Реконструкция тепловых сетей котельной ОАО НарьянМарстрой - дипломная работа
Федеральное агентство по образованию
(Рособразование)
Архангельский государственный технический университет
Кафедра электротехники и энергетических сетей
Левашов Алексей Владимирович
Дипломный проект
Реконструкция тепловых сетей котельной ОАО «Нарьян–Марстрой»
Реферат
Данный дипломный проект состоит из: пояснительной записки, которая представлена на 90 листах и включает в себя четыре части, 11 рисунков, 21 таблица; и графической части, которая представлена на трех листах формата А1и одном листе формата А0.
В вводной части проекта рассказывается о предприятии в целом его виде деятельности, и о котельной данного предприятия. Также идет краткий рассказ о планах дипломного проекта и его задачах.
В первой, тепловой, части кратко описывается схема тепловой сети, просчитываются нагрузки отопления, гидравлический и расчёт изоляции трубопроводов, подбор сетевых насосов котельной, подбор основного оборудования тепловых пунктов.
Вторая, электрическая, часть включает в себя подбор кабельных линий.
В третьей части говорится о охране труда и технике безопасности на предприятии при работе с электроустановками и котлоагрегатами.
В четвертой части рассмотрены гражданская оборона и действие населения при возникновении чрезвычайных ситуаций.
В заключении приведены выводы по данному дипломному проекту.
Содержание
Введение
1 Теплоснабжение от котельной ОАО «Нарьян-Марстрой»
1.1. Краткая техническая характеристика оборудования
1.1.1 Техническая характеристика котлов
1.1.2 Устройство и работа котлоагрегата
1.1.3 Устройство и работа автоматики
1.2 Расчёт теплопотерь отапливаемых помещений
1.3 Гидравлический расчёт тепловой сети
1.4 Подбор центробежного насоса
1.5 Выбор схемы присоединения потребителей ГВС микрорайона
1.6 Расчёт тепловой изоляции трубопроводов
1.7 Построение температурного графика
1.8 Выбор теплообменников на нужды ГВС
1.8.1 Тепловой расчёт
1.8.2 Гидравлический расчёт
2.Электроснабжение жилого микрорайона
2.1 Описание схемы электроснабжения жилого микрорайона
2.2 Определение расчетных нагрузок жилого массива
2.3 Определение центра электрических нагрузок
2.4.Выбор числа, сечения и марки кабельных линий
2.5Технико–экономические расчёты
2.6 Выбор числа и мощности трансформаторов
2.7 Компенсация реактивной мощности
2.8 Защита элементов системы электроснабжения на напряжение до 1 кВ
3.Охрана труда и техника безопасности
3.1 Общие требования
3.2 Присоединение электроустановок к энергосистеме
3.3 Передача электроустановок в эксплуатацию
3.4 Заземление и защитные меры электробезопасности
3.5 Указание мер безопасности при работе с котлоагрегатом
3.6 Инструкция по безопасной и эффективной эксплуатации котлов на газовом топливе
4. Гражданская оборона и мероприятия при ЧС
4.1 Действия населения в зоне радиоактивного заражения
4.2 Действие населения в зоне химического заражения
4.3 Действия населения в очаге бактериологического поражения
Заключение
Список используемых источников
Введение
«Нарьян–Марское строительное монтажное управление» создано 20 марта 1967 года приказом №60 «Главархстрой» для промышленного и гражданского строительства в районе крайнего севера. С 1 января 1993 года преобразовано в «Открытое акционерное общество Нарьян-Марстрой». Но, не смотря на все трудности, оно по-прежнему выполняет поставленные задачи. ОАО «Нарьян-Марстрой» одно из важнейших предприятий города Нарьян-Мара, оно единственное предприятие занимающееся строительством, которое имеет в своём руководстве только жителей г. Нарьян-Мара. На предприятии занято более 500 человек, что составляет 1,25% от числа жителей города.
ОАО «Нарьян-Марстрой» подчиняется непосредственно Генеральному директору Савальскому Александру Сергеевичу
В своей работе предприятие руководствуется Трудовым кодексом РФ,СНиПами, и другими не маловажными документами.
Производственные мощности предприятия представлены автомобильной техникой общестроительного назначения, цехами позволяющие производить строительные материалы для нулевого цикла застройки, котельной. Котельная помимо отопления базы ОАО «Нарьян-Марстрой», отапливает жилой микрорайон. Ремонт теплосетей отопления, ГВС и внутридомовой разводки производит ЖЭУ, подразделение ОАО «Нарьян-Марстрой».
Строительная компания в целом выполняет такие наиважнейшие функции как:
- строительство объектов социального значения
- строительство жилых объектов
- обслуживание и ремонт объектов жилого микрорайона
- отопление жилого микрорайона
1 Теплоснабжение ОАО «НАРЬЯН-МАРСТРОЙ»
1.1 Краткая техническая характеристика оборудования
1.1.1 Техническая характеристика котлов
В котельной ОАО «Нарьян-Марстрой» установлены 3 водогрейных котла типа «КВ-4-115ГМ», предназначенных для теплоснабжения жилых, общественных и промышленных зданий с абсолютным давлением воды в системе не выше 1,0 МПа (10 кгс/см2
) и максимальной температурой нагрева воды 115 о
С.
Все котлы на газовом топливе низкого давления (300 – 350 кгс/м2
), поступаемого от ГРП, расположенного вне помещения котельной. Низшая теплота сгорания газа 7871 ккал/м3
.
