РЕКОНСТРУКЦИЯ СИСТЕМЫ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ

Цель работы – расчёт и проектирование системы теплоснабжения на примере микрорайона от ЦТП 1, разработка рекомендаций по реконструкции системы теплоснабжения посёлка городского типа Тайга, Кемеровской области.
В процессе работы был произведен расчёт микрорайона теплоснабже-ния от ЦТП 1 и разработаны рекомендации по реконструкции системы теплоснабжения посёлка городского типа Тайга. На основе гидравличе-ского расчета и расчета тепловых нагрузок микрорайона, было подобра-но основное и вспомогательное оборудование теплового пункта.
...

Введение ………………………………………………………………....... 4
1 Расчёт часовых тепловых нагрузок и годового теплопотребления жи-ло-
го микрорайона присоединенного к ЦТП 1 ………………………………….. 5
2 Разработка режимов отпуска теплоты потребителям …………………... 5
2.1 Обоснование выбора температурных графиков сетевой воды …………. 5
2. 2 Выбор схемы присоединения систем теплопотребления ………………..5
3 Гидравлический расчёт тепловой сети присоединенной к ЦТП 1 и вы-бор насосного оборудования …………………………………………………………5
4 Анализ теплового и гидравлического режимов в системе теплоснаб-жения г. Тайга ……………………………………………………………………… 5
4.1 Характеристики установленного оборудования центральной котель-ной,
обеспечивающего теплоснабжение жилищных и социальных объектов го-ро-
да …………………………………………………………………………………. 5
4.2 Тепловые нагрузки котельной жилищных и социальных объектов го-ро-
да ………………………………………………………………………………… 5
4.3 Анализ резерва мощности на центральной котельной……………….. 5
5 Разработка рекомендаций по реконструкции системы теплоснабже –
ния г. Тайга ……………………………………………………………………. 5
Заключение …...……………………………………………………………….. 5
Список используемой литературы …………………………………………….51

Проектирование района теплоснабжения первоначально начинает-ся с технико-экономической оценки эффективности использования той или иной системы (открытая или закрытая, зависимая или независимая, систе-мы ГВС).
Теплоснабжение городов имеет большое народнохозяйственное значение. Правильное решение вопросов теплоснабжения топливно-энергетических ресурсов.
От надежной работы систем теплоснабжения зависит обеспечение комфортных условий труда и быта во всех жилых, общественных и произ-водственных зданиях.
Целью данной дипломной работы является проектирование и рас-чет микрорайона теплоснабжения присоединенного к ЦТП 1 и разработка рекомендаций по реконструкции системы теплоснабжения пгт. Тайга, Ке-меровской области.
При проектирование тепловых сетей и тепловых пунктов необхо-димо ру ководствоваться нормативными документами (СНиП), содержа-щими требования к проектной документации по тепловым сетям и тепло-вым пунктам, а также смежным с ними звеньями системы централизован-ного теплоснабжения – теплоисточникам и системам теплоиспользования.
Существенным элементом системы центрального теплоснабжения являются установки, размещаемые в узлах присоединения к тепловым се-тям местных систем теплоиспользования, а также на стыках сетей различ-ных категорий. В таких установках осуществляется контроль работы теп-ловых сетей и систем теплоиспользования и управление ими.

