Дипломная (вкр): Проектирование системы теплоснабжения больничного комплекса

-          Применение при реконструкции и новом строительстве энергоэффективных отопительных приборов и водоразборной арматуры в системах ГВС;

-          Внедрение приборов учета;

-          Использование тепловой энергии возвратного теплоносителя;

-          Изготовление трубопроводов, используемых в системах ГВС из коррозионно-стойких материалов;

-          Снижение внутренней температуры в административно - бытовых и производственных помещениях в нерабочее время.

В связи с указанными мероприятиями следует отметить необходимость разработки ТСН «Технические условия и рекомендации по применению оборудования и технологий при реконструкции и новом строительстве систем теплоснабжения и Санкт-Петербурге».

Таким образом, для развития системы теплоснабжения города необходимо сохранять преимущества сложившейся инженерной инфраструктуры с приоритетом централизованной выработки тепловой энергии, но с использованием новых энергоэффективных технологических решений и схем.

Анализ существующей системы теплоснабжения

Существующая система теплоснабжения выполнена от ТЭЦ № 14 и ТЭЦ №15. Она не реконструировалась с 1962 года и уже давно пришла в негодность. И на данный момент находится в аварийном состоянии. Трубопроводы изношены на 90%. Запирающая и регулирующая арматура требует замены. Оборудование ИТП также находится в аварийном состоянии и требует замены на современное. Изоляция повреждена и не выполняет своей функции. В подвалах зданий стоит вода. Тепловая энергия теряется на трубах, проходящих по подвальным помещениям в воде.

Характеристика объекта теплоснабжения

Задачей данного проекта является теплоснабжение больничного комплекса в Адмиралтейском районе г. Санкт- Петербурга.

В данном проекте рассматривается зона централизованного теплоснабжения квартала, территориально ограниченного улицей Ленская, проспектом Косыгина и Белорусской улицей. Объектами теплоснабжения являются жилые дома, общежития, а так же ясли-детские сады и школы.

Расчетная скорость ветра:

Для теплого периода года - I м/с Для холодного периода года -4,2 м/с

Климатологические данные:

-          расчетная температура наружного воздуха для проектирования системы отопления - t_но= -26°С ; (мах зимний)

-          расчетная температура наружного воздуха для проектировании системы вентиляции - t_ср^ХМ = - 11°С ;

-          средняя температура наружного воздуха самого холодного месяца - t_ср^ХМ = -7,9 °С

-   средняя температура за отопительный сезон - t_СР.ОТ = - 2,2 ° С ;

-     переходная -t=+8 °С

Амплитуда суточных колебаний температуры теплого периода года составляет 8.7 °С.

Расчетное барометрическое давление 760 мм. рт. ст.

Продолжительность отопительного периода: 5224 часа.

Санкт-Петербург расположен на реке Неве, которая имеет следующий состав грунтовых вод:

-  сухой остаток;

-          щелочность;

-          окисляемость;

-  жесткость карбонатная общая;

-          содержание ионов Са, Mg, SO₄, Cl.

Характеристика теплопотребителей жилого квартала Красногвардейского района между ул. Ленская и пр. Косыгина г. Санкт-Петербурга от ЦТП:

. Выбор теплоносителя и системы теплоснабжения. Определение расходов теплоты по видам теплопотребления и расходов топлива

Выбор теплоносителя и системы теплоснабжения

Но характеру потребления теплоты различают 2 вида тепловой нагрузки: сезонную и круглогодовую. К сезонной тепловой нагрузке относятся отопление, вентиляция, кондиционирование воздуха. Эта нагрузка имеет сравнительно постоянный суточный и переменный годовой временные графики.

К круглоголовой тепловой нагрузке относятся производственно- технологическая нагрузка и горячее водоснабжение (ГВС). График технологической нагрузки зависит oт профиля предприятия и режима его работы. График нагрузки ГВС определяется уровнем коммунального благоустройства и демографическими факторами.

Отопление, вентиляция и ГВС жилых и коммунальных объектов составляют коммунально-бытовое теплопотребление. Отопление, вентиляция и ГВС промышленных предприятий составляют сантехническую нагрузку. Коммунально-бытовая и сантехническая тепловые нагрузки в соответствии с п.п 4,1.4.2.4.4 (11) покрываются как правило, водой, при этом расчетная температура сетевой воды в подающем трубопроводе принимается, как правило, равной 150 °С. в обратом - равной 70 °С независимо от способа регулирования отпуска теплоты. Допускается при обосновании применение более высокой (до 200°С) или ниткой расчетной температуры сетевой воды.

Технологическая нагрузка высокого потенциала покрывается, как правило, паром. Начальные параметры пара в тепловых сетях следует принимать в соответствии с параметрами пара у потребителя с учетом потерь давления и падения температуры в сетях от источника теплоты до потребителя при расчетном режиме.

В данном проекте основная нагрузка района - коммунально-бытовая, следовательно, в качестве теплоносителя выбирается вода.

Преимуществами воды являются:

•        возможность центрального регулирования однородной тепловой нагрузки или определенном сочетания двух разных видов нагрузки при одинаковом отношении расчетных величин этих нагрузок у абонентов;

•        более высокий КПД системы теплоснабжения вследствие отсутствия в абонентских установках потерь конденсата и пари, имеющих место в паровых системах;

•        повышенная аккумулирующая способность водяной системы;

•        возможность транспортировки воды на большие расстояния без заметного уменьшения ее теплового потенциала (до 25-30 км).

Однако, вода как теплоноситель, имеет также ряд недостатков:

•        большой расход электроэнергии на транспортировку;

•        большая чувствительность к авариям;

•        жесткая гидравлическая связь между всеми точками системы вследствие большой плотности и несжимаемости воды.

Водяные системы теплоснабжения по способу присоединения установок ГВС разделяются на два типа:

•        закрытые системы;

•          открытые системы.

В закрытых системах вода, циркулирующая в тепловой сети, используется только как теплоноситель, т.е из сети не отбирается.

В открытых системах циркулирующая вода частично или полностью разбирается у абонентов для горячего водоснабжения.

Обязательным условием, как для открытой, так и для закрытой системы теплоснабжения является обеспечение стабильного качества горячей воды у абонентов.

Открытые системы теплоснабжения рекомендуются при обеспечении источника теплоты исходной водой для подпитки тепловой сети из системы хозяйственно-питьевого водопровода. При мягкой природной воде с карбонатной жёсткостью Ж_к < 2 мг-экв/л рекомендуется, как правило, открытая система теплоснабжения; при воде средней жёсткости Ж_к = 2 - 4 мг - экв/л возможен выбор как открытой, так и закрытой систем теплоснабжения: при жёсткой воле Ж_к > 4 - 7 мг-экв/л рекомендуется, как правило, закрытая система; при сверхжесткой воде Ж_к > 7 мг-экв/л по условиям качества ГВС закрытая система теплоснабжения не рекомендуется.

Выбор водяной системы открытого или закрытого типа зависит, главным образом, от условий водоснабжения и от качества водопроводной воды.

