Xreferat.com » Рефераты по физике » Проектирование производственно–отопительной котельной для жилого района г. Смоленска

Проектирование производственно–отопительной котельной для жилого района г. Смоленска

Министерство образования и науки Российской Федерации

Южно-Уральский государственный университет

Кафедра промышленной теплоэнергетики


Проектирование производственно – отопительной котельной

для жилого района г. Смоленска


Пояснительная записка к курсовому проекту

по дисциплине

«Источники и системы теплоснабжения

промышленных предприятий»

Э – 450.140104.2006.085.02.ПЗ


Нормоконтролер:

Руководитель:

Кириллов В. В. _________

«___»________2006 г.

Автор работы:

Студент группы Э-450

Давыдов И. С.__________

«___»_____2006 г.

Проект защищен

с оценкой ____________

«___»________2006 г.


Челябинск

2006 г.

Аннотация


Давыдов Илья Сергеевич. Расчет производственно-отопительной котельной для жилого района г. Смоленска. Челябинск, ЮУрГУ, Энергетический факультет, 2006 г, 38 с, 4 рисунка, 16 таблиц, 1 лист формата А1. Библиография литературы – 7 наименований.

В данном проекте приводится расчет производственно-отопительной котельной для жилого района города Смоленска. В основной части проекта рассчитаны тепловые нагрузки на отопление вентиляцию и горячее водоснабжение, а также расходы воды на отопление и вентиляцию. Выполнен гидравлический и тепловой расчет паропровода по заданной схеме, а также контактный теплообменник с активной насадкой. Приведено обоснование выбора основного оборудования тепловой схемы котельной, а также развернутая тепловая схема производственно-отопительной котельной на листе формата А1.

Содержание


1.Расчет тепловых нагрузок отопления, вентиляции и горячего водоснабжения……………………………………………………..……………...5

1.1 Сезонная нагрузка………………………..……………………….…………..6

1.2 Круглогодичная нагрузка…………………………………………………….7

2.Расчет температур сетевой воды……………….…………………..…………10

3.Расчет расходов сетевой воды……………………………………….……….13

4.Гидравлический расчет паропровода……………………………….……….14

5.Тепловой расчет паропровода………………………………………….……..17

6.Принципиальная тепловая схема котельной…………………………..…….19

7.Расчет тепловой схемы котельной………………………………….………..21

7.1 Расчет тепловой схемы паровой части котельной………………………..21

7.2. Расчет тепловой схемы паровой части котельной……………………….25

8.Расчет контактного теплообменника с активной насадкой….……………28

8.1 Тепловой расчет КТАН……………………………………………………..28

8.2 Гидравлический расчет КТАН…………………….……………………….31

9.Выбор оборудования тепловой схемы котельной…………………………..32

Заключение………………………………………………………….……………36

Список литературы…………………………………………………...………….37

Приложение…………………………………………………………….………..38

1.Расчет тепловых нагрузок отопления, вентиляции и горячего водоснабжения


В качестве потребителя коммунально-бытовой нагрузки выбран микрорайон г. Смоленска. с жилыми домами квартирного типа и этажностью 5 и более этажей.

Исходные данные для определения сезонной и круглогодичной тепловых нагрузок:

Расчетная температура воздуха проектирования отопления tно, оС34

Средняя температура наиболее холодного месяца tнхм, оС……..-16,9

Расчетная температура воздуха внутри жилых помещений tв , оС+20

Расчетная температура горячей воды у абонента tг , оС………..+55

Расчетная температура холодной водопроводной воды в летний период tх, оС…………………………………………………………………..+15

6. Расчетная температура холодной водопроводной воды в зимний период tх, оС…………………………………………………………………..+5

7. Количество квадратных метров жилой площади на одного жителя Fуд ,м2/чел……………………………………………………………………...18

8. Количество жителей z, чел…………………………………….90000

9. Укрупненный показатель максимального теплового потока на отопление жилых зданий на 1 м2 общей площади qo , Вт/м……………….87

