МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

ИНСТИТУТ ПРОБЛЕМ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ КАФЕДРА ПРОМЫШЛЕННЫХ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Студент: Курс: Группа:

Тема курсового проекта: ТЕПЛОСНАБЖЕНИЕ ЖИЛЫХ МИКРОРАЙОНОВ ГОРОДА Петрунь ОТ КОТЕЛЬНОЙ

Срок представления проекта к защите:

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ КУРСОВОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ

1. СХЕМА МАГИСТРАЛЬНОЙ ТЕПЛОВОЙ СЕТИ

Условные обозначения:

-- номер участка ТК – тепловая камера

--внутренний диаметр, мм ЦТП – центральный тепловой пункт

-- длина участка, м - геодезический уровень (отметка) местности

-- расход сетевой воды на участке, кг/с (т/ч) Коэффициент эквивалентной шероховатости внутренней поверхности трубопроводов водяной тепловой сети равен k_э = 0,09 мм.

На всех участках магистральной тепловой сети через 90-100 м установлены П-образные компенсаторы.

2. ДАННЫЕ ПО ПОТРЕБИТЕЛЯМ ТЕПЛОТЫ

2.1. 1-ЫЙ ПОТРЕБИТЕЛЬ

• Расчетная (максимальная) отопительная тепловая нагрузка зданий микрорайона: 20,35 МВт.

• Тип жилых зданий микрорайона: квартирного типа, с повышенными требованиями к благоустройству.

• Количество проживающих и работающих в микрорайоне: 4500 чел.

• Расчетная температура воздуха ()в помещениях жилых и общественныхзданий микрорайона: 20 ^оС.

2.2. 2-ОЙ ПОТРЕБИТЕЛЬ

• Расчетная (максимальная) отопительная тепловая нагрузка зданий микрорайона: 20,35 МВт.

• Тип жилых зданий микрорайона: квартирного типа, с повышенными требованиями к благоустройству.

• Количество проживающих и работающих в микрорайоне: 4500 чел.

• Расчетная температура воздуха ()в помещениях жилых и общественныхзданий микрорайона: 20 ^оС.

2.3. 3-ИЙ ПОТРЕБИТЕЛЬ

• Расчетная (максимальная) отопительная тепловая нагрузка зданий микрорайона: 20,35 МВт.

• Тип жилых зданий микрорайона: квартирного типа, с повышенными требованиями к благоустройству.

• Количество проживающих и работающих в микрорайоне: 4500 чел.

• Расчетная температура воздуха ()в помещениях жилых и общественныхзданий микрорайона: 20 ^оС.

3. СИСТЕМА ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯЖИЛЫХ МИКРОРАЙОНОВ:

Водяная двухтрубная, открытая, с насосным смешением, с зависимой схемой присоединения отопительных установок.

Система теплоснабжения жилых микрорайонов 15 суток в году отключается на испытания и ремонты.

4.МЕТОД РЕГУЛИРОВАНИЯ ОТПУСКА ТЕПЛОТЫ: Центральный качественный, по отопительной нагрузке.

В «зоне излома» температурного графика регулирование отопительной тепловой нагрузки

Производится «местными пропусками»

5.ТЕМПЕРАТУРНЫЙ ГРАФИК РЕГУЛИРОВАНИЯ ОТОПИТЕЛЬНОЙ ТЕПЛОВОЙ НАГРУЗКИ В РАСЧЕТНОМ РЕЖИМЕ():140/70 ⁰С.

Температуру сетевой воды на входе в отопительные приборы жилых и общественных здании микрорайонов расчетном режиме () принять равной 95⁰С.

СОДЕРЖАНИЕ ПОЯСНИТЕЛЬНОЙ ЗАПИСКИ КУРСОВОГО ПРОЕКТА

ВВЕДЕНИЕ.

1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОВЫХ НАГРУЗОК ДЛЯ КАЖДОГО ПОТРЕБИТЕЛЯ ТЕПЛОТЫ.

