Расчёт технико-экономических показателей и принципиальной тепловой схемы установки

Министерство  образования Республики Беларусь

БЕЛАРУСКИЙ  НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра «Тепловые электрические станции»  
 
 
 
 
 
 

Курсовая  работа  

«Расчёт технико-экономических  показателей и  принципиальной тепловой схемы установки» 
 
 
 
 
 
 

      Выполнил: студент группы 106227

      Жунусов Р.К.

      Проверила: Герасимова А. Г. 
 

Минск 2009

  СОДЕРЖАНИЕ

  Введение 4

  1 Цель и задачи курсовой работы  6

  2 Определение тепловых нагрузок промышленно-жилого района  7

  2.1 Определение максимального расхода теплоты на отопление промышленных предприятий, жилых и общественных зданий 7

  2.2 Определение максимального расхода теплоты на вентиляцию

  промышленных  предприятий, жилых и общественных зданий  10

  2.3 Определение максимального расхода теплоты на горячее

  водоснабжение промышленных предприятий, жилых и  общественных зданий  11

  3 Построение годового графика тепловых нагрузок по продолжительности 14

  4 Выбор варианта энергоснабжения промышленно-жилого района  18

  4.1.1 Выбор основного оборудования ТЭЦ  18

  4.1.2 Определение капитальных вложений в сооружение ТЭЦ  22

  4.1.3 Определение расхода топлива и основных показателей для варианта энергоснабжения от ТЭЦ  23

  5 Построение процесса расширения пара в турбине  26

  6 Расчет и выбор сетевой установки  27

  Литература   29

 

Задание

 

  Количество  работающих:

  

 чел.

  Электрическая мощность:

  

 кВт.

  Промышленная  нагрузка:

  

 кВт.

  Давление  пара:

  

 МПа.

  Общий наружный объём производственных зданий:

  

 тыс. м³

 

  

Введение

  Теплоснабжение  является одной из основных подсистем  энергетики. На теплоснабжение народного  хозяйства и населения расходуется  около 1/3 всех используемых в стране первичных топливно-энергетических ресурсов.

  Основными направлениями совершенствования  этой подсистемы являются концентрация и комбинирование производства теплоты  и электрической энергии (теплофикация) и централизация теплоснабжения. По уровню развития теплофикации и  централизованного теплоснабжения Советский Союз занимает первое место  в мире. В РБ сооружены и работают свыше 50 ТЭЦ, обеспечивающих теплоснабжение свыше 80 городов, промышленных районов  и населенных пунктов.

  За  послевоенный период мощные теплоэлектроцентрали и тепловые сети вступили в строй  также во многих социалистических странах.

  Централизованное  теплоснабжение от теплоэлектроцентралей  сочетается с целесообразным применением  экономичных котельных установок  и утилизацией вторичных энергоресурсов промышленных предприятий. Каждый из этих источников теплоснабжения имеет свою область целесообразного использования.

  Развитие  промышленности и широкое жилищно-коммунальное строительство вызывает непрерывный  рост тепловой нагрузки. Одновременно идет процесс концентрации этой нагрузки в крупных городах и промышленных районах, что создает базу для  дальнейшего развития теплофикации и централизованного теплоснабжения.

  В отдельных районах страны возникают  крупные территориальные формирования с высокой концентрацией тепловой нагрузки, что вызывает необходимость  создания комплексных систем, с использованием различных источников теплоснабжения на отдельных этапах развития этих территориальных формирований.

  Ужесточение экологических и планировочных  требований к современным городам  и промышленным районам приводит к размещению ТЭЦ на органическом (особенно твердом), а также на ядерном  топливе на значительном расстоянии от районов теплового потребления, что усложняет тепловые и гидравлические режимы систем теплоснабжения и выдвигает  повышенные требования к их надежности.

  Развитие  теплофикации и централизованного  теплоснабжения выдвигает сложные  научные и инженерные задачи, успешное решение которых в значительной мере зависит от подготовки инженерно-технических и научных кадров. В настоящее время подготовка инженеров по теплофикации и тепловым сетям ведется в рамках специальности 0308 «Промышленная теплоэнергетика».

 

  1 Цель и задачи курсовой работы

  Целью курсовой работы является закрепление  у студентов полученных знаний при  прослушивании лекционного курса "Теплоэнергетические установки  и теплоснабжение" и отработка  ими навыков выполнения теплоэнергетических  расчетов.

