Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное образовательное учреждение среднего профессионального образования

«Волгоградский Государственный экономико-технический колледж»

Кафедра энергетических дисциплин

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине: Теплоснабжение

на тему: Теплоснабжение жилого квартала г. Астрахань

Пояснительная записка

ВГЭТК.401-Т.06.КП.46д.ПЗ

Студента: Исаева С.В.

Шифр: К-1402

Группа: 401-Т

Руководитель: Жуков Е.А.

Содержание:

Введение 5

1. Общая часть 8

1.1 Характеристика объекта регулирования

2. Система теплоснабжения – принципиальные проектные решения 10

2. Специальная часть 13

2.1 Расчет тепловых нагрузок

2.2 Графики изменения тепловых нагрузок 19

2.3 Регулирование отпуска тепла 20

2.4 Определение расчетных расходов теплоносителя 23

2.5 Гидравлический расчет водяных тепловых сетей 25

2.6 Пьезометрический график тепловой сети 29

2.7Расчёт конструктивных элементов в тепловой сети 32

2.8 Подбор тепловой изоляции 39

Заключение 40

Список литературы 41

Введение

Под теплоснабжением понимают систему обеспечения теплом зданий и сооружений. Централизованные системы теплоснабжения, обеспечивающие наиболее экономное использование топлива, имеют наиболее высокие экономические показатели и характеризуется пониженными удельными расходами топлива на выработку тепловой энергии.

Централизованное теплоснабжение базируется на использовании крупных районных котельных, характеризующихся значительно большими КПД, чем мелкие отопительные установки. Централизованное теплоснабжение на базе комбинированной выработки тепла и электроэнергии, является высшей формой централизованного теплоснабжения. Она позволяет сократить расход топлива на 20–25%. Централизованная система теплоснабжения состоит из следующих основных элементов: источника тепла, тепловых сетей и местных систем потребления – систем отопления, вентиляции и горячего водоснабжения.

Тепловая мощ­ность современных РК составляет 150—200 Гкал/ч. Такая концентрация тепловых нагрузок позволяет использовать крупные агрегаты, совре­менное техническое оснащение котельных, что обеспечивает высокие КПД использования топлива.

В качестве теплоносителя для теплоснабжения городов используют горячую воду, а для теплоснабжения промышленных предприятий — во­дяной пар. Теплоноситель от источников тепла транспортируют по теп­лопроводам. Горячая вода поступает к потребителям по подающим теп­лопроводам, отдает в теплообменниках свое тепло и после охлаждения возвращается по обратным теплопроводам к источнику тепла. Таким об­разом, теплоноситель непрерывно циркулирует между источником теп­ла и потребителями. Циркуляцию теплоносителя обеспечивает насосная станция источника тепла. Водяной пар поступает к промышленным по­требителям по паропроводам под собственным давлением, конденсиру­ется в теплообменниках и отдает свое тепло. Образовавшийся конден­сат возвращается к источнику тепла под действием избыточного давле­ния или с помощью конденсатных насосов.

Современные тепловые сети городских систем теплоснабжения пред­ставляют собой сложные инженерные сооружения. Протяженность теп­ловых сетей от источника до крайних потребителей составляет десятки километров, а диаметр магистралей достигает 1400 мм. В состав тепло­вых сетей входят теплопроводы; компенсаторы, воспринимающие тем­пературные удлинения; отключающее, регулирующее и предохранитель­ное оборудование, устанавливаемое в специальных камерах или в павильонах; насосные станции; районные тепловые пункты (РТП) и теп­ловые пункты (ТП).

Теплопроводы прокладывают под землей в непроходных и полупро­ходных каналах, в коллекторах и без каналов. Для сокращения потерь тепла при движении теплоносителя по теплопроводам применяют тепло­изоляцию их.

Для управления гидравлическим и тепловым режимами системы теплоснабжения ее автоматизируют, а количество -подаваемого тепла регулируют в соответствии с требованиями потребителей. Наибольшее количество тепла расходуется на отопление зданий. Отопительная на­грузка изменяется с изменением наружной температуры. Для поддержа­ния соответствия подачи тепла потребностям в нем применяют цен­тральное регулирование на источниках тепла. Добиться высокого каче­ства теплоснабжения, применяя только центральное регулирование, не удается, поэтому на тепловых пунктах и у потребителей применяют до­полнительное автоматическое регулирование. Расход воды на горячее водоснабжение непрерывно изменяется, и для поддержания устойчивого теплоснабжения гидравлический режим тепловых сетей автоматически регулируют, а температуру горячей воды поддерживают постоянной и равной 66°С.

