Содержание

Введение …………………………………………………………..3

Содержание для курсовой работы ……………………………………...4

1 Расчет теплового потребления……………………………………5

1.1 Расход теплоты на отопление…………………………………….5

1.2 Расход теплоты на вентиляцию………………………………….16

1.3 Расход теплоты на горячее водоснабжение.................................17

1.4 Построение годового графика тепловой нагрузки……………..20

2 Расчет магистральной тепловой сети…………………………...25

2.1 Определение расхода сетевой воды……………………………...25

2.2 Краткий гидравлический расчет тепловой сети………………..26

2.3 Тепловой расчет теплопроводов………………………………...30

3 Выбор теплофикационного оборудования……………………...34

3.1 Выбор сетевых подогревателей………………………………….34

3.2 Выбор сетевых насосов..................................................................36

Литература………………………………………………………..38

Тюме́нь

Тюме́нь — первый русский город в Сибири, административный центр Тюменского района, административный центр Тюменской области. Образует Городской округ город Тюмень. 

Площадь: 698,5 км²

Погода: 12°C, ветер З, 21 км/ч, влажность 38 %

Местное время: среда 16:41

Население: 581 907 (2010 г.) Организация Объединённых Наций

Географическое положение

Тюмень расположена на юге западной Сибири, на берегу реки Туры, левом притоке Тобола. В 205 км до Кургана, в 325 км до Екатеринбурга, в 246 км до Тобольска, в 437 км до Челябинска и в 678 км до Омска. Расстояние до Москвы 2163 км. Географические координаты: 57°09′ северной широты, 65°32′ восточной долготы, высота над уровнем моря — 60 м

Климат

Климат близок к резко-континентальному. Осадков выпадает немного, в среднем 480 мм в год, преимущественно летом. Характерна резкая смена погоды. Средняя температура января −15 °C, минимальная температура −49,2 °C была зарегистрирована в декабре 1958 года. Количество дней с устойчивыми морозами составляет до 130. Средняя температура июля +18,8 °C, максимальная летом до +37,5 °C.

Содержание для курсовой работы

Город	Средняя скорость ветра в январе, м/с	Продолжительность отопительного периода, сут.	Температура, оС
			Расчетная для проектирования		Средняя отопит. периода
			Отопления tно	Вентиляции tнв
Тюмень	3,9	220	-35	-21	-5,7

Климатический район	Количество жителей района	Расстояние между ТЭЦ и районом теплоснабжения, км
Тюмень	48 000	8,0

Последняя цифра зачетной книжки	Наименование промышленных предприятий	Строительный объем промпредприятия тыс.м.куб.	Расход материала промпредприя- тиями, кг/с
3	Тракторный завод	400	600

Назначение здания	Строительный объем зданий, тыс.м3	Количество людей	Удельные характеристики, Дж/(с.м3 К)
			Для отопления	Для вентиляции
Чугунолитейный Сталелитейный Термические Кузнечные Механические цехи Цехи металических покрытий Деревообделочные Склады Административные помещения	80000 70000 30000 55000 70000 50000 30000 5000 10000	10000 10000 7000 5000 5000 5000 2000 2000 2000	0,29 0,27 0,27 0,23 0,44 0,42 0,48 0,58 0,35		1,17 0,89 0,75 0,56 0,14 0,55 0,50 - 0,12

1 Расчет теплового потребления

В системах централизованного теплоснабжения тепло расходу­ется на отопление зданий, нагревание приточного воздуха в уста­новках вентиляции, горячее водоснабжение, а также технологичес­кие процессы промышленных предприятий. Одна из первоочередных задач при проектировании и разработке режима эксплуатации систем централизованного теплоснабжения заключается в определении значе­ния и характера тепловой нагрузки. В том случае, когда при проек­тирований установок централизованного теплоснабжения отсутствует данные о расчетных расходах теплоты» основанных на проектах теплопотребляющих установок абонентов, расчет тепловой нагрузки про­водится на основе укрупненных показателей.

