Теплоснабжение районов города

      Объём воды в системе теплоснабжения, [м³]:

      - в отопительный период

V³=Q³(V_c+V_m),

V³=11,9*(40+32)=856,8 [м³]

      где Q³-тепловая нагрузка системы теплоснабжения, [МВт];

V_c и V_m – удельные объёмы сетевой воды соответственно в ТПУ, наружных сетях и в местных системах соответственно,[м³/МВт].

Подача подпиточных насосов

G_п=0,0075*V=0,0075*856,8=6,42 [м³/ч]

      Напор подпиточных насосов.

H^п_н=Н_ст – Н_б + ∆Н_подп=34,2-3+2=33,2 [м]

      Выбираем  по каталогу насос 11/2К-6 (производительность 10[т/ч], полный напор-34[м], частота вращения 2900[об/мин], мощность электродвигателя-4,5[кВт]). К установке принимаем 2 насоса, один из которых резервный. Аварийная подпитка водопроводной водой

G=0,02*V³=0,02*856,8=17,13 [т/ч]

      Для аварийного режима принимаем к установке  подпиточный насос 11/2К-6, описанный  выше.

12. Подбор основных подогревателей и пиковых водогрейных котлов на ТЭЦ.

      На  ТЭЦ основные подогреватели покрывают  базовую тепловую нагрузку и обогреваются паром из теплофикационного отбора турбины. Параметры пара перед турбиной и в отборе турбины принимаются по [11].

      Пиковая тепловая нагрузка покрывается пиковыми водогрейными котлами. Характеристики основных подогревателей принимаются  по [8, таблицы 2.3; 2.4; 2.5]. Подогреватели  должны соответствовать параметрам рабочих сред первичного и вторичного теплоносителей. Температура первичного теплоносителя для основных и пиковых подогревателей должна быть выше на 10-15 [ºС] вторичного теплоносителя.

      Количеств подогревателей следует принимать:

   - количество основных подогревателей  – не менее 3-х,

   - пиковых подогревателей – не менее 2-х.

      Основные  и пиковые подогреватели включаются по теплоносителю параллельно, а между собой последовательно.

      Определение поверхности нагрева основных и  пиковых подогревателей выполняют  по [9,10] или по программе расчета в компьютерном классе кафедры. Тепловая схема водоподогревательной установки ТЭЦ выполняется по [9]. Для предварительного выбора типа и количества подогревателей задаются коэффициентом теплопередачи К=2000 [Вт/м²°С]. Ориентировочная требуемая поверхность нагрева подогревателей определяется как:

,

       где   – расчетная нагрузка основных подогревателей, Вт

                – логарифмический перепад температур теплоносителей в подогревателе, С.

      Распределение тепловой нагрузки между основными подогревателями и пиковыми котлами производится по часовому графику тепловой нагрузки или с помощью коэффициента теплофикации :  _,

      где  – нагрузка на основной подогреватель;

                 – расчетная нагрузка на ТЭЦ.

      После выбора типа и количества подогревателей производят их проверочный расчет. Принятая к установке поверхность нагрева не должна превышать требуемую более чем на 5%. Регулировать запас поверхности нагрева можно следующими путями: изменять температуру нагрева воды на выходе из основного подогревателя в пределах от 110 до 120 0С; изменять марку и количество подогревателей. 

В зимний период расход сетевой воды:

      на  отопление (данные берём из таблицы 4)

G_omax=807,16 [т/ч]

      на  горячее водоснабжение 

G_{h max}=958,4 [т/ч]

Расчетный расход на абонентский ввод

G_{аб max} = G_{о max} + G_hmax = 807,16+958,4 [т/ч].

Расход нагреваемой  воды для горячего водоснабжения

[т/ч]

Температура нагреваемой воды на выходе из подогревателя первой t' = τ^/₂ - 5=40.2 - 5 = 35[°С].

Теплопроизводительность подогревателей второй и первой ступеней:

[кВт]

[кВт]

Температура сетевой  воды на выходе из подогревателя первой ступени

[°C]

Среднелогарифмические разности температур между греющим  и нагревательным теплоносителями в подогревателях первой и второй ступеней:

[°C]

[°C] 

Средние температуры  сетевой и нагреваемой воды в подогревателях первой и второй ступеней:

[°C]

[°C]

[°C]

[°C]

Задавшись скоростью  нагреваемой воды V_тр = 1,4 [м/с], определяем требуемую площадь живого сечения трубного пространства подогревателя. Предварительно разделив пополам.

[м²] 

      К установке принимаем скоростной водоподогреватель типа 08 ОСТ 34-588-68 с техническими данными: длина секции l = 4000 [мм], внутренний диаметр корпуса D_i= 530 [мм], площадь поверхности нагрева одной секции F_сек=83,4 [м²], n=450[шт], f_м.тр=0,11544 [м²], f_тр=0,06927 [м²].

      Эквивалентный диаметр межтрубного пространства.