Таблица 2. Технические характеристики котла
Номинальная тепловая производительность, МВт
4,65
Вид топлива
Газ
Рабочее давление воды, МПа
0,6
Температурный режим, єС
70 – 95
Гидравлическое сопротивление, МПа
0,13
Диапозон регулирования теплопроизводительности по отношению к номинальной, %
40….100
Масса металла котла, кг
8100
Длина, мм (без горелочного устройства)
4800
Ширина, мм
3150
Высота, мм (без арматуры)
3665
Расход воды, т/ч
160
Расход топлива (газ), м3
/ч
497,2
Расход воздуха, м3
/с (м3
/ч)
1,4 (5020)
Средняя наработка на отказ, ч, не менее
5000
Средний срок службы до списания, лет
10
КПД котла, % не менее, газ
93,3
Удельный выброс оксида азота, мг/м3
230
Температура наружной (изолированной) поверхности нагрева котла, єС
45
Температура уходящих газов, єС
150
Расчетное аэродинамическое сопротивление, Па
59,3
Лучевоспринимающая поверхность нагрева, м2
33,4
Конвективная поверхность нагрева, м2
113
1.1.2 Устройство и работа котлоагрегата
Состав и устройство:
Котлы выполнены в газоплотном исполнении, имеют горизонтальную компоновку, состоят из топочной камеры и конвективного газохода.Топочная камера, имеющая горизонтальную компоновку, экранирована трубами Ш60х3 с шагом 90мм, входящими в коллекторы Ш159х4,5 мм. Конвективная поверхность нагрева состоит из U-образных ширм из труб Ш28х3 с шагом S1=64мм и S2=40 мм. Боковые стены конвективного газохода закрыты трубами Ш83х3,5 мм и являются одновременно стояками конвективных ширм.
Котлы могут быть оборудованы любыми зарубежными и отечественными газовыми горелками соответствующей производительности, имеющими соответствующие технические характеристики и сертификат соответствия Госстандарта РФ.
Несущий каркас у котлов отсутствует. Котлы имеют опоры, приваренные к нижним коллекторам. Изолируются теплоизоляционным материалом и поставляются в обшивке из металлического листа одним транспортабельным блоком . Котлы полностью автоматизированы, могут работать в режимах "большого" и "малого" горения, что позволяет экономить топливо. Рекомендуемый вентилятор для котла «КВ – 4– 115ГМ»
ВЦ 5 – 35 – 8В1 с мощностью 11кВт и частотой вращения 1450 об/мин., дымосос для данного котла не требуется. В комплект поставки котла входят горелки, взрывные клапана, лестницы и площадки, арматура и приборы контроля в пределах котла, воздуховоды, заготовки каркаса и др. Горелка устанавливается на воздушном коробе котла, который крепится на фронтовом экране к щиту. Котлы, работающие на мазуте, оборудуются устройством газоимпульсной очистки (ГИО) для удаления наружных отложений с труб конвективной поверхности нагрева. Газоимпульсная очистка основана на сжигании газовоздушной смеси в высокотурбулентном (взрывном) режиме с определенной частотой.
Принцип работы:
Обратная вода из системы поступает на входной коллектор в задней части котлоагрегата, и, разделяясь на два потока проходит по чугунным пакетам, выходит в перепускной коллектор и из него поступает в нижнюю часть передней водяной топочной камеры.
Из передней водяной топочной камеры по двум боковым стенкам параллельными потоками вода направляется в заднюю водяную камеру. Далее по своду топочной камеры воды проходит в верхнюю часть передней водяной камеры и через выходной патрубок поступает в систему, отопления.
Продукты сгорания, обогнув разделяющую пакеты и топку чугунную плиту, поступают из топочной камеры в пространство между чугунными пакетами и направляются к фронту котлоагрегата, где в поворотной камере разворачиваются на 180 о
и двумя потоками входят в газоходы секций чугунных пакетов. Далее продукты сгорания через клапан газохода направляются в сборный боров котельной.
1.1.3 Устройство и работа автоматики
Для управления работой котлоагрегата «КВ-4-115ГМ» применена система автоматики АМКО—1, входящая в комплект газогорелочного блока Л1-Н.
Система автоматики предназначена для эксплуатации в котельной с температурой окружающего воздуха от +5 о
С до +50 о
С при его относительной влажности до 80 %.
Комплект автоматики АМКО—1 состоит из: блока управления розжига и сигнализации БУРС—1, отсекающих газовых клапанов КГ—40 и КГ—70, работающих параллельно на линии подачи газа к горелке и клапана КГ—10, устанавливаемого на газовой линии запальника; электрогазового запальника ЭЗ; катушки зажигания Б—1; контрольного электрода КЭ для контроля пламени горелки; датчика нижнего и верхнего пределов давления воды на выходе из котлоагрегата — электромагнитного манометра — ЭКМ-1У;
датчика предельной температуры горячей воды в котлоагрегате — термометра электроконтактного ТПГ-СК; электромагнитного ТПГ-СК; электромагнитного исполнительного механизма, устанавливаемого на приводе воздушной заслонки горелки, а также двух датчиков — реле на пора и тяги ДНТ-100 для защиты по понижению разрежения и давления газа.
Кроме того, дополнительно к комплекту автоматики АМКО-К-1 используются приборы: электромагнит — для привода заслонки клапана газохода котлоагрегата; два реле напора ДН-250 — для защиты по понижению давления воздуха и повышению давления газа; пакетный выключатель — для подачи питания на котлоагрегат; магнитный пускатель — для включения вентилятора газогорелочного блока; предохранителя с плавкими вставками для защиты электродвигателя вентилятора от короткого замыкания; реле промежуточное для исключения повторного розжига запальника и усиления контактов.
В связи с тем, что основное количество приборов автоматики АМКО-К-1 и дополнительных приборов используется в газогорелочном блоке Л1-Н, все приборы, включая и те, которые устанавливаются на котлоагрегате, включены в комплект поставки блока Л1-Н.
В комплект поставки газогорелочного блока входят также электрические схемы принципиальная, соединений, функциональная и расположений, описание работы принципиальной схемы с учётом совместной работы блока Л1-Н и котлоагрегата.
