Курсовая работа (т): Расчет теплопотребления для города Санкт Петербург

Температура воды в подающем трубопроводе в двухтрубных водяных сетей при расчетной температуре наружного воздуха для проектирования отопления принимается = 150°С. Допускается при обосновании применение воды с более низкой (до 95°С) или более высокой (до 200°С) температурой.[8]

При одновременной подаче тепла по двухтрубным водяным тепловым сетям на отопление и вентиляцию и горячее водоснабжение должно принимается центральное качественное регулирование отпуска тепла. При этом температура воды в обратном трубопроводе должна приниматься = 70°С - для закрытых систем теплоснабжения и = 60°С - для открытых систем теплоснабжения.[8]

Расчетный расход воды на горячее водоснабжение при открытых системах теплоснабжения определяется по формуле:

 (3.3)

Для завода:

Для жилого района:

где:  и - температуры воды, поступающей в систему горячего водоснабжения потребителей и холодной водопроводной воды ( см. выше), °С.

Расчетный расход воды на определяется для каждого участка тепловой сети. Результаты расчетов сводятся в таблицу 2.

Таблица 2

Расчетные расходы воды.

При открытых системах теплоснабжения расчетные расходы воды получаются в ряде случаев различными для подающей и обратной линий. Однако подающие и обратные линии сети обычно прокладываются одного диаметра. Расчетный расход воды для таких тепловых сетей должен выбираться из условия, чтобы суммарная потеря напора при расходе воды в подающей ( Gо + Gв + Gгв) и обратной линиях ( Gо + Gв) был равен суммарной потере напора при одинаковом расходе воды  в подающей и обратной линиях. Этот расчетный расход воды , по которому и следует выбирать диаметры тепловой сети при открытой системе:

 = ,кг/с. (3.4)

 = ,кг/с.

 = ,кг/с.

 = ,кг/с.

где: Gов = Gо + Gв - суммарный расход сетевой воды на отопление и вентиляцию.

4. ПЬЕЗОМЕТРИЧЕСКИЙ ГРАФИК

На пьезометрическом графике в определенном масштабе наносится рельеф местности, высота присоединенных зданий, напор в сети.

При зависимой схеме присоединения отопительных установок к тепловой сети, полный статический напор определяется из условия обеспечения в верхних точках наиболее высоко расположенных отопительных установок избыточного давления не менее 0,05 МПа(5м.вод.ст.), по выражению

 (4.1)

где: - геодезическая отметка, на которой расположено здание, м.

L- высота здания, м.

Пьезометрические напоры соответственно в оборудовании источника теплоснабжения, в низших этажах жилых и промышленных зданий будут равны:

При размещении узлов присоединения непосредственно на абонентском вводе можно принимать значения, приведенные в таблице 3[13].

Величина полного напора на подающем коллекторе станции будет равна:

 (4.2)

где:  - напор развиваваемый сетевым насосем, м.

Тогда располагаемый напор на коллекторах станции будет равен:

 (4.3)

где: - потеря напора сетевой воды в теплоподогревательной установке станции, пиковой котельной и станционных коммуникациях (обычно 20-25 м).

Задавшись располагаемым напором на коллекторах станции  и располагаемым напором у абонентов  можно определить располагаемую потерю напора на трение в трубопроводах тепловой сети.

 (4.4)

Линии действительных гидродинамических напоров наносят на график. на графике линия П показывает действительные напоры в подающей линии тепловой сети, она не выходит за пределы напоров, ограниченные линиями

Пб и Пм. Линия 0 показывает действительные напоры в обратной линии тепловой сети, она не выходит за пределы напоров, ограниченные линиями Об и Ом.

5. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ВОДЯНОЙ ТЕПЛОВОЙ СЕТИ

Задачами гидравлического расчета водяной тепловой сети является определение диаметров трубопроводов на всех участках, определение падения давления (напора) в подающей и обратной линиях, определение напора сетевого насоса, построение пьезометрического графика.

.1 Предварительный расчет

Выбирается расчетная магистраль, т.е. направление от станции до одного из абонентов, которое характеризуется наименьшим удельным падением давления.

Расчет начинается с начального участка расчетной магистрали (0-1). По формуле Б.Я.Шифринсона определяется предварительное значение средней доли местных потерь давления на данном участке:

 (5.1)

где:  - расход теплоносителя на рассматриваемом участке 0-1, кг/с;

z - постоянный коэффициент, зависящий от вида теплоносителя. Для воды рекомендуется принимать z = 0,03…0,05

Предварительное значение удельного линейного падения давления на участке 0-1, т. е. падение давления на единицу длины трубопровода определяется по формуле:

 (5.2)

где:  - объемная плотность воды (приложение 10)[13], кг/м3;

g - ускорение свободного падения, м/с2;

 - потеря напора на всей длине трассы 0-1-2, м. Принимается равной потере напора в подающей линии ;

- длина трубопровода на трассе 0-1-2,м.

