Теплоснабжение микрорайона от котельной с водогрейными котлами ООО «ТСК» №4 г. Кинешмы

1.

Областное государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение
«Кинешемский технологический колледж»
Выпускная квалификационно работа
Тема выпускная квалификационной работы
:
ТЕПЛОСНАБЖЕНИЕ МИКРОРАЙОНА ОТ КОТЕЛЬНОЙ С ВОДОГРЕЙНЫМИ
КОТЛАМИ ООО «ТСК» №4 Г. КИНЕШМЫ. КОЛИЧЕСТВО ЖИТЕЛЕЙ 6800
ЧЕЛОВЕК.
Специальность: 13.02.02
Теплоснабжение и теплотехническое оборудование
Проект выполнил: Алексеев Н.В.
Проект проверил: Ветюгов А.В.
Курс
4
г. Кинешма 2022г.
группа 4-1

2.

ВСТУПЛЕНИЕ
В задание к дипломному проекту мне было дано 6800 жителя, которых я
расселил в двенадцать девятиэтажных домов по шесть подъездов, в каждом из
которых по четыре квартиры на лестничной клетке и по четыре человека в квартире.

3.

1.Технологическая часть
Теплота по тепловым сетям подается различным потребителям. Потребителей теплоты по
надежности теплоснабжения следует делить на три категории:
Первая категория - потребители, не допускающие перерывов в подаче
расчетного количества тепла и снижения температуры воздуха в
помещениях ниже предусмотрен
ных ГОСТ 30494-96 «Здания жил-ые и общественные. Параметры
микроклимата в помещен
иях» или договором между
поставщиком и потребителем
тепла.
Вторая категория – потребители, допускающие временное
снижение температуры в отапливаемых помещениях:
1)жилых и общественных зданиях- до +12;
2)промышленных зданий – до +8 ;
Третья категория – остальные потребители.

4.

5.

1.2.Определение и расчет расхода теплоты на отопление
Отопление предназначено для поддержания температуры внутри помещений на уровне,
соответствующем комфортным условиям. Комфортные условия определяются не только
температурой, но так же относительной влажностью, скоростью движения воздуха и
зависит от целевого назначения здания. Так, например, для жилых зданий температура
внутри отапливаемых помещений = 18 или 20 С в зависимости от климатического
района. Для поддержания температуры в отапливаемом помещении на расчетном
уровне необходимо обеспечить равновесие между тепловыми потерями здания и притоком теплоты.
Расчетные (максимальные) потери теплоты промышленными зданиями через наружные
ограждения и инфильтрацией определяются по формуле:
Qo max = qo ∙ Vн ∙ t в − t o ∙ α
Таблица №2
Тепловой поток на
Расчетна
я
Удельна отопление, Qоmax, Вт
Расчетна темпера
я
Наруж
я
тура
отопител
Коли
ный темпера наружно
ьная
Наимено честв
№ зданий
объем
тура
го
характер
вание
о
здани воздуха воздуха
истика для одного
по плану
для N
зданий здан
й, Vн,
в
для
здания,
здания
зданий
ий
здании, проекти
q0,
м3
рования
Вт/(м3
tв, 0С
отоплен
*0С)
0
ия, t0, С
1-12
девятиэт
ажный
четырёх
подъезд
ный
жилой
дом
12
36288
20
-31
0.28
518192,64
6218311,
68
ΣQо max, кВт
6218,3

6.

1.3.Определение и расчет расхода теплоты на горячее
водоснабжение
Особенностью данного вида теплопотребления является непосредственное использование горячей воды. В
закрытых системах на разбор используется вторичная горячая вода, полученная непосредственно у
потребителя путем нагрева водопроводной воды в поверхностных подогревателях. В этом случае
охлажденная сетевая вода возвращается обратно к источнику топливоснабжения. При проектировании и
эксплуатации систем ГВС необходимо учитывать, что горячая вода, подаваемая на хозяйственно-бытовые
нужды, должна отвечать требованиям, предъявляемым к питьевой воде.
Среднесуточный расход теплоты на горячее водоснабжение определяется по формуле:
Таблица №3
С, кДж/кг К
tг0C
tзх 0C
tлх0C
Ксут
Кч
576
576
576
576
576
576
576
576
576
576
576
464
24
24
24
24
24
24
24
24
24
24
24
24
4,19
4,19
4,19
4,19
4,19
4,19
4,19
4,19
4,19
4,19
4,19
4,19
55
55
55
55
55
55
55
55
55
55
55
55
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
1,14
1,14
1,14
1,14
1,14
1,14
1,14
1,14
1,14
1,14
1,14
1,14
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
∑Qргвс
272,6
272,6
272,6
272,6
272,6
272,6
272,6
272,6
272,6
272,6
272,6
272,6
3271,2
Qз.ргвс кВт
n, ч/сут
107
107
107
107
107
107
107
107
107
107
107
107
Qл.ргвс кВт
m, человек
Здание №1
Здание №2
Здание №3
Здание №4
Здание №5
Здание №6
Здание №7
Здание №8
Здание №9
Здание №10
Здание №11
Здание №12
gсутср
Объект
340,7
340,7
340,7
340,7
340,7
340,7
340,7
340,7
340,7
340,7
340,7
340,7
4088,4

7.