[м]

      Действительная  скорость нагреваемой воды в трубках подогревателя.

[м/с]

      Скорость  сетевой воды в межтрубном пространстве водоподогревателей первой и второй ступени, предварительно разделив по полам:

[м/с] 

[м/с]

      Коэффициент теплоотдачи от сетевой воды к  стенкам трубок в подогревателях первой и второй ступеней.

[Вт/м²*°С]

[Вт/м²*°С]

      Коэффициенты  теплоотдачи от стенок трубок к нагреваемой  воде в подогревателях первой и второй ступеней.

[Вт/м²*°С]

[Вт/м²*°С]

      Коэффициенты  теплоотдачи для подогревателей первой и второй ступеней.

[Вт/м²*°С]

[Вт/м²*°С]

      Требуемая площадь поверхности нагрева подогревателей первой и второй ступеней.

[м²]

[м²]

      Количество  секций подогревателях первой и второй ступеней.

≈11[сек]

≈13 [сек]

      Потери  давления в трубном и межтрубном пространстве подогревателей первой и  второй ступеней.

[кПа]

[кПа]

[кПа]

[кПа]

      В летний период расчётные параметры  сетевой воды составляют:

τ^I₁=70 [°С]; τ^I₃=30 [°С]; t^s_c=15 [°С]

      Расход  теплоты для горячего водоснабжения

[кВт]

      Расход  нагреваемой воды

[т/ч]

      Расход  сетевой воды

[кВт]

      Среднелогарифмическая разность температур теплоносителей

[°C]

      Средние температуры нагреваемой и сетевой  воды в подогревателе.

[°C]

[°C]

      Скорость  сетевой и нагреваемой воды в  подогревателе:

[м/с]

[м/с]

      Коэффициент теплоотдачи.

[Вт/м²*°С]

[Вт/м²*°С]

      Коэффициент теплопередачи.

[Вт/м²*°С]

      Поверхность нагрева подогревателя в летний период.

[м²]

      Количество  секций подогревателя.

≈10[сек]

      В летний период вклячается только подогреватель второй ступени. Причём работает только 10 секций, а не 13.

      Потери  давления в летнее время.

[кПа]

[кПа] 

13. Выбор типа подвижных и неподвижных опор. Расчет усилий, действующие на одну из неподвижных опор.

      Тип подвижных опор трубопроводов выбирается согласно [1, п.7.41] по [5,8] или типовым  сериям, выдаваемым на кафедре. Расстояние между неподвижными опорами определяется согласно [1, п. 7.5] по допускаемому прогибу, принимаемому не более 0,02Dу, в зависимости от диаметра трубопровода по [8,9,12]. Пример расчета в табличной форме дан в [9, с. 181].

      Неподвижные опоры предусматриваются на трубопроводах  при всех способах прокладки тепловых сетей. Неподвижные опоры фиксируют отдельные точки трубопровода, делят его на независимые в отношении температурных удлинений участки и воспринимают усилия, возникающие в трубопроводах при различных схемах компенсации тепловых удлинений.

      Места установки неподвижных опор совмещают, как правило, с узлами ответвлений трубопроводов, местами установки на трубопроводах арматуры, сальниковых компенсаторов, а также непосредственно а каналах.

      Тип  неподвижных опор трубопроводов  выбирается согласно [1, п. 7.43] по [5,8] или  типовым сериям, выдаваемым на кафедре. Расстояние между неподвижными опорами определяется в зависимости от диаметра трубопровода по [8,9,12]. В проекте необходимо подобрать неподвижные опоры, устанавливаемые в каналах и в теплофикационных камерах.

      На  первую неподвижную опору от ТЭЦ необходимо определить действующие нагрузки согласно [1, приложение 8] по [9,10,12].

14. Расчет угла, работающего на самокомпенсацию.

      Наиболее  простая компенсация температурных  удлинений трубопроводов достигается  использованием естественных поворотов трассы под углом 90 – 150°. Для естественной компенсации могут быть использованы подъемы и спуски трассы. Участки трубопроводов с самокомпенсацией наиболее надежны в эксплуатации, не имеют утечек теплоносителя и не требуют регулярного наблюдения за работой. Наибольшее применение имеют следующие самокомпенсирующиеся схемы трубопроводов: плоскостные Г-образные с прямым или тупым углом поворота, Z-образные с тремя расчетными участками, пространственные Z-образные схемы с тремя участками, расположенными в трех различных плоскостях (применяются только в пределах котельных, бойлерных или при переходах через дороги или пути). Согласно [1, п. 7.34,7.35] размеры гибких компенсаторов должны удовлетворять расчету на прочность в холодном и рабочем состоянии трубопроводов. Расчет участков трубопроводов на самокомпенсацию должен производиться для рабочего состояния трубопроводов без учета предварительной растяжки труб на углах поворотов. Расчетное тепловое удлинение для этих участков трубопроводов надлежит определять для каждого направления координатных осей по [1, формула 23].