Олексюк А.А. др. Теплоснабжение района города

Подождите немного. Документ загружается.

н1

н2

– температуры насыщения, соответствующие средним давлениям на

площадках годового графики.

По

ср

нп

определяется средневзвешенное давление пара в отборе.

По годовому графику определяется доли годового отпуска тепла из отбора

турбин и пиковых котлов по отношению к суммарной нагрузке.

13.4. Выбор основных сетевых подогревателей

Тип и количество подогревателей разрешается определить как по коэффициенту

теплофикации, так и по расходу и температурам сетевой воды ( на входе в

подогреватель - 

и на выходе 

По известному расходу воды G предварительно выбираем ближайший тип

подогревателя [1,8].

Расчет производится для максимального зимнего режима, соответствующего

расчетной температуре наружного воздуха для отопления.

По максимальному давлению отопительного отбора, но не более 0,25 МПа,

определяется температура насыщенного пара t

, поступающего в подогреватель.

Далее определяются:

1) средняя температура сетевой воды, С,

 

5,0





, (54)

2) средняя плотность температур, С,

lg3,2













; (55)

3) скорость воды в трубах, м/с,









тр

; (56)

4) коэффициент теплоотдачи от трубок к воде, Вт/м

С,

 

2,0

8,0

041,0211630

тр

cpcpв







, (57)

5) средняя температура стенки трубок, С,

 

српст



 5,0

; (58)

6) температура пленки конденсата, С,

 

срппл

ttt  5,0

; (59)

7) разность температур пара и стенки, С,

стп

tt 

; (60)

8) коэффициент теплоотдачи от пара к трубкам, Вт/м

С,

 

25,0

23,05,757400







плпл



; (61)

9) коэффициент теплопередачи, Вт/м

С,

пст

ст













; (62)

где β = 0,8 – коэффициент, учитывающий загрязнение трубок;



ст

= 100 – коэффициент теплопроводности для латуни, Вт/м

С;



ст

= 0,00075 – толщина стенки трубок, м;

10) необходимая поверхность нагрева, м

 

отб













. (63)

F должна быть меньше, чем у выбранного типа подогревателя.

Таблица 11.

Характеристики сетевых подогревателей

Тип

подогревателя

Поверх-

ность

нагрева,

F,м

Площадь

проход-

ного

сечения

по воде ,

тр

, мм

Н, м

Расчет-

ный

расход

воды, G,

т/ч

Расчетное давление

кг/см

Расчетная

тепло-

производи-

тельность, Q,

ГДж/ч

трубках

(вода)

корпусе

пар

1. Вертикальные подогреватели

ПСВ-90-7-15

90 0,0518 1,31 350 15 7 58,7

ПСВ-125-7-15

125 0,0724 1,31 500 15 7 83,8

ПСВ-200-7-15

500 0,115 1,33 800 15 7 134,1

ПСВ-315-3-23

315 0,138 1,2 725 23 3 151,7

ПСВ-315-14-23

315 0,138 1,25 1130 23 14 379,2

ПСВ-500-3-23

500 0,219 1,23 1150 23 3 240,9

ПСВ-500-14-23

500 0,219 1,19 1800 23 14 599,2

2. Горизонтальные подогреватели

ПСГ-800-2-8

800 0,234 – 2000 8 2 167,6

ПСГ-1320-2-8

1320 0,351 – 3000 8 2 251,4

ПСГ-2340-2-8

2240 0,585 – 5000 8 2 460,9

ПСГ-4500-2-8

4500 1,05 – 9000 8 2 838,0

Примечания:

1. Технические характеристики подогревателей приведены для числа ходов по

воде, равного 2.

2. Теплопроизводительность подогревателя указана для насыщенного пара:

а) при скорости воды в трубах –2,5 м/с;

б) при температуре воды на входе в подогреватель – 70 С и на выходе для типов

ПСВ-150 С (кроме ПСВ-315-3-23 и ПСВ-500-3-23, у которых 120 С), для ПСГ-

150 С.

3) диаметр латунных трубок d

вн

=19/17,5 мм.

4) Н – расстояние между перегородками трубного пучка.

13.5. Выбор деаэраторов подпиточной воды и баков – аккумуляторов

В закрытых системах теплоснабжения подпитка тепловых сетей может

осуществляться из деаэраторов питательной воды паровых котлов.

