Методическое руководство по выполнению курсового проекта по ПМ.01 МДК.01.04 Эксплуатация систем теплоснабжения
Государственное бюджетное образовательное учреждение Республики Хакасия
среднего профессионального образования
«Черногорский механико-технологический техникум»
МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА
по выполнению курсового проекта по МДК 01.04:
«Эксплуатация систем теплоснабжения»
Тема: Проект тепловых сетей микрорайона г. __________.
Теплоноситель - горячая вода с температурой 0/700, давление воды- Рп= Па: Ро= Па.
Рассмотрено на заседании МК энергетических дисциплин
Протокол №___________от «_______»_____________2014г.
Председатель МК ___________________________
Пояснительная записка.
Основной задачей курсового проекта является приобретение студентами практических навыков при выполнении гидравлического расчета тепловых сетей, более глубокое усвоение теоретических положений и ознакомление с действующими нормативными материалами и справочной литературой.
Основная задача гидравлического расчета состоит в определении диаметров труб по заданным расходам теплоносителя и располагаемым перепадами давлений во всей сети или в отдельных ее участках.
В первую очередь, гидравлический расчет ведут по участкам в направлении главной магистрали, соединяющей источник тепла с наиболее удаленным абонентом.
Перед тем, как приступить к гидравлическому расчету, необходимо:
начертить в масштабе расчетную схему трубопроводов;
разделить ее на участки;
определить длины участков и расчетные расходы теплоносителя.
При выполнении курсового проекта гидравлический расчет выполняют в два этапа: предварительный и окончательный.
В предварительном расчете определяют:
долю потерь давления в местных сопротивлениях;
значение средней удельной потери давления;
по известным расходам теплоносителя на участках, с помощью таблиц или номограмм определяют диаметры труб с округлением значения до стандартных размеров.
В окончательном расчете уточняются гидравлические сопротивления на всех участках сети при выбранных диаметрах труб следующим образом:
при округлении диаметров труб до стандартных размеров по тем же таблицам или номограммам определяют фактические значения удельных потерь давления по длине всей магистрали;
определяют эквивалентные длины местных сопротивлений на расчетных участках;
вычисляют полные потери давления на участках сети;
определяют суммарные гидравлические сопротивления для всех участков расчетной магистрали, которые сравнивают с располагаемым в ней перепадом давления.
При гидравлическом расчете тепловой сети используется много буквенных обозначений и индексов для различных величин,встречающихся в расчете. Все условные обозначения даны в соответствии с Нормативным методом применительно к системе теплоснабжения. Гидравлический расчет выполняется студентами в Международной системе единиц (Си).
Методика предварительного и окончательного расчетов тепловой сети в основном является общей, но задачи расчета и определяемые величины различны.
Гидравлический расчет оформляется в виде расчетно-пояснительной записки, которая должна содержать следующие разделы:
Из справочника выбираются расчетные температуры для проектирования отопления и вентиляции данного города, а также средние температуры самого холодного и жаркого месяцев и продолжительность отопительного периода. Указывается тип климатического пояса и основные климатические данные объекта (города).
Определяют расход тепла на отопление потребителей. Расход теплоты на отопительную нагрузку производят с учетом объема здания, а на горячее водоснабжение с учетом количества проживающих в нем жителей.
Определяют суммарный расход тепла на отопление и горячее водоснабжение, используя ранее произведенные расчеты.
Рассчитывают максимальные годовые и средние расходы тепла по каждому объекту на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение.
Определяют максимальные тепловые нагрузки на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение.
Производят расчет годовых тепловых нагрузок на отопление.
Гидравлический расчет водяной тепловой сети.
При выполнении гидравлического расчета тепловой сети особое внимание должно быть обращено на методику расчета, а также необходимо знать, что результаты гидравлического расчета используются для выбора схем абонентского ввода, подбора насосного оборудования, определения стоимости тепловой сети и для построения пьезометрического графика.