Как уже отмечалось, современные централизованные системы тепло­снабжения представляют собой сложный комплекс, включающий источ­ники тепла, тепловые сети с насосными станциями и тепловыми пункта­ми и абонентские вводы, оснащенные системами автоматического управ­ления. Для обеспечения надежного функционирования таких систем не­обходимо их иерархическое построение, при котором всю систему рас­членяют на ряд уровней, каждый из которых имеет свою задачу, умень­шающуюся по значению от верхнего уровня к нижнему. Верхний иерар­хический уровень составляют источники тепла, следующий уровень — магистральные тепловые сети с РТП, нижний — распределительные сети с абонентскими вводами потребителей. Источники тепла подают в тепловые сети горячую воду заданной температуры и заданного давле­ния, обеспечивают циркуляцию воды в системе и поддержание в ней должного гидродинамического и статического давления. Они имеют спе­циальные водоподготовительные установки, где осуществляется химиче­ская очистка и деаэрация воды. По магистральным тепловым сетям транспортируются основные потоки теплоносителя в узлы теплопотребления. В РТП теплоноситель распределяется по районам и в сетях райо­нов поддерживается автономный гидравлический и тепловой режимы. К магистральным тепловым сетям отдельных потребителей присоеди­нять не следует, чтобы не нарушать иерархичности построения системы.

Распределительные тепловые сети, ТП и абонентские вводы обеспе­чивают распределение теплоносителя по отдельным потребителям и сос­тавляют низший иерархический уровень, который в большинстве случаев не резервируют.

Иерархическое построение систем теплоснабжения обеспечивает их управляемость в процессе эксплуатации.

Тепловые пункты бывают центральные (ЦТП) и индивидуальные (ИТП). От ЦТП предусматривается теплоснабжение нескольких зда­ний, а от ИТП — одного здания. ЦТП размещают в отдельных одно­этажных зданиях, а ИТП — в помещении здания. Тепловые пункты обеспечивают подачу необходимого количества тепла в здания для их отопления и вентиляции с автоматическим поддержанием в системах отопления нужных гидравлического и теплового режимов. В теплооб­менниках ТП подогревают водопроводную воду до 65°С, а затем пода­ют ее в жилые и общественные здания для горячего водоснабжения. Температура горячей воды регулируется автоматически.

Выше были рассмотрены основные элементы водяных систем тепло­снабжения, использующих органическое топливо. В дальнейшем основ­ными источниками для теплоснабжения будут атомные котельные. Использование этих источников приведет к еще большей концентрации тепловых нагрузок, увеличению радиуса действия систем и необходимости решения новых научных и инженерных задач. Наряду с ядерным топливом будут использоваться восстанавливаемые энерго­ресурсы: геотермальные воды, тепло солнца и воды. Геотермальные во­ды и сейчас используются для теплоснабжения, но в дальнейшем их удельный вес возрастет.

Существенную экономию энергии дает исполь­зование для теплоснабжения вторичных энергоресурсов, которые будут находить все более широкое применение.

1. Общая часть

1.1 Характеристика объекта

Характеристика объекта по следующим параметрам:

-район строительства г.Астрахань;

-расчетная температура для проектирования отопления t₀=-23⁰C;

-расчетная температура для проектирования вентиляции t_v=-8⁰C;

-средняя температура наружного воздуха за отопительный

период t_{ср от}=-1,6⁰C;

-продолжительность отопительного сезона n₀=172 дней

Состав квартала:

- школа 3-х этажная на 1100 мест;

-детский сад 2-х этажный на 250 мест;

-жилой дом 5-этажный 4 сек.;

-жилой дом 5-этажный 4 сек.;

-жилой дом 9-этажный 6 сек.;

-жилой дом 9-этажный 6 сек.;

-жилой дом 9-этажный 8 сек.

Принципиальные технические решения по проекту

Источником теплоснабжения является районная котельная, вырабатывающая теплоноситель в виде горячей воды для покрытия тепловых нагрузок на отопление, вентиляцию и горячего водоснабжения.

Для данной котельной принята централизованная, водяная, закрытая система теплоснабжения. Параметры сетевой воды 150 -70⁰C, котельная рассматривается вне рассматриваемого микрорайона, квартала.

