Разработка системы теплоснабжения жилого микрорайона в г.Москве, обеспечивающая бесперебойную подачу тепла всем объектам

Содержание

Введение

1 Общая часть

1.1 Определение системы теплоснабжения

2. Специальная часть

2.1 Характеристика района теплоснабжения. Исходные данные для проектирования

2.2 Разработка плана тепловой сети и выбор схемы трассы

2.3 Расчёт тепловых нагрузок

2.4.1 Определяется средний расход тепла на отопление Q_о^ср, МВт, по формуле

2.4.2 Определяется годовой расход тепла на отопление Q_0^год, МВт, по формуле

2.4.3 Определяется средний расход тепла на вентиляцию Q_в^ср, МВт, по формуле

2.5 Расчет и построение графиков потребления тепла

2.6 Регулирование отпуска тепла. Температурный график качественного регулирования

2.7 Разработка схемы ИТП, расчет и подбор элеватора

2.8 Гидравлический расчет тепловой сети

.9 Построение пьезометрического графика

2.10 Подбор сетевых и подпиточных насосов

2.11 Выбор изоляции

2.12 Выбор и расстановка опор

2.13 Расчет компенсаторов для главной магистрали

2.14 Водоподготовка и водно – химический режи

Заключение

Список использованных источников

Приложение А

Введение

Теплопотребление промышленных предприятий составляет большую часть общего теплового потребления. С каждым годом растет доля централизованного теплоснабжения промышленных предприятий от теплоэлектроцентрали, что позволяет ликвидировать большое количество промышленных котельных и тем самым снизить загрязнение атмосферы выбросами продуктов сгорания.

Промышленные предприятия получают пар для технологических нужд и горячую воду, как для технологии, так и для отопления и вентиляции. Большое значение имеют тепловые сети, паровые и водяные, по которым транспортируются пар и горячая вода к потребителям. Чрезвычайно важна также система возврата конденсата технологического пара на ТЭЦ. Производства тепла для промышленных предприятий требует больших затрат топлива, сжигаемого в топках парогенераторов теплоэлектроцентралей и котельных.

К теплоснабжению жилых зданий предъявляются особые требования, так как потребители теплоты необходимо круглосуточная бесперебойная ее подача в течение всего отопительного сезона.

Настоящий курсовой проект выполнен на основании задания представленного в Приложении А. Тема: «Теплоснабжение микрорайона в г. Москве».

Целью курсового проекта является разработка системы теплоснабжения жилого микрорайона в г.Москве, обеспечивающая бесперебойную подачу тепла всем объектам.

1 Общая часть

1.1 Определение системы теплоснабжения

Системы теплоснабжения классифицируются по следующим основным признакам: по мощности, виду источника теплоты и виду теплоносителя.

По мощности системы теплоснабжения характеризуются дальностью передачи теплоты и числом потребителей.

Централизованными системами теплоснабжения называются в том случаи, когда от одного источника теплоты подается теплота для многих помещений или зданий.

По виду источника теплоты системы централизованного теплоснабжения разделяются на районное теплоснабжение и теплофикацию. При районном теплоснабжение источником теплоты служит районная котельная, а при теплофикации-ТЭЦ.

По виду теплоносителя системы теплоснабжения делятся на две группы: на водяные и паровые системы теплоснабжения. В нашей стране для городов и жилых районов в качестве теплоносителя используют воду.

Водяные системы различают по числу теплопроводов, передающих воду в одном направлении однотрубные, двухтрубные и многотрубные. Однотрубная система может быть применена в том случае, когда теплоноситель полностью используется у потребителей и не должен возвращаться в районную котельную или на ТЭЦ. Примером такой системы может служить централизованное снабжение горячей водой на бытовые цели (горячего водоснабжения).

Двухтрубные системы с тепловой сетью, составляющей из двух теплопроводов–подающего и обратного, является самыми распространенными. В этом случае по подающему теплопроводу вода подается к потребителям, а по обратной линии от потребителей охлажденная вода подается на ТЭЦ или районную котельную. Применение в основном двухтрубных систем вызываетсятем, что они пригодны для снабжения теплотой однотрубных потребителей, то есть систем отопления и вентиляции, работающих по одинаковым режимам. При этом тепловая энергия подается одного потенциала, то есть вода одинаковой температуры при заданной температуре наружного воздуха.

Водяные системы теплоснабжения по способу присоединения систем отопления и горячего водоснабжения разделяются на две группы: закрытые и открытые системы.

В закрытых системах вода, циркулирующая в тепловой сети, используется только в качестве греющей среды, то есть как теплоноситель, но из сетей потребителями не разбирается.

В открытых системах вода, циркулирует по тепловым сетям, может частично или полностью разбираться у потребителей горячего водоснабжения. Следовательно, основной особенностью является отсутствие на тепловых пунктах подогревателей горячего водоснабжения и непосредственный разбор воды из тепловой сети для горячего водоснабжения. В этом случае для горячего водоснабжения используется вода, полностью подготовленная на ТЭЦ. В двухтрубных открытых системах теплоснабжения, как правило, применяются ИТП. Присоединение систем отопления и вентиляции к тепловым сетям могут быть зависимыми или не зависимые.

При независимой системе вода из тепловой сети доходит только до тепловых пунктов местных систем, и не попадает в нагревательные приборы, а в специально предусмотренные подогревателях нагреваетводу, циркулирующую в системах отоплений зданий, и возвращается по обратному теплопроводу к источнику теплоснабжения.

