Скачать .docx  

Курсовая работа: Теплоснабжение пяти кварталов района города

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра ПТ

Расчетное задание по дисциплине

«Источники и системы теплоснабжения предприятия».

Выполнил: Галиев И.Э.

Группа: ЭКП-2-06

Вариант: 2

Преподаватель:

Горбунова Т.Г.

КАЗАНЬ 2010


Задание 1

Определить для условий г. Воронеж расчетные тепловые потоки на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение пяти кварталов района города.

F1 = 17 га;

F2 = 22 га;

F3 = 25 га;

F4 = 28 га;

F5 = 30 га.

Расчетная температура наружного воздуха для проектирования систем отопления t0 = -26 0 C. Плотность населения Р = 370 чел/га. Общая площадь жилого здания на одного жителя fобщ =18 м2 /чел. Средняя за отопительный период норма расхода горячей воды на одного жителя в сутки а=105 л/сутки.

Решение:

Расчет тепловых потоков сводим в таблицу 1. В графы 1, 2, 3 таблицы заносим соответственно номера кварталов. Их площади FКВ в гектарах, плотность населения.

Число жителей в кварталах m, определяем по формуле:

.чел.

чел,

чел,

чел,

чел,

чел.


Общую площадь жилых зданий кварталов А, определяем по формуле:

, м2

, м2 ,

, м2 ,

, м2 ,

, м2 ,

, м2 .

Величину удельного показатель теплового потока на отопление жилых зданий q = 87 Вт/м2 , при t0 = -26 0 C, находим расчетные тепловые потоки на отопление жилых и общественных зданий кварталов по формуле:

, МВт

при К1 =0,25

, МВт

, МВт

, МВт

, МВт

, МВт.

Максимальные тепловые потоки на вентиляцию общественных зданий кварталов определяем по формуле:

МВт,

при К1 = 0,25, К2 = 0,6

, МВт

, МВт

, МВт

, МВт

, МВт.

Показатель теплового потока на горячее водоснабжение с учетом общественных зданий при норме одного жителя, а=105 л/сутки составит qhm =376 Вт.

Среднечасовые тепловые потоки на горячее водоснабжение жилых и общественных зданий кварталов определяем по формуле:

, МВт

, МВт

МВт

, МВт

, МВт

, МВт

Суммарный тепловой поток по кварталам QΣ , определяем суммированием расчетных тепловых потоков на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение:

, МВт

, МВт

, МВт

, МВт

, МВт

, МВт

, МВт.

Таблица 1. Расчет тепловых потоков.

№ квар тала

Площадь квартала, FКВ , га

Плотность населения, Р, чел/га

Кол-во жителей, m, чел

Общая площадь, А, м2 Тепловой поток, МВт
Q0 Qv QHM QΣ
1 2 3 4 5 6 7 8 9
1 17 370 6290 113220 12,3 1,5 2,37 16,17
2 22 370 8140 146520 15,9 1,9 3,06 20,86
3 25 370 9250 166500 18,1 2,2 3,48 23,78
4 28 370 10360 186480 20,3 2,4 3,9 26,6
5 30 370 11100 199800 21,7 2,6 4,17 28,47
Σ 88,3 10,6 16,98 115,88

Задание 2

Для климатических условий г. Воронеж выполняем расчет и построение графиков часовых расходов теплоты на отопление вентиляцию и горячее водоснабжение, а также годовых графиков теплопотребления по продолжительности тепловой нагрузки и по месяцам. Расчетные тепловые потоки района города ΣQ0 = 88,3 МВт, на вентиляцию ΣQV = 10,6 МВт, на горячее водоснабжение ΣQHM =16,98 МВт. Расчетная температура наружного воздуха для проектирования систем отопления t0 = -26 0 C.


Решение:

Определим часовые расходы на отопление:

, МВт

t0 (-26 0 C): ,МВт

t0 (-14 0 C): ,МВт

t0 (-3,4 0 C): ,МВт

t0 (0 0 C): ,МВт

t0 (+8 0 C): ,МВт.

Определим часовые расходы на вентиляцию:

, МВт

t0 (-26 0 C): ,МВт

t0 (-14 0 C): ,МВт

t0 (-3,4 0 C): ,МВт

t0 (0 0 C): ,МВт

t0 (+8 0 C): ,МВт.


Для построения часового графика расхода теплоты на горячее водоснабжение, определим, используя формулу пересчета, среднечасовой расход теплоты на горячее водоснабжение для неотопительного периода (=0,8, tЛ =15 0 C, tЗ =50 C):

, МВт.

