Учебное пособие: 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 0C. 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.

Общую площадь жилых зданий кварталов А, определяем по формуле:

/>, м2

/>, м2,

/>, м2.

Величину удельного показатель теплового потока на отопление жилых зданий q = 87 Вт/м2, при t0 = -26 0C, находим расчетные тепловые потоки на отопление жилых и общественных зданий кварталов по формуле:

/>, МВт

при К1=0,25

/>, МВт

/>, МВт.

Максимальные тепловые потоки на вентиляцию общественных зданий кварталов определяем по формуле:

/>МВт,

при К1 = 0,25, К2 = 0,6

/>, 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

Суммарный тепловой поток по кварталам QΣ, определяем суммированием расчетных тепловых потоков на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение:

/>, МВт

/>, МВт.

Таблица 1. Расчет тепловых потоков.

№ квар тала

Площадь квартала, FКВ, га

Плотность населения, Р, чел/га

Кол-во жителей, m, чел

--PAGE_BREAK----PAGE_BREAK--

Температура наружного воздуха

-35

-30

-25

-20

-15

-10

-5

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 +80С. 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.

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

Q, 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

10,87

16,98

QΣ, МВт

79,61

79,39

68,31

46,6

10,87

47,25

61,8

73,96

Задание 3

продолжение
--PAGE_BREAK--

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 0С, обратной магистрали τ2=70 0С, после элеватора τ3=95 0С. Расчётная температура наружного воздуха для проектирования отопления t0=-26 0C. Расчётная температура воздуха внутри помещения ti=20 0C. Расчётные тепловые потоки принимаемΣQ0= 88,3 МВт, ΣQV = 10,6 МВт, ΣQHM=16,98 МВт. Температура горячей воды в системах горячего водоснабжения tН = 60 0C, температура холодной воды tС=50C. 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 0С. 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 0C.

Определяем, значение величин ∆t, ∆τ, θ:

tH= +8 0C:

/>0С

tH= 0 0C:

/>0С

tH= -3,4 0C:

/>0С

tH= -14 0C:

/>0С

tH= -26 0C:

/>0С

Используя расчётные данные и приняв минимальную температуру сетевой воды в подающем трубопроводе />0С, построим отопительно-бытовой график температур. Точке излома температурного графика будут соответствовать температуры сетевой воды/>0С, />0С, />0С температура наружного воздуха />0 0С. 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 0С определим температуру нагреваемой водопроводной воды /> после водоподогревателя первой ступени

/>0С

Балансовая нагрузка горячего водоснабжения />:

/>МВт

Суммарный перепад температур сетевой воды δ в обеих ступенях водоподогревателей:

/>0С

Перепад температур сетевой воды в водоподогревателе первой ступени /> для диапазона температур наружного воздуха от tH=+8 0С до tH=-3,4 0С

/>0С.

Для указанного диапазона температур наружного воздуха перепад температур сетевой воды во второй ступени водоподогревателя />.

/>0С

Величины δ1 и δ2 для диапазона температур наружного воздуха tH от />0С и />0С.

tH= +2,5 0C:

/>0С

/>0С.

tH= -3,4 0C:

/>0С

/>0С.

tH= -14 0C:

/>0С

/>0С.

tH= -26 0C:

/>0С

/>0С.

Полученные значения величин δ1 и δ2 сведем в таблицу 4.

продолжение
--PAGE_BREAK--

Температуры сетевой воды τ1п и τ2п в подающем и обратном трубопроводах для повышенного температурного графика:

tH= +8÷+2,50C:

/>0С

tH= -3,4 0C:

/>0С

tH= -14 0C:

/>0С

tH= -26 0C:

/>0С

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 0C:

Определяем значение τ2v для tH= +8 0C. Предварительно зададимся значением τ2v= 170С. Определяем температурные напоры в калорифере∆tk и ∆tk/cоответственно для tH= +8 0C и tH= +2,5 0C:

/>0С

Вычисляем левые и правые части уравнения:

Левая часть: />

Правая часть: />.

Поскольку численное значение правой и левой частей уравнения близки по значению, примем значение τ2v= 170С, как окончательное.

Для систем вентиляции с рециркуляцией воздуха, температуру сетевой воды после калориферов τ2v для tH= t0= -26 0C .

Здесь значения />; />; /> соответствуют tH=tм=-140C. Поскольку данное выражение решается методом подбора, предварительно зададимся значением τ2v=51 0С.

Определим значения /> и />.

/>0С

Далее вычислим левую часть:

Левая часть: />

Поскольку левая часть выражения близка по значению правой, принятое предварительно значение τ2v=51 0С 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

τ10

τ20

τ30

δ1

δ2

τ1п

τ2п

τ2v

70,0

37,84

46,8