Расчет системы теплоснабжения микрорайона города

Расчет считается законченным, если расхождение предварительно принятых и уточненных значений составляет менее 2…3%.
Расход сетевой воды для нужд теплоснабжения определяется по формуле:
, (7.1)
где: − энтальпии воды в подающей и обратной линиях тепловой сети, кДж/кг;
с – теплоемкость воды, кДж/(кг∙оС); с = 4,19 кДж/(кг∙оС);
.
Расход редуцированного пара на подогреватели сетевой воды:
(7.2)
где − энтальпия редуцированного пара при Р=0,6 МПа и tп=190ºС,
=2827 кДж/кг (слабо перегретый пар) [3].
− энтальпия конденсата после сетевых подогревателей, при = 80 ºС,
= 335,2 кДж/кг[3];
− КПД подогревателей (= 0,98).
Расход свежего пара до редуцирования на подогреватели сетевой воды:
, (7.3)
где: − энтальпия свежего пара, при Р = 1,4 МПа и tп = 225ºС
=2867 кДж/кг [3];
− энтальпия питательной воды при = 100ºС;= 419,6 кДж/кг
.
Суммарный расход свежего пара внешними потребителями:
.
Расход пара на собственные нужды котельной предварительно принимаются в размере 5% внешнего потребления пара:
.
Потери пара внутри котельной принимаются в размере 2…5% от расхода пара в котельной (примем 3%):
.
Общая паропроизводительность котельной будет:

Количество потерянного на производстве конденсата:
. (7.4)
где: β− доля возвращаемого конденсата (по заданию).
Количество возвращаемого конденсата тогда будет:
Gк =DТ – Gк = 4,4 – 0,924 = 3,476 кг/с.
Общие потери конденсата с учетом 3% его потерь внутри котельной

Величина подпитки, характеризующая потери воды в тепловых сетях, принимается равной 2% от общего расхода сетевой воды.
.
Расход химически очищенной воды равен сумме потерь конденсата на производстве и количества воды, необходимой для подпитки тепловых сетей.
.
Расход сырой воды должен компенсировать потери на собственные нужды ВПУ и обеспечить нужды котельной в химически очищенной воде. Собственные нужды ВПУ принимаются равными 25% от расхода химически очищенной воды, тогда расход сырой воды будет:
.
Расход пара на пароводяной подогреватель сырой воды определяется из уравнения теплового баланса:
, (7.5)
где: − энтальпии воды до и после подогревателя сырой воды.
Вода нагревается в подогревателе сырой воды с 5 до 30ºС, при этом энтальпии воды соответственно будут:
; [3].
Редуцированный пар в подогревателе сырой воды конденсируется. Температура конденсата при Р=0,6 МПа, tп= 158,8ºС, [3].
.
Непрерывная продувка котла может составлять от 2 до 10% номинальной паропроизводительности. Если Gпр≥ 0,28 кг/с, необходимо устанавливать расширитель продувки.
Количество воды, поступающей от непрерывной продувки котла
, (7.6)
где рпр – процент продувки (примем рпр=5%);
.
Расширитель продувки необходим, так как расход продувочной воды больше 0,28 кг/с.
Количество пара на выходе из расширителя продувки, кг/с:

где: = 830 кДж/кг − энтальпия воды при давлении в котле при Р = 1,4 МПа и температуре насыщения tп= 195 оС, [3];
− энтальпия воды при давлении в расширителе продувки при Р = 0,12 МПа, tп= 104 оС, [3];
− энтальпия насыщенного пара при давлении в расширителе при давлении в расширителе Р=0,12 МПа; [3];
х – степень сухости пара, выходящего из расширителя, х = 0,98 кг/кг

.
Подогрев химически очищенной воды после ВПУ производится в водоводяном теплообменнике (ПХОВ) за счет охлаждения подпиточной воды для тепловой сети после деаэратора со 104 до 70 оС. Параметры работы подогревателя ХОВ представлены на рис. 7.2.
Температура ХОВ воды, поступающей в деаэратор, определяется из уравнения теплового баланса подогревателя:
ºС.

Рисунок 7.2 - Схема работы подогревателя ХОВ
Энтальпия ХОВ, поступающей в деаэратор:
кДж/кг.
Схема потоков, поступающих в деаэратор, представлена на рис. 7.3.