При зависимой системе вода из тепловых сетей непосредственно поступает в нагревательные приборы систем отопления и вентиляции. Оборудование теплового пункта при зависимой схеме значительно проще и дешевле, чем при независимой. Присоединение к тепловым сетям по зависимой схеме через элеватор. Распространение этой схемы вызвано, низкими начальными капиталовложениями и малыми затратами на обслуживания. Особенностью элеватора является постоянство коэффициента смешенная элеватора, то есть отношения массового расхода обратной воды к массовому количеству воды, поступающей из тепловой сети. Указанное обстоятельство гарантирует для системы отепления постоянное количество циркулирующей воды и отсутствие гидравлической разрегулировки при колебаниях перепада напора в тепловой сети.

В курсовом проекте принимаем в качестве источника теплоты – ТЭЦ, повод тепла к микрорайону осуществляется через ЦТП. Теплоносителем является вода. Для проектируемого микрорайона выбирается двухтрубная зависимая открытая водяная система теплоснабжения с присоединением систем отопления к ней через элеватор.

2. Специальная часть

2.1 Характеристика района теплоснабжения. Исходные данные для проектирования

Москва находится в центре европейской части России, в междуречье Оки и Волги, на стыке Смоленско-Московской возвышенности (на западе), Москворецко-Окской равнины (на востоке) и Мещёрской низменности (на юго-востоке). Территория города после изменения городских границ в 2012 году составляет 2511 км. Треть (870 км) находится внутри кольцевой автомагистрали (МКАД), остальные 1641 км — за кольцевой автодорогой.

Средняя высота над уровнем моря составляет 156 м. Наивысшая точка находится наТеплостанской возвышенности и составляет 255 м, самая низкая точка — вблизи Бесединских мостов, где река Москва покидает город, высота этой точки над уровнем моря составляет 114,2 м. Протяжённость Москвы (без учёта чересполосных участков) с севера на юг в пределах МКАД — 38 км, за пределами МКАД — 51,7 км, с запада на восток — 39,7 км.

Город располагается на обоих берегах реки Москвы в её среднем течении. Помимо этой реки, на территории города протекает несколько десятков других рек, наиболее крупные из которых — притоки Москвы, в частности Сходня, Химка,Пресня, Неглинная, Яуза и Нищенка (левые), а также Сетунь, Котловка и Городня (правые). Многие малые реки (Неглинная, Пресня и др.) в пределах города протекают в коллекторах. В Москве много и других водоёмов: более 400 прудов и несколько озёр.

Климат Москвы — умеренно-континентальный, с чётко выраженной сезонностью. Зима (период со среднесуточной температурой ниже 0 °C) в среднем длится со второй декады ноября (10 ноября) до второй декады марта (20 марта). Дневная температура в среднем опускается ниже 0 °C с 20 ноября и возвращается к положительным значениям 5 марта. В период календарной зимы могут отмечаться непродолжительные (3—5 дней) периоды сильных морозов (с ночной температурой до 20 °C, редко до 25..30 °C). При этом в декабре и начале января часты оттепели, когда температура с 5..10 °C поднимается до 0 °C и выше, иногда достигая значений в +5..+10 °C. По данным метеостанции ВВЦ (норма 1981—2010), самым холодным месяцем года является февраль (его средняя температура составляет 6,7 °C). Переходные сезоны достаточно коротки. Иногда практически летние температуры регистрируются в начале апреля, в то же время в конце мая — начале июня случаются возвраты холодов. Лето (период с дневной температурой выше +20 °C и среднесуточной выше +15 °C) длится с третьей декады мая (23 мая) до конца августа (29 августа), дневная температура часто превышает 30-градусную отметку (в среднем 6—8 дней за летний сезон, в 2010 г. — 1,5 месяца. 35-градусная отметка за последние 30 лет достигалась 18 раз, из них 16 — в 2010 году). Самым тёплым месяцем является июль (его средняя температура за период 1981—2010 гг. составляла +19,2 °C).

Среднегодовая температура по наблюдениям 1981—2010 гг. составляет +5,8 °C. Самым тёплым за всю историю метеонаблюдений в столице был 2008 г. — тогда средняя температура составила +7,3 °C, самый холодный — 1888 год (+1,7 °C). По норме 1961—1990 среднегодовая температура составляла +5,0 °C. Среднегодовая скорость ветра — 2,3 м/с. Среднегодовая влажность воздуха — 77 %, в декабре достигает 85 %, в мае опускается до 64 %.

Самая высокая температура воздуха за 130-летний период наблюдений отмечалась 29 июля 2010 года и составила +38,2 °C на метеостанции ВВЦ, +39,0 °C наметеостанции «Балчуг» в центре города и в аэропорту Домодедово в период аномальной жары.Самая низкая температура зарегистрирована 17 января 1940 года и составила 42,2 °C (метеостанция ТСХА), на опорной метеостанции Москвы — ВВЦ — абсолютный минимум составляет 38,1 °C (январь 1956 г.).

За год в Москве и прилегающей к ней территории выпадает 600—800 мм атмосферных осадков, из них большая часть приходится на летний период. Уровень осадков изменяется в достаточно большом диапазоне, и возможно как их большое количество (например, в июле 2008 г. — 180 мм осадков), так и малое (например: в июле 2010 г. выпало всего 13 мм осадков). Продолжительность светового дня колеблется от 7 часов 00 минут 21 декабря до 17 часов 34 минут 21 июня. Максимальная высота солнца над горизонтом — от 11° 21 декабря до 58° 21 июня.

Наименование потребителей теплоты в микрорайоне и их исходные данные сводятся в таблицу 1.

