МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра ПТ
Расчетное задание по дисциплине
«Источники и системы теплоснабжения предприятия».
Выполнил: Галиев И.Э.
Группа: ЭКП-2-06
Вариант: 2
Преподаватель:
Горбунова Т.Г.
КАЗАНЬ 2010
Задание 1
Определить для условий г. Воронеж расчетные тепловые потоки на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение пяти кварталов района города.
F1
= 17 га;
F2
= 22 га;
F3
= 25 га;
F4
= 28 га;
F5
= 30 га.
Расчетная температура наружного воздуха для проектирования систем отопления t0
= -26 0
C. Плотность населения Р = 370 чел/га. Общая площадь жилого здания на одного жителя fобщ
=18 м2
/чел. Средняя за отопительный период норма расхода горячей воды на одного жителя в сутки а=105 л/сутки.
Решение:
Расчет тепловых потоков сводим в таблицу 1. В графы 1, 2, 3 таблицы заносим соответственно номера кварталов. Их площади FКВ
в гектарах, плотность населения.
Число жителей в кварталах m, определяем по формуле:
 .чел.
 чел,
 чел,
 чел,
 чел,
 чел.
Общую площадь жилых зданий кварталов А, определяем по формуле:
 , м2
 , м2
,
 , м2
,
 , м2
,
 , м2
,
 , м2
.
Величину удельного показатель теплового потока на отопление жилых зданий q = 87 Вт/м2
, при t0
= -26 0
C, находим расчетные тепловые потоки на отопление жилых и общественных зданий кварталов по формуле:
 , МВт
при К1
=0,25
 , МВт
 , МВт
 , МВт
 , МВт
 , МВт.
Максимальные тепловые потоки на вентиляцию общественных зданий кварталов определяем по формуле:
 МВт,
при К1
= 0,25, К2
= 0,6
 , МВт
 , МВт
 , МВт
 , МВт
 , МВт.
Показатель теплового потока на горячее водоснабжение с учетом общественных зданий при норме одного жителя, а=105 л/сутки составит qhm
=376 Вт.
Среднечасовые тепловые потоки на горячее водоснабжение жилых и общественных зданий кварталов определяем по формуле:
 , МВт
 , МВт
 МВт
 , МВт
 , МВт
 , МВт
Суммарный тепловой поток по кварталам QΣ
, определяем суммированием расчетных тепловых потоков на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение:
 , МВт
 , МВт
 , МВт
 , МВт
 , МВт
 , МВт
 , МВт.
Таблица 1. Расчет тепловых потоков.
№ квар тала
|
Площадь квартала, FКВ
, га
|
Плотность населения, Р, чел/га
|
Кол-во жителей, m, чел
|
Общая площадь, А, м2
|
Тепловой поток, МВт |
| Q0
|
Qv |
QHM
|
QΣ
|
| 1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
| 1 |
17 |
370 |
6290 |
113220 |
12,3 |
1,5 |
2,37 |
16,17 |
| 2 |
22 |
370 |
8140 |
146520 |
15,9 |
1,9 |
3,06 |
20,86 |
| 3 |
25 |
370 |
9250 |
166500 |
18,1 |
2,2 |
3,48 |
23,78 |
| 4 |
28 |
370 |
10360 |
186480 |
20,3 |
2,4 |
3,9 |
26,6 |
| 5 |
30 |
370 |
11100 |
199800 |
21,7 |
2,6 |
4,17 |
28,47 |
| Σ |
88,3 |
10,6 |
16,98 |
115,88 |
Задание 2
Для климатических условий г. Воронеж выполняем расчет и построение графиков часовых расходов теплоты на отопление вентиляцию и горячее водоснабжение, а также годовых графиков теплопотребления по продолжительности тепловой нагрузки и по месяцам. Расчетные тепловые потоки района города ΣQ0
= 88,3 МВт, на вентиляцию ΣQV
= 10,6 МВт, на горячее водоснабжение ΣQHM
=16,98 МВт. Расчетная температура наружного воздуха для проектирования систем отопления t0
= -26 0
C.
Решение:
Определим часовые расходы на отопление:
,
МВт
t0
(-26 0
C): 
,МВт
t0
(-14 0
C): 
,МВт
t0
(-3,4 0
C): 
,МВт
t0
(0 0
C): 
,МВт
t0
(+8 0
C): 
,МВт.
Определим часовые расходы на вентиляцию:
,
МВт
t0
(-26 0
C):
,МВт
t0
(-14 0
C): 
,МВт
t0
(-3,4 0
C): 
,МВт
t0
(0 0
C): 
,МВт
t0
(+8 0
C): 
,МВт.
Для построения часового графика расхода теплоты на горячее водоснабжение, определим, используя формулу пересчета, среднечасовой расход теплоты на горячее водоснабжение для неотопительного периода ( =0,8, tЛ
=15 0
C, tЗ
=50
C):
 , МВт.
Отложив на графике значения Q0
и QV
при tн
= + 8 0
C, а также значения ΣQ0
и ΣQV
при tН
=t0
=-26 0
C и соединив их прямой, получим графики Q0
=f(tH
)и QV
=f(tH
).
График среднечасового расхода теплоты на горячее водоснабжение не зависит от температуры наружного воздуха, и будет представлять собой прямую, параллельную оси абсцисс с ординатой 16,98 МВт для отопительного периода и с ординатой 10,87 МВт для неотопительного периода. Просуммировав ординаты часовых графиков на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение для диапазон температур tН
=+8÷-26 0
C и соединив их с прямой получим суммарный часовой график QΣ
=f(tH
). Для построения годового графика теплоты по продолжительности тепловой нагрузки и находим продолжительность отопительного периода для г. Воронеж. Данные сводим в таблицу 3.
Таблица 2.
Число часов за отопительные период со среднегодовой наружного воздуха, равной
| Продолжительность стояния |
Температура наружного воздуха |
| -35 |
-30 |
-25 |
-20 |
-15 |
-10 |
-5 |
0 |
+8 |
| n |
- |
7 |
34 |
144 |
470 |
1020 |
1850 |
3380 |
4780 |
График по продолжительности тепловой нагрузки строится на основании суммарного часового графика QΣ
=f(tH
). Для этого из точек на оси температур (+8, 0, -5, -10, -15, -20, -25; -30; -35) восстанавливаем перпендикуляры до пересечения с линией суммарного часового графика и из точек пересечения проводим горизонтальные прямые до пересечения с перпендикулярами, восстановленных из точек на оси продолжительности. Соответствующих данных температурам. Соединив найденные точки плавной кривой, получим график по продолжительности тепловой нагрузки за отопительный период в течение 5210 часов. Затем построим график по продолжительности тепловой нагрузки за неотопительный период. Для чего проведем прямую параллельную оси абсцисс с ординатой равной  =10,87 МВт до расчетной продолжительности работы системы теплоснабжения в году равной 8760 часов.
Для построения годового графика теплового потребления по месяцам находим среднемесячные температуры наружного воздуха. Затем используя формулы пересчета, определяем часовые расходы теплоты на отопление и вентиляцию для каждого месяца со среднемесячной температурой ниже +80
С. Определим суммарные расходы теплоты для месяцев отопительного периода как сумму часовых расходов на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение. Для месяцев неотопительного периода (с  >+8) суммарный расход теплоты будет равен среднечасовому расходу теплоты на горячее водоснабжение =10,87 МВт.
Выполним расчеты по месецам:
 ,
 МВт
 МВт
 МВт
 МВт
 МВт
 МВт
 МВт.
 ,
 МВт
 МВт
 МВт
 МВт
 МВт
 МВт
 МВт.
 , МВт.
Аналогично выполняем расчёты для всех месяцев отопительного периода. Расчеты вводим в таблицу 3. исходя из полученных данных, строим годовой график теплового потребления по месяцам.
Таблица 3. Среднемесячные расходы теплоты по месяцам года
Средне-часовые расходы теплоты по месяцам
|
Среднемесячная температура наружного воздуха |
| Январь |
Февраль |
Март |
Апрель |
Май |
Июнь |
Июль |
Август |
Сентябрь |
Октябрь |
Ноябрь |
Декабрь |
| -9,3 |
-9,2 |
-4,1 |
+5,9 |
+14 |
+18 |
- |
- |
+12,8 |
+5,6 |
-1,1 |
-6,7 |
| Q0
, МВт |
56,24 |
56,05 |
46,26 |
27,07 |
- |
- |
- |
- |
- |
27,64 |
40,50 |
51,25 |
| QV
, МВт |
6,39 |
6,36 |
5,07 |
2,55 |
- |
- |
- |
- |
- |
2,63 |
4,32 |
5,73 |
| QHM
, МВт |
16,98 |
16,98 |
16,98 |
16,98 |
10,87 |
10,87 |
10,87 |
10,87 |
10,87 |
16,98 |
16,98 |
16,98 |
| QΣ
, МВт |
79,61 |
79,39 |
68,31 |
46,6 |
10,87 |
10,87 |
10,87 |
10,87 |
10,87 |
47,25 |
61,8 |
73,96 |
Задание 3
Построить для закрытой системы теплоснабжения график центрального качественного регулирования отпуска теплоты по совмещённой нагрузке отопления и горячего водоснабжения (повышенный или скорректированный температурный график). Приняты расчётные температуры сетевой воды в подающей магистрали в τ1
=150 0
С, обратной магистрали τ2
=70 0
С, после элеватора τ3
=95 0
С. Расчётная температура наружного воздуха для проектирования отопления t0
=-26 0
C. Расчётная температура воздуха внутри помещения ti
=20 0
C. Расчётные тепловые потоки принимаем ΣQ0
= 88,3 МВт, ΣQV
= 10,6 МВт, ΣQHM
=16,98 МВт. Температура горячей воды в системах горячего водоснабжения tН
= 60 0
C, температура холодной воды tС
=50
C. Балансовый коэффициент для нагрузки горячего водоснабжения αБ
=1,2. Схема включения водоподогревателей систем горячего водоснабжения двухступенчатая последовательная.
Решение:
Предварительно выполним расчёт и построение отопительно-бытового графика температур с температурой сетевой воды в подающем трубопроводе для точки излома τ2
=70 0
С. Значение температур сетевой воды для систем отопления τ10
; τ20
; τ30
определим, используя расчётные зависимости для температур наружного воздуха tН
= +8; 0; -3,4; -14; -26 0
C.
Определяем, значение величин ∆t, ∆τ, θ:
tH
= +8 0
C:
 0
С
 0
С
 0
С
tH
= 0 0
C:
 0
С
 0
С
 0
С
tH
= -3,4 0
C:
 0
С
 0
С
 0
С
tH
= -14 0
C:
 0
С
 0
С
 0
С
tH
= -26 0
C:
 0
С
 0
С
 0
С
Используя расчётные данные и приняв минимальную температуру сетевой воды в подающем трубопроводе  0
С, построим отопительно-бытовой график температур. Точке излома температурного графика будут соответствовать температуры сетевой воды0
С,  0
С,  0
С температура наружного воздуха  0 0
С. Полученные значения температур сетевой воды для отопительно-бытового графика сведём в таблицу 4. Далее приступаем к расчёту повышенного температурного графика. Задавшись величиной недогрева ∆tH
=7 0
С определим температуру нагреваемой водопроводной воды  после водоподогревателя первой ступени
 0
С
Балансовая нагрузка горячего водоснабжения  :
 МВт
Суммарный перепад температур сетевой воды δ в обеих ступенях водоподогревателей:
 0
С
Перепад температур сетевой воды в водоподогревателе первой ступени  для диапазона температур наружного воздуха от tH
=+8 0
С до tH
=-3,4 0
С
 0
С.
Для указанного диапазона температур наружного воздуха перепад температур сетевой воды во второй ступени водоподогревателя  .
 0
С
Величины δ1
и δ2
для диапазона температур наружного воздуха tH
от  0
С и  0
С.
tH
= +2,5 0
C:
 0
С
 0
С.
tH
= -3,4 0
C:
 0
С
 0
С.
tH
= -14 0
C:
 0
С
 0
С.
tH
= -26 0
C:
 0
С
 0
С.
Полученные значения величин δ1
и δ2
сведем в таблицу 4.
Температуры сетевой воды τ1п
и τ2п
в подающем и обратном трубопроводах для повышенного температурного графика:
tH
= +8÷+2,50
C:
 0
С
 0
С
tH
= -3,4 0
C:
 0
С
 0
С
tH
= -14 0
C:
 0
С
 0
С
tH
= -26 0
C:
 0
С
 0
С
Полученные значения величин τ1п
и τ2п
сведем в таблицу 4.
Для построения графика температуры сетевой воды в обратном трубопроводе после калориферов систем вентиляции  в диапазоне температур наружного воздуха tH
= +8÷+2,5 0
C:
Определяем значение τ2v
для tH
= +8 0
C. Предварительно зададимся значением τ2v
= 170
С. Определяем температурные напоры в калорифере∆tk
и ∆tk
/
cоответственно для tH
= +8 0
C и tH
= +2,5 0
C:
 0
С
 0
С
Вычисляем левые и правые части уравнения:
Левая часть: 
Правая часть:  .
Поскольку численное значение правой и левой частей уравнения близки по значению, примем значение τ2v
= 170
С, как окончательное.
Для систем вентиляции с рециркуляцией воздуха, температуру сетевой воды после калориферов τ2v
для tH
= t0
= -26 0
C .
Здесь значения  ;  ;  соответствуют tH
=tм
=-140
C. Поскольку данное выражение решается методом подбора, предварительно зададимся значением τ2v
=51 0
С.
Определим значения  и .
 0
С
 0
С
Далее вычислим левую часть:
Левая часть: 
Поскольку левая часть выражения близка по значению правой, принятое предварительно значение τ2v
=51 0
С будем считать окончательным. Используя данные таблицы 4 построим отопительно-бытовой и повышенный температурные графики регулирования (рис. 3).
Таблица 4. Расчет температурных графиков регулирования для закрытой системы теплоснабжения
| tH
|
τ10
|
τ20
|
τ30
|
δ1
|
δ2
|
τ1п
|
τ2п
|
τ2v
|
| +8 |
70,0 |
37,84 |
46,8 |
7,4 |
9,8 |
79,1 |
26,55 |
17 |
| +2,5 |
70,0 |
37,84 |
46,8 |
7,4 |
9,8 |
79,1 |
26,55 |
37,84 |
| -3,4 |
84,73 |
44,9 |
57,34 |
5,3 |
11,9 |
90,03 |
45,4 |
44,9 |
| -14 |
115,51 |
56,74 |
75,1 |
1,8 |
15,4 |
116,9 |
41,34 |
56,74 |
| -26 |
130,0 |
70,0 |
95,0 |
2,12 |
19,32 |
132,12 |
50,68 |
51 |
|
