Проектирование производственно–отопительной котельной для жилого района г. Смоленска (150658)

Посмотреть архив целиком

Министерство образования и науки Российской Федерации

Южно-Уральский государственный университет

Кафедра промышленной теплоэнергетики


Проектирование производственно – отопительной котельной

для жилого района г. Смоленска


Пояснительная записка к курсовому проекту

по дисциплине

«Источники и системы теплоснабжения

промышленных предприятий»

Э – 450.140104.2006.085.02.ПЗ



Нормоконтролер:

Руководитель:

Кириллов В. В. _________

«___»________2006 г.

Автор работы:

Студент группы Э-450

Давыдов И. С.__________

«___»_____2006 г.

Проект защищен

с оценкой ____________

«___»________2006 г.



Челябинск

2006 г.


Аннотация


Давыдов Илья Сергеевич. Расчет производственно-отопительной котельной для жилого района г. Смоленска. Челябинск, ЮУрГУ, Энергетический факультет, 2006 г, 38 с, 4 рисунка, 16 таблиц, 1 лист формата А1. Библиография литературы – 7 наименований.

В данном проекте приводится расчет производственно-отопительной котельной для жилого района города Смоленска. В основной части проекта рассчитаны тепловые нагрузки на отопление вентиляцию и горячее водоснабжение, а также расходы воды на отопление и вентиляцию. Выполнен гидравлический и тепловой расчет паропровода по заданной схеме, а также контактный теплообменник с активной насадкой. Приведено обоснование выбора основного оборудования тепловой схемы котельной, а также развернутая тепловая схема производственно-отопительной котельной на листе формата А1.


Содержание


1.Расчет тепловых нагрузок отопления, вентиляции и горячего водоснабжения……………………………………………………..……………...5

1.1 Сезонная нагрузка………………………..……………………….…………..6

1.2 Круглогодичная нагрузка…………………………………………………….7

2.Расчет температур сетевой воды……………….…………………..…………10

3.Расчет расходов сетевой воды……………………………………….……….13

4.Гидравлический расчет паропровода……………………………….……….14

5.Тепловой расчет паропровода………………………………………….……..17

6.Принципиальная тепловая схема котельной…………………………..…….19

7.Расчет тепловой схемы котельной………………………………….………..21

7.1 Расчет тепловой схемы паровой части котельной………………………..21

7.2. Расчет тепловой схемы паровой части котельной……………………….25

8.Расчет контактного теплообменника с активной насадкой….……………28

8.1 Тепловой расчет КТАН……………………………………………………..28

8.2 Гидравлический расчет КТАН…………………….……………………….31

9.Выбор оборудования тепловой схемы котельной…………………………..32

Заключение………………………………………………………….……………36

Список литературы…………………………………………………...………….37

Приложение…………………………………………………………….………..38


1.Расчет тепловых нагрузок отопления, вентиляции и горячего водоснабжения


В качестве потребителя коммунально-бытовой нагрузки выбран микрорайон г. Смоленска. с жилыми домами квартирного типа и этажностью 5 и более этажей.

Исходные данные для определения сезонной и круглогодичной тепловых нагрузок:

  1. Расчетная температура воздуха проектирования отопления tно, оС34

  2. Средняя температура наиболее холодного месяца tнхм, оС……..-16,9

  3. Расчетная температура воздуха внутри жилых помещений tв , оС+20

  4. Расчетная температура горячей воды у абонента tг , оС………..+55

  5. Расчетная температура холодной водопроводной воды в летний период tх, оС…………………………………………………………………..+15

6. Расчетная температура холодной водопроводной воды в зимний период tх, оС…………………………………………………………………..+5

7. Количество квадратных метров жилой площади на одного жителя Fуд ,м2/чел……………………………………………………………………...18

8. Количество жителей z, чел…………………………………….90000

9. Укрупненный показатель максимального теплового потока на отопление жилых зданий на 1 м2 общей площади qo , Вт/м……………….87

10. Норма среднего недельного расхода горячей воды для жилых помещений, a, л/сут……………………………………..……………………..105

11. Норма среднего недельного расхода горячей воды для общественных и административных зданий, b, л/сут………………………...25

12. Коэффициент, учитывающий расход тепла на общественные здания, k1………………………………………………………………….. 0,25

13. Коэффициент, учитывающий тип застройки зданий, k2……..…..0,6

14. Продолжительность работы системы отопления, no, сут..………218

Коэффициент учитывающий изменение средненедельного расхода тепла на ГВС в неотопительный период по отношению к отопительному, в0,8


1.1 Сезонная нагрузка


Производственно-отопительная котельная рассчитывается для трех режимов работы, поэтому необходимо, чтобы нагрузки отопления и вентиляции были определены для следующих температур наружного воздуха:

  • температура начала отопительного периода tн=+8 0С;

  • средняя температура наиболее холодного месяца tнхм=-16,9 0С;

