Источники и системы теплоснабжения предприятий: Рабочая программа, задание на контрольную работу, методические указания к контрольной работе, задание на курсовой проект

Министерство образования Российской Федерации Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Северо - Западный государственный заочный технический университет

Кафедра Теплотехники и теплоэнергетики

ИСТОЧНИКИ И СИСТЕМЫ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЙ Рабочая программа Задание на контрольную работу Методические указания к выполнению контрольной работы Задание на курсовой проект

Факультет энергетический. Направление и специальность подготовки дипломированного специалиста: 650800 - теплоэнергетика 100700 - промышленная теплоэнергетика

Санкт – Петербург 2003

Утверждено редакционно-издательским советом института УДК 697.34 (075.8) Источники и системы теплоснабжения предприятий: Рабочая программа, задание на контрольную работу, методические указания к контрольной работе, задание на курсовой проект - СПб: СЗПИ, 2003. – 32 с. Методический сборник соответствует государственному образовательным стандарту направления подготовки дипломированного специалиста 650800, специальность 100700 -промышленная теплоэнергетика. Курс охватывает основные разделы дисциплины: источники генерации теплоты – промышленные котельные, промышленные ТЭЦ, теплоутилизационные установки; тепловые сети, методы расчета источников и систем теплоснабжения. В методический сборник включены также тематика использования вторичных энергетических ресурсов (ВЭР) в источниках теплоснабжения и технико – экономическое обоснование выбора систем теплоснабжения. Рассмотрено на заседании кафедры теплотехники и теплоэнергетики 13 ноября 2003 г.; одобрено методической комиссией энергетического факультета 14 ноября 2003 г. Рецензенты: кафедра теплотехники и теплоэнергетики Северо - Западного государственного заочного технического университета (зав. кафедрой д-р техн. наук, проф. З.Ф. Каримов). В.И. Французов, канд. техн. наук, доцент кафедры тепловых установок и тепловых двигателей СПбГТУРП. Составители: Е.А. Блинов, канд. техн. наук, доц. А.В. Пакшин, канд. техн. наук, доц.

© Северо-Западный государственный заочный технический университет, 2003 2

ПРЕДИСЛОВИЕ Целью изучения дисциплины является получение необходимых практических и теоретических знаний в проектировании и надежной эксплуатации систем теплоснабжения промышленных предприятий при минимальных затратах энергетических, материальных и трудовых ресурсов. Задачи изучения дисциплины заключаются в творческом усвоении: - методов определения потребности предприятий в теплоте пара и горячей воды на технологические и сантехнические нужды; - схем, состава оборудования и режимов работы современных и перспективных источников теплоснабжения предприятий; - способов и схем эффективного использования ВЭР предприятий для выработки теплоносителей; - принципов и методов построения и регулирования систем теплоснабжения; - правил технической эксплуатации оборудования систем теплоснабжения; - методов проектирования и технико-экономического анализа систем теплоснабжения с применением ЭВМ. Материал дисциплины базируется на знаниях и навыках, полученных при усвоении курсов: "Высшая математика", "Физика", "Информатика", "Гидрогазодинамика", "Техническая термодинамика", "Тепломассообмен", "Котельные установки и парогенераторы", "Нагнетатели и тепловые двигатели", "Промышленные тепломассообменные процессы и установки", "Технология централизованного производства электроэнергии и теплоты", "Экономика энергетических предприятий". Изученный материал применяется в дисциплинах специализаций и в дипломном проектировании с использованием современных математических методов и ПК. Одна треть материала дисциплины изучается на очных занятиях – лекциях, практических и лабораторных работах. Две трети материала дисциплины студенты изучают самостоятельно, используя рекомендованную литературу и консультации преподавателя, а также выполняя контрольную работу и курсовой проект.

3

1. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 1.1 СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ ПО ГОС Назначение, структура, классификация. Методы определения потребности потребителей в паре и горячей воде. Методы регулирования отпуска теплоты из систем централизованного теплоснабжения. Тепловые сети: их назначение, конструкции. Методы определения расчетного расхода воды и пара. Гидравлический расчет паро-, водо- и конденсатопроводов. Гидравлический режим тепловых сетей. Выбор сетевых, подпиточных и подкачивающих насосов. Способы поддержания давлений в "нейтральных" точках. Тепловой и прочностной расчеты элементов тепловых сетей. Источники генерации теплоты, используемые в системах теплоснабжения. Промышленные котельные: назначение, классификация, параметры, рациональные области использования; тепловые схемы и их расчет; методы выбора основного и вспомогательного оборудования; методы распределения нагрузки между котлами; энергетические, экономические и экологические характеристики котельных. Теплоэлектроцентрали промышленных предприятий: назначение, классификация; методика определения энергетических показателей теплоэлектроцентралей (ТЭЦ), методика составления и расчета тепловых схем ТЭЦ, выбор ее оборудования. Утилизационные котельные. Теплонасосные установки и ТЭЦ, использующие вторичные энергетически ресурсы предприятий для генерации теплоты и электроэнергии: схемы, режимы работы, определение технико-экономических показателей; расчет тепловых схем, выбор режима работы утилизационных установок параллельно с заводскими и районными котельными, ТЭЦ и конденсационными электрическими станциями. Использование математического моделирования, пакетов прикладных программ, банков данных для расчета систем теплоснабжения. 1.2. Рабочая программа (объем дисциплины 240 часов) 1.2.1. Введение [1], с. 7-16 Предмет и содержание курса. Назначение и область применения источников и систем теплоснабжения предприятий. Современное состояние и перспективы развития теплоэнергетики в России и за рубежом. Перспективы развития теплоснабжения в России. Тепловые сети и теплопотребляющие системы как основные звенья системы теплоснабжения. Основные направления развития систем теплоснабжения в других странах. Задачи совершенствования систем теплоснабжения. Проблемы дальнего теплоснабжения. Комбинированная выработка тепловой и электрической энер4

гии. Промышленное теплопотребление в народном хозяйстве. уровни теплопотребления различных отраслей промышленности. Состояния и пути повышения надежности теплоснабжения. Энергетическая сущность теплофикации. Рациональное размещение источников теплоты, тепловых подстанций центральных тепловых пунктов. Экологические задачи. Очистка производственных сточных вод от вредных выбросов. Вопросы для самопроверки: 1.Сущность и задачи теплоснабжения. 2. Состояние теплоснабжения в России и перспективные направления его развития. 1.2.2. Тепловые потребители предприятий 1.2.2.1 Технологические потребители пара и горячей воды [1], с.35-47 Классификация тепловых нагрузок. Сезонные и круглогодовые нагрузки. Методика расчета потерь теплоты зданиями. Тепловые нагрузки предприятий. Нормирование теплопотребления в промышленности. Определение тепловой нагрузки промплощадки, района. Технологическое потребление пара и горячей воды. Используемые теплоносители, их параметры. Нормирование расходов теплоты. Методы определения расчетной потребности в паре и горячей воде для технологических нужд. Характерные режимы и графики теплопотребления. Горячее водоснабжение; его назначение, требуемые параметры. Методы определения расчетной потребности в теплоте. Характерные графики потребления. Отопление промышленных зданий. Расчет внутренних тепловыделений в производственных цехах. Тепловой баланс производственных помещений. Определение расчетного расхода теплоты на отопление предприятий. Суточные и годовые графики теплопотребления. Вентиляция промышленных цехов. Нормы и параметры санитарного состояния воздушной среды промышленных и общественных помещений. Методы определения количества вредных выделений, их предельные и допустимые концентрации. Области применения вентиляции, методы подготовки и обработки влажного воздуха. Определение потребности в теплоте для вентиляционных установок, графики их теплопотребления.