Обязательным условием является обеспечение стабильного качества горячей воды у абонентов в соответствии с ГОСТом 2874-82 "Вода питьевая".

Для Санкт-Петербурга забор воды осуществляется из реки Невы.

Показатели качества исходной водопроводной воды:

а)        взвешенные вещества : -;

б)        сухой остаток: 672 мг-экв/кг

в)        минеральный остаток: 40.8 мг.'кг

г) рН= -;

д) жесткость общая: 0,55 мг-экв/кг

с) жёсткость карбонатная 0,43 мг-экв/кг.

Учитывая эти качества, в соответствии с рекомендациями [2], предпочтение отдается открытой системе теплоснабжения.

Ж_к = 0,43 мг-экв/кг < 2 мг-экв/кг

На основании вышеизложенного и в соответствии со СНиП [13] в качестве теплоносителя для нужд отопления и вентиляции применяется горячая вода с температурой 150 °С.

Учитывая вышеизложенное, к проектированию выбирается открытая схема теплоснабжения, где вода используется не только для отопления и вентиляции, но и для ГВС.

Основные преимущества открытой системы  водоснабжения:

•        возможность использования для ГВС низкопотенциального тепла;

•          упрощение и удешевление абонентских вводов и повышение долговечности местных установок ГВС;

•          возможность использовать для транзитного транспорта тепла однотрубной системы.

Недостатки открытых систем:

•        усложнение и удорожание станционной водоподготовки;

•        нестабильность волы, поступающей на водоразбор, по запаху, цветности, санитарным качествам (может быть устранена присоединением отопительных установок по независимой схеме);

•        усложнение эксплуатации из-за нестабильности гидравлического режима тепловой сети;

•          усложнение контроля герметичности системы теплоснабжения и увеличение объема санитарного контроля.

Расход теплоты на отопление

Задачей отопления является поддержание внутренней температуры помещений на заданном уровне, что достигается путём сохранения равновесия между теплопритоком и тепловыми потерями здания.

Наиболее распространённым при определении тепловых нагрузок системы отопления является метод, основанный на использовании понятия удельной теплопотери здания (отопительной характеристики). В этом случае необходимо ограниченное число исходных данных по объектам теплопотребления и возможно определение требуемого расхода теплоты каждого здания.

Удельная теплопотеря здания обозначается q₀ и представляет собой часовые потери теплоты через наружные ограждения при разности внутренней и наружной температур в 1 градус, отнесенный к 1 м³ объема здания V по наружному обмеру.

Расчётная температура воздуха внутри помещения t_вр выбирается по [13] в зависимости от назначения здания.

Расчётная температура наружного воздуха для проектирования систем отопления t_но равно средней температуре наиболее холодных пятидневок, взятых из восьми наиболее холодных зим за 50-летний период для данной местности [15] с обеспеченностью 0.92. В соответствии с п.2.14. 2.15 [13] в качестве t_но выбирают температуру холодного периода при параметрах Б.

Значения удельных теплопотерь обычно приводятся в табличной форме или в виде графиков для t_но = - 30°С. При других значениях расчётной температуры наружного воздуха t_но^/ теплопотери q₀^/ определяются как произведение поправочного коэффициента в на q₀ , взятых из таблицы 7.5 [26] с.94, либо пересчитывается по формуле, Вт/(м³*К):

q^/₀=q₀∙ (1,3 + 0,01∙ t^/_НО)                     (2.2.1)

Расчётный расход теплоты на отопление определяется по уравнению теплового баланса отапливаемого здания, Вт:

Q_op=(1+µ) ∙q₀∙V∙ (t_вр- t_но)-Q_твр                  (2.2.2)

где µ - коэффициент инфильтрации, представляющий собой отношение теплопотерь от инфильтрации к теплопотерям от теплопередачи через наружные ограждения, µ = Q_инф/Q_ор;

q₀ - удельная теплопотеря здания (отопительная характеристика) выбирается по графику или табл. 7.6-7.8 [26], Вт/(м³∙К):

в- поправочный коэффициент, выбирается по табл. 7.5 [26];-  объём отапливаемого здания по наружному обмеру (указывается в задании на проектирование), м³;

t_вр - расчетная температура внутри помещения, выбирается по табл. 7.1 [26], °С;

t_но - расчетная температура наружного воздуха для проектирования системы отопления, выбирается по климатологической таблице.

Q_твр - внутренние тепловыделения.

Для жилых и общественных зданий максимальное значение инфильтрации в большинстве случаев не превосходит 3-6 %, что лежит и пределах погрешности расчёта теплопотерь, кроме того, величина внутренних тепловыделений также составляет 3 - 6 % от теплопотерь и имеет противоположный знак. Поэтому с целью упрощения для жилых и общественных зданий принимают µ = 0 и не учитывают величину внутренних тепловыделений. Теплопотери инфильтрацией промышленных зданий составляют заметную величину, нередко достигающую 25 - 30 % теплопотерь через наружные ограждения, и ее необходимо учитывать при расчете: µ = 0.25 - 0,30. Теплоприток в здание складывается из подвода тепла через отопительную систему и внутренних тепловыделений. Источником внутренних тепловыделений Q_твр в жилых зданиях являются обычно люди, приборы для приготовления пиши (газовые, электрические и другие плиты), осветительные приборы. Эти тепловыделения носят в значительной мере случайный характер и не поддаются никакому регулированию во времени.

Для обеспечения в жилых районах нормального температурного режима во всех отапливаемых помещениях необходимо устанавливать гидравлический и температурный режимы тепловой сети по наиболее невыгодным условиям, т.е. по режиму отопления помещений с нулевым внутренним тепловыделением Q_твр - 0.

Таблица. Расчетные отопительные нагрузки 

Результаты вычислений сведены в таблицу 2.2. Для Санкт-Петербурга при t_нро = -26 °С;

Расход теплоты на вентиляцию

Основным назначением вентиляции является поддержание в здании нормального состояния воздушной среды путём нагнетания в него чистого атмосферного воздуха и удаления из помещений вредных выделений производства, излишних внутренних тепловыделений и влаги. При этом в помещении должно поддерживаться внутренняя расчётная температура.  Расход теплоты на вентиляцию общественных здании составляет значительную долю от суммарного теплопотребления объекта, а для производственных предприятий нередко может и превышать расход теплоты на отопление. В жилых зданиях, общежитиях система вентиляции, как правило, не применяется. Наиболее распространённым при определении тепловых нагрузок системы вентиляции является метод, основанный на использовании понятия удельной вентиляционной характеристики здания.

Удельный расход теплоты на вентиляцию обозначается q_в и представляет собой расход теплоты на 1 м³ вентилируемого здания по наружному обмеру в единицу времени при разности температур внутри помещения и наружного воздуха в 1 °С.

Расчетная температура наружного воздуха для проектирования систем вентиляции t_HВ и воздушного душирования жилых, общественных, административно-бытовых и производственных помещений принимается соответствующей параметрам А для тёплого и параметрам Б для холодного периодов года (п.2.14 [13]).

