Система теплоснабжения промышленно-жилого района (стр. 4 из 5)

Маты из стеклянного штапельного волокна на синтетическом связующем r=60 кг/м³, l_из=0,04 Вт/м⁰С

Толщина изоляции d=50 мм.

Диаметр трубы с изоляцией:

d_из=d_нар+2d=57+2*50=157мм, (5.4.1)

где: d_нар=57мм–наружный диаметр трубы паропровода.

Выбор канала.

По диаметру трубопровода с изоляцией d_из выбираем канал (4,стр.12).

Тип канала: КЛ–90–60,

Внутренние размеры: 900х600мм,

Наружные размеры: 1150х780мм,

l_к=1,3 Вт/м*К – теплопроводность стенок канала.

Внутренний эквивалентный диаметр канала:

м, (5.4.2)

Внешний эквивалентный диаметр канала:

м. (5.4.3)

Глубина залегания канала.

h=2м.

Тепловое сопротивление изоляции.

м*К/Вт, (5.4.4)

Наружное тепловое сопротивление.

м*К/Вт, (5.4.5)

где:

Вт/м²*К –внешнее тепловое сопротивление трубопровода в канале.

Суммарное тепловое сопротивление трубопровода.

R₁=R₂=R_из+R_нар=4,+0,17=4,17м*К/Вт, (5.4.6)

где: R₁ – тепловое сопротивление прямой линии,

R₂ – тепловое сопротивление обратной линии.

Тепловое сопротивление поверхности канала.

м*К/Вт, (5.4.7)

Внутреннее тепловое сопротивление канала

м*К/Вт, (5.4.8)

Тепловое сопротивление грунта.

h/d_э.внеш=2/0,93=2,15 > 2, тогда

м*К/Вт, (5.4.9)

где: l_гр=1,3 Вт/м*К – теплопроводность грунта.

Тепловое сопротивление канала+грунта.

R_S =R_п.к+R_к+R_гр=0,037+0,031+0,204=0,272м*К/Вт. (5.4.10)

Температура канала.

(5.4.11)

где: t_гр=2⁰С–температура не промерзания грунта.

Температура поверхности изоляции.

(5.4.12)

(5.4.13)

Тепловые потери 1 м водопровода.

Вт/м, (5.4.14)

Вт/м, (5.4.15)

Температура теплоносителя в конце участка.

t^/_пр=t_пр–Dt_пр=146–8=138⁰С ,

где:

(5.4.16)

l₁=500м–длина первого участка,

b=0,3 – коэффициент, учитывающий тепловые потери арматуры, опорных конструкций, нцев и т.д.

G₃=0,57кг/с–расход теплоносителя на первом участке

с_в=4,19 кДж/кг*К – теплоемкость воды.

t^/_обр=t_обр +Dt_обр=72+3=75⁰С ,

где:

(5.4.17)

Теплопотери трубопровода без изоляции:

Вт/м, (5.4.18)

где:

м*К/Вт, (5.4.19)

(5.4.20)

Коэффициент эффективности изоляции.

(5.4.21)

Q=q*l*(1+b)=32,1*500*(1+0,3)=14,6кВт, (5.4.22)

Q_гол=q*l=210*800=105кВт. (5.4.23)

Падение температуры:

Dt=q*l*(1+b)/G₁C_в=14660/4190*0,57=4,1⁰С. (5.4.24)

6 раздел: Централизованное регулирование нагрузки водяной тепловой сети, графики регулирования.

1.Тепловая нагрузка при t=-34⁰С:

Q₁=Q_max-Q_тн=1,46-0,547=0,913МВт, (6.1.1)

где: Q_max=1,46МВт-тепловая нагрузка, необходимая чугунолитейному цеху и АБК, [из графика тепловой нагрузки, 1 раздел]

Q_тн=0,547МВт-тепловая нагрузка на технологические нужды потребителя. [из графика тепловой нагрузки, 1 раздел]

Тепловая нагрузка при t=+8⁰С:

Q₂=Q_max-Q_тн=0,721-0,547=0,174МВт, (6.1.2)

где: Q_max=0,721МВт-максимальная тепловая нагрузка, необходимая потребителям, [из графика тепловой нагрузки, 1 раздел]

Q_тн=0,547МВт-тепловая нагрузка на технологические нужды потребителя. [из графика тепловой нагрузки, 1 раздел]

Тепловая нагрузка при t выше +8⁰С:

Q₃=Q_max-Q_тн=0,585-0,547=0,012МВт, (6.1.3)

где: Q_max=0,559МВт-суммарная тепловая нагрузка, состоящая из технологической нагрузки и нагрузки на летнее горячее водоснабжение, [из графика тепловой нагрузки, 1 раздел]

Q_тн=0,547МВт-тепловая нагрузка на технологические нужды потребителя. [из графика тепловой нагрузки, 1 раздел]

2.Температура прямой линии трубопровода при t=-34⁰С:

t₁=Q₁/С_в*G₁+ t₂=913000/4190*2,73+70=150⁰С, (6.2.1)

где: С_в=4,190кДж/кг*гр-теплоемкость воды,

G₁=2,73кг/с-расход теплоносителя на первом участке,

t₂=70⁰С-температура обратной линии трубопровода.