Система автоматики обеспечивает автоматический розжиг газогорелочного блока Л1-Н, позиционное регулирование мощности и защиту котлоагрегата при следующих аварийных ситуациях:
1) Повышение температуры воды на выходе из котлоагрегата установленной на термометре ТПГ-СК в соответствии с отопительным графиком;
2) уменьшении разрежения в топке ниже 5...15 Па (0,5—1,5 кгс/м2
);
3) понижении давления воздуха перед газогорелочным блоком ниже 800 Па (80 кгс/м2
);
4) понижении давления воды на выходе из котлоагрегата ниже установленного на манометре ЭКМ-1У;
5) понижении давления газа перед газогорелочным блоком ниже 200 Па (20 кгс/см2
);
6) повышении давления воды выше установленного на манометре ЭКМ-1У;
7) погасании пламени газогорелочного блока;
8) исчезновении в целях автоматики.
Повторного автоматического запуска котлоагрегата при исчезновении аварийной ситуации не происходит. Повторный пуск, после выяснения причины аварии, производится обслуживающим персоналом.
В системе автоматики предусмотрена световая сигнализация, элементы которой сосредоточены на лицевой панели блока управления, розжига и сигнализации — БУРС-1. При нормальной работе котлоагрегата горят сигнальные лампочки «Напряжение» и «Нормальная работа».
При отключении котлоагрегата, вследствие возникновения аварийной ситуации, гаснет лампочка сигнализации нормальной работы и зажигается соответствующее табло, указывающее причину отключения.
Табло остается включенным, даже если параметр, отклонение от нормы которого послужило причиной аварии, достигает заданной величины. Кроме того на панели БУРС-1 загорается табло «Факела нет».
Регулирование мощности осуществляется общекотельным регулятором ПРП (позиционным регулирующим прибором).
Принцип регулирования, принятый в системе — трехпозиционный.
Регулятор ПРП рассчитан на работу с четырьмя котлоагрегатами, но может быть использован и в котельной с меньшим числом котлов. При этом порядок регулирования в котельной при снижении нагрузки следующий:
1) отключается 60 % топлива на первом котлоагрегате;
2) отключается 60 % топлива на втором котлоагрегате;
3) отключается 100 % топлива на первом котлоагрегате;
4) отключается 100 % топлива на втором котлоагрегате;
5) отключается 60 % топлива на третьем котлоагрегате;
6) отключается 100 % топлива на третьем котлоагрегате.
При увеличении нагрузки котельной любой котлоагрегат автоматически включается на полную мощность, если перед этим он работал на сниженной нагрузке.
Если тот или иной котлоагрегат в процессе регулирования общекотельного параметра был отключен, то автоматического его включения не происходит. Включать котлоагрегат в этом случае должен обслуживающий персонал.
1.2 Расчёт теплопотерь отапливаемых помещений
Основное назначение любой системы теплоснабжения состоит в обеспечении потребителей необходимым количеством теплоты требуемых параметров.
В системе централизованного теплоснабжения источник теплоты и теплоприёмники потребителей размещены раздельно, на значительном расстоянии, поэтому передача теплоты от источника до потребителей производится по тепловым сетям.
Тепловой режим в зависимости от назначения помещений может быть как постоянным, так и переменным.
Постоянный тепловой режим должен поддерживаться круглосуточно в течение всего отопительного периода в зданиях: жилых, производственных с непрерывным режимом работы, детских и лечебных учреждений, гостиниц и т.п. Для решения вопроса о необходимости устройства и мощности системы отопления сопоставляют величины теплопотерь (расхода теплоты) и теплопоступления в расчётном режиме (при максимальном дефиците теплоты).
Потери теплоты помещениями через ограждающие конструкции, учитываемые при проектировании систем отопления, разделяются условно на основные и добавочные. Их можно определить двумя способами: суммированием потерь теплоты через отдельные ограждающие конструкции и расчётом теплопотерь ограждающей конструкции всего здания в целом (по объёму).
Основные потери рассчитываются по формуле:
(1.1)
Потери теплоты через ограждающие конструкции котельной
Вт
где: q– удельная отопительная характеристика здания
β= 0.93 – коэффициент, учитывающий отличие температуры окружающего воздуха от температуры равной -300
С.
tв
– расчётная температура внутреннего воздуха, принимаемая согласно ГОСТ 12.1.005-88 и нормам проектирования соответствующих зданий.
tнар
– расчётная зимняя температура наружного воздуха, принимаемая в соответствии со СНиП 2.01.01-82
V– расчётный объём здания
Все расчёты сведены в таблицу 2.