  Задачи  курсовой работы включают:

• изучение методов оценки тепловых нагрузок промышленно-жилого района;
• изучение технико-экономических преимуществ комбинированной выработки электроэнергии и отпуска теплоты от ТЭЦ;
• изучение методических основ выбора варианта энергоснабжения;
• закрепление навыков работы с таблицами и i-s диаграммой воды и водяного пара при выполнении теплотехнических расчетов;
• изучение методов выбора теплоэнергетического оборудования и расчета технико-экономических показателей.

 

   2 Определение тепловых нагрузок промышленно-жилого района

  Необходимость в сооружении ТЭЦ (теплоэлектроцентрали) определяется требованиями покрытия тепловых нагрузок промышленных и коммунально-бытовых  потребителей.

  К коммунально-бытовым потребителям относятся жилые, общественные и  производственные здания, в которых  поступающая тепловая энергия затрачивается  на отопление, вентиляцию и горячее  водоснабжение. Расход и параметры  пара на производство определяются технологическими нуждами и указываются в задании  к курсовой работе. Заданными считаются  также: географическое место расположение промышленно-жилого района, число жителей, структура производства и другие количественные показатели. На основании  этих данных выполняется расчет расхода  тепла на отопление, вентиляцию и  горячее водоснабжение промышленных, жилых и общественных зданий и  сооружений.

        Методика этого  расчета приводится ниже. 

  2.1 Определение максимального расхода теплоты на отопление промышленных предприятий, жилых и общественных зданий

  Расход  теплоты на отопление промышленных предприятий определяется из выражения:

  

,кВт,

    – отопительная характеристика  здания, представляющая теплопотери  1 м³ здания при разности внутренней и наружной температур 1ºС, Вт/(м³ºС);

  Для ориентировочного расчета теплового  потребления промышленных зданий можно  принимать следующие значения отопительных характеристик для всех климатических  районов: 

  

• для производственных промышленных зданий:

  

 Вт/(м³ºС); берем: Вт/(м³ºС),

• для непроизводственных промышленных зданий:

  

 Вт/(м³ºС).

    – общий наружный объем  промышленных зданий:

    – внутренняя температура  отапливаемых помещений (для промышленных  зданий ориентировочно 16ºС);

    – расчетное значение наружной  температуры наиболее холодных 5-дневок, взятых из восьми наиболее  холодных зим за 50-летний период  (выбирается для Москвы ºС, [I, табл. 4.1]).

  Расчет:

  

 м³.

  Расход теплоты на отопление производственных промышленных предприятий:

  

 кВт

  Расход теплоты на отопление непроизводственных промышленных предприятий:

  

 кВт.

  Расход  теплоты на отопление жилых зданий определяется с помощью выражения:

  

, кВт,

  где – укрупненный показатель расхода теплоты на отопление зданий, Вт/м², зависит от расчетной температуры наружного воздуха , табл. 1 (промежуточные значения определяются интерполяцией); – жилая площадь, м² принимается 9-12 м² на одного человека; – количество единиц потребления, чел.

  Таблица 1

 

  Расчет:

  

 кВт.

  Расход  теплоты на отопление общественных зданий определяется из выражения:

  

, кВт,

  где – коэффициент, учитывающий расход теплоты на отопление общественных зданий, принимается 0,25.

  Расчет:

  

 кВт.

  Суммарные потери теплоты на отопление:

 кВт. 
 

2.2 Определение максимального расхода теплоты на вентиляцию промышленных предприятий, жилых и общественных зданий

Расход  теплоты на вентиляцию промышленных зданий определяется из выражения:

, кВт,

где – вентиляционная характеристика здания, представляющая расход теплоты на вентиляцию 1 м³ здания при разности внутренней и наружной температур 1ºС, Вт/м³ºС; – расчетная наружная температура для вентиляции (выбирается для Минска ºС, [I, табл. 4.1]).

      Приближенно вентиляционную характеристику промышленных зданий можно определить по формуле:

, Вт/м³ºС,

где – кратность обмена воздуха, 1/с; – объемная теплоемкость воздуха, кДж/м³ºС, ; – вентилируемый объем промышленных зданий, м³, .

      Необходимая кратность воздухообмена зависит  от вредных выделений, загрязняющих воздух, и принимаются согласно нормам СНиП и П-33-75 или справочникам. Для  промышленных зданий при ориентировочных  расчетах можно принимать 1-2 час^-1.