ОБЩАЯ ЧАСТЬ
Характеристика объектов теплоснабжения
Объекты характеризуются следующими параметрами:
задан микрорайон жилых домов и объектов социальной сферы: трехэтажная школа на 900 учащихся; один двухэтажный детсад; три пятиэтажных восьмиподъездных и три пятиэтажных шестиподъездных жилых дома; два одноэтажных магазина.
1.2 Характеристика района по климатическим данным
- район строительства: г. Нижний Новгород;
- расчетные температуры для проектирования систем отопле ния и вентиляции: -tнро= 0 С,
- tнрв= 0 С (согласно [1] для г.Нижнего Новгорода);
средняя температура наружного воздуха за отопительный пе риод:
- tсро = 0С (согласно [1] для г.Нижнего Новгорода);
продолжительность отопительного сезона:
- n= сутки.
Нижний Новгород расположился в месте слияния реки Оки с рекой Волгой. Его географические координаты: 56°19 северной широты и 44°0' восточной долготы. В настоящее время административный центр Нижегородской области, центр Приволжского федерального округа - Нижний Новгород, считается одним из крупнейших экономических, культурных и транспортных центров России. Согласно статистическим данным, по численности населения Нижний Новгород занимает пятое место.
Климат в Нижнем Новгороде умеренно континентальный, с холодной продолжительной зимой и тёплым, сравнительно коротким летом. Из-за больших различий рельефа местности в Заречной части города несколько теплее, чем в Нагорной, осадков в Нагорной части в среднем за год выпадает на 15-20 % больше. Средние месячные многолетние температуры в низинных районах изменяются от
·11,6° в январе до +18,4° в июле, в нагорных районах от
·12° в январе до +18,1° в июле[25]. Среднегодовая температура 4,8 C°; скорость ветра 2,8 м/с; влажность воздуха 76 %.
1.3 Система теплоснабжения - принципиальные проектные решения
Для теплоснабжения микрорайона выбираем систему закрытого типа. Источник тепла – районная котельная. Параметры сетевой воды 150ч70°С. Подача теплоносителя от котельной до абонентских вводов жилых домов и объектов социальной сферы осуществляется по 2-х трубным сетям.
На абонентском вводе (местные тепловые пункты) проводится распределение тепла на на отопление, вентиляцию и подогреватели горячего водоснабжения. На МТП устанавливаются элеваторы, насосы, запорная арматура, контрольно-измерительные приборы для регулирования параметров и расходов теплоносителя по местным отопительным и водоразборным приборам.
2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСХОДА ТЕПЛОТЫ НА ОТОПЛЕНИЕ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ
Расчет теплопотребления
Основной задачей при проектировании теплоснабжения района является определение величин и характера тепловых потоков в создаваемых тепловых сетях. Тепловые нагрузки на жилой квартал подразделяются на:
сезонные: отопление и вентиляция;
круглогодичные: горячее водоснабжение и технологические нужды (при необходимости).
Для определения тепловых потоков используем укрупненные показатели в зависимости от объема каждого здания типового проекта, определяемого по генплану.
Расчетные характеристики зданий Таблица 1 13 LINK Excel.Sheet.8 C:\\ДОКУМЕНТЫ\\!Техникум\\Теплоснабжение\\Курсовой\\расчет.xlsx Мое!R1C1:R7C7 \a \f 5 \h \* MERGEFORMAT 14
№№ зданий по плану
Наименование зданий
Площадь в плане, м2
Количество этажей
Высота одного этажа, м
Объем, мі
Число квартир*
ОБ-1
общественный центр
1 160
3
4
15 920
-
ОБ-2
пятиэтажный шестиподъездный жилой дом
1080
5
3
16 200
360
ОБ-3
пятиэтажный четырехподъездный жилой дом
792
5
3
11 880
160
ОБ-4
магазин продовольственный
432
1
4
1728
-
ОБ-5
гараж
108
1
5
1620
-
ОБ-6
школа на 900учащихся
2160
3
4
25920
-
ОБ-7
аптека
320
1
4
1420
-
Об-8
коттедж
32
1
3
142
1
15
В зависимости от вида и характера потребителей расход теплоты на отопительную нагрузку определяется следующим образом: для жилых зданий расход тепла определяется из условий объема здания и количества проживающих в нем жителей.
