КУРСОВАЯ РАБОТА ПО ТЕПЛОТЕХНИКЕ Теплоснабжение поселка и теплицы. Курсовая работа по теплотехнике. Курсовая работа по теплотехнике теплоснабжение поселка и теплицы Т32К535Г12 Разработал студент 431 б группы

• Название: Курсовая работа по теплотехнике теплоснабжение поселка и теплицы Т32К535Г12 Разработал студент 431 б группы
• Анкор: КУРСОВАЯ РАБОТА ПО ТЕПЛОТЕХНИКЕ Теплоснабжение поселка и теплицы
• Дата: 18.12.2022
• Размер: 265.5 Kb.
• Имя файла: Курсовая работа по теплотехнике.doc
• Тип: Курсовая; #851393
• страница: 4 из 4

ПдН

G_nn t_nn

t_nn

t_г

t_хв

НСВ

t_г

t^’_г

t_д

М_хв

t^”_г

D_св D_хв

D_2д

D_сн

D_1д

D_сеп

D_о

D_т

D_сп

СН

КН

М_пр

М_пр

ПН

t_д

t_n

G_n

t_см
А

t_о

G_o

3

2

8

8

1

4

11

10

9

5 6 7

Рисунок 2.2 – Принципиальная тепловая схема паровой котельной с отпуском теплоты в открытые тепловые сети


2.5 Компоновка котельной
Компоновка предусматривает правильное размещение котельных агрегатов и вспомогательного оборудования в помещении котельной.

В данной климатической зоне котельные строят закрытыми так как t_н < 30 ºС. В закрытых котельных все оборудование размещают внутри здания.

Оборудование котельной компонуем таким образом, чтобы здание ее можно было построить из унифицированных сборных конструкций. Одну торцевую стену оставляем свободной на случай расширения котельной. В котельной предусматриваем два выхода (так как площадь котельной более 200 м²), находящихся в противоположных сторонах помещения, с дверьми, открывающимися наружу. Одна из дверей по размерам обеспечивает возможность переноса оборудования котельной. При размещении оборудования соблюдаем следующие требования.

Расстояние от фронтов котлов до противоположной стены должно быть не менее 3 м. Для котлов, работающих на мазуте, минимальное расстояние от стены до горелочных устройств 1 м. Перед фронтом котлов допускается устанавливать дутьевые вентиляторы, насосы и тепловые щиты. При том ширина свободного прохода вдоль фронта принимается не менее 1,5 м. Проходы между котлами, котлами и стенами котельной оставляем равными не менее 1 м.

Компоновка котельной показана в графической части курсовой работы.
2.6 Технико-экономические показатели работы котельной
Работа котельной оценивается ее технико-экономическими показателями.

Часовой расход топлива, кг\ч

В = (3,6*Ф_р)/(q*η_к.а), (2.34)

где Ф_р – расчетная тепловая нагрузка котельной, Вт; q – удельная теплота сгорания топлива, кДж/м³; η_к.а – КПД котельного агрегата.

Ф_р = 1,8*10⁶ (Вт), q = 4,4*10⁴ (кДж/м³), η_к.а = 80,5 %

В = (3,6*1,8*10⁶)/( 4,4*10⁴ *0,805) = 183 (кг/ч)

Часовой расход условного топлива, кг/ч

В_ут = (В*q)/29300, (2.35)

В_ут = (183*4,4*10⁴)/29300 = 275 (кг/ч)

Годовой расход топлива, т

В_год = (10³*Q_год)/(q*η_к.а), (2.36)

где Q_год – годовой расход теплоты, ГДж/год.

Q_год = 3,6*10^-6*F*m_ф*m_τ

Из рисунка 2.1 определяем, F = 3425 (мм²), m_ф = 2,5*10⁴ (Вт/мм), m_τ = 66,77 (ч/мм).

Q_год = 3,6*10^-6*3425*2,5*10⁴ *66,77 = 20560 (ГДж/год)

В_год = (10³*20560)/( 4,4*10⁴ *0,805) = 0,58*10⁶ (т)

Годовой расход условного топлива, т

В_ут.год = (В_год*q)/29300, (2.37)

В_ут.год = (0,58*10⁶ *4,4*10⁴)/29300 = 0,87*10⁶ (т)

Удельный расход топлива, т/ГДж

b = В_год/Q_год , (2.38)

b = 0,58*10⁶ /20560 = 28,2 (т/ГДж)

Удельный расход условного топлива, т/ГДж

B_у.т = В_у.т.год/Q_год, (2.39)

B_у.т = 0,87*10⁶ /20560 = 42,3 (т/ГДж)

Коэффициент использования установленной мощности котельной

k_уст = (0,278*Q_год)/(8760*Ф_уст), (2.40)

Ф_уст = 3*Ф_к = 3*692*10³ = 1,8 МВт

k_уст = (0,278*20560)/(8760*1,8) = 0,36

3 Гидравлический и тепловой расчет сети теплоснабжения
3.1 Общие сведения о тепловых сетях
Тепловыми сетями называют систему трубопроводов, поставляющих тепловую энергию потребителям. В зависимости от вида транспортируемого теплоносителя тепловые сети разделяют на водяные и паровые. Водяные системы теплоснабжения могут быть закрытыми и открытыми. В закрытой системе вся вода возвращается к источнику теплоснабжения, в открытой – часть воды из тепловой сети разбирается потребителями на горячее водоснабжение.

Существует два способа прокладки тепловых сетей: подземный и надземный (воздушный). Наиболее распространена подземная прокладка теплопроводов в непроходных каналах и бесканальная.

Бесканальная прокладка теплопроводов самая дешевая. Но в этом случае возрастают требования к обеспечению надежной защиты теплоизоляции от влаги и стальных трубопроводов от наружной коррозии, затруднено так же проведение ремонтных работ.

Расстояние от поверхности земли до перекрытия канала или до верхней части труб при бесканальной прокладке принимают равным 1 м, а при высоком уровне грунтовых вод – 0,5 м.

При бесканальной прокладке к изоляции труб предъявляются повышенные требования. Тепловую изоляцию изготовляют из автоклавного армированного пенобетона, битумоперлита, асфальтоизола, асфальтокерамзитобетона и других материалов. Монолитную армопенобетоновую или битумоперлитовую изоляцию наносят на трубы, предварительно покрытые антикоррозийным защитным слоем. Наружная поверхность теплоизоляции имеет влагозащитное покрытие. Все эти операции выполняют в заводских условиях, а на строительстве теплотрассы остается только заделать стыки между секциями труб. Места стыков обертывают асбестовым шнуром, закрывают двумя полуцилиндрами из армопенобетона, заливают неплотности битумом и обклеивают снаружи изолом.




5


6


1








2

3

4

Рисунок 3.2 – Схема расположения двухтрубного трубопровода
1 – котельная 4 – магазин

2 – ремонтная мастерская 5 – поселок

3 – теплица 6 – двухтрубный трубопровод

3.2 Гидравлический расчет тепловых сетей
Цель гидравлического расчета – определить диаметры теплопроводов, потери напора в них, подобрать сетевые насосы и другое оборудование, предназначенное для транспортировки теплоносителя.

Потери давления в тепловой сети вызваны трением воды или пара о стенки трубопроводов и местными сопротивлениями (котел, арматура, компенсаторы, фасонные части труб и др.).

Для участка теплопровода постоянного диаметра потери давления, Па, определяем по выражению

ΔР_с = (l + l_э) Δр, (3.1)

где l – длина прямого участка трубопровода, м; l_э – условная дополнительная длина прямых труб, эквивалентная по потери давления местным сопротивлениям рассматриваемого участка, м; Δр – потери давления на 1 м трубы (для магистральных тепловых сетей принимают равным 60 Па/м).

l_э = ∑ζ (d/λ), (3.2)

где ∑ζ – сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке ([5] таблица Г.1); d –внутренний диаметр трубы, м; λ – коэффициент трения.

d = 0,15 (м)

По данным профессора С.Ф.Копьева, коэффициент трения и диаметр стальных водопроводов связывает зависимость




λ = 0,014/⁴√ d (3.3)




λ = 0,014/⁴√ d = 0,014/⁴√ 0,15 = 0,023

l = 500 (м), ∑ζ = 3*1,5 + 600*2 + 150*0,5 = 1279,5

3 – число тройников, 600 – число радиаторов, 150 – число мест внезапных сужений.

l_э = 1279,5* (0,15/0,025) = 8348 (м)

ΔР_с = (500 + 8348)*60 = 530880 (Па)

Диаметр трубопровода определяем по формуле

d = (0,263G_п^0,38)/(ρΔр)^0,19, (3.4)

где G_п - расход теплоносителя, т/ч, с учетом плотности теплоносителя – воды; ρ – средняя плотность теплоносителя, кг/м³.

d = (0,263*26^0,38)/(937,8*60)^0,19 = 0,145 (м)

Значение d округляем до стандартного значения 0,15 м.
3.3 Тепловой расчет сетей
Цель теплового расчета сетей – определить толщину тепловой изоляции и падение температуры теплоносителя на данном участке трассы.

Общее тепловое сопротивление подающего трубопровода определяем по формуле

R₁ = R_и + R_гр, (3.5)

где R_и – тепловое сопротивление изоляции, м*ºС/Вт; R_гр – тепловое сопротивление грунта, м*ºС/Вт.

R_и = (1/2πλ_и)*(ln(d_н.и/d_в.и)) (3.6)

d_н.и = d_н + 2*50 = 159 + 100 = 259 мм = 0,259 (м)

d_в.и = d_н = 0,159 (м)

так как толщина изоляционного слоя равна 50 мм , то λ_и = 0,12 (Вт/(м*ºС))

R_и = (1/(2*3,14*0,12))*(ln(0,259/0,159)) = 0,65 ((м*ºС)/Вт)

R_и = (1/2πλ_гр)*(ln((4*h)/d_н.и)), (3.7)

h = 1 (м), λ_гр = 0,87 (Вт/(м*ºС)) – для суглинистых маловлажных грунтов

R_и = (1/(2*3,14*0,87))*(ln((4*1)/0,259)) = 0,5 ((м*ºС)/Вт)

R₁ = 0,65 + 0,5 = 1,15 ((м*ºС)/Вт)

Для обратного трубопровода расчеты аналогичны, так как геометрические и физиологические параметры труб одинаковы, тогда R₂ = 1,15 ((м*ºС)/Вт).

Взаимное влияние одной трубы на другую учитывается разностью температур теплоносителя каждого трубопровода и грунта, общим тепловым сопротивлением каждого трубопровода R₁ и R₂ , а также дополнительным сопротивлением, определяемым по формуле Е.П.Шубина




R_доп = (1/(2πλ_гр))*ln√(2h/b)² +1, (3.8)

где b – расстояние между осями труб, м.

b = 259 + 20 = 279 = 0,279 (м)




R_доп = (1/(2*3,14*0,87))*ln√((2*1)/0,279)² +1 = 0,36 ((м*ºС)/Вт)

Удельные потери теплоты, Вт/м, двухтрубным теплопроводом определяем по следующим уравнениям:

Для подающего трубопровода
q₁ = ((t₁ - t_гр)R₂ – (t₂ - t_гр)R_доп)/(R₁*R₂ - R²_доп), (3.9)

Для обратного трубопровода

q₂ = ((t₂ - t_гр)R₁ – (t₁ - t_гр)R_доп)/(R₁*R₂ - R²_доп), (3.10)

где t₂ и t₁ – расчетные температуры теплоносителя в первом (подающем) и втором (обратном) трубопроводах, ºС.

t₂ = 70 ºС, t_гр = 5 ºС, t₁ = 125 ºС

q₁ = ((125 - 5)*1,15 – (70 - 5)*0,36)/(1,15*1,15 - 0,36²) = 96 (Вт/м)

q₁ = ((70 - 5)*1,15 – (125 - 5)*0,36)/(1,15*1,15 - 0,36²) = 26 (Вт/м)

Падение температуры теплоносителя, ºС , на участке трубопровода длиной l, м, находим из уравнения теплового баланса

В прямом

Δt₁ = (3,6*q₁*l*β)/(4,19*G_п), (3.11)

В обратном

Δt₂ = (3,6*q₂*l*β)/(4,19*G_п), (3.12)

где β – коэффициент к длине трубопровода, учитывающий потери теплоты изолированными компенсаторами, фланцевыми соединениями, арматурой. При бесканальной прокладке β = 1,15.

Δt₁ = (3,6*96*500*1,15)/(4,19*26*10³) = 1,82 ºС

Δt₁ = (3,6*26*500*1,15)/(4,19*26*10³) = 0,49 ºС

Заключение
В курсовой работе проведены теплотехнический расчет теплицы, расчет систем теплоснабжения котельной, гидравлический и тепловой расчет сети теплоснабжения.

Как показали расчеты, для получения сельскохозяйственной продукции в сооружениях защищенного грунта круглый год необходимы большие затраты энергоресурсов: тепловой и электрической энергии. Для обеспечения этих затрат, а также для обеспечения производственных, общественных и жилых помещений тепловой и электрической энергией необходимы мощные энергоустановки.

При расчете котельной были учтены все потребности потребителей в результате, мощность котельной равна 1,8 МВт. Экономически выгодно снизить тепловые потери в тепловых сетях, что достигается увеличением толщины изоляции трубопроводов при их бесканальной проводке.

При расчете тепловых сетей проблема энергосбережения при передаче теплоты потребителям с помощью тепловых сетей решалась технико-экономическим обоснованием выбора конструкции тепловой изоляции, обеспечивающей возможно меньше потерь теплоты в окружающую среду.

Таким образом, в курсовой работе был произведен расчет и выбраны оборудование, материалы и конструкции соответствующие условиям, требованиям и потребностям данной теплосети.


Список литературы

1. 
   Захаров А.А. Применение теплоты в сельском хозяйстве. – М.: Агропромиздат, 1986.
   
2. 
   Захаров А.А. Практикум по применению теплоты в сельском хозяйстве. – М.: Агропромиздат, 1986.
   
3. 
   Амерханов Р., Бессараб А., Драганов Б., Рудобашта С., Шишко Г. Теплоэнергетические установки и системы сельского хозяйства. - М.: Колос, 2002.
   
4. 
   Амерханов Р., Драганов Б. Проектирование систем теплоснабжения сельского хозяйства. – Коаснодар, 2001.
   
5. 
   Лекомцев П.Л., Новокрещенов Ю.В., Артамонова Л.П., Колесников С.А. Курсовое проектирование по теплотехнике: учебное пособие. – Ижевск: РИО ИжГСХА, 2004.