10. Норма среднего недельного расхода горячей воды для жилых помещений, a, л/сут……………………………………..……………………..105

11. Норма среднего недельного расхода горячей воды для общественных и административных зданий, b, л/сут………………………...25

12. Коэффициент, учитывающий расход тепла на общественные здания, k1………………………………………………………………….. 0,25

13. Коэффициент, учитывающий тип застройки зданий, k2……..…..0,6

14. Продолжительность работы системы отопления, no, сут..………218

Коэффициент учитывающий изменение средненедельного расхода тепла на ГВС в неотопительный период по отношению к отопительному, в0,8


1.1 Сезонная нагрузка


Производственно-отопительная котельная рассчитывается для трех режимов работы, поэтому необходимо, чтобы нагрузки отопления и вентиляции были определены для следующих температур наружного воздуха:

температура начала отопительного периода tн=+8 0С;

средняя температура наиболее холодного месяца tнхм=-16,9 0С;

расчетная температура воздуха проектирования отопления tно=-34 0С

Таблица 1 Расчет сезонных нагрузок


Величина Единица измерения Расчет
Наименование Расчетная формула или способ определения

Расчетная нагрузка отопления (при tно)

Проектирование производственно–отопительной котельной для жилого района г. Смоленска

МВт

Проектирование производственно–отопительной котельной для жилого района г. Смоленска

Расчетная нагрузка вентиляции (при tнв= tно для жилых и общественных зданий)

Проектирование производственно–отопительной котельной для жилого района г. Смоленска

МВт

Проектирование производственно–отопительной котельной для жилого района г. Смоленска

Нагрузка отопления при tн= +8 0С

Проектирование производственно–отопительной котельной для жилого района г. Смоленска

МВт

Проектирование производственно–отопительной котельной для жилого района г. Смоленска

Нагрузка

вентиляции при

tн= +8 0С

Проектирование производственно–отопительной котельной для жилого района г. Смоленска

МВт

Проектирование производственно–отопительной котельной для жилого района г. Смоленска

Нагрузка отопления при tнхм = -8,6 0С

Проектирование производственно–отопительной котельной для жилого района г. Смоленска

МВт

Проектирование производственно–отопительной котельной для жилого района г. Смоленска

Нагрузка вентиляции при

tнхм = -8,6 0С

Проектирование производственно–отопительной котельной для жилого района г. Смоленска

МВт

Проектирование производственно–отопительной котельной для жилого района г. Смоленска


1.2 Круглогодичная нагрузка


Таблица 2 Расчет круглогодичной нагрузки


Величина Единица измерения Расчет
Наименование Расчетная формула или способ определения

Средненедельный расход тепла на ГВС для зимнего периода

Проектирование производственно–отопительной котельной для жилого района г. Смоленска

МВт

Проектирование производственно–отопительной котельной для жилого района г. Смоленска

Средненедельный расход тепла на ГВС для летнего периода

Проектирование производственно–отопительной котельной для жилого района г. Смоленска

МВт

Проектирование производственно–отопительной котельной для жилого района г. Смоленска

Коэффициент недельной неравномерности kн (справочное) - 1,2
Коэффициент суточной неравномерности kс (справочное) - 2,0
Расчетный расход тепла на ГВС для зимнего периода

Проектирование производственно–отопительной котельной для жилого района г. Смоленска

МВт 1,2∙2,0∙21,823 = 52,375
Расчетный расход тепла на ГВС для летнего периода

Проектирование производственно–отопительной котельной для жилого района г. Смоленска

МВт 1,2∙2,0∙13,967= 33,521
Средняя температур воздуха отопительного периода

Проектирование производственно–отопительной котельной для жилого района г. Смоленска или по приложению 1 [1]

-2,7
Годовой расход тепла на отопление

Проектирование производственно–отопительной котельной для жилого района г. Смоленска

МВт

Проектирование производственно–отопительной котельной для жилого района г. Смоленска