Котельная вырабатывает следующие нагрузки:

Q_o=2921,03кВт Q_t^h=706 кВт

Q_v=41,5кВт

Система теплоснабжения двух ступенчатая так как используется теплоноситель различных параметров. Подача теплоносителя от котельной осуществляется по двум трубным магистральным тепловым сетям до ЦТП. На ЦТП осуществляется распределение тепловой нагрузки приготовления теплоносителя на ГВС, с параметрами температуры 60⁰C, теплоносителя в системе отопления приготавливается на абонентских вводах здания.

После ЦТП выполняются квартальные 4-х трубные сети:

Т₁ и Т₂ – с нагрузкой на отопление и вентиляцию Q_O+Q_V;

Т₃ – подающий трубопровод ГВС с нагрузкой Q_t^h;

Т₄ – циркуляционный трубопровод ГВС, для предотвращения остывания воды в стожках в системе ГВС.

Регулирование тепловой нагрузки выполняется по комбинированному – отопительному графику отпуска тепла. Центральное качественное регулирование выполняется на котельной в диапазоне наружных температур t₀=-26⁰C до t_кр=-1⁰C

Местное количественное регулирование выполняется на ЦТП и абоннеских вводах в диапазоне температур от t_кр=-1⁰C до t_н=+8⁰C.

Располагаемое давление на ЦТП для квартальной сетиН_расп=22 м

Рисунок 1-Двух ступенчатая схема присоединения водоподогревателей в ЦТП.

Статический напор для квартальной сети Н_расп=38м .На ЦТП принято двух ступенчатая схема приготовления горячей воды на ГВС. Использование температуры обратного теплоносителя для подогрева холодной водопроводной воды первой ступени, является энергосберегающим фактором, а также сокращает расход воды во второй ступени. Первая ступень подсоединяется последовательно к обратному трубопроводу Т₂. Температуру нагреваемой воды на входе из ступени достигает 40⁰С.Окончательный подогрев производится в водоподогреватели второй ступени. ВП второй ступени подсоединяется по параллельной схеме к трубопроводу Т₁.

На ЦТП установлено следующие оборудования:

-повысительные насосы на ГВС;

-циркуляционные насосы на ГВС;

-водоподогреватели скоростные водоводяные пластинчатые.

ЦТП № 154

Т4

Т3

Т2

Т2

Т1

Т1

Рисунок 2 - Принципиальная схема теплоснабжения квартала

Система отопления зданий подсоединяется к тепловым сетям по зависимой схеме через элеватор. В элеваторных узлах происходит смешивание сетевой и обратной воды.

Система вентиляции общественных зданий подсоединяется по зависимой схеме через задвижку.

Система ГВС подсоединяется по закрытой схеме через скоростные водоподогреватели.

Прокладка квартальной тепловой сети выполняется подземная канальная в непроходных каналах. Глубина заложения h_залож=0,9 м. В прокладке применяются сбросные железобетонные каналы типа КС 1200; 500.Подсоединение абонентов, установка арматура выполняется в тепловых камерах установленных в узловых точках тепловой сети.Для прокладки тепловой сети Т₁и Т₂ применяют трубы стальные электросварные прямошовные ГОСТ 10704-91 Р_у1,6МПа.

Для прокладке трубопроводов Т₃и Т₄ применяют стальные водогазопроводные ГОСТ 3262-91 Р_у1,0МПа.

Арматура устанавливаемая на тепловой сети задвижки стальные на Т₁и Т₂,наТ₃и Т₄ задвижки чугунные, вентили чугунные и бронзовые.

Для компенсации тепловых удлинений на тепловой сети устанавливаются

П-образные компенсаторы, а также используют естественные углы поворота трассы.

Компенсаторы смонтированные и уложены в специальные компенсаторные ниши. Предварительная растяжка компенсатора выполняется в заданном состоянии тепловой сети при монтаже.

Трубопроводы укладываются на подвижные скользящи опоры с уклоном не менее 0,002мм/м.Для срабатывания компенсатора неподвижные щитовые опоры.

При укладке трубопроводов применяют хомутовые неподвижные опоры.

Выпуск воздуха происходит в верхних точках тепловой сети в тепловых камерах через воздушники. Сброс воды производится в нижних точках через сбросники установленные в тепловых камерах.

Для снижения тепловых потерь в окружающую среду трубопроводы тепловой сети покрывают тепловой изоляцией.

Покровный слой Стеклотекстолит конструкционный КАСТ-В стеклотекстолит покровный листовой СТПЛ

Антикор.покрытие Изол в два слоя по холодной изольной мастике марки МРБ – Х-Т15 ГОСТ 10296-79ТУ21-27-37-74 МПСМ

Основнойтеплоизол.слойПлотно холосто-прошивное из отходов стеклянного волокна