих необходимым требованиям.

для трубопроводов тепловых сетей следует предусматривать стальные электросварные трубы или стальные бесшовные горячекатаные трубы для теплопроводов диаметром до 420 мм по Гост 8732-78. [4, п. 10.2]. эти трубы хорошо соответствуют требованиям: 1, 2, 5.

поэтому в проекте предусмотрены стальные бесшовные трубы. соединяют трубы между собой электрической или газовой сваркой.Сварные швы подвергаются внешнему осмотру и физическому контролю.

Расстояние между соседними сварными швами на прямых участках трубопроводов с теплоносителем давлением до 1,6 МПа и температурой до 250 °С должно быть не менее 50 мм, для теплоносителей с более высокими параметрами – не менее 100 мм 4 п. 10.32.

отводы труб в проекте предусмотрены сварные радиусом 1,0d_у 4, пп. 10.13 и 10.33]. Крутоизогнутые отводы допускается сваривать между собой без прямого участка. сварные отводы не допускается вваривать непосредственно в трубу без штуцера (трубы, патрубка) 4, п. .

3.2 арматура [4]

В проекте принята стальная запорная арматура (задвижки и вентили) 4, п. 10.17:

• на выводах и вводах тепловых сетей от источников теплоты (котельной);

• на всех трубопроводах вводов и выводов тепловых сетей в здания, при этом не допускается дублирование арматуры внутри и вне здания;

В нижних точках трубопроводов тепловых сетей, предусмотрены штуцеры с запорной арматурой для спуска воды (спускные устройства), исходя из обеспечения продолжительности спуска воды и заполнения участка (одного трубопровода) для трубопроводов d_у  300 мм – не более 2 часов; 4, п. 10.19.

Если спуск воды из трубопроводов в нижних точках не обеспечивается в указанные сроки, должны дополнительно предусматриваться промежуточные спускные устройства.

В высших точках сетей на каждом секционном участке устанавливаются штуцеры с запорной арматурой для выпуска воздуха (воздушники).

3.3 Опоры

подвижные опоры. В проекте приняты скользящие опоры, так как они наиболее просты в конструктивном исполнении и надежны в эксплуатации. При монтаже теплопровода под опоры укладывают железобетонные плиты с вделанными в них стальными пластинами, по которым осуществляется скольжение.

Неподвижные опоры. В проекте приняты щитовые опоры в виде железобетонных щитов заводского изготовления с заделанными в них изолированными элементами.

3.4 Компенсаторы

компенсаторы предназначены для восприятия температурных удлинений и разгрузки труб от температурных напряжений и деформаций.