vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

3. Расчетная часть

3.1. Выбор типа и основного оборудования источника теплоснабжения Тип источника теплоснабжения (отопительная, производственная или

производственно-отопительная ТЭЦ) определяется расчетными тепловыми нагрузками по пару и сетевой воде присоединенных потребителей.

3.1.1. Тепловые нагрузки производственных потребителей по пару

Расчетная технологическая нагрузка с учетом тепловых потерь в сетях определяется по формуле, кВт (МВт) и ГДж/ч

Q РП = D РП [hп – βк (hк – hх) – hх] (1 + qn ) [3.1.]

где hn , hk , hx - энтальпии технологического пара, обратного конденсата и холодной воды зимой [1] (температура и давление холодной воды зимой соответственно 5 ºС и 0,4 МПа), кДж/кг

q n - доля тепловых потерь в паровых сетях (принимается в пределах от qn = 0,05…0,08).

Q РП = 110· [2905– 0,8 ·(398 – 21) – 21]· (1 +0,06) = 301107,84 кВт =301,11 МВт

Годовой отпуск теплоты технологическим потребителям, ГДж Qгп Qпр hп [3.2.]

Qгп Qпр hп = 301,11 · 4600= 1385106 МВт·ч = 4986381,6 ГДж

Годовой график технологических нагрузок строится в виде ступенчатой линии, а каждая ступенька характеризует среднюю нагрузку рассматриваемого месяца i, определяемую по формуле

i 1

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

где Qn1 - относительная величина средней технологической нагрузки

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Таким образом, на графике по оси абсцисс откладываются месяцы года в виде равных отрезков (например, по 10 мм), а по оси ординат - соответствующие им средине нагрузки в ГДж [2].

Рис.3.1. Годовой график технологических нагрузок

3.1.2. Тепловые нагрузки коммунально-бытовых и производственных потребителей по сетевой воде

Расчетные тепловые нагрузки Расчетная нагрузка отопления

Qop = qo A(1+ k1 ) = qomf (1+ k1 ) [3.4.]

Qop 79,4 300000 18 1 0,25 535950000 Вт = 536 МВт

где qo - укрупненный показатель максимального теплового потока на отопление жилых зданий на 1 м2 общей площади, Вт/м2;

А=тf - общая площадь жилых зданий, м2;

f - норма общей площади в жилых зданиях на 1 чел. (может приниматься равной 18 м2/чел.);

k1 =0,25 - коэффициент, учитывающий долю теплового потока на отопление общественных зданий.

Расчетная нагрузка вентиляции, Вт (МВт) и ГДж/ч Qвр = q0 Ak1k2 [3.5.]

Qвр 79,4 300000 18 0,25 0,6 64314000 Вт =64,314 МВт

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

где k2 - коэффициент, учитывающий долю теплового потока на вентиляцию общественных зданий (k2 =0,4 для зданий постройки до 1985 г., k2= 0,6 - после 1985 г.).

Расчетная нагрузка горячего водоснабжения, Вт (МВт) и ГДж/ч Qгр = qг m [3.6.]

Qгр 376 300000 112800000 Вт = 112,8 МВт

где qг - укрупненный показатель среднего теплового потока на горячее водоснабжение на 1 чел, Вт/чел.

Расчетная нагрузка коммунально-бытовых потребителей, Вт (МВт) и ГДж/ч

Qkp = Qop + Qвр + Qгр [3.7.]

Qkp = Qop + Qвр + Qгр = 536+64,314+112,8=713,114 МВт Средние тепловые нагрузки Средняя нагрузка отопления

где tв - средняя температура внутреннего воздуха отапливаемых зданий ( t в =18 о С - для жилых и общественных зданий при t ор ≥ -30 о С , t в =20 о С - то же при t ор < -30 о С ; t в =16 о С - для производственных зданий); tор = -24 °С, tо = -3,9 °С расчетная для отопления и средняя за отопительный период температуры наружного воздуха.

Средняя нагрузка вентиляции, Вт (МВт) и ГДж/ч

Средняя за отопительный период нагрузка горячего водоснабжения, Вт (МВт) и ГДж/ч

Qсг р Qгр = 112,8 МВт [3.10.]

