Системы теплоснабжения станкостроительного завода от котельной
.
Удельное падение давления
.
Средние параметры на ответвлении
Средняя плотность на участке кг/м3.
Определение диаметра ответвления
; .
Действительное удельное падение давления
.
Определение эквивалентной длины местных сопротивлений
.
Падение давления на участке
.
Давление у абонента.
.
Как правило, лучше иметь некоторый экономический запас по давлению у потребителя, который всегда может быть сдросселирован. Остальные ответвления считаются аналогично, и приводится в таблице 7.
Участок | Длина участка l, м | Расход теплоносителя G, кг/с | Результаты | Давление в конце участка Рк, Па | ||||||||
предварительного расчёта | окончательного расчёта | |||||||||||
Rл,Па/м | Рср,Па | t, єС | p, кг/м3 | d, м | dГОСТ, м | Rлд,Па/м | lэ, м | ΔР, Па | ||||
Магистраль | ||||||||||||
ОА | 450 | 3,672 | 86,32 | 852022,7 | 165,5 | 3,67 | 0,231 | 0,300 | 21,66 | 191,77 | 13903,8 | 761881,1 |
АБ | 50 | 3,188 | 82,69 | 755208,8 | 160,5 | 3,33 | 0,225 | 0,250 | 46,84 | 11,00 | 2857,71 | 747977,3 |
БВ | 100 | 2,743 | 84,69 | 760801,5 | 159,0 | 3,18 | 0,214 | 0,250 | 36,33 | 44,7 | 5257,5 | 745119,6 |
ВГ | 100 | 1,154 | 94,72 | 749908,3 | 157,0 | 3,03 | 0,150 | 0,150 | 98,63 | 62,2 | 15999,5 | 739862,0 |
Г-5 | 350 | 0,290 | 63,49 | 716666,7 | 152,5 | 2,67 | 0,099 | 0,100 | 59,36 | 52,0 | 22862,4 | 723862,5 |
Ответвления | ||||||||||||
Г-4 | 200 | 1,589 | 79,54 | 719931 | 156,0 | 2,95 | 0,200 | 0,200 | 42,30 | 61,61 | 11070 | 728792,0 |
В-3 | 150 | 0,869 | 177,16 | 711931,2 | 154,5 | 2,81 | 0,125 | 0,125 | 154,93 | 29,60 | 2782,02 | 705379,1 |
Б-8 | 100 | 0,0445 | 300,79 | 722559,8 | 159,0 | 3,13 | 0,080 | 0,080 | 379,41 | 33,82 | 50774,7 | 708944,1 |
А-9 | 50 | 0,484 | 639,69 | 723988,6 | 160,5 | 3,33 | 0,080 | 0,080 | 427,78 | 21,62 | 30640,9 | 717336,4 |
Таблица 7 Результаты гидравлического расчёта паровой сети промпредприятия
4. Тепловой расчёт тепловых сетей промпредприятия
4.1 Расчёт потерь тепла с утечками
Объем всей сети:
Определяем объём внутреннего трубопровода:
, где
- удельный объем внутренних трубопроводов промпредприятия;
и - расходы тепла на отопление и вентиляцию всех цехов завода (см. табл.5).
Определяем суммарный объём участков и ответвлений:
.
Расход утечек:
.
Потери от утечек:
,
где - температура воды в подающей магистрали
- температура воды в обратной магистрали
- температура холодной воды .
4.2 Расчёт толщины изоляции при надземной прокладке трубопроводов
Рассмотрим участок Г – 5:
Длина участка Г-5 , средняя за отопительный период температура воды в подающей линии оС, в обратной линии оС. Глубина заложения труб м, канал уложен в грунт средней влажности, температура которого составляет . По [5, табл.1] определяем теплоизоляционный материал: Плиты из стеклянного штапельного волокна полужёсткие, технические марки ППТ – 75.
Определяется средняя температура теплоизоляционного слоя:
- подающего трубопровода
- обратного трубопровода
Определяем теплопроводность теплоизоляционного материала:
- для подающего трубопровода:
- для обратного трубопровода:
.
По табл. 14 выбирается нормированная плотность теплового потока для подающего трубопровода , для обратного трубопровода - .
Предварительно определяется наружный диаметр теплоизоляционного слоя:
- подающего трубопровода
- обратного трубопровода
Тогда размеры канала составят:
- ширина
- высота
- эквивалентный диаметр
По табл. 12 выбирается коэффициент теплопроводности для маловлажного грунта
Вычисляется термическое сопротивление теплоотдаче от воздуха внутри канала к внутренней стенке канала по формуле (18)
Определяется термическое сопротивление грунта по формуле (19)
Рассчитывается по формуле (22) температура воздуха в канале
.
