Побудова річного графіка відпуску теплоти

ВИХІДНІ ДАНІ

Станція теплопостачання збудована в місті Києві, тому всі температурні умови для даного регіону відомі і беруться з спеціальної літератури [1].

Теплопостачання відбувається за рахунок опалювальних відборів турбін Р-50-130/13 та Т-110/120-130.

Загальна схема до гідравлічного розрахунку зображена на рис.1.

А

Б

В

Д

Г

L1

L2

L3

L4

Рисунок 1.1 - Схема розташування споживачів

 

Довжини ділянок: L₁ = 2000 м, L₂ = 1500 м, L₃ = 4000 м, L₄ = 3000 м.

Висоти будівель: h_Б = 25 м, h_Г = 16 м, h_В = 10 м, h_Д = 25 м.

Витрати теплоносія на ділянках:

W_АБ = 100%; W_БГ = 0.6∙W_АБ;

W_БВ = 0.4∙W_АБ; W_ГД = 0.85∙W_БГ.

Максимальне навантаження в гарячій воді: Q_мах = 800 МВт.

Частка вентиляційного навантаження: γ_вен = 12%.

Частка навантаження гарячого водопостачання: γ_гвп = 22%.

Додаткові вихідні дані:

– температурний графік (150 – 70) °С;

– мінімальний діючий напір Н_Д^міn = 15 – 25 м вод. ст.;

– наближені втрати тиску для побудови наближеного п’єзометра h = 3 ÷ 9 мм вод. ст./м;

– температура в помешканні t_п = 18 °С;

– початок опалювального сезону при t_н = 8 °С.

 

ПОБУДОВА РІЧНОГО ГРАФІКА ВІДПУСКУ ТЕПЛОТИ

Річний графік відпуску теплоти будується в двох квадрантах діаграми. В лівому квадранті будується теплове навантаження Q залежно від температури зовнішнього повітря t_н, а у правому – залежно від тривалості цих температур.

Для побудови річного графіка відпуску теплоти необхідні кліматологічні дані району, які наведені в Додатку 3 [1].

Таблиця 2.1 – Кліматологічні дані для міста Дніпропетровськ

Температура зовнішнього повітря, °С	Число годин опалювального періоду з температурою зовнішнього повітря (°С), яка дорівнює або нижча за
Розрахункова для опалення tРО	Розрахункова для вентиляції tРВ	Середня за опалювальний період tСЗ	-25	-20	-15	-10	-5		+8
-24	-10	-0.6

 

Розрахункове навантаження вентиляції обчислюється за рівнянням:

Q_рв = γ_вен∙Q_мах

Q_рв=12%·800=96МВт.

Середньотижневе навантаження під час опалювального періоду становить:

Q^з_гвп = γ_гвп∙Q_мах

Q^з_гвп=22%·800=176 МВт.

Середньотижневе навантаження під час неопалювального (літнього) періоду становить:

Q^л_гвп = 0,7∙ Q^з_гвп

Q^л_гвп = 0,7∙176 =123,2 МВт.

Розрахункове навантаження опалення:

800-96-176=528 МВт

Отже всі необхідні дані для побудови графіка відпуску теплоти є, графік зображено на листі 1

ПОБУДОВА ТЕМПЕРАТУРНИХ ГРАФІКІВ ТЕПЛОМЕРЕЖІ

Температурні графіки тепломережі будуються у вигляді залежностей температур прямої мережної води (τ₁) і зворотної (τ₂), після приладів опалення, підігрівачів гарячого водопостачання і вентиляції, від температури зовнішнього повітря t_н. При побудові температурних графіків необхідно враховувати схему вмикання споживачів теплоти до теплових мереж. В даному проекті схема приєднання одноконтурна, незалежна з приєднанням по закритій схемі.

,

,

де τ₁^р – розрахункова температура прямої мережної води, τ₁^р = 150 °С;

τ₀₂^р – розрахункова температура зворотної мережної води, τ₀₂^р = 70 °С;

t_н – температура зовнішнього повітря;

t_ро – розрахункова температура для опалення, t_ро = -24(табл. 1).