Годовой расход тепла на вентиляцию

Проектирование производственно–отопительной котельной для жилого района г. Смоленска

МВт

Проектирование производственно–отопительной котельной для жилого района г. Смоленска

Годовой расход тепла на ГВС

Проектирование производственно–отопительной котельной для жилого района г. Смоленска

МВт

Проектирование производственно–отопительной котельной для жилого района г. Смоленска

Суммарный годовой расход теплоты

Проектирование производственно–отопительной котельной для жилого района г. Смоленска

МВт

Проектирование производственно–отопительной котельной для жилого района г. Смоленска


2. Расчет температур сетевой воды


Значения температур сетевой воды в зависимости от температур наружного воздуха определяются методом регулирования тепловых нагрузок и температурным графиком теплосети. В данном случае имеем качественное регулирование по совмещенной нагрузке в закрытой системе теплоснабжения при температурном графике теплосети 150/70 0С.

Таблица 3 Расчет температур сетевой воды


Величина Единица измерения Расчет
Наименование Расчетная формула или способ определения

Температура воды в подающем трубопроводе при tн=tно

Проектирование производственно–отопительной котельной для жилого района г. Смоленска(по условию)

°С 150
Температура воды в обратном трубопроводе при tн=tно

Проектирование производственно–отопительной котельной для жилого района г. Смоленска(по условию)

°С 70
Температура воды в стояке местной системы после смешения на вводе

Проектирование производственно–отопительной котельной для жилого района г. Смоленска

°С 95
Перепад температур воды в местной системе

Проектирование производственно–отопительной котельной для жилого района г. Смоленска

°С 95-70 = 25
Перепад температур тепловой сети

Проектирование производственно–отопительной котельной для жилого района г. Смоленска

°С 150-70 = 80
Температурный напор нагревательного прибора местной системы

Проектирование производственно–отопительной котельной для жилого района г. Смоленска

°С

Проектирование производственно–отопительной котельной для жилого района г. Смоленска


Текущие значения температур воды в прямом и обратном трубопроводе рассчитываем по формулам:

Проектирование производственно–отопительной котельной для жилого района г. Смоленска

Проектирование производственно–отопительной котельной для жилого района г. Смоленска,

где Проектирование производственно–отопительной котельной для жилого района г. Смоленска –– величина относительной тепловой нагрузки: Проектирование производственно–отопительной котельной для жилого района г. Смоленска

Таблица 4 Температуры сетевой воды


tн,°С +8 0 -5 -10 -15 -20 -25 -26

Проектирование производственно–отопительной котельной для жилого района г. Смоленска

0,227 0,409 0,523 0,636 0,75 0,864 0,977 1
ф01 53,02 77,15 91,71 105,84 119,86 133,70 147,26 150
ф02 34,86 44,43 49,87 54,96 59,86 64,58 69,10 70

Независимо от метода регулирования тепловых нагрузок необходимо учитывать, что при любых температурах наружного воздуха температура сетевой воды в подающем трубопроводе не может опускаться ниже 65 °С. Поэтому при определенной температуре наружного воздуха (tни) происходит смена метода регулирования с качественного на количественное или наоборот.

Из (рис.2) в точке излома температурного графика определяем температуру наружного воздуха tни=+5°С.

Температуры сетевой воды Проектирование производственно–отопительной котельной для жилого района г. Смоленска и Проектирование производственно–отопительной котельной для жилого района г. Смоленскадолжны быть рассчитаны с учетом нагрузки отопления и ГВС. Проектирование производственно–отопительной котельной для жилого района г. Смоленска, Проектирование производственно–отопительной котельной для жилого района г. Смоленска.

Для двух подогревателей Проектирование производственно–отопительной котельной для жилого района г. Смоленскаconst. Можно рассчитать по формуле:

Проектирование производственно–отопительной котельной для жилого района г. Смоленска

Для расчетного режима, при котором поверхность теплообмена подогревателей будет максимальна, то есть при tн=tни=4,8°С, находим величину:

Проектирование производственно–отопительной котельной для жилого района г. Смоленска

где Проектирование производственно–отопительной котельной для жилого района г. Смоленска величина недогрева водопроводной воды в подогревателе первой ступени П1, Проектирование производственно–отопительной котельной для жилого района г. Смоленска принимается в диапазоне 5…10°С.

