Построение графика продолжительности тепловой нагрузки

График по продолжительности тепловой нагрузки (см. рис. 1) строится на основании суммарного часового графика . Для этого из точек на оси температур (+10, 0, t_iи т.д.) восстанавливаем перпендикуляры до пересечения с линией суммарного часового графика теплоты. Далее из точек пересечения проводим горизонтальные прямые до пересечения с перпендикулярами, восстановленными из точек на оси продолжительности, соответствующих данным температурам. Соединив найденные точки плавной кривой, получим график по продолжительности тепловой нагрузки за отопительный период. Затем построим график по продолжительности тепловой нагрузки за неотопительный период, для чего проведем прямую, параллельную оси абсцисс с ординатой равной МВт до расчетной продолжительности работы системы теплоснабжения в году равной 8400 часов.

Рис. 1-Графики теплового потребления

3 РЕГУЛИРОВАНИЕ ОТПУСКА ТЕПЛОТЫ

Максимальная расчетная температура сетевой воды на выходе из источника теплоты, в тепловых сетях и приемниках теплоты устанавливается на основании технико-экономических расчетов.

Минимальная температура сетевой воды на выходе из источника теплоты и в тепловых сетях при наличии в закрытых системах теплоснабжения нагрузки горячего водоснабжения должна обеспечивать возможность подогрева воды, поступающей на горячее водоснабжение до нормируемого уровня.

При расчете графиков температур сетевой воды в системах централизованного теплоснабжения температура наружного воздуха начала и конца отопительного периода t_нк согласно [2] принимается при среднесуточной температуре наружного воздуха:

+8 °С в районах с расчетной температурой наружного воздуха для проектирования отопления до минус 30 °С и усредненной расчетной температурой внутреннего воздуха отапливаемых зданий 18 °С;

+10 °С в районах с расчетной температурой наружного воздуха для проектирования отопления ниже минус 30 °С и усредненной расчетной температурой внутреннего воздуха отапливаемых зданий 20 °С.

Усредненная расчетная температура внутреннего воздуха отапливаемых производственных зданий принимается 16 °С.

При отсутствии у приемников теплоты в системах отопления и вентиляции автоматических индивидуальных устройств регулирования температуры внутри помещений, может применяться в водяных тепловых сетях следующее регулирование температуры теплоносителя:

1. Центральное качественное по нагрузке отопления, или по совместной нагрузке отопления, вентиляции и горячего водоснабжения - путем изменения на источнике теплоты температуры теплоносителя в зависимости от температуры наружного воздуха;

2. Центральное качественно-количественное по совместной нагрузке отопления, вентиляции и горячего водоснабжения - путем регулирования на источнике теплоты как температуры, так и расхода сетевой воды.

Центральное качественное регулирование по нагрузке отопления принимают в том случае, если тепловая нагрузка на жилищно-коммунальные нужды составляет менее 65 % от суммарной нагрузки района,

При таком способе регулирования, для зависимых схем присоединения элеваторных систем отопления, температуру сетевой воды в подающей τ_1о и обратной τ_2о магистралях, а так же после элеватора τ_3ов течении отопительного периода определяют по следующим выражениям:

(12)

(13)

(14)

где t_i- усредненная расчетная температура внутреннего воздуха,

t_н- температура наружного воздуха в рассматриваемый период, ⁰С

t_о-температура наружного воздухадля проектирования отопления.

Dt - расчетный температурный напор нагревательного прибора, ⁰С, определяемый по формуле

=(70+95)/2-18=64,5 (15)

где t₃ и t₂ расчетные температуры воды соответственно после элеватора и в обратной магистрали тепловой сети при температуре наружного воздуха для проектирования отопления;

t - расчетный перепад температур сетевой воды в тепловой сети

t= t₁ - t₂ =145-70=75 (16)

q - расчетный перепад температур сетевой воды в местной системе отопления

=95-70=25 (17)

Задаваясь различными значениями температур наружного воздуха t_н (обычно t_нк; 10; t_ср.о; t_o), по формулам (12), (13), (14) определяют температуры t_10; t₂₀; t₃₀ и строят отопительный график температур сетевой воды. Для удовлетворения нагрузки горячего водоснабжения температура сетевой воды в подающей магистрали t₁₀ не может быть ниже 70 ⁰С в закрытых системах теплоснабжения. Для этого отопительный график спрямляется на уровне указанной температуры и становится отопительно-бытовым (см. рис. 2)

