Расчет системы теплоснабжения

       Максимальный  поток теплоты, Вт, расходуемой на горячее водоснабжение жилых и общественных зданий

               

       Для производственных зданий максимальный поток теплоты, Вт, расходуемой на горячее водоснабжение, определяют по формуле

               

       где  G_v  - часовой расход горячей воды, м³/ч; r_в - плотность воды, принимается равным 983 кг/м³;    С_в  - удельная теплоемкость воды, равная 4,19 кДж/(кг×^оС); t_г  - расчетная температура горячей воды, равная 55 ^оС;  t_х - расчетная температура холодной (водопроводной) воды,  принимаемая в зимний период равной 5  ^оС, а летний период 15 ^оС.       

          Для  животноводческих  помещений  максимальный  поток теплоты, Вт, расходуемой на горячее водоснабжение (t_г = 40...60 ^оС)  для  санитарно-технических нужд (подмывание вымени,  мытье молочной посуды, доильных аппаратов,  молокопроводов,  шлангов  и  другого  оборудования, уборка помещений), подсчитывают по формуле

        

где b  - коэффициент  неравномерности потребления  горячей воды в течение суток, принимают           b = 2,5;  n_i  - число животных данного вида в помещении; g_i  - среднесуточный расход воды на одно животное, кг,  принимают  для коров 15 кг,  телят и молодняка 2 кг, свиноматок 3 кг, свиней на откорме 0,5 кг.

      Поток теплоты, Вт,  расходуемой на горячее  водоснабжение жилых, общественных и производственных зданий в летний период, по отношению к отопительному снижается и определяется по следующим формулам:

                для жилых и общественных зданий

        

                  для производственных зданий

        

g=85 л/сут   q_г.в.=320 Вт

Жилые здания:

Ф_г.в.ср.=320*310=99200 Вт

Ф_г.в.=2*99200=198400 Вт

Производственные  здания: 
 

Ф_г.в.=0,278*0,0035*4,19*983*50=200400 Вт

Определим поток  теплоты, расходуемый на горячее  водоснабжение жилых, общественных и производственных зданий в летний период.

Для жилых и  общественных:

Ф_г.в.л.=0,65*198400=128960 Вт

Для производственных зданий:

Ф_г.в.л.=0,85*200400=164300 Вт

1.3 Расход теплоты на технологические нужды:

Ф_т=0,278ψG(h-ph_воз),

где ψ - коэффициент спроса на теплоту (0,6…0,7); G - расход теплоносителя, кг/ч; h – энтальпия теплоносителя, кДж/кг; h_воз – энтальпия обратной воды или возвратного конденсата, кДж/кг; р – коэффициент возврата обратной воды.

Ф_т=0,278*0,6*100*(4,19*55-0,7*290)=457800 Вт.

Расчетная тепловая нагрузка котельной:

Фр=1,2*(332200+350500+164500+97000+64600+34200+45900+198400+

+200400+670400)= 2589720 Вт.

Расход теплоты  в летнее время;

Фрл=1,2*(670400+128960+164300)=1156400 Вт 
 
 
 
 
 

 

2. Построение годового графика тепловой нагрузки

     Годовой расход теплоты на все виды теплопотребления можно определить аналитически или графически из годового графика тепловой нагрузки. По годовому графику устанавливаются также режимы работы котельной в течение всего года. Строят такой график в зависимости от длительности действия в данной местности различных наружных температур.

     Средневзвешенная  расчётная внутренняя температура  определяется по выражению:

     t_в.ср.= ,

где V – объёмы зданий по наружному обмеру, м³; t – расчётные внутренние температуры этих зданий, .

Средневзвешенная  расчётная внутренняя температура  для жилых и общественных зданий: 

      t_в.ср.= (20000*18+7500*20+4500*16)/32000=18 ° С         

          t_в.ср.= 10000*20/10000=20 ° С

      Сначала строят график расхода теплоты на отопление производственных зданий. На оси ординат откладывают точку, соответствующую максимальному потоку теплоты, расходуемому на отопление этих зданий при наружной температуре t_H. Полученную точку соединяют прямой с точкой, соответствующей средневзвешенной расчетной внутренней температуре t_ecp=l0 °C (прямая 1).

     Так как отопительный сезон начинается при t_H = 8 °С, то линию графика до этой температуры показывают пунктиром. График расхода теплоты на вентиляцию строят в виде наклонной прямой до расчетной вентиляционной температуры t_н.в. (прямая 2). При более низких температурах к приточному наружному воздуху подмешивается воздух помещения, т.е. происходит рециркуляция, и расход теплоты остается неизменным (график проходит параллельно оси абсцисс).

    Таким же образом строят графики расхода  теплоты на отопление и вентиляцию жилых и общественных зданий при средневзвешенной расчетной внутренней температуре =18 °С (прямые 3,4).

    Расходы теплоты на горячее водоснабжение  и технологические нужды не зависят  от t_н. Общий график по этим видам тештопотребления изображен прямой 5.

    Суммарный график расхода теплоты в зависимости  от температуры наружного воздуха представляет собой ломаную линию 6 (точка излома соответствует температуре t_H,_e), отсекающей на оси ординат отрезок, равный максимальному потоку теплоты, расходуемой на все виды теплопотребления.

    Вправо  по оси абсцисс откладывают для  каждой наружной температуры число часов отопительного сезона (с нарастающим итогом), в течение которых держалась температура, равная и ниже той, для которой делается построение (табл. Б.1), и через эти точки проводят вертикальные линии. Далее на эти линии из суммарного графика расхода теплоты проецируют ординаты, соответствующие максимальным расходам теплоты при тех же наружных температурах. Полученные точки соединяют плавной кривой 7, представляющей собой график тепловой нагрузки за отопительный период.

    Площадь, ограниченная осями координат, кривой 7 и горизонтальной линией 8, показывающей суммарную летнюю нагрузку, выражает годовой расход теплоты, ГДж/год 

     Q_год=3,6 10^-6Fm_фm_t 

Где F – площадь годового графика тепловой нагрузки, мм²; m_ф и m_t - масштабы расхода теплоты и времени работы котельной, соответственно Вт/мм и ч/мм.

F=571127,06 мм²

m_ф=6663,5 Вт/мм

m_t=25 ч/мм

     Q_год=3,6*10^-6*571127,06*6663,5*25=342000 ГДж/год

 

Расчёт  принципиальной тепловой схемы производственно-отопительной котельной

Тепловая  схема №17.

1. Исходные данные для расчёта тепловой схемы котельной.

Пар для технологических  нужд производства имеет параметры:

1. Р₁=1,37 МПа;  х₁=0,99;  D_Т =11,15 кг/с.
2. Температура сырой воды t_св=8⁰С.
3. Давление пара после РОУ Р₂=0,118 МПа.
4. Сухость пара на выходе из расширителя непрерывной продувки х₂=0,98.
5. Потери пара в котельной в процентах от D_cут , d_ут=3,1%.
6. Расход тепловой воды на непрерывную продувку в процентах от D_cут d_пр=2,4%.
7. Расход тепла на подогрев сетевой воды Q_б=14,44 МВт
8. Температура воды на выходе из сетевых подогревателей t^/₁=87⁰C.
9. Температура в обратной линии теплосети t^/₂=48⁰C.
10. Температура воды перед и после ХВО t_хво=29⁰С.
11. Температура конденсата на выходе из бойлера t_кб=75⁰С.
12. Потери воды в тепловой сети d_ТС=1,5%.
13. Температура конденсата после пароводяного подогревателя сырой воды t^//_к1=85⁰С.
14. Температура продуктов горения перед экономайзером, t_ух1 =305⁰С.
15. Температура продуктов горения за экономайзером, t_ух2 =180⁰С.

 

2.Определение параметров воды и пара. 

          При давлении Р₁=1,37 МПа в состоянии насыщения имеем [1-32] t₁=194,15 ⁰С, i^//₁=2787,74 кДж/кг, i^/₁=825,54 кДж/кг, r₁=1962,2 кДж/кг.

       При давлении Р₂=0,118 МПа в состоянии насыщения имеем [1-31] t₂=104,31 ⁰С, i^//₂=2683,04 кДж/кг, i^/₂=437,26 кДж/кг, r₂=2245,76 кДж/кг.

    Энтальпия влажного пара на выходе из котлоагрегата:

    i^х₁=i^//₁ -(1-х₁)∙r₁ = 2787,74-(1-0,99)∙1962,2=2768,12 кДж/кг.

    Энтальпия влажного пара на выходе из расширителя:

    i^х₂=i^//₂ -(1-х₂)∙r₂ = 2683,04-(1-0,99)∙2245,76=2660,58 кДж/кг.

    Энтальпия воды при температуре ниже 100⁰С может быть с достаточной точностью определена без использования таблиц по формуле:

    i_в=С_в∙t_в,

    где С_в=4,19 кДж/кг  
 
 
 

3.Расчёт подогревателей сетевой воды. 

Для водоподогревателя:

.    

Для пароводяных  водоподогревателей:

,     

где   W₁ и W₂ – расходы воды (греющей и подогреваемой), кг/с;

t^/₁, t^/₂ и t^//₁, t^//₂ – начальные и конечные температуры воды, ⁰С;                D₁ – расход греющего пара, кг/с;

i₁ – энтальпия пара, кДж/кг;

i_к – энтальпия конденсата, кДж/кг;

η_n – коэффициент, учитывающий потери тепла аппаратом и трубопроводами в окружающею среду (η_n=0,95).

Схема водоподогревательной установки. 

Определим расход воды через сетевой подогреватель  из уравнения теплового баланса:

      .     

      кг/с.

      Потери  воды в тепловой сети заданы в процентах  от W_б:

 кг/с.

      Подпиточный насос подаёт в теплосеть воду из деаэратора с энтальпией i^/₂=432 кДж/кг в количестве W_ТС. Поэтому расход тепла на подогрев сетевой воды в бойлерах уменьшится на величину:

,

где    соответствует температуре   ;

кДж/кг.