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 |