Таблица 3 - Расчет графика регулирования отпуска теплоты

Температура наружного воздуха, соответствующая точке излома графиков температур воды t_н^', делит отопительный период на диапазоны с различными режимами регулирования:

· в диапазоне I с интервалом температур наружного воздуха от t_нк до t_н^' осуществляется групповое или местное регулирование, задачей которого является недопущение "перегрева" систем отопления и бесполезных потерь теплоты;

· в диапазонах II и III с интервалом температур наружного воздуха от t_н^' до t_o осуществляется центральное качественное регулирование.

Рис.2 - Температурные графики регулирования сетевой воды для закрытой системы теплоснабжения (¾ -отопительно-бытовой; --- -повышенный)

4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ РАСХОДОВ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ В ТЕПЛОВЫХ СЕТЯХ

Расчетный расход сетевой воды для определения диаметров труб в водяных тепловых сетях при качественном регулировании отпуска теплоты следует определять отдельно для отопления, вентиляции и горячего водоснабжения с последующим суммированием этих расходов по формулам:

На отопление, кг

(18)

Где с – удельная теплоемкость воды, с = 4,187 кДж/(кг^оС);

τ₁ – температура воды в подающем трубопроводе тепловой сети, ^оС;

τ₂ – температура воды в обратном трубопроводе тепловой сети, ^оС;

На вентиляцию:

(19)

на горячее водоснабжение в открытых системах теплоснабжения:

средний -

(20)

максимальный -

(21)

На горячее водоснабжение в закрытых системах теплоснабжения:

- средний, при параллельной схеме присоединения водоподогревателей:

(22)

максимальный -

(23)

- средний, при двухступенчатых схемах присоединения водоподогревателей:

(24)

максимальный, при двухступенчатых схемах присоединения водоподогревателей:

(25)

t¢₁– температура воды в подающем трубопроводе тепловой сети,°С;

t¢₂–температура воды, в обратном трубопроводе тепловой сети после системы отопления зданий, °С;

t¢₃– температура воды после параллельно включенного водоподогревателя горячего водоснабжения в точке излома графика температур воды; рекомендуется принимать t¢₃ = 30°С;

t¢ - температура воды после первой ступени подогрева при двухступенчатых схемах присоединения водоподогревателей, принимается 20-30°С;

τ_h– температура воды, поступающей в систему горячего водоснабжения потребителей, принимается 50-65°С;

τ_c– температура холодной (водопроводной) воды в отопительный период (при отсутствии данных принимается равной 5°С);

Суммарные расчетные расходы сетевой воды, кг/ч, в двухтрубных тепловых сетях в открытых и закрытых системах теплоснабжения при качественном регулировании отпуска теплоты следует определять по формуле:

(26)

Таблица 4.

Для потребителей при при отсутствии баков-аккумуляторов, а также с тепловым потоком 10 МВт и менее суммарный расчетный расход воды следует определять по формуле

(27)

Расчетный расход воды, кг/ч. в двухтрубных водяных тепловых сетях в неотопительный период следует определять по формуле

(28)

Расход воды в обратном трубопроводе двухтрубных водяных тепловых сетей открытых систем теплоснабжения, принимают в размере 10% от расчетного расхода воды. Расчетные расходы воды в тепловой сети закрытых систем сводят в таблицу 5.

Таблица 5 – Определение расчетных расходов воды в закрытых системах

5 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДИАМЕТРОВ ТЕПЛОПРОВОДОВ И ПАДЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ

Задачу гидравлического расчета входит определение диаметров трубопроводов, давления в различных точках сети и потерь давления на участках (кПа).

Потери давления на участках определяются по формуле:

DP = R ×L_п (29)

Rтр – удельное падение давления на трение на 1 м длины трубопровода, (Па/м);

L_пр. – приведенная длина трубопровода (м), определяется по формуле:

L_п=L + L_э (30)

L – длина участка трубопровода по плану (м);

L_э – эквивалентная длина участка, определяется по формуле:

L_э= l_э×Sx (31)

Sz - сумма коэффициентов местных сопротивлений на рассчитываемом участке, значение z принимается по приложению В таблице В1;

l_э-эквивалентная длина l_э. Определяется по приложениюВ таблиц В2 (при К_э= 0,0005м)

В том случае, когда располагаемый перепад давления в тепловой сети не задан, удельные потери давления на трение в магистральных трубопроводах следует принимать в пределах 30…80 Па/м для ответвлений по располагаемому давлению, но не более 300 Па/м. Коэффициент неравномерной шероховатости труб принимается Кэ=0,5мм, скорость движения теплоносителя должна быть не более 3,5 м/с.

Гидравлический расчет закрытой системы теплоснабжения выполняется для подающего теплопровода, принимая диаметр обратного трубопровода и падение давления в нем такими же, как и подающем.

Гидравлический расчет открытой системы теплоснабжения выполняют для двух режимов:

при отсутствии водоразбора на горячее водоснабжение, когда расчетные расходы теплоносителя и потери давления в подающем и обратном теплопроводах будут равными ( расчет производят только для подающего теплопровода).

Расчет считается удовлетворительным, если гидравлические потери не превышают располагаемый перепад и отличаются от него не более чем на 10%.

(32)

Увязку потерь определяют подбором диаметров трубопровода, при невозможности полностью увязать напор на ответвление должен быть погашен соплами элеваторов дроссельными диафрагмами или авторегуляторами потребителей.

Диаметры, эквивалентные длины местных сопротивлений подбираются в зависимости от участка трубопровода и его диаметра по справочнику проектировщика, под редакцией А. А. Николаева. Расчет обратного трубопровода производится по той же схеме.

Результаты расчета сводят в таблицу 8.

Таблица 8 – Гидравлический расчет трубопроводов тепловых сетей

6 ПЪЕЗОМЕТРИЧЕСКИЙ ГРАФИК И ПРИНЦИП ЕГО ПОСТРОЕНИЯ

Распределение давления в тепловых сетях удобно изображать в виде пьезометрического графика. Он дает представление о давлении или напоре в любой точке тепловой сети, позволяет учитывать многочисленные факторы (рельеф местности, высоту здания, особенности абонентских систем и и.д.).

График разрабатывается для зимних и летних условий.

Давление, выраженное в линейных единицах измерения, называется напором давления или пьезометрическим напором.

Алгоритм построения пьезометрического графика.

1. Строится профиль местности. За «0» принимается самая низкая точка местности.

2. На самой высокой точке местности откладывается высота самого высокого здания. (Этажность здания умножается на 2,5 – высота одного этажа)

3. Выбирается и наносится статический напор – линия s-s– линия, параллельная оси абсцисс. Наносится на график из условия заполнения водой всех отопительных установок всех потребителей и создания во всех точках избыточного давления .s-s откладывается от самой высокой точки здания.

4. Наносится линия всасывания. Это условный «0». Линия 0-0 откладывается на уровне от низшей точки рельефа параллельно оси абсцисс.

5. От линии 0-0 в характерных точках откладываются потери напора. Соединив верхние точки получают линию 0-В – это пьезометрическая линия обратного трубопровода.

6. От точки В вверх откладывается , получают точку Г. Линия В-Г характеризует напор в конце подающей магистрали.

7. Из точки Г проводится горизонтальная линия, параллельная оси абсцисс. От данной линии откладываются вверх потери напора, получают линию А-А.

8. От оси ординат вправо откладывается - условная протяженность всасывающей линии, получают точку М. От линии А-А вверх откладывают и получают точку К. Линия А-К характеризует потери напора в бойлерной ТЭЦ или котельной. Соединив точку К с пьезолинией через точку М, получают линию К-Г – линия подающей магистрали.

9. Проводится линия Пб – линия максимально допустимых напоров в подающей магистрали. Опускается перпендикуляр от точки до и проводится линия, параллельная поверхности земли.

- максимально допустимый напор на выходе из котла с учетом гидравлических потерь.

- максимально допустимы напор в трубопроводе и арматуре.

10. Проводится линия Пм – линия минимальных напоров в подающем трубопроводе. Эта линия параллельна поверхности земли; проводится на уровне

11. Наносится линия Об – линия максимально допустимых напоров в обратном трубопроводе, она параллельна поверхности земли и проводится на уровне - при присоединении по зависимой схеме.