Таблица 1-Наименование потребителей теплоты

Наименование потребителей

Количество, шт.

Наружный объем здания Vн, м3

Внутренняя температура tвн, 0С

Удельный расход тепла, Вт/м3К

Количество потребителей, m

Норма расхода воды, а, л/сут

Коэффициент часовой неравномерности, к

На отопление q0

На вентиляцию qв

1.Жилой дом

2.Жилой дом

3.Школа

4.Детский сад

5.Больница

6.Гостиница

7.Магазин

8.Спортивный клуб

9.Баня

10.Клуб

11.Театр

12.Прачечная

13.Гаражи

14.Поликлиника

15.Столовая

16.Кинотеатр

17.Пожарная часть

18.Роддом

19.Универмаг

20.Военкомат

20000

30000

15000

5000

15000

10000

15000

10000

5000

10000

5000

10000

15000

10000

0,44

0,42

0,41

0,44

0,37

0,41

0,38

0,35

0,29

0,38

0,34

0,38

0,64

0,42

0,38

0,37

0,53

0,42

0,36

0,44

0.09

0.13

0,30

0.08

0,09

0,23

1,10

0,27

0,48

0,91

0,81

0,29

0,76

0,45

0,10

0,33

0,31

0,09

340

500

700

250

170

250

170

700

170

250

170

110

120

180

160

120

180

2,7

2,5

3,3

1,5

Климатические данные представляются в таблице 2.

Таблица 2 – Климатические данные города

Температура наружного воздуха отопительный период, 0С

Скорость ветра в январе, м/сек

Продолжительность отопительного периода, по,сутки

Абсолютный минимум

Расчетная для отопления,

tно

Расчетная для вентиляции, tнв

Расчетная средняя, tср

-40

-25

-14

-3,2

4,9

205

Продолжительность стояния температур представляется в таблице 3.

Таблица 3 – Продолжительность стояния температур

Температура наружного воздуха, 0С

-35

-30

-25

-20

-15

-10

-5

Продолжительность стояния температур, час

121

237

470

660

1881

1561

639

Средняя температура по месяцам в проектируемом населенном пункте представляется в таблице 4.

Таблица 4 – Средняя температура по месяцам

Месяц	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII
Температура, 0С	-10,2	-9,6	-4,7	4	11,6	15,8	18,1	16,2	10,6	4,2	-2,2	-7,6

2.2 Разработка плана тепловой сети и выбор схемы трассы

При проектировании сетей от одного источника теплоснабжения выбирается простая радиальная сеть с постепенным уменьшением диаметра по мере удалении от станции и снижении тепловой нагрузки. Такая сеть является наиболее дешевой по начальным затратам, требует наименьшего расхода металла на сооружение и весьма проста в эксплуатации.

Трассы прокладываются вдоль дороги с уклоном 0,002

2.3 Расчёт тепловых нагрузок

2.3.1 Определяется расход тепла на отопление , кВт, по формуле

(1)[1]

где - удельная отопительная характеристика, Вт/;

- наружный строительный объем здания, м3;

- температура внутри помещения, 0С;

- температура наружного воздуха для системы отопления,0С.

Qо=0,4115000(16-(-25)) 10-3=252,15кВт

2.3.2 Определяется расход тепла для вентиляции Qв, кВт, по формуле

(2)[1]

где qв - удельный расход тепла на вентиляцию, Вт/(м3К);

- температура внутри помещения, 0С;

tн.в. – температура наружного воздуха для вентиляции, 0С.

Qв=0,0915000(16-(-14)) 10-3=40,5кВт

2.3.3 Определяется расход тепла на горячее водоснабжение, , кВт, по формуле

(3)[1]

где К – коэффициент часовой неравномерности потребления горячей воды;

m – количество потребителей, чел;

a – норма расхода воды, л/сут;

tг – температура горячей воды, 0С,tг=65 0С;

tх – температура холодной воды, 0С,tх=5 0C;

C – теплоемкость воды, кДж/(кг·К), С=4,19 кДж/(кг·К).

Расчет тепловых нагрузок произведен для школы, для остальных объектов расчет производится аналогично, и результаты сводятся в таблицу 5.