2. ВЫЧИСЛЕНИЕ ГОДОВОГО РАСХОДА ТЕПЛОТЫ ДЛЯ ВСЕХ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ ТЕПЛОТЫ (ГРАФИЧЕСКИМ И РАСЧЕТНЫМ СПОСОБОМ). ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОГРЕШНОСТИ РАСЧЕТНОГО СПОСОБА ВЫЧИСЛЕНИЯ ГОДОВОГО РАСХОДА ТЕПЛОТЫ (ПО СРАВНЕНИЮ С ГРАФИЧЕСКИМ).

3. РАСЧЕТ И ПОСТРОЕНИЕ ГРАФИКОВ ТЕМПЕРАТУР И РАСХОДОВ СЕТЕВОЙ ВОДЫ ДЛЯ СИСТЕМЫ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ МИКРОРАЙОНОВ (ПРЕДСТАВИТЬ ПРИНЦИПИАЛЬНУЮ СХЕМУ СИСТЕМЫ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ)

3.1. РАСЧЕТ РЕГУЛИРОВАНИЯ ОТПУСКА ТЕПЛОТЫ ДЛЯ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ ЖИЛЫХ И ОБЩЕСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА ПОТРЕБЛЕНИЯ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ.

3.2. РАСЧЕТ МЕСТНОГО ПОДРЕГУЛИРОВАНИЯ ОТПУСКА ТЕПЛОТЫ ДЛЯ СИСТЕМ ГОРЯЧЕГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ ЖИЛЫХ И ОБЩЕСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ.

3.3. РАСЧЕТ МЕСТНОГО ПОДРЕГУЛИРОВАНИЯ ОТПУСКА ТЕПЛОТЫ ДЛЯ СИСТЕМ ПРИНУДИТЕЛЬНОЙ ПРИТОЧНО-ВЫТЯЖНОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ ОБЩЕСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ.

3.4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСХОДОВ СЕТЕВОЙ ВОДЫ В ПОДАЮЩЕМ И ОБРАТНОМ ТРУБОПРОВОДАХ ТЕПЛОВОЙ СЕТИ. ВЫЧИСЛЕНИЕ СРЕДНЕВЗВЕШЕННОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ СЕТЕВОЙ ВОДЫ В ОБРАТНОМ ТРУБОПРОВОДЕ ТЕПЛОВОЙ СЕТИ.

4. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ВОДЯНОЙ ТЕПЛОВОЙ СЕТИ (ДЛЯ РАСЧЕТНОГО И ЛЕТНЕГО РЕЖИМОВ РАБОТЫ).

5. ПОСТРОЕНИЕ ПЬЕЗОМЕТРИЧЕСКОГО ГРАФИКА ДЛЯ ВОДЯНОЙ ТЕПЛОВОЙ СЕТИ (ДЛЯ РАСЧЕТНОГО И ЛЕТНЕГО РЕЖИМОВ РАБОТЫ).

6. ВЫБОР СЕТЕВЫХ И ПОДНИТОЧНЫХ НАСОСОВ. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СУММАРНЫХ И УДЕЛЬНЫХ ЗАТРАТ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ НА ПЕРЕДАЧУ (ТРАНСПОРТИРОВКУ) ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Список литературы.

ПЕРЕЧЕНЬ ГРАФИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА КУРСОВОГО ПРОЕКТА

1. СХЕМА ТЕПЛОВОГО ПУНКТА ЖИЛОГО МИКРОРАЙОНА С ТЕМПЕРАТУРНЫМ ГРАФИКОМ И ГРАФИКОМ РАСХОДА СЕТЕВОЙ ВОДЫ – 1 лист (формат А1).

2. ПЬЗОМЕТРИЧЕСКИИ ГРАФИК ВОДЯНОЙ ТЕПЛОВОЙ СЕТИ – 1 лист (формат А1).

Руководитель проекта:

Задание принял к исполнению:

Введение.

Системы теплоснабжения необходимы для обеспечения потребителей теплом в виде нагретой сетевой воды или нагретого (насыщенного) водяного пара.

Система централизованного теплоснабжения включает три основных звена:

• Потребители тепловой энергии

• Тепловые сети

• Источник теплоснабжения (котельная, ТЭЦ).

Потребители теплоты – это установки, здания и люди, которым тепловая энергия необходима для удовлетворения своих потребностей.