1.1 Расход теплоты на отопление

Расчетные (максимальные) потери теплоты промышленными здани­ями через наружные ограждения и инфильтрацией определяются по формуле

Q_т^max = (1+μ)(t_в – t_но) q_o ∙V∙10^-3

Чугунолитейный:

Q_т^max = (1+0,256)(18+35) ∙0,29∙80000∙10^-3 = 1544,3 кВт

Сталелитейный:

Q_т^max = (1+0,248)(12+35) ∙0,27∙70000∙10^-3 = 1108,5 кВт

Термические:

Q_т^max = (1+0,248)(12+35) ∙0,27∙30000∙10^-3 = 475 кВт

Кузнечные:

Q_т^max = (1+0,248)(12+35) ∙0,23∙55000∙10^-3 = 741 кВт

Механические цехи:

Q_т^max = (1+0,254)(16+35) ∙0,44∙70000∙10^-3 = 1969 кВт

Цехи металических покрытий:

Q_т^max = (1+0,248)(12+35) ∙0,42∙50000∙10^-3 =1231 кВт

Деревообделочные:

Q_т^max = (1+0,254)(16+35) ∙0,48∙30000∙10^-3 =920 кВт

Склады:

Q_т^max = (1+0,256)(18+35) ∙0,58∙5000∙10^-3 = 193 кВт

Административные помещения:

Q_т^max = (1+0,256)(16+35) ∙0,35∙10000∙10^-3 =224,1 кВт

где : μ - коэффициент инфильтрации;

t_но- расчетная температура наружного воздуха для расчета отопления, принимается в зависимости от климатического района (приложение В), °С;

t_в - усредненная температура внутреннего воздуха отдельных помещений здания, принимается в зависимости от назначения помещения (приложение Д), С;

q_o- удельная отопительная характеристика здания, завися­щая от строительного объема здания и его назначения (приложение Г), Дж/(с.м³.К);

V - строительный объем отдельного здания по наружному обмеру, м³.

Коэффициент инфильтрации определяется по выражению

,

Чугунолитейный:

Сталелитейный:

Термические:

Кузнечные:

Механические цехи:

Цехи металических покрытий:

Деревообделочные:

Склады:

Административные помещения:

L=10 м Т_НО=-35^оС=(273+(-35))=238К

b =0,036 c/м

где b - постоянная инфильтрации, для отдельно стоящих про­мышленных зданий принимается b =0,035 - 0,040 c/m,

g - ускорение свободного падения, м/с ;

L - свободная высота здания, м. Для общественных и адми­нистративных зданий принимается равной высоте этажа. Для промышленных зданий можно принимать значения L = 5-25 м.

w_в - средняя скорость ветра для наиболее холодного месяца м/с

Расход теплоты на обогрев разнородных материалов, поступаю­щих в производственное помещение в холодное время года, кВт

Чугунолитейный:

Сталелитейный:

Термические:

Кузнечные:

Механические цехи:

Цехи металических покрытий:

Деревообделочные:

Склады:

Административные помещения:

где і - количество наименований материалов;

с_і - удельная теплоёмкость материала (таблица I), қДж/(кг.град)

t_м - температура материала, ^оС. Ориентировочно принимает­ся; для металлов и металлических изделий t_м=t_но, для других несыпучих материалов t_м=t_но+10^оС для сыпучих материалов t_м=t_но+20^оС

G_мi - масса однородного материала, поступающего в цех, кг/с.

Общий расход материала промышленным предприятием, заданий в приложении Б, необходимо распределить по цехам, в соответствии с назначением цехов. Список рекомендуемых материалов приведен в таблице I.

Таблица 1 - Удельная теплоёмкость некоторых материалов

Наименование материалов	Удельная теплоемкость, кДж/(кг.град)
1 Древесина	2,721
2 Чугун	0,54
3 Сталь	0,48
4 Ковкое железо	0,46
5 Медные сплавы	0,39
6 Алюминий	0,84

Внутренние тепловыделения промышленных предприятий довольно устойчивы и составляют существенную долю расчетной отопительной нагрузки, поэтому их необходимо учитывать при разработке режима теплоснабжения. Источниками внутренних тепловыделений в производ­ственных помещениях являются; механическое и электрическое обо­рудование, нагретые поверхности аппаратов, установок и трубопро­водов, поверхности нагретых ванн, электроосвещение, работающие люди, остывающие материалы и продукты сгорания и т.д. Ниже при­ведена методика ориентировочного расчёта тепловыделений от тех­нологического оборудования, электроосвещения и работающих людей.

Общее количество внутренних тепловыделений в отдельных промышленных зданиях, кВт

Чугунолитейный:

Сталелитейный:

Термический :

Кузнечный :

Механо-сборочный :

Цех покрытий металлами :

Деревообделочные цехи:

Склады:

Административные помещения:

В том случае, если отсутствуют фактические данные или про­екты технологических процессов, внутренние тепловыделения от обо­рудования вычисляются по аналогам. Для горячих цехов тепловыде­ления от производственного оборудования и технологических процес­сов, кВт

Чугунолитейный :

Сталелитейный:

Термические:

Кузнечные:

Механические цехи:

Цехи металических покрытий:

где q_n - удельная теплонапряженность помещения (таблица 2), кВт/м³;

V - строительный объем помещения, м³.

Таблица 2 - Удельная теплонапряженностъ горячих цехов /18/, кВт/м³

Наименование цехов	Строительный объем цеха, тыс.м3
	25	50	100	150	250
Кузнечно-прессовый	0,230	0,160	0,090	─	─
Термический	0,290	0,175	─	─	─
Стале-чугунолитейный	0,058	0,042	─	─	─
Прокатный	─	0,200	0,175	0,140	0,116
Мартеновский, конверторный	─	─	0,280	0,200	0,175

В цехах не относящихся к горячим, одним из основных видов внутренних тепловыделений, будет теплота от технологического оборудования, снабженного электроприводом. Поступление теплоты от электродвигателей механического оборудования и приводимых ими в действие машин, кВт

Деревообделочные:

F=30000/10=3000

Склады:

F=5000/10=500

Административные помещения :

F=10000/10=1000

Деревообделочные цехи:

Склады:

Административные помещения :

где k_сп - коэффициент спроса на электроэнергию (таблица 3);

k_п - коэффициент, учитывавший полноту загрузки электро­двигателей k_п=0,9-1;

k_Т - коэффициент перехода теплоты в помещение, Для метал­лорежущих станков k_Т = 0,9-1; для вентиляторов и насосов

k_Т = 0,1-0,3;

η - к.п.д электродвигателя при полной его загрузке η=0,85-0,9;

q_эл - удельная плотность электрической силовой нагрузки (таблица 4), кВт/м²;

F - площадь пола помещения цеха, м² .

Таблица 3 - Коэффициент cпроса на электроэнергию [19]

Наименование цехов	Значения kсп
Механические	0,14-0,35
Кузнечные	0,35-0,4
Сварочные	0,35-0,6
Транспортные	0,7-0,8
Древесноподготовительные	0,6-0,8
Деревообрабатывающие	0,4-0,6
Сушильные	0,5

Таблица 4 - Удельные плотности электрических нагрузок на 1м² полезной площади производственных зданий [19]

Наименование цехов	Плотность нагрузки, кВт/м2
	силовой	Осветительной при лампах накаливания
Литейные и плавильные	0,23-0,37	0,012-0,019
Механические и сборочные	0,30-0,58	0,011-0,016
Механосборочные	0,28-0,39	0,012-0,019
Электросварочные и термические	0,30-0,60	0,013-0,015
Цехи металлоконструкции	0,35-0,39	0,011-0,013
Инструментальные	0,33-0,56	0,015-0,016
Деревообрабатывающие	0,075-0,14	0,015-0,018
Блоки вспомогательных цехов	0,26-0,30	0,017-0,018
Инженерные корпуса	0,27-0,33	0,016-0,020

Количество теплоты, поступающей в помещение от источников искусственного освещения, вычисляют по удельным показателям

Чугунолитейный:

Сталелитейный:

Термические:

Кузнечные:

Механические цехи:

Цехи металических покрытий:

Деревообделочные:

Склады:

Административные помещения:

где F - площадь пола помещения, м²;

q_ос- удельная плотность электрической осветительной нагрузки (таблица 4), кВт/м².

Тепловыделения от людей определяются в зависимости от зат­рат ими энергии и температуры воздуха в помещении. Полное коли­чество теплоты, кВт

Чугунолитейный:

Сталелитейный:

Термические :

Кузнечные:

Механические цехи:

Цехи металических покрытий:

Деревообделочные:

Склады:

Административные помещения:

где m' - количество людей в помещении;

q_л -удельное количество полной теплоты, выделяемой од­ним работающим (таблица 5), кВт.