Таблица 5

Наименование потребителей

Расходы тепла, кВт

Суммарная нагрузка для одного потребителя, кВт

Суммарный расход для всех потребителей, кВт

на отопление,

на вентиляцию,

на горячее водоснабжение,

на отопление,

на вентиляцию,

на горячее водоснабжение,

1.Жилой дом

2.Жилой дом

3.Школа

4.Детский сад

5.Больница

6.Гостиница

7.Магазин

8.Спортивный клуб

9.Баня

10.Клуб

11.Театр

12.Прачечная

13.Гаражи

14.Поликлиника

15.Столовая

16.Кинотеатр

17.Пожарная часть

18.Роддом

19.Универмаг

20.Военкомат

Итого

378,40

541,80

252,15

99,00

249,75

264,45

152,00

215,25

145,00

155,80

136,00

152,00

112,00

189,00

155,80

144,30

106,00

189,00

216,00

189,20

40,50

22,10

153,00

38,40

26,10

103,50

429,00

81,00

139,20

263,90

97,20

98,60

228,00

126,00

14,50

112,20

134,85

28,80

293,82

436,46

48,88

31,43

261,88

384,08

64,30

87,29

118,72

5,19

18,55

11,78

5,94

79,14

21,39

11,78

178,08

94,57

6,93

672,22

978,26

341,53

152,53

664,63

686,93

242,40

406,04

692,72

241,99

280,39

434,45

220,98

293,54

462,94

291,69

132,28

479,28

445,42

224,93

3784,00

2709,00

252,15

198,00

249,75

264,45

608,00

215,25

145,00

155,80

136,00

152,00

112,00

189,00

155,80

144,30

106,00

189,00

216,00

189,20

10170,70

40,50

44,20

153,00

38,40

104,40

103,50

429,00

81,00

139,20

263,90

97,20

98,60

228,00

126,00

14,50

112,20

134,85

28,80

2237,25

2938,24

2182,29

48,88

62,85

261,88

384,08

257,22

87,29

118,72

5,19

18,55

11,78

5,94

79,14

21,39

11,78

178,08

94,57

6,93

6779,99

2.4.1 Определяется средний расход тепла на отопление , МВт, по формуле

, (4) [1]

где - средняя температура наружного воздуха за отопительный период, 0С

=4,93МВт

2.4.2 Определяется годовой расход тепла на отопление , МВт, по формуле

, (5) [1]

где - продолжительность отопительного сезона, сутки

24232,69МВт

2.4.3 Определяется средний расход тепла на вентиляцию , МВт, по формуле

(6) [1]

2.4.4 Определяется годовой расход тепла на вентиляцию , МВт, по формуле

(7)[1]

4803,73 МВт

2.4.5 Определяется средний расход тепла на горячее водоснабжение , МВт, по формуле

, (8)[1]

где - температура холодной воды летом, 0С,

– температура холодной воды зимой, 0С,

- коэффициент, учитывающий снижение расхода теплоты на горячее водоснабжение в летний период,

МВт

2.4.6 Определяется годовой расход тепла на горячее водоснабжение , МВт, по формуле

(9)[1]

Вт

2.4.7 Определяется суммарный годовой расход тепла , МВт, по формуле

(10)[1]

66302,74МВт

2.5 Расчет и построение графиков потребления тепла

Графики бывают часовые, по месяцам и годовые. Пользуясь графиком часовой нагрузки, можно определить необходимое количество тепла при любой температуре наружного воздуха. Годовой график нагрузки строится для определения годового расхода тепла, экономичного режима работы и ремонта оборудования. При построении графиков расхода по месяцам необходимо учитывать среднемесячную температуру наружного воздуха.

Для определения годового расхода тепла, экономичного расчета работы оборудования и составления графика его ремонта строят график годовой продолжительности тепловой нагрузки. График годовой продолжительности отопительной нагрузки представлен в приложении Г курсового проекта, в приложении B дается график расхода тепла по месяцам.

2.5.1 Определяется среднемесячный расход тепла на отопление , МВт, по формуле

, (11)[1]

где - средняя температура наружного воздуха за месяц, 0С.

6,61 МВт

2.5.2 Определяется среднемесячный расход тепла на вентиляцию , МВт, по формуле

(12)[1]

МВт

2.5.3 Определяется среднемесячный расход тепла на горячее водоснабжение , МВт, по формуле

(13)[1]

= 6,78МВт

2.5.4 Определяется суммарная среднемесячная нагрузка , МВт, по формуле

(14)[1]

МВт

Расчет среднемесячных нагрузок выполнен для января, для остальных месяцев расчет производится аналогично, результаты сводятся в таблицу 6

Таблица 6 – Расчет среднемесячных нагрузок

Месяц	Нагрузка на отопление, МВт	Нагрузка на вентиляцию, МВт	Нагрузка на горячее водоснабжение, МВт	Суммарная нагрузка, МВт
Январь	6,61	1,97	6,78	15,36
Февраль	6,47	1,92	6,78	15,17
Март	5,29	1,57	6,78	13,64
Апрель	3,19	0,95	6,78	10,92
Май	1,36	0,41	6,78	8,55
Июнь	-	-	4,52	4,52
Июль	-	-	4,52	4,52
Август	-	-	4,52	4,52
Сентябрь	1,60	0,48	6,78	8,86
Октябрь	3,14	0,94	6,78	10,86
Ноябрь	4,68	1,39	6,78	12,86
Декабрь	5,98	1,78	6,78	14,54

2.6 Регулирование отпуска тепла. Температурный график качественного регулирования

В данном курсовом проекте применяется качественное регулирование отпуска теплоты, то есть регулирование осуществляется изменением температуры воды в подающем теплопроводе.

2.6.1 Определяется температура сетевой воды в подающем теплопроводе ,0С, по формуле

, (15) [1]

где – температура в подающем теплопроводе, ,

– температура воды в обратном теплопроводе, ,

- среднемесячная температура наружного воздуха,

110,150С

2.6.2 Определяется температура обратной сетевой воды ,, по формуле

(16) [1]

0С

Расчет температур воды в подающем и обратном трубопроводах выполнен для января, расчет для других месяцев производится аналогично, результаты сводятся в таблицу 7

Таблица 7

месяц	Температура в подающем трубопроводе, ,	Температура в обратном трубопроводе, ,
1	2	3
Январь	110,15	58,16
Февраль	108,47	57,62
Март	94,53	52,95
Апрель	70,00	44,88
Май	70,00	44,88
Июнь	70,00	44,88
Июль	70,00	44,88
Август	70,00	44,88
Сентябрь	70,00	44,88
Октябрь	70,00	44,88
Ноябрь	87,22	50,37
Декабрь	102,84	55,77

Температурный график качественного регулирования представлен в приложении Д.