Для жилых, общественных и административно-бытовых зданий тепловая энергия необходима для отопления, горячего водоснабжения, вентиляции. На промышленных предприятиях для проведения тепловых технологических процессов (сушка, выпаривание, подогрев и т.д.).

Каждый потребитель в любой произвольно взятый момент времени должен получать именно то кол-во теплоты, которое ему необходимо. Если в какой-то момент времени источник будет вырабатывать и выпускать теплоту в меньшем или большем количестве, то коммунально-бытовой потребитель теплоты (КБПТ) почувствует дискомфорт.

Тепловые сети (ТС) – это элемент системы централизованного теплоснабжения, через которые тепловая энергия доставляется потребителям теплоты.

Тепловые сети предназначены для обеспечения надежной подачи теплоты и точности ее распределения между потребителями при этом потери теплоты при транспортировке должны быть min.

Тепловые сети включают в свой состав трубопроводы, запорную и регулирующую арматуру, а также сетевые, подпиточные и повысительные насосы.

Источники теплоснабжения (ИТ) – необходимы для выработки того количества энергии, которое необходимо потребителю.

В данной работе мы рассмотрели теплоснабжение трех жилых микрорайонов города Петрунь.

1.Определение тепловых нагрузок для каждого потребителя теплоты.

Первый жилой микрорайон.

1.1Определение средней тепловой нагрузки на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение зданий первого жилого микрорайона:

Тип жилых зданий микрорайона: Квартирного типа, с повышенными требованиями к благоустройству:

Среднюю тепловую нагрузку на горячее водоснабжение для отопительного периода находим по следующей формуле:

кВт

Рассчитываем среднюю тепловую нагрузку на горячее водоснабжение для летнего периода по следующему выражению:

кВт

где

а_гв= 115 л/сут · чел- общая норма расхода воды (одним потребителем) в средние сутки (смену) (принимаем по [1]);

b_гв= 25 л/сут · чел - норма расхода горячей воды на одного человека, работающего в общественном, административно-бытовом или производственном здании при отсутствии точных данных;

M= 4500 чел -количество потребителей воды, проживающих и работающих в микрорайоне;

t_хв= 5 ºС- температура холодной воды у водоразборных приборов зданий;

t_гв= 60 ºС- температура горячей воды у водоразборных приборов зданий(принимаем равной 60 ºС

так как нет точных данных)

С_В= 4,19 кДж/(кг· ºС) -теплоемкость воды.

Определяем расчетную (максимальную) тепловую нагрузку на горячее водоснабжение зданий для отопительного периода первого жилого микрорайона по следующему выражению:

кВт

где- коэффициент часовой неравномерности потребления воды (принимаем из диапазона 22,4)

Максимальная тепловая нагрузка на горячее водоснабжение зданий первого жилого микрорайона в летний период находится по формуле:

кВт

Расчетная (максимальная) тепловая нагрузка на отопление берем из задания для 1-ого района:

Для остальных двух микрорайонов значения такие же, так как по заданию все три микрорайона у нас одинаковые.

1.2 Суммарная тепловая нагрузка на горячее водоснабжение для трех жилых микрорайонов.

Определение средней суммарной тепловой нагрузки на горячее водоснабжение для трех жилых микрорайонов (отопительный период):

кВт

Определение расчетной (максимальной) суммарной тепловой нагрузки на горячее водоснабжение для трех жилых микрорайонов(отопительный период):

кВт

Определение средней суммарной тепловой нагрузки на горячее водоснабжение для трех жилых микрорайонов в летний период:

кВт

Определение расчетной (максимальной) суммарной тепловой нагрузки на горячее водоснабжение для трех жилых микрорайонов в летний период:

кВт

1.3. Суммарная расчетная (максимальная) отопительная тепловая нагрузка для трех жилых микрорайонов.

МВт

Данные по расчёту тепловых нагрузок сведены в таблицу 1.1.

Т а б л и ц а 1.1 Итоги расчета тепловых нагрузок на отопление и горячее водоснабжение.