5

Системы кондиционирования воздуха, их назначение, области применения. Определение потребностей в теплоте и холоде. Режимы работы и методы регулирования промышленных систем кондиционирования воздуха. Вопросы для самопроверки: 1. Как определить тепловую нагрузку на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение? 2. Какова методика установления тепловой нагрузки на технологические нужды? 3. Как определить годовую тепловую нагрузку? 4. Как построить график тепловой нагрузки по продолжительности? 1.2.2.2. Системы горячего водоснабжения, отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха [2], с.49-67, 72-86, 87-424, 159-188 Классификация систем горячего водоснабжения промышленных, жилых и общественных зданий. Децентрализованные и централизованные системы. Аккумулирование горячей воды. Приборы, трубы и арматура. Оборудование установок горячего водоснабжения. Расчет подающих и циркуляционных трубопроводов. Системы водяного, парового и воздушного отопления промышленных и жилых зданий. Отопительные приборы. Выбор и их размещение. Трубы и их соединение. Уклон труб. Перемещение и удаление воздуха. Расширительный бак. Изоляция труб. Принципы проектирования систем отопления. Системы вентиляции промышленных помещений; их схемы и методы расчета. Устройства для нагревания воздуха. Фильтры для очистки воздуха. Воздуховоды и камеры. Воздухоприемные и воздухораздающие устройства. Регулирующие устройства. Классификация систем кондиционирования воздуха. Секционные, блочные и блочно-секционные кондиционеры. Камеры орошения, форсунки, секции подогрева, охладители, фильтры, воздухораспределители, приборы и средства автоматизации. Присоединение потребителей теплоты к тепловым сетям. Выбор вида присоединения. Схемы присоединения потребителей с разнородными тепловыми нагрузками.

6

Вопросы для самопроверки 1. Перечислите виды отопления промышленных зданий. 2. Назовите задачи воздушного режима зданий. 3. Процессы обработки воздуха в системах кондиционирования воздуха. 4. Схемы присоединения систем потребителей к тепловым сетям. 5. Каково устройство тепловых пунктов промышленных зданий? 1.2.3. Системы теплоснабжения предприятий 1.2.3.1. Паровые системы и системы сбора и возврата конденсата [1], с.77-80 Виды систем теплоснабжения предприятий; их структура и особенности. Паровые системы теплоснабжения; их схемы, состав оборудования, режимы работы, методы обеспечения надежности пароснабжения. Системы сбора и возврата конденсата от промышленных потребителей; их назначение, состав оборудования, режимы работы. Меры снижения потерь конденсата. Вопросы для самопроверки: 1. Каково устройство однотрубной паровой системы теплоснабжения с возвратом конденсата? 2. Каковы особенности однотрубной паровой системы теплоснабжения с центральной струйной компрессией? 3. Принципиальная схема двухтрубной паровой системы с возвратом конденсата. 4. Перечислите основные элементы однотрубной паровой системы без возврата конденсата. 1.2.3.2. Водяные системы теплоснабжения [1], с.57-77 Водяные системы теплоснабжения предприятий. Двухтрубные и многотрубные водяные системы, их схемы, области применения, основные преимущества и недостатки. Водяные системы с однотрубной транзитной и двухтрубной распределительной сетью. Теплоносители и их характеристика. Техникоэкономическое сопоставление систем теплоснабжения.

7

Вопросы для самопроверки: 1. Каковы особенности схемы присоединения потребителей к открытой двухтрубной водяной системе в случае связанного регулирования? 2. Опишите устройство и работу водоструйного элеватора. 3. Каковы преимущества и недостатки открытой двухтрубной водяной системы теплоснабжения? 4. Каковы перспективы использования однотрубных водяных систем теплоснабжения? 1.2.4. Источники теплоснабжения предприятий 1.2.4.1. Производственные котельные [3], с.91-118, 128-143, 190-192, 235-239 Назначение, тепловые схемы, основное и вспомогательное оборудование производственных котельных. Методика и расчет тепловых схем котельных с применением и без применения ПК. Выбор основного и вспомогательного оборудования котельных. Выбор метода и схемы водоподготовки в производственных котельных. Режимы работы и распределение нагрузки между котлами. Техникоэкономические показатели котельных. Компоновка производственных котельных. Пути совершенствования тепловых схем, оборудования и режимов работы производственных котельных. Вопросы для самопроверки: 1. Приведите принципиальные тепловые схемы паровой, водогрейной и пароводогрейной котельной. 2. Назовите основные типы и характеристики паровых и водогрейных котлов. 3. Каковы различия в составе оборудования котельных для открытых и закрытых систем теплоснабжения? 4. Каково назначение линии перепуска в котельных? 5. Перечислите способы утилизации теплоты продувочной воды паровых котлов. 6. Каково назначение рециркуляции водогрейных котлов? 7. Каков выбор метода водоподготовки для паровой и водогрейной котельной? 8. Каковы критерии выбора числа работающих котлов и распределения нагрузки между ними? 8

9. Каковы требования к условиям оптимальной компоновки котельных? 10. Каков порядок расчета удельного расхода условного (натурального) топлива на выработку и отпуск теплоты? 11. Себестоимость отпущенной теплоты от паровых, водогрейных и пароводогрейных котельных. 12. Каковы особенности схем и технико-экономические показатели котельных с комбинированными пароводогрейными котлами? 13. Назовите способы снижения потерь с уходящими газами в газовых котельных. 1.2.4.2. Паротурбинные электростанции [4], с.11-74, 80-84, 94-98, 159-162, 188-200, 221-224, 227-238 Назначение, тепловые схемы, состав оборудования, параметры и области применения производственных паротурбинных электростанций. Энергетическая эффективность теплофикации и ее зависимость от коэффициента теплофикации. Выбор оптимальных начальных и конечных параметров пара на ТЭЦ. Эффективность промежуточного перегрева пара на ТЭЦ. Регенеративный подогрев питательной воды и его распределение по ступеням. Оптимизация параметров и схем системы регенеративного подогрева питательной воды. Особенности применения смешивающих и поверхностных подогревателей. Схемы отпуска теплоты от ТЭЦ с паром и горячей водой и их эффективность (тепловая экономичность, надежность и капитальные затраты). Распределение тепловых нагрузок между отборами турбин и пиковыми водогрейными котлами и выбор оптимальных значений коэффициентов теплофикации. Совместная работа котельных и ТЭЦ в системах теплоснабжения. Принципиальная и полная схемы ТЭЦ. Методика расчета принципиальной тепловой схемы ТЭЦ. Алгоритм расчета тепловой схемы на ЭВМ. Методы анализа тепловых схем ТЭЦ и изменений в них: эксергетический, коэффициентов ценности теплоты и коэффициентов изменения мощности. Назначение, принципы действия и методы расчета элементов тепловой схемы ТЭЦ. Методы и схемы водоподготовки на ТЭЦ. Характеристики современных котельных установок и теплофикационных турбин. Диаграммы режимов теплофикационных турбин типа Т, ПТ и Р. Выбор основного оборудования промышленной ТЭЦ. Собственные нужды ТЭЦ. Пути снижения затрат энергии на собственные нужды. Выбор типа привода вспомогательных механизмов. Технико-экономические показатели современных ТЭЦ. Частные КПД и удельные расходы топлива на производство электроэнергии и теплоты. Учет влияния собственных нужд на показатели ТЭЦ. Удельные капитальные затраты, удельная численность персонала и себестоимость энергии ТЭЦ. 9

