Некоммерческое акционерное общество

«АЛМАТИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ»

Кафедра «Тепловые Энергетические Установки» расчетно-графическая работа №1

По дисциплине: «Теплофикация и тепловые сети»

На тему: «Определение тепловой нагрузки промышленного района, построение годового графика теплопотребления»

Специальность: 5B071700-Теплоэнергетика

Выполнил: Уксукбаев Т.С. Группа: ТЭС-14-3

Номер зачетной книжки: 141036 Вариант №17

Принял: профессор каф. ТЭУ Пак Михаил Иванович

___________________________«___» _______________ 20__г.

(оценка) (подпись)

Алматы 2017

Содержание

Введение………………………………………………………………...………...3

Задание………………………………………………………………………..…...4

Вопрос №1………………………………………………………………………...5

Вопрос №14……………………………………………………………………….6

Решение задачи…………………………………………………………………...8

Годовой график теплопотребления……………………………………………..12

Заключение……………………………………………………………………….13

Список использованной литературы……………………………………………14

Введение

Целью данной работы является определение тепловой нагрузки промышленного района, построение годового графика теплопотребления.

Теплофикация ­ есть централизованное теплоснабжение на базе комбинированного, т. е. совместного производства тепла и электрической энергии.

При теплофикации тепло рабочего тела (водяного пара или газа), имеющее повышенный потенциал (высокую температуру и давление), сначала используется для выработки электрической энергии в турбоагрегатах, затем тепло отработавшего тела, имеющее более низкий потенциал, используется для централизованного теплоснабжения.

Такой подход к удовлетворению от одного источника потребностей в электроэнергии и низкопотенциальном тепле, позволяет при режиме работы по тепловому графику примерно в 2 раза уменьшить удельный расход тепла (топлива) на производство электроэнергии по сравнению с раздельной схемой получения электроэнергии и тепла.

Кроме того, централизованное теплоснабжение на базе теплофикации обеспечивает использование низкосортного местного топлива, сжигание которого в мелких котельных затруднено, и в значительной мере способствует улучшению санитарных условий и чистоты воздушного бассейна благодаря концентрации топливосжигающих пунктов.

Необходимо уметь разбираться в тепловой схеме станции, знать основные принципы выбора теплоносителя, системы теплоснабжения, схемы присоединения тепловых потребителей. Необходимо усвоить тепловые расчеты и тепловые балансы ТЭЦ, а также гидравлический расчет тепловых сетей.

Задание

Определение тепловой нагрузки промышленного района, построение годового графика теплопотребления.

Для города с населением М тыс. человек определить расчетную тепловую нагрузку и расчетный расход сетевой воды на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение централизованной системы теплоснабжения (ЦСТС) без учета тепловыделения в зданиях и утечки теплоносителя в тепловых сетях (ТС) и сетях потребителя.

Вопрос №1:

Дайте определение системы теплоснабжения.

Вопрос №14:

Какие параметры наружного воздуха используются при проектировании и эксплуатации СТС?

Вопрос №1:

Дайте определение системы теплоснабжения.

Теплоснабжение — система обеспечения теплом зданий и сооружений, предназначенного для обеспечения теплового комфорта для находящихся в них людей или для возможности выполнения технологических норм.

Любая система теплоснабжения состоит из трех основных элементов:

1. Теплоисточник. Это может быть ТЭЦ или котельная (при централизованной системе теплоснабжения), либо просто котел, расположенный в отдельном здании (местная система);

2. Система транспортировки тепловой энергии (тепловые сети);

3. Потребители тепла (радиаторы отопления (батареи) и калориферы).

Классификация

Системы теплоснабжения подразделяются на:

1. Централизованные;

2. Местные (их еще называют децентрализованными).

Они могут быть водяными и паровыми. Последние используются в наши дни не часто.

Местные системы теплоснабжения

Здесь все просто. В местных системах источник тепловой энергии и ее потребитель находятся в одном здании или очень близко друг к другу. Например, в отдельном доме установлен котел. Нагретая в этом котле вода в последствии используется для удовлетворения нужд дома в отоплении и горячей воде.