Расчётный расход теплоты на вентиляцию определяется по формуле:

Q_вр=q_в∙V∙ (t_вр - t_нв), Вт                     (2.3.1)

где q_в - удельная теплопотеря здания (вентиляционная характеристика) выбирается по табл. 7.8 [26], Вт/(м³*К); при отсутствии данных можно приближённо принять для предварительных расчётов q_в = 0,235 Вт/(м³∙К);

t_нв - расчетная температура наружного воздуха для проектирования системы вентиляции, выбирается по прил. 8 [13],°С.

Результаты расчета сведены в табл. 2.3.

Расход теплоты на горячее водоснабжение

При централизованном теплоснабжении жилых районов весьма заметную долю суммарного теплопотребления составляет тепловая нагрузка ГВС. В ряде районов годовой отпуск теплоты на ГВС может достигать 40 % суммарного теплопотребления.

ГВС имеет весьма неравномерный характер по часам суток и по дням недели.

При известных нормах расхода горячей воды для различных конкретных потребителей [14] средний (средненедельный) часовой расход теплоты на бытовое ГВС отдельных жилых, общественных и промышленных зданий определяется по формуле:

Q_г^ср.н = , Вт                              (2.4.1)

где а - норма суточного расхода горячей воды с т, на одного потребителя или на единицу измерения, определяется по прил. 3 [14] или по табл. 7.2 126];

m - количество единиц измерения, указывается в задании на проектирование;

с - теплоёмкость воды, с = 4,19 кДж/(кг*К);

t_г, ф_х - температуры соответственно горячей и холодной воды;

ф_г > 60°С для открытых систем теплоснабжения;

ф_г > 50°С для закрытых систем теплоснабжения;

в зимний период ф_х.з = 5°С;

в летний период ф_х.л = 15°С;

n_c - расчетная длительность подачи тепла на ГВС. Для жилых домов, общежитий, гостиниц, школ-интернатов, больниц, детских яслей-садов условно принимают n = 24 ч/сут. Для промышленных предприятий и здании, имеющих местные аккумуляторы горячей воды n_c принимают равной фактической среднесуточной длительности подачи тепла из сети на ГВС.

Согласно п.3.10 [14], при проектировании системы ГВС при непосредственном водоразборе температуру горячей воды следует поддерживать равной ф_г = 65°С, а нормы расхода горячей воды, выбранные по прил. 3 [14], принимаются с коэффициентом 0,85.

Средний часовой расход теплоты на бытовое ГВС за сутки наибольшего водопотребления определяется но формуле:

Q_г^ср.с  = ч_н ∙ Q_г^ср.н , Вт                                          (2.4.2)

где ч_н - коэффициент недельной неравномерности расхода теплоты; для жилых и общественных зданий принимают ч_н = 1,2; для промышленных предприятий ч_н = 1.

Кроме этого для выбора схемы присоединения установок ГВС необходимо знать расчетный (максимальный часовой) расход теплоты на бытовое ГВС:

Q_г^max= ч_н ∙ ч , ∙ Q_г^ср.н, Вт                             (2.4.3)

где ч_н - коэффициент часовой неравномерности расхода теплоты за сутки наибольшего водопотребления, ч = 1,8.

Расход теплоты на ГВС в летнее время определяется по формуле:

Q_г^ср.л = Q_г^ср.н ∙ ((65 - ф_х.л)/(65 - ф_х.з)) ∙ в, Вт                         (2.4.4)

где в - коэффициент, учитывающий снижение среднечасового расхода воды на ГВС и летний период, принимается при отсутствии данных для жилищно-коммунального сектора равным 0,8; для предприятий в =1.

Горячая вода, подаваемая потребителям, должна соответствовать ГОСТ 2874-82 "Вода питьевая".

238474 Вт

 =190780 Вт

Расходы теплоты на переменных режимах

Полученные расчетные расходы теплоты для каждого потребителя суммируются по отдельным видам теплопотребления (отопление, вентиляция, ГВС) по всем потребителям.

Затем определяют изменение суммарных тепловых нагрузок в зависимости от температуры наружного воздуха для характерных режимов:

максимально-зимнего - выполняется при t_н = t_но; на основании расчета определяется максимальная производительность основных и пиковых котлов;

контрольно-расчетного - выполняема при средней температуре наиболее холодного месяца t_н = t_ср.^х.м., на основании расчета проверяется обеспеченность электрических и тепловых нагрузок принятому основному и резервному оборудованию, в этом режиме допускается использование пиковых теплоэнергоисточников;

среднеотопительного (среднезимнего) - выполняется при средней температуре наружного воздуха зa отопительный период - t_н = t_ср.от.;

переходного - выполняется при наружной температуре t_н = +8 °С и относительной влажности воздуха ц = 70%;

среднелетнего - выполняется при отсутствии отопительной нагрузки при параметрах А или Б для теплого периода года.

Указанные характерные температуры наружного воздуха выбираются по прил.8 [13].

Для указанных режимов, за исключением летнего, расход теплоты на отопление определяется по формуле:

Q₀ = ц₀ ∙ Q_ор , Вт                   (2.5.1)                   (2.5.1)

где ц₀ - коэффициент расхода теплоты на отопление, равный относительной отопительной нагрузке Q₀ . При определении ц₀ (а также ц_в) температуру t_вр принимают по большинству потребителей.

Для данного квартала  основными потребителями теплоты являются больничный комплекс, следовательно, t_вр = 20 °С.

Расход теплоты на вентиляцию:

Q_в = ц_в ∙ Q_вр , Вт                (2.5.2)

где ц_в - коэффициент расхода теплоты на вентиляцию:

ц_в = (t_вр - t_н)/(t_вр - t_нв)                                                 (2.5.3)

Расходы тепла на ГВС принимают не зависящими от температуры наружного воздуха, Вт:

Q_г = Q_г^ср.н = const                                          (2.5.4)

Задаваясь значениями температуры наружного воздуха для Санкт- Петербурга: t_н= t_но = -26°С; t_нв = -11 °С; t_н = t_ср^х.м = - 7,8°С; t_н = t_ср.от = - 1,8°С и t_н = +8°С.

Определяем суммарную тепловую нагрузку по всем видам теплоснабжения:

Определяем коэффициенты расхода теплоты и сами расходы теплоты, результаты сводим в таблицу 2.5

Таблица 2.5 Суммарные расходы тепла на переменных режимах

В летнем режиме Q_гвс^л =190780 Вт

По данным таблицы 2.5 строится суммарный график расходов теплоты. График представлен на рисунке 1 (а).

Построение графика продолжительности тепловой нагрузки

Построение графика продолжительности тепловой нагрузки.

График продолжительности тепловой нагрузки (график Россандера) используют для определения годового отпуска тепла, расхода топлива. Он позволяет учесть повторяемость тепловых нагрузок и разработать график поступления и резервирования топлива.