2.2 Определение расхода теплоты на отопление по укрупненным показателям:
Отопление предназначено для поддержания температуры внутри отапливаемых помещений на уровне, соответствующем комфортным условиям. Комфортные условия определяются не только температурой, но и относительной влажностью, скоростью движения воздуха и зависят от целевого назначения здания.
Для поддержания температуры воздуха внутри отапливаемых помещений на расчетном уровне необходимо обеспечить равновесие между тепловыми потерями и притоком теплоты, складывающимся из притока через отопительную систему и теплоты от внутренних источников. Для жилых и общественных зданий последние относительно малы и приминаются равными нулю.
Максимальный тепловой поток в здание через отопительную систему для жилых и общественных зданий, не имеющих внутренних источников теплоты, определяется по формуле:
Qот.р. = (1+
·) *V *qо *( tвнр - tнро) , кВт (1)
где
· – коэффициент инфильтрации для промышленных зданий 0,25-0,30
· – коэффициент инфильтрации для жилых и общественных зданий 0,03-0,06
· - поправочный коэффициент
V – объем здания по наружному обмеру, м3
tв - температура воздуха внутри помещения (приложение 1)
tнро - расчетная температура воздуха для проектирования отопления (прил.2)
qо - удельная теплопотеря здания (прил. 3),Вт/м3К
Расход теплоты на отопление потребителей Таблица 2
Объект tв t
· Q , Вт
qо,Вт/ м3К
V, м3
µ
tвнр
tнро
Qот.р.
ОБ-1
0,36
15 920
0,06
+18
-39
ОБ-2
0,38
16 200
0,06
+20
-39
ОБ-3
0,38
11 880
0,06
+20
-39
ОБ-4
0,36
1 728
0,06
+12
-39
ОБ-5
0,69
1620
0,25
+12
-39
ОБ-6
0,39
25 920
0,03
+21
-39
ОБ-7
0,32
1 420
0,25
+20
-39
ОБ-8
0,42
142
0,06
+20
-39
ИТОГО:
__
__
__
__
__
Находим значения расхода тепла для каждого объекта:
ОБ-1
Qот.р. =
ОБ-2
Qот.р.=
Результат занести в таблицу 1:
3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСХОДА ТЕПЛОТЫ НА ГОРЯЧЕЕ ВОДОСНАБЖЕНИЕ
Расход теплоты на горячее водоснабжение сильно меняется в течение как суток, так и недели. В жилых районах наибольший расход горячей воды имеет место обычно в предвыходные дни и в первый выходной день. Расход горячей воды общественными зданиями определяется режимом их работы.
3.1 Среднесуточный расход теплоты на бытовое горячее водоснабжение
для жилых и общественных зданий определяется по формуле:
Qгвс ср.сут. = [gср.сут. * m * с *(tг – tх.)] / (nс *3600), кВт, (2)
где
gсрсут.- среднесуточная норма расхода горячей воды на одного потребителя при температуре 550 С, л/сут, принимается по прилож. 3а
m – число потребителей
С = 4,19 кДж/кг К -теплоемкость воды
tг = +550 С – температура горячей воды.
tх л = +150С
tх.з.= +50 С
n с – расчетная длительность подачи тепла на ГВС, ч/сут
Для жилых домов и общественных зданий :
nс =24 ч/сут
Для промышленных зданий и предприятий:
nс- принимают равным фактической среднесуточной длительности подачи теплоты на ГВС= 12 ч
Расчет теплопотребления на горячее водоснабжение Таблица 3
№№ зданий по плану
Наименование зданий
Количество потребителей горячей воды m, чел.