При проектировании в гидравлический расчет входят следующие задачи:определение диаметров трубопроводов;определение падения давления (напора);определение давлений (напоров) в различных точках сети.Перед гидравлическим расчетом определим расчетные расходы сетевой воды, а затем суммарные на основании результатов расчета тепловой нагрузки.3.1 Расчетные и суммарные расходы сетевой воды3.1.1 Расчетный расход сетевой воды на отопление(11)где – расчетная нагрузка на отопление, – теплоемкость воды; – температура сетевой воды в подающей и обратной линии, .3.1.2 Расчетный расход сетевой воды на вентиляцию(12)где – расчетная нагрузка на вентиляцию, 3.1.3 Расчетный максимальный расход сетевой воды на ГВС (13)где – расчетная максимальная нагрузка на ГВС, 3.1.4 Суммарный расчетный расход сетевой воды(14)Расчетные и суммарные расходы сетевой воды общественных и жилых зданий сведены в таблицу 8. Таблица 8. Расчётные и суммарные расходы сетевой водыЗдание, т/ч, т/ч, т/ч, т/чул.Ключевая 112,6401,7214,36ул.Ключевая 321,602,5224,12ул.Тилемзейгера 105,800,526,32ул.Тилемзейгера 143,9200,324,24ул.Тилемзейгера 162,1601,83,96ул.Тилемзейгера 18200,122,12ул.Тилемзейгера 195,6800,366,04ул.Тилемзейгера 203,6400,323,96ул.Тилемзейгера 216,7200,287,0ул.Тилемзейгера 136,1600,166,32ул.Тилемзейгера 153,9200,24,12ул.Тилемзейгера 172,1200,122,24ул.Чкалова 302,2400,22,44ул.Чкалова 30а8,6800,769,44ул.40 лет Октября 52,6800,382,96ул.Октябрьская 147,2800,67,88ул.Октябрьская 163,0800,883,96ул.Октябрьская 377,7600,728,48ул.Октябрьская 396,9600,647,6Гараж Ж\Д больницы2,000,042,04Детское отделение3,000,23,2Ж\Д больница15,6400,816,44Морг1,48001,48Прачечная0,800,361,16Столовая0,2400,60,84Склад ГО4,2004,2Хирургический корпус17,400,8418,24Гараж ЭЧ0,92000,92Детский сад №1677,8400,248,08Профилакторий3,1200,083,2Подстанция ЭЧ3,16003,16Магазин1,32001,32Здание скорой помощи2,1600,042,2 3.2 Методика гидравлического расчета тепловой сети3.2.1 Гидравлический расчет главной магистрали и ответвленийВ ходе расчета принимаем, что эквивалентная шероховатость водопроводов равна:а плотность воды при температуре 100:.Располагаемый перепад давлений в тепловой сети необходимо обосновывать технико-экономическими расчетами. Так как отсутствуют данные для экономического обоснования, удельные потери давления вдоль главной магистрали принимаем [3, С.163] Вдоль ответвлений По номограмме V1.2 [1, С.194], при для главной магистрали и для ответвлений, а также расчетным расходам участков тепловой сети определяем ближайший стандартный диаметр трубы для данного участка. При уже выбранном значении стандартного диаметра и известного расчетного расхода определяем действительные удельные потери давления на участках,а также скорость теплоносителя (сетевая вода) Объемный расход воды в трубопроводе:(15)Скорость воды в трубопроводе:(16)Предельное число Рейнольдса:(17)Действительное число Рейнольдса:(18)Коэффициент гидравлического трения при (19)Коэффициент гидравлического трения при (20)где эквивалентная шероховатость трубопровода Действительное удельное падение давления:(21)Суммарная эквивалентная длина местных сопротивлений на участках определяется в зависимости от наименования местных сопротивлений (задвижка, тройник при делении потоков, компенсаторы, внезапное сужение, отводы крутоизогнутые и т.д.) и значении наружных диаметров труб [3, приложение 17].Потери давления на участке [3, С.164](22)В линейных единицах потери давления составляют [3, С.159](23)где – ускорение свободного падения. Результаты гидравлического расчёта микрорайона, присоединенного к ЦТП 1 представлены в таблице 9.№ участкаРасход, т/чДлина, мДиаметр, мСум.коэф.местн.сопрСкорость, м/сПотери напора на участкеЦентральная магистраль падающего трубопровода616,360350,154,70,2640,0510,0160,0670,13419,68815,312823,960110,073,00,2190,0300,0070,0370,07419,55515,4451026,200230,1003,50,9500,8670,1571,0242,04919,48115,5191434,920250,1254,00,8110,4350,1310,5661,13217,43217,5681639,04220,1253,90,9060,4790,1590,6381,27616,30118,6991748,320390,1503,70,7790,6480,1120,7591,51915,02519,9751952,560270,1502,00,8470,5300,0710,6021,20413,50621,4942156,52350,1502,90,9110,7950,1200,9151,83012,30222,6982464,680210,1502,11,0430,6250,1140,7381,47710,47324,5272668,640280,1503,71,1070,8370,2251,0632,1258,99626,0042875,64260,1753,70,8960,4180,1480,5661,1316,87028,1303077,68320,1753,70,9200,5990,1560,7541,5095,73929,2613279,88190,2003,50,7240,1840,0910,2760,5524,23030,7703685,56170,2002,70,7760,1460,0810,2270,4553,67931,32139102,84220,2002,70,9330,2740,1170,3910,7813,22431,77643121,43370,2004,71,1010,8300,2831,1142,2272,44332,55761191,7070,3002,40,7730,0370,0710,1080,2160,21634,784Ответвление падающего трубопровода12,96420,072,70,2190,1130,0060,1200,24015,31016,69026,3220,073,00,4680,0250,0330,0570,11515,18519,81539,28380,154,40,150,0180,0050,0230,04515,07019,93047,88120,082,00,4470,1130,0200,1330,26619,95415,04658,4880,1254,20,1970,0080,0080,0160,03319,72115,27977,240,088,00,4310,2100,0740,2840,56820,12314,87792,24240,072,50,1660,0370,0030,0400,08119,56215,438116,32140,082,70,3580,1010,0170,1190,23718,44016,560122,4200,073,70,1780,0350,0060,0410,08318,28516,715138,72130,073,90,6460,3040,0810,3850,77018,20316,797154,1240,073,70,3050,0210,0170,0380,07616,37718,623184,2470,072,50,3140,0540,0120,0660,13213,63821,362203,9640,051,90,5750,1650,0310,1960,39212,69522,305222,1260,052,40,3080,0710,0110,0820,16410,63724,363236,0450,12,90,2190,0110,0070,0180,03710,50924,491253,9620,053,70,5750,0820,0610,1430,2869,28225,718277,0070,083,70,3970,0620,0290,0910,1827,05327,947292,0450,053,70,2960,0550,0160,0710,1425,88129,119312,250,058,10,3190,0640,0410,1050,2094,44030,560334,2170,052,50,6090,5510,0460,5971,1956,11928,881341,470,054,20,2150,0280,0100,0380,0765,00030,000355,68610,071,90,4200,6060,0170,6231,2454,92430,076370,84140,052,70,1220,0180,0020,0200,0403,26531,7353816,44280,152,40,2650,0410,0080,0490,0993,32331,6774018150,152,70,2940,0270,0120,0390,0774,52430,476410,35120,053,50,0510,0040,0010,0040,0094,45630,5444218,59410,15,10,6740,8870,1151,0022,0044,44730,553441,32250,052,70,1920,1150,0050,1190,2396,46028,5404514,36180,1253,60,3330,0700,020,0900,1806,40128,5994621,120310,11,00,8750,9910,0381,0292,0578,27826,7224739,8520,1252,70,9241,3780,1151,4922,9856,22128,779483,2120,14,70,1160,0080,0030,0110,0223,25731,7434943,0360,1253,50,6930,4460,0840,5301,0593,23631,764509,44160,12,50,3420,0840,0150,0980,1976,45728,543512,44170,077,70,1810,040,0120,0530,1066,36728,6335211,880290,12,70,4310,2560,0250,2810,5626,26128,739533,160180,078,40,2340,0610,0230,0830,1676,23428,766540,92130,079,10,0680,0050,0020,0070,0146,08128,919554,08260,072,50,3020,1730,0110,1840,3696,06728,9335615,96280,13,50,5790,4460,0580,5051,0095,69929,301578,08340,072,70,5980,9480,0480,9961,9936,68228,3185824,04340,12,70,8721,1540,1021,2572,5134,68930,3115967,07250,153,11,0810,8000,1800,9801,9602,17632,824603,240,072,20,2370,0180,0060,0240,0470,26334,7373.3 Выбор насосного оборудования Одной из задач гидравлического расчёта сети заключается в определении характеристик насосов. 1. При выборе корректирующих насосов для систем отопления, устанавливаемых в ЦТП, следует принимать: напор – на 2 – 3 м.в.ст. больше потерь давления в системе отопления; подачу насоса G: (24)где - расчётный максимальный расход воды на отопление из тепловой сети; (25)где - максимальный поток на отопление, Гкал/ч; с – удельная теплоёмкость воды, ккал/(кг ∙ оС); u – коэффициент смешения (26)где -температура воды в подающем трубопроводе тепловой сети при расчётной температуре наружного воздуха для проектирования отопления ; - температура воды в подающем трубопроводе системы отопления, оС; - температура воды в обратном трубопроводе от системы отопления,оС. Расчётный максимальный расход воды на отопление: т/ч; Коэффициент смешения: ; Подача насоса: т/ч. Для подачи микрорайону, присоединенному к ЦТП 1, воды и жидкостей, сходных с водой по вязкости и химической активности, содержащих твердые включения не более 0,05 процентов по массе и размером до 0,2 мм, с температурой до 85 оС выбираем центробежный насос с двусторонним подводом воды марки Д200-36, подачей 200 м3/ч , с напором 36 м и типом электродвигателя А200М4 с частотой вращения 1500 об/мин и мощностью 40 кВт. Число выбираемых насосов следует принимать не менее двух, один из которых является резервным. 2. При выборе циркуляционных насосов системы горячего водоснабжения следует принимать:подачу насоса – по расчётным расходам воды в системе, на трубо-проводах которой он устанавливается;напор – в зависимости от расчетного давления в сети и требующегося давления в присоединяемых системах потребления; Для обеспечения циркуляции воды в системе горячего водоснабжения микрорайона, присоединенного к ЦТП 1 выбираем центробежный консольный насос марки К45/30 с производительностью 45 м3/ч, развиваемым напором 30 м.в.ст. и электродвигателем с частотой вращения 3000 об/мин и мощностью 7,5 кВт. Число выбираемых насосов следует принимать не менее двух, один из которых является резервным. 3. При выборе подпиточных насосов системы горячего водоснабже-ния следует принимать:подачу насоса – по расчётному расходу воды при максимальном водопотреблении микрорайона: Gгвс макс= 13,34 м3/час;напор – по правилам технической эксплуатации в системе должен быть выше статического не менее чем на 5 м.в.ст.: Нст= 20мв.ст. (принимаем по высотности зданий); Для подпитки воды в систему горячего водоснабжения микрорайона, присоединенного к ЦТП 1 выбираем центробежный консольный насос марки К20/30 с производительностью 20 м3/ч, развиваемым напором 30 м.в.ст. и типом электродвигателя АИР100Л2ж с частотой вращения 3000 об/мин и мощностью 4 кВт. Число выбираемых насосов следует принимать не менее двух, один из которых является резервным. 4 АНАЛИЗ ТЕПЛОВЫХ И ГИДРАВЛИЧЕСКИХ РЕЖИМОВ СИСТЕМЫ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ Г.ТАЙГА Для эффективной эксплуатации системы теплоснабжения необходимо обеспечивать:учет топливно-энергетических ресурсов;разработку энергетических характеристик тепловых энергоустано-вок;контроль и анализ соблюдения нормативных энергетических харак-теристик и оценку технического состояния тепловых энергоустановок;анализ энергоэффективности проводимых организационно-техничес-ких мероприятий;сбалансированность графика отпуска и потребления тепловой энер-гии. Планирование режимов работы системы теплоснабжения производится на долгосрочные и кратковременные периоды и осуществляется на основе:данных суточных ведомостей и статистических данных за предыду- щие дни и периоды;прогноза теплопотребления на планируемый период;данных о перспективных изменениях систем теплоснабжения;данных об изменении заявленных нагрузок. Периодически проводятся режимно-наладочные испытания и работы, по результатам которых составляются режимные карты, а также разрабатываются нормативные характеристики работы элементов системы теплоснабжения. По окончании испытаний разрабатывается и проводится анализ энергетических балансов и принимаются меры к их оптимизации. Энергетические характеристики тепловых сетей составляются по следующим показателям: тепловые потери, потери теплоносителя, удельный расход электроэнергии на транспорт теплоносителя, максимальный и среднечасовой расход сетевой воды, разность температур в подающем и обратном трубопроводах.4.1. СОСТАВ И ХАРАКТЕРИСТИКА CИСТЕМЫ ЦЕНТРАЛИЗОВАННОГО ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ Г. ТАЙГА В состав системы централизованного теплоснабжения г. Тайга входят:центральная котельная – источник;магистральные тепловые сети;центральные тепловые пункты -8 штук;внутриквартальные распределительные тепловые сети систем отоп-ления и горячего водоснабжения. В качестве теплоносителя используется вода.4.1.1. Центральная котельная Центральная котельная обеспечивает покрытие тепловых нагрузок (отопление, вентиляция, горячее водоснабжение, паровая технологическая нагрузка) жилищно-коммунального, социального и промышленного сектора города Тайга. Теплогенерирующими установками являются паровые котлы типа КЕ-25/14С, вырабатывающими пар с параметрами: - давление 1,4 МПа; - температура 194 0С. Суммарная паропроизводительность установленных шести котлоагрегатов 150 т/час (85,8 Гкал/час). В качестве топлива на котельной используются угли Кузнецкого бассейна различных месторождений, доставляемых на котельную железнодорожным транспортом. Топливоподача котлов состоит из закрытого склада угля, системы первого и второго подъемов с дробильным отделением. Очаговые остатки из топки котла сбрасываются в каналы золошлакоудаления, оборудованные скреперно-ковшовыми подъемниками. Для золоудаления снаружи здания котельной установлены батарейные циклоны. Уловленная в циклонах зола попадает в промежуточный бункер, откуда отгружается в специальный автотранспорт и вывозится в отведенное место. Для обеспечения работы водяных тепловых сетей схемой котельной предусмотрено две группы теплосетевых установок предназначенных для раздельного теплоснабжения потребителей города и промзоны. Каждая из групп имеет в своём составе:подогреватели сетевой воды (ПСВ);охладители конденсата (ОК); сетевые насосы;трубопроводы технологической обвязки. Подпитка водой обоих групп осуществляется через один узел имеющий две независимые линии регулирования. Схемой предусмотрено осуществление гидравлической связи между теплосетевыми установками через секционирующие задвижки. Такая схема позволяет осуществлять несколько режимов работы:раздельное теплоснабжение потребителей города и промышленной зоны основной режим;теплоснабжение ЦТП от теплосетевой установки промышленной зоны используется в межотопительный период для нужд горячего водоснабжения;теплоснабжение потребителей промышленной зоны (с корректировкой температуры теплоносителя) от теплосетевой установки города используется в периоды снижения общего теплопотребления. Работа теплосетевых установок котельной осуществляется по следующей схеме:сетевая вода по обратному трубопроводу из теплосети через головные задвижки и грязевики поступает на на всас сетевых насосов;сетевые насосы подают сетевую воду через охладители конденсата и сетевые подогреватели в подающий трубопровод теплосети, при этом насосы должны обеспечивать расчетные расходы циркуляции воды и давление в подающем трубопроводе теплосети;восполнение потерь воды в т/сетях и поддержание заданного давления в обратном трубопроводе производится системой подпитки. Работа системы подпитки осуществляется в автоматическом режиме по заданному давлению.Технические характеристики оборудования теплосетевых установок котельной: Тепловая сеть промышленной зоны:а) сетевые подогреватели :Паровой кожухотрубныйТип - ПП -1 - 53 - II;Количество ходов сетевой воды – 2 штуки;Поверхность нагрева - 53,9 м2 ;Максимальная температура воды на выходе - 150 оС ; Тепловая мощность - 9 Гкал/час ;Номинальный расход сетевой воды – 200 м 3/час.