Определим температуру воды в подогревателе первой ступени:

Проектирование производственно–отопительной котельной для жилого района г. Смоленска

Проектирование производственно–отопительной котельной для жилого района г. Смоленска.

Для любой наружной температуры Проектирование производственно–отопительной котельной для жилого района г. Смоленска находят Проектирование производственно–отопительной котельной для жилого района г. Смоленска и Проектирование производственно–отопительной котельной для жилого района г. Смоленска.

Выполним пересчет сетевой воды и результаты сведем в таблицу:

Таблица 5 Пересчет температур сетевой воды


tн,°С 8 5 0 -5 -8,6 -10 -15 -20 -25 -26
д1 20,16 20,16 16,65 12,69 11,3 8,99 5,42 1,98 0 0
д2 25,20 25,20 28,71 32,67 34,06 36,37 39,94 43,38 46,57 47,34
ф1 85,16 85,16 93,8 104,4 113,3 114,8 125,3 135,7 147,3 150
ф2 9,66 9,66 15,72 17,2 17,94 18,59 19,92 21,2 22,53 22,66

3. Расчет расходов сетевой воды


Расход сетевой воды на абонентском вводе поддерживается постоянным и равным:

(tн≤tни) Проектирование производственно–отопительной котельной для жилого района г. Смоленска

При tн>tни расход сетевой воды находим по текущей тепловой нагрузке Проектирование производственно–отопительной котельной для жилого района г. Смоленска:

Проектирование производственно–отопительной котельной для жилого района г. Смоленска, кг/с

Расход воды на вентиляцию определяем так же, но по температурам сетевой воды Проектирование производственно–отопительной котельной для жилого района г. Смоленска и Проектирование производственно–отопительной котельной для жилого района г. Смоленска:

(tн≤tни) Проектирование производственно–отопительной котельной для жилого района г. Смоленска

(tн>tни) Проектирование производственно–отопительной котельной для жилого района г. Смоленска, кг/с

4. Гидравлический расчет паропровода


Гидравлический расчет паропровода выполняется от потребителей к источнику, чтобы определить параметры пара у источника.

Исходные данные:

Схема паропровода изображена на бланке задания (стр.2)

Технологический теплоноситель – сухой насыщенный водяной пар.

Результаты гидравлического расчета паропровода приводятся в таблице 6.

Таблица 6. Гидравлический расчет паропровода


Расчетная

величина

Обозн. Разм.

Расчетная формула или способ

определения

Номер участка




1 2 3
Расход пара на участке D кг/с По заданию 16,67 8,335 8,335
Длина участка L м --«---»-- 650 240 90
Удельное падение давления Па/м Принимается по [1] 25 25 25
Доля местных потерь a --- --«---»-- 0,5 0,5 0,5
Потери давления на участке DP кПа

Проектирование производственно–отопительной котельной для жилого района г. Смоленска

24,375 9,0 3,375
Давление пара в конце участка Pкон кПа

По заданию.

Для уч.1:

Проектирование производственно–отопительной котельной для жилого района г. Смоленска

709,0 700 700
Давление пара в начале участка Pнач кПа

Проектирование производственно–отопительной котельной для жилого района г. Смоленска

733,38 709,0 703,38
Средняя плотность пара на участке

Проектирование производственно–отопительной котельной для жилого района г. Смоленска

кг/м3

Проектирование производственно–отопительной котельной для жилого района г. Смоленска

3,76 3,693 3,707
Абсолютная эквивалентная шероховатость паропровода м По рекомендации [1] 0,0002
Коэффициент Аd м0,0475

По табл. 5.1 [1] или

Проектирование производственно–отопительной котельной для жилого района г. Смоленска