gсрсут
n с
Qгвс ср.сут
1
2
3
4
5
6
ОБ-1
общественный центр
300
5
ОБ-2
пятиэтажный шестиподъездный жилой дом
1440
107
ОБ-3
пятиэтажный четырехподъедный жилой дом
640
107
ОБ-4
магазин продовольственный
7
65
ОБ-5
гараж
85
11
3
6
1
2
3
4
5
6
ОБ-6
школа на 900 учащихся
900
6
ОБ-7
аптека
15
5,2
ОБ-8
коттедж
4
107
Итого:
3.2 Среднесуточный расход теплоты на бытовое ГВС в зимний период для жилых и общественных зданий определяем по формуле:
Qгвс зср.сут. = [gср.сут. m *с *(tг – tх.з)] /( nс *3600), кВт, (3)
где
tх.з.= +50 С
ОБ-1
Qгвс зср.сут. =
ОБ-2
Qгвс зср.сут. =
Для остальных объектов расход теплоты в зимний период находим аналогично.
3.3 Среднесуточный расход теплоты на бытовое ГВС в летний период для жилых и общественных зданий определяем по формуле:
Qгвс лср.сут. = [gср.сут. *m *с *(tг – tх.л)] / (nс *3600), кВт, (4)
где
tх.л.= + 150 С
ОБ-1
Qгвс лср.сут. =
ОБ-2
Qгвс лср.сут. =
Для остальных объектов расход теплоты в летний период находим аналогично.
3.4 Находим суммарный среднесуточный расход теплоты на горячее водоснабжение для каждого объекта:
·Qгвсср.сут.= Qгвс.з.ср.сут. + Qгвс.л.ср.сут., кВт (5)
Результаты заносим в таблицу 4
Среднесуточный расход теплоты на бытовое горячее водоснабжение Таблица 4
Наименов.объекта
Qгвс.зср.сут,
кВт
Qгвс.лср.сут.,
кВт
·Qгвс.ср.сут.
кВт
ОБ-1
ОБ-2
ОБ-3
ОБ-4
ОБ-5
ОБ-6
ОБ-7
ОБ-8
Итого:
3.5 Максимальный расход теплоты за сутки максимального водопотребления, кВт, определяется для каждого объекта по формуле и результаты заносим в таблицу 5:
Qгвсмакс.= Ксут.*
·Qгвсср.сут., кВт (6)
где
Ксут.- коэффициент суточной неравномерности расхода теплоты.
Ксут.- для жилых и общественных зданий=1,2
Ксут.-для промышленных зданий и предприятий=1,0
·Qгвсср.сут берем из таблицы 2.
Максимальный расход теплоты за сутки Таблица 5
Наименов.объекта
Ксут.
·Qгвсср.сут.кВт
Qгвсмакс.кВт
ОБ-1
ОБ-2
ОБ-3
·
ОБ-4
ОБ-5
ОБ-6
ОБ-7
ОБ-8
Итого:
4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСХОДА ТЕПЛОТЫ НА ВЕНТИЛЯЦИЮ
Вентиляция предназначена для поддержания внутри помещения определенного состава воздуха, который регламентируется СНиП.
Количество теплоты, необходимое для нагревания холодного воздуха до расчетной температуры внутри помещения tн.р.в. называется расходом теплоты на вентиляцию.
Расход теплоты на вентиляцию можно определить по формуле:
Qвр.=V*qв* (tвнр- tн.р.в.), кВт (7)
Расчет теплопотребления на вентиляцию Таблица 6
№№ зданий по плану
Наименование зданий
tн.р.в,.0С
Наружный объем зданий, V, м3
Расчетная температура воздуха в здании, t tвнр 0С
Удельная вентиляционная тепловая характеристика здания, qв, Вт/(м3·0С)
Тепловой максимальный поток на вентиляцию Qвр кВт
для одного здания
ОБ-4
магазин
-17,4
1728
0,32
ОБ-5
гараж
-17,4
1620
0,23
ОБ-6
школа
-17,4
25920
0,08
Итого:
4.1 Определяем расход теплоты на вентиляцию для общественных зданий:
qв- удельный расход теплоты на вентиляцию, Вт/м3 К (приложение 3).