В открытых системах необходимо предусмотреть установке отдельного

деаэратора подпиточной воды. Тип деаэратора выбирается по расходу подпиточной

воды, равному

утгвподп

GGG 

max

где

max

гв

– максимальный расход воды на горячее водоснабжение;

ут

– утечки сетевой воды.

В проекте можно принимать деаэраторы струйного типа ДСА (Черновицкого з-

да), производительностью 25,76,100,150 т/ч. или если, исходная вода жесткая, то

пленочного типа конструкции проф. С.Ф. Копьева, производительностью

25,50,75,100,150 т/ч. Давление в деаэраторе 1,2 атм.

Для снижения температуры подпиточной воды до 60-80 С после деаэратора

устанавливается подогреватель химочищенной воды (охладитель деаирированной

воды).

В открытой системе обязательная установка на ТЭЦ не менее двух баков-

аккумуляторов горячей воды, емкость которых можно принимать равной (6-8)

ср

гв

. Баки включаются после деаэратора и должны быть закрытого типа с паровой

подушкой.

13.6. Принципиальная тепловая схема ТЭЦ

На основании выбранного теплофикационного оборудования составить

принципиальную тепловую схему ТЭЦ.

Прежде всего изображается основной контур ТЭЦ: котел, паропровод острого

пара, турбина, конденсатор, конденсатный насос, регенеративные подогреватели

низкого давления (ПНД), деаэратор питательной воды котлов, питательные насосы,

регенеративные подогреватели высокого давления (ПВД). Оборудование этого

контура, кроме турбины, не подбирается.

Затем на схему наносится теплофикационная часть ТЭЦ: основные и пиковые

подогреватели или котлы, сетевые и подпиточные насосы, деаэратор подпиточной

воды, охладители и баки горячей воды (для открытой схемы) и др.

Должно быть также показано и подключение потребителей к тепловой сети

(отопление, вентиляция и горячее водоснабжение).

На теплофикационное оборудование составить экспликацию, в которой указать

тип, количество и краткую техническую характеристику.

Примеры тепловых схем ТЭЦ можно найти в [1,4,5].

14. Технико-экономические показатели.

14.1. Выработка электроэнергии на тепловом потреблении.

Полная удельная выработка электроэнергии не внешнем и внутреннем

теплопотреблении определяется по формуле, кВт*ч/ГДж,

 

кондотб

эмoiт

Э 





 1

1163



, (64)

где Н

– теплоперепад от начальных параметров пара перед турбиной до средне

взвешенного давления в отборе, найденного по формуле (53), определяется

из J-S диаграммы, кДж/кг;



– внутренний относительный КПД турбины, можно принимать равным

0,8-0,85;



эм

– электромеханический КПД, принимается равным 0,98;

– относительная выработка электроэнергии за счет регенеративного

подогрева конденсата, ориентировочно равна 0,17;

отб

-H



– энтальпия пара в отборе, кДж/кг;

– энтальпия пара перед турбиной;

конд

– энтальпия конденсата на выходе из сетевого подогревателя (по

давлению в отборе).

Годовая выработка электроэнергии на тепловом потреблении, кВт*ч/год.

годт

QЭЭ 

, (65)

где Q

год

– годовой отпуск тепла на ТЭЦ паром из отбора.

14.2. Стоимость перекачки теплоносителя

Для сетевых насосов стоимость перекачки, грн/год, за отопительный период

определяется по формуле











эо

ZnPG

, (66)

где G – расход теплоносителя, кг/с;

– замыкающие затраты на электроэнергию, грн/кВт*ч;



=0,6-0,7 – КПД насоса;

 – плотность воды, кг/м

;

– число часов работы насосов в отопительный период.

При наличии насосных подстанций учитывается и их стоимость перекачки.

15. Тепловой расчет теплосети

В объеме теплового расчета требуется выполнить технико-экономическое

сравнение двух вариантов сочетаний толщины тепловой изоляции на подающем и

обратном трубопроводах.

Диаметр труб и габариты канала взять из участка сети, для которого построен

продольный профиль. Необходимо задаться двумя толщинами тепловой изоляции и

составить два варианта сочетаний толщины на подающем и обратном

трубопроводах.

Для каждого варианта определяются: суммарные потери тепла на 1 п.м

подающего и обратного трубопроводов при средних годовых температурах

теплоносителя

 

cpcp



и окружающего грунта t

гр

, Вт/м:

а) при канальной одноячейковой прокладке

   

1221

RtRt

ср









, (67)

где R

, R

– термические сопротивления подающего и обратного трубопроводов

(сумма сопротивлений основного слоя изоляции, покровного слоя и наружной

поверхности), (м*С)/кВт;

– температура воздуха в канале, определяется по формуле

гр

cpcp

RRR

111







, (68)

где R

– суммарное термическое сопротивление внутренней поверхность канала,

стенок канала, грунта;

б) при бесканальной прокладке и двухячейковых каналах

 

021

012021

RRR

RRtRRt

гр









, (69)

где R

, R

– суммарное термическое сопротивление изоляции и грунта

соответственно подающей и обратной трубы при бесканальной прокладке. В

двухячейковых каналах, кроме того, надо еще учесть сопротивление наружной

поверхности изоляции и внутренней стенке канала;

– дополнительное термическое сопротивление, учитывающее влияние

соседних труб, определяется по формуле

1lg

гр









, (70)

здесь h – глубина заложения оси трубопроводов, м;

b – расстояние между осями труб, м;



гр

– коэффициент теплопроводности грунта, Вт/м С.

Формулы для определения термических сопротивлений приведены в [2,4,5,6,15]

Среднегодовая температура теплоносителя определяется из выражения [1]

nnn





...

2211





, (71)

где 

, 

,… 

– температура теплоносителя из температурного графика;

,… n

– число часов работы тепловой сети при соответстуюющих

температурах теплоносителя, ч.

Для температурного графика 150/70 можно принимать

cp 





cp 





Стоимость годовых потерь тепла грн/(м*год) определяется из выражения

nZqS

ттп



, (72)

где Z

– стоимость тепла, грн/МВт;

n – число часов работы сети в году, ч.

Суммарная стоимость 1 п.м. изоляции и покрывного слоя подающего и

обратного трубопровода определяется из выражения

   





нспизнизиз

dZdZK

, (73)

где Z

из

– стоимость 1 м

теплоизоляции (по справочным данным или по данным

проектных организаций), ориентировочную стоимость можно принимать 25-50

руб/м

);

пс

– стоимость 1 м

покрывного слоя, грн/м

;



из

– принятая толщина изоляции в вариантах;

– наружный диаметр трубопровода.

Сравнение вариантов производится по приведенным затратам, которые

определяются по формуле, руб/(м*год):

 

изннтп

KPfSЗ 

, (74)

где f

=0,8 – доля годовых отчислений от стоимости изоляции;

=0,15 – нормативный коэффициент эффективности капиталовложений.

Вариант, у которого З=min, является оптимальным.

Все расчеты свести в таблицу.

16. Механические расчеты

16.1. Расчет на самокомпенсацию

Рассчитать один участок естественной компенсации, т.е. определить

максимальные изгибающие напряжения и боковые смещения угловой точки.

Максимальные изгибающие напряжения на участке с угловой конфигурацией

возникают в заделке короткого плеча и определяются по формуле





























sin

cos

5,1

нк

изг

, (75)

где

кк

ll 



– удлинение короткого плеча, см;

=12*10

-6

– коэффициент линейного расширения металла, 1/С;

=

-t

– превышение расчетной температуры теплоносителя над температурой

воздуха, С

– длина короткого плеча, см;

– наружный диаметр трубопровода, см;

,β – угол поворота; β=-90;

– длина длинного плеча;

Е – модуль упругости стали, Е=2*10

, кг/см

n 

Приведенная формула не учитывает гибкости отводов и применяется для

сварных поворотов при l

40 d

. Максимальная длина компенсируемого плеча

принимается до 50 м. Полученные по формуле напряжения необходимо сравнивать

с допускаемыми, которые можно принять равными 800-900 кг/см

Можно решать и обратную задачу, т.е. по допускаемым напряжениям

определить длину короткого плеча.