Наименование района	Qo,кВт	Qгвр,кВт		ΣQ, кВт
		в отопительный период	в летний период	в отопительный период	в летний период
1 микрорайон	20350		3628	24785	3628
2 микрорайон	20350		3628	24785	3628
3 микрорайон	20350		3628	24785	3628
Всего по трем микрорайонам	61000	13310	10880	74355	10880

2.Вычисление годового расхода теплоты для всех потребителей теплоты (графическим и расчетным способом). Определение погрешности расчетного способа вычисления годового расхода теплоты (по сравнению с графическим).

2.1. Вычисление годового расхода теплоты для всех потребителей теплоты графическим способом.

Расчетная температура воздуха в помещениях жилых ,общественных зданий микрорайона: 20 ˚С

Расчетная (максимальная) отопительная тепловая нагрузка жилых и общественных зданий 3-х микрорайонов: 61 МВт

В соответствии со [2]:

-температура наружного воздуха для проектирования систем отопления и вентиляции

для г. Петрунь равна -43˚С

Таблица 2.1 Повторяемость температур наружного воздуха для г. Петрунь.

Температура	Ниже -45	-40	-35	-30	-25	-20	-15	-10	-5	0	+8
Часы	-	22	97	173	310	469	657	836	930	1140	578

Всего часов: 6408

Отопительная тепловая нагрузка при температуре наружного воздуха равной +8 ˚С :

МВт

Суммарная расчетная тепловая нагрузка на ГВ: 13310 кВт

Суммарная расчетная тепловая нагрузка на ГВ для летнего периода: 10880 кВт

Сумма тепловых нагрузок для отопительного периода при = -43 ˚С:

МВт

Сумма тепловых нагрузок при =+8 ˚С:

МВт

Сумма тепловых нагрузок для летнего периода:

МВт

Данные для построения графика изменения тепловых нагрузок в зависимости от изменения температур наружного воздуха приведены в таблице 2.2.

Таблица 2.2 Данные для построения графика изменения тепловых нагрузок в зависимости от изменения температур наружного воздуха.

tн	Qо, МВт	Qгв, МВт	∑Q, МВт
tн = tнро= - 31 ºС	61	13,31	74,355
tн = tно = +8 ºС	11,6	13,31	24,91
+8 ºС <tн < +20 ºС	0	10,88	10,88
tн = tвр= +20 ºС	0	10,88	10,88

Рисунок 2.1.Графики изменения тепловых нагрузок в зависимости от изменения температуры наружного воздуха.

Таблица 2.3 Данные для построения графика изменения суммарной тепловой (отопление и ГВС) нагрузки от повторяемости температур наружного воздуха.

Температура наружного воздуха, °С	Суммарная тепловая нагрузка на систему ГВС, кВт	Суммарная тепловая нагрузка на систему отопления, кВт	Суммарная тепловая нагрузка на системы ГВС, отопления, кВт
-43	13310	61000	74310
-40	13310	58095	71405
-35	13310	18324,3	66564
-30	13310	15881,1	61723
-25	13310	13437,8	56881
-20	13310	10994,6	52040
-15	13310	7329,7	47199
-10	13310	0,0	42358
-5	13310	0,0	37516
0	13310	19365	32675
+8	13310	11600	24910
+8 < tн≤+ 20	10880	0	10880

Рисунок 2.2.Графики изменения суммарной тепловой нагрузки от повторяемости температуры наружного воздуха (график Россандера)

Продолжительность отопительного периода: n_o=6408 часов.

На 15 дней в году система теплоснабжения отключается для профилактических работ.

Время работы системы теплоснабжения в течение года: n_цт= 24*350= 8400 часов.

Годовой расход теплоты для всех потребителей теплоты вычисленный графическим способом определяется по следующему выражению:

2.2.Вычисление годового расхода теплоты для всех потребителей теплоты расчетным способом:

Определяем отопительную тепловую нагрузку среднюю за отопительный период по следующему выражению:

МВт

где

= -9 ºС-температура наружного воздуха средняя за отопительный период

Вычислим годовой расход теплоты на отопление зданий по следующей формуле:

МВт*час

Находим годовой расход теплоты на горячее водоснабжение для коммунально-бытовых потребителей по формуле:

МВт*час

Определяем годовой расход теплоты всеми потребителями расчетным способом:

МВт*час

2.3. Определение погрешности расчетного способа вычисления годового расхода теплоты (по сравнению с графическим способом):

где

- годовой расход теплоты определённый графическим методом(= 248.653 ГВт*час)

- годовой расход теплоты определённый расчётным методом (= 228.074 ГВт*час)

3. Расчет и построение графиков температур и расходов сетевой воды для системы теплоснабжения микрорайонов.