0,42
Расчетный диаметр паропровода d м

Проектирование производственно–отопительной котельной для жилого района г. Смоленска

0,511 0,398 0,398
Диаметр паропровода по стандарту d’ м Приложение 11 [1] 0,514 0,408 0,408
Средняя скорость пара wср м/с

Проектирование производственно–отопительной котельной для жилого района г. Смоленска

21,38 17,28 17,20
Количество нормальных задвижек на участке --- По заданию 2
Количество П-образных компенсаторов на участке --- Принимается по [2] 3 2 1
Коэффициент гидравлического сопротивления задвижки --- Приложение 10 [1] 0,4
Коэффициент гидравлического сопротивления компенсатора --- --«---»-- 1,7
Коэффициент гидравлического сопротивления тройника xтр --- --«---»-- --- 0,08 1,8
Суммарный коэффициент гидравлического сопротивления xуч ---

Проектирование производственно–отопительной котельной для жилого района г. Смоленска

5,9 4,28 4,3
Коэффициент AR м0,25 Табл. 5.1 [1] 10,6Ч10-3
Удельное падение давления R’л Па/м

Проектирование производственно–отопительной котельной для жилого района г. Смоленска

25,79 22,07 21,99
Коэффициент Al м - 0,25 Табл. 5.1 [1] 76,4
Эквивалентная длина местных сопротивлений Lэкв м

Проектирование производственно–отопительной котельной для жилого района г. Смоленска

196,18 106,63 107,12
Потери давления на участке DP’ кПа

Проектирование производственно–отопительной котельной для жилого района г. Смоленска

21,82 7,65 2,55
Давление пара в конце участка Pкон кПа

По заданию.

Для уч.1:

Проектирование производственно–отопительной котельной для жилого района г. Смоленска

707,65 700,0 700,0
Давление пара в начале участка Pнач кПа

Проектирование производственно–отопительной котельной для жилого района г. Смоленска

729,47 707,65 702,55
Проверка погрешности в определении плотности пара
Средняя плотность пара на участке r’ср кг/м3

Проектирование производственно–отопительной котельной для жилого района г. Смоленска

3,79 3,685 3,72
Погрешность определения плотности d %

Проектирование производственно–отопительной котельной для жилого района г. Смоленска

-0,8 0,21 -0,04
Полученная погрешность меньше допустимой (2%).

5. Тепловой расчет паропровода


Прокладка паропровода надземная, поэтому расчетная температура окружающей среды соответствует температуре наружного воздуха в максимально зимнем режиме tно.

Паропровод полностью изолирован, задвижки изолированы на ѕ от площади поверхности, компенсаторы изолированы полностью.

Результаты теплового расчета сведены в таблицу 7.

Таблица 7 Тепловой расчет паропровода


Расчетная

величина

Обознач. Размерн.

Расчетная формула или метод

определения

Номер участка




1 2 3
Расход пара на участке D кг/с По заданию 16,67 5,55 5,55
Длина участка L м --«---»-- 650 240 90
Удельная потеря теплоты с 1 м изолированного паропровода q

Проектирование производственно–отопительной котельной для жилого района г. Смоленска

Приложение 3 [2] 1,76 1,56 1,56
Эквивалентная длина задвижки Lзэкв м Принимается в диапазоне 4…8 4
Количество нормальных задвижек на участке --- По заданию 2
Эквивалентная длина опор Lопэкв м (10…15%)L 65 24 9
Суммарная эквивалентная длина местных тепловых потерь Lэкв м Lзэквnз+ Lопэкв 73 32 17
Температура пара в конце участка t2 Табл. II [4] 165,21 164,96 164,96
Температура пара в начале участка t1 Принимается 172 165,21 165,21
Средняя температура пара на участке tср

Проектирование производственно–отопительной котельной для жилого района г. Смоленска

168,61 165,09 165,09
Средняя массовая теплоемкость пара на участке Ср

Проектирование производственно–отопительной котельной для жилого района г. Смоленска

