Выбор котельного оборудования и принципиальной схемы котельной

Поскольку потребителем теплоты является жилой район и отсутствуют промышленные потребители, выбираем схему водогрейной котельной.

Проводим расчет для трех основных режимов работы.

1-й режим (при t_нро=t_нх^Б)

При t_нро= - 38 °С

МВт

Выбираем 1 котёл КВ-ГМ-30, 2 котла КВ-ГМ-100 (один из которых резервный), 1 котёл КВ-7М-6.5, 1 котел КВ-ГМ-50 общей теплопроизводительностью:

Q_ка=116+58+35+7,55=216.55 МВт

Таблица 7.1 Характеристики котельных агрегатов:

Типоразмер	Q, МВт	Fнагр, м2	Gвр, кг/с	tвр, °C	ΔPв, Мпа	Вид топлива	ηбр,
вход	выход
КВ-ГМ-100			343 или 684			0,165	Газ или мазут	92,5 или 91
КВ-ГМ-50			172 или 342			0,138	Газ или мазут	92,5 или 91
КВ-ГМ-30						0,19	Газ или мазут	90 или 88
КВ-7М-6,5	7,55		22,2			0,12	Газ или мазут	91 или 87

2-й режим (аварийный)

МВт

При аварийной остановке наиболее мощного КА (КВ-ГМ-100), теплопроизводительностью 116 МВт, суммарная теплопроизводительность оставшихся (с учетом резервного) КА будет равна:

Значит, оставшиеся КА обеспечат необходимый отпуск теплоты при соответствующих параметрах.

3-й режим (летний)

МВт

В работе остается 2 котла марки КВ-ГМ-30 и КВ-7М-6,5

Исходя из условия , котел будет работать с теплопроизводительностью:

Q_ка=(35+7,55)*0,6=25,53 МВт

Принципиальная тепловая схема водогрейной котельной представлена на рисунке 7.

Рисунок 7. Принципиальная тепловая схема водогрейной котельной.

8. Определение потерь в тепловых сетях.

8.1 Расчет для участков 1, 3 и 5 (подземная прокладка в непроходных каналах).

Считаем, что трубопроводы уложены на глубине h= 1.6 м. Прямой трубопровод имеет пенополиуретановую изоляцию толщиной = 80 мм с =0.04 Вт/(м*К), а обратный – асбестовую толщиной = 60 мм с =0.1 Вт/(м*К). Температура грунта = -2.8 С и =1,2 Вт/(м*К) [19].

Примем коэффициент теплоотдачи от воздуха в канале к поверхности канала α=8 Вт/(м²*К).

Выберем канал КН-4: ширина - a = 1,64 м, высота - b = 0,49 м, толщина - c = 0,04 м, =1,3 Вт/(м*К).

- Пренебрегаем термическими сопротивлениями теплопередаче от жидкости в трубе к её стенке и самой стенки.

- Эквивалентный наружный и внутренний диаметры канала:

- Термическое сопротивление теплопередаче от воздуха в канале к поверхности канала:

- Термическое сопротивление стенки канала:

- Термическое сопротивление грунта:

Если h/ > 2, то

Если h/ < 2, то

Для каждого участка подающего и обратного трубопроводов находим:

- Термическое сопротивление теплопередаче от поверхности изоляции к воздушной прослойке:

- Термическое сопротивление изоляции трубопроводов:

- Температура воздуха в канале:

- Тепловые потери:

- Тепловые потери с голых трубопроводов:

- КПД изоляции:

Результаты расчета сведены в таблицу 8.

№	d, м	L, м	q, Вт/м	Q, кВт
Под.	Обр.	Под.	Обр.	Под.	Обр.
	0.8		88,70	67,82	97,57	74,60	0.935	0.813
	0.466		63,04	64,83	12,61	12,97	0.931	0.803
	0.466		63,04	64,83	18,91	19,45	0.931	0.803

Таблица 8. Определение тепловых потерь трубопроводов в расчетном режиме при прокладке тепловой сети в непроходных каналах.

Суммарные тепловые потери с подающего трубопровода:

Q_сум= 97,57+12,61+18,91=129,09 кВт

Суммарные тепловые потери с обратного трубопровода:

Q_сум= 74,6+12,97+19,45=107,02 кВт

8.2 Расчет для участков 2 и 4 (бесканальная прокладка).

Находим для каждого участка подающего и обратного трубопроводов:

- Термическое сопротивление изоляции (по формулам выше)

- Дополнительное термическое сопротивление, учитывающее взаимное влияние трубопроводов:

, где B – расстояние между осями прямого и обратного трубопроводов (примем равным 0,52 м).

- Тепловые потери:

-

- Тепловые потери с голых трубопроводов:

- КПД изоляции (по формуле выше)

Результаты расчета сведены в таблицу 9.

№	d, м	L, м	q, Вт/м	Q, кВт
Под.	Обр.	Под.	Обр.	Под.	Обр.
	0,7		99,59	109,33	109,55	120,26	0.822	0.594
	0.466		77,31	90,49	46,39	54,29	0.857	0.659

Таблица 9. Определение тепловых потерь трубопроводов в расчетном режиме при бесканальной прокладке тепловой сети.

Суммарные тепловые потери с подающего трубопровода:

Q_сум= 109,55+46,39=155,94 кВт

Суммарные тепловые потери с обратного трубопровода:

Q_сум= 120,26+54,29=174,55 кВт

Заключение.

В данном курсовом проекте рассмотрено теплоснабжение трех жилых микрорайонов от котельной в городе Иркутске.

В первом разделе определены:

Средняя тепловая нагрузка на горячее водоснабжение для каждого микрорайона:

· 1-ый микрорайон: 611.04 кВт

· 2-ой микрорайон: 523.75 кВт

· 3-ий микрорайон: 1211.89 кВт

Средняя тепловая нагрузка на горячее водоснабжение для летнего периода для каждого микрорайона:

· 1-ый микрорайон: 488.83 кВт

· 2-ой микрорайон: 419 кВт

· 3-ий микрорайон: 969.52 кВт

Суммарная тепловая нагрузка по трем микрорайонам на:

· горячее водоснабжение: 5162.7 кВт

· отопление: 33150 кВт

· вентиляцию: 6630 кВт

· горячее водоснабжение для летнего периода: 4130.17 кВт

Во втором разделе определены:

Годовой расход теплоты на отопление для всех трех микрорайонов:92061.97 МВт*час/год

Годовой расход теплоты на ГВС для трех потребителей теплоты: 42413.38 МВт*час/год

Годовой расход теплоты на вентиляцию: 18412.39 МВт*час/год

Суммарный годовой расход тепла всеми микрорайонами: 155581.1 МВт*час/год

Невязка между расчетным и графическим методами составляет 1.07%.

В третьем разделе определены и представлены:

Расчеты температур сетевой воды приведены в таблицах 3.1.1 и 3.1.2.

Расчеты расхода сетевой воды приведены в таблице 3.1.3.

Расчеты местного подрегулирования систем ГВС и вентиляции представлены в таблице 3.2.1.

Расчеты средневзвешенной температуры воды и суммарных расходов сетевой воды приведены в таблице 3.2.3.

Изменение температуры сетевой воды в подающем и обратном трубопроводах и зависимость расхода сетевой воды от температуры наружного воздуха приведены на рисунках 3.1.1, 3.1.2,.

Изменение температуры сетевой воды и расходов при регулировании разнородных тепловых нагрузок приведены в таблице 3.2.1 и 3.2.2.

В четвертом разделе:

В результате проведения гидравлического расчета были получены следующие данные.

Суммарные потери напора в головной магистрали в расчетном режиме: 74.45 м

Суммарные потери напора в головной магистрали в летнем режиме: 0.372 м

В пятом разделе построен:

Пьезометрический график тепловой сети для расчётного и летнего режимов работы приведён на рисунке 5.

В его построении учтены:

• геодезический профиль местности, по которой проложена тепловая сеть
• высоты зданий, присоединенных к тепловой сети
• перепады давлений в системе отопления и горячего водоснабжения зданий.

В шестом разделе определены:

Для расчетного режима выбраны 4 сетевых насоса СЭ-800-55. Все насосы подключены параллельно. Ещё один насос в резерве.

Для летнего режима выбран 1 сетевых насоса СЭ-500-70. Еще один насос в резерве.

Для расчетного режима выбраны 4 насоса К45/30. Все насосы подключены последовательно. Еще один такой же насос в резерве.

Для летнего режима выбран 1 насос К45/30. Еще один такой же насос в резерве.

Годовое потребление электроэнергии сетевыми насосами: 3733,8 МВт*ч

Годовое потребление электроэнергии подпиточными насосами: 155,94 МВт*ч

Суммарное годовое потребление электроэнергии всеми насосами: 3889,74 МВт*ч

Удельные затраты электроэнергии на передачу теплоты: 0.025 МВт*ч/МВт*ч

В седьмом разделе определены:

Принципиальная схема котельной и выбраны водогрейные котлы: КВ-ГМ-20, КВ-ГМ-10, КВ-7М-6,5 – для расчетного режима и КВ-7М-6,5 – для летнего режима. Резервный котел – КВ-ГМ-20.