Определяется предварительное значение диаметра трубопровода на участке 0-1

 (5.3)

где:  - постоянный расчетный коэффициент для определения диаметра трубопровода (приложение II)[13].

.2 Проверочный расчет

С помощью скелетной схемы тепловой сети и профиля трассы определяется количество запорной арматуры, поворотов, компенсаторов, переходов диаметров, и наносится на схему. При этом необходимо руководствоваться следующими правилами.

На водяных тепловых сетях секционирующие задвижки устанавливаются не реже, чем через каждые 1000 м с перемычкой между подающей и обратной линиями, задвижки устанавливаются также на всех ответвлениях и на вводах к крупным потребителям тепла. Число компенсаторов определяется в зависимости от расстояния между неподвижными опорами. Неподвижные опоры предусматриваются на трубопроводах при всех способах прокладки тепловых сетей. Рекомендуемые расстояния между неподвижными опорами приведены в приложении 14[13].

Тогда количество компенсаторов установленных на участке 0-1 будет равно:

 (5.4)

где: - длина рассматриваемого участка, м;

 - расстояние между неподвижными опорами, м.

При установке П-образных компенсаторов длина трубопровода на участке 0-1 увеличивается на величину:

 (5.5)

где: - вылет (плечо) компенсатора, м.

Вылет П - образного компенсатора можно определить по формуле:

 (5.6)

где: сx - коэффициент конфигурации теплопровода, рекомендуется принимать сх = 0,3;

E - модуль упругости первого рода (приложение 15)[13], МН/м2;

 - наружный диаметр трубопровода, м;

 - максимальное допустимое напряжение при расчете усилий тепловых удлинений, рекомендуется принимать  = 100 МН/м2;

 - расчетное тепловое удлинение трубопровода, м.

Расчетное тепловое удлинение трубопровода можно определить по формуле:

 (5.7)

где: - коэффициент зависящий от температуры теплоносителя (таблица 4)[13];

 - коэффициент линейного расширения материала трубопровода (приложение 15)[13], мм/м.град;

 - максимальная температура теплоносителе (принимается для прямой и обратной линяй, равной температуре в прямой линии), °С;

- температура окружающей среды, °С.

Температура окружающей среды принимается:

при надземной прокладке равной среднегодовой температуре наружного воздуха (приложение 6)[13];

при подземной бесканальной прокладке или в непроходных каналах равной температуре грунта на глубине заложения оси трубопровода + 5°С;

при подземной прокладке в тоннелях или полупроходных каналах равной температуре воздуха в канале + 40°С.

Уточненное значение удельных линейных потерь на участке 0-1 будет равно:

 (5.8)

где: - вспомогательный расчетный коэффициент (приложение11)[13];

- расход теплоносителя на данном участке, кг/с.

При выполнении гидравлического расчета величину местных потерь выражают через эквивалентные линейные потери условных участков, имеющих эквивалентную длину lЭ.

Эквивалентную длину всех местных сопротивлений участка 0-2 можно определить по формуле:

 (5.9)

где: - вспомогательный расчетный коэффициент (приложение 11)[13];

 - сумма коэффициентов местных сопротивлений на данном участке;

 - коэффициент отдельного местного сопротивления (приложение 17)[13];

п - количество местных сопротивлений на данном участке.

Падение давления на участке 0-1 будет равно:

 (5.10)

Потеря напора на участке 0-1

 (5.11)

Тогда располагаемый напор в т.1 тепловой сети с учетом потери напора в подающей и обратной линиях будет:

 (5.12)

На этом заканчивается расчет участка 0-1

Аналогично рассчитываются все остальные участки расчетной магистрали. Так, например , расчет следующего участка 1-2 начинается с предварительного определения доли местных потерь давления на этом участке:

Участок 1-2

, (5.13)

Далее определяются предварительное значение удельных линейных потерь давления на участке 1-2

 (5.14)

где: - длина трубопровода на участке 1-2, м;

 - потеря напора на участке 1-2 расчетной магистрали, м.

Потеря напора на участке 1-2 будет равна

 = 1/2 ( DН1 - DНаб ), м (5.15)

 = 1/2 ( 129.3 - 20 )=54.6 м.