Материал: Проектирование систем централизованного теплоснабжения района города Вологды от газовой котельной и отопления жилого здания

Проектирование систем централизованного теплоснабжения района города Вологды от газовой котельной и отопления жилого здания

Содержание

Введение

. Централизованное теплоснабжение района города

.1 Основные понятия и элементы системы

.2 Исходные данные и сведения об исследуемой системе

.3 Определение расходов тепловой энергии

.4 Определение часовых расходов теплоносителя

.5 Гидравлический расчет тепловых сетей на ЭВМ

.5.1 Основные расчетные зависимости

.5.2 Конструкторский расчет тепловой сети

.5.3 Поверочный расчет тепловой сети

.5.4 Центральное качественное регулирование тепловой нагрузки. Построение повышенного графика регулирования отпуска теплоты

.5.5 Построение графика напоров для водяной тепловой сети (пьезометрический график)

. Котельная. основное оборудование, принцип работы

.1 Принцип работы котельной

.2 Принцип работы водогрейного котла

.3 Система химводоочистки

.3.1 Процесс умягчения питательной воды

.3.2 Процесс взрыхления

.3.3 Процесс регенерации

.3.4 Процесс отмывки

.4 Паспортные данные основного оборудования

.4.1 Котлы

.4.2 Насосы

.4.3 Фильтры

. Технико-экономическая оценка наладки гидравлического режима тепловой сети

.1 Краткое описание рассматриваемого объекта

.2 Исходные данные

.3 Определение технической эффективности

.4 Определение снижения расходов на тепловую энергию

.5 Определение снижения расходов на электроэнергию

.6 Определение экономической эффективности

.7 Расчет срока окупаемости мероприятия

. Система водяного отопления жилого здания

.1 Основные понятия и элементы системы

.2 Теплотехнический расчет наружных ограждений

.2.1 Жилое здание

.2.2 Цокольный этаж

.2.3 Энергетический паспорт здания

.3 Определение теплопотерь в здании через наружные ограждения

.4 Гидравлический расчет системы водяного отопления

. Проектирование теплового пункта здания

.1 Общие сведения по тепловым пунктам

.2 Расчет и подбор основного оборудования

.2.1 Исходные данные

.2.2 Определение расходов воды на участках теплового пункта

.2.3 Расчет и подбор водоподогревателя

.2.4 Расчет и подбор циркуляционного насоса (для жилого здания)

.2.5 Расчет и подбор подпиточного устройства (для жилого здания)

.2.6 Расчет и подбор расширительного бака

. Автоматизация теплового пункта здания

.1 Основные положения

.2 Контрольно-измерительные приборы

.2.1 Местные приборы

.2.2 Системы автоматического контрол0

.2.3 Системы автоматического регулирования подачи тепловой энергии

.3 Подбор регулирующего органа (для жилого здания)

.4 Спецификация на технические средства автоматизации

. Безопасность жизнедеятельности

.1 Правила техники безопасности при обслуживании тепловых сетей96

.2 Правила техники безопасности при работе в газовых котельных

.3 Правила техники безопасности при обслуживании тепловых пунктов

Заключение

Список использованных источников

Приложения

Введение

В дипломный проект «Проектирование систем централизованного теплоснабжения района города Вологды от газовой котельной и отопления жилого здания», как видно из названия, включены и рассмотрены две крупные теплоэнергетические темы: система централизованного теплоснабжения района города и проектирование системы водяного отопления отдельно взятого здания.