Таблица 2. Теплопотери объектов теплосетей
№
Объект
β
V, мі
q, т/(мі∙К)
tвн, єС
tнарС
Q, Вт
1
Котельная ОАО "Нарьян-Марстрой"
0,93
1728
0,12
16
-37
9345
2
Столярные мастерские
0,93
1727
0,81
16
-37
65380
3
АБК №1
0,93
3888
0,50
20
-37
97650
4
Гараж №1
0,93
7744
0,58
10
-37
184277
5
Аккумуляторная
0,93
1996
0,81
16
-37
75563
6
ЗАО "Север ТЭК"
0,93
298
0,43
20
-37
6440
7
Ремонтный бокс
0,93
5726
0,58
16
-37
154837
8
Склад №2
0,93
612
0,81
16
-37
23169
9
Арматурно-бетонный цех
0,93
52506
0,65
16
-37
1244922
10
АБК №2
0,93
6520
0,44
18
-37
139354
11
Сторожка №2
0,93
53
0,70
16
-37
1720
12
АЗС
0,93
75
1,22
16
-37
4259
13
Сторожка №1
0,93
53
0,70
16
-37
1720
14
Склад №1
0,93
700
0,44
16
-37
14386
15
Гараж №2
0,93
790
0,81
10
-37
26319
16
ул. Рыбникова д. 55а
0,93
2073
0,62
20
-37
64173
№ п/п
Объект
β
V, мі
q, Вт/(мі∙К)
tвн, єС
tнар, єС
Q, Вт
17
ул. Ленина д 56а
0,93
1835
0,63
20
-37
57877
18
ул. Ленина д 54а
0,93
1920
0,62
20
-37
59437
19
ул. Ленина д 52а
0,93
1944
0,62
20
-37
60180
20
ул. Ленина д 50а
0,93
1144
0,72
20
-37
41428
21
МДС №3 "Ромашка" корп. 1
0,93
1314
0,44
20
-37
29165
22
МДС №3 "Ромашка" корп. 2
0,93
1314
0,44
20
-37
29165
23
ул. Меньшикова д. 8
0,93
1951
0,62
20
-37
60396
24
ул. Меньшикова д. 6а
0,93
1877
0,70
20
-37
65780
25
ул. Ленина д. 52б
0,93
1904
0,62
20
-34
58941
26
ул. Меньшикова д. 8б
0,93
1951
0,62
20
-37
60396
27
ул. Меньшикова д. 10б
0,93
1410
0,67
20
-37
47767
28
Промежуточная перекачивающая станция
0,93
53
1,22
10
-37
2649
29
КНС
0,93
189
1,22
16
-37
10733
30
ул. Меньшикова д. 11
0,93
12333
0,44
20
-37
273734
31
ул. Меньшикова д. 11а
0,93
1832
0,62
20
-37
56712
32
ул. Меньшикова д. 13
0,93
11557
0,44
20
-37
256511
33
ул. Меньшикова д. 15
0,93
12596
0,44
20
-37
279572
34
ул. Меньшикова д. 15а
0,93
1832
0,62
20
-37
56712
35
ул. Меньшикова д. 20
0,93
8708
0,48
20
-37
208535
36
Спорткомплекс ОАО "Нарьян-Марстрой"
0,93
5243
0,64
20
-37
168430
37
Тепловой пункт №1
0,93
80
1,22
10
-37
3998
38
ул. Меньшикова д. 14
0,93
3656
0,56
20
-37
102500
39
ул. Меньшикова д. 12
0,93
3169
0,58
20
-37
92549
40
ул. Меньшикова д. 12а
0,93
3218
0,58
20
-37
93980
41
ул. Меньшикова д. 10а
0,93
11220
0,43
20
-37
242478
42
Тепловой пункт №2
0,93
1250
1,22
10
-37
62465
43
ул. 60лет СССР д. 1
0,93
4512
0,54
20
-37
121228
44
ул. 60лет СССР д. 3
0,93
4469
0,54
20
-37
120073
45
ул. 60лет СССР д. 5
0,93
2815
0,58
20
-37
82210
46
МДС №48 "Сказка"
0,93
6298
0,44
20
-37
134594
47
ул. 60лет СССР д. 9
0,93
15567
0,47
20
-37
363699
48
Магазин МУП "Нарьян-Марский хлебзавод"
0,93
156
0,44
20
-37
3462
49
ул. Ленина д 48
0,93
2462
0,62
20
-37
76215
50
ул. Ленина д 46
0,93
7000
0,52
20
-37
193829
51
ул. Ленина д 44
0,93
2164
0,64
20
-37
66405
52
База МУП "Нарьян-Марское А"
0,93
3669
0,58
16
-37
99214
1.3 Гидравлическийрасчёттепловойсети
Гидравлический расчёт является одним из важнейших разделов проектирования и эксплуатации тепловой сети.
В задачу гидравлического расчета входит определение диаметров трубопроводов и падение давления (напора). Для проведения гидравлического расчёта должны быть заданы схема и профиль тепловой сети, указаны размещение станции и потребителей и расчётные нагрузки. Схема тепловой сети определяется размещением источников теплоты по отношению к району теплового потребления, характером тепловой нагрузки потребителей и видом теплоносителя. Основные принципы, которыми следует руководствоваться при выборе схемы тепловой сети, - это надёжность и экономичность. При выборе конфигурации тепловых сетей следует стремиться к получению наиболее простых решений и наименьшей длины теплопроводов. Необходимо иметь в виду, что дублирование сетей приводит к значительному возрастанию их стоимости и расхода материалов и в первую очередь стальных трубопроводов.
На первом этапе гидравлического расчёта сети, при одинаковом падении давления между станцией и любым потребителем, необходимо выбрать линию, соединяющую станцию с наиболее удалённым потребителем. Она будет являться расчётной магистралью.
Расчет состоит из двух этапов: предварительного и поверочного.
Расчёт начинается с наиболее удалённого от источника теплоты участка.
Расход сетевой воды в магистралях и отводах:
(1.2)
где: Q– расчетная тепловая нагрузка, кВт;
c= 4187 Дж/кг°С – теплоемкость воды;
τ1
– температура воды в подающем трубопроводе, τ1
=95°С;
τ2
– температура сетевой воды в обратном трубопроводе, τ2
=70°С;
Для расчёта диаметра необходимо знать расход сетевой воды на участке G, и удельное линейное падение давления Rл
. Для расчета магистрали принимаем Rл
=80 Па/м. При расчете ответвлений следует учитывать, что
Па/м. Расчет ведем по равенству потерь давления в ответвлениях и соответствующих участках магистрального трубопровода.
Предварительный расчёт диаметров производится по формуле 5.16[1]
; (1.3)
где:
- постоянный коэффициент, зависящий от абсолютной шероховатости, при kэ
=0,0005 м, по табл.5.1[1]
В проверочном расчете предварительно рассчитанный диаметр округляется до ближайшего стандартного. По принятому стандартному диаметру определяем удельное линейное падение давления. Рассчитываем долю местных потерь, а затем полное падение давления на расчетном участке
(1.4)где:
- постоянный коэффициент, зависящий от абсолютной шероховатости, по табл.5.1[1]
dст
– стандартный диаметр трубопровода.
Падение давления на расчётном участке в подающей или обратной магистрали определяется по формуле:
(1.5)
где: ΔР – падение давления на участке трубопровода, Па;
l– длина участка трубопровода, м.