По оси ординат откладывается тепловая нагрузка при рассматриваемой наружной температуре по графикам расхода теплоты. Точки пересечения откладываемых величии дают кривую продолжительности тепловой нагрузки за отопительный период.

. Обоснование выбора и краткая характеристика источника теплоснабжения

Выбор типа источника теплоснабжения (ТЭЦ или котельная) зависит в первую очередь oт масштабов теплопотребления и должен производиться на основании технико-экономического анализа сравниваемых вариантов.

В первом приближении выбор типа источника может быть произведен, исходя из следующих рекомендаций [8].

С учетом нагрузки присоединенных абонентов района, которая составляет ∑Q = 3,3 MBт < 300 МВт, следовательно, в качестве источника теплоснабжения выбираем котельную.

Котельная имеет сезонную тепловую нагрузку (отопление, вентиляция) и круглогодовую тепловую нагрузку (ГВС).

В качестве основного топлива используется природный газ и резервного топлива используется мазут марки М-100.

Общим источником водоснабжения является вода, водозабор которой производится с реки Невы.

. Выбор способа регулирования тепловой нагрузки и схем присоединения абонентских установок. Расчет и построение температурного графика

Выбор способа регулирования тепловой нагрузки

В зависимости от пункта, в котором осуществляется регулирование, различают центральное, групповое и индивидуальное регулирования.

Центральное регулирование производится из станции, групповое- на групповых тепловых пунктах, индивидуальное - непосредственно ни теплопотребляющих приборах. Эффективная работа системы теплоснабжения может быть достигнута при использовании всех трех ступеней регулировании с применением систем автоматического регулирования.

При использовании волы в качестве теплоносителя возможны три метода центрального регулирования:

•       Качественный, заключающийся в регулировании отпуска тепла путем изменения температуры теплоносителя на входе в прибор при сохранении постоянным расхода теплоносителя, подаваемого в регулируемую установку;

•        Количественный, заключающийся к регулировании отпуска тепла путем изменения расхода теплоносителя при постоянной температуре его на входе в регулируемую установку;

•          Качественно-количественный, заключающийся в одновременном изменении расхода и температур теплоносителя.

При автоматизации абонентских вводов, основное применение в городах имеет в настоящее время центральное качественное регулирование, дополняемое на групповых тепловых пунктах количественным регулированием или регулировании пропусками.

Для данного дипломного проекта:

Q_г^ср/Q_ор =0,24/1,47 х100% =13,7 %

Величина меньше 15 %, значит, жилищно-коммунальная нагрузка не является преобладающей.

Следовательно, на основании вышеизложенного, выбираем центральное качественное регулирование по нагрузке отопления.

Выбор теплоносителя и системы теплоснабжения

Присоединение потребителей теплоты к тепловым сетям (п.11.7 [11]) в тепловых пунктах следует предусматривать по схемам, обеспечивающим минимальный расход теплоносителя в тепловых сетях, а также экономию теплоты за счёт применения систем автоматического регулирования.

В водяных системах теплоснабжения установки отопления и вентиляции потребителей (п3.9 [11]) должны присоединяться к двухтрубным водяным тепловым сетям непосредственно (зависимая схема присоединения).

По независимой схеме, предусматривающей установку в тепловых пунктах водоподогревателей, допускается присоединять при обосновании установки отопления и вентиляции зданий в 12 этажей и выше и других потребителей, если независимое присоединение обусловлено гидравлическим режимом работы тепловых сетей.

Установки ГВС потребителей (п.3.8 [11]) должны присоединяться к двухтрубным водяным тепловым сетям в открытых системах теплоснабжения непосредственно к подающему и обратному трубопроводам, а в закрытых - через одно- или двухступенчатые водоподогреватели поверхностного типа.

При зависимых схемах присоединения установки отопления и вентиляции присоединяют к тепловым сетям непосредственно, без смесительных устройств на абонентском вводе, если температура сетевой воды не превышает допустимое значение для местных нагревательных приборов, которые приведены в табл.5.1П либо в прил.11 [13]. К таким абонентам относятся: спортивные сооружения, прачечные, предприятия общественного питания (кроме ресторанов), магазины, вокзалы и аэропорты, производственные помещения.

Если же допустимая температура воды в местной системе ниже расчётной температуры воды в тепловой сети, в схеме присоединения предусматривают смесительные устройства - элеваторы или насосы. Это: жилые, общественные и административно-бытовые здания, детские и дошкольные учреждения, больницы и стационары, лечебно- профилактические учреждения, бани и душевые павильоны, клубные, зрелищные помещения и рестораны. Для надежной работы элеватора необходим располагаемый напор на абонентском вводе не менее 8-15 м.вод.ст. При гигиенических, технико-экономических и эксплуатационных требованиях. отсутствии указанного напора используют схему присоединения со смесительным насосом на перемычке.

Выбор теплоносителя и системы теплоснабжения определяется техническими и экономическими соображениями и зависит главным образом от характера теплового источника и вида тепловой нагрузки. Системой теплоснабжения называется комплекс устройств по выработке, транспорту и использованию теплоты. Теплоносителем называется среда, которая передаёт тепловую энергию от источника теплоты к нагревательным приборам абонентов. Основные преимущества воды как теплоносителя по сравнению с паром:

1) большая удельная комбинированная выработка электрической энергии на базе теплового потребления;

) сохранение конденсата на станции, что имеет особенно важное значение для станции высокого давления;

) возможность центрального регулирования однородной тепловой нагрузки или определённого сочетания двух разных видов нагрузки при одинаковом отношении расчётных величин этих нагрузок у абонентов;

) более высокий КПД системы теплоснабжения вследствие отсутствия в абонентских установках потерь конденсата и пара, имеющих место в паровых системах;

) повышенная аккумулирующая способность водяной системы.

Основные недостатки воды как теплоносителя:

) больший расход электроэнергии на перекачку по сравнению с расходом электроэнергии на перекачку конденсата в паровых системах;

) большая чувствительность к авариям, так как утечки теплоносителя из паровых сетей вследствие значительных удельных объёмов пара во много раз меньше, чем в водяных системах;

) большая удельная плотность теплоносителя и жесткая гидравлическая связь между всеми точками системы.

Водяные системы теплоснабжения по способу присоединения установок ГВС разделяются на два типа: закрытые и открытые системы.  В закрытых системах теплоснабжения вода, циркулирующая в тепловой сети, используется только в качестве греющей среды, т.е. как теплоноситель из сети не разбирается. В открытых системах вода может частично (или полностью) разбираться у потребителей ГВС.

Открытые системы теплоснабжения допускается применять при обеспечении источника тепла исходной водой подпитки тепловой сети из системы хозяйственно - питьевого водопровода. Качество воды для подпитки водяных тепловых сетей должно удовлетворять требованиям норм.

При мягкой природной воде с карбонатной жесткостью Ж _к ≤ 4 мг-экв/л рекомендуется, как правило, открытая система теплоснабжения; при средней жесткости ( Ж _к = 4ч7 мг-экв/л) -закрытая; при жесткой воде (Ж _к >7 мг-экв/л)- открытая система.

