Курсовая работа: Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск

Определим среднюю нагрузку вентиляции за средне-отопительный период для школы и детского сада, Вт

, (2.22)

 Вт

 Вт

Суммарная средняя нагрузка вентиляции за средне-отопительный период для общественных зданий , Вт

, (2.23)

 Вт

2.2.3 Нагрузки горячего водоснабжения

В летний период тепловой поток, необходимый для приготовления горячей воды уменьшится и находится по формуле

, (2.24)

где КS – коэффициент, учитывающий снижение летнего расхода воды по отношению к зимнему. При отсутствии данных принимается КS = 0,8;

 (2.25)

Определим среднюю нагрузку на ГВС, за летний период для жилых зданий, Вт

 Вт

 Вт

Определим среднюю нагрузку на ГВС, за летний период для общественных зданий, Вт

 Вт

 Вт

Определим нагрузку на ГВС за летний период , кВт

,

 Вт

Результаты расчетов занесём в таблицу 3.

Таблица 3 - Сводная таблица тепловых нагрузок

3 РАСЧЁТ ТЕПЛОВОЙ СХЕМЫ КОТЕЛЬНОЙ.ВЫБОР ОСНОВНОГО ОБОРУДОВАНИЯ КОТЕЛЬНОЙ

3.1 Расчётная тепловая схема котельной

Рисунок 1 – Принципиальная схема котельной с паровыми котлами

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Система теплоснабжения закрытая.

Температурный график 150-70;

Расход пара Dп = 5,8 кг/с;

давление пара Р = 0,7 МПа;

Температура пара tп = 180 0С;

Доля возврата конденсата β = 0,73;

Температура возвращаемого конденсата tк =95 ºС.

Нагрузка микрорайона 15423 кВт

Дросселирование пара только для собственных нужд и на сетевые подогреватели до давления 6 МПа и слабо перегретый пар 190ºС.

Расход сетевой воды, , кг/с

, (3.1)

где i11, i12 – энтальпии воды в подающей и обратной магистрали тепловой сети;

 кг/с

Расход пара на подогреватели сетевой воды, , кг/с

 , (3.2)

где i¢¢р – энтальпия редуцированного пара, при р = 0,6 МПа, t = 190 ºC, i¢¢р = 2867 кДж/кг (слабо перегретый пар);

 i¢к – энтальпия конденсата после сетевых подогревателей, i¢к = 80С, i¢к = 335,2 кДж/кг

кпд подогревателей ()

 кг/с

Суммарный расход свежего пара до редуцирования на внешних потребителей,  , кг/с

, (3.3)

, (3.4)

, (3.5)

где i¢р – энтальпия свежего пара, при р = 0,7 МПа, tп = 180 ºС i¢р = 2798,83 кДж/кг;

 кг/с

 кг/с

 кг/с

Расход пара на собственные нужды, кг/с, предварительно принимается в размере 5 % от внешнего потребления пара

, (3.6)

 кг/с

Потери внутри котельной принимаем 2-5% от общего расхода пара. Принимаем потери пара 3%.

, (3.7)

 кг/с

Общая паропроизводительность котельной будет:

 (3.8)

 кг/с

Количество потерянного на производстве конденсата, , кг/с

, (3.9)

 кг/с

Количество возвращаемого конденсата тогда будет  кг/с

 (3.10)

 = 12,772-6,11-0,59-0,372-1,566 = 4,134 кг/с.

Потери конденсата с учётом 3% его потерь внутри котельной, , кг/с

, (3.11)

 кг/с

Расход химически очищенной воды при величине потерь в тепловой сети 2% от общего расхода сетевой воды, , кг/с

, (3.12)

 кг/с

Расход на собственные нужды ВПУ принимаем равным 25% от расхода химически очищенной воды, получим расход сырой воды, , кг/с

, (3.13)

 кг/с

Расход пара на пароводяной подогреватель сырой воды, , кг/с

, (3.14)

 кг/с

Количество воды поступающей от непрерывной продувки,, кг/с

Продувка может составлять 2-10% номинальной производительности котла. Если Gпр > 0,28 кг/с необходимо устанавливать расширитель продувки. Примем размер продувки 5%.

; (3.15)

кг/с

Расширитель продувки необходим.

3.2 Расчёт расширителя продувки

Рисунок 2 - Схема потоков расширителя продувки

Количество пара, полученного в расширителе продувки, , кг/с

, (3.16)

где i¢пр – энтальпия воды при давлении в котле 0,7 МПа;

i¢¢пр – энтальпия воды при давлении в расширителе продувки 0,12 МПа;

i¢п – энтальпия пара при давлении в расширителе продувки;

х – степень сухости пара, выходящего из расширителя;

i¢пр = 4,19×195 = 817,1 кДж/кг;

i¢¢пр = 4,19×104 = 435,8 кДж/кг;

i¢п = 2684,5 кДж/кг;

x = 0,98 кг/кг;

кг/с

3.3 Расчёт подогревателя химически очищенной воды

Подогрев химически очищенной воды после ВПУ производится в водоводяном теплообменнике за счет охлаждения подпиточной воды для тепловой сети после деаэратора со 104 до 70оС.