2.7 Разработка схемы ИТП, расчет и подбор элеватора

2.7.1 Определяется коэффициент смешения элеватора , по формуле

, (17) [1]

где – температура смешанной воды после элеватора, , [2];

2.7.2 Определяется требуемая разность напора в подающем и обратном трубопроводе , м, по формуле

, (18) [1]

где - потери напора в системе отопления, м, [2];

2.7.3 Определяется массовый расход сетевой воды , т/ч, по формуле

(19) [1]

2.7.4 Определяется диаметр горловины элеватора , мм, по формуле

(20) [1]

2.7.5 Определяется диаметр сопла , мм, по формуле

(21) [1]

Расчет выполнен для жилого дома . Для остальных объектов расчет производится аналогично, результаты сводятся в таблицу 8.

Таблица 8

Наименование потребителя		, м	, т/ч	, мм	, мм	Номер элеватора	Количество элеваторов
1	2	3	4	5	6	7	8
Жилой дом	2,53	20,93	4,06	21,41	6,07	2	10
Жилой дом	2,53	20,93	5,82	23,42	6,63	2	5
Школа	2,53	20,93	2,71	19,34	5,48	2	1
Детский сад	2,53	20,93	1,06	15,31	4,34	1	2
Больница	2,53	20,93	2,68	19,30	5,47	2	1
Гостиница	2,53	20,93	2,84	19,58	5,55	2	1
Магазин	2,53	20,93	1,63	17,04	4,83	1	4
Спортивный клуб	2,53	20,93	2,31	18,59	5,27	1	1
Баня	2,53	20,93	1,56	16,84	4,77	1	1
Клуб	2,53	20,93	1,67	17,15	4,86	1	1
Театр	2,53	20,93	1,46	16,58	4,70	1	1
Продолжение таблицы 8
1	2	3	4	5	6	7	8
Прачечная	2,53	20,93	1,63	17,04	4,83	1	1
Гаражи	2,53	20,93	1,20	15,79	4,47	1	1
Поликлиника	2,53	20,93	2,03	18,00	5,10	1	1
Столовая	2,53	20,93	1,67	17,15	4,86	1	1
Кинотеатр	2,53	20,93	1,55	16,82	4,77	1	1
Пожарная часть	2,53	20,93	1,14	15,58	4,41	1	1
Роддом	2,53	20,93	2,03	18,00	5,10	1	1
Универмаг	2,53	20,93	2,32	18,61	5,27	1	1
Военкомат	2,53	20,93	2,03	18,00	5,10	1	1

Данные элеваторов приведены в таблице 9

Таблица 9 – Данные элеваторов

№ элеватора

L, мм

А, мм

С, мм

, мм

Фланцы, мм

Внутренний диаметр присоединительных патрубков, мм

Длина сопла, мм

Вес элеватора, кг

Входной, D1

Входной, D2

Подсоса, D3

Входной, d1

Выходной, d2

Подсоса, d3

полная

Со сменной части

425

110

145

160

110

100

2.8 Гидравлический расчет тепловой сети

2.8.1 Определяется расход теплоносителя на участке G, кг/с, по формуле

, (22) [1]

где - расход тепла на участке, кВт

2.8.2 Определяется диаметр трубопровода , мм

2.8.3. Определяется скорость теплоносителя W=1,13, м/с

W=1,13м/с

2.8.4. Определяется удельное падение давления на участке R, Па/м

R=54,60 Па/м

2.8.5 Определяются потери давления по длине pл, Па, по формуле

, (23) [1]

где - длина участка, м

2.8.6 Определяется эквивалентная длина участка , м, по формуле

(24) [1]

2.8.7 Определяются потери давления на местные сопротивления , Па, по формуле

(25) [1]

2.8.8 Определяются полные потери давления на участке , Па, по формуле

(26) [1]

2.8.9 Определяются потери напора на участке , м, по формуле

, (27) [1]

где - плотность воды, кг/м3, =946,3 кг/м3 [3]

- ускорение свободного падения, м/с2, =9,81 м/с2

Гидравлический расчет произведен для участка 0-1. Расчет для других участков производится аналогично, результаты заносятся в таблицу 10.