Ділянка І

Для цієї ділянки характерне місцеве кількісне регулювання, тому температура зворотної мережної води з вентиляційним навантаженням для ділянки І визначається за середньою різницею температур (Dt_Сер.В.) у підігрівача вентиляційного повітря і константою (): для зони (+8 ^оС … ) за такими формулами:

, та .

Розрахунок на ділянці І будемо проводити за такими температурами зовнішнього повітря - t_Зов.= +8, +6, +3.5 °С

На ділянці І графіка температури зворотної мережної води по вентиляції є така температура зовнішнього повітря, при якій відбувається злом графіка. Тому приймається інтервалу температур до цієї точки вважати П_В=const. Тобто, при t_Зов.= +6 °С, для інтервалу температур в ід +8 °С до +6 °С вважати П_В=const.

При t_Зов.=+4°С, та.

 

Таблиця 3.2.2 – До розрахунку температурного графіку на ділянці І для вентиляційного навантаження.

tЗов,, °С			ПВ
+3,5		41,00	0,2121
+6		0,2139
35,5	0,2121
	0,2103
+8	29,5	0,2148
30,2	0,2121
	0,2092

 

Рис. 3.2.3 – Графік температури зворотної мережної води по вентиляції на ділянці І

Якщо так, то температура зворотної мережної води на ділянці І згідно рис. 3.2.3. становить:

- при +3,5 °С ® 41,00 ;

- при +6 °С ® 35,5 ;

- при +8 °С ® 30,2 .

Ділянка ІІ.

На ділянці ІІ відбувається центральне якісне регулювання. Температура зворотної мережної води з вентиляційним навантаженням: для інтервалу температур по зовнішньому повітрю - від до -10 приймається такою самою, як для того самого проміжку температур, тільки по навантаженню опалення. Значення температур зворотної мережної води на ділянці ІІ занесені в таблицю 3.2.3.

Таблиця 3.2.3 – Температура зворотної мережної води

tЗов, °С	-10	-5		3,5
tВ2,°С	27,97	30,9

Ділянка ІІІ.

На ділянці ІІІ проводиться місцеве кількісне регулювання. Температура зворотної мережної води з вентиляційним навантаженням для ділянки ІІІ визначається за середньою різницею температур (Dt_Сер.В.) у підігрівача вентиляційного повітря і константою (): для інтервалу температур від -10 до за такими формулами:

, та .

Розрахунок на ділянці ІІІ будемо проводити за такими температурами зовнішнього повітря - t_Зов.= -10, -14, -19, -24 °С

 

На ділянці ІІІ графіка температури зворотної мережної води по вентиляції є така температура зовнішнього повітря, при якій відбувається злом графіка. Тому приймається для інтервалу температур до цієї точки вважати П_В=const. Тобто, при t_Зов.= -14 °С, для інтервалу температур від -14 °С до -24 °С вважати П_В=const.

Таблиця 3.2.4 – До розрахунку температурного графіку на ділянці ІІІ для вентиляційного навантаження.

tЗов,, °С			ПВ
-10	106,7	55,3	0,0280
-14	121,3		0,0282
29,6	0,0281
	0,0280
-19	135,7		0,0279
16,5	0,0280
	0,0282
-24			0,0280
2,5	0,0281
	0,0282

 

Рис. 3.2.4 – Визначення температури зворотної мережної води по вентиляції на ділянці ІІІ

 

Якщо, так то температура зворотної мережної води на ділянці ІІІ згідно рис. 3.2.4. становить:

- при -14 °С ® 29,6 ;

- при -19 °С ® 16,5 ;

- при -24 °С ® 2,5.

Рис. 3.2.5 – Графік залежності температур прямої та зворотної води тепломережі від температури зовнішнього повітря для вентиляційного навантаження

 

Знаючи теплове навантаження та температури прямої та зворотної води можна знайти витрату мережної води, що йде на вентиляцію, за наступною формулою, кг/с:

,

де - ізобарна теплоємкість води при нормальних умовах.

Розрахуємо теплове навантаження опалення при різних температурах зовнішнього повітря для певних характерних значень. Результати розрахунків занесені в таблицю 3.2.5.

 

Таблиця 3.2.5 – Розрахунок витрат мережної води на вентиляцію..

tЗов, °С			3,5		-5	-9	-14	-19	-24
,°С	70,0	70,0	70,0	79,7	94,8	106,7	121,3	135,7	150,0
,°С	30,2	35,5	41,2	45,4	51,0	55,3	29,6	16,5	2,5
, кг/с

 

Графік зміни витрат мережної води від температури зовнішнього повітря показано на рис 3.2.5

Рис 3.2.5 – Графік зміни витрат мережної води на вентиляцію від температури зовнішнього повітря

 

Ділянка І.

Температура зворотної мережної води з навантаженням по гарячому водопостачанню для інтервалу температур по зовнішньому повітрю - від +8 °С до 3,5 приймається такою самою, як для того самого проміжку температур, тільки по навантаженню опалення, а саме для цього проміжку вона постійна та становить

 

Ділянка ІІ.

На ділянці ІІ проводиться місцеве якісне регулювання. Температура зворотної мережної води з навантаженням гвп для ділянки ІІ визначається за середньою різницею температур (D t_{Сер.ГВП.}) у підігрівача вентиляційного повітря і константою (): для інтервалу температур від 3,5 до за такими формулами:

, та ,

де °С та °С – більший та менший температурний напір в проти точному теплообміннику;

°С – температура холодної води на гвп для закритої схеми теплопостачання;

°С - температура гарячої води на гвп для закритої схеми теплопостачання;

Задамося значеннями температур зворотної мережної води вентиляційного навантаження, а саме , , . Розрахунок на ділянці ІІ будемо проводити за такими температурами зовнішнього повітря - t_Зов.= + 3,5, 0, -5, -10, -14, -19, -24 °С

На ділянці ІІ графіка температури зворотної мережної води по вентиляції є така температура зовнішнього повітря, при якій відбувається злом графіка. Тому, приймаємо для інтервалу температур до цієї точки П_ГВП=const. Тобто, при t_Зов.= +4 °С, для інтервалу температур в ід +4°С до-24 °С вважаємо П_ГВП=const.

Аналогічним чином виконані розрахунки для наступних точок температур -14, -19, -24 °С. Дані розрахунків приведені в таблиці 3.3.1.

Таблиця 3.3.1 – До розрахунку температурного графіку на ділянці ІІ для навантаження ГВП

tЗов,, °С			ПГВП
3,5			0,2653
-5	79,7	35,8	0,2668
36	0,2653
36,2	0,2638
-9	94,8	30,5	0,2681
30,9	0,2653
31,3	0,2625
-14	106,7	28,5	0,2618
27,97	0,2653
27,8	0,2665
-19	121,3	25,5	0,2628
25,12	0,2653
24,8	0,2675
-24	135,7	23	0,2642
22,85	0,2653
22,5	0,2677
-5	150,0	21,5	0,2616
20,97	0,2653
20,5	0,2687

 

Рис. 3.3.3 – Визначення температури зворотної мережної води ГВП на ділянці ІІ

Якщо, так то температура зворотної мережної води на ділянці ІІ згідно рис. 3.3.3. становить:

- при +0С ® 36 ;

- при -5°С ® 30,9 ;

- при -9°С ® 27,97 ;

- при -14°С ® 25,12 ;

- при -19°С ® 22,85 ;

- при -24°С ® 20,97 .

Рис. 3.3.4 – Температурний графік прямої та зворотної мережної води

гарячого водопостачання

Знаючи теплове навантаження та температури прямої та зворотної води можна знайти витрату мережної води, що йде на гаряче водопостачання, за наступною формулою, кг/с:

, або

де - ізобарна теплоємкість води при нормальних умовах.

Розрахуємо теплове навантаження опалення при різних температурах зовнішнього повітря через 4°С та для певних характерних значень. Результати розрахунків занесено в таблицю 3.3.2.

Таблиця 3.3.2 – Розрахунок витрат мережної води на гаряче водопостачання.

tЗов, °С			3,5		-5	-9	-14	-19	-24
,°С	70,0	70,0	70,0	79,7	94,8	106,7	121,3	135,7	150,0
,°С	41,0	41,0	41,0	36,0	30,9	28,0	25,1	22,9	21,0
, кг/с	1448,4	1448,4	1448,4	961,7	657,3	533,6	436,6	372,1	325,5

Рис 3.3.4 – Графік зміни витрат мережної води від температури зовнішнього повітря

Висновок

В курсовій роботі проводився розрахунок та побудова діаграми режимів та п’єзометричного графіку для теплового навантаження 800 МВт м. Донецьк.

При побудові діаграми режимів були отримані такі основні величини:

- для температури навколишнього середовища +4°С(максимальна витрата мережної води):

температура прямої мережної води - 70 °С;

температура зворотної мережної води - 41°С;

витрати мережної води –3361кг/с.

Перелік посилань

 

1. Методичні вказівки до курсової роботи по курсу “Теплофікація та теплові мережі”.Укл.: В.С.Столяр,Л.І.Федорченко,Е.Г.Скловска.-К.: КПІ, 2000.-25с.

2. Соколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети. –М.: Енергия,1982. –359с.

3. Рижкин В.Я. Тепловые електрические станции. –М.: Енергоатомиздат, 1987. –327с.

ВИХІДНІ ДАНІ

Станція теплопостачання збудована в місті Києві, тому всі температурні умови для даного регіону відомі і беруться з спеціальної літератури [1].

Теплопостачання відбувається за рахунок опалювальних відборів турбін Р-50-130/13 та Т-110/120-130.

Загальна схема до гідравлічного розрахунку зображена на рис.1.

А

Б

В

Д

Г

L1

L2

L3

L4

Рисунок 1.1 - Схема розташування споживачів

 

Довжини ділянок: L₁ = 2000 м, L₂ = 1500 м, L₃ = 4000 м, L₄ = 3000 м.

Висоти будівель: h_Б = 25 м, h_Г = 16 м, h_В = 10 м, h_Д = 25 м.

Витрати теплоносія на ділянках:

W_АБ = 100%; W_БГ = 0.6∙W_АБ;

W_БВ = 0.4∙W_АБ; W_ГД = 0.85∙W_БГ.

Максимальне навантаження в гарячій воді: Q_мах = 800 МВт.

Частка вентиляційного навантаження: γ_вен = 12%.

Частка навантаження гарячого водопостачання: γ_гвп = 22%.

Додаткові вихідні дані:

– температурний графік (150 – 70) °С;

– мінімальний діючий напір Н_Д^міn = 15 – 25 м вод. ст.;

– наближені втрати тиску для побудови наближеного п’єзометра h = 3 ÷ 9 мм вод. ст./м;

– температура в помешканні t_п = 18 °С;

– початок опалювального сезону при t_н = 8 °С.

 

ПОБУДОВА РІЧНОГО ГРАФІКА ВІДПУСКУ ТЕПЛОТИ

Річний графік відпуску теплоти будується в двох квадрантах діаграми. В лівому квадранті будується теплове навантаження Q залежно від температури зовнішнього повітря t_н, а у правому – залежно від тривалості цих температур.

Для побудови річного графіка відпуску теплоти необхідні кліматологічні дані району, які наведені в Додатку 3 [1].

Таблиця 2.1 – Кліматологічні дані для міста Дніпропетровськ

Температура зовнішнього повітря, °С	Число годин опалювального періоду з температурою зовнішнього повітря (°С), яка дорівнює або нижча за
Розрахункова для опалення tРО	Розрахункова для вентиляції tРВ	Середня за опалювальний період tСЗ	-25	-20	-15	-10	-5		+8
-24	-10	-0.6

 

Розрахункове навантаження вентиляції обчислюється за рівнянням:

Q_рв = γ_вен∙Q_мах

Q_рв=12%·800=96МВт.

Середньотижневе навантаження під час опалювального періоду становить:

Q^з_гвп = γ_гвп∙Q_мах

Q^з_гвп=22%·800=176 МВт.

Середньотижневе навантаження під час неопалювального (літнього) періоду становить:

Q^л_гвп = 0,7∙ Q^з_гвп

Q^л_гвп = 0,7∙176 =123,2 МВт.

Розрахункове навантаження опалення:

800-96-176=528 МВт

Отже всі необхідні дані для побудови графіка відпуску теплоти є, графік зображено на листі 1