3.1 Расчет регулирования отпуска теплоты для систем отопления жилых и общественных зданий. Определение основных показателей качества потребления тепловой энергии. Определение расходов сетевой воды в подающем и обратном трубопроводах тепловой сети.

Принципиальная схема системы теплоснабжения представлена на рисунке 3.1.

Температурный график регулирования отопительной тепловой нагрузки в расчетном режиме : 140/70C.

Рассчитать температурный перепад в системе отопления в расчетном режиме:

С

Температура сетевой воды на входе в отопительные приборы жилых и общественных зданий микрорайонов в расчетном режиме С.

Найти разность температур сетевой воды в отопительных приборах в расчетном режиме:

С

Определить температурный напор отопительных приборов в расчетном режиме:

С

Рассчитать температуру начала “излома” температурного графика:

Температура сетевой воды в подающем трубопроводе

тепловой сети в зоне излома: τ_о1 = 70 ºС

Относительная отопительная тепловая нагрузка:

С

Методом последовательных приближений найти значение: С

Определить температуру сетевой воды в подающем и обратном трубопроводе тепловой сети и на входе в отопительные приборы в зависимости от температуры наружного воздуха:

Последовательно принимая значение t_н= -38; -33; -28; -23; -18; -13; -8; -3,73; ºС, найти значения, τ_о1, τ_о2, τ_о3и заносим их в сводную таблицу 3.1.

Таблица 3.1.1 - Значения температур сетевой воды в зависимости от температуры наружного воздуха при центральном качественном регулировании тепловой нагрузки.

Данные, полученные в результате расчета температуры сетевой воды в подающем и обратном трубопроводе тепловой сети занесены в таблицу 3.1.1

tн , ºС		Qо, МВт	τо1, ºС	τо2, ºС	τо3, ºС
-43	1	61	140	70	95
-35	0.873	53.253	126.262	65.152	86.977
-30	0.794	48.434	117.623	62.043	81.893
-25	0.714	43.554	108.79	58.81	76.66
-20	0.635	38.735	99.973	55.523	71.398
-15	0.556	33.916	91.049	52.129	66.029
-10	0.476	29.036	81.882	48.562	60.462
-5	0.397	24.217	72.675	44.885	54.81
-3,58	0.374	22.814	69.961	43.781	53.131

График температур сетевой воды в зависимости от температуры наружного воздуха представлен на рисунке 3.1.

3.1.2.Определяется относительная тепловая нагрузка для “зоны излома” температурного графика:

В “зоне излома” температурного графика регулирование отопительной тепловой нагрузки производиться “местными пропусками”. При этом методе регулирования теплообменные аппараты тепловой сети работают при постоянной температуре сетевой воды в подающем трубопроводе. Следовательно, температура сетевой воды в обратном трубопроводе тепловой сети также постоянна.

Таким образом, на всей “зоне излома” τ_о1= 70ºС, τ_о2= 43.781ºС

Определение температуры сетевой воды на входе в отопительные приборы в зависимости от температуры наружного воздуха:

Последовательно принимая значение t_н = 4; 5; 6; 7; 8 ºС , находим значенияи τ_о3и заносим их в сводную таблицу 3.2.

Таблица 3.2. Сводная таблица значений температур сетевой воды в зависимости от температуры наружного воздуха в “зоне излома” при регулировании тепловой нагрузки “местными пропусками”:

tн , ºС		Qо, МВт	τо1, ºС	τо2, ºС	τо3, ºС
-3,58	0.374	22.814	70	43.781	53.131
-3	0.365	22.265	70	43.781	52.906
0	0.317	19.337	70	43.781	51.706
2	0.286	17.446	70	43.781	50.931
5	0.238	14.518	70	43.781	49.731
8	0.19	11.59	70	43.781	48.531

График температур сетевой воды в зависимости от температуры наружного воздуха представлен на рисунке 3.1.

Рисунок 3.1