Основные преимущества закрытых систем теплоснабжения;

1) гидравлическая изолированность водопроводной воды, поступающей на ГВС, что повышает её качество и упрощает санитарный контроль за ГВС;

) прост контроль герметичности системы теплоснабжения.

Основные преимущества открытых систем теплоснабжения;

1) возможность использования для ГВС низкопотенциального тепла;

) упрощение и удешевление абонентских вводов (подстанций) и повышение долговечности местных установок ГВС.

Таким образом, при проектировании системы теплоснабжения производим выбор:

) теплоносителя - горячая вода, т.к. в данном квартале (по заданию) отсутствует производственная (технологическая) нагрузка;

) тип системы теплоснабжения - закрытая, т.к. в современных условиях большое значение имеет качество воды и в последние годы открытые системы теплоснабжения не применяются;

) температурный график 95/70 ^оС. В этом случае расчёты упрощаются, т.к. будет отсутствовать элеватор или иные смешивающие устройства. А также температуры сетевой воды в подающем и местном трубопроводе будут совпадать. И при таком температурном графике мы легко подберём оборудование для автономной котельной.

Построение температурного графика

Однако для покрытия нагрузки ГВС температура воды в подающем трубопроводе должна быть выше, чем по отопительному графику.

Некоторые недоподачи теплоты в систему отопления в часы максимального водоразбора компенсируется в ночное время при отсутствии водоразбора на ГВС. Здания служат аккумуляторами теплоты, выравнивающие недоподачу теплоты на отопление.

Построение температурного графика для закрытой системы теплоснабжения:

Где ,  - расчётные температуры сетевой воды в подающей и обратной магистрали;  - температура в местном трубопроводе;  - коэффициент расхода теплоты на отопление. Ранее выбрана система теплоснабжения при которой  и = 95 ^oС.

20-8/20+26=0,26

=44,5-(95-70)·0,26=38 ^oС.

20+1,8/20+26=0,474

=20+62,5·0,474^0,8+12,5·0,474=60,3^oС.

=60,3-25·0,474=48,45 ^oС.

20+7,8/20+26=0,6

=20+62,5·0,6^0,8+12,5·0,6=69 ^oС.

=69-25Ч0,6=54^oС.

20+11/20+26=0,674

=20+62,5·0,674^0,8+12,5·0,674=74 ^oС.

=74-25·0,674=57,15 ^oС.

20+26/20+26=1

=20+62,5·1^0,8+12,5·1=95 ^oС.

=95-25·1=70 ^oС.

20+8,3/20+26=0,61

=20+62,5·0,61^0,8+12,5·0,61=69,7^oС.

=69,7-25·0,61=54,4 ^oС.

Таблица №3

Определение балансовой нагрузки ГВС:

где = 1,2 - балансовый коэффициент.

=1,2•0,24=0,29 МВт.

Следовательно, применяем двухступенчатую последовательную схему присоединения водоподогревателей ГВС.

Определение суммарного перепада температур в верхней и нижней ступенях в течении отопительного периода:

Суммарный перепад температур:

Перепад температур в нижней ступени водоподогревателя для I температурной зоны t_н=(+8 до -8,3)

где - температура горячей воды, поступающей из нижнего подогревателя; - температура сетевой воды в обратной магистрали при t_ни=-8,3℃.

Перепад температур в верхней ступени водоподогревателя для I температурной зоны

Температура сетевой воды в подающей магистрали по повышенному температурному графику

Температура сетевой воды в обратной магистрали по повышенному температурному графику

Перепад температур в нижней ступени водоподогревателя для II и III температурных зон

Перепад температур в верхней ступени водоподогревателя для II и III температурных зон

Температура сетевой воды в подающей магистрали по повышенному температурному графику

Температура сетевой воды в обратной магистрали по повышенному температурному графику

Определение температуры сетевой воды на вентиляцию после калориферов системы вентиляции

Для 1 зоны (+8  до  -8,3)

где - температурный напор в калорифере определяется при =+8 ⁰С; - температурный напор в калорифере определяется при -8,3 ⁰С; - температура сетевой воды в подающем трубопроводе перед калорифером и в обратном трубопроводе после калорифера соответственно, при =+8⁰С,  .

- температура сетевой воды в подающем трубопроводе перед калорифером и в обратном трубопроводе после калорифера в температуре точки излома (снимаются по графику).

0,5·(71,6+24)-0,5·(+8+20)=33,9 ⁰С

0,5·(71,8+58,2)-0,5·(-8,3+20)=59,1 ⁰С

0,475=0,482.

Для 2 зоны

= ф_2п

Для 3 зоны (-11 до -26)

где - температура сетевой воды в подающем и в обратном трубопроводе при температуре = -11⁰С (снимаются по графику);  єС принимаем.

0,5·(95+47)-0,5·(-26+20)=74⁰С

0,5·(75,5+50,6)-0,5·(-11+20)=67,5 ⁰С

0,99~1

Регулирование отпуска теплоты по температурным зонам.

В 1-ой зоне регулирование отпуска тепла осуществляется:

•  на отопление путем центрального количественного регулирования (при автоматизации вводов у абонентов местным количественным регулированием), при этом в подающем трубопроводе поддерживается наименьшая температура, необходимая для системы ГВС потребителей;

•  на вентиляцию путем дополнительного местного количественного регулирования при постоянном расходе воздуха через калорифер или перепуском части воздуха по обводной линии калорифера при постоянном расходе сетевой воды;

•          па ГВС - в открытых системах отбор сетевой воды осуществляется из подающего трубопровода.

Во 2-ой зоне отпуск тепла осуществляется:

•  на отопление путем качественного регулирования; при понижении температуры наружного воздуха, повышают температуру сетевой воды и подающем трубопроводе - соответственно повышаются температуры в местном и обратном трубопроводах;

•  на вентиляцию путем качественного регулирования, причем температура воды системы вентиляции практически равна температуре обратной воды в системе отопления;

•  на ГВС - в открытых системах необходимая температура воды для горячего водоразбора достигается смешением сетевой воды из прямого и обратного трубопроводов.

В 3-й зоне регулирование осуществляется:

•  на отопление, так же как и во 2-ой зоне:

•  на вентиляцию так же, как и в 1-ой зоне, однако для поддержания необходимых температурных условий в помещении при отсутствии вредных выбросов вентиляционная установка обычно работает с рециркуляцией, т.е. с забором части воздуха из помещения и подмешиваем его вперед калорифером к свежему наружному воздуху;

• на ГВС - в открытых системах вся вода берется только из обратной магистрали; при этом температура воды, идущей на водоразбор, несколько увеличивается, оставаясь в пределах требований СНиП, а ее расход снижается.

. Определение расходов теплоносителей

Расход сетевой воды на различные виды теплоснабжения (отопление, вентиляцию, и горячее водоснабжение) определяется в соответствии с принципами регулирования отпуска тепла по температурным зонам. Расчет ведется по суммарным тепловым нагрузкам.