По формулам (23)-(24) определяются величины В:
- для подающего трубопровода
откуда
- для обратного трубопровода
откуда
По формуле (4) определяется толщина теплоизоляционного слоя:
- для подающего трубопровода
- для обратного трубопровода
Согласно табл. 7 принимается толщина теплоизоляционного слоя для подающего трубопровода для обратного трубопровода
4.3 Расчёт потерь тепла через теплоизоляционную конструкцию
Расчёт участка Г-5.
Длина участка l=350 м. Температура теплоносителя в начале участка в подающей линии , в обратной линии - ; расход теплоносителя G = 10,05 кг/с. Диаметр трубопроводов мм. Теплоизоляционный слой выполнен из Плиты из стеклянного штапельного волокна полужёсткие, технические марки ППТ – 75, толщина теплоизоляционного слоя подающего трубопровода обратного - . Температура грунта на глубине залегания теплопровода . Коэффициент теплопроводности грунта
Определяется средняя температура теплоизоляционного слоя для:
- подающего трубопровода
- обратного трубопровода
Рассчитывается по формуле (16) коэффициент теплопроводности теплоизоляционного материала:
- для подающего трубопровода
- для обратного трубопровода
Вычисляются диаметры теплоизоляционной конструкции:
- подающего трубопровода
- обратного трубопровода
По табл. 12 для заданного диаметра трубопроводов определяются минимальные расстояния в свету между строительными конструкциями и трубопроводами: а=80 мм; b=140 мм; с=50 мм; d=150 мм.
Рассчитываются размеры поперечного сечения канала:
высота
ширина
По табл. 13 выбирается стандартный железобетонный короб с поперечным сечением эквивалентный внутренний диаметр
По формуле (11) определяется термическое сопротивление:
- подающего трубопровода
-
обратного трубопровода
По формуле (18) вычисляется сопротивление теплоотдаче от воздуха внутри канала к внутренней стенке канала
Определяется термическое сопротивление грунта по формуле (19)
Рассчитывается температура воздуха в канале по формуле (25)
Вычисляются по формулам (27)-(28) удельные потери тепла:
- подающего трубопровода
- обратного трубопровода
Суммарные потери тепла на расчетном участке тепловой сети
Тепловые потери на участке подающей линии
Температура теплоносителя в конце расчетного участка определяется по формуле (14):
Тепловые потери на участке обратной линии
Температура теплоносителя в конце расчетного участка:
Расчет остальных участков производится аналогично. Результаты расчетов представлены в таблице 12.
Таким образом, суммарные потери через изоляцию
Таблица 12 Результаты теплового расчета тепловой сети при прокладке трубопроводов в непроходных каналах.
Участок | Магистраль | Ответвления | |||||||
О-А | А-Б | Б-В | В-Г | Г-5 | А-9 | Б-2 | В-7 | Г-4 | |
Длина участка l,м | 450 | 50 | 100 | 100 | 350 | 50 | 100 | 150 | 200 |
Расход на участке G, кг/с | 42,93 | 39,35 | 25,01 | 18,30 | 10,05 | 3,58 | 14,34 | 8,25 | 6,71 |
Эквивалентный диаметр dэ, мм | 800 | 800 | 720 | 720 | 600 | 600 | 600 | 600 | 600 |
Термическое сопротивление подающего трубопровода R п, мК/Вт | 0,835 | 0,836 | 1,098 | 1,098 | 1,455 | 1,705 | 1,454 | 1,454 | 1,682 |
Термическое сопротивление обратного трубопровода R о, мК/Вт | 0,715 | 0,716 | 1,256 | 0,955 | 1,293 | 1,942 | 1,292 | 1,292 | 1,513 |
Термическое сопротивление канала R вк, мК/Вт | 0,050 | 0,050 | 0,050 | 0,055 | 0,066 | 0,066 | 0,066 | 0,055 | 0,066 |
Термическое сопротивление грунта R гр, мК/Вт | 0,267 | 0,267 | 0,267 | 0,281 | 0,306 | 0,306 | 0,306 | 0,281 | 0,306 |
Термическое сопротивление канала и грунта R к-гр, мК/Вт | 0,317 | 0,317 | 0,317 | 0,337 | 0,372 | 0,372 | 0,372 | 0,337 | 0,372 |
Темпрература воздуха в канале t k, С | 51,0 | 51,0 | 42,8 | 45,6 | 41,1 | 36,3 | 41,1 | 38,8 | 37,7 |
Удельные потери тепла через изоляцию прямого трубопровода q п, Вт/м | 118,5 | 118,4 | 97,6 | 95,1 | 74,8 | 66,7 | 74,9 | 76,4 | 66,7 |
Удельные потери тепла через изоляцию обратного трубопровода q о, Вт/м | 83,4 | 83,4 | 63,5 | 63,4 | 47,9 | 40,8 | 47,9 | 47,9 | 41,4 |
Суммарные удельные потери qи, Вт/м | 201,9 | 201,8 | 161,1 | 158,5 | 122,7 | 107,5 | 122,7 | 124,3 | 108,1 |
Потери тепла через изоляцию трубопровода Q и, кВт | 173,0 | 19,2 | 31,0 | 30,4 | 83,0 | 10,5 | 23,7 | 36,1 | 42,0 |
Потери тепла через изоляцию подающего трубопровода Q ип, кВт | 64,0 | 7,1 | 11,7 | 11,4 | 31,4 | 4,0 | 9,0 | 13,8 | 16,0 |
Температура в конце участка τ к п | 149,6 | 149,6 | 149,5 | 149,3 | 148,6 | 149,4 | 149,5 | 149,1 | 148,8 |
Потери тепла через изоляцию обратного трубопровода Q ио, кВт | 109,0 | 12,1 | 19,3 | 19,0 | 51,5 | 6,5 | 14,7 | 22,4 | 26,0 |
Температура в конце участка τ к о | 69,4 | 69,3 | 69,1 | 68,9 | 67,7 | 69,0 | 69,1 | 68,5 | 68,0 |
5. Расчёт тепловой схемы котельной с паровыми и водогрейными котлами
5.1 Исходные данные
Котельная предназначена для централизованного теплоснабжения промышленного комплекса, а именно систем отопления, вентиляции, горячего водоснабжения и пароснабжения промышленных предприятий.
Технологическим потребителям отпускается пар с параметрами:
p=0,8 МПа, t=175 оС в количестве Dт=14,76 т/ч
Расчетные нагрузки отопления и вентиляции
Qо=5604 кВт, Qв=8787,6кВт.
Нагрузка горячего водоснабжения
Qт=9264 кВт.
Температурный график отопительной тепловой сети – 150/70 оС.
Подогрев сырой воды перед химводоочисткой производится до 20 оС.
Деаэрация питательной и подпиточной воды осуществляется в атмосферных деаэраторах при температуре 104 оС, питательная вода имеет температуру 104 оС, подпиточная – 70 оС.
Величина непрерывной продувки котлов pпр=4% паропроизводительности котельной.
Коэффициент возврата конденсата от технологических потребителей φ=65%, его температура tвк=85 оС.
Котельная работает на мазуте. Возврат конденсата греющего пара с мазутного хозяйства φм.х.=80%, его температура tвкм.х.=60 оС.
Расчет выполнен для максимально-зимнего периода.
Расчёт водогрейной части котельной.
1.Общая тепловая нагрузка водогрейной части котельной по внешним потребителям.
Утечки в тепловых сетях принимаются равными 0,75% от объема воды в трубопроводах теплосетей:
где - объем воды в трубопроводах теплосетей , м3.
,- объемы воды в наружных теплосетях и внутренних трубопроводах, рассчитывается по фактической протяженности подающего и обратного водоводов и их диаметрам.
,
где - длина i-го участка трубопровода, км;
- удельная емкость i-го участка трубопровода в зависимости от внутреннего диаметра, м3 /км.
,
где - расчетная тепловая нагрузка отопления-вентиляции, МВт;
- удельный объём внутренних трубопроводов, м3/МВт.
Для промышленных предприятий м3/МВт, тогда объем воды в наружных теплосетях:
.
Объем воды во внутренних трубопроводах
.
Объем воды в трубопроводах теплосетей
Утечки в тепловых сетях составят:
Потери тепла с утечкой сетевой воды:
,
где - утечки в тепловых сетях, кг/с;
- теплоемкость воды, кДж/(кг К);
, - температура сетевой воды в подающей и обратной линиях сети;
- температура исходной воды, = 5°С.
Тогда потери тепла с утечками:
Расход сетевой воды на максимально зимнем режиме.
Расход подпиточной воды.
Расход воды на рециркуляцию определяется из условия обеспечения на выходе из котла t1к=70оС. На максимально зимнем режиме τ1=150 оС=t11к, следовательно, Gрец=0.
Расход сетевой воды, поступающей в котел из обратной линии сети.
Расход воды через котел.
Проверка расхода сетевой воды на выходе из котельной.
Тепловая производительность водогрейных котлов.
Данная производительность можно обеспечить четырьмя водогрейными котлами КВ-ГМ4,65 теплопроизводительность 4,65 МВт номинальный расход воды Gном=49,5 т/ч
10.Проверка расхода воды через котел.
-
для данного типа котлов, следовательно для обеспечения номинального расхода воды через котлы следует увеличить расход по линии рециркуляции на величину