Таблица 10 – Результаты гидравлического расчета

№ участка	Расход ,кг/с	Длина участка	Условный диаметр dу,мм	Наружный диаметр dн, мм	Скорость W, м/с	Удельные потери R, Па/м	Потери давления, Па	Потери напора, , м
			экв
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
0-1	57,24	100	30,00	250	273X7	1,13	54,60	5460,00	1638,00	7098,00	0,76
1-2	48,12	100	30,00	250	273X7	0,95	38,80	3880,00	1164,00	5044,00	0,54
2-3	39,32	100	30,00	250	273X7	0,77	25,60	2560,00	768,00	3328,00	0,36
3-4	30,54	100	30,00	200	291X6	0,93	49,30	4930,00	1479,00	6409,00	0,69
4-5	20,45	100	30,00	175	194X5	0,78	40,80	4080,00	1224,00	5304,00	0,57
5-6	10,08	100	30,00	125	133X4	0,85	76,70	7670,00	2301,00	9971,00	1,07
6-7	2,07	50	15,00	70	76Х3,5	0,56	73,60	3680,00	1104,00	4784,00	0,52
1-8	9,13	70	21,00	100	108X4	1,20	207,80	14546,00	4363,80	18909,80	2,04
8-9	0,46	50	15,00	32	38X2,5	0,56	200,20	10010,00	3003,00	13013,00	1,40
8-10	2,92	50	15,00	70	76X3,5	0,81	154,80	7740,00	2322,00	10062,00	1,08
8-11	5,75	70	21,00	80	89X3,5	1,15	247,40	17318,00	5195,40	22513,40	2,43
11-12	2,01	50	15,00	70	76X3,5	0,56	73,60	3680,00	1104,00	4784,00	0,52
11-13	3,75	70	21,00	70	76X3,5	1,06	265,80	18606,00	5581,80	24187,80	2,61
13-14	0,72	50	15,00	40	45X2,5	0,60	175,00	8750,00	2625,00	11375,00	1,23
13-15	3,02	70	21,00	70	76X3,5	0,84	165,70	11599,00	3479,70	15078,70	1,62
15-16	2,01	70	21,00	70	76X3,5	0,56	73,60	5152,00	1545,60	6697,60	0,72
15-17	1,02	70	21,00	50	57X3,5	0,54	106,60	7462,00	2238,60	9700,60	1,04
2-18	8,80	70	21,00	100	108X4	1,20	207,80	14546,00	4363,80	18909,80	2,04
18-19	0,72	50	15,00	40	45X2,5	0,60	175,00	8750,00	2625,00	11375,00	1,23
18-20	8,08	70	21,00	100	108X4	1,06	164,20	11494,00	3448,20	14942,20	1,61
20-21	2,01	50	15,00	70	76X3,5	0,56	73,60	3680,00	1104,00	4784,00	0,52
20-22	6,07	70	21,00	80	89X3,5	1,19	264,70	18529,00	5558,70	24087,70	2,59
22-23	0,72	50	15,00	40	45X2,5	0,60	175,00	8750,00	2625,00	11375,00	1,23
22-24	5,35	70	21,00	80	89X3,5	1,07	214,40	15008,00	4502,40	19510,40	2,10
24-25	2,05	50	15,00	70	76X3,5	0,56	73,60	3680,00	1104,00	4784,00	0,52
24-26	3,30	70	21,00	70	76X3,5	0,89	188,50	13,20	3,96	17,15	0,002
26-27	2,01	70	21,00	70	76X3,5	0,89	188,50	13195,00	3958,50	17153,50	1,85
27-28	1,30	50	15,00	70	57X3,5	0,56	73,60	3680,00	1104,00	4784,00	0,52
3-29	8,78	70	21,00	50	108X4	0,69	173,10	12117,00	3635,10	15752,10	1,70
29-30	2,92	70	21,00	100	76X3,5	1,20	207,80	14546,00	4363,80	18909,80	2,04
29-31	5,86	50	15,00	70	89X3,5	0,81	154,80	7740,00	2322,00	10062,00	1,08
31-32	0,72	70	21,00	80	45X2,5	1,15	247,40	17318,00	5195,40	22513,40	2,43
31-33	5,14	50	15,00	40	89X3,5	0,60	175,00	8750,00	2625,00	11375,00	1,23
33-34	0,67	70	21,00	80	45X2,5	0,99	188,80	13216,00	3964,80	17180,80	1,85
33-35	4,47	50	15,00	40	89X3,5	0,56	165,40	8270,00	2481,00	10751,00	1,16
Продолжение таблицы 10
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
35-36	2,01	70	21,00	80	76X3,5	0,87	142,40	9968,00	2990,40	12958,40	1,40
35-37	2,46	50	15,00	70	76X3,5	0,56	73,60	3680,00	1104,00	4784,00	0,52
37-38	2,01	70	21,00	70	76X3,5	0,70	115,10	8057,00	2417,10	10474,10	1,13
37-39	0,46	50	15,00	70	38X2,5	0,56	73,60	3680,00	1104,00	4784,00	0,52
4-40	10,08	70	21,00	32	108X4	0,56	200,20	14014,00	4204,20	18218,20	1,96
40-41	2,01	70	21,00	100	76X3,5	1,33	256,50	17955,00	5386,50	23341,50	2,51
40-42	8,08	70	21	100	108X4	1,06	164,20	11494,00	3448,20	14942,20	1,61
42-43	2,92	50	15	70	76X3,5	0,81	154,80	7740,00	2322,00	10062,00	1,08
42-44	5,16	70	21,00	80	89X3,5	0,99	188,80	13216,00	3964,80	17180,80	1,85
44-45	1,43	50	15,00	50	57X3,5	0,74	200,80	10040,00	3012,00	13052,00	1,41
44-46	3,73	70	21,00	70	76X3,5	1,06	265,80	18606,00	5581,80	24187,80	2,61
46-47	1,33	50	15,00	50	57X3,5	0,69	173,10	8655,00	2596,50	11251,50	1,21
46-48	2,40	70	21,00	70	76X3,5	0,67	106,00	7420,00	2226,00	9646,00	1,04
48-49	2,01	50	15,00	70	76X3,5	0,56	73,60	3680,00	1104,00	4784,00	0,52
48-50	0,39	70	21,00	32	38X2,5	0,48	134,90	9443,00	2832,90	12275,90	1,32
5-51	10,37	70	21,00	100	108X4	1,33	256,50	17955,00	5386,50	23341,50	2,51
51-52	1,98	50	15,00	70	76X3,5	0,56	73,60	3680,00	1104,00	4784,00	0,52
51-53	8,39	70	21,00	100	108X4	1,13	185,20	12964,00	3889,20	16853,20	1,82
53-54	0,87	50	15,00	40	45X2,5	0,73	261,40	13070,00	3921,00	16991,00	1,83
53-55	7,52	70	21,00	100	108x4	0,98	140,50	9835,00	2950,50	12785,50	1,38
55-56	2,92	50	15,00	70	76X3,5	0,81	154,80	7740,00	2322,00	10062,00	1,08
55-57	4,60	70	21,00	80	89X3,5	0,91	155,60	10892,00	3267,60	14159,60	1,53
57-58	1,38	50	15,00	50	57X3,5	0,74	200,80	10040,00	3012,00	13052,00	1,41
57-59	3,22	70	21,00	70	76X3,5	0,89	188,50	13195,00	3958,50	17153,50	1,85
59-60	2,01	50	15,00	70	76X3,5	0,56	73,60	3680,00	1104,00	4784,00	0,52
59-61	1,21	70	21,00	50	57X3,5	0,64	147,50	10325,00	3097,50	13422,50	1,45
6-62	8,02	70	21,00	100	108X4	1,06	164,20	11494,00	3448,20	14942,20	1,61
62-63	0,84	50	15,00	40	45X2,5	0,70	238,20	11910,00	3573,00	15483,00	1,67
62-64	7,18	70	21,00	100	108X4	0,96	133,00	9310,00	2793,00	12103,00	1,30
64-65	0,72	50	15,00	40	45X2,5	0,60	175,00	8750,00	2625,00	11375,00	1,23
64-66	6,46	70	21,00	100	108X4	0,85	105,10	7357,00	2207,10	9564,10	1,03
66-67	2,92	50	15,00	70	76X3,5	0,81	154,80	7740,00	2322,00	10062,00	1,08
66-68	3,54	70	21,00	70	76X3,5	1,00	233,60	16352,00	4905,60	21257,60	2,29
68-69	2,01	50	15,00	70	76X3,5	0,56	73,60	3680,00	1104,00	4784,00	0,52
68-70	1,53	70	21,00	50	57X3,5	0,80	236,50	16555,00	4966,50	21521,50	2,32
70-71	0,88	50	15,00	40	45X2,5	0,73	261,40	13070,00	3921,00	16991,00	1,83
71-72	0,66	70	21,00	40	45X2,5	0,55	147,10	10297,00	3089,10	13386,10	1,44