Рисунок 3 - Схема работы теплообменника для подогрева ХОВ

Температура химически очищенной воды, поступающей в деаэратор, определяется из уравнения теплового баланса , оС

, (3.17)

 ºС

Энтальпия ХОВ, поступающей в деаэратор:

 кДж/кг

3.4 Расчёт деаэратора

Рисунок 4 – Схема потоков, поступающих в деаэратор

Параметры потоков:

конденсат с производства – Gк = 4,134 кг/с; tкп = 95 0С; iкп = 398 кДж/кг;

конденсат из подогревателей сырой воды – Dсв = 0,174 кг/с; iк// = 670,5 кДж/кг

пар из расширителя продувки – Dпр = 0,11 кг/с; i/п = 2683 кДж/кг;

конденсат сетевых подогревателей – Dпсв = 6,21 кг/с; iк/ = 335,2 кДж/кг; tк/ = 80 0C;

ХОВ – Gхов = 2,858 кг/с; t//хов = 40,9 0C; i/хов = 171,37 кДж/кг;

греющий пар – iр// = 2867 кДж/кг.

Суммарное количество воды и пара, поступающего в деаэратор без учета расхода греющего пара, , кг/с

, (3.18)

 кг/с

Средняя энтальпия смеси в деаэраторе, , кДж/кг

 кДж/кг

Температура смеси , оС

,

оС

Расход пара на деаэратор, , кДж/кг

, (3.19)

где iпв – энтальпия питательной воды, кДж/кг;

 кг/с

Суммарный расход редуцированного пара для собственных нужд внутри котельной, , кг/с

, (3.20)

 кг/с

Расход свежего пара на собственные нужды, , кг/с

, (3.21)

 кг/с

Паропроизводительность котельной, т/ч, с учетом внутренних потерь 3 %

, (3.22)

 кг/с = 46 т/ч

Расхождение:

% < 3 %

3.5 Выбор основного оборудования

Принимаем для установки газомазутные котлы марки ДЕ–6,5–14ГМ производительностью 6,73 т/ч каждый. Принимаем к установке 8 котлов, общая паропроизводительность:

 т/ч, запас 14,56%.

Проверим соответствие условию надёжности: в случае выхода из строя одного большого котла, оставшиеся должны покрывать нагрузку холодного месяца, т.е. паропроизводительность котельной должна быть не меньше 44,1 т/ч:

, (3.23)

 кг/с

, (3.24)

 кг/с

, (3.25)

 кг/с

, (3.26)

5,7 = 10,87 кг/с

; (3.27)

кг/с = 42,53 т/ч;

В случае выхода из строя одного из котлов общая паропроизводительность будет:

т/ч > 42,53 т/ч – условие выполняется.

Принципиальная схема котельной с паровыми котлами представлена на формате А3 (Лист 2).

4 ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ

Задачей гидравлического расчета является определение диаметров участков теплосети и падение давления в них. Поскольку в начале расчета неизвестен ряд требуемых величин, то задачу решают методом последовательных приближений.

Расчет начинают с магистральных участков и ведут от самого дальнего участка в направлении источника.

Задают удельное линейное падение давления. Для магистральных участков трубопроводов принимается Rл = 80 Па/м, в ответвлениях по расчету, но должно выполняться условие Rл ≤ 300 Па/м.

Расход сетевой воды в трубопроводах G, кг/с, определяется по формуле

, (4.1)

где Q – тепловая нагрузка расчетного участка, кВт;

с – теплоемкость воды, с = 4,187 кДж/(кг×град);

t 1, t2 – температуры сетевой воды в подающей и обратной линиях.

Рассчитывают необходимый диаметр трубопровода d, м, по формуле

d = А G0.38 / R, (4.2)

где А= 117 ∙ 10-3 м0,62 / кг0,19 при kэ = 0,0005 м.

Затем округляют его до стандартного и уточняют значение Rл по формуле:

 = А G2 / d5.25 , (4.3)

где А = 13,62 ∙ 10-6 м3,25 кг, если kэ = 0,0005 м.

Полное падение давления на участке , Па

ℓ(1+α), (4.4)

где α – коэффициент местных потерь давления;

α =, (4.5)

где Z – опытный коэффициент, принимаем .

Потери напора на участке , м

, (4.6)

где ρ – плотность воды при средней температуре теплоносителя, кг/м3.

Произведём расчёт второго участка.

Участок 1.

,

 кг/с

 м, стандартный принимаем d1 = 0,082 м

 Па/м

 Па

 м.

Аналогичным образом рассчитываются остальные участки магистралей. Затем переходят к ответвлениям. Ответвления рассчитывается как транзитный участок с заданным падением давления. Падение давления в ответвлении равно сумме падений давления на участках, расположенных от места ответвления к абоненту до конца главной магистрали, Па:

 (4.7)

Определяется предварительное удельное линейное падение давления в ответвлении:

 (4.8)

По этому значению рассчитывается предварительный диаметр, далее он округляется до стандартного, затем уточняется значение удельного линейного падения давления, определяются потери давления и напора аналогично расчету главной магистрали.

Произведём расчёт тринадцатого участка.

Участок 13:

 Па;

 кг/с;

 Па/м

 м, стандартный принимаем d14 = 0,07 м;

 Па/м

 Па

 м.

Аналогичным образом рассчитываются все остальные ответвления. Затем определяются суммарные потери напора от котельной до рассматриваемого абонента SDН. Полученные результаты занесены в таблицу 6.

Необходимо, чтобы суммарные потери давления по магистральным линиям расходились не более чем на 15 %.

% < 15 %.

Таблица 6 – Гидравлический расчет трубопроводов

Страницы: 1, 2, 3