12. Проводится линия Ом – линия минимально допустимых напоров в обратном трубопроводе.Она параллельна поверхности земли и проводится на уровне

По данному алгоритму строится пьезометрический график

7 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ СЕТЕВЫХ И ПОДПИТОЧНЫХ НАСОСОВ

Сетевые насосы создают циркуляцию воды в системе теплоснабжения, подпиточные компенсируют утечки воды и поддерживают необходимый уровень пьезолиний при статистическом и динамическом режимах.

Количество сетевых насосов должно быть не менее двух, из которых один насос резервный. Если для работы сети при расчетных условиях требуется 4 насоса, то резервные насосы не предусматриваются. Количество подпиточныхнасосов должно приниматься в закрытых системах теплоснабжения не менее двух, а в открытых – не менее трех, из которых один насос является резервным.

Подбор насосов осуществляется по производительности и требуемому напору.

=30+9+9+42=90 (33)

∆Н_ист– потери напора в коммуникациях источника теплоснабжения, при отсутствии более точных данных принимаются равными 25 - 30 м.

∆Н_кв. – потери напора в квартальной системе теплопотребления, следует принимать не менее 40 - 50 м.

∆Н_под и ∆Н_обр – потери напора в подающем и обратном трубопроводах для отопительного периода принимают по результатам гидравлического расчета при пропуске суммарных расчетных расходов воды.

Подачу (производительность) рабочих насосов следует принимать:

а) сетевых насосов для закрытых систем теплоснабжения в отопительный период - по суммарному расчетному расходу воды, определяемому по формуле (26) методического указания;

б) сетевых насосов для открытых систем теплоснабжения в отопительный период - по суммарному расчетному расходу воды, определяемому при k₄ =1,4 по формуле

(34)

Число сетевых насосов следует принимать не менее двух, один из которых - резервный; при пяти рабочих сетевых насосах, соединённых параллельно в одной группе, допускается резервный насос не устанавливать.

Напор подпиточных насосов H_пн должен определяться из условий поддержания в водяных тепловых сетях статического напора Н_ст и преодоления потерь напора в подпиточной линии DH_пл, величина которых, при отсутствии более точных данных, принимается равной 10-20 м.

=85+10+5=100 (35)

z – разность отметок уровня воды в подпиточном баке и оси подпиточных насосов.

Напор подпиточных насосов должен проверяться для условий работы сетевых насосов в отопительный и неотопительный периоды.

Допускается предусматривать установку отдельных групп подпиточных насосов с различными напорами для отопительного, неотопительного периодов и для статического режима.

Подачу подпиточных насосов в закрытых системах теплоснабжения следует принимать равной расчетному расходу воды на компенсацию утечки из тепловой сети (см. формулу (36)), а в открытых системах - равной сумме максимального расхода воды на горячее водоснабжение и расчетного расхода воды на компенсацию утечки (см. формулу (37))

(36)

(37)

Производительность подпиточных насосов для закрытых систем принимают из расчета компенсации утечки в количестве 0,5% от объема воды, находящейся в трубопроводах, а также в количестве 2% от объема воды на случай аварии.

(38)

В открытых системах производительность подпиточных насосов определяется суммой максимального расхода горячей воды и утечки по формуле:

(39)

Подбор сетевых и подпиточных насосов производится по их характеристикам [4].

Таблица 11.1.Характеристика сетевого насоса СЭ 5000-100.

Выбираем подпиточный насос марки. КМ 100-65-200 Характеристика насоса в таблице 11.2.

Таблица 11.2.Характеристика подпиточного насоса К90/85.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В расчетной работе произведен расчет системы теплоснабжения жилого района города Усть-Каменогорск. В результате расчета рассчитала расходы тепла на отопление, вентиляцию,горячее водоснабжение,годовые расходы тепла, выполнила гидравлический расчет трубопроводов. После гидравлического расчета наружных трубопроводов подобрали марки сетевых и подпиточных насосов, типы подвижных – скользящий и неподвижных – щитовых опор.

ИСПОЛЬЗОВАННАЯ И РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. СНиП РК 2.04 – 01-2001. Строительная климатология. Издание официальное. Комитет по делам строительства. МЭиТ РК Алматы, 2002.

2. Справочник по накладке и эксплуатации водяных тепловых сетей./И.Манюк, Я.И. Каплинский, Э.Б. Хижидр./ - М.: Стройиздат, 1991.