– коэффициент местных сопротивлений
Для построения пьезометрического графика находим потери напора:
(1.6)
где: ρ =970,18 – плотность воды, кг/м3
при tср
=82,5єС;
Величина Σ∆Н показывает суммарные потери от источника до данного участка.
Результаты расчета приведены в таблице 3.
Таблица 3.Гидравлический расчёт
№ участка
Q ,кВт
G, кг/с
dвн, m
d`в, mm
d`о, mm
d`н, mm
Rл` Па/м
L, m
Σξ
ΔP,кПа
ΔН, м
ΣΔH, м
Магистральный трубопровод жилого микрорайона
1
99,21
0,95
0,050
51
50
57
74,63
249
0,034
19,215
2,019
10,154
2
372,72
3,56
0,082
82
80
89
87,04
30
0,066
2,784
0,292
8,135
3
439,13
4,20
0,088
82
80
89
120,82
51
0,072
6,604
0,694
7,843
4
806,90
7,71
0,111
125
125
133
44,60
151
0,097
7,389
0,776
7,149
5
1150,70
10,99
0,127
125
125
133
90,71
19
0,116
1,923
0,202
6,373
6
1527,77
14,60
0,141
150
150
159
61,39
16
0,134
1,114
0,117
6,170
7
1609,98
15,38
0,144
150
150
159
68,18
73
0,137
5,660
0,595
6,053
8
1720,27
16,43
0,147
150
150
159
77,84
42
0,142
3,733
0,392
5,459
9
1906,80
18,22
0,153
150
150
159
95,64
65
0,149
7,145
0,751
5,066
10
3397,12
32,45
0,191
207
200
219
55,96
225
0,199
15,101
1,587
4,316
11
3654,62
34,91
0,196
207
200
219
64,76
239
0,207
18,680
1,963
2,729
12
4076,12
38,94
0,205
207
200
219
80,56
65
0,218
6,380
0,670
0,766
13
4141,51
39,57
0,206
207
200
219
83,17
9
0,220
0,913
0,096
0,096
Ответвление А
14
47,77
0,46
0,038
40
40
45
61,93
66
0,024
4,184
0,440
5,669
15
106,10
1,01
0,051
51
50
57
85,34
7
0,035
0,618
0,065
5,229
16
147,52
1,41
0,058
51
50
57
165,00
80
0,042
13,748
1,445
5,164
№ участка
Q ,кВт
G, кг/с
dвн, m
d`в, mm
d`о, mm
d`н, mm
Rл` Па/м
L, m
Σξ
ΔP,кПа
ΔН, м
ΣΔH, м
17
210,73
2,01
0,066
70
70
76
63,85
54
0,050
3,619
0,380
3,719
18
273,77
2,62
0,073
70
70
76
107,77
54
0,057
6,149
0,646
3,339
19
335,25
3,20
0,079
82
80
89
70,42
59
0,063
4,415
0,464
2,693
20
403,03
3,85
0,085
82
80
89
101,78
128
0,069
13,922
1,463
2,229
Ответвление Б
21
208,65
1,99
0,066
70
70
76
62,60
153
0,049
10,051
1,056
7,879
22
488,22
4,66
0,091
100
100
108
52,69
63
0,076
3,570
0,375
6,823
23
744,73
7,11
0,107
100
100
108
122,60
40
0,093
5,362
0,563
6,448
24
1479,58
14,13
0,139
125
125
133
149,97
88
0,132
14,933
1,569
5,885
Ответвление В
25
64,00
0,61
0,042
40
40
45
111,19
45
0,027
5,140
0,540
4,771
26
126,55
1,21
0,055
51
50
57
121,41
47
0,038
5,926
0,623
4,231
27
195,82
1,87
0,065
70
70
76
55,14
74
0,048
4,275
0,449
3,608
28
259,70
2,48
0,072
70
70
76
96,98
40
0,055
4,093
0,430
3,159
Ответвление В1
29
56,71
0,54
0,040
40
40
45
87,30
40
0,026
3,582
0,376
6,753
30
225,14
2,15
0,068
70
70
76
72,89
6
0,051
0,460
0,048
6,376
№ участка
Q ,кВт
G, кг/с
dвн, m
d`в, mm
d`о, mm
d`н, mm
Rл` Па/м
L, m
Σξ
ΔP,кПа
ΔН, м
ΣΔH, м
31
281,86
2,69
0,074
70
70
76
114,23
16
0,057
1,933
0,203
6,328
32
555,59
5,31
0,096
100
100
108
68,23
31
0,081
2,286
0,240
6,125
Ответвление Г
33
92,55
0,88
0,049
51
50
57
64,94
54
0,033
3,622
0,381
5,678
34
186,53
1,78
0,063
70
70
76
50,03
42
0,047
2,199
0,231
5,298
Ответвление Д
35
102,50
0,98
0,050
51
50
57
79,65
47
0,035
3,873
0,407
7,399
36
223,73
2,14
0,068
70
70
76
71,97
53
0,051
4,010
0,421
6,992
37
343,80
3,28
0,080
82
80
89
74,06
24
0,063
1,890
0,199
6,571
Ответвление Е
38
29,16
0,28
0,031
40
40
45
23,09
17
0,018
0,400
0,042
5,560
39
58,33
0,56
0,041
40
40
45
92,35
29
0,026
2,748
0,289
5,518
Магистральный трубопровод базы ОАО "Нарьян-Марстрой"
40
4,27
0,04
0,015
14
15
18
122,71
112
0,007
13,841
1,454
3,891
41
1249,24
11,93
0,131
125
125
133
106,91
78
0,121
9,347
0,982
2,436
42
1671,48
15,97
0,146
150
150
159
73,49
8
0,140
0,670
0,070
1,266
43
1694,66
16,19
0,147
150
150
159
75,54
28
0,141
2,413
0,254
1,196
44
1835,97
17,54
0,151
150
150
159
88,66
61
0,147
6,201
0,652
0,942
№ участка
Q ,кВт
G, кг/с
dвн, m
d`в, mm
d`о, mm
d`н, mm
Rл` Па/м
L, m
Σξ
ΔP,кПа
ΔН, м