  • расчетная температура воздуха проектирования отопления tно=-34 0С

Таблица 1 Расчет сезонных нагрузок


Величина

Единица измерения

Расчет

Наименование

Расчетная формула или способ определения

Расчетная нагрузка отопления (при tно)

МВт

Расчетная нагрузка вентиляции (при tнв= tно для жилых и общественных зданий)

МВт

Нагрузка отопления при tн= +8 0С

МВт

Нагрузка

вентиляции при

tн= +8 0С

МВт

Нагрузка отопления при tнхм = -8,6 0С

МВт

Нагрузка вентиляции при

tнхм = -8,6 0С

МВт


1.2 Круглогодичная нагрузка


Таблица 2 Расчет круглогодичной нагрузки


Величина

Единица измерения

Расчет

Наименование

Расчетная формула или способ определения

Средненедельный расход тепла на ГВС для зимнего периода

МВт

Средненедельный расход тепла на ГВС для летнего периода

МВт

Коэффициент недельной неравномерности

kн (справочное)

-

1,2

Коэффициент суточной неравномерности

kс (справочное)

-

2,0

Расчетный расход тепла на ГВС для зимнего периода

МВт

1,2∙2,0∙21,823 = 52,375

Расчетный расход тепла на ГВС для летнего периода

МВт

1,2∙2,0∙13,967= 33,521

Средняя температур воздуха отопительного периода

или по приложению 1 [1]

-2,7

Годовой расход тепла на отопление

МВт

Годовой расход тепла на вентиляцию

МВт

Годовой расход тепла на ГВС

МВт

Суммарный годовой расход теплоты

МВт



2. Расчет температур сетевой воды


Значения температур сетевой воды в зависимости от температур наружного воздуха определяются методом регулирования тепловых нагрузок и температурным графиком теплосети. В данном случае имеем качественное регулирование по совмещенной нагрузке в закрытой системе теплоснабжения при температурном графике теплосети 150/70 0С.

Таблица 3 Расчет температур сетевой воды


Величина

Единица измерения

Расчет

Наименование

Расчетная формула или способ определения

Температура воды в подающем трубопроводе при tн=tно

(по условию)

С

150

Температура воды в обратном трубопроводе при tн=tно

(по условию)

С

70

Температура воды в стояке местной системы после смешения на вводе

С

95

Перепад температур воды в местной системе

С

95-70 = 25

Перепад температур тепловой сети

С

150-70 = 80

Температурный напор нагревательного прибора местной системы

С


Текущие значения температур воды в прямом и обратном трубопроводе рассчитываем по формулам:

,

где –– величина относительной тепловой нагрузки:

Таблица 4 Температуры сетевой воды


tн,°С

+8

0

-5

-10

-15

-20

-25

-26

0,227

0,409

0,523

0,636

0,75

0,864

0,977

1

ф01

53,02

77,15

91,71

105,84

119,86

133,70

147,26

150

ф02

34,86

44,43

49,87

54,96

59,86

64,58

69,10

70


Независимо от метода регулирования тепловых нагрузок необходимо учитывать, что при любых температурах наружного воздуха температура сетевой воды в подающем трубопроводе не может опускаться ниже 65 °С. Поэтому при определенной температуре наружного воздуха (tни) происходит смена метода регулирования с качественного на количественное или наоборот.

Из (рис.2) в точке излома температурного графика определяем температуру наружного воздуха tни=+5°С.

Температуры сетевой воды и должны быть рассчитаны с учетом нагрузки отопления и ГВС. , .

Для двух подогревателей const. Можно рассчитать по формуле:

Для расчетного режима, при котором поверхность теплообмена подогревателей будет максимальна, то есть при tн=tни=4,8°С, находим величину:

где величина недогрева водопроводной воды в подогревателе первой ступени П1, принимается в диапазоне 5…10°С.

Определим температуру воды в подогревателе первой ступени:

.

Для любой наружной температуры находят и .

Выполним пересчет сетевой воды и результаты сведем в таблицу:

Таблица 5 Пересчет температур сетевой воды


tн,°С

8

5

0

-5

-8,6

-10

-15

-20

-25

-26

д1

20,16

20,16

16,65

12,69

11,3

8,99

5,42

1,98

0

0

д2

25,20

25,20

28,71

32,67

34,06

36,37

39,94

43,38

46,57

47,34

ф1

85,16

85,16

93,8

104,4

113,3

114,8

125,3

135,7

147,3

150

ф2

9,66

9,66

15,72

17,2

17,94

18,59

19,92

21,2

22,53

22,66



3. Расчет расходов сетевой воды


Расход сетевой воды на абонентском вводе поддерживается постоянным и равным:

(tн≤tни)

При tн>tни расход сетевой воды находим по текущей тепловой нагрузке :

, кг/с

Расход воды на вентиляцию определяем так же, но по температурам сетевой воды и :

(tн≤tни)

(tн>tни) , кг/с


4. Гидравлический расчет паропровода


Гидравлический расчет паропровода выполняется от потребителей к источнику, чтобы определить параметры пара у источника.