Построение графиков расхода теплоносителя

Расчетный расход сетевой воды на отопление:

кг/с

В 1-ой зоне расход меняется (количественно);

G_о  кг/с

Т.к. расход сетевой воды на отопление линейно зависит от температуры наружного воздуха, то расчет для 1-ой температурной зоны достаточно провести только для температуры (+8). Во 2-ой и 3-ей зоне регулирование качественное G_о2,3=G_ор=14 кг/с. Расчетный расход сетевой воды на вентиляцию:

 кг/с

В 1-ой зоне местное количественное регулирование.

Таблица №4

Во 2-ой зоне регулирование осуществляется по качественному способу G_в2=G_вр=8,5 кг/с

В 3-ой зоне местное количественное регулирование.

 кг/с 

Расчетный расход воды на ГВС:

Для 1-ой зоны

 кг/с.

Для 2-й и 3-й зон считаем расход при выбранной t_н

 кг/с

 кг/с

 кг/с

11. Гидравлический расчет тепловых сетей. Построение пьезометрического графика и разработка гидравлических режимов водяных тепловых сетей

Методика гидравлического расчета тепловых сетей

Задачей гидравлического расчета является определение диаметров участков теплосети и падения давления в них.

Гидравлический расчет:

Q - суммарная нагрузка на отопление и вентиляцию, Гкал/час

L,D - диаметр труб, мм и длина участка, м

К_ш - коэффициент шероховатости, мм. Определяется величиной выступов шероховатости (отложения, коррозии, накипи). В зависимости от технологии изготовления и условий эксплуатации К_ш=0,05 - 3 мм. В данных расчетах принимаем К_ш=1мм

в - поправочный коэффициент к величине удел.потерь давления.

Данная величина справочная; зависит от D трубопровода и К_ш.

R - удельная пропускная способность на 1 погонный метр, кг/м² .

Определяется по номограмме.

G_пр = ((Q_от + Q_в) ∙ 1000) / (Т₁ - Т₂) - расход в подающем трубопроводе, т/ч.

G_обр = ((Q_от + Q_в) ∙ 1000) / (Т₁ - Т₂) - расход а обратном трубопроводе, т/ч.

ДР_л = в ∙ R ∙ L - линейное падение давления и трубопроводе, Па.

ДР_м = 0,3 ∙ ДР_л - падение давления в местных сопротивлениях, Па.

ДР_цтп = ∑ДР/1000 + ДР_пред - потери давления от ЦТП, м

на ответвлениях потери давления:

ДР_отв =  (∑ДР/1000)_гл+(ДР/1000)_отв

ДР = P₁ - P₂ - перепад давления между прямым и обратным трубопроводом, м.

P₁ = P₁ - (ДР_цтп / 2) ; P₂ = P₂ + (ДР_цтп / 2) - давление в конце участка, м.

D_сопла = 9,6 ∙ (G²_пр / ДР)^1/4 ; D_шайбы = 10 ∙ (G²_пр / ДР - 1)^1/4 - диаметр шайбы и сопла, мм.

Гидравлический расчёт тепловой сети

Целью расчёта является: определение диаметров трубопроводов, падения давления на участках тепловой сети и суммарного падения давления тепловой сети.

УG = G₀ + G_в

G₀ = Q_ор/(ф_1р - ф_2р)*С

G₁ = 1152/(95 - 70)*4,19 =  11кг/с

G₂ = 192/(95 - 70)*4,19 = 1,8кг/с

G₃ = 65/(95- 70)*4,19 = 0,62 кг/с

G₄ = 174/(95 - 70)*4,19 = 1,67 кг/с

G₅ = 51,6/(95- 70)*4,19 = 0,5 кг/с

G₆ = 29,9/(95 - 70)*4,19 = 0,285 кг/с

G₇ = 40,14/(95 - 70)*4,19 = 0,383 кг/с

G₈ = 1,7/(95 - 70)*4,19 = 0,016 кг/с

G₉ = 5,82/(95 - 70)*4,19 = 0,055 кг/с

G₁₀ = 11,8/(95 - 70)*4,19 =0,113 кг/с

G₁₁ = 8,62/(95 - 70)*4,19 = 0,082кг/с

G_в = Q_в/(фґ₁ - фЅ₂)*С

G₁ = 625,8/(75,5 - 50,6)*4,19 = 6 кг/с

G₂ = 99/(75,5 - 50,6)*4,19 = 0, 95 кг/с

G₄ = 101,68/(75,5 - 50,6)*4,19 = 0,975 кг/с

G₅ = 36,76/(75,5 - 50,6)*4,19 = 0,35 кг/с

G₇ = 20/(75,5 - 50,6)*4,19 = 0,19 кг/с

G₁₁ = 4,2/(75,5 - 50,6)*4,19 = 0,004 кг/с

Расчёт главной магистрали:

Участок 1

G = 25кг/с

R_л=20ч40 Па/м - удельные линейные потери теплотрассы; d_нЧS = 219х6мм- диаметр трубопровода по сортаменту;D_у=200 мм- условный (удельный) диаметр трубы.

R_лф=13,64·10^-6· =13,64·10^-6·=33 Па/м

W=0,76 м/с

Определение количества компенсаторов для данного участка трубопровода, а также сумму местных коэффициентов имеющихся на участке.

n= 1   

1 задвижка -       о=0,5

поворот -             о=1

компенсатор - о=0,3

∑о=0,5+1+0,3=1,8

L_э=l_э∑о=7,1·1,8=12,8 м

L_п=L+ L_э=100+12,8= 112,8 м

ДP₁= R_лф· L_п=33·112,8=3722,4  Па

Участок 2

G=22,4 кг/с

R_л=20ч40 Па/м

d_нЧS = 219Ч6мм 

D_у=200 мм

R_лф=13,64·10^-6· =13,64·10^-6·=26,6 Па/м

W=0,7 м/с

n= 0

1 тройник -

∑о=1

L_э=l_э∑о=7,1·1=7,1 м

L_п=L+ L_э=30+7,1= 37,1 м

ДP₁= R_лф· L_п=26,6 ·37,1 =986,9 Па

Участок 3

G=21,5 кг/с

R_л=20ч40 Па/м

d_нЧS = 194Ч6мм

D_у=175 мм

R_лф=13,64·10^-6· =13,64·10^-6·=48,3 Па/м

W=0,85 м/с

n= 1

1 компенсатор - о=0,3

сужение потока - о=1

тройника - о=1х2=2

поворот -            о=1

∑о=1+2+1+1=55

L_э=l_э∑о=6,2·5=31 м

L_п=L+ L_э=70+31= 101 м

ДP₁= R_лф· L_п=48,3 ·101 =4878,3 Па

Участок 4

G=18,75 кг/с

R_л=20ч40 Па/м 

D_у=175 мм

R_лф=13,64·10^-6· =13,64·10^-6·=36,7 Па/м

W=0,74 м/с

n= 0

1 задвижка -       о=0,5

тройник на проток - о=1

∑о=1+0,5=1,5

L_э=l_э∑о=6,2·1,5=9,3 м

L_п=L+ L_э=15+9,3= 24,3 м

ДP₁= R_лф· L_п=36,7 ·24,3 =891,8 Па

Участок 5

G=1,6 кг/с

R_л=20ч40 Па/м

d_нЧS = 76Ч3,5мм

D_у=80 мм

R_лф=13,64·10^-6· =13,64·10^-6·=43,6 Па/м

W=0,44м/с

n= 0

2 задвижки - о=0,5*2=1

сужение потока - о=1

тройник на поворот - о=1,5

∑о=3,5

L_э=l_э∑о=1,84·3,5=6,44 м

L_п=L+ L_э=35+6,44= 41,44м

ДP₁= R_лф· L_п=43,6 ·41,44 =1806,8Па

Участок 6

G=0,75 кг/с

R_л=20ч40 Па/м

d_нЧS = d_нЧS = 57Ч3,5мм

D_у=50 мм

R_лф=13,64·10^-6· =13,64·10^-6·=52Па/м

W=0,39 м/с

n= 0

1 задвижка - о=0,5

сужение потока - о=1

поворота - о=1*2=2

∑о=1+0,5+2=3,5

L_э=l_э∑о=1,24·3,5=4,34 м

L_п=L+ L_э=20+4,34= 24,34м

ДP₁= R_лф· L_п=52 ·24,34 =1317,7 Па

Участок 7

G=0,58 кг/с

R_л=20ч40 Па/м

d_нЧS = d_нЧS = 57Ч3,5мм

D_у=50 мм

R_лф=13,64·10^-6· =13,64·10^-6·=31 Па/м

W=0,3м/с

n= 0

1 задвижка - о=0,5

1 поворот - о=1

тройник на расхождение - о=2

∑о=0,5+1+2 =3,5

L_э=l_э∑о=1,24·3,5=4,34 м

L_п=L+ L_э=22+4,34= 26,34м

ДP₁= R_лф· L_п=31 ·26,34 =816,5Па

Участок 8

G=2,76 кг/с

R_л=20ч40 Па/м

d_нЧS = d_нЧS = 89Ч4мм

D_у=80 мм

R_лф=13,64·10^-6· =13,64·10^-6·=55 Па/м

W=0,54м/с

n= 0

1 задвижка -       о=0,5

1 поворот -               о=1

тройник на ответвление - о=1,5

∑о=0,5+1+1,5 =3

L_э=l_э∑о=2,21·3=6,63 м

L_п=L+ L_э=19+6,63= 25,6м

ДP₁= R_лф· L_п=55 ·25,6 =1409,6 Па

Расчет ответвлений:

Ответвление - 1:

А.1

G=17,14кг/с

R_л=41 Па/м

d_нЧS = 194Ч6мм 

D_у=200 мм

R_лф=13,64·10^-6· =13,64·10^-6·=30,7 Па/м

W=0,68 м/с

n= 0

1 троиник о=1,5

задвижка о=0,5

∑о=1,5+0,5=2

L_э=l_э∑о=7,1·2=14,2 м

L_п=L+ L_э=16+14,2= 30,2м

ДP₁= R_лф· L_п=30,7 ·30,2 =927,15 Па

А.2

G=8,64кг/с

R_л=41 Па/м

d_нЧS = 133Ч4 мм

D_у=125 мм

R_лф=13,64·10^-6· =13,64·10^-6·=56 Па/м

W=0,72 м/с

n= 1

1 сужение о=0,5

компенсатор о=0,3

1 троиник о=1

∑о=0,5+1+0,3=1,8

L_э=l_э∑о=3,8·1,8=6,84 м

L_п=L+ L_э=50+6,84= 56,84м

ДP₁= R_лф· L_п=56 ·56,84 =3183Па

А.3

G=8,56кг/с

R_л=41 Па/м

d_нЧS = 133Ч4мм

D_у=125 мм

R_лф=13,64·10^-6· =13,64·10^-6·=55Па/м

W=0,72 м/с

n= 0

1 задвижка о=0,5

1 троиник о=1

∑о=1+0,5=1,5

L_э=l_э∑о=3,8·1,5=5,3 м

L_п=L+ L_э=23+5,3= 28,3м

ДP₁= R_лф· L_п=55 ·28,3 =1556,5Па

А.4

G=0,06кг/с

R_л=41 Па/м

d_нЧS = 32Ч2,5мм

D_у=30 мм

R_лф=13,64·10^-6· =13,64·10^-6·=3,4Па/м

W=0,08 м/с

n= 0

1 задвижку о=0,5

сужение о=0,5

2 поворота о=1*2=2

∑о=2+0,5+0,5=3

L_э=l_э∑о=0,72·3=2,16 м

L_п=L+ L_э=37+2,16= 39,16м

ДP₁= R_лф· L_п=3,4 ·39,16 =133,14Па

Построение пьезометрического графика и разработки гидравлических режимов водяных тепловых сетей

По результатам гидравлического расчёта проводят построение пьезометрического графика.

Пьезометрический график даёт наглядное представление о давлении или напоре в любой точке тепловой сети. Этот график позволяет установить взаимное влияние профиля местности, высоты абонентских систем и падения давления в сети при выборе оптимального гидравлического режима.

Давление, выраженное в линейных единицах измерения, называется напором или пьезометрическим напором.

В системах теплоснабжения пьезометрические графики характеризуют напоры, соответствующие избыточному давлению, и они могут быть измерены обычными манометрами с последующим переводом результатов измерения в метры.

При построении пьезометрического графика выполняют следующие условия:

. Давление в непосредственно присоединяемых к сети абонентских системах не должно превышать допускаемого, как при статическом, так и при динамическом режиме. Для радиаторов систем отопления максимально избыточное давление должно быть не более 0,6 MПa, что примерно соответствует напору 60 м.

2.           Максимальный напор в подающих трубопроводах ограничивается прочностью труб и всех водоподогревательных установок.

3.           Напор в подающих трубопроводах должен исключить парообразование в системе.

4.          Для предупреждения кавитации во всасывающем патрубке сетевого насоса должен быть в пределах 5ч25 м.вод.ст.(в зависимости от марки насоса).

5.         В точках присоединения абонентов обеспечивается достаточный напор для создания циркуляции воды в местных системах.

6.         В любой точке сети давление воды не должно быть ниже атмосферного.

Движение теплоносителя осуществляется за счет разности давлений в разных точках системы.

Пьезометрический график показывает располагаемый напор (разность давлений в подающем и обратном трубопроводах) в любой точке теплосети, что необходимо для решения следующих вопросов:

1)          проверка правильности выбора диаметров;

2)           определение давлений при разных режимах, что необходимо для выбора сетевых и подпиточных насосов;

3)           выявление располагаемого напора на вводе у каждого потребителя;

4)           определение мест образования вакуума, в которых возможен подсос воздуха из атмосферы, препятствующее нормальной работе теплосети.