3. СНиП 2.04.07-86. Тепловые сети. Нормы проектирования. – М.: Строительный институт теплового проектирования, 1987.

4. Теплоснабжение: Учебник для ВУЗов /З.Е. Козин, Т.А. Левина, А.П. Марков и др./ - М.: высшая школа, 1980.

5. Справочник по теплоснабжению и вентиляции / Под редакцией Щекина./ - Киев: Будивельник, 1976.

6. Справочник проектировщика. Проектирование тепловых сетей. / Под редакцией А.А. Николаева. – М.: Стройиздат, 1965.

7. Соколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети: Учебник для ВУЗов 5-ое изд. – М.: Энергоиздат, 1982.

8. Система проектной документации для строительства (тепломеханическая часть). Сети тепловые. Рабочие чертежи. ГОСТ 21.605-82. Издание официальное – М.: Издательство стандартов, 1983.

ПРИЛОЖЕНИЯ

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Таблица А.1 - Исходные данные по городу

Таблица А.2- Данные о системе теплоснабжения и регулирования отпуска теплоты

ТаблицаА. 3 - Расчетные температуры сетевой воды

Условные обозначения:

τ₁ – расчетная температура воды в подающем трубопроводе тепловой сети, °С;

τ _э— расчетная температура воды после элеватора, °С;

τ₂ – расчетная температура воды после системы отопления, °С.

Таблица А.4 - Данные о грунте, глубине залегания грунтовых вод и типе прокладки тепловых сетей

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

Варианты схемы трубопровода,

подлежащего расчету на самокомпенсацию температурных удлинений

и определению нагрузок на неподвижные опоры 1 и 2

ПРИЛОЖЕНИЕ В

Таблица В1- Коэффициенты местных сопротивлений

Таблица В2 - Значения l _э для труб

Размеры труб, мм	l э, м, при k э, м	Размеры труб, мм	l э, м, при k э, м
, мм	, мм	0,0002	0,0005	0,001	, мм	, мм	0,0002	0,0005	0,001
	33,5´3,2	0,84	0,67	0,56		377´9	21,2	16,9	14,2
	38´2,5	1,08	0,85	0,72		426´9	24,9	19,8	16,7
	45´2,5	1,37	1,09	0,91		426´6	25,4	20,2
	57´3	1,85	1,47	1,24		480´7	29,4	23,4	19,7
	76´3	2,75	2,19	1,84		530´8	33,3	26,5	22,2
	89´4	3,3	2,63	2,21		630´9	41,4	32,9	27,7
	108´4	4,3	3,42	2,87		720´10	48,9	38,9	32,7
	133´4	5,68	4,52	3,8		820´10	57,8		38,7
	159´4,5	7,1	5,7	4,8		920´11	66,8	53,1	44,7
	194´5	9,2	7,3	6,2		1020´12	76,1	60,5	50,9
	219´6	10,7	8,5	7,1		1120´12	85,7	68,2	57,3
	273´7	14,1	11,2	9,4		1220´14	95,2	95,2	63,7
	325´8	17,6	14,0	11,8		1420´14	115,6	91,9	77,3

ПРИЛОЖЕНИЕ Г

Таблица Г1 – Расчетные теплотехнические характеристики теплоизоляциионных материалов и изделий.

Примечание

Средняя температура теплоизоляционного слоя; °С:

t_m = (t_W+40)/2 - на открытом воздухе в летнее время, в помещении, в каналах, тоннелях, технических подпольях, на чердаках и в подвалах зданий,

t_m = t_W/2 - на открытом воздухе, воздухе в зимнее время, где t_W - температура среды внутри изолируемого оборудования (трубопровода).

Таблица Г2 – Расчетные технические характеристики материалов, применяемых для изоляции трубопроводов при бесканальной прокладке

Таблица Г3 – Нормы плотности теплового потока q_e, Вт/м, через изолированную поверхность трубопроводов двухтрубных водяных тепловых сетей при числе часов работы в год более 5000.

Таблица Г5 – Предельные толщины теплоизоляционных конструкций для оборудовании и трубопроводов.

Таблица Г6 – Конструктивные размеры бесканальной прокладки теплосетей в армопенобетонной изоляции в сухих грунтах (без дренажа).

12
• 3
• Далее ⇒