1.4.ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ
Задачи гидравлического расчёта:
Определение диаметров трубопроводов;
Определение падения давления (напора) в тепловой сети;
Определение давления в различных точках тепловой сети;
Увязка всех точек системы при статическом и динамическом режимах с целью обеспечения
допустимых давлений и требуемых напоров сети в абонентских системах.
В некоторых случаях может быть поставлена задачи определения пропускной способности трубопроводов при
известном их диаметре и заданной потере давления. Эти задача решается для действующей тепловой сети.
Результаты гидравлического расчета дают исходный материал для решения следующих задач:
1) Определения капиталовложений, расхода металла (труб) и основного объема работ по сооружению тепловой сети;
2)Установления характеристик сетевых и подпиточных насосов, количества насосов и их размещения;
3)Выяснения условий работы тепловой сети и абонентских систем и выбора схем присоединения абонентских
установок к тепловой сети;
4)Выбора авторегуляторов для тепловой сети и абонентских вводов;
5)Разработки режимов эксплуатации.

8.

1.5.ЧЕРТЕЖ МАГИСТРАЛИ

9.

1.6.ТЕПЛОВОЙ РАСЧЁТ
В задачу теплового расчета входит решение следующих вопросов:
1)Определение тепловых потерь теплопровода;
2) Расчет температурного поля вокруг теплопровода, т.е. определение температур изоляции, воздуха в канале, стен канала,
грунта;
3) Расчет падения температуры теплоносителя вдоль теплопровода;
4) Выбор толщины тепловой изоляции теплопровода.
Расчет проводится по нормированной линейной плотности теплового потока при следующих условиях:
а) по тепловой сети транспортируется вода на нужды отопления и горячего водоснабжения по температурному графику
105-70оС;
б) трубопроводы выполнены из стали и имеют следующие диаметры
Магистраль:
dу=250 мм; dн=273 мм; dвн=259 мм;
Ответвления :
dу=50 мм; dн=57 мм; dвн=50 мм.
в) тип прокладки – подземная, канальная непроходная
г)тепловая сеть расположена в г.Кинешма
Для изоляции трубопровода применяю армопенобетон

10.

1.7.ТЕПЛОВАЯ ИЗОЛЯЦИЯ ТРУБОПРОВОДОВ
К преимуществам АПБ относятся негорючесть, высокая температура
применения , отсутствие коррозионного воздействия на стальные трубы,
паропроницаемость гидрозащитного покрытия и, как следствие, долговечность.
Предварительно изолированные трубы с АПБ- изоляцией могут применяться во
всем диапазоне температур теплоносителя как в водяных, так и в паровых
тепловых сетях всех видов прокладки, включая подземную бесканальную ,
подземную в проходных и непроходных каналах и надземную. Однако можно
предположить, что трубы с АПБ- изоляцией в недалеком будущем будут
окончательно вытеснены более технологичной продукцией с ППУ- изоляцией.
Таблица №5
Материал
Армопенобетон
Марка
-
Средняя плотность
300-450
Коэффициент
теплопроводности,
,ВТ/мК
Температур
а
применени
я оС
0,105-0,130
150

11.

1.8.ВЫБОР И ОПИСАНИЕ КОТЕЛЬНОГО
АГРЕГАТА
На основании проведенных мною расчетов количество необходимой теплоты
Q общее=10,86 МВт , на основание данных расчетов я выбираю следующий тип котельных агрегатов:
ТВГ-8м мощностью 9,65 в количестве трех котельных агрегатов: два из которых работают на отоплении и
на ГВС и один резервный.
Водогрейные котлы ТВГ-8м предназначены для получения горячей воды давлением 0,8 Мпа и
номинальной температурой 115 °C. С используемой в системах отопления и ГВС жилых ,общественных и
производственных зданий. В качестве основного топлива используется природный газ.
ТВГ-8М оборудуют подовыми диффузионными горелками(4 шт.), воздух к которым подают дутьевым
вентилятором (без принудительной подачи воздуха к горелкам котлы удовлетворительно работают при
нагрузках до 40% номин.). Горелки устанавливают в отсеках котла между двухсветными экранами.
Водогрейные котлы ТВГ комплектуются арматурой (задвижки, клапаны, краны), приборами контроля
(манометры, термометры), воздуховодами с шибером (4 шт.), взрывными клапанами (2 шт.), лестницы с
площадками, заготовки каркаса, рама опорная.
Таблица №6
Технические характеристики
Теплопроизводительность, МВт
Температура воды на входе-выходе, °с
Расход воды, м3/ч
Давление воды, МПа
Топливо
Расход топлива, нм3/ч
КПД,%
Масса, т
Габаритные размеры, мм
- длина
- ширина
- высота
ТВГ-8М
9,65
70 - 150
104
1,4
газ
1100
90,2
9,5
4875
3840
465

12.

13.

1.9.ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА И РАСЧЕТА
ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ ТЕПЛОВОЙ СХЕМЫ
ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ
В тепловой схеме моей котельной установки я установил два рабочих котла ТВГ-8м и один резервный
котел с производительностью 9,65 МВт. К каждому котельному агрегату, я взял по одному вентилятору и
одному дымососу для создания тяги в котлах. Так же я выбрал и рассчитал вспомогательное оборудование
моей котельной установки.
Тепловая схема выбрана и обоснована из расчетов тепловой нагрузку и соответствует тепловой схеме
котельной установки, где я проходил практику (котельная № 4 расположенная в г.Кинешма пер.
Дунаевского, 2Б.).
Моя принципиальная тепловая схема включает в себя следующие оборудование :три котла ТВГ-8м, два
насоса сырой воды марки К 20/30,два бака ИОМС-1,солерастворитель один пластинчатый теплообменник,
один бак для подпитки, два подпиточных насоса марки К 50-32-125,два сетевых насоса К 100-65-250,два
пластинчатых теплообменника, два бака аккумулятора ГВС, два циркуляционных насоса ГВС марки К
150-125-315 и трубопроводы горячей воды на отопление и ГВС.

14.

15.

РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА ТЕПЛОВОЙ СХЕМЫ КОТЕЛЬНОЙ
Таблица №7
Режимы
№ п/п
1
Наименование величин
2
Максимально-зимний
(min t наиболее
холодной пятидневки)
Средняя температура
наиболее холодного
месяца
Средняя температура за
отопительный период
Летний
3
4
5
6
1
Температура наружного воздуха tн.в., °С
-30
-11,9
-3,9
0
2
Температура внутри отапливаемых помещений tв.н., °С
18,00
18,00
18,00
18,00
3
Тепловая нагрузка на отопление и Qо, Гкал/ч (Мвт)
5,35
3,33
2,44
0,00
4
Тепловая нагрузка на горячее водоснабжение Qг.в., Гкал/ч
(Мвт)
3,52
3,52
3,52
2,81
5
Общая тепловая мощность котельной установки без учета
потерь и расхода на собственные нужды Qт., Гкал/ч (МВт)
8,87
6,85
5,96
2,81
6
Коэффициент снижения расхода теплоты на отопление Ко.
1,00
0,62
0,46
-
7
Текущая температура сетевой воды в подающем
трубопроводе t 1, °С
105,00
72,19
57,69
50,00
8
Текущая температура сетевой воды в обратном трубопроводе
t2, °С
70,00
50,39
41,73
35,00
9
Расход сетевой воды на отопление и вентиляцию Gо., т/ч
152,86
152,86
152,86
0,00
10
Расход сетевой воды на горячее водоснабжение Gг.в., т/ч
100,57
161,45
220,43
187,33
11
Расход воды внешними потребителями в подающей
магистрали тепловой сети Gс, т/ч
253,43
314,31
373,29
187,33

16.

Таблица №7
Продолжение…
12
Расход воды на подпитку и потери в тепловой сети Gподп., т/ч
8,24
10,22
12,13
6,09
13
Расход теплоты на собственные нужды котельной Qс.н., Гкал/ч (МВт)
0,27
0,21
0,18
0,08
14
Общая тепловая мощностью котельной установки с учетом затрат
теплоты на собственные нужды Qк, Гкал/ч (МВт)
9,14
7,06
6,14
2,89
15
Расход воды через котловой агрегат GК., т/ч
261,03
261,03
261,03
192,95
16
Температура воды на выходе из котельного агрегата tк2, °С
tк1=70°С=const
105,00
97,04
93,52
85,00
17
Расход воды на собственные нужды котельной Gс.н, т/ч
7,60
7,60
7,60
5,62
18
Расход воды на линии рециркуляции Gр.ц, т/ч
0,00
189,29
313,79
450,22
19
Расход воды по перемычке Gпм, т/ч
0,00
167,41
258,20
131,13
20
Расход исходной воды Gисх, т/ч
9,88
12,26
14,56
7,31
21
Расход греющей воды на теплообменник химически очищенной воды
Gr2, т/ч
11,77
18,89
25,79
20,29
22
Температура греющей воды после теплообменника исходной воды t12,
°С
57,4
60,26574831
61,5323774
68,2
23
Расход выпара из деаэратора Gвып, т/ч
8,24
10,22
12,13
6,09
24
Расход греющей воды на деаэрацию Gг.д, т/ч
1,37
2,32
3,28
3,04
25
Расчетный расход воды на собственные нужды Gс.н(расч), т/ч
13,14
21,21
29,06
23,34
26
Расчетный расход воды через котельный агрегат Gк(расч) т/ч
253,43
253,43
253,43
187,33
27
Относительная погрешность расчета Δ, %
-3
-3
-3
-3

17.

1.10.ВЫБОР ГАЗА
Приро́дный газ — смесь газов, образовавшихся в недрах Земли
при анаэробном разложении органических веществ. Природный газ относится к полезным ископаемым .
Состав газа
Таблица №8
Газопровод
СН4
С2Н6
С3Н8
С4Н10
С5Н12
СО2
N2
Карадан-Ереван
93,8
2,0
0,8
0,3
0,1
0,4
2,6
Н2S Теплота
сгорания
Qнс
-
36090 кДж/м