Паровой пластинчатыйТип- СВ300;Количество пластин - 110 штук;Поверхность нагрева - 125 м2;Максимальная температура воды на выходе - 150 0С;Номинальный расход сетевой воды – 60 м 3/час;Тепловая мощность - 4,8 Гкал/час. б) охладители конденсата Водоводянной скоростной № 16;Количество секций- 2шт;Поверхность нагрева - 28 м 2;Максимальная температура сетевой воды на выходе – 150 оС. в) сетевые насосы Тип –Д 200-90б , центробежный двустороннего входа, горизонтальныйс полуспиральным подводом жидкости к рабочему колесу двустороннеговхода и спиральным отводом. Количество в группе- 3 штуки;Номинальная подача насоса -160 м3 /ч;Номинальный напор насоса – 62 м.вод.ст ;Мощность электродвигателя -55кВт;Скорость вращения-3000 об/мин;2. Тепловая сеть города: а) сетевые подогреватели -3 штукиТип ПСВ-125-7-15, паровой кожухотрубный;Количество ходов сетевой воды – 4;Поверхность нагрева - 125 м2;Максимальная температура воды на выходе - 150 0С;Номинальный расход сетевой воды – 250 м 3/час;Тепловая мощность - 20 Гкал/час. б) охладители конденсата (№3,4,5)Водоводянной скоростной № 16;Количество секций в группе- 3 штуки;Поверхность нагрева - 28 м.в) сетевые насосы Тип- ЦН-400-105-центробежный, горизонтальный с полуспиральным подводом и спиральным отводами, с переводными каналами между ступенями , с рабочими колесами одностороннего входа, установленными симметрично основными дисками навстречу друг другу двухступенчатый.Количество в группе - 3 штуки;Максимально допустимое давление на входе – 2,5кгс/см2;Номинальная подача насоса - 400 м3 /ч;Номинальный напор насоса, 105 м. вод. ст;Мощность электродвигателя -200 кВт;Скорость вращения- 1500 об/мин. Магистральные тепловые сети города несут разнородную тепловую нагрузку, поэтому для обеспечения требований горячего водоснабжения отпуск тепла производится по повышенному температурному графику, который предусматривает в диапазоне температур наружного воздуха от +10 до –8 0 С - количественное регулирование и в диапазоне температур наружного воздуха от -8 до –39 0 С - качественное регулирование отпуска. Технологические параметры работы водогрейной части котельнойI Сетевая вода 1. Городская тепловая сеть :Давление обратной сетевой воды : максимальное - 3 кгс/см2, мини -мальное - 2 кгс/см2;Максимальное давление подающей сетевой воды - 10 кгс/см2;Максимальная температура обратной сетевой воды – 70 оС;Максимальная температура сетевой воды на выходе из подогревателей сетевой воды /ПСВ/ - 150оС;Температура подающей сетевой воды регламентируется температур -ным графиком;Расход циркулирующей сетевой воды регламентируется температур -ным графиком . 2. Тепловая сеть промышленной зоны:Давление обратной сетевой воды: максимальное - 3 кгс/см2, минимальное - 1 кгс/см2; Максимальное давление подающей сетевой воды - 6 кгс/см2;Максимальная температура обратной сетевой воды – 70 оС;Максимальное давление на входе в ПСВ - 10 кгс/см2;Температура подающей сетевой воды регламентируется температур -ным графиком.II Подпиточная водаКачество воды: деаэрированная, максимальная жесткость 700 мкг – экв/л;Давление перед регулятором подпитки: максимальное – 5 кгс/см2, ми-нимальное – 2,5 кгс/см2;Температура подпиточной воды при работе деаэратора составляет от 40-60 0С. В качестве исходной (сырой) воды используется вода из городского водопровода, которая на водоподготовительной установке умягчается по двухступенчатой схеме Na-катионирования. Деаэрация подпиточной воды осуществляется в деаэраторах атмосферного типа. Котельная имеет два вывода : 1. первый двухтрубный – обеспечивает теплоснабжением через магист-ральную теплосеть и ЦТП 8 жилые районы г. Тайга по температурному графику t1/t2 = 115/70 0С, теплоснабжение жилых и общественных зданий города осуществляется через сеть ЦТП по зависимой схеме, а горячее водоснабжение – по закрытой схеме. 2. второй четырёхтрубный – обеспечивает теплоснабжение отопительных нагрузок промышленных объектов г.