ΣΔH, м
45
1837,70
17,56
0,151
150
150
159
88,83
11
0,147
1,120
0,118
0,290
46
1968,65
18,81
0,155
150
150
159
101,94
14
0,152
1,644
0,173
0,173
Ответвление Ж
47
75,58
0,72
0,045
40
40
45
155,05
62
0,030
9,899
1,040
2,914
48
82,72
0,79
0,047
70
70
76
9,84
23
0,031
0,233
0,025
1,874
49
237,60
2,27
0,069
70
70
76
81,17
44
0,053
3,760
0,395
1,849
50
422,24
4,03
0,086
82
80
89
111,71
15
0,070
1,793
0,188
1,454
Ответвление З
51
1,73
0,02
0,011
14
15
18
20,21
26
0,005
0,528
0,055
1,731
52
141,31
1,35
0,057
51
50
57
151,38
29
0,041
4,569
0,480
1,676
Ответвление И
53
104,26
1,00
0,051
51
50
57
82,42
32
0,035
2,730
0,287
1,950
54
130,95
1,25
0,055
51
50
57
130,00
105
0,039
14,184
1,490
1,663
Отдельные участки
55
29,16
0,28
0,031
40
40
45
23,09
23
0,018
0,541
0,057
5,574
56
45,50
0,43
0,037
40
40
45
56,19
2
0,023
0,115
0,012
5,176
57
63,20
0,60
0,042
40
40
45
108,43
3
0,027
0,334
0,035
3,755
58
63,04
0,60
0,042
40
40
45
107,88
3
0,027
0,332
0,035
3,374
59
61,48
0,59
0,042
40
40
45
102,61
3
0,027
0,316
0,033
2,726
60
67,78
0,65
0,043
40
40
45
124,70
22
0,028
2,821
0,296
2,526
61
62,55
0,60
0,042
40
40
45
106,19
5
0,027
0,545
0,057
4,288
62
14,40
0,14
0,024
27
25
32
44,32
20
0,013
0,898
0,094
0,861
63
65,39
0,62
0,043
40
40
45
116,08
3
0,028
0,358
0,038
0,134
64
1,73
0,02
0,011
14
15
18
20,21
3
0,005
0,061
0,006
0,297
65
1244,97
11,89
0,130
125
125
133
106,18
5
0,121
0,595
0,063
2,499
66
139,57
1,33
0,057
51
50
57
147,69
3
0,040
0,461
0,048
1,724
67
23,18
0,22
0,029
33
32
38
40,05
3
0,016
0,122
0,013
1,208
68
154,84
1,48
0,059
51
50
57
181,76
5
0,043
0,947
0,100
1,949
69
7,14
0,07
0,018
21
20
25
40,74
5
0,009
0,206
0,022
1,896
70
184,64
1,76
0,063
70
70
76
49,02
5
0,046
0,256
0,027
1,481
71
26,68
0,25
0,030
33
32
38
53,06
3
0,018
0,162
0,017
1,680
72
70,66
0,68
0,044
40
40
45
135,54
3
0,029
0,418
0,044
3,652
73
63,89
0,61
0,042
40
40
45
110,78
3
0,027
0,341
0,036
3,195
74
242,48
2,32
0,070
70
70
76
84,54
124
0,053
11,042
1,160
7,331
75
92,55
0,88
0,049
51
50
57
64,94
3
0,033
0,201
0,021
5,319
76
10,75
0,10
0,021
21
20
25
92,35
26
0,011
2,428
0,255
4,571
77
279,57
2,67
0,074
70
70
76
112,39
54
0,057
6,416
0,674
6,799
78
56,71
0,54
0,040
40
40
45
87,30
17
0,026
1,522
0,160
6,488
79
66,40
0,63
0,043
40
40
45
119,69
15
0,028
1,845
0,194
8,037
80
193,83
1,85
0,064
70
70
76
54,02
17
0,048
0,962
0,101
8,236
81
3,46
0,03
0,014
14
15
18
80,55
10
0,006
0,811
0,085
8,220
82
364,40
3,48
0,082
82
80
89
83,20
4
0,065
0,355
0,037
7,186
83
76,22
0,73
0,045
40
40
45
157,67
98
0,030
15,913
1,672
9,807
84
134,59
1,29
0,056
51
50
57
137,34
62
0,040
8,853
0,930
7,101
85
120,07
1,15
0,054
51
50
57
109,30
3
0,037
0,340
0,036
6,607
86
82,21
0,79
0,046
51
50
57
51,24
25
0,031
1,321
0,139
6,192
87
121,23
1,16
0,054
51
50
57
111,42
3
0,038
0,347
0,036
7,029
88
110,29
1,05
0,052
51
50
57
92,22
3
0,036
0,287
0,030
5,489
89
256,51
2,45
0,072
70
70
76
94,61
3
0,055
0,299
0,031
6,480
90
279,57
2,67
0,074
70
70
76
112,39
30
0,057
3,564
0,375
7,198
91
179,26
1,71
0,062
70
70
76
46,20
2
0,046
0,097
0,010
5,895
92
168,43
1,61
0,061
70
70
76
40,79
17
0,044
0,724
0,076
6,452
Рис. 1 Схема тепловой сети котельной ОАО «Нарьян-Марстрой»
1.4 Подбор центробежного насоса
С точки зрения создания циркуляции воды в замкнутом контуре, местоположение насоса безразлично. Однако циркуляционный насос рекомендуется включать в общую обратную магистраль системы отопления, что увеличивает срок службы насоса. В системе водяного отопления, как правило, устанавливается два циркуляционных насоса, включаемых поочерёдно. Таким образом, один насос всегда является резервным. Оба насоса снабжаются обводной линией с задвижкой для регулирования их работы и в случае выключения электроэнергии – для поддержания в системе естественной циркуляции воды.