Основное назначение любой системы теплоснабжения состоит в обеспечении потребителей необходимым количеством теплоты требуемых параметров. Но на практике, к сожалению, это встречается редко. Разрегулированная система теплоснабжения - это одна из самых распространенных проблем в теплоэнергетике. Подача теплоносителя в системы теплопотребления, не соответствующего расчетным значениям, создает не только условия теплового дискомфорта в отапливаемых зданиях с нарушением санитарно-гигиенических требований, но и приводит к увеличению потребления природных энергоресурсов на источниках производства тепла. Проблема энерго- и ресурсосбережения является актуальной проблемой в настоящее время. Для целей теплоснабжения приходится сжигать более 30% всего добываемого в стране топлива, что составляет около 600 млн. т.у.т. Повышение надежности и долговечности систем транспорта тепла является важнейшей экономической задачей при проектировании, строительстве и эксплуатации теплопроводов. Из большого количества энергосберегающих мероприятий в теплоснабжении оптимизация гидравлического режима тепловой сети является наиболее эффективной. Именно этот важный вопрос является ключевым вопросом первой части выпускной квалификационной работы. В качестве исследуемого объекта в дипломном проекте представлена система теплоснабжения газовой котельной ОАО с/х «Заречье» (г. Вологда). Кроме того, в первой части диплома представлено краткое описание самой котельной, особенности ее работы, связанной с производством и распределением тепловой энергии.

Во второй части дипломного проекта разработана и запроектирована система водяного отопления здания с учетом современных технических решений. Конструктивные особенности здания соответствуют современным показателям энергетической эффективности и требованиям, предписываемым к теплозащите зданий. Двухтрубные системы с индивидуальными автоматическими регуляторами на отопительных приборах с использованием новейших средств автоматизации в наше время получили широкое распространение. Отдельным разделом второй части выпускной квалификационной работы является проектирование теплового пункта для разработанной системы отопления. В данном разделе рассмотрены правила подбора основного оборудования теплового пункта по новейшим методам и существующим технологиям. Тепловой пункт полностью соответствует настоящим требованиям автоматизации технологических процессов (приборы автоматической регистрации и учета теплопотребления, регулирование подачи теплоты в систему отопления), позволяющим сократить расходы энергопотребления (30%-35% в годовом разрезе и 60%-70% в переходные периоды) и создать благоприятные условия микроклимата в каждом отдельном помещении. Кроме того, автоматизированная работа оборудования теплового пункта улучшает экологическое состояние окружающей среды, сокращая выбросы в атмосферу продуктов сгорания сэкономленного топлива. В состав производителей оборудования системы отопления и теплового пункта включены такие известные передовые фирмы, как Danfoss, Wilo, Purmo и др. В гидравлических расчетах системы отопления, в подборе оборудования использовано современное высокоэффективное программное обеспечение, позволяющие произвести безошибочный расчет за короткий срок. Описания программ приведены в соответствующих разделах дипломного проекта.

1. Централизованное теплоснабжение района города

.1 Основные понятия и элементы системы

Под теплоснабжением понимают систему обеспечения теплом зданий и сооружений.

В качестве теплоносителя для теплоснабжения городов используют горячую воду, а для теплоснабжения промышленных предприятий - водяной пар. Теплоноситель от источников тепла транспортируется по теплопроводам. Горячая вода поступает к потребителям по подающим теплопроводам, отдает в теплообменниках свое тепло и после охлаждения возвращается по обратным теплопроводам к источнику тепла. Таким образом, теплоноситель непрерывно циркулирует между источником теплоты и потребителями. Циркуляцию теплоносителя обеспечивает насосная станция источника тепла.

В состав тепловых сетей входят теплопроводы; компенсаторы, воспринимающие температурные удлинения; отключающее, регулирующее и предохранительное оборудование, устанавливаемое в специальных камерах или павильонах; насосные станции; районные тепловые пункты (РТП) и индивидуальные тепловые пункты (ИТП) [1].

Система централизованного теплоснабжения - это система, состоящая из одного или нескольких источников теплоты, тепловых сетей (независимо от диаметра, числа и протяженности наружных теплопроводов) и потребителей теплоты [2].

В зависимости от степени централизации системы централизованного теплоснабжения ее можно разделить на следующие четыре группы [3]:

- групповые (теплоснабжение от одного источника группы зданий);

-       районные (теплоснабжение от одного источника нескольких групп зданий, район);

-       городские (теплоснабжение от одного источника нескольких районов);

-       межгородские (теплоснабжение от одного источника нескольких городов).

Подготовка теплоносителя проводится в специальных так называемых теплоподготовительных установках на ТЭЦ, а также в городских, районных, групповых (квартальных) или промышленных котельных.