При построении пьезометрического графика за начало координат принимается точка установки сетевого насоса.

Вправо от этой точки строится профиль теплотрассы и наносятся высоты зданий.

По оси абсцисс откладываются в масштабе длины участков теплотрассы, а по оси ординат - высоты зданий, напоры и потери напора на участках (из таблиц гидравлического расчёта).

Соединяя верхние точки этих отрезков, получают ломаную линию, которая является пьезометрической линией для обратной магистрали. От последней точки вверх откладывается необходимый располагаемый напор для последнего абонента основной магистрали.

Затем строится пьезометрическая линия подающей магистрали по аналогии с обратной магистралью, учитывая потерю напора в узле сетевых подогревателей.

Далее строится пьезометрический график ответвлений (аналогично построению пьезометров для главной магистрали откладывают потери напора по участкам ответвления). Располагаемый напор концевого абонента на ответвлении должен находиться на том же уровне, что и для концевого абонента главной магистрали, и соответствовать ему по величине.

12. Выбор основного оборудования ЦТП

Улучшение качества теплоснабжения потребителей в настоящем проекте достигается за счет замены устаревших кожухотрубных подогревателей на пластинчатые теплообменники.

Пластинчатые теплообменники предназначены для нагрева воды в системах отопления и горячего водоснабжения, а также для охлаждения воды, масла, конденсата и других жидкостей и различных системах энергетических установок в промышленных технологических процессах.

На ЦТП отопление осуществляется по двухконтурной схеме (через теплообменники), ГВС по открытой смесительной схеме приготовления горячей воды. Греющая вода 1-го контура имеет расчетные параметры: Т1=150 °С, Т2=75 °С; нагреваемая вода 2-го контура: T3=130 °С. Т4=70 °С.

Расчет пластинчатого теплообменника

Расчёт пластинчатых теплообменников производился в специальной программе под названием: CAS 200 производства фирмы Alfa Laval. Эта программа написана в формате WINDOWS и является новой передовой программой для расчета пластинчатых теплообменников.

Тепловая нагрузка (отопление+вентиляция) 22,49 Гкал/ч=26155,87 кВт.

Расчет производим для различных температур наружного воздуха:

t_но=-26°C; t_но = t_нв = -11°С; t_но = t_ни = +3°С.

Результаты расчетов пластинчатых теплообменников представлены  в распечатке программы CAS 200.

К установке приняты 4 теплообменника мощностью по 13 080 кВт модели M15-B, количество пластин составляет 412 шт. с площадью поверхности теплообмена 254,2 м².

Компенсация возможного недогрева до расчетных параметров в первом контуре осуществляется 20% резервированием поверхности нагрева

Выбор насосов для тепловых сетей

Выбор насосов системы теплоснабжения осуществляется по требуемому напору и производительности. Напор сетевых насосов следует определять для отопительного и неотопительного периодов и принимать равным сумме потерь давления в установках на источнике теплоты, в подающем и обратном трубопроводах от источника теплоты до наиболее удалённого потребителя и в системе потребителя (включая потери в тепловых пунктах и насосных).

Число сетевых насосов следует принимать: не менее двух, из  которых один является резервным.

В проекте выбраны следующие насосы:

1) .В качестве сетевого насоса, установленном на вторичном контуре выбран насос марки 1Д-200-90.

К установке приняты 3 насоса: 2 основных и 1 резервный.

Характеристики насоса:

•  расход 0=200 т/ч;

•          напор Н=90 м;

•          число оборотов n = 2 900 об/мин;

•          мощность электродвигателя N_эл.дв. = 90 КВт.

1)    .В качестве насоса ГВС был выбран насос марки К-100-80-160.

К установке приняты 4 насоса: 3 основных и 1 резервный.

Характеристики насоса:

•  расход G=100 т/ч;

•          напор Н=32 м;

•          число оборотов n = 2 900 об /мин;

•          мощность электродвигателя N_эл.дв. = 15 КВт.

13. Обоснование способов прокладки теплопроводов. Выбор оборудования и строительных конструкции тепловых сетей

Способы прокладки тепловых сетей

При проектировании трассы тепловых сетей для населённых пунктов по архитектурным соображениям, рекомендуется применять подземную прокладку теплопроводов, независимо от качества грунта, загруженности подземных коммуникаций и стесненности проездов.

Данным проектом предусмотрена бесканальная, канальная и подвальная прокладка теплопроводов в непроходном канале в изоляции из пенополиуретана марки 345 заводского изготовления с продольным дренажём с системой дистанционного контроля влажности изоляции.

Бесканальная прокладка теплопроводов вследствие низкой первоначальной стоимости по сравнению с другими видами подземных прокладок получила наибольшее распространение.

Глубина заложения тепловых сетей принимается исходя из минимального объема земляных работ и надежного укрытия от раздавливания транспортом. В данном проекте заглубление от поверхности земли до верха перекрытия каналов принимается 0,5ч 1,0 м.

В соответствии с нормативными документами, трасса тепловых сетей выбрана параллельно оси автодорог и линиям застройки.

Трасса максимально приближена к зданиям, обеспечивает надежность теплоснабжения, быструю ликвидацию возможных неполадок и аварий.

Теплотрасса прокладывается с попутным дренажом.

Конструкции трубопроводов

Тепловая сеть - это система прочно и плотно соединенных между собой участков теплопроводов, по которым теплота с помощью теплоносителя транспортируется от источников к тепловым потребителях [2].

Теплопровод состоит из трех основных элементов:

1)        трубопровода, по которому транспортируется теплоноситель;

2)           изоляционной конструкции, предназначенной для защиты наружной поверхности;

3)            несущей конструкции, которая воспринимает весовую нагрузку трубопровода, веса грунта, движущегося наземного транспорта.

1.          Трубы являются наиболее ответвленными элементами тепловой сети, поэтому они должны обладать прочностью, герметичностью, устойчивостью против термических напряжений, коррозии, малой шероховатостью внутренний поверхности.

В настоящее время для строительства тепловых сетей используются стальные трубы, наиболее удовлетворяющие этим требованиям.

В данном проекте для трубопроводов сетевой воды предусмотрены стальные электросварные трубы по ГОСТ 10704 -76.

Соединение труб производится на сварке, за исключением мест присоединения, мест фланцевой арматуры.

В качестве запорной арматуры, арматуры для выпуска воздуха и слива воды выбраны стальные фланцевые вентили и задвижки из углеродистой стали.

2.      Опорные конструкции по своему назначению подразделяются на подвижные и неподвижные.

Подвижные опоры воспринимают вес трубопровода и обеспечивают ему свободное перемещение на строительных конструкциях при температурных деформациях.

Неподвижные опоры фиксируют отдельные точки трубопровода, делят его на независимые друг от друга в отношении температурных удлинений участки, и воспринимают усилия, возникающие в местах фиксации под действием температурных деформаций и внутреннего давления.

В проекте приняты щитовые неподвижные опоры, которые фиксируют в данной точке всю группу трубопроводов.