Для подбора циркуляционного насоса необходимо знать требуемую его подачу и расчётное давление. Требуемая подача насоса
, м3
/ч, определяется тепловой нагрузкой обслуживаемой системы отопления
, Вт
Формула производительности центробежного насоса:
м3
/ч (1.7)
м3
/ч
где:
– расчетная тепловая нагрузка всего предприятия, Вт
Δt= 25 °С – разность охлажденной и горячей воды,
= 970,18 – плотность воды, кг/м3
при tср
=82,5єС
Ср
= 4,19 кДж/(кг
К) – удельная теплоёмкость воды
3,6 – коэффициент перевода Вт в кДж/ч.
Проектная подача рабочих сетевых насосов, устанавливаемых на станции, должна соответствовать максимальному расходу воды в сети.
По Таблице V.14[1] выбираем 4 центробежных насоса «К 100-65-250 а (К)». Для удовлетворения нагрузки горячего водоснабжения в летний период целесообразно при закрытых системах теплоснабжения устанавливать на станции специальный насосный агрегат малой мощности.
После проведения всех расчётов приступаем к построению пьезометрического графика, на котором в определённом масштабе нанесены рельеф местности, высота присоединённых зданий, напор в сети; по нему легко определить напор (давление) и располагаемый напор (перепад давлений) в любой точке сети.
Рис. 2. Пьезометрический график магистрали жилого микрорайона с ответвлениями
Рис. 3 Пьезометрический график магистрали базы ОАО «Нарьян-Марстрой» с ответвлениями
1.5 Выбор схемы присоединения потребителей ГВС микрорайона.
В закрытых системах теплоснабжения установки горячего водоснабжения присоединяют к тепловой сети только через водо-водяные подогреватели, т.е. по независимой схеме. Преимуществом такого присоединения является то, что давление в местной системе горячего водоснабжения не зависит от давления в тепловой сети, а явным недостатком то, что оборудование абонентского ввода при зависимой схеме присоединения проще и дешевле.
Кроме того, при независимой схеме снижаются утечки сетевой воды и легче обнаружить возникающие в процессе эксплуатации повреждения в системе теплоснабжения.
Для современных жилых домов, характерно сочетание двух видов нагрузки – отопления и горячего водоснабжения. Принимаем к установке схему с зависимым присоединением отопительных приборов и с независимым (параллельным) присоединением абонентских установок ГВС.
На рис. № 2 показано параллельное присоединение на одном абонентском вводе горячего водоснабжения и отопительной установки. При такой схеме расход сетевой воды определяется арифметической суммой расходов воды на отопление и горячее водоснабжение.
Расход сетевой воды на отопление поддерживается постоянно на расчетном уровне регулятором расхода (1). Расход сетевой воды на горячее водоснабжение является резкопеременной величиной. Регулятор температуры (2) изменяет этот расход в зависимости от нагрузки ГВС.
Расчетный расход сетевой воды на горячее водоснабжение определяется по максимальному значению этой нагрузки и при минимальной температуре воды в подающем трубопроводе теплосети, поэтому суммарный расход сетевой воды получается несколько завышенным. Однако в нашем случае это наиболее удобный случай подключения абонентов ГВС с устройством индивидуального теплового пункта в подвальном помещении каждого дома.
1.6 Расчёт тепловой изоляции трубопроводов
Изоляция трубопровода предназначена для защиты наружной поверхности стального трубопровода от коррозии и теплопровода в целом от тепловых потерь. В зависимости от используемых материалов изоляционная конструкция теплопровода может выполняться как в виде одного элемента, так и в виде нескольких последовательно соединённых элементов, например нескольких наложенных друг на друга слоёв изоляции, каждый из которых выполняет отдельную задачу (антикоррозионную защиту, тепловую защиту, защиту изоляции от влаги).
Высокое теплосопротивление изоляционной конструкции, что практически означает низкий коэффициент теплопроводности изоляционного слоя, необходимо для снижения тепловых потерь теплопровода. Наиболее распространёнными теплопроводами являются подземные теплопроводы, которые можно разделить на две группы: канальные и бесканальные.
В канальных теплопроводах изоляционная конструкция и сам трубопровод разгружены от внешних нагрузок и воздействия грунта стенками канала, что обуславливает их широкое применение. Каналы для теплопроводов сооружаются из сборных железобетонных элементов, заранее изготовленных на заводах. Эти элементы укладываются в заранее подготовленные в грунте траншеи.
В общей изоляционной конструкции теплопровода важное место занимает тепловая изоляция. От качества изоляционной конструкции теплопровода зависят не только тепловые потери, но и его долговечность. При соответствующих качествах материала тепловая изоляция может выполнять роль антикоррозийной защиты наружной поверхности трубы. Так, основными требованиями для теплоизоляционных материалов являются низкий коэффициент теплопроводности и высокая температуроустойчивость. Такие материалы обычно характеризуются большим содержанием воздушных пор и малой объёмной плотностью.
Выбор теплоизоляционного материала и его размеров зависит от типа теплопровода и располагаемых исходных материалов и производится на основе технико-экономических расчётов.
Толщина изоляционного слоя определяется по формуле:
(1.8)где: dтр
– наружный диаметр трубопровода
(1.9)
(1.10)
где:
– для канальной прокладки
– для надземной прокладки
– коэффициент теплопроводности ППУ
rw
– термическое сопротивление трубы, если трубы металлические, rw
=0
rtot
– сопротивление теплопередачи на 1м длины изоляции при нормируемой плотности теплового потока
(1.11)
где: tw
– температура теплоносителя
tl
= 4,5 – температура окружающей среды(среднегодовая температура грунта)
tl
= 1,5 – температура окружающей среды(среднегодовая температура воздуха)
k1
= 0,85 – коэффициент, учитывающий район строительства, для непроходных каналов
k1
= 0,9 – для надземной прокладки каналов
rгр
– термическое сопротивление грунта, для канальной прокладки
(1.12)где: h= 0,705м – высота канала
b= 1,32м – ширина канала
=1 Вт/м о
С – коэффициент теплопроводности грунта
Н =1,8м – глубина залегания оси трубопровода
- термическое сопротивление воздуха в канале
где:
(1.13)
Расчёты сведены в таблицу 4.
