Расчет системы теплоснабжения промышленно-жилого района

Выбор сетевых и  подпиточных насосов производится на основании полученных результатов  гидравлического расчёта водяной  тепловой сети и построенного по этим результатам пьезометрического  графика (Рис.4). 

5.8.1 Выбор сетевых насосов 

Как видно из графика (Рис.4), напор, который должны развивать сетевые насосы, с учётом потерь напора на сетевых подогревателях, будет равен: 

-- максимальный напор на нагнетательном  патрубке сетевого насоса. 

Подача насоса будет  равна суммарному объёмному расходу  в тепловой сети: 

           (5.8.1)                     

Таким требованиям  удовлетворяет насос типа Д630-90(По ГОСТ 10272-87)

  Где 630 м³/ч подача, а 90 м напор  

Во избежание аварийных  ситуаций при остановке главного сетевого насоса нужно установить резервный  сетевой насос такого же типа . 

5.8.2.Выбор  подпиточных насосов. 

Подпиточные насосы выбираются на основе пьезометрического графика   и по результатам расчёта тепловой схемы котельной.

Статический напор, развиваемый  подпиточными насосами, будет равен: 

 

Подача насоса будет  равна объёмному расходу подпиточной  воды в тепловой сети: 

 

Таким требованиям  удовлетворяет насос типаСЭ160-70 (по ГОСТ22465-77 )

      (5.8.2)

Где 160 м³/ч подача и 70 м напор  

Во избежание аварийных  ситуаций при остановке главного сетевого насоса нужно установить резервный  сетевой насос такого же типа. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                       6. Гидравлический расчет паропровода 

  6.1. Расход пара и  его параметры 

  По условию: D=1, 03 (кг/с), Р_п=1 (МПа), пар – насыщенный. 
 

  6.2. Предварительный  расчет паропровода 

  Применяем удельные линейные потери давления:R₁ =150 Па/м       (6.1) 

  Падение давления на всем участке: 

                                                        (6.2) 

  где:                                                     

  l=1000 м, длина паропровода       

  z=0.2-для паропровода

  Расчетные параметры  пара подаваемого котельной: 

    

  Температуру пара выбираем так чтобы он был перегрет на 20¸40⁰ , t₀=220⁰С.

   Среднее давление по длине трубопровода: 

  Р_ср=(Р₀+Р_п)/2=(1,2+1)/2=1,1 (МПа).         (6.3)

  Примем падение  температуры по длине паропровода  на 100 м равные 2⁰С, 

   ⁰С.       (6.4) 

  Средняя плотность  пара: r_ср=1/ =1/0,191158=5,23 (кг/м³) при Р_ср=1,1 МПа и t_ср=210⁰С[21] и при =0,191158 м³/кг 

  Выбираем диаметр  трубопровода, при условии (см. приложение 11 методичка) 

  R₂=R₁×r_ср/2, 45=150×5, 23/2, 45=70, 25 (Па/м), 

  где: R₂ – приведенное удельное линейное падение давления для номограмм; d=184 (мм). 
 
 
 
 
 
 

  6.3. Окончательный расчет  паропровода. 

  Окончательный диаметр трубопровода: d=184 (мм) 

  Приведенные удельные линейные потери по длине паропровода  при d=184 мм: R₂=39 Па/м

    

Эквивалентная длина  паропровода определялась при следующих  условиях прокладки: на каждые   100 м длины трубопровода один «П» образный компенсатор; задвижки ставятся в начале и конце участка. В итоге паропровод включает следующие элементы: 10 «П» образных компенсаторов, 10    сварных колен, 2 задвижки. 

  При диаметре d=184 мм получаем

  Эквивалентная длина: l_э.=                            (6.5)

 А_l=76.4 

Полная длина: l_п.1=l+l_э.=1000+295=1284,8 (м).         (6.6)          

  Падение энтальпиипо всему участку трубопровода.

   ,                (6.7)

  Q=111, 93 (кВт) – тепловые потери (из теплового расчета).

  Энтальпия в  начале участка h₁=2865,7

  При Р₁=1,2МПа и Т=220⁰С

  Энтальпия в  конце участка h₂=2865,7-108,7=2757

  Средняя температура  пара по длине: 

  t_ср=t₀–dt/2=220–42,1/2=198,95⁰С.         

        (6.8)

  Средняя плотность  пара: r_ср=1/ =1/0,185462=5,39 (кг/м³) [21].

   

  где =0,185462-объём 1 кг пара при Р_ср.=1,1 МПа и t_ср=198,95 ⁰С 

  Линейные падение давления по длине паропровода: 

  R R₂ =(5.39/2.45)*39=86 Па/м    (6.9) 

   Среднее давление пара:

                    (6.10)

  Давление в  конце участка: 

         (6.11) 

  Температура в  конце участка:

    
 
 
 
 
 
 

  6.4. По полученным  данным составляется  таблица (табл. 2) 

  Таблица 2

  Результаты  гидравлического расчета паропровода 
 
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

7. Тепловой расчет  паропровода (Рис.5) 
 

  

 

  Рис.5 
 
 

   7.1. Выбор тепловой  изоляции 

  в качестве изоляции выбирается минеральная вата на синтетическом  связующем с r=200 кг/м³, l_из=0,053 Вт/м⁰С [22]: толщина изоляции d=160 мм. 

  Диаметр трубы  с изоляцией: 

  d_из=d_нар+2×d=194+2×160=514 (мм),         (7.1)

  где: d_нар=194 мм – наружный диаметр трубы паропровода[22] 

  7.2. Тепловое сопротивление  изоляции 

   (м×К/Вт).     (7.2) 

  7.3. Внешнее тепловое  сопротивление 

  Для предварительного расчета принималось [1]: 

   (Вт/м²×К),      (7.3)

   где: w=5 м/с – скорость воздуха. 

   (м×К/Вт).     (7.4) 
 
 

        Температура поверхности изоляции: 

          (7.5) 

  где: t_н.о.=–34⁰С – расчетная температура наружного воздуха города Пермь[22],

  t₀=220⁰С – начальные параметры теплоносителя. 

  Коэффициент теплоотдачи  конвекцией: 

  a_к=4,65×w^0,7/d_из^0,3=4,65×5^0,7/0,514^0,3=17,5  (Вт/м²×К)[1],

  где: w=5 м/с – скорость воздуха. 

  Коэффициент теплоотдачи  излучением[1]: 

         (7.6) 

  где: с=4,5 Вт/м²×К⁴ – степень черноты (с=4,4¸5 Вт/м²×К⁴). 

  Внешнее тепловое сопротивление: 

   (м×К/Вт).    (7.7) 

  Перерасчет:

  

 
 
 
 
 
 
 
 
 

  

 
 
 

                          7.4. Тепловые потери 1 м паропровода 

   (Вт/м).       (7.8) 

  7.5. Тепловые потери  неизолированного  паропровода 

  Теплопотери трубопровода без изоляции: 

   (Вт/м),       (7.9) 

   где: (м×К/Вт).     (7.10) 
 

  Полные тепловые потери: 

   (кВт).                (7.11) 

  7.6. Полные тепловые  потери изолированного  паропровода 

  Q=q×l× (1+b) =86,1×1000× (1+0, 3) =111,93 (кВт),                (7.12) 

  где: b=0,3 – коэффициент, учитывающий тепловые потери арматуры, опорных конструкций, фланцев и т.д. (b=0,2¸0,3).