МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ХАРЧОВИХ ТЕХНОЛОГІЙ Інститут Навчально-науковий інженерно-технічний інститут ім.акад. І.С.Гулого Кафедра теплоенергетики та холодильної техніки «До захисту в ЕК» «До захисту допущено» Директор інституту Завідувач кафедри ______ Сергій Блаженко (підпис) (ім’я та прізвище) _________ Валентин Петренко (підпис) (м’я та прізвище) «___» лютого 2022 р. «___» лютого 2022 р. КВАЛІФІКАЦІЙНА РОБОТА НА ЗДОБУТТЯ ОСВІТНЬОГО СТУПЕНЯ БАКАЛАВРА зі спеціальності________________144 Теплоенергетика ______________________ (код та назва спеціальності) освітньо-професійної програми___________________________________________ ________________Теплоенергетика та енергоефективні технології_____________ на тему:_____Проект истеми теплопостачання житлово-промислового __________ ______________району № 2 в місті Вишневе _______________________________ Виконав: здобувач 5 курсу, групи ЗТЕ-5-7ск ___Фролова Наталія Володимирівна________________ ____________ (прізвище, ім’я, по батькові повністю) (підпис) Керівник доц. Бойко Володимир Олександрович ____________ (прізвище , ім’я та по батькові повністю) (підпис) Рецензент _________________ ___________ (ім’я та прізвище) (підпис) Я як здобувач Національного університету харчових технологій розумію і підтримую політику університету з академічної доброчесності. Я не надавав і не одержував недозволеної допомоги під час підготовки цієї роботи. Використання ідей, результатів і текстів інших авторів мають посилання на відповідні джерела. Здобувач____________________ (підпис) Київ — 2022 р. НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ХАРЧОВИХ ТЕХНОЛОГІЙ Навчально-науковий інженерно-технічний інститут ім.акад. І.С.Гулого Кафедра теплоенергетики та холодильної техніки Освітній ступінь____________бакалавр __________________________ Спеціальність_____________144 Теплоенергетика ________________ (код і назва) Освітньо-професійна програма Теплоенергетика та енергоефективні технології (назва) ЗАТВЕРДЖУЮ Завідувач кафедри ТЕХТ ________проф. Петренко В.П. “01” листопада 2021року З А В Д А Н Н Я НА КВАЛІФІКАЦІЙНУ РОБОТУ ЗДОБУВАЧА ________________________Фролової Наталії Володимирівни ___ (прізвище, ім’я, по батькові) 1. Тема роботи Проект системи теплопостачання житлово-промислового ____________________району № 2 в місті Вишневе___________________ __________________________________________________________________ керівник роботи к.т.н.,доц. Бойко Володимир Олександрович_______________ ( прізвище, ім’я, по батькові, науковий ступінь, вчене звання) затверджені наказом закладу вищої освіти від “01”11.2021 року № 859-кс____ 2. Строк подання здобувачем роботи_01.02.2022 року____________________ 3. Вихідні дані до роботи технoлoгічне навантаження 12,0 МВт; температура теплоносія 95 С; рoзpахункoва темпеpатуpа -22 С; темпеpатуpа зовнішнього пoвітpя -1,1 С; темпеpатуpа для системи вентиляції -10 oС; тривалість poбoти промислового підпpиємства – 7000 гoд; тривалість oпалювальнoгo пеpіoду – 187 діб; темпеpатуpи мережної вoди τ01/τ02:140oС/70oС. 4. Зміст пояснювальної записки (перелік питань, які потрібно розробити) 1. Poзpахунoк теплoвих навантажень житлoвo–промислового pайoну міста___ 2. Poзpахунoк теплoвoї схеми кoтельні з водогрійними кoтлами___________ 3. Oхopoна пpаці____________________________________________________ 4._Творче завдання на тему “ Система регулювання температури води системи опалення та гарячого водопостачання ”________________________________ 5. Перелік графічного матеріалу 1. План району з трасою теплових мереж. Схема абонентського приєднання ____житлового будинку до теплової мережі. Графіки. __________________ 2. Теплова схема котельні.__________________________________________ 3. План на відмітці 0,000.___________________________________________ 4. Розрізи 1-1, 2-2, 3-3.___________________________________________ 6. Консультанти розділів роботи Розділ Прізвище, ініціали та посада консультанта Підпис, дата завдання видав завдання прийняв 7. Дата видачі завдання_16.12.2021______________________ КАЛЕНДАРНИЙ ПЛАН № Назва етапів виконання кваліфікаційної роботи Строк виконання етапів роботи Примітка 1 Визначення теплових навантажень в системі ТПЖР 16.12-19.12.2021 Виконано 2 Розрахунок витрати та температури мережної води в прямій та зворотній магістралях 20.12-29.12.2021 Виконано 3 Визначення розрахункових витрат теплоносія 30.12-09.01.2022 Виконано 4 Формування вихідних даних до Частини 2 проекту 10.01-12.01.2022 Виконано 5 Розрахунок теплової схеми котельні 13.01-18.01.2022 Виконано 6 Вибір енергетичного обладнання котельні 19.01-22.01.2022 Виконано 7 Оформлення креслень та ПЗ 23.01-31.01.2022 Виконано Здобувач _______________ ____Фролова Н.В.__ (підпис) (прізвище та ініціали) Керівник роботи _____________ ____Бойко В.О. ( підпис ) (прізвище та ініціали) Змін. Лист № документа Підпис Дата Аркуш КР 000.144.005.002.2022.ПЗ Розробив Фролова Н.В. Перевірив Бойко В.О. Рецензув. Затвердив Петренко В.П. Проект системи теплопостачання житлово-промислового району №2 в м. Вишневе ЗМІСТ Літера 4 ЗТЕ-5-7ск кафедра ТЕХТ НУХТ Аркушів ЗМІСТ АНОТАЦІЯ…………………………………………………………………. 5 ВСТУП………………………………………………………………..…….. 7 РОЗДІЛ 1. Розрахунок теплових навантажень житлово – промислового району міста…………………………………...………………………….. 8 1.1. Вихідні дані до проекту…………………………………………. 8 1.2. Визначення теплових навантажень в системі теплопостачання житлового району………………………………………………………… 10 1.3. Розрахунок витрати та температури мережної води в прямій та зворотній магістралях………………………………………………….. 15 1.3.1. Розрахунок витрат та температур мережної води на опалення 15 1.3.2. Розрахунок витрат та температур мережної води на гаряче водопостачання………………………………………………….……… 17 1.3.3. Розрахунок витрат та температур мережної води на вентиля- цію…………………………………………………………………………… 22 1.4. Визначення розрахункових витрат теплоносія………………………. 24 1.5. Вихідні дані до розділу 2…………....……………………..…............. 25 РОЗДІЛ 2. Розрахунок теплової схеми котельні з водогрійними котлами…………………………………………………… 28 2.1.Формування вихідних даних для теплового розрахунку котельні з водогрійними котлами………………………………………… 28 2.2. Формування принципової схеми водогрійної котельні…………. 30 2.3. Розрахунок теплової схеми котельні з водогрійними котлами … 31 2.4. Визначення енергетичних показників роботи водогрійної котельні …………………………………………………………….. 41 2.5. Вибір обладнання котельні з водогрійними котлами…………… 44 РОЗДІЛ 3. Охорона праці………………………………………………… 52 РОЗДІЛ 4. Система регулювання температури води системи опалення та гарячого водопостачання ………………………………….……………… 58 Список використаної літератури………………………………………… 73 Змін. Лист № документа Підпис Дата Аркуш КР 000.144.005.002.2022.ПЗ Розробив Фролова Н.В. Перевірив Бойко В.О. Рецензув. Затвердив Петренко В.П. Проект системи теплопостачання житлово-промислового району №2 в м. Вишневе АНОТАЦІЯ Літера 5 ЗТЕ-5-7ск кафедра ТЕХТ НУХТ Аркушів АНОТАЦІЯ Фролова Н.В. Проект системи теплопостачання житлово- промислового району № 2 в місті Вишневе - кваліфікаційна робота на правах рукопису. Даний проект містить розрахунок теплових навантажень в системі тепло- постачання житлового району на 27 кварталів, знайдені графіки залежності те- плових навантажень опалення, вентиляції та гарячого водопостачання району від температури зовнішнього повітря, графік залежності температур і витрати мережної води від температури зовнішнього повітря, графік річної сумарної витрати теплоти. Обґрунтована та сформульована система технічних рішень зі створення котельні, виконаний розрахунок теплової схеми котельні з техніко – економіч- ним показником ефективності її роботи, здійснений вибір енергетичного обла- днання котельні, викреслена розгорнута схема котельні, план та повздовжній розріз. Третя частина - розділ з охорони праці, в якому розглянуто питання без- печної експлуатації котельного устаткування. Четверта частина – П'єзометричний графік теплових мереж. Графічна частина виконана на 4 листах формату А1. Ключові слова: тепловий розрахунок, котельня, графіки наван- тажень, теплове обладнання, схема абонентського приєднання, водог- рійна котельня, сучасні системи теплозабезпечення. Змін. Арк. № документа Підпис Дата Арк. 6 КР 000.144.005.002.2022.