На основании технических расчётов определяют предельную минимальную толщину тепловой изоляции. Вопрос о целесообразности увеличения толщины и повышения эффективности тепловой изоляции решается дополнительными технико-экономическими расчётами
Таблица 4 Расчёт тепловой изоляции
№ участка
dвн, мм
dн, мм
d0
, мм
Способ прокладки
подающая линия
обратная линия
ql
rtot
, (м∙о
С)/Вт
В
δ, мм
ql
rtot
, (м∙о
С)/Вт
В
δ, мм
Магистральный трубопровод жилого микрорайона
1
51
57
50
в непроходном канале
17
4,53
2,36
38,66
12
4,79
2,49
42,53
2
82
89
80
в непроходном канале
21
3,67
1,97
43,22
14
4,10
2,17
52,00
3
82
89
80
в непроходном канале
21
3,67
1,97
43,22
14
4,10
2,17
52,00
4
125
133
125
в непроходном канале
26
2,96
1,70
46,87
18
3,19
1,79
52,69
5
125
133
125
в непроходном канале
26
2,96
1,70
46,87
18
3,19
1,79
52,69
6
150
159
150
в непроходном канале
27
2,85
1,67
53,33
19
3,02
1,73
58,37
7
150
159
150
в непроходном канале
27
2,85
1,67
53,33
19
3,02
1,73
58,37
8
150
159
150
в непроходном канале
27
2,85
1,67
53,33
19
3,02
1,73
58,37
9
150
159
150
в непроходном канале
27
2,85
1,67
53,33
19
3,02
1,73
58,37
10
207
219
200
надземная
37
2,06
1,55
60,74
30
1,92
1,51
55,67
11
207
219
200
надземная
37
2,06
1,55
60,74
30
1,92
1,51
55,67
12
207
219
200
в непроходном канале
33
2,34
1,50
54,78
23
2,50
1,55
60,76
13
207
219
200
в непроходном канале
33
2,34
1,50
54,78
23
2,50
1,55
60,76
Ответвление А
14
40
45
40
в непроходном канале
16
4,82
2,50
33,65
11
5,22
2,73
38,90
15
51
57
50
в непроходном канале
17
4,53
2,36
38,66
12
4,79
2,49
42,53
№ участка
dвн, мм
dн, мм
d0
, мм
Способ прокладки
подающая линия
обратная линия
ql
rtot
, (м∙о
С)/Вт
В
δ, мм
ql
rtot
, (м∙о
С)/Вт
В
δ, мм
16
51
57
50
в непроходном канале
17
4,53
2,36
38,66
12
4,79
2,49
42,53
17
70
76
70
в непроходном канале
20
3,85
2,05
39,72
13
4,42
2,32
50,02
18
70
76
70
в непроходном канале
20
3,85
2,05
39,72
13
4,42
2,32
50,02
19
82
89
80
в непроходном канале
21
3,67
1,97
43,22
14
4,10
2,17
52,00
20
82
89
80
в непроходном канале
21
3,67
1,97
43,22
14
4,10
2,17
52,00
Ответвление Б
21
70
76
70
в непроходном канале
20
3,85
2,05
39,72
13
4,42
2,32
50,02
22
100
108
100
в непроходном канале
24
3,21
1,79
42,67
16
3,59
1,95
51,09
23
100
108
100
в непроходном канале
24
3,21
1,79
42,67
16
3,59
1,95
51,09
24
125
133
125
в непроходном канале
26
2,96
1,70
46,87
18
3,19
1,79
52,69
Ответвление В
25
40
45
40
в непроходном канале
16
4,82
2,50
33,65
11
5,22
2,73
38,90
26
51
57
50
в непроходном канале
17
4,53
2,36
38,66
12
4,79
2,49
42,53
27
70
76
70
в непроходном канале
20
3,85
2,05
39,72
13
4,42
2,32
50,02
28
70
76
70
в непроходном канале
20
3,85
2,05
39,72
13
4,42
2,32
50,02
Ответвление В1
29
40
45
40
в непроходном канале
16
4,82
2,50
33,65
11
5,22
2,73
38,90
№ участка
dвн, мм
dн, мм
d0
, мм
Способ прокладки
подающая линия
обратная линия
ql
rtot
, (м∙о
С)/Вт
В
δ, мм
ql
rtot
, (м∙о
С)/Вт
В
δ, мм
30
70
76
70
в непроходном канале
20
3,85
2,05
39,72
13
4,42
2,32
50,02
31
70
76
70
в непроходном канале
20
3,85
2,05
39,72
13
4,42
2,32
50,02
32
100
108
100
в непроходном канале
24
3,21
1,79
42,67
16
3,59
1,95
51,09
Ответвление Г
33
51
57
50
в непроходном канале
17
4,53
2,36
38,66
12
4,79
2,49
42,53
34
70
76
70
в непроходном канале
20
3,85
2,05
39,72
13
4,42
2,32
50,02
Ответвление Д
35
51
57
50
в непроходном канале
17
4,53
2,36
38,66
12
4,79
2,49
42,53
36
70
76
70
в непроходном канале
20
3,85
2,05
39,72
13
4,42
2,32
50,02
37
82
89
80
в непроходном канале
21
3,67
1,97
43,22
14
4,10
2,17
52,00
Ответвление Е
38
40
45
40
в непроходном канале
16
4,82
2,50
33,65
11
5,22
2,73
38,90
39
40
45
40
в непроходном канале
16
4,82
2,50
33,65
11
5,22
2,73
38,90
Магистральный трубопровод базы ОАО "Нарьян-Марстрой"