Централизованные системы теплоснабжения

В централизованной системе теплоснабжения источником тепла служит ТЭЦ или котельная, которая вырабатывает тепло для группы потребителей: квартал, район города или даже весь город.

При такой системе тепло транспортируется к потребителям по магистральным тепловым сетям. От магистральных сетей теплоноситель подается в центральные тепловые пункты (ЦТП) или индивидуальные тепловые пункты (ИТП). От ЦТП тепло уже по квартальным сетям поступает в здания и сооружения потребителей.

Вопрос №14:

Какие параметры наружного воздуха используются при проектировании и эксплуатации СТС?

Параметры микроклимата при отоплении и вентиляции помещений (кроме помещений, для которых метеорологические условия установлены другими нормативными документами) следует принимать по ГОСТ 30494, ГОСТ 12.1.005, СанПин 2.1.2.1002 и СанПиН 2.2.4.548 для обеспечения метеорологических условий и поддержания чистоты воздуха в обслуживаемой или рабочей зоне помещений (на постоянных и непостоянных рабочих местах):

а) в холодный период года в обслуживаемой зоне жилых помещений температуру воздуха - минимальную из оптимальных температур; при согласовании с органами Госсанэпиднадзора России и по заданию заказчика допускается принимать температуру воздуха в пределах допустимых норм;

б) в холодный период года в обслуживаемой или рабочей зоне жилых зданий (кроме жилых помещений), общественных, административно-бытовых и производственных помещений температуру воздуха - минимальную из допустимых температур при отсутствии избытков явной теплоты (далее - теплоты) в помещениях; экономически целесообразную температуру воздуха в пределах допустимых норм в помещениях с избытками теплоты. В производственных помещениях площадью более 50 м2 на одного работающего следует обеспечивать расчетную температуру воздуха на постоянных рабочих местах и более низкую (но не ниже 10 °С) температуру воздуха на непостоянных рабочих местах.

В холодный период года в жилых, общественных, административно-бытовых и производственных помещениях отапливаемых зданий, когда они не используются и в нерабочее время, можно принимать температуру воздуха ниже нормируемой, но не ниже:

15 °С - в жилых помещениях;

12 °С - в общественных и административно-бытовых помещениях;

5 °С - в производственных помещениях.

При периодическом снижении температуры воздуха помещений следует обеспечивать восстановление нормируемой температуры к началу использования помещения или к началу работы;

в) для теплого периода года в помещениях с избытками теплоты - температуру воздуха в пределах допустимых температур, но не более чем на 3 °С для общественных и административно-бытовых помещений и не более чем на 4 °С для производственных помещений выше расчетной температуры наружного воздуха (по параметрам А) и не более максимально допустимых

температур по приложению В, а при отсутствии избытков теплоты - температуру воздуха в пределах допустимых температур, равную температуре наружного воздуха (по параметрам А), но не менее минимально допустимых температур по приложению В ;

г) скорость движения воздуха - в пределах допустимых норм;

д) относительная влажность воздуха при отсутствии специальных требований не нормируется.

Параметры микроклимата или один из параметров допускается принимать в пределах оптимальных норм вместо допустимых, если это экономически обосновано или по заданию на проектирование.

Если допустимые нормы микроклимата невозможно обеспечить в рабочей или обслуживаемой зоне по производственным, или экономическим условиям, то на постоянных рабочих местах следует предусматривать душирование наружным воздухом или местными кондиционерами.

В теплый период года метеорологические условия не нормируются в помещениях:

а) жилых зданий;

б) общественных, административно-бытовых и производственных в периоды, когда они не используются и в нерабочее время;

в) производственных в периоды, когда они не используются и в нерабочее время при отсутствии технологических требований к температурному режиму помещений.

Решение задачи.

Номер в списке группы – 3, № студ. билета: 141040

Рассмотрим порядок выполнения задания по варианту г. Караулкелды: М=135 тыс. человек, средняя этажность жилых зданий - 4, ОАЗ - 5, доля общей площади ОАЗ-0,23, расход пара на технологическое пароснабжение равен 17 т/ч .

1. Находим отапливаемую площадь жилых зданий района

А_ж = M*20 = 135000 * 20 = 2700 тыс.м²,

площадь ОАЗ

А₀ = А_ж*0,15 = 2700000 * 0,15 = 405 тыс.м².

2. Находим расчетные климатологические параметры:

- температура воздуха внутри помещений [3, таблица 3.2]

t = 21 ⁰C.

- расчетная и средняя температура наружного воздуха в ОП

- градусо - сутки и продолжительность ОП [3, таблица 3.3]

 z = 188 суток, ГСОП = 5038 °С•сут/год.

3.По [3, таблица 6] находим нормируемые значения удельной потребности в теплоте для жилых зданий

,

для ОАЗ (по п.2 таблицы 6)

,

4. Находим расчетную удельную нагрузку отопления:

жилых зданий

,

ОАЗ

,

5. Находим расчетную отопительную нагрузку и расход сетевой воды на отопление без учета утечки воды и потери тепла через изоляцию в тепловых сетях: жилых зданий

ОАЗ

где - отапливаемый объем ОАЗ, для определения которого примем высоту помещений с учетом толщины межэтажных перекрытий равным,

.

Расчетная отопительная нагрузка района равна

Расход сетевой воды на отопление в расчетном режиме определим по формуле

Теплофизические свойства воды определяются по [5] по средней температуре сетевой воды

  Отсюда

.

6. Находим расчетную вентиляционную нагрузку и расчетный расход сетевой воды на вентиляцию общественных зданий:

.

7. Определим расчетную нагрузку ГВС и расход воды в расчетном режиме по формуле

Найдем по [5] при температуре 55 ⁰С плотность воды  теплоемкость 

Нагрузка ГВС в ЛП равна

8. Определим нагрузку технологического пароснабжения. Примем параметры пара производственного отбора турбины:По [5] находим энтальпию пара производственного отбораипри давлении:

Отсюда

9. Для построения годового графика теплопотребления определим суммарную нагрузку теплоснабжения района при температурах наружного воздуха +8⁰С, -5,9⁰С, -30⁰С.

Нагрузки сезонных потребителей теплоты линейно зависят от температуры наружного воздуха

Qот(+8)=249,48*12/51=58,7 МВт,

Qот(-5,9)=249,48*25,8/51=126,21 МВт.

Qот(+8)=15,42*12/51=3,63 МВт,

Qот(-5,9)=15,42*25,8/51=7,8МВт.

Суммарные нагрузки теплоснабжения района в зависимости от температуры наружного воздуха равны:

в ОП

Q_от(+8)= 58,7+166,99+3,63+9,99=239,31 МВт,

Q_от(-5,9)= 166,99+9,99+126,21+7,8=310,99 МВт,

Q_от(-30)= 166,99+9,99+249,48+15,42=441,88 МВт.

в ЛП

Q(ЛП)= 133,59+9,99=143,58 МВт.

Тепловая нагрузка района в горячей воде в зависимости от температуры наружного воздуха равна:

в ОП

Q_от(+8)= 239,31-9,99 = 229,32 МВт,

Q_от(-5,9)= 310,99-9,99 = 301 МВт,

Q_от(-30)= 441,88-9,99 = 431,89 МВт.

в ЛП

Q(ЛП)= 143,59-9,99 = 133,59 МВт.

По тепловой нагрузке в горячей воде строится левая часть годового графика теплопотребления  .

 

Для построения правой части графика используем в ОП [3, Таблицы 3.5].

г. Караулкельды
Месяц	среднемесячная температура наружного воздуха	число суток
ЯНВАРЬ	-12,7	31
ФЕВРАЛЬ	-12,3	28
ДЕКАБРЬ	-9,5	31
МАРТ	-5,6	30
НОЯБРЬ	-2,5	31
ОКТЯБРЬ	5,8	21
АПРЕЛЬ	8,2	16
	-5,8	188