ПЗ АBSTRACT Frolova N.V. Project of heat supply system of residential-industrial dis- trict № 2 in the city of Vushneve - qualification work on the rights of the manu- script. This project contains the calculation of heat loads in the heating system of a residential area for 27 quarters, found graphs of dependence of heat loads of heating, ventilation and hot water supply of the area on the outside air temperature, graph of temperature and network water consumption from outside air temperature, schedule of annual total heat consumption. The system of technical decisions on creation of a boiler-house is substantiated and formulated, the calculation of the thermal scheme of a boiler- house with a technical-economic indicator of efficiency of its work is executed, the choice of power equipment of a boiler-house is carried out, the expanded scheme of a boiler-house The third part is the section on labor protection, which considers the issue of safe operation of boiler equipment. The fourth section is water temperature control system for heating and hot water supply systems. The graphic part is made on 4 sheets of A1 format. Key words: thermal calculation, boiler house, load schedules, thermal equipment, subscriber connection scheme, water-heating boiler room, modern heat supply systems. Змін. Лист № документа Підпис Дата Аркуш КР 000.144.005.002.2022.ПЗ Розробив Фролова Н.В. Перевірив Бойко В.О. Рецензув. Затвердив Петренко В.П. Проект системи теплопостачання житлово-промислового району №2 в м. Вишневе ВСТУП Літера 7 ЗТЕ-5-7ск кафедра ТЕХТ НУХТ Аркушів ВСТУП Метою дипломного проекту є розроблення водогрійної котельні для забез- печення потреб опалення, вентиляції та гарячого водопостачання житлового району міста та технологічного навантаження підприємства. Актуальність даної роботи полягає в тому, що на сьогоднішній день біль- шість будинків житлових районів мають «морально» застаріле обладнання, яке не відповідає сучасним вимогам і потребам населення нашої держави. Через це виникає потреба у створенні сучасного обладнання, яке відповідає європейсь- ким стандартам і зможе повністю забезпечувати зростаючі потреби населення у тепло – та водопостачанні. В основу даного дипломного проекту покладено створення водогрійної ко- тельні, яка зможе при економії електроенергії та палива, працюючи максималь- но ефективно, забезпечити житловий район опаленням, гарячим водопостачан- ням, та технологічним навантаженням підприємства. Для реалізації цього виконані такі задачі : - розраховані теплові навантаження в системі теплопостачання житлового району; - знайдені витрата та температури мережної води в прямій та зворотній ма- гістралях; - розрахована теплова схема котельні з водогрійними котлами; - визначена собівартість теплоти, відпущена від котельні; - виконані монтажні креслення котельні; При дотриманні всіх розрахунків, дана система зможе більш повно задово- льнити потреби населення даного району у опаленні, гарячому водопостачанні та потреби у тепловому навантаженні підприємства. Змін. Лист № документа Підпис Дата Аркуш 8 КР 000.144.005.002.2022.ПЗ Розробив Фролова Н.В. Перевірив Бойко В.О. Рецензув. Затвердив Петренко В.П. Проект системи теплопостачання житлово-промислового району №2 в м. Вишневе РОЗДІЛ 1 Літера ЗТЕ-5-7ск кафедра ТЕХТ НУХТ Аркушів РОЗДІЛ 1. РОЗРАХУНОК ТЕПЛОВИХ НАВАНТАЖЕНЬ ЖИТЛОВО-ПРОМИСЛОВОГО РАЙОНУ МІСТА 1.1. ВИХІДНІ ДАНІ ДО ПРОЕКТУ 1.1.1. Географічний пункт розміщення житлово-промислового району – м. Вишневе. 1.1.2. Генплан мікрорайону з розміщенням джерела теплоти – варіант №2 (27 житлових квартали). 1.1.3. Структура теплового навантаження: 1.1.3.1. Опалення житлових кварталів; 1.1.3.2. Гаряче водопостачання житлових кварталів; 1.1.3.3 Вентиляція громадських будівель; 1.1.3.4. Технологічне навантаження промислового підприємства 12 МВт (літній режим 10 МВт); (Теплоносій – гаряча вода 95'' 2 =t оС, степінь повернення води 1,0). 1.1.4. Розрахункова температура (максимально зимова) для проектування сис- теми опалення о.зt = (–22) оС. 1.1.5. Середня температура зовнішнього повітря за опалювальний період – оп.сер зt = -1,1 оС. 1.1.6. Розрахункова температура для проектування системи вентиляції – -10 оС. 1.1.7.Температура початку опалювального періоду, 8tзпк += оС 1.1.8. Температура точки “зламу”, з.зt (розраховуються після побудови графіка зміни температури і витрати мережної води на опалення в залежності від темпера- тури зовнішнього повітря) 1.1.9. В дипломному проекті розрахунки всіх видів теплових навантажень здій- снюються для трьох характерних режимів: - максимально зимового; - точки “зламу” температурного графіка опалення; - літнього. 1.1.10. Тривалість роботи промислового підприємства – 7000 год. 1.1.11. Тривалість опалювального періоду – оn =187 діб. 1.1.12. Тривалість періоду стояння температур зовнішнього повітря, діб Таблиця 1.1 Температура Інтервали середньодобових температур зовнішнього повітря, оС -30… …-25 -25… …-20 -20… …-15 -15… …-10 -10… …-5 -5… …0 0… …+5 +5… …+8 У вказаному інтервалі 0,0 0,0 1,4 7,0 20,7 49,3 31,6 76,8 Нижче даної 0,0 0,2 1,6 8,6 29,3 78,6 110,2 187,0 Змін. Арк. № документа Підпис Дата Арк. КР 000.144.005.002.2022.ПЗ 1.1.13. Розрахункові температури мережної води ' ' 01 02/ :τ τ 140°С/70°С. 1.1.14. Система теплопостачання – закрита 1.1.15. Метод регулювання теплового навантаження на опалення - центральне якісне регулювання спільно з місцевим кількісним регулюванням. 1.1.16. Схема підключення підігрівників гарячого водопостачання до системи опалення - двоступенева змішана. 9 Змін. Арк. № документа Підпис Дата Арк. КР 000.144.005.002.2022.ПЗ 1.2. ВИЗНАЧЕННЯ ТЕПЛОВИХ НАВАНТАЖЕНЬ В СИСТЕМІ ТЕПЛОПОСТАЧАННЯ ЖИТЛОВОГО РАЙОНУ 1.2.1. Викреслюємо план району, у відповідності із завданням у масштабі 1:6000 . 1 2 3 4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 16 17 14 15 18 19 20 21 22 23 24 25 27 26 Рис.1.1 План району 1.2.2. Нумеруємо на плані району квартали району теплопостачання. 1.2.3. Визначаємо загальну площу житлових споруд району: 0,82 6500ж і іF F f= = ⋅ = 5321,85 м2 де іf - густина (щільність) житлового фонду, м2/га, приймається в залежності від поверховості забудови (Додаток 8 [1]). 1.2.4. Визначаємо максимальне теплове навантаження системи опалення жит- лових і громадських будівель: ' 6 6 max (1 )10 76,2 5321,85 (1 0,25) 10о о ж грQ q F К − −= + = ⋅ ⋅ + ⋅ = 0,51 МВт де оq - укрупнений показник максимального теплового потоку на опалення 1м2 за- гальної площі житлових споруд, Вт/м2 (Додаток 9 [1]); грК - коефіцієнт, що враховує тепловий потік на опалення громадських споруд, 25,0=грК . 10 Змін. Арк. № документа Підпис Дата Арк. КР 000.144.005.002.2022.ПЗ 1.2.5. Визначаємо максимальне теплове навантаження системи вентиляції гро- мадських споруд: ' 6 6 max 10 0,25 0,6 76,2 5321,85 10в гр в о жQ К К q F − −= = ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ = 0,06МВт де вК - коефіцієнт, що враховує тепловий потік на вентиляцію громадських споруд; 4,0=вК - для споруд, збудованих до 1985 року, 6,0=вК - для споруд, збудованих після 1985 року. 1.2.6. Визначаємо чисельність (кількість мешканців) людей, що проживають у районі: 5321,85 20 ж з Fm f = = = 266 де зf - норма загальної площі на одного мешканця (людину), приймається 25...18=зf м2/люд. 1.2.7. Визначаємо середнє теплове навантаження на гаряче водопостачання житлових і громадських споруд: ' 6 610 376 266 10ГВП гQ q m − −= = ⋅ ⋅ = 0,1МВт де гq - укрупнений показник середнього теплового потоку на гаряче водопоста- чання на одну людину, Вт/люд., (Додаток 10[1]); m - кількість людей. .2.8. Зводимо результати розрахунку по кожному кварталу в таблицю 1.2 Таблиця 1.2 Розрахунок теплових навантажень Номер кварталу Площа квар- талу, га Густина (щіль- ність) житло- вого фонду м2/га Житлова площа кварталу, м2 Кількість мешканців, чол. Теплові потоки Опалення ' maxоQ , МВт Вентиля- ція ' maxвQ , МВт ГВП ' ГВПQ , МВт Всього 6+7+8, МВт 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0,82 6500 5321,85 266 0,51 0,06 0,10 0,67 2 0,58 6500 3792,31 190 0,36 0,04 0,07 0,48 3 0,55 6500 3551,83 178 0,34 0,04 0,07 0,45 4 0,54 6500 3534,33 177 0,34 0,04 0,07 0,44 5 0,42 6500 2755,50 138 0,26 0,03 0,05 0,35 6 0,51 5900 3005,52 150 0,35 0,04 0,06 0,45 7 0,48 5900 2812,77 141 0,33 0,04 0,05 0,42 8 0,38 5900 2254,14 113 0,26 0,03 0,04 0,34 9 0,46 5900 2709,61 135 0,32 0,04 0,05 0,41 10 0,45 5900 2681,41 134 0,31 0,04 0,05 0,40 11 0,73 7500 5460,88 273 0,52 0,06 0,10 0,69 12 0,19 7500 1456,54 73 0,14 0,02 0,03 0,18 13 0,23 7500 1743,08 87 0,17 0,02 0,03 0,22 14 0,92 7500 6873,41 344 0,65 0,08 0,13 0,86 15 0,83 7500 6226,13 311 0,59 0,07 0,12 0,78 16 1,77 5800 10286,11 514 0,98 0,12 0,19 1,29 17 0,64 5800 3720,24 186 0,35 0,04 0,07 0,47 18 1,12 6400 7154,10 358 0,68 0,08 0,13 0,90 11 Змін. Арк. № документа Підпис Дата Арк. КР 000.144.005.002.2022.