В восьмом разделе определены:

Тепловые потери подающего и обратного трубопроводов при канальной и бесканальной прокладке. Суммарные тепловые потери с подающего трубопровода в расчетном режиме = 239.5 кВт. Суммарные тепловые потери с обратного трубопровода в расчетном режиме = 280.4 кВт.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. СНиП 2.04.01-85*. Внутренний водопровод и канализация зданий / Госстрой России. – М.: ГУП ЦПП, 2000. – 60 с.

2. СНиП 23-01-99*. Строительная климатология / Госстрой России.– М.: ГУП ЦПП, 2005. -70с.

3. СНиП 41-01-2003. Отопление, вентиляция и кондиционирование / Госстрой России.- М.: ГУП ЦПП, 2004 – 54 с.

4. СНиП 41-02-2003. Тепловые сети / Госстрой России.- М.: ГУП ЦПП, 2004 – 37 с.

5. СНиП 41-03-2003. Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов / Госстрой России.- М.: ГУП ЦПП, 2004 – 25 с.

6. СНиП 23-02-2003. Тепловая защита зданий / Госстрой России. – М.: ГУП ЦПП, 2004. -26 с.

7. ГОСТ 21.101-97. СПДС. Основные требования к проектной и рабочей документации / Госстрой России. – М.: ГУП ЦПП, 1998. - 41 с.

8. ГОСТ 21.205-93. СПДС. Условные обозначения элементов санитарно-технических систем / Госстрой России. – М.: ГУП ЦПП, 1995. - 24 с.

9. ГОСТ 21.403-80. СПДС. Обозначения условные графические в схемах. Оборудование энергетическое / Госстрой России. – М.: ГУП ЦПП, 1981. - 29 с.

10. ГОСТ 21.206-93. СПДС. Условные обозначения трубопроводов / Госстрой России. – М.: ГУП ЦПП, 1995. - 5 с.

11. СП 41-101-95. Проектирование тепловых пунктов / Минстрой России. – М.: ГУП ЦПП, 1997. – 79 с.

12. СП 41-103-2000. Проектирование тепловой изоляции и трубопроводов / Госстрой России. – М.: ГУП ЦПП, 2001. – 41 с.

13. Приказ Министерства промышленности и энергетики № 265 от 04.10.2005. Порядок расчета и обоснования нормативов технологических потерь при передаче тепловой энергии – М.: ЗАО «РОСКОММУНЭНЕРГО», 2005. -43 с.

14. Соколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети. Учебник для вузов. - 7-е изд. перераб. - М.: Энергоиздат, 2001. – 472 с.

15. Борисов Б. Г., Борисов К. Б. Отопление промышленных предприятий.–М.: Издательство МЭИ, 1997. – 68 с.

16. Борисов К. Б., Шелгинский А. Я.Системы обеспечения жилых, общественных и промыш-ленных зданий водой питьевого качества.- М.: Издательство МЭИ, 2002. - 112 с.

17. Водяные тепловые сети: Справочное пособие по проектированию. / И.В. Беляйкина, В.П. Витальев, Н.К. Громов и др.; Под ред. Н.К. Громова, Е.П. Шубина. – М.: Энергоатомиздат, 1988. –376 с.

18. Наладка и эксплуатация водяных тепловых сетей: Справочник / В.И. Манюк, Я.И. Каплинский, Э.Б. Хиж и др. – 3-е изд. перераб. и доп. – М.: Стройиздат, 1988. – 432 с.

19. Показатели функционирования водяных тепловых сетей коммунального теплоснабжения. Методические рекомендации по определению нормативных и фактических значений – М.: ЗАО «РОСКОММУНЭНЕРГО», 2005. -131 с.:

20. Теплоэнергетика и теплотехника. Общие вопросы: Справочник / Под общ. ред. чл.-корр. РАН А.В. Клименко и проф. В.М. Зорина. – 3-е изд. перераб. и доп. – М.: Издательство МЭИ, 1999. – 528 с.

21. Промышленная теплоэнергетика и теплотехника: Справочник / Под общ. ред. чл.-корр. РАН А.В. Клименко и проф. В.М. Зорина. – 3-е изд. перераб. и доп. – М.: Издательство МЭИ, 2004. – 632 с.