Рисунок 7.3 - Схема потоков, поступающих в колонку деаэратора

Суммарное количество воды и пара, которые поступают в деаэратор, без учета расхода греющего пара:
Gд= Gк+Dс.в.+Dпр+GХОВ+DПСВ = 3,476+0,095+0,067+1,534+2,68 = 7,852 кг/с.
Средняя энтальпия смеси в деаэраторе будет равна:

что соответствует температуре смеси:
ºС.
Определим расход пара на деаэратор:

Суммарный расход редуцированного пара для собственных нужд внутри котельной:
.
Расход свежего пара на собственные нужды:
.
Паропроизводительность котельной с учетом внутренних потерь (3%):
(8.7)
В предварительном расчете расход пара был (D = 7,61 кг/с
Расхождение составит:

Пересчет не производим.
8 Выбор основного оборудования
Паровые газомазутные вертикальные водотрубные котлы типа Е (ДЕ) предназначены для выработки насыщенного или перегретого с температурой 225 оС пара, используемого на технологические нужды, отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение. Котлы этого типа выпускаются на номинальную производительность 4; 6,5; 10; 16 и 25 т/ч при рабочем давлении 1,4 и 2,4 МПа (14 и 24 кгс/см2). При работе на твердом топливе паропроизводительность котла соответствует цифре, указанной в марке котла. При работе на газе и мазуте производительность по пару несколько больше и указана в табл. 8.1, где приведены технические характеристики газомазутных котлов с рабочим давлением 1,4 МПа.
Таблица 8.1 - Характеристики котлов типа Е (ДЕ) с давлением пара 1,4 МПа

Подбор котлов:
По максимальной паропроизводительности котельной 31,7 т/ч выбираем 5 газомазутных котлов ДЕ-6,5-14ГМ (производительностью 6,73 т/ч). Общая паропроизводительность котельной составит 33,65 т/ч. Запас составляет 23,5%.
Далее необходимо проверить соответствие выбранных типов котлов условию надежности: в случае выхода из строя одного самого мощного котла, оставшиеся должны покрывать нагрузку самого холодного месяца. Если необходимый расход пара получился больше, чем производительность оставшихся котлов, следует принять большее число котлов меньшей производительности этого же типа.
Расход сетевой воды для нужд теплоснабжения определяется по формуле:
,
где: − энтальпии воды в подающей и обратной линиях тепловой сети,кДж/кг;
с – теплоемкость воды, кДж/(кг∙оС); с = 4,19 кДж/(кг∙оС);
Qх.м- суммарная тепловая нагрузка микрорайона самого холодного месяца,
Qх.м= 4606 кВт из таблицы 2.2;
.
Расход редуцированного пара на подогреватели сетевой воды:
,
где: − энтальпия редуцированного пара при Р=0,6 МПа и tп=190ºС,
=2827 кДж/кг (слабо перегретый пар)[3].
− энтальпия конденсата после сетевых подогревателей, при = 80 ºС, = 335,2 кДж/кг[3];
− кпд подогревателей (= 0,98).
Расход свежего пара до редуцирования на подогреватели сетевой воды:

где: − энтальпия свежего пара, при Р = 1,4 МПа и tп = 225ºС
=2867 кДж/кг [3];
− энтальпия питательной воды при = 100ºС;= 419,6 кДж/кг
кг/с.
Суммарный расход свежего пара внешними потребителями:
.
Паропроизводительность котельной с учетом внутренних потерь (3%):

Общий расход пара на котельную при выходе из строя одного котла будет составлять 24,4 т/ч, а паропроизводительность в случае выхода из строя одного самого мощного котла составит 26,92 т/ч, что удовлетворяет условию.

Заключение
В работе рассмотрено теплоснабжение района города Пенза от централизованного источника теплоты.
В районе имеется три шестисекционных пятиэтажных дома, четыре четырехсекционных пятиэтажных дома, два пятисекционных девятиэтажных дома и два трехсекционных девятиэтажных дома. Рельеф местности имеет понижение отметок с юго-востока на северо-запад на 7 м. Котельная расположена на западе. Температурный график 150/70°С.
Расход пара на технологические нужды – 4,4 кг/с, доля возврата конденсата с производства β = 0,79. Система теплоснабжения водяная закрытая.
Целью работы являлась разработка системы теплоснабжения района города.
Для достижения цели решены следующие задачи: рассчитаны тепловые нагрузки района, общая нагрузка составила 6525 кВт; выполнен гидравлический расчет сети; построен пьезометрический график теплосети; выбрана схема присоединения типового потребителя; построен температурный график отпуска теплоты; рассчитана тепловая схема паровой котельной.

Список использованных источников

1. Проектирование систем теплоснабжения жилых микрорайонов и промышленных предприятий: метод. указания к курсовому проектированию / сост. З.Г. Марьина. – Архангельск: Изд-во АГТУ, 2009. – 48 с.
2. Наладка и эксплуатация водяных тепловых сетей: Справочник /В.И. Манюк, Я.И. Каплинский и др. М.: Стройиздат, 1988. – 432с.
‬‬‬3. Александров А.А. Таблицы теплофизических свойств воды и водяного пара: справочник / А.А. Александров, Б.А. Григорьев.− М.: Изд. дом МЭИ, 2006. – 168 с.
Приложение А
Схема тепловой сети
Приложение Б
Пьезометрический график регулирования












3