ПЗ 19 1,28 4500 5739,44 287 0,67 0,08 0,11 0,86 20 1,58 4500 7104,91 355 0,83 0,10 0,13 1,06 21 1,33 4500 5972,76 299 0,70 0,08 0,11 0,89 22 4,24 6000 25446,30 1272 2,42 0,29 0,48 3,19 23 0,39 6000 2349,88 117 0,22 0,03 0,04 0,29 24 0,28 6000 1706,10 85 0,16 0,02 0,03 0,21 25 1,13 7100 8031,51 402 0,77 0,09 0,15 1,01 26 1,09 6800 7387,30 369 0,70 0,08 0,14 0,93 27 4,25 6000 25485,14 1274 2,43 0,29 0,48 3,20 Всього 27,20 164563,09 8228 16,37 1,96 3,09 21,43 1.2.9. Визначаємо максимальне теплове навантаження на гаряче водопоста- чання житлових і громадських споруд: ' ' max 2,4 2,4 3,09ГВП ГВПQ Q= = ⋅ = 7,43 МВт 1.2.10. Визначаємо середнє теплове навантаження на гаряче водопостачання для неопалювального (літнього) періоду: .' . 55 55 153,09 0,8 55 55 5 х всер л ГВП ГВПЛ х вз t Q Q t β − − = = ⋅ ⋅ = − − 1,98МВт де лвхt . - температура холодної водопровідної води для літнього періоду, 15х.в.л t = оС; звхt . - температура холодної водопровідної води для опалювального (зимового) пері- оду, 5х.в.з t = оС; β - коефіцієнт, що враховує зміну витрати мережної води на гаряче водопостачання в неопалювальний період по відношенню до опалювального; для житлово-комунального сектора 8,0=β ; для курортних і південних міст 5,1=β ; для підприємств 1=β . 1.2.11. Визначаємо максимальне теплове навантаження на гаряче водопоста- чання для неопалювального /літнього/ періоду: .' max max . 55 55 157,43 0,8 55 55 5 х всер л ГВП ГВПЛ х вз t Q Q t β − − = = ⋅ ⋅ = − − 4,75 МВт 1.2.12. Визначаємо теплові навантаження на опалення оQ та вентиляцію вQ для 5-ти характерних температур зовнішнього повітря озt . , зt , опалсер зt . , ззt . , зпкt : .' ' max max . . 18 ( 22)16,37 16,37 1 18 ( 22) в р з о о оo в р з о t t Q Q Q Q t t − − + − − = = = = ⋅ = + − − 16,37 МВт .' ' max max . . 18 ( 22)1,96 1,96 1 18 ( 22) в р з в в во в р з о t t Q Q Q Q t t − − + − − = = = = ⋅ = + − − 1,96 МВт де рвt . - температура повітрі всередині приміщення, +18 оС; озt . - розрахункова тем- пература зовнішнього повітря на опалення, оС. 1.2.13. Визначаємо теплове навантаження системи гарячого водопостачання (середнє і максимальне) на протязі опалювального періоду, як незмінні, незалежно від температури зовнішнього повітря. 1.2.14. Зводимо результати розрахунків теплових навантажень в таблицю 1.3. 12 Змін. Арк. № документа Підпис Дата Арк. КР 000.144.005.002.2022.ПЗ Таблиця 1.3 Значення максимальних і середніх теплових навантажень в залежності від температури зовнішнього повітря № п/п Позна- чення Оди- ниця ви- міру Тепловий потік при зt озt . -22 оС зt -10 оС опалсер зt . -1,1 оС ззt . +2,6 оС зпкt +8 оС літо 1 оQ 1,00 0,70 0,48 0,39 0,25 2 оQ МВт 16,37 11,46 7,82 6,30 4,09 3 вQ МВт 1,96 1,37 0,94 0,76 0,49 4 ' ГВПQ МВт 3,09 3,09 3,09 3,09 3,09 1,98 5 ' maxГВПQ МВт 7,43 7,43 7,43 7,43 7,43 4,75 6 Всього: 2+3+4 МВт 21,43 15,93 11,85 10,15 7,68 1,98 7 Всього: 2+3+5 МВт 25,76 20,26 16,18 14,48 12,01 4,75 1.2.15. Визначаємо річну витрату теплоти : - на опалення: = − − = 6,3 .. . .' max озрв опалсер зрв оо річн о tt tt nQQ 18 ( 1,1)16,37 187 24 3,6 18 ( 22) + − − = ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ = + − − 126282,17 ГДж/рік - на вентиляцію: . .' max . . 3,6 24 сер опал в р зрічн в в о в р з о t tzQ Q n t t − = = − 16 18 ( 1,1)1,96 187 24 3,6 24 18 ( 22) + − − = ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ = + − − 10102,57 ГДж/рік - на гаряче водопостачання: =−+= 6,3))(( ' о сер ГВПоГВП річн ГВП nnQnQQ Л (3,09 187 24 1,98 (8400 187 24)) 3,6= ⋅ ⋅ + ⋅ − ⋅ ⋅ = 77870,75 ГДж/рік де оn - тривалість опалювального періоду, діб; n - тривалість роботи системи гаря- чого водопостачання (ГВП) протягом року, 8400n = год; z - тривалість роботи ве- нтиляційної системи протягом доби, 16z = год/добу; опалсер зt . - середня температура зовнішнього повітря протягом опалювального періоду, оС. 1.2.16. Визначаємо сумарну річну витрату теплоти на опалення, на вентиляцію та на ГВП(1 квартал): річнрічн річн річн о в ГВПQ Q Q Q+ += =∑ 126282,17 +10102,57+77870,75=214255,49 ГДж/рік річнQ =∑ 59515,41 МВт ⋅ год/рік 1.2.17. Будуємо графік зміни теплових навантажень на опалення, ГВП та вен- тиляцію в залежності від температури зовнішнього повітря та графік зміни тепло- вих навантажень протягом року. 13 Рис 1.2 Графік зміни теплових навантажень опалення, вентиляції та ГВП на протязі опалювального періоду та року К Р 000.144.005.002.2022.П З Аркуш Дата Підпис № докум. Аркуш Зм. 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 0 10 20 30 -22-20-18-16-14-12-10-8-6-4-202468 Температура зовнішнього повітря, °С Q0=f(t) Qгвп=f(t) Qв=f(t) Qгвп max=f(t) ΣQ=f(t) ΣQmax=f(t) Q, МВт 14 Змін. Арк. № документа Підпис Дата Арк. КР 000.144.005.002.2022.ПЗ 1.3. РОЗРАХУНОК ВИТРАТИ ТА ТЕМПЕРАТУРИ МЕРЕЖНОЇ ВОДИ В ПРЯМІЙ ТА ЗВОРОТНІЙ МАГІСТРАЛЯХ 1.3.1. Розрахунок витрат та температур мережної води на опалення 1.3.1.1. Визначаємо температуру мережної води для 5-ти характерних темпе- ратур зовнішнього повітря озt . , зt , опалсер зt . , ззt . , зпкt : - в подавальному трубопроводі: =−+∆+= )5,0( ''8,0' .1 θδττ oooорво QQtt 0,895 70 18 ( 22) 18 ( 22)18 18 (70 0,5 25) 2 18 ( 22) 18 ( 22)  + − − − − = + − ⋅ + − ⋅ =   − − − −    140 оС - після вузла змішування: =+∆+= ooорво QQtt '8,0' .3 5,0 θτ 0,818 ( 22) 18 ( 22)18 64,5 0,5 25 95 18 ( 22) 18 ( 22)  − − − − = + ⋅ + ⋅ = − − − −  оС після системи опалення (опалювальних приладів): =−∆+= ooорво QQtt '8,0' .2 5,0 θτ 0,818 ( 22) 18 ( 22)18 64,5 0,5 25 70 18 ( 22) 18 ( 22)  − − − − = + ⋅ − ⋅ = − − − −  оС де 5,64185,82. '' =−=−=∆ рвпро tt τ оС; ' ' ' 03 02 95 70 82,5 2 2пр τ τ τ + + = = = оС; . . . 18 ( 22) 1 18 ( 22) в р з o в р з о t t Q t t − − − − = = = − − ; ' ' ' 1 2 140 70o o oδτ τ τ= − = − = 70оС; ' ' ' 3 2 95 70o oθ τ τ= − = − =25 оС ' 3oτ - розрахункова температура мережної води перед системою опалення (на вході в опалювальні прилади), приймається в межах 95…105 оС. 1.3.1.2. Визначаємо витрату мережної води на опалення у першому діапазоні ( ззЗПК tt .... ): 3 3 ''' ''' 1 2 10 4,09 10 4,19 (70 43,24)( ) o o o o Q G c τ τ ⋅ = = = ⋅ −− 36,5 кг/с 1.3.1.3. Визначаємо витрату мережної води на опалення у другому діапазоні ( оззз tt .. − ), витрата є постійною і дорівнює розрахунковій, за формулою: ' 3 3 ' max max ' ' 1 2 10 16,37 10 55,81 4,19 (140 70)( ) o o o o Q G c τ τ ⋅ = = = ⋅ −− кг/с 1.3.1.4 Зводимо результати визначення температур і витрат в таблицю 1.4. Таблиця 1.4 15 Змін. Арк. № документа Підпис Дата Арк. КР 000.144.005.002.2022.ПЗ Результати розрахунку температури і витрати мережної води на опалення в залежності від температури зовнішнього повітря Позна- чення Одиниця виміру Температура і витрата мережної води при озt . -22 оС зt -10 оС опалсер зt . -1,1 оС ззt . +2,6 оС зпкt +8 оС 1оτ оС 140 106,74 81,16 70 70 2оτ оС 70 57,74 47,74 43,24 43,24 3оτ оС 95 75,24 59,67 52,87 52,87 оG кг/с 55,81 55,81 55,81 55,81 36,50 1.3.1.5. Будуємо графік зміни температури і витрати мережної води на опа- лення в залежності від температури зовнішнього повітря. 106,74 81,16 57,74 47,74 43,24 75,24 59,67 52,8752,87 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 -22-21-20-19-18-17-16-15-14-13-12-11-10-9-8-7-6-5-4-3-2-1012345678 Те м пе ра ту ра в од и, 0 С Температура зовнішнього повітря, 0С τ02=f(t) τ03=f(t) τ01=f(t) 16 Змін. Арк. № документа Підпис Дата Арк. КР 000.144.005.002.2022.ПЗ Рис 1.3 Графік зміни температури і витрати мережної води на опалення в за- лежності від температури зовнішнього повітря 1.3.2. Розрахунок витрат та температур мережної води на гаряче водопо- стачання 1.3.2.1. Визначаємо витрату мережної води на гаряче водопостачання: 3 3 max max ''' ''' .1 2 10 7,43 10 60 (43,24 5) 4,19(70 43,24) 60 5( ) ГВП г п ГВП г х зo o Q t t G t tc τ τ − ⋅ − − = = ⋅ = − − −− 26,2кг/с 1.3.2.2. Визначаємо температуру мережної води після підігрівника 1-го сту- пеню: ( ) 3. 2 2 . max 1 (43,24 5) 5 143,24 7,43 10 60 5 4,19 (55,81 26,2) п х з o ГВП г х з o ГВП t t Q t t с G G τ τ − − − = − = − ⋅ ⋅ ⋅ = − + − ⋅ + 30,18оС де пt - температура водопровідної води після підігрівника ГВП 1-го ступеня, оС, ''' 2 (5...10 )o п o Ct τ= − . 3.2.3 Визначаємо витрату теплоносія і температури мережної води при ''' зз tt ≠ . Розрахунок виконується в два етапи: попередній і кінцевий. Попередній розрахунок ( зt =3,4оС): 1.3.2.4. Визначаємо температурні напори 1-го і 2-го ступенів підігрівників при розрахунковому режимі ( ''' зз tt = ): ''' .2 2 .2 ''' 2 ( ) ( ) (30,18 5) (43,24 38,24) 30,18 5lnlnln 43,24 38,24 II I I мб х з пo І х зб пoм t t t tt t t tt τ τ τ τ ∆ −∆ − − − − − −∆ = = = =∆ − − −−∆ 12,48оС ''' 1 2 ''' 1 2 ( ) ( ) (70 60) (43,24 38,24) 70 60lnln ln 43,24 38,24 IIII II II мб г пo г ІІ б гo м пг t t t tt t t t t τ τ τ τ ∆ −∆ − − − − − −∆ = = = =∆ −− −∆ − 7,21оС 3.2.5. Визначаємо витрату водопровідної води на ГВП: 3 3 max . 10 7,43 10 ( ) 4,19 (60 5)М ГВП г г х з Q q c t t ⋅ = = = − ⋅ − 32,22 кг/с 1.3.2.6. Визначаємо теплопродуктивність підігрівників 1-го і 2-го ступенів, за формулами (4.16) та (4.17): 55,81 36,50 0 10 20 30 40 50 60 70 -22-21-20-19-18-17-16-15-14-13-12-11-10-9-8-7-6-5-4-3-2-1012345678 Ви тр ат а во ди , к г/ с Температура зовнішнього повітря, 0С G0=f(t)Місцеве кількісне Центральне якісне регулювання 17 Змін. Арк. № документа Підпис Дата Арк. КР 000.144.005.002.2022.ПЗ .( ) 4,19 32,22 (43,2 5) МI г п х зQ сq t t= − = ⋅ ⋅ − = 4,49МВт ( ) 4,19 32,22 (60 43,2) МІI г г пQ сq t t= − = ⋅ ⋅ − = 2,94МВт Умова maxГВПІІI QQQ =+ виконується. 1.3.2.7. Визначаємо витрати мережної води, що проходить через підігрівників 1-го і 2-го ступенів,: ' max 36,37 55,81I II oG G G= + = + = 92,24 кг/с 3 3 max ''' ''' 1 2 0,55 10 0,55 7,43 10 4,19 (70 43,24)( ) ГВП II o o Q G c τ τ ⋅ ⋅ = = = ⋅ −− 36,43 кг/с 1.3.2.8. Визначаємо параметр підігрівників 1-го та 2-го ступенів: 3 310 4,49 10 12,48 4,19 32,22 92,24 І І І І І М б QФ t с G G ⋅ = = = ∆ ⋅ ⋅ ⋅ 1,57 3 310 2,94 10 7,21 4,19 32,22 92,24 ІІ ІІ ІІ ІІ ІІ М б Q Ф t с G G ⋅ = = = ∆ ⋅ ⋅ 2,84 1.3.2.9. Визначаємо теплопродуктивність 1-го ступеню, нехтуючи витратою мережної води через 1-й ступінь IG і приймаючи витрату нагрівної води через його рівною ' maxoG , температуру нагрівної води на вході в підігрівник 1-го сту- пеню, рівною 2oсм ττ = : .( ) 4,19 0,75 32,22 (47,74 5) ІI І М см х зQ с G tε τ= − = ⋅ ⋅ ⋅ − =4,32МВт де Іε визначаю за формулою: 1 1 1 32,22 1 32,220,35 0,65 0,35 0,65 55,81 1,57 55,81 І І І І М М І б І б G G G Ф G ε − −     = + + = ⋅ + + ⋅ =           0,75 1.3.2.10. Визначаємо температуру водопровідної води після підігрівника 1-го ступеню, за формулою: 3 3 . 10 4,32 105 4,19 32,22 М I п х з г Qt t сq ⋅ = + = + = ⋅ 37,02 оС 1.3.2.11. Визначаємо теплопродуктивність підігрівника 2-го ступеню, за фо- рмулою: max 7,43 4,32ІІ ГВП IQ Q Q= − = − = 3,11МВт 1.3.2.12. Визначаємо витрату мережної води через підігрівник 2-го ступеню, за формулою : 3 3 01 2 10 3,11 10 ( ) 4,19 (81,16 37,02) ІІ II г QG c τ τ ⋅ = = = − ⋅ − 16,77кг/с Для попереднього розрахунку нехтую величиною недогріву підігрівнику 2- го ступеню, тобто приймаю пг t=2τ 1.3.2.13. Визначаємо витрату мережної води через підігрівник 1-го ступеню, за формулою: ' max 16,77 55,81I II oG G G= + = + =72,58 кг/с 1.3.2.14. Визначаємо температуру мережної води на вході в підігрівник 1-го ступеню, за формулою: 18 Змін. Арк. № документа Підпис Дата Арк. КР 000.144.005.002.2022.ПЗ ' max 2 2 55,81 16,7747,74 37,02 72,58 72,58 o II см o г I I G G G G τ τ τ= + = ⋅ + ⋅ = 45,26 оС Попередній розрахунок закінчено. Кінцевий розрахунок. 1.3.2.15. Визначаємо теплопродуктивність 1-го ступеню. В даному випадку витрати нагрівної і водопровідної води приймаються відповідно IG і Мгq . .( ) 4,19 0,81 32,22 (45,26 5) ІI І М см х зQ с G tε τ= − = ⋅ ⋅ ⋅ − = 4,42МВт 1 1 1 32,22 1 32,220,35 0,65 0,35 0,65 72,58 1,57 72,58 І І І І М М І б І б G G G Ф G ε − −     = + + = ⋅ + + ⋅ =           0,81 1.3.2.16. Визначаємо температуру водопровідної води після підігрівника 1-го ступеню, за формулою: 3 3 . 10 4,42 105 4,19 32,22 М I п х з г Qt t сq ⋅ = + = + = ⋅ 37,77 оС 1.3.2.17. Визначаємо теплопродуктивність підігрівника 2-го ступеню, за фо- рмулою: max 7,43 4,42ІІ ГВП IQ Q Q= − = − = 3,01МВт 1.3.2.18. Визначаємо витрату мережної води через підігрівник 2-го ступеню за формулою: 2 2 012 3 1,7 ( ) 1 1 2,6 0,35 10 М М ІІ г II п г ІІ ІІ Ф q G t сq Ф Q τ = =  −   − + + −      2 2 2 3 1,7 2,84 32,22 (81,16 37,77) 4,19 32,221 1 2,6 2,84 0,35 3,01 10 ⋅ ⋅ =  − ⋅ ⋅ − + + ⋅ −  ⋅    =14,89кг/с 1.3.2.19. Визначаємо температуру мережної води на виході із підігрівника 2- го ступеню, за формулою: 3 3 2 01 10 3,01 1081,16 14,89 4,19 ІІ г II Q G c τ τ ⋅ = − = − = ⋅ 33,05 оС 1.3.2.20. Визначаємо витрату мережної води через підігрівник 1-го ступеню, за формулою: ' max 14,89 55,81I II oG G G= + = + = 70,7кг/с 1.3.2.21. Визначаю температуру мережної води на вході в підігрівник 1-го ступеню, за формулою: ' max 2 2 55,81 14,8947,74 33,05 70,7 70,7 o II см o г I I G G G G τ τ τ= + = ⋅ + ⋅ = 45,26 оС 1.3.2.22. Перевіряю теплову продуктивність 1-го і 2-го ступенів підігрівників за формулами (4.20)-(4.22) [1]. Якщо знайдені величини наближені до даних по- переднього розрахунку, розрахунок закінчено. - Визначаємо теплопродуктивність 1-го ступеню: - .( ) 4,19 0,81 32,22 (45,26 5) ІI І М см х зQ с G tε τ= − = ⋅ ⋅ ⋅ − = 4,32МВт 19 Змін. Арк. № документа Підпис Дата Арк. КР 000.144.005.002.2022.ПЗ 1 1 1 32,22 1 32,220,35 0,65 0,35 0,65 70,7 1,57 70,7 І І І І М М І б І б G G G Ф G ε − −     = + + = ⋅ + + ⋅ =           0,81 - Визначаємо температуру водопровідної води після підігрівника 1-го сту- пеню: 3 3 . 10 4,32 105 4,19 32,22 М I п х з г Q t t сq ⋅ = + = + = ⋅ 37,01оС - Визначаємо теплопродуктивність підігрівника 2-го ступеню: max 7,43 4,32 3,11ІІ ГВП IQ Q Q= − = − = МВт - Визначаємо витрату мережної води через підігрівник 2-го ступеню: 2 2 012 3 1,7 ( ) 1 1 2,6 0,35 10 М М ІІ г II п г ІІ ІІ Ф q G t сq Ф Q τ = =  −   − + + −      2 2 2 3 1,7 2,84 32,22 (81,16 37,01) 4,19 32,221 1 2,6 2,84 0,35 3,11 10 ⋅ ⋅ =  − ⋅ ⋅ − + + ⋅ −  ⋅    =15,17кг/с - 3 01 10 ( ) ІІ II п QG t cτ ≤ − (15,17 3 01 10 ( ) ІІ п Q t cτ < = − 17,17) - Визначаємо температуру мережної води на виході із підігрівника 2-го ступеню: 3 3 2 01 10 3,11 1081,16 17,17 4,19 ІІ г II Q G c τ τ ⋅ = − = − = ⋅ 38,01оС - Визначаємо витрату мережної води через підігрівник І ступеню: ' max 17,17 55,81I II oG G G= + = + = 72,97кг/с - Визначаю температуру мережної води на вході в підігрівник 1-го сту- пеню: ' max 2 2 55,88 17,1747,74 38,01 72,97 72,97 o II см o г I I G G G G τ τ τ= + = ⋅ + ⋅ = 45,5 оС - Визначаємо теплопродуктивність 1-го ступеню: .( ) 4,19 0,82 32, 22 (45,5 5) ІI І М см х зQ с G tε τ= − = ⋅ ⋅ ⋅ − = 4,41МВт 1 1 1 32,22 1 32,220,35 0,65 0,35 0,65 72,97 1,57 72,97 І І І І М М І б І б G G G Ф G ε − −     = + + = ⋅ + + ⋅ =           0,82 - Визначаємо температуру водопровідної води після підігрівника 1-го сту- пеню: 3 3 . 10 4,41 105 4,19 32,22 М I п х з г Qt t сq ⋅ = + = + = ⋅ 37,66оС - Визначаємо теплопродуктивність підігрівника 2-го ступеню: max 7,43 4,41ІІ ГВП IQ Q Q= − = − = 3,02МВт 1.3.2.23. Визначаємо температуру мережної води на виході з підігрівника 1- го ступеню, за формулою: 20 Змін. Арк. № документа Підпис Дата Арк. КР 000.144.005.002.2022.ПЗ 3 3 2 10 4,41 1045,45 72,97 4,19 I см I Q G c τ τ ⋅ = − = − = ⋅ 31,03оС 1.3.2.24. Здійснюємо перевірку, за формулою оС Для визначення витрати теплоносія і температури мережної води при інших значеннях зt пункти 3.2.4-3.2.8 не розраховуються, приймаються з попереднього, оскільки вони визначені при ''' зз tt = . 1.3.2.25. Визначаємо витрату мережної води в літньому режимі: 3 3 ''' 01 10 1,98 10 (70 30) 4,19( 30) сер ГВПЛ ГВП Q G сτ ⋅ = = = − ⋅− 11,81 кг/с. 1.3.2.26. Зводимо результати розрахунків у таблицю 1.5. Таблиця 1.5 Результати розрахунку витрат та температур мережної води на гаряче водо- постачання Позна- чення Оди- ниця ви- міру Температура мережної води при озt . -22 оС зt -10 оС опалсер зt . -1,1 оС ззt . +2,6 оС зпкt +8 оС озt . -19 оС 2оτ оС 70,00 57,74 47,74 43,24 43,24 70 г2τ оС 54,13 44,99 38,01 43,24 43,24 30 пt оС 53,65 44,62 37,66 38,24 38,24 60 смτ оС 69,30 56,06 45,45 43,24 43,24 - 2τ оС 42,45 36,19 31,03 30,18 30,18 - ГВПG кг/с 2,38 8,02 16,68 26,20 26,20 11,81 1.3.2.27. Будую графіки залежності витрати мережної води на ГВП і темпера- тури мережної води після підігрівників ГВП 1-го і 2-го ступеня від температури зовнішнього повітря. 54,13 44,99 38,01 42,45 36,19 31,0330,18 69,30 56,06 45,4543,24 70,00 57,74 47,74 0 10 20 30 40 50 60 70 80 -22-21-20-19-18-17-16-15-14-13-12-11-10-9-8-7-6-5-4-3-2-1012345678 Те м пе ра ту ра в од и, 0 С Температура зовнішнього повітря, 0С τ2=f(t) τсм=f(t) τ02=f(t) τ2г=f(t) 21 Змін. Арк. № документа Підпис Дата Арк. КР 000.144.005.002.2022.ПЗ Рис.1.4 Графіки залежності витрати мережної води на ГВП і температури мере- жної води після підігрівників ГВП 1-го і 2-ступенів від температури зовнішнього повітря 1.3.3. Розрахунок витрат та температур мережної води на вентиляцію За наявності “зрізки” температурного графіка виділяю три характерних діа- пазони. ІІІ. Діапазон температур зовнішнього повітря, менших ніж ..вентзовнt . 1.3.3.1. Визначаємо температуру мережної води після калориферів за форму- лою: 0,15'' '' 1 2 . 1 2 '' '' 1 2 . . 1 2 ( ) ( ) ( ) ( ) о в в р з o в o в в р з в о в t t t t τ τ τ τ τ τ τ τ + − +  −  + − + −  = 0,15 2 2 (140 ) (18 ( 22)) 106,74 57,74 1 (106,74 57,74) (18 ( 10)) 140 в в τ τ  + − + − − = + − + − −  де '' 1oτ - температура мережної води у подавальному трубопроводі при ..вентзовнt ; '' 2вτ - температура води після калориферів при ..взt , оС. Методом підбору знаходимо 2вτ = 32,2 оС. 1.3.3.2. Витрату мережної води на вентиляцію, за формулою: 3 3 01 2 10 1,96 10 ( ) 4,19 (140 32,2) в в в Q G с τ τ ⋅ = = = − ⋅ − 4,35 кг/с ІІ. Діапазон температур зовнішнього повітря ( зззвентзовн ttt ... ≤< ). 1.3.3.3. Визначаємо температуру води після калориферів, за формулою : .'' '' 2 1 1 2 . . 18 2,6( ) 70 (106,74 57,74) 18 ( 10) в р з в о o в в р з в t t t t τ τ τ τ − − = − − = − − ⋅ = − − − 43,05оС 1.3.3.4. Витрату мережної води на вентиляцію, за формулою: 3 3 '' 01 2 10 1,37 10 ( ) 4,19 (106,74 43,05) в в в Q G с τ τ ⋅ = = = − ⋅ − 6,7кг/с І. Діапазон температур зовнішнього повітря ( ЗПКззз ttt ≤<. ). 1.3.3.5. Визначаю температуру води після калориферів, за формулою: 0,15''' '' '' 1 2 . 1 2 '' '' ''' 1 2 . . 1 2 0,85 . . . ( ) ( ) ( ) ( ) o в в р ЗПК o в o в в р з в o в в р ЗПК в р з в t t t t t t t t τ τ τ τ τ τ τ τ + − −  −  + − − −   −   −  = 0,15 2 2 0,85 (70 ) (18 8) 106,74 57,74 (106,74 57,74) (18 ( 22)) 70 18 8 18 ( 22) 1 в в τ τ + − − − + − − − − − − −       =       2,38 8,02 16,68 26,2026,20 0 10 20 30 40 -22-21-20-19-18-17-16-15-14-13-12-11-10-9-8-7-6-5-4-3-2-1012345678 Ви тр ат а во ди , к г/ с Температура зовнішнього повітря, 0С G0=f(t) Центральне якісне Місцеве кількісне 22 Змін. Арк. № документа Підпис Дата Арк. КР 000.144.005.002.2022.ПЗ Методом підбору знаходимо 2вτ = 21,2оС. 1.3.3.6. Визначаю витрату мережної води на вентиляцію, за формулою: 3 3 01 2 10 0,49 10 ( ) 4,19 (70 21,2) в в в Q G с τ τ ⋅ = = = − ⋅ − 2,4 кг/с 1.3.3.7. Зводимо результати розрахунків у таблицю 1.6. Таблиця 1.6 Результати розрахунку витрат та температур мережної води на вентиляцію Позначення Одиниця виміру Температура і витрата мережної води при озt . -22 оС зt -10 оС опалсер зt . -1,1 оС ззt . +2,6 оС зпкt +8 оС 1τ оС 140,00 106,74 81,16 70,00 70,00 2оτ оС 70,00 57,74 47,74 43,24 43,24 в2τ оС 32,20 57,74 47,74 43,24 21,20 вG кг/с 4,35 6,70 6,70 6,70 2,40 3.3.8. Будую графіки залежності температур мережної води після калорифе- рів і витрати мережної води на вентиляцію від температури зовнішнього повітря. 23 Змін. Арк. № документа Підпис Дата Арк. КР 000.144.005.002.2022.ПЗ Рис.1.5 Графіки залежності витрати мережної води на вентиляцію і темпера- тури мережної води після калориферів від температури зовнішнього повітря 1.4. ВИЗНАЧЕННЯ РОЗРАХУНКОВИХ ВИТРАТ ТЕПЛОНОСІЯ 1.4.1. Визначаю розрахункову витрату мережної води: - на опалення, за формулою ' 3 3 ' max max ' ' 1 2 10 16,37 10 4,19 (140 70)( ) o o o o Q G c τ τ ⋅ = = = ⋅ −− 55,88кг/с - на вентиляцію, для максимально зимового режиму: 3 3 max max ' ' 1 2 10 1,96 10 4,19 (140 32,2)( ) в в o в Q G c τ τ ⋅ = = = ⋅ −− 4,35 кг/с - середня при двоступеневих схемах приєднання підігрівників води в системі ГВП, за формулою ' 3 ' 3 ''' ''' 1 2 10 55 3,09 10 55 (43,24 5)0,2 55 4,19(70 43,24) 55 5( ) сер ГВП ГВП xо о Q tG tc τ τ  − ⋅ − − = + = ⋅ =  − − −−   9,25кг/с де 't - температура водопровідної води після підігрівника ГВП першого (ниж- нього) ступеня; )10...5(''' 2 ' Ct o о −=τ . - максимальна при двоступеневих схемах приєднання підігрівників води в системі ГВП, за формулою ' 3 3 max max ''' ''' 1 2 0,55 10 0,55 7,43 10 4,19(70 43,24)( ) ГВП ГВП о о Q G c τ τ ⋅ ⋅ = = = −− 36,43 кг/с 1.4.2. Визначаю сумарні розрахункові витрати мережної води, за формулою: ' ' ' max max сер o в з ГВПG G G К G= + + = 55,88+4,35+1,3*9,25=71,26 кг/с Коефіцієнт зК , що враховує частку середньої витрати води на гаряче водо- постачання при регулюванні по навантаженню опалення, приймаю з додатку 8. 1.4.3. Визначаємо розрахункову витрату води в двотрубних водяних тепло- вих мережах для неопалювального /літнього/ періоду, за формулою: 3 3 ' ''' 01 10 1,98 10 (70 30) 4,19( 30) сер ГВПЛ л Q G сτ ⋅ = = = − ⋅− 11,81 кг/с 4,35 6,706,70 2,40 6,70 0 2 4 6 8 -22-21-20-19-18-17-16-15-14-13-12-11-10-9-8-7-6-5-4-3-2-1012345678 Ви тр ат а во ди , к г/ с Температура зовнішнього повітря, 0С Gв=f(t) Місцеве кількісне Місцеве кількісне Центральне якісне 24 Змін. Арк. № документа Підпис Дата Арк. КР 000.144.005.002.2022.ПЗ 1.4.4. Заносимо результати розрахунків витрат теплоносія для кожного квар- талу в таблицю 1.7. Таблиця 1.7 Значення розрахункових витрат теплоносія Номер кварталу Розрахункова витрата теплоносія для максимально зимового режиму, кг/с ' maxoG ' maxвG сер ГВПG сер ГВПз GК ⋅ 'G ' лG 1 1,73 0,13 0,30 0,36 2,22 0,38 2 1,23 0,10 0,21 0,26 1,58 0,27 3 1,15 0,09 0,20 0,24 1,48 0,25 4 1,15 0,09 0,20 0,24 1,48 0,25 5 0,89 0,07 0,15 0,19 1,15 0,20 6 1,20 0,09 0,17 0,20 1,49 0,22 7 1,12 0,09 0,16 0,19 1,40 0,20 8 0,90 0,07 0,13 0,15 1,12 0,16 9 1,08 0,08 0,15 0,18 1,35 0,19 10 1,07 0,08 0,15 0,18 1,33 0,19 11 1,77 0,14 0,31 0,37 2,28 0,39 12 0,47 0,04 0,08 0,10 0,61 0,10 13 0,57 0,04 0,10 0,12 0,73 0,13 14 2,23 0,17 0,39 0,46 2,87 0,49 15 2,02 0,16 0,35 0,42 2,60 0,45 16 3,34 0,26 0,58 0,69 4,29 0,74 17 1,21 0,09 0,21 0,25 1,55 0,27 18 2,32 0,18 0,40 0,48 2,99 0,51 19 2,28 0,18 0,32 0,39 2,85 0,41 20 2,83 0,22 0,40 0,48 3,53 0,51 21 2,38 0,19 0,34 0,40 2,97 0,43 22 8,26 0,64 1,43 1,72 10,62 1,83 23 0,76 0,06 0,13 0,16 0,98 0,17 24 0,55 0,04 0,10 0,12 0,71 0,12 25 2,61 0,20 0,45 0,54 3,35 0,58 26 2,40 0,19 0,42 0,50 3,08 0,53 27 8,28 0,64 1,43 1,72 10,64 1,83 всього 55,81 4,35 9,25 11,10 71,26 11,81 1.5. ВИХІДНІ ДАНІ ДО РОЗДІЛУ ІІ 1.5.1. Визначаю температуру суміші зворотної води після системи ГВП та ве- нтиляції, для максимально зимового режиму: 2 2 2 ( ) ( ) ( ) ГВП ГВП ГВП о в о ГВП о в о в о в G G G G G G G G G τ τ τ + = + = + + + + 25 Змін. Арк. № документа Підпис Дата Арк. КР 000.144.005.002.2022.ПЗ 55,81 2,38 4,3542,45 32,2 55,81 2,38 4,35 55,81 2,38 4,35 + = ⋅ + ⋅ = + + + + 41,74оС 1.5.2. Визначаю температуру суміші зворотної води після системи ГВП та ве- нтиляції, для режиму точки зламу температурного графіка: 2 2 2 ( ) ( ) ( ) ГВП ГВП ГВП о в о ГВП о в о в о в G G G G G G G G G τ τ τ + = + = + + + + 55,81 26,2 6,730,18 43,24 55,81 26,2 6,7 55,81 26,2 6,7 + = ⋅ + ⋅ = + + + + 31,17оС 1.5.3. Формую результати розрахунку теплової мережі, що необхідні для те- плового розрахунку джерела теплопостачання (водогрійної котельні) у вигляді таблиці 1.8. Таблиця 1.8 Загальні вихідні дані до розділу 2 № п.п. Назва параметра Ум. Позн. Од. виміру Характерні режими експлуатації теплофі- каційної системи Максимально- зимовий Точки зламу температур- ного графіка Літній 1 Місто розташування коте- льні Вишневе 2 Тип системи теплопоста- чання Закрита 3 Температурна характерис- тика тепломережі району τ1/τ2 оС/ оС 140/70 4 Температура зовнішнього повітря tзовн оС -22 2,6 15 5 Теплове навантаження сис- теми опалення Qоп МВт 16,37 6,30 - 6 Теплове наваинтаження си- стеми ГВП QГВП МВт 7,43 7,43 1,98 7 Теплове навантаження сис- теми вентиляції Qвент МВт 1,96 0,76 - 8 Річне теплове наванта- ження житлового району QЖР рік ГДж/рік 214255,49 9 Теплове навантаження про- мислового підприємства (Теплоносій – гаряча вода) QП.П МВт 12 12 10 10 Температура технологічної води для промислового під- приємства на виході з коте- льні '' 2t оС 95 11 Річне теплове наванта- ження промислового підп- риємства QП.П рік МВт год/рік 84000 12 Температура “прямої” ме- режної води τ1 оС 140 70 70 13 Температура “зворотної” мережної води τ2 оС 41,74 31,17 30,00 26 Змін. Арк. № документа Підпис Дата Арк. КР 000.144.005.002.2022.ПЗ 14 Витрата “прямої” води в тепломережу G1 т/ год 225,15 319,34 42,53 15 Убуток води в тепломережі Gуб.тм т/ год 15 15 5 16 Витрата “зворотної” води в тепломережі G2 т/ год 210,15 304,34 37,53 17 Втрати тиску в тепломережі Δрвтр.тм МПа 0,3 0,3 0,3 18 Статичний напір в тепломе- режі Нстат. тм м.вд.ст. 40,0 40,0 40,0 27 Змін. Лист № документа Підпис Дата Аркуш КР 000.144.005.002.2022.ПЗ Розробив Фролова Н.В. Перевірив Бойко В.О. Рецензув. Затвердив Петренко В.П. Проект системи теплопостачання житлово-промислового району №2 в м. Вишневе РОЗДІЛ 2 Літера 28 ЗТЕ-5-7ск кафедра ТЕХТ НУХТ Аркушів РОЗДІЛ 2. РОЗРАХУНОК ТЕПЛОВОЇ СХЕМИ КОТЕЛЬНІ З ВОДОГРІЙНИМИ КОТЛАМИ 2.1. ВИХІДНІ ДАНІ ДЛЯ ТЕПЛОВОГО РОЗРАХУНКУ КОТЕЛЬНІ З ВОДОГРІЙНИМИ КОТЛАМИ Перелік вихідних даних для теплового розрахунку котельні з водогрійними котлами формую на базі двох джерел інформації: - на базі теплового розрахунку теплової мережі району; - на базі даних, сформованих самостійно, та згідно з рекомендаціями. Примітка: Перед початком формування вихідних даних для теплового розрахунку ко- тельні здійснюю балансову перевірку взаємо узгодженості по тепловій енергії одержаних в розділі І проекту результатів для трьох режимів за наступним бала- нсовим рівняннями: (Qоп + QГВП б + Qвент) = G1· 4,2· (τ1 – τ2) МЗ: 25,76 = 25,81 (Висновок – результати для режиму МЗ - взаємоузгоджені) ТЗ: 14,48 = 14,47 (Висновок – результати для режиму ТЗ - взаємоузгоджені) Л: 1,98 = 1,98 (Висновок – результати для режиму Л - взаємоузгоджені) 2.1.1 Вихідні дані для теплового розрахунку котельні представляю в таблиці 2.1: Змін. Арк. № документа Підпис Дата Арк. 29 КР 000.144.005.002.2022.ПЗ Таблиця 2.1 Вихідні дані для теплового розрахунку котельні № п.п Назва параметра Ум. позн. Од. вим. Характерні режими експлуатації Джерело інфор- мації МЗ ТЗ Л 1 2 3 4 5 6 7 8 1 Вид палива для котельні — Природний газ Засади паливо- постачання міс- та 2 Теплота згорання палива Qн р кДж/ м3 33730,0 Сертифікат па- лива 3 Температура в деаераторі tДА оС 65о 65 о 65 о Е.Р: 70 оС – 60 оС 4 Розрідження в деаераторі рДА бар 0,75 0,75 0,75 Е.Р: 0,70 – 0,80 бар 5 Номінальна температура води на вході в котел t′ВК.НОМ оС 70 о 65 о 65 о Е.Р. для водог- рійних котлів 6 Номінальна температура води на виході з котла t″ВК.НОМ оС 150 о 150 о 150 о “—“ 7 Температура сирої води t′с.в оС 5 о 5 о 15 о Е.Р: – 5 оС для МЗ та ТЗ режи- мів, 15 оС – для режима Л 8 Температура сирої води перед станцією хіводо- очищення t″с.в оС 15 о 15 о 15 о Е.Р: 15 оС - 20 оС 9 Температура хімочищеної води на виході зі станції ХВО t′хов оС 20 о 20 о 20 о Е.Р: 15 оС – 20 оС 10 Температура хімочищеної води перед деаератором t″хов оС 55 о 55 о 55 о Е.Р: 50 оС – 65 оС 11 Температура технолог- гічної води на вході в ко- тельну t′техн.в оС 5 о 5 о 15 о Е.Р: 8 оС для МЗ та ТЗ режи- мів, 15 оС для режима Л 12 Температура технологічної води на виході з котельні t″техн.в оС 95 о 95 о 95 о Технологічний регламент про- мислового під- приємства 13 Температура грійної води на вході у внутріш- ньокотельні підігрівники та на вході в деаератор t′ТОА оС 150 о 150 о 150 о Е.Р: t′ТОА = t″ВК.НОМ 14 Температура грійної води на виході з внутріш- ньокотельних підігрівни- ків t″ТОА оС 65о 65о 65о Е.Р: t″ТОА = 65 оС 15 Коефіцієнт випара з деае- ратора αвип. од 0,01 0,01 0,01 Е.Р: 0,005 – 0,01 16 Коефіцієнт власних потреб станції хімводоочищення КХВО од. 1,10 1,10 1,10 Е.Р: 1,05 – 1,10 2. ФОРМУВАННЯ ПРИНЦИПОВОЇ СХЕМИ ВОДОГРІЙНОЇ КОТЕЛЬНІ Рис 2.1 Принципова теплотехнологічна схема котельні у відповідності до встановлених технічних рішень, щодо направ- лення потоків енергоносіїв. К Р 000.144.005.002.2022.П З Аркуш Дата Підпис № докум. Аркуш Зм. ВК. ВК. ВК. τп τр τ2 τ1 t′ t″ВК t′Д τзво t′ТО t″Т t″те t′с t′с вt″с t″хо t′хо Х.В.О О2 +СО +Н2 tΣ ко 30 Змін. Арк. № документа Підпис Дата Арк. КР 000.144.005.002.2022.ПЗ 2.3. РОЗРАХУНОК ТЕПЛОВОЇ СХЕМИ КОТЕЛЬНІ З ВОДОГРІЙНИМИ КОТЛАМИ 2.3.1. Визначаю сумарне теплове навантаження житлового района для котель- ні з урахуванням втрат теплоти в тепломережі – ∑QЖР, МВт, за формулою: ∑QЖР = (1,05–1,15) ∙ ( Qопал + QГВП + Qвент) Результати визначення наводжу у таблиці 2.2. Таблиця 2.2 Визначення результата Значення для режимів, МВт МЗ ТЗ Л ∑Qжр = 27,05 27,05 ∑Qжр = 15,21 15,21 ∑Qжр = 2,08 2,08 2.3.2. Визначаю режим роботи котельні – з одним “базовим” котлом. 2.3.3. Визначаю експлуатаційну температуру води на вході у встановлені кот- ли – t′ВК, оС , згідно з рекомендацією. Результати визначення наводжу у таблиці 2.3. Таблиця 2.3 Визначення результату Значення для режимів, °C МЗ ТЗ Л t'вк = 70,00 70,00 70,00 70,00 2.3.4. Визначаю експлуатаційну температуру води на виході з базового кот- ла – t″ВК.Б, оС, за рекомендацією. Результати визначення наводжу у таблиці 2.4. Таблиця 2.4 Визначення результату Значення для режимів, °C МЗ ТЗ Л t''вк.б = 150,00 150,00 150,00 150,00 2.3.5. Визначаю експлуатаційну температуру грійної води на вході в тепло- обмінники технологічної, сирої, хімочищеної води та на вході в деаератор – t′ТОА , оС, згідно з рекомендацією. Результати визначення наводжу у таблиці 2.5. Таблиця 2.5 Визначення результату Значення для режимів, °C МЗ ТЗ Л t'ТОА = 150,00 150,00 150,00 150,00 2.3.6. Визначаю експлуатаційну температуру води на виході з теплообмін- ників технологічної, сирої та хімочищеної води – t″ТОА , оС, згідно з рекомендаці- єю. Результати визначення наводжу у таблиці 2.6. 31 Змін. Арк. № документа Підпис Дата Арк. КР 000.144.005.002.2022.ПЗ Таблиця 2.6 Визначення результату Значення для режимів, °C МЗ ТЗ Л t''ТОА = 65,00 65,00 65,00 65,00 2.3.7.Визначаю витрату води з деаератора на компенсацію втрат в тепломе- режі – GДА підж, т/год, за формулою: GДА підж = Gубут Результати визначення наводжу у таблиці 2.7. Таблиця 2.7 Визначення результату Значення для режимів, т/год МЗ ТЗ Л GДАпідж = 15,00 15,00 GДАпідж = 15,00 15,00 GДАпідж = 5,00 5,00 2.3.8. Визначаю витрату грійної води з базового водогрійного котла на деае- ратор – GДА гр.в , т/год, та його теплове навантаження – QДА , МВт, за формулою: GДА гр.в = (1 + αвип) · Gпідж · (tДА – tхов″) / (t′ТОА – tДА) та формулою: QДА = (GДА гр.в/3,6) · 4,2· (t′ТОА – tДА) · 10–3 Результати визначення наводжу у таблиці 2.8. Таблиця 2.8 Визначення результату Значення для режимів, т/год МЗ ТЗ Л GДАгр.в = 1,78 1,78 GДАгр.в = 1,78 1,78 GДАгр.в = 0,59 0,59 Визначення результату Значення для режимів, МВт МЗ ТЗ Л QДА = 0,18 0,18 QДА = 0,18 0,18 QДА = 0,06 0,06 2.3.9. Визначаю витрату води з деаератора – G″ДА, т/год, за формулою: G″ДА = (1 – αвип) · Gпідж + GДА гр.в 32 Змін. Арк. № документа Підпис Дата Арк. КР 000.144.005.002.2022.ПЗ Результати визначення наводжу у таблиці 2.9. Таблиця 2.9 Визначення результату Значення для режимів, т/год МЗ ТЗ Л G''ДА = 16,63 16,63 G''ДА = 16,63 16,63 G''ДА = 5,54 5,54 2.3.10. Визначити витрату хімочищеної води, що надходить в деаератор – GХОВ , т/год, за формулою: Gхов = (1 + αвип) · Gпідж Результати визначення наводжу у таблиці 2.10. Таблиця 2.10 Визначення результату Значення для режимів, т/год МЗ ТЗ Л Gхов = 15,15 15,15 Gхов = 15,15 15,15 Gхов = 5,05 5,05 2.3.11 Визначаю витрату сирої води для підживлення – Gс.в., т/год, за формулою: Gс.в. = Кхво · Gхов Результати визначення наводжу у таблиці 2.11. Таблиця 2.11 Визначення результату Значення для режимів, т/год МЗ ТЗ Л Gс.в. = 18,18 18,18 Gс.в. = 18,18 18,18 Gс.в. = 6,06 6,06 2.3.12. Визначаю теплову потужність підігрівника сирої води (ПСВ) – QПСВ, МВт, та витрату грійної води на ПСВ – GПСВ , т/год, відповідно, - за формулою: QПСВ = (Gс.в. / 3,6) · 4,2 · (t″с.в – t′с.в) · 10–3 , - за формулою: GПСВ гр.в = QПСВ · 3,6 ·103 / [4,2·(t′ТОА–t″ТОА)] 33 Змін. Арк. № документа Підпис Дата Арк. КР 000.144.005.002.2022.ПЗ Результати визначення наводжу у таблиці 2.12. Таблиця 2.12 Визначення результату Значення для режимів, МВт МЗ ТЗ Л QПСВ = 0,32 0,32 QПСВ = 0,32 0,32 QПСВ = 0,04 0,04 Визначення результату Значення для режимів, т/год МЗ ТЗ Л GПСВ гр.в. = 3,21 3,21 GПСВ гр.в. = 3,21 3,21 GПСВ гр.в. = 0,36 0,36 2.3.13.Визначаю теплову потужність підігрівника хімочищеної води (ПХВ) – QПХВ, МВт, та витрату грійної води на ПХВ – Dгр.в ПХВ, т/год, відповідно, - за формулою: QПХВ = (Gхов / 3,6) · 4,2 · (t″хов – t′хов) · 10–3 - за формулою: GПХВ гр.в = QПХВ ·3,6· 103/ [4,2 · (t′ТОА – t″ТОА)] Результати визначення наводжу у таблиці 2.13. Таблиця 2.13 Визначення результату Значення для режимів, МВт МЗ ТЗ Л QПХВ = 0,62 0,62 QПХВ = 0,62 0,62 QПХВ = 0,21 0,21 Визначення результату Значення для режимів, т/год МЗ ТЗ Л GПХВ гр.в. = 6,24 6,24 GПХВ гр.в. = 6,24 6,24 GПХВ гр.в. = 2,08 2,08 2.3.14. Визначаю витрату технологічної води на ПТВ – Gтехн.в, т/год, теплову потужність ПТВ – QПТВ, МВт та витрату грійної води – GПТВ гр.в, т/год, відповідно, - за формулою: Gтехн.в = QПП ·3,6 ·103 / (4,2 · t″техн.в) - за формулою: QПТВ = Gтехн.в · 4,2 · (t″техн.в – t′техн.в) · 10–3 - за формулою: GПТВ гр.в = = QПТВ ·3,6· 103/ [4,2 · (t′ТОА – t″ТОА)] 34 Змін. Арк. № документа Підпис Дата Арк. КР 000.144.005.002.2022.ПЗ Результати визначення наводжу у таблиці 2.14. Таблиця 2.14 Визначення результату Значення для режимів, т/год МЗ ТЗ Л G техн.в. = 108,27 108,27 G техн.в. = 108,27 108,27 G техн.в. = 108,27 90,23 Визначення результату Значення для режимів, МВт МЗ ТЗ Л QПТВ = 11,37 11,37 QПТВ = 11,37 11,37 QПТВ = 10,11 8,42 Визначення результату Значення для режимів, т/год МЗ ТЗ Л GПТВ гр.в. = 114,64 114,64 GПТВ гр.в. = 114,64 114,64 GПТВ гр.в. = 84,92 84,92 2.3.15 Визначаю сумарну витрату грійної з базового котла води на на внут- рішнє споживання котельні – ΣGвн гр.в, т/год, для трьох режимів за формулою: ΣGвн гр.в = GПТВ гр.в + GПХВ гр.в + GПСВ гр.в+ + GДА гр.в Результати визначення наводжу в таблиці2.15. Таблиця 2.15 Визначення результату Значення для режимів, т/год МЗ ТЗ Л ∑Gвн гр.в.с.в. = 125,87 125,8 7 ∑Gвн гр.в.с.в. = 125,87 125,8 7 ∑Gвн гр.в.с.в. = 87,95 87,95 2.3.16 Визначаю температуру зворотної води на вході мережних насосів (після змішування всіх потоків води) – τзвор , оС, за формулою: τзвор = (G2 ·τ2+ GПТВ гр.в · t″ТОА + GПХВ гр.в · t″ТОА + GПСВ гр.в · t″ТОА + + G″ДА· t″ДА) / (G2 +GПТВ гр.в + GПХВ гр.в + GПСВ гр.в + G″ДА) Результати визначення наводжу у таблиці 2.16. Таблиця 2.16 Визначення результата Значення для режимів, т/год МЗ ТЗ Л Ƭзвор = 51,07 51,07 Ƭзвор = 41,87 41,87 Ƭзвор = 54,93 54,93 35 Змін. Арк. № документа Підпис Дата Арк. КР 000.144.005.002.2022.ПЗ 2.3.17. Визначаю загальну теплову потужність котельні (т. зв. потужність з “ви- робленої” теплоти) – ∑QКОТ, т/год, з урахуванням теплоти, що внесена водою під- живлення, за формулою: ∑QКОТ = ∑QЖР + QПТВ + QПХВ + QПСВ + QДА – (Gпідж/3,6)× ×4,2·tс.в·10–3 Результати визначення наводжу у таблиці 2.17. Таблиця 2.17 Визначення результата Значення для режимів, МВт МЗ ТЗ Л ∑QКОТ = 39,44 39,44 ∑QКОТ = 27,60 27,60 ∑QКОТ = 10,71 10,71 2.3.18. Встановлюю типорозмір встановлюваних в котельні водогрійних кот- лів, їх номінальну теплову потужність – QВК.НОМ , МВт, номінальний пропуск води через котли – GВК.НОМ, т/год, ККД котлів – ηВК.НОМ , од, температурні пара- метри – t ВК.НОМ, оС, та t״ВК.НОМ,. оС. Приймаю до встановлення 4 котла КВ-ГМ–10 (11,6 МВт) – варіант, що задо- вольняє умовам експлуатації котлів в усіх режимах експлуатації в т.ч. в режимі Л на мінімально допустимому тепловому навантаженні. Результати визначення наводжу у таблиці 2.18 Таблиця 2.18 Позн. Одиниця виміру Визначення результату ТИП КВ-ГМ-10 Q вк. ном. МВт 11,6 G вк. Ном т/год 123,5 η вк. Ном % 92,5 t' вк. Ном °C 150 t'' вк. Ном °C 70 2.3.19. Визначаю число встановлених в котельні водогрійних котлів – NВК.ВСТ, шт., за формулою: NВК.ВСТ = ∑QКОТ / QВК.НОМ*) *) Примітка До встановлення приймаю число котлів,що відповідає результату обчислення за формулою, округленого до більшого цілого числа. Результати визначення наводжу у таблиці 2.19. Таблиця 2.19 Визначення результату Значення для режимів, шт МЗ ТЗ Л Nвк.вст = 3,18 4,00 Nвк.вст = 2,44 3,00 Nвк.вст = 0,92 1,00 36 Змін. Арк. № документа Підпис Дата Арк. КР 000.144.005.002.2022.ПЗ 2.3.20. Визначаю кількість котлів, що будуть в експлуатації протягом року в базовому режимі, згідно рекомендації . NВК.Б = 1 Результати визначення наводжу у таблиці 2.20. Таблиця 2.20 Визначення результату Значення для режимів, шт МЗ ТЗ Л Nвк.б = 1,00 1,00 Nвк.б = 1,00 1,00 Nвк.б = 1,00 1,00 2.3.21. Визначаю число котлів, що працюють у змінному режимі – NВК.З , шт, за формулою: NВК.З = NВК.ВСТ – 1 Результати визначення наводжу у таблиці 2.21 Таблиця 2.21 Визначення результату Значення для режимів, шт МЗ ТЗ Л Nвк.з = 3,00 3,00 Nвк.з = 2,00 2,00 Nвк.з = 0,00 0,00 2.3.22. Визначаю число котлів, що знаходяться в експлуатації в кожному з трьох розрахункових режимів – NВК.Р , шт, за формулою: NВК.Р = NВК.Б + NВК.З Результати визначення навести у таблиці 2.22 Таблиця 2.22 Визначення результату Значення для режимів, шт МЗ ТЗ Л Nвк.р = 4,00 4,00 Nвк.р = 3,00 3,00 Nвк.р = 1,00 1,00 2.3.23. Визначаю експлуатаційні параметри роботи “базового” водогрійного котла для всіх режимів, враховуючи рекомендації: - у разі експлуатації в котельні двох або більше котлоагрегатів: QВК.Б = QВК.НОМ ,МВт t″ВК.Б = t″ВК.НОМ ,оС t΄ВК.Б = t΄ВК ,оС GВК.Б = GВК.НОМ, т/ч - у разі експлуатації в котельні одного котлоагрегата: QВК.Б = ∑QКОТ, МВт t΄ВК.Б = t΄ВК ,оС t″ВК.Б = t″ВК.НОМ , оС GВК.Б = ∑QКОТ · 3,6 · 103 / [4,2 · (t″ВК.Б – t΄ВК.Б )] , т/ч 37 Змін. Арк. № документа Підпис Дата Арк. КР 000.144.005.002.2022.ПЗ Результати визначення наводжу у таблиці 2.23 Таблиця 2.23 Визначення результату Значення для режимів МЗ ТЗ Л Qвк.б = 11,60 4 котла 11,60 t'вк.б = 70,00 70,00 t''вк.б = 150,00 150,00 Gвк.б = 123,50 123,50 Визначення результату Значення для режимів МЗ ТЗ Л Qвк.б = 11,60 3 котла 11,60 t'вк.б = 70,00 70,00 t''вк.б = 150,00 150,00 Gвк.б = 123,50 123,50 Визначення результату Значення для режимів МЗ ТЗ Л Qвк.б = 11,60 2 котла 11,60 t'вк.б = 70,00 70,00 t''вк.б = 150,00 150,00 Gвк.б = 123,50 123,50 2.3.24. Визначаю теплове навантаження водогрійних котлів, що несуть змін- ну складову теплового навантаження котельні – ∑QВК.З, МВт, за формулою: ∑QВК.З = ∑QКОТ – QВК. Результати визначення наводжу у таблиці 2.24. Таблиця 2.24 Визначення результата Значення для режимів, МВт МЗ ТЗ Л ∑Qвк.з = 27,84 27,84 ∑Qвк.з = 16,00 16,00 ∑Qвк.з = -0,89 2.3.25. Визначаю теплове навантаження кожного котла, що несе змінну скла- дову теплового навантаження – QВК.З, МВт, за формулою: QВК.З = ∑QВК.З / NВК.З Результати визначення наводжу у таблиці 2.25. Таблиця 2.25 Визначення результата Значення для режимів, МВт МЗ ТЗ Л Qвк.з = 9,28 9,28 Qвк.з = 8,00 8,00 Qвк.з = 0,00 0,00 2.3.26. Визначаю пропуск води через кожний котел, що експлуатується зі “змінним” тепловим навантаженням та температурним режимом: 38 Змін. Арк. № документа Підпис Дата Арк. КР 000.144.005.002.2022.ПЗ - для МЗ режима (зменшений проти номінального, враховуючи номінальний температурний режим і зменшене теплове навантаження, за формлою: GВК.З= QВК.З · 103 · 3,6 /[4,2· (/ (t″ВК.НОМ – t′ВК)] - для ТЗ режима (враховуючи доцільність номінального пропуска води че- рез котли) за рекомендацією. GВК.З = GВК.НОМ - для Л режима (за відсутності такого котла): GВК.З = 0,0 Результати визначення навести у таблиці 2.26. Таблиця 2.26 Визначення результата Значення для режимів, т/год МЗ ТЗ Л Gвк.з = 99,43 99,43 Gвк.з = 123,50 123,50 Gвк.з = 0,00 0,00 2.3.27. Визначаю сумарну подачу води на котли, що знаходяться в експлуа- тації – ∑GВК, т/год, за формулою: ∑GВК = GВК.Б + NВК.З · GВК.З Результати визначення наводжу у таблиці 2.27. Таблиця 2.27 Визначення результата Значення для режимів, т/год МЗ ТЗ Л ∑Gвк = 421,79 421,79 ∑Gвк = 370,50 370,50 ∑Gвк = 123,50 123,50 2.3.27. Визначаю температуру води на виході з котлів, що несуть змінну складову теплового навантаження котельні – t″ВК.З, oC, за формулою: t″ВК.З = t΄ВК + QВК.З·103· 3,6 / (4,2 · GВК.З) Результати визначення навести у таблиці 2.28. Таблиця 2.28 Визначення результата Значення для режимів, т/год МЗ ТЗ Л t''вк.з = 150,00 150,00 t''вк.з = 125,53 125,53 t''вк.з = 2.3.28. Визначаю витрату води в рециркуляційному трубопроводі – GРЕЦ, т/год, для трьох режимів за формулою: Gрец = Σ GВК · (t΄ВК – τзвор ) / (t″ВК.Б – τзвор) 39 Змін. Арк. № документа Підпис Дата Арк. КР 000.144.005.002.2022.ПЗ Результати визначення наводжу в таблиці 2.29 Таблиця 2.29 Визначення результата Значення для режимів, т/год МЗ ТЗ Л Gрец = 80,71 80,71 Gрец = 96,40 96,40 Gрец = 19,58 19,58 2.3.28. Визначаю середньовагову температуру води на виході з усіх водог- рійних котлів після змішування її з “базового” та “змінних” котлів – tВК ∑, оС, для трьох режимів за формулою: tВК ∑ = ((GВК.Б–ΣGвн–Gрец)·t″ВК.Б+NВК.З·G ВК.З·t″ВК.З) / (ΣGВК–ΣGвн– –Gрец+NВК.З·GВК.З) Результати визначення наводжу в таблиці 2.30 Таблиця 2.30 Визначення результата Значення для режимів, т/год МЗ ТЗ Л tвк∑ = 150,00 150,00 tвк∑ = 109,23 109,23 tвк∑ = 150,00 150,00 2.3.29. Визначаю витрату зворотної води через регулюючий клапан в трубо- проводі перепуску зворотної води в пряму магістраль (т. зв. перепуск) – Gпер, т/год, для трьох режимів за формулою: Gпер = G1 · (tВК ∑ – τ1) / (tВК ∑ – τзвор ) Результати визначення наводжу в таблиці 2.31. Таблиця 2.32 Визначення результата Значення для режимів, т/год МЗ ТЗ Л Gпер = 22,76 22,76 Gпер = 185,96 185,96 Gпер = 35,79 35,79 2.3.30. Визначаю похибку балансових розрахунків водогрійної котельні за формулою: ∆G% = (∑GВК – G2 – Gвн + Gпер – Gрец )·100 / ∑GВК Результати визначення наводжу в таблиці 2.33. Таблиця 2.34 Визначення результата Значення для режимів, % МЗ ТЗ Л ΔG% = 6,60 6,60 ΔG% = 8,06 8,06 ΔG% = 11,52 11,52 40 Змін. Арк. № документа Підпис Дата Арк. КР 000.144.005.002.2022.ПЗ Висновок: Результати розрахунку теплової схеми котельні з водогрійними котлами виконані з прийнятною точністю. 2.4. ВИЗНАЧЕННЯ ЕНЕРГЕТИЧНИХ ПОКАЗНИКІВ РОБОТИ ВОДОГРІЙНОЇ КОТЕЛЬНІ 2.4.1. Визначаю годинну витрату природного газу в котельні – ВКОТ, тис. м3/год, для трьох режимів роботи за формулою: ВКОТ = (1,01–1,02) · ΣQКОТ · 103 · 3,6 / (ηКОТ· Qн роб) Результати визначення наводжу у табл. 2.35. Таблиця 2.35 Визначення результата Значення для режимів, тис м3/год МЗ ТЗ Л Вкот = 4,60 4,60 Вкот = 3,22 3,22 Вкот = 1,25 1,25 2.4.2. Визначити сумарну “встановлену” електричну потужність, що споживає електричне обладнання власних потреб котельні – ΣWКОТ вл.