1.2 Выбор типа прокладки тепловой сети

Теплопроводы прокладываются надземным и подземным способом.

Подземные теплопроводы. Все конст­рукции подземных теплопроводов можно разделить на две группы: канальные и бес­канальные.

В канальных теплопроводах изоляцион­ная конструкция разгружена от внешних на­грузок грунта стенками канала.

В бесканальных теплопроводах изоля­ционная конструкция испытывает нагруз­ку грунта.

Каналы сооружаются проходными и не­проходными.

Основное преимущество проходных ка­налов - постоянный доступ к трубопрово­дам. Проходные каналы позволяют заме­нять и добавлять трубопроводы, проводить ревизию, ремонт и ликвидацию аварий на трубопроводах без разрушения дорож­ных покрытий и разрытия мостовых. Про­ходные каналы применяются обычно на вы­водах от теплоэлектроцентралей и на ос­новных магистралях промплощадок круп­ных предприятий. В последнем случае в об­щем проходном канале прокладываются все трубопроводы производственного назначе­ния (паропроводы, водоводы, трубопрово­ды сжатого воздуха).

Большинство теплопроводов прокла­дывается в непроходных каналах или бесканально.

Беска­нальные теплопроводы находят применение в том случае, когда они по надежности и долговечности не уступают теплопроводам в непроходных каналах и даже превосходят их, являясь более эконо­мичными по сравнению с последними по начальной стоимости и трудозатратам на сооружение и эксплуатацию.

Надземные теплопроводы прокладывают на отдельно стоящих опорах (низких и высоких) и мачтах, на эстакадах со сплошным пролетным строением в виде ферм или балок и на тягах, прикрепленных к вер­хушкам мачт (вантовые конструкции). На промышленных предприя­тиях применяют иногда упрощенные прокладки: на консолях по конструкциям зданий и подставках по кры­шам зданий.

Для данного курсового проекта выбираем подземный способ прокладки теплопроводов, бесканальный. В местах ответвления потребителей предусматривается устройство тепловых камер, в которых располагается арматура (задвижки, вентили, краны, обратные клапаны).

Арматура, применяемая в тепловых сетях, по назначению подраз­деляется на запорную, регулировочную, предохранительную (защит­ную), дросселирующую, конденсатоотводящую и контрольно-измери­тельную.

Задвижки и вентили служат для отключения систем теплоснабжения потребителей, а также для регулирования количества проходящего теплоносителя через трубопроводы.

Пробковые краны служат только как запорная арматура. Устройство и принцип действия пробковых кранов следующее: теплоноситель через них может, проходит в обе стороны. В системе отопления чаще всего применяют сальниковые пробковые краны.

Краны двойной регулировки служат для регулирования количества теплоносителя, поступающего в нагревательные приборы.

Обратный клапан служит для обеспечения движения теплоносителя только в одном направлении.

К фасонной части трубопроводов относятся: отводы, ответвления, переходы.

Для строительства тепловых сетей используют стальные трубы, соединяемые при помощи электрической или газо­вой сварки. Из стальных труб для тепловых сетей в настоящее время исполь­зуют в основном электросварные с продольным прямым и спираль­ным швом и бесшовные горячедеформированные и холоднодеформированные, изготовляемые из сталей марок Ст. 3, 4, 5, 10, 20 и низко­легированных. Выпускаются электросварные трубы до условного диаметра 1400 мм, бесшовные — 400 мм. Трубопроводы покрывают изоляцией.

2 Специальная часть

2.1 Характеристика района теплоснабжения. Исходные данные для проектирования

Великий Новгород (до 1999 года — Новгород, в средневековье — Господин Великий Новгород) — город на северо-западе России, административный центр Новгородской области, Город воинской славы. Один из древнейших и известнейших городов России. Великий Новгород расположен на Приильменской низменности, на реке Волхов, кремль (исторический центр Софийской стороны города) в 6 км от озера Ильмень, в 552 км к северо-западу от Москвы. Южная граница городского округа Великий Новгород, с 1999 года у Рюрикова Городища и Юрьева монастыря, а северная граница, с 2004 года — микрорайон Кречевицы, расположены на расстоянии более 20 км.

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

Таблица 1- Исходные данные.

Наименование потребителей	Количество, шт	Наружный объём здания, Vн	Внутрення температура, tвн, 0С	Удельный расход тепла Вт/м3К		Количество потребителей, m	Норма расхода воды, а, л/сут	Коэффици ент часовой неравномерности, К
				На отопление q0	На вентиляцию qв
1	2	3	4	5	6	7	8	9
Жилой дом	8	40000	18	0,44	-	480	100	2,7
Магазин	3	5000	15	0,44	-	30	7	3
Школа	2	35000	16	0,41	0,09	700	8	3
Детский сад	3	5000	20	0,44	0,13	100	30	4

Продолжение таблицы 1

1	2	3	4	5	6	7	8	9
Библиотека	1	4850	16	0,50	0,10	200	5	3
Дом отдыха	1	28500	19	0,35	0,23	570	150	2
Театр	1	10000	16	0,34	0,48	300	5	3
Бассейн	1	62000	16	0,35	0,23	300	60	1,5
Полиция	1	9000	18	0,44	0,09	300	5	2,7
Поликлиника	1	25000	20	0,35	0,29	400	6	2
Жилой дом	4	18000	18	0,48	-	300	100	2,7

Климатические данные города представлены в таблице 2

Таблица 2-Климатические данные города

Температура наружного воздуха отопительного периода , 0С					Скорость ветра в январе, м/сек		Продолжительность отопительного периода, по/сут
Абсолютный минимум	Расчетная для отопления,tно	Расчетная для вентиляции, tнв	Расчетная средняя, tср
-45	-27	-12	-4.7	6.6		5280