2.9 Построение пьезометрического графика

2.9.1 Определяется длина магистрали , м, по формуле

(28) [1]

100+100+100+100+50 = 650 м

2.9.2 Определяются потери напора в подающей (обратной) магистрали (), м, по формуле

(29) [1]

2.9.3 Определяется полный напор , м, по формуле

, (30) [1]

где - предварительный напор на всасывающей части сетевого насоса, м, = 15 м [2];

- потери напора в источнике, м, [2];

- потери напора у абонента, м, [2].

Пьезометрический график представляется в приложении З

2.10 Подбор сетевых и подпиточных насосов

Выбор насосов производится по заданному напору и производительности.

2.10.1 Определяется производительность сетевого насоса , т/ч, по формуле

, (31) [1]

где - расход тепла на участке 0 – 1.

2.10.2 Определяется напор сетевого насоса , м, по формуле

(32) [1]

По полученным данным принимаются к установке два сетевых насоса марки НКУ-250/70, один из них резервный. Техническая характеристика насоса приведена в таблице 11.

Таблица 11 – Техническая характеристика сетевого насоса

Обозначение насоса	Подача Q, м3/ч	Напор Н, м	Частота вращения об/мин	Электродвигатель	Габаритные размеры, мм	Масса, кг
				Тип	Мощность, кВт	Длина	Ширина	Высота
НКУ-250/70	250	75	1470	4A 280S4	110	2100	840	1157	1614

2.10.3 Определяется расход воды на горячее водоснабжение , кг/с, по формуле

(33) [1]

2.10.4 Определяется производительность подпиточного насоса , т/ч, по формуле

(34) [1]

Напор подпиточного насоса равен высоте самого высокого здания, = 30м . Принимается к установке два подпиточных насоса марки К160-30, один из них резервный.

Техническая характеристика насоса представлена в таблице 12.

Таблица 12 – Техническая характеристика подпиточного насоса

Обозначение насоса	Подача Q, м3/ч	Напор Н, м	Допустимый кавитационный запас, м	Мощность, кВт	КПД, %	Частота вращения об/мин	Характеристика насоса
							Но.н., м	Но.н., м
К160-30	160	30	4,5	18	78	1450	42,6	6300

2.11 Выбор изоляции

Таблица 13 – Техническая характеристика изоляции

Материал изделие, ГОСТ или ТУ	Средняя плотность конструкции p, кг/0С	Теплопроводность теплоизоляционного материала в конструкции к, Вт/(м0С)	Температура применения, 0С	Группа горючести
		Для поверхностей с температурой, 0С
		20 и выше	19 и выше
Пенополиуретен ППУ-331/3	40-60		0,036-0,031	-180 - 120	Горючий

Таблица 14 – Техническая характеристика покровного материала

Материал, ГОСТ, ТУ

Применяемая толщина, мм

Группа горючести

Стеклопластик покровный листовой СТПЛ,

ТУ 36-1583-88, марки:

СТПЛ СБ

0,3

Трудногорючий

2.11.1 Определяется толщина изоляции, , мм, по формуле

, (35) [1]

где - наружный диаметр теплопровода, мм;

- коэффициент теплопроводности изоляции, Вт/(мК);

- норма плотности теплового потока, Вт/м, выбирается по таблице Приложений XVI, XVII.

Расчет тепловой изоляции выполнен для трубопровода одного диаметра. Для остальных трубопроводов расчет изоляции производится аналогично, результаты расчета сводятся в таблицу 15.

Таблица 15 – Толщина тепловой изоляции

Условный диаметр, мм	Толщина изоляции, мм
250	88,73
200	84,16
175	98,32
125	72,31
100	61,92
80	58,34
70	54,10
50	47,33
40	43,27
32	39,32

2.12 Выбор и расстановка опор

Расстояние между подвижными и неподвижными опорами выбираются в зависимости от диаметра трубопровода и параметров теплоносителя и заносятся в таблицу 16.

Таблица 16 – Расстояние между опорами

Условный диаметр, мм	Расстояние между неподвижными опорами, м
250	120
200	120
175	100
125	90
100	80
80	80
70	70
50	60
40	60
32	40

2.13 Расчет компенсаторов для главной магистрали

2.13.1 Определяется расчетное тепловое удлинение , мм, по формуле

, (36) [1]

где – коэффициент теплового удлинения материала, мм/м0С, мм/м0С [2];

– расстояние между неподвижными опорами, м.

В зависимости от величины расчетного теплового удлинения, по номограмме определяются размеры компенсатора в соответствии с рисунком 1.

В – спинка; Н – вылет; Н1, Н2 – неподвижные опоры.

Рисунок 1 – Компенсатор

Таблица 17 – Размеры компенсаторов

№ участка	Компенсатор	Условный диаметр, dу, мм	Длина участка, м	Расчетное тепловое удлинение, мм	Спинка, В, м	Вылет, Н, м
1	2	3	4	5	6	7
Н1-Н2	К1	250	100	109,38	4,5	4,5
Н2-Н3	К2	250	100	109,38	4,5	4,5
Н3-Н4	К3	250	100	109,38	4,5	4,5
Н4-Н5	К4	200	100	109,38	4	4
Н5-Н6	К5	175	100	109,38	4	4
Н6-Н7	К6	125	50	54,69	2,2	2,2
Н7-Н8	К7	125	50	54,69	2,2	2,2
Н8-Н9	К8	80	50	54,69	1,7	1,7

2.14 Водоподготовка и водно – химический режи

Для открытых и закрытых систем теплоснабжения с вакуумными деаэраторами следует использовать питьевую воду по ГОСТ2874-86. Для закрытых систем теплоснабжения при наличии термических деаэраторов (ДА) допускается использование технической воды.

Технологические аппараты, от которых могут поступать в общие тепловые сети через водоподогреватели при обеспечении давления в промежуточном контуре ниже давления в тепловой сети. при этом следует предусматривать установку ( в промежуточном контуре ) проботборных точек для контроля за наличием примесей в воде.

Расход и качество воды для подпиточных сетей, а также число и емкость баков-аккмуляторов открытых системах теплоснабжения и баков запаса подпиточной воды в закрытых системах теплоснабжения следует принимать по действующим нормам ПТЭ Минэнерго.

Заключение

В курсовом проекте разработана система теплоснабжения для микрорайона города Москвы, которая обеспечивает бесперебойную подачу тепла по всем потребителям данного микрорайона.

Посчитаны годовой расход тепла на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение, суммарный расход для всех потребителей микрорайона составляет.

По данным гидравлического расчета выбраны диаметры трубопроводов , а также посчитаны потери напора на магистрали.

Построил пьезометрический график, для этого определил длину магистрали, потери напора 4,23 м и полный напор 58,46 м.

К установке принято два сетевых насоса марки НКУ-250/70 и два подпиточных насоса марки К160-30

Для уменьшения тепловых потерь в качестве изоляционного материала выбираемПенополиуретенППУ-331/3, в качестве покровного материала используем стеклопластик рулоновый.

Все это обеспечивает качественную и экономичную работу системы теплоснабжения в г. Москве.

Список использованных источников

1 Смирнова, М.В Теплоснабжение [Текст]/ М.В.Смирнова Учеб. Пособие.-Волгоград:Ин-Фолио, 2009– 310с.

2 Голубков, Б.Н. Теплотехническое оборудование и теплоснабжение промышленных предприятий [Текст] / Б.Н. Голубков -М.:Энергия, 1979 – 340с.

3 Ривкин, С.А. Термодинамические свойства воды и водяного пара[Текст] / С.А.Ривкин –М.: Энергоатомиздат, 1984 – 310с.

4 Кострикин, Ю.М. Водоподготовка и водно – химический режим энергообъектов [Текст] / Ю.М.Кострикин –М.: Энергоатомиздат, 1990 – 230с.

Приложение А

З А Д А Н И Е

на курсовое проектирование по МДК 01.02

студенту

специальности курса группы

Кузнецкого индустриального техникума

Тема задания

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Курсовой проект выполняется в следующем объеме:

І. ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

II. ГРАФИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ПРОЕКТА

Лист 1.

Лист 2.

Лист 3.

Рекомендуемая литература

Календарный план выполнения курсового проекта

№ п.п.	Содержание работ	Примерный объем работы в %	Месяцы и дни выполнения
			18.03	25.03	1.04	8.04	15.04	22.04	24.04	6.05	13.05
	Введение
	1 Общая часть
	1.1
	1.2
	2 Специальная часть
	2.1




	Графическая часть
	Защита										*

Дата выдача “ “ 20 г.

Срок окончания “ “ 20 г.

Преподаватель – руководитель курсового проекта .

Утверждено предметной (цикловой) комиссией, протокол №

Руководитель цикловой комиссии

Задание вкладывается в пояснительную записку к курсовому проекту.

Разработка системы теплоснабжения жилого микрорайона в г.Москве, обеспечивающая бесперебойную подачу тепла всем объектам