Исходные данные:

Схема паропровода изображена на бланке задания (стр.2)

Технологический теплоноситель – сухой насыщенный водяной пар.

Результаты гидравлического расчета паропровода приводятся в таблице 6.

Таблица 6. Гидравлический расчет паропровода


Расчетная

величина

Обозн.

Разм.

Расчетная формула или способ

определения

Номер участка

1

2

3

Расход пара на участке

D

кг/с

По заданию

16,67

8,335

8,335

Длина участка

L

м

--«---»--

650

240

90

Удельное падение давления

Rл

Па/м

Принимается по [1]

25

25

25

Доля местных потерь



---

--«---»--

0,5

0,5

0,5

Потери давления на участке

P

кПа

24,375

9,0

3,375

Давление пара в конце участка

Pкон

кПа

По заданию.

Для уч.1:

709,0

700

700

Давление пара в начале участка

Pнач

кПа

733,38

709,0

703,38

Средняя плотность пара на участке

кг/м3

3,76

3,693

3,707

Абсолютная эквивалентная шероховатость паропровода

kэ

м

По рекомендации [1]

0,0002

Коэффициент

Аd

м0,0475

По табл. 5.1 [1] или

0,42

Расчетный диаметр паропровода

d

м

0,511

0,398

0,398

Диаметр паропровода по стандарту

d’

м

Приложение 11 [1]

0,514

0,408

0,408

Средняя скорость пара

ср

м/с

21,38

17,28

17,20

Количество нормальных задвижек на участке

nз

---

По заданию

2

Количество П-образных компенсаторов на участке

nк

---

Принимается по [2]

3

2

1

Коэффициент гидравлического сопротивления задвижки

з

---

Приложение 10 [1]

0,4

Коэффициент гидравлического сопротивления компенсатора

к

---

--«---»--

1,7

Коэффициент гидравлического сопротивления тройника

тр

---

--«---»--

---

0,08

1,8

Суммарный коэффициент гидравлического сопротивления

уч

---

5,9

4,28

4,3

Коэффициент

AR

м0,25

Табл. 5.1 [1]

10,610-3

Удельное падение давления

R’л

Па/м

25,79

22,07

21,99

Коэффициент

Al

м - 0,25

Табл. 5.1 [1]

76,4

Эквивалентная длина местных сопротивлений

Lэкв

м

196,18

106,63

107,12

Потери давления на участке

P’

кПа

21,82

7,65

2,55

Давление пара в конце участка

Pкон

кПа

По заданию.

Для уч.1:

707,65

700,0

700,0

Давление пара в начале участка

Pнач

кПа

729,47

707,65

702,55

Проверка погрешности в определении плотности пара

Средняя плотность пара на участке

ср

кг/м3

3,79

3,685

3,72

Погрешность определения плотности



%

-0,8

0,21

-0,04

Полученная погрешность меньше допустимой (2%).



5. Тепловой расчет паропровода


Прокладка паропровода надземная, поэтому расчетная температура окружающей среды соответствует температуре наружного воздуха в максимально зимнем режиме tно.

Паропровод полностью изолирован, задвижки изолированы на ѕ от площади поверхности, компенсаторы изолированы полностью.

Результаты теплового расчета сведены в таблицу 7.

Таблица 7 Тепловой расчет паропровода


Расчетная

величина

Обознач.

Размерн.

Расчетная формула или метод

определения

Номер участка

1

2

3

Расход пара на участке

D

кг/с

По заданию

16,67

5,55

5,55

Длина участка

L

м

--«---»--

650

240

90

Удельная потеря теплоты с 1 м изолированного паропровода

q

Приложение 3 [2]

1,76

1,56

1,56

Эквивалентная длина задвижки

Lзэкв

м

Принимается в диапазоне 4…8

4

Количество нормальных задвижек на участке

nз

---

По заданию

2

Эквивалентная длина опор

Lопэкв

м

(10…15%)L

65

24

9

Суммарная эквивалентная длина местных тепловых потерь

Lэкв

м

Lзэквnз+ Lопэкв

73

32

17

Температура пара в конце участка

2

Табл. II [4]

165,21

164,96

164,96

Температура пара в начале участка

1

Принимается

172

165,21

165,21

Средняя температура пара на участке

ср

168,61

165,09

165,09

Средняя массовая теплоемкость пара на участке

Ср

Табл. V [4]

2,505

2,456

2,456

Потери тепла на участке

Q

кВт

250,18

81,08

31,91

Температура пара в начале участка

’1

170,12

167,28

165,87

Погрешность определения температуры



%

0,51

1,24

0,34

Полученная погрешность меньше допустимой (2%)

Энтальпия пара в начале участка

i

По табл. III [4]

2822,3

2819,6

2819,4


Случайные файлы

Файл
3119.rtf
39156.rtf
158556.rtf
27018.rtf
22715.rtf




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.