ОБ-1
Qвр.=
ОБ-3
Qвр.=
5.ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЩЕГО РАСХОДА ТЕПЛОТЫ
Находим общий расход тепла:
Qобщ.р=Qот.р.+
·Qгвсср.сут.+Qвр., (8)
ОБ-1
Qобщ.р =
ОБ-2
и т.д.
Результаты расчетов сводим в таблицу 4:
Общий расход теплоты Таблица 7
Объект
Qотр., кВт
(из табл.1)
·Qгвсср.сут., кВт
(табл.3)
Qв.р, кВт
пункт.4
Суммарн.расход тепла:
Qобщ р., кВт
ОБ-1
ОБ-2
ОБ-3
ОБ-4
ОБ-5
ОБ-6
ОБ-7
ОБ-8
ИТОГО:
6.ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГОДОВЫХ РАСХОДОВ ТЕПЛОТЫ
6.1.Годовой расход теплоты на отопление, ГДж/год, определяется по формуле:
Qо.год.= Qо.ср *nо *24 *3600 *109, ГДж/год , (9)
где
Qо.ср- средний расход теплоты за отопительный период, кВт
Находим Qо.ср для каждого объекта:
Qо.ср=Qотр.. *[ (tвнр -tср.о)./(tвнр -tнро)], (10)
ОБ -1
Qо.ср=
ОБ-2
Qо.ср=
Для остальных объектов годовой расход теплоты находим аналогично.
nо – продолжительность отопительного периода, Приложение 1.
Полученные данные подставляем в Qо.год и определяем для всех объектов.
ОБ-1
Qо.год.=
ОБ-2
Qо.год.=
Аналогично для всех объектов.
6.2.Определение годовых расходов теплоты на вентиляцию для общественных зданий.
Годовой расход теплоты на вентиляцию для каждого объекта ГДж/год,определяется по формуле:
Qвгод=Qвр*[(tвн.р.-tсро )/( tвнр -tнро)]*nо*Zв* 3600 *10-9 (11)
Zв =12 ч.
ОБ-1
Qв.год=
ОБ-3
Qв.год=
Для других общественных зданий аналогично.
6.3. Определение годового расхода теплоты на горячее водоснабжение.
Годовой расход воды на г.в.с для каждого объекта ГДж/год , находим по формуле:
Qгвсгод=
·Qгвсср.сут.*[ nо+
·гл* ( tг- tхл)/(tг – tхз)* (350 – nо)] *24*3600*10-9, (12)
где
·Qгвсср.сут- расход теплоты на ГВС, кВт из таблицы 2
·гл-коэффициент снижения расхода воды на ГВС в летний период =0,8
tг= +55оС
tхл= +15оС
tхз= +5оС
ОБ-1
Qгвсгод=
ОБ-2
Qгвсгод=
Для остальных общественных объектов расход теплоты на вентиляцию находится аналогично.
6.4. Определение суммарного расхода теплоты.
После того как нашли все необходимые величины подставляем их в формулу и определяем Qгод для каждого объекта и результаты заносим в таблицу 5:
Qгод.=. Qот.год..+Qв.год.+ Qгвс.год. , ГДж/год (13)
Суммарный расход теплоты Таблица 8
Объект
Qо.год ГДж/год
Qвгод ГДж/год
Qгвсгод ГДж/год
Qгод
ГДж/год
ОБ-1
ОБ-2
ОБ-3
ОБ-4
ОБ-5
ОБ-6
ОБ-7
ОБ-8
ИТОГО:
ПОСТРОЕНИЕ ГРАФИКА РАСХОДА ТЕПЛОТЫ
При построении графика расхода теплоты, начало и окончание отопительного периода принимаются при среднесуточной температуре наружного воздуха 10°С, т.к. г.Нижний Новгород климатически относится к районам с расчетной температурой наиболее холодной пятидневки ниже -30°С.
При построении графика учитывается, что при tнро= -310С Qот = Qот maх и при tнрв= -170С Qв= Qв maх
При tн=100С расходы теплоты на отопление и вентиляцию определяются по формулам:
Qот = Qот maх*[(tвнр- 100С/ tвнр- tнро)],Вт
Qв = Qв maх*[(tнрв- 100С/ tвнр- tнрв)], Вт
где tнрв – средняя температура внутреннего воздуха отапливаемых зданий, °С, принимается по Приложению Б [2]
Тепловая нагрузка на горячее водоснабжение – круглогодичная и в течении отопительного периода условно принимается постоянной, не зависящей от температуры наружного воздуха.
Средний тепловой поток на горячее водоснабжение в неотопительный период определяется по формуле:
Qгвсз = Qгвс.зср.сут *13 QUOTE 141513 QUOTE 1415 *[(tг- tхл )/ (tг- tхз)], Вт
где Qгвс.зср.сут- среднесуточный расход теплоты на горячее водоснабжение в отопительный период, Вт;
tг – температура горячей воды, °С;
tхл – температура холодной воды, подаваемой к водоподогревателям, в летний период, °С, принимается 15 °С;
tхз – температура холодной воды, подаваемой к водоподогревателям, в зимний период , °С, принимается 5 °С;
13 QUOTE 1415 – коэффициент, учитывающий изменение среднего расхода воды на горячее водоснабжение в неотопительный период по отношению к отопительному, принимается для жилищно-коммунального сектора равным 0,8.
Рисунок 3.1 – График потребления теплоты на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение жилых и общественных зданий микрорайона
9 ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ.
9.1 Расчет магистрали тепловой сети
Целью гидравлического расчёта является определение диаметра трубопровода тепловой сети; скорости движения теплоносителя; давлений в различных точках и потерь давления на участках тепловой сети и по всей трассе.
Гидравлический расчет закрытой системы теплоснабжения выполняется для подающего теплопровода, а диаметры обратного теплопровода и падение давлений в нем принимаются такими же, как и в подающем.
Гидравлический расчет производится в следующей последовательности:
выбирается магистраль, то есть направление от одного из потребителей, характеризующегося наименьшим удельным падением давления (самого удалённого) до источника тепла;
тепловая сеть разбивается на расчётные участки (расчётный участок – часть тепловой сети, расход теплоносителя на протяжении которой постоянен), с указанием расчетного расхода теплоносителя на данном участке и длины участка по плану;
задаются удельным падением давления в основной магистрали в пределах 30-80 Па/м, в ответвлениях – не более 300 Па/м;
исходя из расходов теплоносителя на участках, по таблицам [Приложение 7], составленным для труб с коэффициентом шероховатости Кэ=0,5мм, находим диаметр теплопровода, действительные удельные потери давления на трение.
Расчетная схема тепловой сети приведена на рисунке 4.1.
К тепловой сети присоединены по зависимой схеме 8 потребителей. .
9.2 Определяем расчетный расход воды для каждого объекта.
Расчетные расходы для них определяем по формуле, выведенной из уравнения теплового баланса:
G= Qобщр/ [с *(tп.- tо.)], кг/с (14)
где
С- теплоемкость воды =4,19 кДж/кг К
Qобщр –берем из табл.4 .
Находим расход воды для каждого потребителя и результаты заносим в таблицу:
ОБ-1
G=
..
Потребители
ОБ-1
ОБ-2
ОБ-3
ОБ-4
ОБ-5
ОБ-6
ОБ-7
ОБ-8
G,кг/с
9.3 Гидравлический расчет магистрали
Предварительный расчет магистрали 1-2.
1.Выбирается расчетная магистраль. Поскольку на всех абонентских вводах должен быть обеспечен одинаковый располагаемый напор
·Н
· 25 м,то расчетной магистралью будет линия от котельной до ОБ-8 (жилой дом), соединяющая источник теплоснабжения с наиболее отдаленным абонентом 8.
Длина расчетной магистрали
L1-15=l1-2+ l2-5+ l5-7 + l7-9 + l9-14 + l14-15 = м
2.Определяем суммы коэффициентов местных сопротивлений на участках сети на основе задания и данных приложения 8.
Количество задвижек n з= 4, для одной задвижки коэффициент местных сопротивлений
· з= 0,5;
Количество компенсаторов n к= l1-2/ 50, для одного компенсатора
· к = 4,0;
Тройники для разделения потоков для прямого хода nр= 1, для одного тройника
· р = 1,0
Тогда:
·
·1-2 = n з*
· з + n к*
· к + n р*
· р
3.Определяется падение напора в расчетной магистрали по формуле:
·Н1-2 = h * L 1-15 / 10000м, где
h – удельное линейное падение давления, для вод. тепловой сети = 80-100 Па/м
Принимаем h= 90м.
4.Определяем падение давления в расчетной магистрали при средней температуре tср.=750С
·P1-2=
·Н1-2*
·*
·, Па
·- плотность воды =975 м3/кг
·=9,81
5.Определяем коэффициент местного падения давления:
·=
·
·G8,
для водяных тепловых сетей
·=0,19
6.Определяем удельное падение давления:
R1-2 =
·P1-2/ L1-15*( 1+
·) Па/м
7.Определяем диаметры трубопроводов на участках магистрали:
d1-2= Авd* G80,38/ R1-20,19,м
Ав d.= 0,117, находим по прилож.13
Проверочный расчет магистрали 1-2
1.ПО результатам предварительного расчета выбираем трубопровод стандартных диаметров.
Для участка 1-2 выбираем диаметр наибольшего трубопровода по приложению 7:
d вн. = м; d н = м; d у = м;
2.Определяем действительное удельное линейное падение давления:
R/л1-2= АвR*( G82/ d.вн.5,25)
АвR = 0, 0001364
3.Определяется эквивалентная длина местных сопротивлений.
Для участка 1-2:
lэ1-2 = Авl*
·
·1-2* dвн.1,25,м
Авl= 60,7
4.Определяем действительное падение давления.
Для участка 1-2:
·P1-2= R/л*2*( l1-2+ lэ), Па
Результат удваивается, т.к. падение давления в подающем и обратном трубопроводах тепловой сети одинаково.
5.Находим падение напора на участке 1-2.
·Н1-2=
·P1-2 /
·*
·,м
6.Определяются располагаемые напоры в характерных точках.
Для точки 1:
·Н1=
·Наб.+
·Н1-2,м
Аналогично находим диаметры трубопроводов на других участках.
Тепловой расчет пароводяного подогревателя.
Водоводяные подогреватели горячего водоснабжения должны обепечивать заданную теплопроизводительность при любых температурных режимах сетевой воды. Наиболее неблагоприятный режим соответствует точке излома температурного графика регулирования. Поэтому расчет подогревателей горячего водоснабжения при всех схемах подключения их к тепловым сетям производится по параметрам сетевой воды при температуре t н.
Исходные данные:
Расчетная теплопроизводительность подогревателя выбирается для одного из объектов:
Qгв max = 300кВт;
Температура сетевой воды:
t п =1100С; t о = 700С
Температура горячей и холодной воды:
tзх = 50С tг = 55 0С
Температура сетевой воды после подогревателя по графику регулирования:
t 2 = 300С
1. Определяем расчетный расход сетевой воды:
Gр.с.в. = 3600*Qгв .max/[с ( t 1 - t 2 )], кг/ч,
где с = 4,19 кДж/кг теплоемкость воды
Gр.с.в. = 3600 * 300/[4,19 (70-30) ] = 6430 (кг/ч)
2. Определяем расход водопроводной воды:
Gр.в.в. =3600*Qгв .max/[с( tг - tзх ) ], кг/ч
Gр.в.в. =3600*300/[4,19(60-5) ] = 4675 (кг/ч)
3. Скорость водопроводной воды в трубках подогревателя принимается в пределах от 1-2,5 м/с
Задаем скорость воды в межтрубном пространстве
· = 1м/с. Найдем ориентировочную площадь сечения межтрубного пространства при
· = 1000кг/м3.
·м = Gрсв/3600
·
·, м2
·м = 6430/3600*1000*1 = 0,00178 (м2)
Из справочника по Л1 (прил.19) выбираем подогреватель:
Эквивалентный диаметр межтрубного пространства, dэкв = 0,0164м
Площадь сечения трубок fт =0,00108м2
Площадь сечения межтрубного пространства fтр = 0,00233м2
Поверхность нагрева одной секции fс = 1,31м2
Внутренний диаметр dвн = 0,014м
4. Для этого типоразмера подогревателя находим скорость нагреваемой воды в трубках
·т
·т = Gр.в.в. /3600
· в fт , м/с
·т = 4675 /3600*995,74*0,00108 = 1,21м/с
· в = 995,7м3/кг плотность водопроводной воды при средней температуре (прил.6 Л.2)
5. Скорость греющей воды в межтрубном пространстве
·м
·м = Gрсв /3600
· с.в.fтр, м/с
·м = 6430 /3600*988,1*0,00233 = 0,78 (м/с);
где
· с.в. =988,1м3/кг – плотность сетевой воды
6. Определяем среднюю температуру водопроводной воды в подогревателе:
tср.вв = (tг + tх) /2, 0С tср.вв = (60+5) /2 = 32,50С
7.Определяем среднюю температуру сетевой воды.
tср.св = (t 1 + t 2) /2, 0С tср.св = (70+30) /2 = 500С
8. Определяем коэффициент теплоотдачи от сетевой воды к поверхности трубного пучка:
·1 = [(1630+21tср.св 0,041tср.св 2)
·м 0,8 ]/dэкв0,2, Вm/м2С
·1 = [ (1630+21*50-0,041*502) * 0,780,8 ]/ (0,01640,2) = 4822 (Вm/м2С)
9. Определяем коэффициент теплоотдачи от внутренних стенок к водопроводной воде:
·2 = [ (1630+21tср.вв -0,041tср.вв 2) (
·т0,8] /dвнутр0,2), Вm/м2С
·2 =[ (1630+21*32,5-0,04*32,52) (1,210,8 ]/0,0140,2) = 6200 (Вm/м2С)
10. Определяем коэффициент теплопередачи
К = 1/ ( 1/
·1+
·ст/
· ст+1/
· 2), Вm/м2С
К = 1/( 1/48222+0,000011+1/6200) = 2632 (Вm/м2С)
где
· ст коэффициент теплопроводности трубы, Вm/м2С
·ст толщина стенки трубы.
·ст/
· ст /= 0,000011м
11. Среднелогарифмическая разность температур теплоносителей в подогревателе:
·tср = [(t1 - tх) - (t2 - tг)] / 2,3 lg[(t2 - tх) / (t1 - tг)], 0C
·tср = [(30-5) – (70-60) / 2,3 lg [(30-5)/(70-60)] = 18,74 (0С)
12. Необходимая поверхность нагрева подогревателя:
F = Qгв max 103 / к*
·tср *
·, F = 300*103/2632*18,74*0,82 = 7,6 (м2)
где
· = 0,82 коэффициент, учитывающий накипь и загрязнение трубок. Латунные трубки, работающие на чистой воде.
13. Число секций подогревателя:
Z = F / fс, шт Z = 7,6 /1,31 = 5,8 = 6 (шт.)
где fс поверхность нагрева одной секции. Принимается из технических характеристик выбранного подогревателя (Л.1. Прил.1