Продолжительность стояния температур представлена в таблице 3

Таблица 3-Продолжительность стояния температур

Температура наружного воздуха	-40	-35	-30	-25	-20	-15	-10	-5	0	+5	+8
Продолжительность стояния температур	-	5	22	45	131	328	657	999	1244	963	666

Средняя температура по месяцам представлена в таблице 4

Таблица 4-Средняя температура по месяцам

Месяц	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII
Температура	-8,6	-8,4	-4,5	3,3	10,4	15	17,3	15,2	10,1	4,2	-1,1	-5,9

2.2 Разработка плана тепловой сети и выбор схемы трассы

При проектировании сетей от одного источника теплоснабжения рекомендуется, как правило, выбрать простую радиальную 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

Расчетная схема трассы представлена в приложении Б.

2.3 Расчет тепловых нагрузок

2.3.1 Определяется расход тепла на отопление , кВт, по формуле

Q_о = q_o∙ V_н ( t_вн - t_н.о.) ∙ 10^-3

где - удельная отопительная характеристика, Вт/,

- наружный строительный объем здания, м³,

- температура внутри помещения, ⁰С,

- температура наружного воздуха для системы отопления, ⁰С

Q_о = 0,440∙40000(180-(-27)) ∙ 10^-3 = 792 кВт

2.3.2 Определяется расход тепла для вентиляции , кВт, по формуле

где - удельный расход тепла на вентиляцию, Вт/

– температура наружного воздуха для вентиляции, ⁰С

=0,09 ∙ 35000(16-(-27)) ∙ 10^-3=135,45 кВт

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

,

где – коэффициент часовой неравномерности потребления горячей воды,

– количество потребителей, чел,

– норма расхода воды, л/сут,

– температура горячей воды, ⁰С, ^оС

– температура холодной воды, ⁰С, ^оС

– теплоемкость воды, кДж/, кДж/

==377,10 кДж/

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

Таблица 5-Тепловые нагрузки объектов микрорайона

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	2	3	4	5	6	7	8
Жилой дом	792	-	377,10	1169,10	6336	-	3016,80
Магазин	92,40	-	1,83	92,23	277,20	-	5,49
Школа	617,05	135,45	48,88	801,38	1234,10	270,90	97,76
Детский сад	103,40	30,55	34,91	168,86	310,20	91,65	104,73
Библиотека	24,25	20,85	8,73	53,83	24,25	20,85	8,73
Дом отдыха	458,85	301,53	497,56	1257,94	458,85	301,53	497,56
Театр	146,20	206,40	13,09	365,69	146,20	206,40	13,09
Бассейн	933,10	613,18	78,56	1624,84	933,10	613,18	78,56

Продолжение таблицы 5

1	2	3	4	5	6	7	8
Полиция	178,20	36,45	11,48	226,43	178,20	36,45	11,78
Поликлиника	411,25	340,75	13,96	765,96	411,25	340,75	13,96
Жилой дом	388,80	-	174,58	563,38	1555,20	-	698,32

2.4 Расчет годовых расходов тепла

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

,

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

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

,

где - продолжительность отопительного сезона, сутки

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

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

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

,

где - температура холодной воды летом, ⁰С, ;

– температура холодной воды зимой, ⁰С,

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

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

2.4.7 Определяется суммарный годовой расход тепла , МВт, по формуле

2.5 Расчет и построение графика потребления тепла

Для определения годового расхода тепла, экономичного режима работы оборудования и составления графиков его ремонта используют график расхода тепла по продолжительности. Этот график строят на основании длительности стояния температур наружного воздуха и суммарного расчетного расхода тепла на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение.

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

,

где - средняя температура наружного воздуха за месяц, ⁰С

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

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

2.5.4 Определяется суммарная среднемесячная нагрузка , МВт, по формуле

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

Таблица 6 – Нагрузка тепла по месяцам

Месяц	Нагрузка на отопление, МВт	Нагрузка на вентиляцию, МВт	Нагрузка на горячее водоснабжение, МВт	Суммарная нагрузка, МВт
Январь Февраль Март Апрель Май Июнь Июль Август Сентябрь Октябрь Ноябрь Декабрь	6,97 6,91 5,87 3,804 1,915 - - - 1,99 3,56 4,97 6,25	1,66 1,65 1,404 0,909 0,457 - - - 0,476 0,85 1,18 1,182	4,55 4,55 4,55 3,03 3,03 3,03 4,55 4,55 4,55 4,55 4,55	13,18 13,11 1,82 9,26 3,03 3,03 3,03 4,55 7,016 8,96 10,7 11,98

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 падающем теплопроводе , ⁰С, по формуле

, (15)[1]

где – температура в падающем теплопроводе, ,

– температура воды в обратном теплопроводе, ,

- среднемесячная температура наружного воздуха,

2.6.2 Определяется температура обратной сетевой воды , , по формуле

(16)[1]

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

Таблица 7 –Расчет температур в подающем и обратном теплопроводах

Месяц	Температура в падающем трубопроводе, ,	Температура в обратном трубопроводе, ,
1	2	3
Январь	102,83	55,84
Февраль	101,94	55,274
Март	82,03	42,39
Апрель	70	44,35
Май	70	44,35
Июнь	70	44,35
Июль	70	44,35
Август	70	44,35
Сентябрь	70	44,35
Октябрь	70	44,35
Ноябрь	71,56	38,002
Декабрь	86,62	44,47

Температурный график качественного регулирования представлен в приложении Д.