Таблица 5- Удельное полное количество теплоты, выделяемое взрослыми людьми /1/, кВт

Вид работы	Температура в помещении, оС
	10	15	20	25	30
В состоянии покоя	0,163	0,145	0,116	0,093	0,093
При легкой работе	0,180	0,157	0,151	0,145	0,145
При работе средней тяжести	0,215	0,208	0,203	0,197	0,197
При тяжелой работе	0,290	0,290	0,290	0,290	0,290

Для расчета количества работающих в здании можно воспользо­ваться приближенными формулами. Для производственных цехов коли­чество работающих в одну смену, приближенно равно

,

для административных зданий

,

где V - строительный объем цеха или здания, м³

Расчетный расход теплоты на отопление жилого района , при отсутствии данных о типе застройки и наружном объеме жилых и общественных зданий, согласно СНиП П-З6-73

Чугунолитейный:

Сталелитейный:

Термические

Кузнечные:

Механические цехи:

Цехи металических покрытий:

Деревообделочные :

Склады:

Административные помещения :

По цехам

Чугунолитейный :

Сталелитейный:

Термические:

Кузнечные :

Механические цехи:

Цехи металических покрытий :

Деревообделочные:

Склады:

Административные помещения:

где q_ж - укрупненный показатель максимального расхода теп­лоты на отопление 1 м² жилой площади (таблица 6), кДж/(с.м²);

F_ж - жилая площадь, определяется исходя из 12 м² на од­ного жителя района, м² ;

k₀ - коэффициент, учитывающий расход теплоты на отопле­ние общественных зданий, при отсутствии фактических данных рекомендуется принимать k₀=0,25

Таблица 6 - Укрупненный показатель максимального расхода теплоты на отопление жилых зданий

Расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления tно , оC	qж, кДж/(с.м2)
0 -10 -20 -30 -40	0,93 1,98 1,51 1,74 1,86

1.2. Расход теплоты на вентиляцию

Расход теплоты на вентиляцию принимается по проектам мест­ных систем вентиляции или по типовым проектам зданий, а для дей­ствующих установок по эксплуатационным данным. При ориентировоч­ных расчётах расход теплоты на вентиляцию определяется по укруп­ненным показателям.

Для промышленных зданий расчетный (максимальный) расход теплоты на вентиляцию, кВт

Чугунолитейный:

Сталелитейный:

Термические:

Кузнечные :

Механические цехи:

Цехи металических покрытий

Деревообделочные:

Склады:

Административные помещения:

где q_в - удельная вентиляционная характеристика здания, за­висящая от строительного объёма здания и его назначения (приложение Г), Дж/(м³.с.град);

t_нв - расчетная температура наружного воздуха для венти­ляции (приложение В), °С.

Для жилого района расход теплоты на вентиляцию определяется согласно по формуле

k_в-коэффициент, учитывающий расход теплоты на вентиляцию общественных зданий, рекомендуется принимать k_в=0,4

1.3. Расход теплоты на горячее водоснабжение

Средненедельный расход теплоты на горячее водоснабжение производственных цехов, имеющих душевые, кВт

Чугунолитейный:

Сталелитейный:

Термические:

Кузнечные :

Механические цехи:

Цехи металических покрытий

Деревообделочные:

Склады:

Административные помещения:

где с – теплоемкость воды (приложение Е), кДж/(кг.град)

р – количество душевых сеток в цехе;

a – норма расхода горячей воды на 1 душевую сетку, принимается a = 0,075кг/(с.душ. сетку) ;

t_г – температура горячей воды, ^оС. Температура воды, поступающей в водоразбор, принимается 65 ^оС ;

t_x – температура холодной водопроводной воды, ^оС.

При отсутствии данных о температуре холодной водопроводной воды принимают для отопительного периода t_xз =5^оС и для лет­него периода t_xл = 15^оС

Количество душевых сеток зависит от количества работающих в одну смену m^'.

Нагрузку на одну душевую сетку принимают согласно :

для производственных процессов, осуществляемых в помещениях, в которых избытки явного тепла незначительны и отсутствуют зна­чительные выделения влаги, пыли, особо загрязняющих веществ -от 6 до 15 чел;

для производственных процессов, осуществляемых при неблагопри­ятных метеорологических условиях, при значительном выделении вла­ги, пыли, особо загрязняющих веществ - от 3 до 6 чел.

Средненедельный расход теплоты на бытовое горячее водоснаб­жение жилого района при отсутствии данных о количестве и типе жилых и общественных зданий ориентировочно определяется по формуле

где 1,2 - коэффициент, учитывающий теплоотдачу в помещение от трубопроводов системы горячего водоснабжения;

m - число жителей района, чел»

a - норма расхода горячей воды для жилых зданий на I жителя, можно ориентировочно принимать равной 110 л/сут [10];

b - то же, для общественных зданий района, при отсут­ствии фактических данных можно принимать равной 25 л/сут на 1 жителя

Расход теплоты на горячее водоснабжение в летний период определяется по отношению к расходу за отопительный период

Чугунолитейный :

Сталелитейный :

Термические:

Кузнечные:

Механические:

Цехи металических покрытий:

Деревообделочные :

Склады:

Административные помещения:

где β- коэффициент, учитывающий снижение среднечасового расхода воды на горячее водоснабжение в летний период. Для промышленных предприятий, а также ку­рортных и южных городов принимается равным 1, в остальных случаях - 0,8.

1.4.Построение годового графика тепловой нагрузки

Суммарный расход теплоты отдельными абонентами, кВт

Чугунолитейный :

Сталелитейный :

Термические:

Кузнечные:

Механические:

Цехи металических покрытий:

Деревообделочные :

Склады:

Административные помещения:

По формуле (18) определяется расчетный (максимальный) рас­ход теплоты на теплоснабжение при наружной температуре t_но. С изменением температуры наружного воздуха изменяется расход теп­лоты абонентами. Минимальный расход теплоты будет при темпера­туре конца отопительного периода t_ко = + 8 °С,

Минимальные рас­ходы теплоты на отопление а на вентиляцию при температуре t_ко определяются пересчетом

Чугунолитейный :

Сталелитейный :

Термические:

Кузнечные:

Механические:

Цехи металических покрытий:

Деревообделочные :

Склады:

Административные помещения:

Чугунолитейный :

Сталелитейный :

Термические:

Кузнечные:

Механические:

Цехи металических покрытий:

Деревообделочные :

Склады:

_{Административные помещения}

Используя расчетные (максимальные) и минимальные значения тепловой нагрузки строится суммарный часовой график расход тепла на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение района тепло­снабжения в зависимости от температуры наружного воздуха (левая часть графика на рис. 1).

На основании полученного суммарного часового графика расхо­да теплоты Q_сум=f(t_н) в правой части строится годовой график по продолжительности тепловой нагрузки.

Для этого по оси абсцисс откладывается число часов стояния наружных температур за время отопительного периода (приложение Ж), с левой стороны графика пе­реносятся значения тепловой нагрузки при данных температурах. Получается ступенчатый график, который сглаживается по средним точ­кам.

Подсчет годового расхода теплоты Q_сум^год производится сумми­рованием площадей прямоугольников, заключенных внутри правой части графика, с учетом избранного масштаба. Следует помнить, что 1 кВт х 1 ч = 3600 кДж.

Таблица 7 - Расчет теплопотребления района теплофикации

Наименование теплопотребителя	Строительный объем, м3	Температура воздуха в помещений оС	Расчетная наружная температура для отопления, оС	Расчетная наружная температура для вентиляции, оС	Коэффициент инфильтрации	Вентиляционная характеристика кДж/(м3·с· град.)	Отопительная характеристика, кДж/(м3·с· град.)	Потери теплоты через наружные ограждения, кВт	Расход теплоты на нагрев материалов, кВт	Внутренние тепловыделения, кВт	Расход теплоты на отопление, кВт	Расход теплоты на вентиляцию, кВт	Расход теплоты на горячее водоснабжение, кВт	Суммарный расход теплоты абонентом, кВт
		tв	tно	tнв	Μ	qв	q0
Чугунолитейный	80000	18	-35	-21	0,188	1,17	0,29	1544,3	17172	3360	261000	4960.8	903.5
Сталелитейный	70000	12	-35	-21	0,248	0,89	0,27	1108,5	13536	2940	261000	3191.3	790.5
Термические	30000	12	-35	-21	0,248	0,75	0,27	475	13536	8700	182700	1649.7	338,8
Кузнечные	55000	16	-35	-21	0,248	0,56	0,23	741	7567	8800	130500	1063	621.1
Механические	70000	16	-35	-21	0,254	0,14	0,44	1969	8211	2940	130500	646.1	790.5
Цехи металических покрытий	50000	12	-35	-21	0,248	0,55	0,42	1231	10810	8750	130500	761.4	564.7
Деревообделочные	30000	16	-35	-21	0,254	0,50	0,48	920	27754	90	52200	732	338.8
Склады	5000	18	-35	-21	0,256		0,58	193	12190	65	52000	318	56.47
Административные помещения	10000	16	-35	-21	0,256	0,12	0,35	224,1	12720	189	52200	61	564.7
ИТОГО								16685	123496	24990	1252800	13383.3	5499	56719,3
2 Жилой район													41412.2
ВСЕГО											2505600	135783.3	46911.2	1454508