Требования к выбору площадки для ТЭЦ. Генплан и компоновка промышленной ТЭЦ. Техническое водоснабжение ТЭЦ. Охрана окружающей среды от вредных выбросов ТЭЦ. Вопросы для самопроверки: 1. Каково влияние начальных параметров пара на ТЭЦ? 2. Почему промежуточный перегрев пара применяется только в турбинах типа Т (Т-180/210-130 и Т-250/300-240)? 3. Каково влияние конечных параметров и параметров отбора на экономичность ТЭЦ? 4. Чем обусловлено повышение тепловой экономичности ТЭЦ при введении регенеративного подогрева питательной воды? 5. От чего зависит оптимальная температура питательной воды? 6. Назовите преимущества и недостатки поверхностных и смешивающих регенеративных подогревателей. 7. Как осуществляется отпуск технологического пара от ТЭЦ? 8. Чем обусловлено применение на ТЭЦ пиковых водогрейных котлов? 9. Каковы варианты и эффективность схем многоступенчатого подогрева сетевой воды на ТЭЦ? 10. Назовите оптимальные способы подготовки подпиточной воды на ТЭЦ для открытой и закрытой систем теплоснабжения. 11. Что понимают под расчетным коэффициентом теплофикации? 12. Каковы назначение и схема включения испарительной установки? 13. Схемы включения расширителей непрерывной продувки котлов ТЭЦ. 14. Каково назначение рециркуляция конденсаторов теплофикационных ПТУ? 15. Как осуществляется выбор единичной мощности и основного оборудования ТЭЦ? Какая существует зависимость между расчетным и годовым коэффициентом теплофикации? 16. Каков принцип построения диаграмм режимов теплофикационных турбин? Что представляет собой область режимов ЕПД? 17. Как определяются показатели тепловой экономичности ТЭЦ по производству тепловой и электрической энергии? 18. Перечислите основные технико-экономические показатели современных промышленных ТЭЦ с турбинами типа ПТ, Т и Р. 19. Какова общая характеристика агрегатов собственных нужд ТЭЦ? 20. Что относят к агрегатам собственных нужд теплофикационной установки ТЭЦ? 21. Каковы требования к площадке и компоновке главного корпуса? 22. Назовите методы очистки дымовых газов от золы и оксидов серы.. 23. Перечислите способы уменьшения выброса оксидов азота. 10

24. Чем отличается прямоточная система водоснабжения от оборотной? 1.2.4.3. Газотурбинные и парогазовые электростанции [4], с.100-109, 112-118, 120-140 Принципиальные схемы, параметры и оборудование энергетических газотурбинных установок (ГТУ). Методы повышения тепловой эффективности ГТУ. Особенности тепловых схем теплофикационных ГТУ. Методика расчета тепловых схем газотурбинных ТЭЦ. Режимы работы газотурбинных ТЭЦ. Технико-экономические показатели газотурбинных ТЭЦ. Принципиальные схемы, параметры и оборудование парогазовых установок (ПГУ). Особенности схем ПГУ с внутрицикловой газификацией твердого топлива. Условия применимости различных типов ПГУ. Особенности теплофикационных установок ПГУ. Методика расчета парогазовых ТЭЦ. Сопоставительный анализ технико-экономических показателей паротурбинных, газотурбинных и парогазовых ТЭЦ. Вопросы для самопроверки: 1. От каких параметров зависит КПД и работа цикла ГТУ? 2. При каких условиях заданной температуре газа перед газовой турбиной соответствует максимум удельной теплофикационной выработки электроэнергии? 3. Схемы и режимные характеристики одно- и двухвальных ГТУ. 4. Особенности отпуска пара и горячей воды от газотурбинных ТЭЦ. 5. Изобразите цикл в Т – s - диаграмме и схемы реальной теплофикационной ГТУ. 6. Изобразите схемы и характеристики газотурбинной ТЭЦ с аккумуляцией горячей воды. 7. Изобразите схемы и циклы в Т – s - диаграмме ПГУ с НПГ, ПГУ с ВПГ, ПГУ с КУ. 8. Каковы условия рационального применения ПГУ различных типов? 9. Чем обусловлено ускоренное освоение ПГУ с ВЦГТГ? 10. Чем обусловлено применение в ПГУ с КУ одного, двух и трех давлений? 11. Как осуществить выбор схем отпуска пара и горячей воды от парогазовых ТЭЦ? 12. Каковы условия применения и схемы теплофикационных ПГУ в составе энерготехнологических установок предприятий? 13. Проведите сравнение технико-экономических показателей паротурбинных, газотурбинных и парогазовых ТЭЦ. 11

1.2.4.4. Атомные источники теплоснабжения [4], с.265-275 Использование атомных ТЭЦ (АТЭЦ), станций теплоснабжения (АСТ) и станций производственного теплоснабжения (АСПТ) для отпуска пара и горячей воды предприятиям. Особенности конструкций и режимов работы ядерных реакторов. Принципиальные схемы, параметры и оборудование атомных источников теплоснабжения (АИТ). Особенности теплоподготовительных установок и схем отпуска технологического пара АИТ. Перспективы и условия внедрения атомных хемотермических систем дальнего теплоснабжения (АСДТ) на базе высокотемпературных ядерных реакторов (ВТР). Технико-экономические показатели АТЭЦ, АСТ, АСПТ, АСДТ и АИТ. Вопросы для самопроверки: 1. Приведите принципиальные схемы АИТ с реакторами типа ВВЭР РБМК, БН, ВТГР. 2. Характеристики реакторов для АТЭЦ, АСТ и АСПТ. 3. Характеристики турбин для АТЭЦ. 4. Каковы принципиальные схемы и характеристики Билибинской АТЭЦ и Шевченковской АЭС с опреснительной установкой? 5. Как произвести выбор расчетного коэффициента теплофикации на АТЭЦ? 6. Схемы атомных энерготехнологических установок в металлургии. 7. Схема получения водорода из метана с использованием ВТГР в химической промышленности. 8. Схема и процессы АСДТ. 1.2.4.5. МГД-электростанции и источники теплоснабжения на возобновляемых энергоресурсах [4], 275-283 МГД-метод преобразования энергии и его применение на МГДэлектростанциях для комбинированного энергоснабжения. Схемы, параметры и оборудование МГД-электростанций на органическом и ядерном топливе. Технико-экономические показатели МГД-электростанций. Схемы, параметры, оборудование и технико-экономические показатели источников теплоснабжения на возобновляемых энергоресурсах - энергии Солнца, биомассы, глубинной теплоте Земли, тепловой энергии Мирового океана. 12

Вопросы для самопроверки: Каковы параметры низкотемпературной плазмы, обеспечивающей прямое преобразование ее внутренней энергии в электрическую в МГД - генераторе? 2. Какие системы обеспечивают функционирование МГД - генератора? 3. Чем обусловлена низкая тепловая эффективность МГД - генератора? 4. Схемы и циклы МГД-электростанций с паровыми и газовыми турбинами на органическом и ядерном топливе. 5. Схема, оборудование и характеристики МГД-электростанции мощностью 500 МВт с тур6иной Т-250/300-240. 6. Схемы, оборудование и характеристики солнечно-топливных ТЭЦ и котельных. 7. Перечислите способы использования сухой и влажной биомассы в источниках теплоснабжения. 1.2.4.6. Использование ВЭР в источниках теплоснабжения [4], с.204-216 Основные виды ВЭР промышленных предприятий различных отраслей промышленности и их выход. Виды, параметры и графики выхода ВЭР, используемых для производства пара и горячей воды в утилизационных установках (ТУУ). Типы утилизационных установок для выработки пара и горячей воды: схемы, параметры, состав оборудования и режимы работы. Методы расчета схем и оборудования ТУУ с применением ЭВМ. Оптимизация схем, параметров и режимов работы ТУУ при автономной и совместной эксплуатации с производственными котельными и ТЭЦ. Методика определения экономии первичного топлива и технико-экономических показателей ТУУ. Методы защиты окружающей среды при эксплуатации ТУУ. Вопросы для самопроверки: 1. Приведите классификацию ВЭР. 2. Выход и использование тепловых ВЭР в различных отраслях промышленности. 3. Схема утилизации теплоты отходящих газов мартеновских печей. 4. Схема утилизации теплоты конверторных газов с помощью ОКГ. 5. Схема утилизации теплоты кокса в установках сухого тушения. 6. Схема утилизации тепловых ВЭР в схемах производства сухого тушения кокса (УСТК) и слабой азотной кислоты. 7. Схемы, цикл и эффективность парокомпрессионной ТНУ. 8. Схема, цикл и эффективность абсорбционной ТНУ. 13

9. Методика расчета экономии топлива за счет утилизации ВЭР. 10. Методики расчета схем ТУУ с применением ЭВМ. 11. Технико-экономические показатели источников теплоснабжения (ТЭЦ, котельных) при совместной эксплуатации с ТУУ. 1.2.5. Регулирование отпуска теплоты в системах теплоснабжения [1], с. 83... 134 Назначение и структура системы регулирования. Возможные методы регулирования тепловой нагрузки в системах централизованного теплоснабжения, их сопоставление. Регулирование отпуска теплоты из паровых сетей. Аккумуляторы пара; их применение и расчет. Центральное регулирование однородной и разнородной тепловой нагрузки. Графики температур и расхода теплоносителя. Методы центрального регулирования суммарных нагрузок отопления и горячего водоснабжения, используемые в системах теплоснабжения городов. Методы корректировки температурных графиков на вводах предприятий, получающих горячую воду от районных ТЭЦ. Эффективность различных систем регулирования отпуска теплоты. Аккумулирование теплоты. Схемы, расчет и режимы работ теплоаккумулирующих установок. Вопросы для самопроверки: 1. Характеристика методов регулирования. 2. Центральное регулирование однородной нагрузки. 3. Регулирование разнородной тепловой нагрузки. 4. Как осуществить выбор метода регулирования отпуска теплоты? 5. Назовите особенности регулирования паровой тепловой нагрузки. 1.2.6. Тепловые сети предприятий 1.2.6.1. Схемы, прокладки и конструкции тепловых сетей [1], с.137-144, 245-258 Схемы и конфигурация тепловых сетей. Трасса и профиль теплопроводов. Конструкции теплопроводов. Теплоизоляционные материалы и конструкции. Трубы и их соединения. Виды прокладок. Опоры. Компенсаторы. Арматура. Камеры и колодцы. Общие вопросы проектирования теплопроводов.

14

Вопросы для самопроверки: 1. Назовите области применения воздушной, бесканальной и канальной прокладки. 2. Каково назначение подвижных и неподвижных опор? 3. Каково устройство компенсаторов? 4. Тепловая изоляция теплопроводов. 5. Конструкция и оборудование тепловых камер. 1.2.6.2. Гидравлический, тепловой и прочностной расчеты тепловых сетей [1], с.136-190, 258-269, 279-288 Задачи гидравлического расчета. Основные требования к режиму давлений в водяных тепловых сетях. Методика расчета паропроводов, тепловых сетей и конденсатопроводов. Методы и алгоритмы гидравлического расчета с использованием ЭВМ. Пьезометрические графики и выбор вида присоединения потребителей к тепловым сетям. Определение параметров сетевых, подпиточных и конденсатных насосов. Гидравлические характеристики участков тепловой сети, насосов и регуляторов. Понятие о гидравлической устойчивости и разрегулировке тепловой сети. Методика расчета гидравлического режима систем теплоснабжения. Схемы закрепления давления в «нейтральных» точках. Гидравлический удар и средства борьбы с ним. Задачи теплового расчета. Методы расчета тепловых потерь в теплопроводах и падения температуры теплоносителя по длине участка. Определение оптимальной толщины тепловой изоляции. Прочностной расчет трубопроводов. Расчет усилий на подвижные и неподвижные опоры. Компенсация температурных напряжений в трубопроводах тепловой сети. Расчет и подбор компенсаторов. Использование и расчет естественной компенсации. Вопросы для самопроверки: 1. Как определить диаметры трубопроводов? 2. Как осуществляется подбор параметров сетевых, подпиточных и конденсатных насосов? 4. Как производится выбор оптимальной толщины тепловой нагрузки? 3. Как производится расчет потерь теплоты в теплопроводах? 5. Как производится расчет П-образных компенсаторов?

15

1.2.7. Схемы и оборудование тепловых подстанций предприятий [1], с.208-236 Назначение, схемы и оборудование тепловых подстанций. Методика расчета и выбора основного оборудования тепловых подстанций. Связь тепловых подстанций с системами потребителей и источниками теплоты. Тепловые пункты микрорайонов и предприятий. Расчет и выбор оборудования тепловых пунктов (элеваторов, насосов, подогревателей) . Технологические схемы и компоновка насосных станций. Аккумулирование теплоты. Защита от коррозии, шлака и накипи местных установок горячего водоснабжения. Автоматизация тепловых подстанций. Вопросы для самопроверки 1. Какие типы подогревателей используются в тепловых подстанциях и ЦТП? 2. Как обосновать выбор узла смешения для производственного здания? 3. Перечислите преимущества и недостатки схем сбора конденсата. 4. Назовите способы использования пара вторичного вскипания. 5. Каковы пути использования отходящих производственных газов? 1.2.8. Эксплуатация систем теплоснабжения предприятий [1], с.297-318 Организация обслуживания и ремонта теплотехнического оборудования. Эксплуатация топливного хозяйства, котлов, паровых турбин, тягодутьевых машин, насосов, теплоиспользующих установок, внутрицеховых трубопроводов, тепловых сетей. Пусковая и режимная наладки теплотехнического оборудования и тепловых сетей. Выбор оптимальных режимов работы. Повышение надежности теплоснабжения. Гидропневматическая промывка теплопотребляющих систем. Методы обнаружения и ликвидации разрывов и неплотностей в тепловых сетях. Вопросы для самопроверки: 1. Перечислите задачи эксплуатации тепловых сетей. 2. Назовите методы обнаружения и ликвидации разрывов в тепловых сетях. 3. Каковы методы борьбы с коррозией теплопроводов? 4. Как обосновать расчетную температуру воды для тепловой сети? 16

5. Назовите основные направления работы по экономии тепловой энергии при эксплуатации тепловой сети. 6. Периодичность проведения и состав работ по режимно-наладочным испытаниям паровых и водогрейных котлов. 7. Периодичность проведения и состав работ по режимно-наладочным испытаниям тепловых сетей. 8. Цель и результаты гидропневматической промывки тепловых сетей. 1.2.9. Технико–экономический расчет систем теплоснабжения предприятий [1], с. 297-318 Методы технико-экономических расчетов в энергетике. Расчётный период и его составляющие при строительстве систем теплоснабжения. Знакомство с действующей методикой оценки эффективности инвестиций в строительство систем теплоснабжения. Условия сопоставимости альтернативных вариантов систем теплоснабжения. Укрупнённая оценка капитальных вложений в теплогенерирующие источники, тепловые сети и теплопотребляющие системы. Структура и составляющие себестоимости продукции в системах теплоснабжения. Балансовая и чистая прибыль от модернизации или реконструкции системы теплоснабжения действующего предприятия. Оптимизация систем теплоснабжения. Решение технических задач оптимального проектирования систем теплоснабжения. Оптимизация систем по показателям надёжности и качества теплоснабжения. Вопросы для самопроверки: 1. Статические методы оценки эффективности инвестиций в строительство систем теплоснабжения. 2. Сущность дисконтирования в инвестиционном проектировании. 3. Динамические методы оценки эффективности инвестиций в строительство систем теплоснабжения. 4. Достоинства и недостатки метода срока окупаемости. 5. Из каких частей складывается расчётный период инвестиционного проекта? 6. Как определить капитальные затраты в строительство ТЭЦ или котельной? 7. Как определить капитальные затраты в строительство тепловых сетей? 8. Как определить капитальные затраты в теплопотребляющие системы предприятия? 9. Перечислите составляющие себестоимости отпускаемой теплоты. 17

10. Затраты на топливо и топливная составляющая себестоимости теплоты. 11. Что понимают под чистой прибылью от реконструкции системы теплоснабжения? 12. Выбор оптимального значения расчётного коэффициента теплофикации. 13. Как определяется оптимальное удельное падение давления в тепловых сетях?. 14. Как учитываются показатели качества и надёжности при проектировании систем теплоснабжения? 1.3. Тематический план лекций для студентов очно-заочной формы обучения (56 часов) 1. Введение. Централизованное и децентрализованное теплоснабжение…2 часа 2. Тепловые нагрузки предприятий………………………..………………....4 часа 3. Графики тепловых нагрузок по продолжительности……………….…....2 часа 4. Паровые, водогрейные и пароводогрейные котельные…..……………....4 часа 5. Производственно-отопительные ТЭЦ……….……………………………4 часа 6. Водяные системы теплоснабжения …………………………….………....4 часа 7. Паровые системы теплоснабжения………………………………….…….4 часа 8. Использование ВЭР в системах теплоснабжения предприятий……..…..4 часа 9. Классификация и основы методов регулирования отпуска теплоты..….2 часа 10. Центральное регулирование однородной нагрузки…………...………….2 часа 11. Центральное регулирование разнородной нагрузки…………….……….4 часа 12. Гидравлический расчет и пьезометрический график тепловых сетей..…4 часа 13. Гидравлический режим тепловых сетей….……………………………….4 часа 14. Схемы и оборудование ИТП, ЦТП и тепловых сетей….....……………...4 часа 15. Выбор теплоизоляционной конструкции тепловых сетей.………..……..4 часа 16. Основы технико-экономического расчёта систем теплоснабжения.……4 часа 1.4. Перечень лабораторных работ (12 часов) 1. Изучение тепловой схемы ИТП и испытания элеватора …...…….……..4 часа 2. Режим отпуска теплоты от квартальной котельной (испытания и анализ)………………………...……………………………..4 часа 3. Соответствие фактического режима эксплуатации парового (водогрейного) котла его режимной карте (испытания и анализ)……..………...………..4 часа

18

1.5. Тематический план практических занятий (12 часов) 1. Расчёт тепловых нагрузок коммунально-бытовых и промышленных потребителей………………………………………………………….…….4 часа 2. Выбор основного оборудования производственно-отопительной ТЭЦ...4 часа 3. Тепловой расчёт теплоизоляционной конструкции бесканального теплопровода…………………………….………...………………………..4 часа 2. ЛИТЕРАТУРА 1. Соколов Е. Я. Теплофикация и тепловые сети: Учебник. - М.: Энергия, 1982.- 360 с. 1*. . Соколов Е. Я. Теплофикация и тепловые сети: Учебник для вузов. М.: Издательство МЭИ, 2001.- 472 с. (Учебник издан тиражом 1000 экз.и малодоступен. Поэтому ссылки в рабочей программе соответствуют учебнику [1]). 2. Голубков Б. Н. и др. Кондиционирование воздуха, отопление и вентиляция. - М.: Энергоиздат, 1982.- 232 с. 3. Бузников Е. Ф., Роддатис К. Ф., Берзиньш Э. Я. Производственные и отопительные котельные. - М.: Энергоатомиздат, 1984.- 248 с. 4. Промышленные тепловые электростанции: Учебник/Под ред. Е. Я. Соколова, М.: Энергия, 1979.- 296 с. 5. Кузнецов Н. М. и др. Энергетическое оборудование блоков АЭС.- М.: Машиностроение, 1987. – 86 с. 6. Справочник по наладке и эксплуатации водяных тепловых сетей/Сост. Манюк В. И. и др. - М.: Стройиздат, 1982.- 214 с. 7. Водяные тепловые сети: Справочное пособие/Под ред. Н. К. Громова.М.: Энергоатомиздат, 1988.- 375 с. 3. ЗАДАНИЕ НА КОНТРОЛЬНУЮ РАБОТУ Целью контрольной работы является практическое приложение теоретических знаний, полученных при изучении раздела дисциплины, посвящённого регулированию отпуска теплоты в системах теплоснабжения. Задача контрольной работы сводится к построению температурного графика регулирования смешанной нагрузки (отопления и ГВС) по нагрузке отопления при зависимом присоединении систем отопления потребителей к тепловым сетям с элеватором, а также соответствующего ему графика расходов сетевой воды. В переходный период (при температурах наружного воздуха от 8 °С до соответствующей точке излома температурного графика) регулирование нагрузки отопления осуществляется местными пропусками.

19

Системы ГВС потребителей в открытой системе теплоснабжения подключены по схеме несвязанного регулирования, а в закрытой – по одноступенчатой параллельной схеме. Объектом расчёта служит жилое или общественное здание с ИТП, которое оснащёно оборудованием, соответствующим заданному типу системы теплоснабжения [1]. Исходными данными на контрольную работу являются: • расчётная нагрузка отопления потребителей QÎÐ ; • расчётная нагрузка ГВС потребителей Q ÃÐ ; • расчётная температура наружного воздуха для систем отопления t ÎÐ ; • расчётная (средняя) температура внутреннего воздуха в отапливаемых помещениях t ÂÐ ; • расчетная температура прямой τ 1Ð и обратной τ 2Ð сетевой воды; • расчетная температура сетевой воды после элеватора τ3Ð; • температура сетевой воды после подогревателя ГВС в точке излома температурного графика τ2ги; • температура горячей воды после подогревателя ГВС или смесителя tГ; • тип системы теплоснабжения (СТО - открытая, СТЗ - закрытая); Численные значения исходных данных на контрольную работу выбираются студентом в соответствии с шифром по таблицам 1 и 2. Таблица 1 Характеристика

Последняя цифра шифра 0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

QÎÐ , кВт

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

1400

Q ÃÐ , кВт

150

180

210

240

270

300

330

360

390

420

Тип системы теплоснабжения

СТО

СТЗ

СТО

СТЗ

СТО

СТЗ

СТО

СТЗ

СТО

СТЗ

Таблица 2 Характеристика

Полусумма двух последних цифр шифра* 0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

τ 1Ð , °С

115

120

130

140

150

115

120

130

140

150

τ 2Ð , °С

70

70

70

70

70

70

70

70

70

70

τ3Ð, °С

95

95

95

95

95

95

95

95

95

95

20

Характеристика

Полусумма двух последних цифр шифра* 0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

τ 2ÈÃ , °С

25

30

35

25

30

35

25

30

35

30

t ÎÐ , °С

-15

-20

-25

-30

-35

-40

-45

-50

-55

-60

t ÂÐ , °С

16

18

16

20

16

20

16

20

16

20

tГ, °С

60

60

60

60

60

60

60

60

60

60

* Нецелое число увеличить до ближайшего целого

4. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ Контрольная работа состоит из двух частей: первая часть должна содержать решение варианта, выбранного по таблицам 1 и 2 в соответствии с шифром, а вторая часть – решение этого же варианта, но для альтернативного типа системы теплоснабжения. Например, по шифру выбраны исходные данные для СТЗ, а во второй части приводится решение для СТО при тех же исходных данных. Материалы выполненной контрольной работы должны содержать таблицу исходных данных и два решения задачи – для обоих типов системы теплоснабжения, а также к каждому решению по два рисунка: температурный график и график расходов сетевой воды на отопление и ГВС. К решению контрольной работы следует приступать после изучения соответствующего раздела учебника [1]. Решение контрольной работы рекомендуется производить на ПК с использованием программы обработки электронных таблиц Microsoft Excel. Ниже в таблицах 3…5 в качестве иллюстрации алгоритма и методики расчёта приведен пример решения варианта контрольной работы с соответствующими рисунками 1…4. Рисунки 1…4 рекомендуется выполнять на ПК с помощью Мастера диаграмм Microsoft Excel. Допускается их выполнение с помощью чертёжных инструментов. Графическую часть необходимо дополнить типовыми схемами присоединения систем отопления и ГВС к тепловым сетям в СТЗ и СТО. Следует иметь в виду, что при t ÎÐ ≥ - 25 °С шаг расчёта по tО принимается равным 5 °С, а при t ÎÐ ≤ - 30 °С - равным 10 °С.

21

Исходные данные на контрольную работу. Таблица 3 Обозначение

Численное значение

1. Расчётная нагрузка отопления, кВт

QÎÐ

2400

2. Расчётная нагрузка ГВС, кВт

Q ÃÐ

720

3. Тип системы теплоснабжения

СТЗ

СТЗ

4. Расчётная температура наружного воздуха, °С

t ÎÐ

-60

5. Расчётная температура внутреннего воздуха, °С

t ÂÐ

20

6. Расчётная температура прямой сетевой воды, °С

τ 1Ð

145

7. Расчётная температура обратной сетевой воды, °С

τ 2Ð

70

8. Расчётная температура сетевой воды после элеватора, °С

τ3Ð

95

9. Температура сетевой воды после ПГВС в точке излома температурного графика, °С

τ 2ÈÃ

33

tГ

60

Наименование

10. Температура горячей воды после ПГВС, °С

22

Решение для СТЗ. Таблица 4 Характеристика

Температура наружного воздуха tÎ , °С

Расчётная формула или источник -60

1. Относительная нагрузка отопления 2. Расчётный температурный напор отопительных приборов, °С

-50

-40

-30

-20

-10

-8,8*

8

20

QÎ = QÎ / QÎÐ =( t ÂÐ - tÎ )/( t ÂÐ - t ÎÐ )

1,0

0,875

0,750

0,625

0,500

0,375

0,359

0,150

0,0

∆t Ð =0,5( τ3Ð+ τ 2Ð ) - t ÂÐ

62,5

62,5

62,5

62,5

62,5

62,5

62,5

62,5

62,5

3. Расчётная разность температур сетевой воды перед элеватором, °С

δτ ÎÐ = τ 1Ð - τ3Ð

75

75

75

75

75

75

75

75

75

4. Расчётная разность температур сетевой воды после элеватора, °С

θ Ð = τ3Ð- τ3Ð

25

25

25

25

25

25

25

25

25

5. Температура прямой сетевой воды (без ГВС), °С

τ 1 = t ÂÐ + ∆t Ð QÎ0,8 + ( δτ ÎÐ -0,5 θ Ð ) QÎ

145

130,9

116,5

102,0

87,1

72,0

70,0

43,1

20

6. Температура обратной сетевой воды (без ГВС), °С

τ 2 = τ 1 - δτ ÎÐ -0,5 QÎ

70

65,2

60,3

55,1

49,6

43,8

43,1

31,8

20

145

130,9

116,5

102,0

87,1

72,0

70,0

70,0

70,0

70

65,2

60,3

55,1

49,6

43,8

43,1

43,1

43,1

7,64

7,64

7,64

7,64

7,64

7,64

7,64

3,19

0

По табл. 1П

720

720

720

720

720

720

720

720

720

GГ = Q ÃÐ /(4,187( tг – tх)

3,44

3,44

3,44

3,44

3,44

3,44

3,44

3,44

3,44

17,5

17,5

17,5

17,5

17,5

17,5

17,5

17,5

17,5

Ð Ф=(( τ 1È - τ 2ÈÃ )( tГ – 5))0,5/ ∆t ÏÃÂÑ

2,58

2,58

2,58

2,58

2,58

2,58

2,58

2,58

2,58

- задаётся с последующим уточнением

10,5

14,5

18,4

21,9

26,5

31,2

33,0

33,0

33,0

È

При tО ≤ tÎ принимают по п.5,

7. Температура прямой сетевой воды (с ГВС), °С 8. Температура обратной сетевой воды (с ГВС), °С 9. Расход сетевой воды на отопление, кг/с

È

а при tО > tÎ È

È

При tО ≤ tÎ по п.6, а при tО > tÎ

τ 2 = τ 2È

GО = Q ÎÐ /(4,187 δτ ÎÐ ), а при tО = 8 °С GО = GÎÈ ( t ÂÐ - 8)/( t ÂÐ - tÎÈ )

10. Расчётная нагрузка ГВС, кВт 11. Расчётный расход городской воды на ГВС, кг/с

Ð =( ( τ 1È - 5)-( τ 1È - tГ)) / ∆t ÏÃÂÑ

12. Расчётный температурный напор в ПГВС, °С

ln (( τ 2ÈÃ - 5)/ ( τ 1È -tГ))

13. Параметр ПГВС 14. Температура сетевой воды после ПГВС (предварительно), °С

τ 1 = τ1È = 70 °С

τ 2Ã

Характеристика

15. Расход сетевой воды на ПГВС, кг/с 16. Эквивалент расхода сетевой воды на ПГВС, кДж/(с·°С) 17. Эквивалент расхода городской воды на ПГВС, кДж/(с·°С) 18. Безразмерная удельная нагрузка ПГВС 19. Температура сетевой воды после ПГВС, °С

Температура наружного воздуха tÎ , °С

Расчётная формула или источник -60

-50

-40

-30

-20

-10

-8,8*

8

20

GГ = Q ÃÐ /(4,187( τ 1 - τ 2 Ã ))

1,28

1,48

1,75

2,15

2,84

4,22

4,64

4,64

4,64

WСВ = Q ÃÐ /( τ 1 - τ 2 Ã )

5,35

6,19

7,34

8,99

11,87

17,67

19,45

19,45

19,45

WГВ = Q ÃÐ /( tГ -5)

13,09

13,09

13,09

13,09

13,09

13,09

13,09

13,09

13,09

ε =( (0,35 WСВ / WГВ+0,65+ (WСВ / WГВ)0,5/Ф)-1***

0,961

0,924

0,880

0,825

0,748

0,609

0,570

0,570

0,570

τ 2 Ã = τ 1 - ε ( τ 1 - 5)**

10,5

14,5

18,4

21,9

25,7

31,2

33,0

33,0

33,0

* tО = tÎÈ = - 8,8 °С – температура наружного воздуха в точке излома температурного графика, которая определена итерационным расчётом при выполнении условия τ 1 = τ 1È = 70 °С. Обозначения характеристик при этой температуре наружного воздуха приводятся с верхним индексом «и». **Полученные значения τ 2 Ã при соответствующих значениях tÎ подставляются вместо ранее принятых в п. 12. При расчёте на ПК с помощью электронных таблиц Microsoft Excel до их полного совпадения такая замена приводит к автоматическому пересчёту значений характеристик по пп. 15, 16, 18 и 19. Процедура повторяется до полного совпадения значений τ 2 Ã по пп. 14 и 19. ***При tО ≥ tÎÈ расчёт ε по приведённой формуле может привести к отклонению значения τ 2 Ã от исходного значения по таблице 1П. В этом случае рекомендуется произвести самостоятельный подбор числовых коэффициентов в приведённой формуле. В рассматриваемом примере при tО ≥ tÎÈ вместо 0,35 подставлено 0,395, а вместо 0,65 - 0,695.

24

Температура сетевой воды, град. С

150

Температура прямой сетевой воды (без ГВС) Температура обратной сетевой воды (без ГВС) Температура прямой сетевой воды (с ГВС) Температура обратной сетевой воды (с ГВС) Температура сетевой воды после ПГВС

100

50

0 -60

-50

-40

-30

-20

-10

0

10

20

Температура наружного воздуха, град. С

Рисунок 1. График температур сетевой воды в СТЗ 9,0 Расход воды на отопление

Расход воды на ПГВС

8,0

Расход сетевой воды, кг/с

7,0

6,0

5,0

4,0

3,0

2,0

1,0

0,0

-60

-50

-40

-30

-20

-10

0

10

Температура наружного воздуха, град. С

Рисунок 2. График расходов сетевой воды в СТЗ

20

Решение для СТО. Таблица 5 Характеристика

Температура наружного воздуха tÎ , °С

Расчётная формула или источник -60

1. Относительная нагрузка отопления 2. Расчётный температурный напор отопительных приборов, °С

QÎ = QÎ / QÎÐ =( t ÂÐ - tÎ )/( t ÂÐ - t ÎÐ )

-50

-40 -39,5*

-30

-20

-10 -2,4*

8

20

1,0 0,875 0,750 0,744 0,625 0,500 0,375 0,279 0,150

0,0

∆t Ð =0,5( τ3Ð+ τ 2Ð ) - t ÂÐ

62,5

62,5

62,5

62,5

62,5

62,5

62,5

62,5

62,5

62,5

3. Расчётная разность температур сетевой воды перед элеватором, °С

δτ ÎÐ = τ 1Ð - τ3Ð

75,0

75,0

75,0

75,0

75,0

75,0

75,0

75,0

75,0

75,0

4. Расчётная разность температур сетевой воды после элеватора, °С

θ Ð = τ3Ð- τ3Ð

25,0

25,0

25,0

25,0

25,0

25,0

25,0

25,0

25,0

25,0

145 130,9 116,5 115,8 102,0

87,1

72,0

60,0

43,1

20

55,1

49,6

43,8

39,0

31,8

20

145 130,9 116,5 115,8 102,0

87,1

72,0

60,0

60,0

60,0

5. Температура прямой сетевой воды (без ГВС), °С 6. Температура обратной сетевой воды (без ГВС), °С

τ 1 = t ÂÐ + ∆t Ð QÎ0,8 + ( δτ ÎÐ -0,5 θ Ð ) QÎ τ 2 = τ 1 - δτ ÎÐ -0,5 QÎ

70

65,2

60,3

60,0

È

7. Температура прямой сетевой воды (с ГВС), °С 8. Температура обратной сетевой воды (с ГВС), °С 9. Расход сетевой воды на отопление, кг/с 10. Расчётная нагрузка ГВС, кВт

При tО ≤ tÎ принимают по п.5, È

а при tО > tÎ -

τ 1 = τ1È = 60 °С

È

È

При tО ≤ tÎ по п.6, а при tО > tÎ

τ 2 = τ 2È

GО = Q ÎÐ /(4,187 δτ ÎÐ ), а при tО = 8 °С GО = GÎÈ ( t ÂÐ - 8)/( t ÂÐ - tÎÈ ) По табл. 1П

11. Доля отбора воды из подающего трубопровода

β = (60 - τ 2 )/( τ 1 - τ 2 )

12. Доля отбора воды из обратного трубопровода

(1 – β), а при tО ≤ -39,5 °С (1 – β)(60-5)/ ( τ 2 -5)

13. Расход прямой сетевой воды на ГВС, кг/с 14. Расход обратной сетевой воды на ГВС, кг/с

GГП = β Q ÃÐ /(4,187( τ 1 - 5)) GГО =(1- β) Q ÃÐ /(4,187( τ 1 - 5))

70

65,2

60,3

60,0

55,1

49,6

43,8

39,0

39,0

39,0

7,64

7,64

7,64

7,64

7,64

7,64

7,64

7,64

4,10

0,00

720

720

720

720

720

720

720

720

720

720

0

0

0

0 0,105 0,276 0,575

1,0

1,0

1,0

0,850 0,918 0,995

1,0 0,895 0,724 0,425

0,0

0,0

0,0

0

0

0

0

0,33

0,86

1,80

3,13

3,13

3,13

2,65

2,86

3,11

3,13

2,80

2,26

1,33

0

0

0

È Î

* tО = t = - 2,4 °С – температура наружного воздуха в точке излома температурного графика, которая определена итерационным расчётом при выполнении условия τ 1 = τ 1È = 60 °С; tО = - 39,5 °С – температура наружного воздуха, которой соответствует условие τ 2 = 60 °С, а β = 0 (определена итерационным расчётом).

Температура сетевой воды, град. С

150

Температура прямой сетевой воды (без ГВС) Температура обратной сетевой воды (без ГВС) Температура прямой сетевой воды (с ГВС) Температура обратной сетевой воды (с ГВС)

100

50

0 -60

-50

-40

-30

-20

-10

0

10

20

Температура наружного воздуха, град. С

Рисунок 3. График температур сетевой воды в СТО 9,0

Расход воды на отопление Расход прямой сетевой воды на ГВС Расход обратной сетевой воды на ГВС

8,0

Расход сетевой воды, кг/с

7,0 6,0 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 0,0 -60

-50

-40

-30

-20

-10

0

10

Температура наружного воздуха, град. С

Рисунок 4. График расходов сетевой воды в СТО

20

5. ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ В курсовом проекте разрабатывается система теплоснабжения крупного промышленного предприятия и близлежащего массива с жилыми и общественными зданиями, источником теплоснабжения в которой служит промышленноотопительная котельная или ТЭЦ. Исходные данные на проектирование выдаются индивидуально в соответствии с заявкой предприятия, на котором работает студент, или выбираются самим студентом по рис. 5 и таблицам 6…8. Исходными данными для выполнения проекта являются: • генплан района теплоснабжения и масштаб изображения на генплане; • расчетный отпуск пара на производственно-технологические нужды D пp ; • давление и температура технологического пара p п и t п ; • доля возврата и температура конденсата технологического пара βк и tк; • годовое время использования максимума технологической нагрузки h п ; • расчетные нагрузки отопления-вентиляции и горячего водоснабжения промышленного предприятия Q îâïð и Q гр п ; • климатические условия города; • численность населения в районе теплоснабжения m (число жителей в каждом микрорайоне принять одинаковым); • тип системы теплоснабжения (СТО - открытая, СТЗ - закрытая); • номер ТЭЦ; • количество этажей самого высокого здания в микрорайоне; • рельеф местности в виде отметок горизонталей а-з на генплане; • топливо (Т - твердое; ГМ - газ или мазут). Выполненный курсовой проект состоит из пояснительной записки на 4050 страницах стандартной писчей бумаги (формат А4) и графической части на двух листах чертежной бумаги (формат А1).

28

1

2 П

4

3 6

5

а

7 8 9

10

б

в

YIII

IX

X

Y

YI

YII

II

III

IY

г

1 д

е

I-X 1-10 П а-е

ж

з

Рис 1. Генплан района теплоснабжения - коммунально-бытовые потребители (кварталы, микрорайоны) - ТЭЦ - промышленные потребители (промзона) - геодезические уровни

29

Таблица 6

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

Климатические условия города

Арзамас

Архангельск

Балашов

Барабинск

Барнаул

Белгород

Владивосток

Владимир

Вологда

Воркута

Гомель

Дербент

Елабуга

Ижевск

Калуга

Липецк

Мурманск

Новгород

Сумма двух последних цифр

Абакан

Характеристика

Номер ТЭЦ

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

1

2

3

4

5

6

7

8

10

Система теплоснабжения

СТО СТЗ СТО СТЗ СТО СТЗ СТО СТЗ СТО СТЗ СТО СТЗ СТО СТЗ СТО СТЗ СТО СТЗ СТО

30

Таблица 7 Характеристика

Последняя цифра шифра 0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

150 80

175 120

200 150

225 180

250 220

275 260

300 300

325 340

350 380

375 420

40

60

75

90

110

130

150

170

190

210

ð , МВт Q îâï

60

90

115

130

160

190

220

250

280

310

Q гр п, МВт

10

15

20

25

30

35

40

45

50

60

Отметки на генплане, м: а б в г д е ж з

20 20 20 20 20 20 20 20

20 19 18 17 16 15 14 13

15 17 19 21 23 25 27 29

25 23 21 19 17 15 13 11

10 13 16 19 22 25 28 31

15 14 13 12 13 14 15 16

5 7 9 11 13 15 13 11

10 12 14 12 10 12 14 10

8 6 4 6 8 6 4 2

20 25 30 32 30 25 20 23

Масштаб генплана, м/см Численность населения, тыс. чел. D пр , кг/с

Таблица 8 Характеристика

Полусумма двух последних цифр шифра * 0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

рп , МПа 1.4 1.3 1.2 1.1 1.0 0.9 0.8 0.7 0.9 1.0 о tп , С 235 240 245 250 230 220 210 200 215 225 0.9 0.85 0.8 0.75 0.7 0.65 0.6 0.55 0.5 0.6 βк , о tк , С 95 95 95 95 95 95 95 95 95 95 hп , ч/год 4300 4400 4500 4600 4700 4800 4900 5000 5100 5200 Топливо Т ГМ Т ГМ Т ГМ Т ГМ Т ГМ Количество этажей само- 16 15 12 9 7 8 9 10 11 12 го высокого здания микрорайона I-X *) Не целое число увеличить до ближайшего целого

31

СОДЕРЖАНИЕ 1. Цель и задачи изучения дисциплины………………………………………. 2. Содержание дисциплины……………………………………………………. 2.1. Рабочая программа…………………………………………………………. 3. Литература……………………………………………………………………. 4. Задание на контрольную работу…………………………………………….. 5. Методические указания к выполнению контрольной работы…………….. 6. Задание на курсовой проект………………………………………………….

3 4 4 19 19 21 28

Редактор Сводный темплан 2003г. Лицензия ЛР № 020308 от 14.02.1997г. __________________________________________________________________ Подписано в печать Формат 60×84 1/16. Б.кн.-журн.

П.л.

Б.л.

Тираж 300

РТП РИО СЗТУ Заказ

Северо-Западный государственный заочный технический университет РИО СЗТУ, член Издательско-полиграфической ассоциации вузов Санкт-Петербург 191186, Санкт-Петербург, ул. Миллионная, 5 32