.2 Исходные данные и сведения об исследуемой системе

В дипломном проекте рассматривается система централизованного теплоснабжения района «Заречье» (г. Вологда). В качестве теплоносителя в системе используется вода из городского водопровода. Источником теплоты является близлежащая отопительная газовая котельная (см. главу 2), собственность местной организации ОАО с/х «Заречье». Водяная теплосеть - двухтрубная. Прокладка трубопроводов - подземная. Тепловые пункты в жилых и общественных зданиях - индивидуальные. Регулирование подачи теплоты - качественное. График работы котельной при температуре наружного воздуха  - .

Тепловая сеть, снабжающая теплотой потребителей, разбита на участки с общими расходами теплоносителя. Потребителями теплоты являются не только предприятия, находящиеся в ведомстве ОАО «Заречье» (например, телятник, контора, гаражи и теплицы), но и жилые дома района, а также частные организации (например, ООО «Окор»), с которыми заключены договоры на отпуск теплоты. Тепловая энергия воды идет на отопление, горячее водоснабжение (в индивидуальных тепловых пунктах установлены водоподогревателя горячего водоснабжения), а в некоторых случаях и на вентиляцию зданий (общественные и производственные здания). В целом к тепловой сети подключено тридцать отдельно стоящих объектов.

1.3 Определение расходов тепловой энергии

При решении любых вопросов, связанных с теплоснабжением зданий, необходимо знать тепловые нагрузки, которые являются базой для всех последующих расчетов и подбора оборудования. Под тепловой нагрузкой понимают расчетный максимальный часовой расход теплоты на отопление , , вентиляцию , , и горячее водоснабжение (дальше ГВС) , , зданий. Расчетная тепловая нагрузка на здание будет равна сумме выше перечисленных нагрузок.

Проектировочный максимальный часовой расход теплоты на отопление , , можно рассчитать по следующей формуле [4]:

,

где - поправочный коэффициент, учитывающий зависимость отопительной характеристики здания от расчетной температуры наружного воздуха ,;

 - удельная отопительная характеристика здания, , зависящая от его назначения и объема, принимается по [4];

 - объем зданий по наружному обмеру, необогреваемые объемы здания не учитываются, ;

 - усредненная температура внутреннего воздуха в здании, для жилых заданий , для общественных и производственных помещений ;

 - расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления, для города Вологды - .

Поправочный коэффициент  рассчитывается по формуле:

.

Проектировочный максимальный часовой расход теплоты на вентиляцию , , можно определить по следующей формуле [4]:

,

где - удельная вентиляционная характеристика здания, , зависящая от его назначения и объема, принимается по [4].

Максимальный часовой расход теплоты на ГВС , , можно определить по следующей формуле [5]:

,

где - удельная массовая теплоемкость воды, равная ;

 - плотность воды, при температуре  равна ;

 - средний часовой расход воды на горячее водоснабжение, ;

 - средняя температура, разбираемая потребителями горячей воды, ;

 - средняя температура холодной воды за отопительный период, ;

 - коэффициент часовой неравномерности потребления горячей воды, для расчетов можно использовать таблицу 2 приложения 2 в [5], где ;

 - число жителей, проживаемых в здании;

 - коэффициент, учитывающий потери теплоты трубопроводами систем ГВС, принимается по таблице 1 приложения 2 в [5].

.4 Определение часовых расходов теплоносителя

Перед проведением гидравлического расчета сеть трубопроводов разбивается на расчетные участки. Расчетным участком называют отрезок трубопровода между двумя ответвлениями, на протяжении которого диаметр трубопровода и величина расхода теплоносителя остается неизменной. Расход сетевой воды на участке является необходимой величиной для определения диаметров трубопроводов и потерь давления в них.

Расчетный часовой расход воды  на здание, , в закрытых системах теплоснабжения зависит от схем присоединения подогревателей горячего водоснабжения, графика регулирования отпуска теплоты и в общем виде определяется как сумма расчетных расходов воды на отопление , , вентиляцию ,  и ГВС , , [5]: