Курсовая работа: Тепловой расчет района города Красноярска

Целью гидравлического расчета тепловой сети является определение диаметров трубопроводов и потерь давления по длине трассы при известных расходах теплоносителя.

Удельные потери на трение на магистральном участке принимается не более 8 мм.вод.ст. (80 Па), на ответвлениях допускается до 300 Па.

Результаты гидравлического расчета сводятся в таблицу 12.

Таблица 12 - Гидравлический расчет

4. Автоматика водогрейного котла

4.1 Разработка схемы автоматизации

Организация теплового контроля и выбора приборов производится в соответствии со следующими принципами:

1. Параметры, наблюдение за которыми необходимо для правильного ведения установленных режимов, измеряются показывающими приборами.

2. Параметры, измерение которых может привести к аварийному состоянию, контролируются сигнализирующими приборами.

3. Параметры, учет которых необходим для хозяйственных расчетов или анализа работы оборудования, контролируются самопишущими приборами. Для каждого котла предусмотрен регулятор топлива, регулятор воздуха и разряжения.

При работе котла на мазуте, регулятором топлива 1 (здесь и далее см. лист №7 графической части работы) поддерживается постоянная температура воды на выходе из котла в соответствии с температурным графиком ( t_max=105 ^oС).

Сигнал от термометра сопротивления 2, установленного на трубопроводе, исключается путем установки ручки чувствительности в нулевом положении.

При работе котла на газе необходимо поддерживать такие заданные температуры воды на выходе из котла, чтобы избежать низкотемпературной коррозии поверхностного нагрева (60-70^oС) в зависимости от входа сжигаемого газа.

Степень корректирующего воздействия от термометра сопротивления, установленного на трубопроводе перед котлом, определяется при наладке.

Регулятор воздуха получает импульс по расходу воздуха и по расходу топлива. Регулятор воздействует на направляющий аппарат дутьевого вентилятора, приводя в соответствие соотношение «топливо-воздух».

Регулятор разряжения 3 поддерживает постоянное разряжение в топке котла, изменяя положение направляющего аппарата дымососа.

Для водогрейных котлов необходимо иметь всегда постоянный расход воды через котел; в котельной это осуществляется с помощью регулятора рециркуляции 4, общего для всех котлов. Регулятор рециркуляции получает импульс по значениям давлений на коллекторах прямой и обратной сетевой воды.

Регулятор температуры сетевой воды 5 поддерживает необходимую температуру воды на выходе из котельной, пропуская часть холодной воды в трубопровод прямой сетевой воды.

Регулятор подпитки 6 обеспечивает поддержание заданного давления в обратной линии сетевой воды. Для деаэраторов предусмотрены регуляторы давления и уровня.

Регулирование питания котла водой осуществляется трехимпульсным регулятором. Регулятор температуры получает сигнал от датчиков (термометров сопротивления), размещенных на подающем и обратном трубопроводах сетевой воды и воздействуют на отопительный механизм регулирующего органа на газопроводе, что регулируют интенсивность процесса горения. Одновременно регулятор (мембранный диффманометр) измеряет расход газа с помощью диафрагмы и воздействует на направляющий аппарат дутьевого вентилятора, измеряя расход воздуха до необходимого для горения топлива с заданным коэффициентом избытка воздуха.

Регулятор 3 разряжения получает сигнал от датчика (диффманометр), расположенного в топке котла и измеряет потоки дымососа с помощью исполнительного механизма на направляющем аппарате таким образом, чтобы разряжение в топке поддерживалось в заданных пределах.

5. Прочностные расчеты тепловых сетей

Прежде чем вести прочностные расчеты нужно разработать монтажную схему тепловых сетей. Расставить на ней тепловые узлы, неподвижные опоры и (помимо запорной аппаратуры) компенсаторы температурных удлинений.

Подающий трубопровод на схеме сетей (лист 3) располагается с правой стороны по ходу движения теплоносителя от источника тепла.

Теплофикационные узлы (УТ) устанавливаются в местах присоединения ответвлений к главной магистрали и на вводе в здание.

В проекте принята канальная прокладка по всей части микрорайона.

Компенсация тепловых удлинений ввиду небольших диаметров теплопроводов принята с помощью П-образных компенсаторов, за исключением одного участка УТ1 - УТ6.

- Расчет и выбор П-образных компенсаторов.

Расчет ведется для подающего трубопровода, так как он имеет наибольшую температуру теплоносителя, соответственно требует наибольшей компенсации.

Выборочный расчет производится для участка УТ10 - УТ11.

Расчетное температурное удлинение определяется по формуле:

; (26)

где - коэффициент предварительной растяжки компенсатора;

- длина участка между неподвижными опорами;

- перепад температур от расчетной окружающей до максимальной температуры теплоносителя;

.

.

.

Задавшись спинкой В=2 м по номограмме выбираем компенсатор с вылетом H=1,25 и силой упругой деформации F=0,75 кН. Аналогично подбираем характеристики и на прочих участках.

- Расчет участка естественной компенсации.

Расчет производится для участка УТ10 - УТ11.

Максимальное изгибающее напряжение определяется по формуле:

; (27)

где - длина короткого плеча, см;

- модуль упругой стали, кг/см;

- отношение длин длинного плеча к короткому;

,

где - угол поворота трассы;

;

.

.

.

Допустимое изгибающее напряжение равно 1100 , 157 < 1100 значит все хорошо. - Расчет и выбор неподвижной опоры.

Горизонтальная осевая нагрузка определяется по формуле:

; (28)

где - нагрузка, возникающая в компенсаторе, т;

- коэффициент трения трубопроводов о грунт;

- вес одного метра трубопровода, кг/м;

;(29)

где - вес 1 м трубы, ;

- вес воды в 1 м трубы, ;

- вес изоляции, ;

находится из таблицы 2.11 [2];

находится по таблице 2.12 [2].

; (30)

где - плотность изоляционного материала, ;

.

.

.

По таблице 3.10 [2] принимаем неподвижную лобовую опору типа IIпо МВН 1316 - 30 с наибольшей горизонтальной осевой нагрузкой 5 т.

- Расчет и выбор подвижных (скользящих) опор.

Рассчитываются горизонтальные и вертикальные нагрузки:

; (31)

где - расстояние между подвижными опорами, м[табл. 3.2 [2]];

- удельный вес трубы;

.

; (32)

где - коэффициент трения();

.

Выбираем тип опоры: приварные удлиненные скользящие тип А по МН 4009 - 62.

Расстояние между опорами зависит от диаметра теплопровода и колеблется в пределах от 3 до 12 м.

- Выбор источника теплоты и описание тепловой схемы.

Суммарная тепловая нагрузка на отопление, вентиляцию и ГВС, включающая в себя собственные нужды составляет приблизительно 21,534 МВт, т.е. 18,5 Гкал/ч. Определяем потери в сетях :

; (33)

.

Расчетная тепловая мощность котельной:

; (34)

.

Необходимо вычислить расчетную тепловую мощность котельной в неотопительный период:

.

.

Находим единичную мощность одного котла:

; (35)

где -минимальное возможное количество котлов по [2] (берем 2);

.

По каталогу водогрейных котлов выбираем два котла типа КВ-ГМ-11,63-115Н с температурой нагрева сетевой воды до 115 и возможностью регулирование мощности от 30 до 100%. Температурный график выполняется.

Топливо - природный газ (мазут резервный) с. Снабжение газом от газораспределительных сетей избыточным давлением не более .

6. Тепловой расчет сети

- Расчет тепловых потерь в каналах (подземная прокладка).

Диаметр . .

Определяем эквивалентные диаметры канала:

. (36)

где - площадь поперечного сечения, ;

- периметр сечения, .

; .

Термическое сопротивление подающего трубопровода:

-наружное:

; (37)

- 8,15 из [2];

.

-стенки канала:

; (38)

.

- грунта:

; (39)

.

Общее термическое сопротивление:

; (40)

.

Определяем температуру воздуха в канале:

; (41)

.

Определяем теплопотери трубопроводов, проложенных в каналах:

- подающего:

;

- обратного:

;

- общие потери:

.

Обычно тепловые потери при канальной прокладке ниже примерно на 30% по сравнению с надземным, однако приведенные затраты выше. Капитальные затраты определяются путем составления локальных смет на тепловые сети.

7. Организация строительного производства

теплоснабжение водяной сеть автоматизация

Данным проектом предусматривается выполнение монтажных работ по тепловым сетям. Разработан проект производства работ на монтаж тепловых сетей. Проект разработан на основе схемы сетей и генплана микрорайона (лист 1).

Вся работа разделена на четыре цикла:

I цикл: сборка труб в звенья и сварка поворотных стыков;

II цикл: теплоизоляция трубопроводов матами из стекловаты;

III цикл: укладка трубопроводов, установка арматуры, сварка

неповоротных стыков;

IV цикл: гидравлические испытания и промывка трубопроводов.

Монтаж теплотрассы

После сварки труб, они трубоукладчиками раскладываются вдоль трассы в последовательности и направлении, указанном на генплане. Расположение трубы, звенья из труб и фасонные части трубопровода перед монтажом следует осмотреть и очистить внутри и снаружи от грязи, снега, льда и т.д.

Подъем и перемещение труб на трассе производится с применением надежных захватных приспособлений. При производстве монтажных работ рекомендуется применять полуавтоматическую стропы. При укладке труб в проектное положение необходимо соблюдать следующие правила:

- укладка трубопроводов «змейкой» не допускается в вертикальной или горизонтальной плоскостях;

- монтаж трубопроводов следует производить от мертвых опор;

- трубопроводы при канальной и надземной прокладках должны опираться на все подготовленные опоры;

- расположение опор трубопроводов под сварными стыками не допускается (> 50 мм от произв. опоры);

Таблица 13 - Ведомость объемов работ