Отложив на графике значения Q0 и QV при tн = + 8 0 C, а также значения ΣQ0 и ΣQV при tН =t0 =-26 0 C и соединив их прямой, получим графики Q0 =f(tH )и QV =f(tH ).

График среднечасового расхода теплоты на горячее водоснабжение не зависит от температуры наружного воздуха, и будет представлять собой прямую, параллельную оси абсцисс с ординатой 16,98 МВт для отопительного периода и с ординатой 10,87 МВт для неотопительного периода. Просуммировав ординаты часовых графиков на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение для диапазон температур tН =+8÷-26 0 C и соединив их с прямой получим суммарный часовой график QΣ =f(tH ). Для построения годового графика теплоты по продолжительности тепловой нагрузки и находим продолжительность отопительного периода для г. Воронеж. Данные сводим в таблицу 3.

Таблица 2.

Число часов за отопительные период со среднегодовой наружного воздуха, равной

Продолжительность стояния Температура наружного воздуха
-35 -30 -25 -20 -15 -10 -5 0 +8
n - 7 34 144 470 1020 1850 3380 4780

График по продолжительности тепловой нагрузки строится на основании суммарного часового графика QΣ =f(tH ). Для этого из точек на оси температур (+8, 0, -5, -10, -15, -20, -25; -30; -35) восстанавливаем перпендикуляры до пересечения с линией суммарного часового графика и из точек пересечения проводим горизонтальные прямые до пересечения с перпендикулярами, восстановленных из точек на оси продолжительности. Соответствующих данных температурам. Соединив найденные точки плавной кривой, получим график по продолжительности тепловой нагрузки за отопительный период в течение 5210 часов. Затем построим график по продолжительности тепловой нагрузки за неотопительный период. Для чего проведем прямую параллельную оси абсцисс с ординатой равной =10,87 МВт до расчетной продолжительности работы системы теплоснабжения в году равной 8760 часов.

Для построения годового графика теплового потребления по месяцам находим среднемесячные температуры наружного воздуха. Затем используя формулы пересчета, определяем часовые расходы теплоты на отопление и вентиляцию для каждого месяца со среднемесячной температурой ниже +80 С. Определим суммарные расходы теплоты для месяцев отопительного периода как сумму часовых расходов на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение. Для месяцев неотопительного периода (с >+8) суммарный расход теплоты будет равен среднечасовому расходу теплоты на горячее водоснабжение =10,87 МВт.

Выполним расчеты по месецам:

,

МВт

МВт

МВт

МВт

МВт

МВт

МВт.

,

МВт

МВт

МВт

МВт

МВт

МВт

МВт.

, МВт.

Аналогично выполняем расчёты для всех месяцев отопительного периода. Расчеты вводим в таблицу 3. исходя из полученных данных, строим годовой график теплового потребления по месяцам.


Таблица 3. Среднемесячные расходы теплоты по месяцам года

Средне-часовые расходы теплоты по месяцам

Среднемесячная температура наружного воздуха
Январь Февраль Март Апрель Май Июнь Июль Август Сентябрь Октябрь Ноябрь Декабрь
-9,3 -9,2 -4,1 +5,9 +14 +18 - - +12,8 +5,6 -1,1 -6,7
Q0 , МВт 56,24 56,05 46,26 27,07 - - - - - 27,64 40,50 51,25
QV , МВт 6,39 6,36 5,07 2,55 - - - - - 2,63 4,32 5,73
QHM , МВт 16,98 16,98 16,98 16,98 10,87 10,87 10,87 10,87 10,87 16,98 16,98 16,98
QΣ , МВт 79,61 79,39 68,31 46,6 10,87 10,87 10,87 10,87 10,87 47,25 61,8 73,96

Задание 3

Построить для закрытой системы теплоснабжения график центрального качественного регулирования отпуска теплоты по совмещённой нагрузке отопления и горячего водоснабжения (повышенный или скорректированный температурный график). Приняты расчётные температуры сетевой воды в подающей магистрали в τ1 =150 0 С, обратной магистрали τ2 =70 0 С, после элеватора τ3 =95 0 С. Расчётная температура наружного воздуха для проектирования отопления t0 =-26 0 C. Расчётная температура воздуха внутри помещения ti =20 0 C. Расчётные тепловые потоки принимаем ΣQ0 = 88,3 МВт, ΣQV = 10,6 МВт, ΣQHM =16,98 МВт. Температура горячей воды в системах горячего водоснабжения tН = 60 0 C, температура холодной воды tС =50 C. Балансовый коэффициент для нагрузки горячего водоснабжения αБ =1,2. Схема включения водоподогревателей систем горячего водоснабжения двухступенчатая последовательная.

Решение:

Предварительно выполним расчёт и построение отопительно-бытового графика температур с температурой сетевой воды в подающем трубопроводе для точки излома τ2 =70 0 С. Значение температур сетевой воды для систем отопления τ10 ; τ20 ; τ30 определим, используя расчётные зависимости для температур наружного воздуха tН = +8; 0; -3,4; -14; -26 0 C.

Определяем, значение величин ∆t, ∆τ, θ:

tH = +8 0 C:

0 С

0 С

0 С

tH = 0 0 C:

0 С

0 С

0 С

tH = -3,4 0 C:

0 С

0 С

0 С

tH = -14 0 C:

0 С

0 С

0 С

tH = -26 0 C:

0 С

0 С

0 С

Используя расчётные данные и приняв минимальную температуру сетевой воды в подающем трубопроводе 0 С, построим отопительно-бытовой график температур. Точке излома температурного графика будут соответствовать температуры сетевой воды0 С, 0 С, 0 С температура наружного воздуха 0 0 С. Полученные значения температур сетевой воды для отопительно-бытового графика сведём в таблицу 4. Далее приступаем к расчёту повышенного температурного графика. Задавшись величиной недогрева ∆tH =7 0 С определим температуру нагреваемой водопроводной воды после водоподогревателя первой ступени

0 С

Балансовая нагрузка горячего водоснабжения :

МВт

Суммарный перепад температур сетевой воды δ в обеих ступенях водоподогревателей:

0 С

Перепад температур сетевой воды в водоподогревателе первой ступени для диапазона температур наружного воздуха от tH =+8 0 С до tH =-3,4 0 С

0 С.

Для указанного диапазона температур наружного воздуха перепад температур сетевой воды во второй ступени водоподогревателя .

0 С

Величины δ1 и δ2 для диапазона температур наружного воздуха tH от 0 С и 0 С.

tH = +2,5 0 C:

0 С

0 С.

tH = -3,4 0 C:

0 С

0 С.

tH = -14 0 C:

0 С

0 С.

tH = -26 0 C:

0 С

0 С.

Полученные значения величин δ1 и δ2 сведем в таблицу 4.

Температуры сетевой воды τ1п и τ2п в подающем и обратном трубопроводах для повышенного температурного графика:

tH = +8÷+2,50 C:

0 С

0 С

tH = -3,4 0 C:

0 С

0 С

tH = -14 0 C:

0 С

0 С

tH = -26 0 C:

0 С

0 С

Полученные значения величин τ1п и τ2п сведем в таблицу 4.

Для построения графика температуры сетевой воды в обратном трубопроводе после калориферов систем вентиляции в диапазоне температур наружного воздуха tH = +8÷+2,5 0 C:

Определяем значение τ2v для tH = +8 0 C. Предварительно зададимся значением τ2v = 170 С. Определяем температурные напоры в калорифере∆tk и ∆tk / cоответственно для tH = +8 0 C и tH = +2,5 0 C:

0 С

0 С

Вычисляем левые и правые части уравнения:

Левая часть:

Правая часть: .

Поскольку численное значение правой и левой частей уравнения близки по значению, примем значение τ2v = 170 С, как окончательное.

Для систем вентиляции с рециркуляцией воздуха, температуру сетевой воды после калориферов τ2v для tH = t0 = -26 0 C .

Здесь значения ; ; соответствуют tH =tм =-140 C. Поскольку данное выражение решается методом подбора, предварительно зададимся значением τ2v =51 0 С.

Определим значения и .

0 С

0 С

Далее вычислим левую часть:

Левая часть:

Поскольку левая часть выражения близка по значению правой, принятое предварительно значение τ2v =51 0 С будем считать окончательным. Используя данные таблицы 4 построим отопительно-бытовой и повышенный температурные графики регулирования (рис. 3).


Таблица 4. Расчет температурных графиков регулирования для закрытой системы теплоснабжения

tH τ10 τ20 τ30 δ1 δ2 τ1п τ2п τ2v
+8 70,0 37,84 46,8 7,4 9,8 79,1 26,55 17
+2,5 70,0 37,84 46,8 7,4 9,8 79,1 26,55 37,84
-3,4 84,73 44,9 57,34 5,3 11,9 90,03 45,4 44,9
-14 115,51 56,74 75,1 1,8 15,4 116,9 41,34 56,74
-26 130,0 70,0 95,0 2,12 19,32 132,12 50,68 51