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Средняя за неотопительный период нагрузка горячего водоснабжения, Вт (МВт) и ГДж/ч

где tx =5 °С и t xп =15° С - соответственно температуры холодной (водопроводной) воды в отопительный и неотопительный периоды,

β - коэффициент, учитывающий изменение среднего расхода воды на горячее водоснабжение в неотопительный период по отношению к отопительному (β = 0,8 - для жилых и общественных зданий; β =1,5 - то же для курортных и южных городов; β =1 -для предприятий).

Средняя за отопительный период нагрузка коммунально-бытовых

Qкс р 279,5 33,5 112,8 425,8 МВт

Годовые расходы теплоты Годовой расход теплоты на отопление

Qг = Qcph [3.12]

o o

Qог 279,5 4704 1314768 МВт·ч=4733165 ГДж

Годовой расход теплоты на вентиляцию

Qгг 112,8 4704 72,2 8400 4704 797462,4 МВт·ч = 2870865 ГДж

Годовой расход теплоты на коммунально-бытовые нужды

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Qkг = Qoг + Qвг + Qгг [3.15]

Qкг 4733165 378202 2870865 7982232 ГДж

Отпуск теплоты по сетевой воде Сантехническая нагрузка промышленных предприятий покрывается

сетевой водой и суммируется с коммунально-бытовой нагрузкой. Расчетная сантехническая нагрузка, МВт и ГДж/ч

Qcp = Qовпp + Qгпp [3.16]

Qcp 100 11 111 МВт

Можно допустить, что закономерности изменения сантехнической и коммунально-бытовой нагрузки в зависимости от температуры наружного воздуха совпадают. Тогда годовой отпуск теплоты на сантехнические нужды, ГДж

ГДж

где q = 0,04…0,06 – доля потерь в тепловых сетях; qсн – доля расхода теплоты на собственные нужды ТЭЦ (принимается равной qсн = 0,04…0,05 при сжигании на ТЭЦ природного газа и qсн = 0,06…0,07 при сжигании твёрдого топлива.

Результаты расчета нагрузок потребителей сетевой воды обобщаются в виде графика тепловых нагрузок по продолжительности. Он совмещается с

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

графиком изменения нагрузок от температуры наружного воздуха tн. В левой части графика приводятся зависимости нагрузок отопления Qo, вентиляции Qв и горячего водоснабжения Qг коммунально-бытовых и производственных потребителей (в МВт) от tн, а затем путем их графического суммирования - зависимость нагрузки потребителей сетевой воды Qсв от tн.

В правой части строится собственно график тепловых нагрузок по продолжительности, на котором по оси абсцисс откладываются продолжительности стояния температур наружного воздуха от +18° С (8400 ч) и +8° С (hо) до расчетной для отопления, а по оси ординат соответствующие им нагрузки по сетевой воде. Весь график строится в линейном масштабе, удобном для чтения.

Таблица 3.2. Продолжительность стояния температур наружного воздуха

3.3.Результаты расчетов тепловых нагрузок необходимо свести в таблицу Таблица 3.3. Отпуск теплоты от ТЭЦ (котельной)

3.1.3.Тип и оборудование источника теплоснабжения Многочисленные технико-экономические исследования показывают,

что при расчетной тепловой нагрузке потребителей до 200...300 МВт в качестве источника теплоснабжения целесообразно выбирать паровые или

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

пароводогрейные котельные, а при более высоких нагрузках - паротурбинные, газотурбинные или парогазовые ТЭЦ.

В курсовом проекте предполагается в качестве источника паротурбинная ТЭЦ. К основному оборудованию ТЭЦ относят паровые и водогрейные котлы и паровые турбины.

Критерием правильности выбора состава, типа и мощности основного оборудования является достижимость оптимальных значений расчетных коэффициентов теплофикации по пару и сетевой воде при соответствующих величинах технологической и коммунально-бытовой (в сумме с сантехнической) нагрузок. Оптимальные коэффициенты теплофикации определяются на основе технико-экономических расчетов по минимуму приведенных затрат в источник теплоснабжения и зависят от мощностного ряда выпускаемых теплофикационных паровых турбин. Соответствующие технико-экономические исследования показывают, что оптимальные значения расчетных коэффициентов теплофикации по пару и сетевой воде составляют соответственно np =0,7...1,0 и свp =0,4...0,7. Выбор паровых турбин, подлежащих установке на ТЭЦ осуществляется на основе исходных данных, расчетов тепловых нагрузок и характеристик типовых паровых турбин. При этом используются выражения:

встроенных пучков конденсаторов выбранных турбин типа Т и ПТ, МВт. Паровые и водогрейные котлы выбираются, исходя из их общей

паропроизводительности и тепловой мощности, а также характеристик выпускаемых котлов. При выборе основного оборудования ТЭЦ необходимо стремиться к выполнению следующих условий:

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Выбор метода регулирования определяется типом преобладающей нагрузки, схемами присоединения потребителей к тепловым сетям, затратами на топливо в источнике теплоснабжения и т. д. Для учебных целей допустимо рассматривать схему несвязанного регулирования нагрузки отопления и горячего водоснабжения в СТО и схему одноступенчатого параллельного подключения подогревателя горячего водоснабжения к тепловым сетям в СТЗ. В этих случаях применяется центральное качественное регулирование по нагрузке отопления.

Построение соответствующих температурных графиков можно осуществить по рекомендациям СНиП 2.04.07-86 и справочным данным. В приложении приведены данные, необходимые для построения графиков изменения температуры прямой τ1 и обратной сетевой воды τ2 в системе (П. 10), а также обратной сетевой воды после подогревателей горячего водоснабжения τ2Г в зависимости от ее значения в точке излома температурного графика 2bГ принимаемого в пределах от 25 до 40°С (П.11).

Точка излома отопительного температурного графика определяется минимально допустимой температурой воды в подающем трубопроводе по условиям обеспечения нагрузки горячего водоснабжения, принимаемой 70°С в СТЗ.

Температура сетевой воды после системы вентиляции должна совпадать по значению с температурой после системы отопления в диапазоне температур наружного воздуха от расчетной для отопления до соответствующего излома t иo , а при дальнейшем повышении температуры наружного воздуха до tн =8°С она снижается по выпуклой кривой до τ2В=18°С.

В пояснительной записке необходимо дать характеристику принятого метода регулирования отпуска теплоты и привести построение соответствующих температурных графиков [5, 7, 8], приняв за расчетные

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления tнро = -24 0С. Расчетная температура воздуха внутри помещения tв= 18 0С. Расчетные тепловые потоки принять те же. Температура горячей воды в системах горячего водоснабжения tгв = 70 0С, температура холодной воды tс= 50С. Балансовый коэффициент для нагрузки горячего водоснабжения

б= 1,1.

Система теплоснабжения: закрытая. Регулирование по совмещенной нагрузке отопления и горячего водоснабжения производится по повышенному (скорректированному) графику температур воды.

Расчет и построение отопительно-бытового графика температур с температурой сетевой воды в подающем трубопроводе для точки излома 1и =70 ºС.

Значения температур сетевой воды для систем отопления 01; 02; 03 определим используя расчетные зависимости для температур наружного воздуха tн= +8; 0; -8; -16; -240С

Для tн = +8 значения 01, 02 , 03 соответственно составят:

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Аналогично вычисляем для остальных температур tн=0; -8; -16; -24 ºС. Таблица 3.5.

Строим графики температур центрального качественного регулирования. После этого построим отопительно-бытовой график точке излома, которого соответствуют значения температур сетевой воды

1III 70 ºС

2III,0 41,8ºС

3III,0 50,7ºС

Температура наружного воздуха tHIII 3,3 ºС Балансовая нагрузка горячего водоснабжения

Qгб Qгср 1,1 112,8 124,08 МВт [3.33]

балансовой нагрузки

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Приняв известные из предыдущей части значения tc; th; ; t определим для

каждого значения tн относительные расходы сетевой воды на отоплениеGo . для tн= 8 ºС

Аналогично выполним расчеты Go и для других значений tн.

трубопроводах для tн.

Таблица 3.8.