Табл. V [4] 2,505 2,456 2,456
Потери тепла на участке Q кВт

Проектирование производственно–отопительной котельной для жилого района г. Смоленска

250,18 81,08 31,91
Температура пара в начале участка t’1

Проектирование производственно–отопительной котельной для жилого района г. Смоленска

170,12 167,28 165,87
Погрешность определения температуры d %

Проектирование производственно–отопительной котельной для жилого района г. Смоленска

0,51 1,24 0,34
Полученная погрешность меньше допустимой (2%)
Энтальпия пара в начале участка i

Проектирование производственно–отопительной котельной для жилого района г. Смоленска

По табл. III [4] 2822,3 2819,6 2819,4

Условные обозначения:

1 - котел паровой;

2 - редукционный клапан;

3 - сепаратор непрерывной продувки;

4 - водоводяной теплообменник №1;

5 - пароводяной теплообменник №2;

6 - пароводяной теплообменник №3;

7 - водоводяной теплообменник №4;

8 - пароводяной теплообменник №5;

9 - водоводяной теплообменник №6;

10 - водоводяной теплообменник №7;

11 - пароводяной теплообменник №8;

12 - конденсатоотводчик;

13 - КТАН;

14 - водоструйный эжектор;

15 - деаэратор вакуумный;

16 - бак рабочей воды;

17 - регулятор температуры;

18 - котел водогрейный;

19 - редукционно-охладительная установка

20 - блок ХВО;

21 - деаэратор атмосферный.


7. Расчет тепловой схемы котельной


7.1 Расчет тепловой схемы паровой части котельной


Таблица 8 Исходные данные для расчета паровой части котельной


Величина Обозн. Разм. Способ определения Значение
Давление технологического пара Pтех МПа Из расчета паропровода
Технологическая нагрузка Dтех кг/с По заданию 16,67
Доля возвращаемого конденсата m % --«---»-- 60
Температура возвращаемого конденсата tтех --«---»-- 70
Солесодержание котловой воды Sкв мг/кг --«---»-- 5000
Солесодержание химически очищенной воды мг/кг Рекомендации из [5] 360

Энтальпии пара при давлениях:

1,4 МПа

0,732 МПа

0,15 МПа



i”1.4

i”0,732

i”0,15


кДж/кг Табл. II [4]

2788,4

2764,76

2693,9

Энтальпии:

технол. конденсата

пит. воды (90 0С)

воды после СНП

исходной воды

котловой воды


iтех

iпв

i’0.15

iив

i’1.4


кДж/кг То же

334,92

376,94

467,13

20,95

830,1


Энтальпия конденсата после паровых подогревателей кДж/кг Табл. I [4] для t = 800C 334,92

На принципиальной тепловой схеме производственно-отопительной котельной (рис. 4) представлена паровая часть, результаты расчета которой приводятся в таблице 9.

Таблица 9 Расчет паровой части котельной


Расчетная

величина

Обозн. Разм.

Расчетная формула или

способ определения

Расчетный режим




tно = -260С
Расход технологического конденсата с производства Gтех кг/с

Проектирование производственно–отопительной котельной для жилого района г. Смоленска

Проектирование производственно–отопительной котельной для жилого района г. Смоленска

Потери технологического конденсата Gптех кг/с

Проектирование производственно–отопительной котельной для жилого района г. Смоленска

16,67-10,0=6,67
Потери пара в тепловой схеме Dпот кг/с

Проектирование производственно–отопительной котельной для жилого района г. Смоленска

0,03∙16,67=0,50
Расход пара на собственные нужды Dсн кг/с

Если Вам нужна помощь с академической работой (курсовая, контрольная, диплом, реферат и т.д.), обратитесь к нашим специалистам. Более 90000 специалистов готовы Вам помочь.
Бесплатные корректировки и доработки. Бесплатная оценка стоимости работы.

Поможем написать работу на аналогичную тему

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту

Похожие рефераты: