Определение тепловых потоков по их нормативным удельным значениям

 

 

   2.8. Составление расчетной  схемы. 

1. Строятся  на «миллиметровой» бумаге в зеркальном отображении две системы прямоугольных  координат. На осях абсцисс этих системе  откладываются значения коэффициентов  расхода теплоты и соответствующие им значения температуры наружного воздуха, а по осям ординат - значения температуры и расхода теплоносителя. Точке пересечения осей координат прямой (верхней) координатной системы ответствующие значения φ_о=1 и τ=0; обратной (нижней) - t_н= t_н.о и G=0.
2. Производятся расчеты значений τ₁, t₂,  t_н, заполнение таблицы 3 и построения по её данным на верхнем координатном поле опорного графика.
3. Заполняется таблица 4. По данным таблицы производится корректировка опорного графика, построение на том же (верхнем) поле графиков температур теплоносителя после калориферов на диапазонах I и II и ВВП и графика температуры смешанной сетевой воды, покидающей абонентский ввод. На нижнем координатном поле (G, t_н) строятся графики расходов теплоносителя на нужды отопления, вентиляции, горячего водоснабжения и суммарного расхода сетевой

 
 

2.9. Гидравлический расчет  главной питающей  магистрали. 
 
 

    При определении значений тепловых пунктов  их структура для всех кварталов (микрорайонов) принимаю одинаковой. Это позволяет расчетные расходы сетевой воды для них определить по формуле 

                                                     G_i= Q^р_i * ∑ G^р/∑Q^р,         (58) 

    где G_i- расчетный расход сетевой воды на квартал, кг/с;

        Q^р_i- расчетный тепловой поток квартала, МВт;

         ∑ G^р- расчетный расход сетевой воды для всей системы теплоснабжения, кг/с;

          ∑Q^р- расчетный тепловой поток всей системы теплоснабжения, МВт.

    При центральном качественном регулировании  теплового потребления расчетные  расходы сетевой воды к отдельным крупным тепловым потребителям определяю суммой 

    G_i= G^р_о + G^р_в + G_г,       (59) 

    где G^р_о, G^р_в и G_г- соответственно расчетные расходы воды на нужды отопления, вентиляции и горячего водоснабжения этого потребителя теплоты. 

    Слагаемые суммы (2) при разных графиках регулирования и схемах включения подогревателей горячего водоснабжения рассчитываются по формулам 

Расход  сетевой воды на отопление: 

G^р_о= Q^р_{о *} 10⁶/с(τ^р₁ – t^р₂),       (60) 

G^р_о=200,69*10⁶/4190*(130-70)=798,3 кг/с 

Расход сетевой воды на вентиляцию: 

G^р_в= Q^р_{в *} 10⁶/с(τ^р_1.в – t^р₃),       (61) 

G^р_в=16,09*10⁶/4190*(108,4-61,6)=82,05 кг/с 

Расход  сетевой воды на горячее водоснабжение при наличии баков аккумуляторов. Горячие водоснабжение у потребителя отсутствует.

                                                   G_г=0

Следовательно Gi =798,3+82,05 = 880,35 кг/с 

Расчетный расход  воды для квартала ΣG^р/ΣQ^р                      (62)

ΣG^р/ΣQ^р = 880,35/242,416 = 3,63

   Гидравлический  расчет трубопроводов и построение пьезометрического графика в курсовом проекте произвожу для средней в отопительном периоде температуры сетевой воды 75 ⁰С и при эквивалентной шероховатости внутренней поверхности стальных труб 0,0005 м.

    Назначение гидравлического расчета проектируемых тепловых сетей - определение диаметров трубопроводов и получение исходных данных для разработки режимов давлений (напоров)- построение пьезометрического графика.

    Подготовительным, но весьма ответственным этапом гидрорасчета является составление в определенном масштабе однолинейной схемы тепловой сети с указанием значений для каждого её участника: расчетного теплового потока (нагрузки) ∑Q^р_i, МВт; расчетного расхода сетевой воды G^р_i, кг/с; длины участка по плану l_i,м. По результатам гидрорасчета позднее не схеме проставляются принятые к установке условные диаметры труб d_у, мм и удельные расчетные потери давления в них, Па/м- (приложение 1 методических указаний «Теплоснабжения района города».

    Так как данная система тупиковая  то подключаем ЦТП, расположеные в разных районах г. Иркутска . Экономические показатели тепловой сети- капиталовложения, расход материала, затраты на тепловые потери и электроэнергию- во многом определяются значениями диаметров теплопроводов главной питающей магистрали. Это обосновывается необходимостью диаметры трубопроводов по её участкам оптимизировать по целевой функции годовых приведенных затрат, минимуму которой соответствует экономический диаметр

    D_э=0,024G_i^0.48(1+0,019√G_i)^0.16Э,      (63) 

    D_э=0.024*G_i^0.48(1+0,019√G_i)^0.161,02 

    D_э=0.024*14,6^{0.48 *}1,07 ^0.16*1,02 =0,089

    D_э=0.024*32,86^0.48 *1,11^0.161,02 =0,133

    D_э=0.024*98,76^0.48 *1,19^0.161,02 =0,228

    D_э=0.024*118,06^0.48 *1,23^0.161,02 =0,25

    D_э=0.024*179,76^0.48 *1,25^0.161,02 =0,3

    D_э=0.024*219,26^0.48 *1,28^0.161,02 =0,34

    D_э=0.024*258,76^0.48 *1,3^0.161,02 =0,38

    D_э=0.024*533,02^0.48 *1,44^0.161,02 =0,53

    D_э=0.024*624,22^0.48 *1,47^0.161,02 =0,57 

    В формуле (60) коэффициент Э является фактором экономичноти- функцией совокупности исходных данных, отражающих условия  сстоительства и экплуатаци проектируемой  тепловой сети: 

    Э=[(nz_э + 0,02в_н)/(0,14в + π _* 3,6 _*10^-6nβk(τ_ср – t₀)z_т)]^0,16,      (64)

    Э=[(8400*0,009+0.02*100) / (0,14*400+3,14*3,6*10^-6 *8400*1,2*1,0)(79,8-9,8)*1,44]^0.16=1,02 

где n- годовое число часов работы тепловой сети, ч/год; при наличии теплового              

    потока  горячего водоснабжения принимается 8400ч/год;

        z_э и z_т- удельные замыкающие затраты на электроэнергию теплоту,0,009 и 1,44 руб/кВт-ч и  

руб/ГДж (таблица3.1 методических указаний «Теплоснабжения  района города»);

      в_н- стоимость установленного 1 кВт мощности сетевых насосных агрегатов,  принимается 80÷100 руб/кВт;

      в- стоимостный коэффициент сооружения теплопроводов, руб/м², принимается при прокладке каналов400/440;

      β- коэффициент местных потерь теплоты, принимается для канальной прокладки 1,2;

       k- коэффициент теплопередачи теплопровода в окружающую среду, при учете всех термических сопротивлений, отнесенный к наружной поверхности изоляции, принимается 0,8÷1,2 Вт/м² К);

        τ_ср- среднегодовая температура сетевой воды в обоих теплопроводах, ⁰С; 
               t₀- среднегодовая температура грунта (при подземной прокладке) и наружного воздуха (при надземной прокладке на опорах); при отсутствии конкретных данных по температуре грунта её можно принимать на 2⁰С выше среднегодовой температуры наружного воздуха, ⁰С. 

    Определяем  расход сетевой воды по участкам.

    Gi (цтп-1)=14,6   кг/с                                Gi (1-2)=14,6 +18,26=32,86   кг/с                                    

    Gi (2-3)=32,86+ 36,6+29,3=98,76  кг/с        Gi (3-4)=98,76 +27,4+21,9=148,06 кг/с                                    

    Gi (4-5)=148,06+31,7=179,76 кг/с                Gi (5-6)=179,76+39,5=219,26 кг/с                                    

    Gi (6-7)=219,29 + 39,5=258,76 кг/с    G i(7-8)=258,76 +18,26+36,6+109,7+82,3+27,4=533,02 кг/с                                    

    Gi (8-9)=533,02+45,6+45,6=624,22 кг/с                                    Gi (9-ТЭЦ)=624,22 кг/с                                 

    1 + α =1+0.019*√ Gi (65) 

    1 + α =1+0.019*√14,6=1,07                 1 + α =1+0.019*√32,86=1,11

    1 + α =1+0.019*√98,76=1,19 1 + α =1+0.019*√148,06=1,23 

    1 + α =1+0.019*√179,76=1,25              1 + α =1+0.019*√219,26=1,28 

    1 + α =1+0.019*√258,76=1,3              1 + α =1+0.019*√533,02=1,44 

    1 + α =1+0.019*√624,22=1,47              1 + α =1+0.019*√624,22=1,47 

    ПОРЯДОК РАСЧЕТА. 

1 .Исходя  из предложения, что все участки  магистрали имеют одинаковое   техническое решение, по формуле (64) определяю общее для всех участков значение фактора экономичности Э.

2. Для  каждого участка расчетной схемы по формуле (63) определяю экономический диаметр трубопровода d_э, м.

3. По  таблице стандартных диаметров  (прилож.1-а методических указания «Теплоснабжения района города») труб подбираю ближайший больший к d_э внутренний диаметр стандартной трубы d_в, м

4.  Для стандартной трубы с d_в определяю удельные линейные потери давления, Па/м 

R_i= 1,36 _* 10^-5G_i²d_в^-5,25   (66) 

R_i= 1,36 _* 10^-5*14,6²*0,150^-5,25 =61,3  Па/м

R_i= 1,36 _* 10^-5*32,86²*0,259^-5,25 =18 Па/м

R_i= 1,36 _* 10^-5*98,76²*0,359 ^-5,25 =28,8 Па/м

R_i= 1,36 _* 10^-5*118,06 ²*0,359 ^-5,25 =41 Па/м

R_i= 1,36 _* 10^-5*179,76²*0,408 ^-5,25 =48,8 Па/м

R_i= 1,36 _* 10^-5*219,26 ²*0,466 ^-5,25 =36 Па/м

R_i= 1,36 _* 10^-5*258,76²*0,514 ^-5,25 =30 Па/м

R_i= 1,36 _* 10^-5*533,02²*0,7 ^-5,25 =25 Па/м

R_i= 1,36 _* 10^-5*624,22²*0,8 ^-5,25 =17 Па/м

R_i= 1,36 _* 10^-5*624,22²*1,192 ^-5,25 =2,1 Па/м 

Номограмма  формулы (62) приведены в приложении 2^* методических указаний «Теплоснабжение района города». 

    

1. Проверяю  скорость сетевой воды на расчетном участке