Максимальное боковое смешение короткого и длинного плеча

 



cos

sin



;

 



cos

sin1 



(76)

16.2. Расчет П – образного компенсатора

Для одного диаметра трубопровода выбрать геометрические размеры

компенсатора и определить максимальные изгибающие напряжения на спинке по

формулам, кг/см

для гнутых колен

mHdEl

изг







, (77)

для сварных колен

HdEl

изг







, (78)

где

 

ltl





– удлинение трубопровода, см;

– температура монтажа;

Н – вылет компенсатора, см;





;

m – поправочный коэффициент напряжения;

h – коэффициент трубы;

h 

;

S – толщина стенки трубы, см;

R – радиус изгиба трубы, см;

ср

– средний радиус трубы, см;

 

Sdr

нcp

 5,0

К – коэффициент понижения жесткости трубы;

1210

121





;

867,0 HHA 

; (79)

 

32223322

33,124867,04,128,214,3

RHRRHHHRHRRH

A 

. (80)

Определить осевые усилия на неподвижные опоры, кг:

для гнутых компенсаторов

JEl





; (81)

для сварных

JEl





, (82)

где J – момент инерции трубы, см.

16.3. Расчет усилий на неподвижные опоры

Определить горизонтальное осевое усилие на одну разгруженную и одну

неразгруженную неподвижную опору (по согласованию с руководителем).

Расчет результирующего усилия на опору выполнить по формулам [2,3]. Для

использования силы трения в сальниковом компенсаторе разрешается использовать

номограммы [2].

Примеры расчета можно найти также в [3,6,10].

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Соколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети. - М.: Энергия, 1975. - 376 с.

2. Справочник проектировщика /Под ред. А.А.Николаева. - М.: Стройиздат,

1965. - 395 с.

3. Справочник по теплоснабжению и вентиляции. В 2 кн. /Р.В.Щекин,

С.М.Кореневский, Г.Е.Бем и др. - Киев: Будiвельник, 1976. Кн.1. - 416 с.

4. Теплоснабжение /А.А.Ионин, В.М.Хлыбов, В.Н.Братенков, Е.Н.Терлецкая. -

М.: Стройиздат, 1982. - 332 с.

5. Теплоснабжение /В.Е.Козин, Т.А.Левина, А.П.Марков и др. М.: Высш. шк.,

1980. - 408 с.

6. Строй А.Ф., Скальский В.Л. Расчет и проектирование тепловых сетей. -

Киев: Будiвельник, 1981. - 144 с.

7. Переверзев В.А., Шумов В.В. Справочник мастера тепловых сетей. - Л.:

Энергия, Ленингр. отд-ние, 1980. - 248 с.

8. Справочник по наладке и эксплуатации водяных тепловых сетей.

/В.И.Манюк, Я.И.Каплинский, Э.Б.Хиж и др. - М.: Стройиздат, 1982. - 215

с.

9. Мельников О.Н., Ежов В.Т., Блоштейн А.А. Справочник монтажника сетей

теплозогазоснабжения. - Л.: Стройиздат, Ленингр. отд-ние, 1980. - 908 с.

10. Сафонов А.П. Сборник задач по теплофикации и тепловым сетям. - М.:

Энергия, 1968. - 240 с.

11. Громов Н.К. Абонентские установки водяных тепловых сетей. - М.:

Энергия, 1979. - 248 с.

12. СНиП 2.04.07. -86. Тепловые сети. - М.: Стройиздат, 1987. - 48 с. - Введ.

01.01.87.

13. ГОСТ 21.605-82. Сети тепловые (Тепломеханическая часть - Введ. 01.01.86.

14. СНиП 2.04.ОI-85. Внутренний водопровод и канализация зданий /Госстрой

СССР. - М.: ЦIIГП Госстроя СССР, 1986. - 56 с. - Введ. О1.О1.85.

15. Справочник по специальным работам. Тепловая изоляция / Под ред.

Г.Ф.Кузнецова. - М.: Стройиздат, 1973. - 439 с.

16. Кулик В.И., Лисицкий Н.Ф. Методические указания к курсовому проекту,

«Теплоснабжение города». - Киев: КИСИ, 1982 - 71 с.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ "ТЕПЛОСНАБЖЕНИЕ

РАЙОНА ГОРОДА"

ПО КУРСУ "ТЕПЛОСНАБЖЕНИЕ"

(для студентов специальности 7.092108)

Составители:

Анатолий Алексеевич ОЛЕКСЮК

Валентин Петрович КИЧАТОВ

Наталья Анатольевна МАКСИМОВА