Температура прямой линии трубопровода при t=+8⁰С:

t₂=Q₂/С_в*G₁+ t₂=174000/4190*2,73+70=85⁰С, (6.2.2)

где: С_в=4,190кДж/кг*гр-теплоемкость воды,

G₁=2,73кг/с-расход теплоносителя на первом участке,

t₂=70⁰С-температура обратной линии трубопровода.

Температура прямой линии трубопровода при t выше +8⁰С:

t₃=Q₃/С_в*G₁+ t₂=12000/4190*2,73+70=73⁰С, (6.2.3)

где: С_в=4,190кДж/кг*гр-теплоемкость воды,

G₁=2,73кг/с-расход теплоносителя на первом участке,

t₂=70⁰С-температура обратной линии трубопровода.

3.Тепловые нагрузки при t=-40⁰С:

Расчет тепловой нагрузки на отопление чугунолитейного цеха:

Q_o^|=(t_вр-t)V_стрq_o=(16+40)*12000*0,3=201000Вт=0,201МВт, (6.3.1)

где: q_o=0,3Вт/(м³*К)-удельные тепловые потери здания на отопление (1, стр437)

V_стр=12000м³-объем здания по наружным размерам [из задания]

t_вр=16⁰C-температура воздуха внутри помещения [4, стр25]

t_но=-40⁰С-температура наружного воздуха. [1, стр432]

Тепловая нагрузка на вентиляцию ниже t_нв=-22⁰С не изменяется, поэтому принимаем Q_в^|=0,547МВт.

Расчет тепловой нагрузки на отопление бытовых и административных зданий:

Q_о^|=(t_вр-t_но)V_стрq_o=(18+40)*8000*0,34=157760Вт=0,157МВт, (6.3.2)

где:V_стр=8000м³- объем здания по наружным размерам [из задания]

t_вр=18⁰С- температура воздуха внутри помещения (4, стр25)

q_o=0,34Вт/(м³*К)-удельные тепловые потери здания на отопление (1, стр437)

Тепловая нагрузка на вентиляцию ниже t_нв=-22⁰С не изменяется, поэтому принимаем Q_в^|=0,585МВт.

4.Расход теплоносителя, необходимый потребителю при t=-40⁰С:

G=Q_сум/С_в*(t₁-t₂)=1529360/4190*(150-70)=4,56кг/с, (6.4.1)

где: Q_сум=Q_o^|+Q_в^|+Q_о^|+Q_в^|=201000+585000+157760+585000=1529360Вт,

С_в=4190Дж/кг*гр-теплоемкость воды,

t₁=150⁰С и t₂=70⁰С-температуры прямой и обратной линии трубопровода.

7 раздел: Выбор и расчет принципиальной тепловой схемы источника теплоснабжения.

1.Выбор типа и числа устанавливаемых котельных агрегатов.

Суммарная ориентировочная тепловая нагрузка котельной.

Q^S_кот=к*к_к*(Q^р_от+1,2Q^р_в+Q^р_гв+Q_тех)=0,8*1,25*(321,4+1,2*585,6+26,7+

+547)=1596кВт, (7.1.1)

где: Q_тех–присоединенная технологическая нагрузка,

к_к=1,2 – коэффициент учитывает нагрузку кондиционирования,

к=0,8 – коэффициент совпадения максимумов тепловых нагрузок.

Коммунальная нагрузка.

(7.1.2)

где: h_п=2828,1кДж/кг–энтальпия пара (3, стр342),

h^/_к=с_в*t_к=4,19*80=335,2кДж/кг–энтальпия конденсата.

Пар на подогреватели сетевой воды идет с параметрами:

Р=0,6 МПа, t=190⁰С.

Конденсат идет с температурой t_к=80⁰С (обычно в диапазоне 80–100⁰С) при давлении подачи в деаэратор Р=0,104 МПа.

h_то=0,95%–КПД сетевого подогревателя,

 h_тп=0,96%–КПД транспорта теплоты.

Q_ком= Q^р_о+ Q^р_в + Q^р_гв=321,4+585,6+26,7=933,7кВт.

Максимальная часовая производительность котельной по пару с учетом собственных нужд.

D^S_кот=к_сн*(D_ком+ D_тех)=1,05*(0,81+0,24)= 1,05кг/с, (7.1.3)

где: к_сн=1,05– коэффициент учитывающий собственные нужды котельной работающей на газе.

Количество устанавливаемых агрегатов.

, (7.1.4)

где: D_i=0,444кг/с–паропроизводительность агрегата Е-1,6-9 (1, стр.454).

Должно выполняться условие: 1,1*(n–1)*D_i–D_тех>0,75D_ком

т.е. 1,1*(2–1)*0,444–0,24= 0,25 , т.е. 2 котла недостаточно.

3 котла:

1,1*(3–1)*0,444–0,24=0,73 –это больше 0,75D_ком=0,75*0,81=0,637.

К установке принимаем 3 котла.

2.Расчет тепловой схемы производственно–отопительной котельной.

Производительность котельной по пару.

D_max=Sn_i*D_i=3*0,444=1,33кг/с, (7.2.1)

где: n_i=3– число принятых к установке котельных агрегатов с производительностью D_i=0,444 кг/с.

Количество конденсата, возвращаемого технологическим потребителем.

G_тк= a_к*D_тех=0,5*0,24=0,12кг/с, (7.2.2)

где: a_к=0,5– доля конденсата, возвращаемое технологическим потребителем,