п, кВт, за формулою: ΣWКОТ вл.п = Wнас.рец + Wнас.тм + Wнас.підж + Wтехн.води + Wнас. св + Wнас.хв + ΣWВД + +ΣWД + Wосвітл =22+97+2,8+22+3,3+4∙30+4∙11+3=314 кВт де: Wнас.рец – встановлена потужність робочих насосів рециркуляції, кВт. Wнас.т/м – встановлена потужність робочих мережних насосів, кВт. Wнас.підж – встановлена потужність робочих насосів підживлення тепломережі, кВт. Wнас. св – встановлена потужність робочих насосів сирої води, кВт. Wнас.хв – встановлена потужність робочих насосів хімочищеної води, кВт. ΣWВД – встановлена потужність робочих дутьових вентиляторів водогрійних котлів, кВт. ΣWД – встановлена потужність робочих димососів водогрійних котлів, кВт. Wосвітл – встановлена електрична потужність приладів освітлення, кВт. 2.4.3. Визначити годинну, добову та річну потребу електричної енергії для власних потреб котельні, відповідно, Wвл.п год, кВт·год/год, Wвл.п доб, кВт·год/добу, Wвл.п рік, кВт·год/рік, за формулами: Wвл.п год = ΣWКОТ вл.п ·1 · Kτгод=314 ∙1∙0,8=251 кВт·год/год Wвл.п доб = ΣWКОТ вл.п ·24 · Kτдоб=314∙24∙0,75=5652 кВт·год/добу Wвл.п рік = ΣWКОТ вл.п · 8760 · Kτрік=314 ∙8760∙0,65=1787916 кВт·год/рік де: Kτгод – середньо годинний експлуатаційний коефіцієнт завантаження споживачів електроенергії котельні, од. Визначаються орієнтовно в межах 0,8–0,9; Kτдоб – середньодобовий експлуатаційний коефіцієнт завантаження споживачів електроенергії котельні, од. Визначаються орієнтовно в межах 0,7–0,8; 41 Змін. Арк. № документа Підпис Дата Арк. КР 000.144.005.002.2022.ПЗ Kτрік – середньорічний експлуатаційний коефіцієнт завантаження споживачів електроенергії котельні, од. Визначаються орієнтовно в межах 0,6–0,7; 2.4.4. Визначаю для МЗ режиму середньо годинні питомі витрати природно- го газу – (bт відп )газ, м3/МВт, та умовного в палива – (bт відп)у.п , кг у.п/МВт в котель- ній з відпущеної теплової енергії за формулами: (bт відп )газ = ВКОТ · 103 / (ΣQЖР + QП.П) (bт відп)у.п = ВКОТ · Кгаз у.п · 103 / (ΣQЖР + QП.П) Результати визначення навести у таблиці 2.36. Таблиця 2.36 Визначення результата Значення для режимів, кг у.п./МВт МЗ ТЗ Л (bƬвідп)газ = 117,71 м3/МВт 117,71 (bƬвідп)у.п. = 135,37 кг у.п./МВт 135,37 2.4.5 Визначаю проектну середньодобову питому витрату електричної ене- ргії в котельній на відпущену теплову енергію – ее/е відп , кВт/МВт за формулою: ее/е відп = ΣWдоб / ( ΣQТ/Ф∙24) = 5652/32∙24=7,4 2.4.6 Визначити собівартість теплоти, відпущеної від котельні – СQ, грн/МВт за формулою: СQ = [(bт відп)у.п / Ку.п] · Цпалив · 10–3 + ее/евідп · ЦЕ/Е + СQ експл СQ = (135,40 /1,15) · 8000 ·10–3 + 7,4 · 1,68 + 30,0 = 984 грн/МВт 4.7 Формую висновок щодо енергоефективності проектної котельні. “Проект водогрійної котельні за своїми показниками енергетичної та еко- номічної ефективності, відповідає середньогалузевому рівню українських коте- лень комунальної енергетики і може бути прийнятний до реалізації”. Основні результати розрахунку зводжу в таблицю 2.37. Таблиця 2.37 Результати розрахунку теплової схеми котельні з водогрійними котлами. № п.п Умовне позначення Назва параметра Один. виміру Числове значення для ре- жимів МЗ ТЗ Л 1 2 3 4 5 6 7 1 tзовн Температура зовнішнього повітря оС – 22 + 2,6 + 15 2 ΣQЖ.Р Сумарне теплове наванта- ження житлового району МВт 27,05 15,21 2,08 3 QП.П Теплове навантаження про- мислового підприємства МВт 12,0 12,0 12,0 4 ΣQКОТ Сумарне теплове наванта- ження котельні МВт 39,44 27,60 10,71 42 Змін. Арк. № документа Підпис Дата Арк. КР 000.144.005.002.2022.ПЗ 5 τ1 Температура мережної води в “прямій” магістралі на виході з котельні оС 140о 70о 70о 6 τ2 Температура води в “зво- ротній” магістралі на вході в котельну оС 41,74 31,17 30,00 7 τзвор Температура води в “зво- ротній” магістралі на вході в мережні насоси оС 51,07 41,87 54,93 8 G1 Витрата води в “прямій” магістралі на виході з коте- льні т/год 225,15 319,34 42,53 9 Gубут Убуток води в тепломережі т/год 15,0 15,0 5,0 10 G2 Витрата води в «зворотній» магістралі на вході в ко- тельну т/год 210,15 304,34 37,53 11 Gрец Витрата води в трубопрово- ді рециркуляції котлів т/год 80,71 96,40 19,58 12 Gпер Витрата води в трубопро- воді перепуску т/год 22,76 185,96 35,79 13 NВК.ВСТ Число встановлених водог- рійних котлів од 4 3 1 14 NВК.Р Число котлів, що знахо- дяться в експлуатації од 4 3 1 15 NВК.Б Число котлів, що експлу- атуються в базовому (номі- нальному) режимі од 1 1 1 16 NВR.З Число котлів, що експлу- атуються в режимі змінного навантаження од 3 2 0 17 ВКОТ Годинна витрата природ- ного газа в котельні тис.м3 / год 4,60 3,22 1,25 18 (bт відп )газ Питома витрата природного газу на відпущену від коте- льні теплову енергію м3 / МВт 117,71 19 (bт відп )у.п Питома витрата умовного палива на відпущену від котельні теплову енергію кг у.п /МВт 135,37 20 ΣWВК Сумарна встановлена по- тужність споживачів елек- троенергії котельні КВт 314 21 ее/е доб Середньодобова питома витрата електроенергії на відпуск теплоти від котель- ні кВт/МВт 7,4 22 ЦПалив Вартість природного газу грн./ тис. м3 8000 23 ЦЕ/Е Вартість електроенергії грн./ кВт.год 1,68 24 СQ Собівартість теплоти, що відпущена від котельні грн./МВт 984 43 Змін. Арк. № документа Підпис Дата Арк. КР 000.144.005.002.2022.ПЗ 2.5. ВИБІР ОБЛАДНАННЯ КОТЕЛЬНІ З ВОДОГРІЙНИМИ КОТЛАМИ 2.5.1. Вибір водогрійних котлів У відповідності до рекомендацій та розрахунків до встановлення приймаємо 4 котли. Визначену інформацію по водогрійним котлам наводжу в таблиці 2.38. Таблиця 2.38 № п.п Ум. позн. Назва параметра Один. вим. Метод визначення Значення 1 2 3 4 5 6 1 Тип ВК Типорозмір водогрійного кот- ла За інформаційними листами заводів виробників КВ-ГМ-10 2 QВК.НОМ Номінальна теплова потуж- ність котла МВт(т) З паспорта котла 11,6 3 GВК.НОМ Номінальна витрата води на котел т/год «--» 123,5 4 BВК.НОМ Номінальна витрата природ- ного газа на котел тис. м3/год «--» 1,26 5 Δр′ВК.НОМ Номінальний гідравлічний опір котла атм «--» 1,5 6 Δр″ВК.НОМ Номінальний аеродинамічний опір котла мм.вд.ст «--» 44 7 t′ ВК.НОМ Номінальна температура води на вході в котел оС «--» 70 8 t″ВК.НОМ Номінальна температура води на виході з котла оС «--» 150 9 η ВК.НОМ Номінальний ККД котла од. «--» 0,925 2.5.2. Вибір рециркуляційних насосів 2.5.2.1. Здійснюю вибір типорозміру насосів рециркуляції, його номінальної подачі – Qнас.рец ном, м3/год, та напору – Ннас.рец ном, м вд.ст, на базі визначених мак- симальних значень (в режимі ТЗ) пропуску води через трубопровід рециркуляції – GРЕЦ=97,95 т/год, та опору трубопровідної системи рециркуляції – ΔНРЕЦ. 2.5.2.2. Визначаю число робочих рециркуляційних насосів – Nнас.рец роб, шт, за формулою: Nнас.рец. роб = GРЕЦ М.З / Qнас.рец ном =96,4/105=0,95 *) Примітка. Одержане число насосів потрібно округлити до більшого цілого значення. 2.5.2.3. Визначаю число встановлених насосів рециркуляції з урахуванням од- ного резервного – Nнас.рец вст, шт, за формулою: Nнас.рец вст = N нас.рец. роб + 1=1+1=2 44 Змін. Арк. № документа Підпис Дата Арк. КР 000.144.005.002.2022.ПЗ 2.5.2.4. Блок параметрів по насосам рециркуляцій наводжу в табл. 2.39. Таблиця 2.39 Характеристика насосів рециркуляції №п.п Ум. позн. Назва параметра Один. вим. Метод ви- значення Значення для режимів МЗ ТЗ Л 1 2 3 4 5 6 7 8 1 ТИП НА- СОСА Типорозмір насоса рециркуляції --- З інформа- ційного лис- та заводу- виробника 4К-8 NBE 32- 125.1/140 2 Qн. рец ном Номінальна подача насоса м3/год З паспорта насоса 105 20 3 Hн. рец ном Номінальний напір насоса м.вд.ст.. “ – “ 45 20 4 Nн. рец ном Номінальна потуж- ність насоса кВт(е) “ – “ 22 2,2 5 ηн. рец ном Номінальний ККД насоса од. “ – “ 0,66 0,67 2.5.3. Вибір циркуляційних насосів теплової мережі (мережних насосів). Передбачаємо до встановлення як мережних насосів відцентрові насоси типу Д . 2.5.3.1. Здійснюю вибір типорозміру мережних насосів, його номінальної подачі – Qнас.мер ном, м3/год, та напору – Ннас.мер ном, м вд.ст, на базі визначених мак- симальних значень (в режимі ТЗ) витрати води через трубопровідну систему “Ко- тельна – Тепломережа” – G1=319,34 т/год, та опору трубопровідної системи – ΔН мер та статичного напору тепломережі. Число робочих мережних насосів – Nнас.мер роб, шт, становить — 1. 2.5.3.2. Визначаю число встановлених насосів рециркуляції з урахуванням одного резервного – Nнас.мер вст, шт, за формулою: Nнас.мер вст = N нас.мер. роб + 1=1+1=2 45 Змін. Арк. № документа Підпис Дата Арк. КР 000.144.005.002.2022.ПЗ 2.5.3.3. Блок параметрів по мережним насосам наводжу в табл. 2.40. Таблиця 2.40 Характеристика мережних насосів. №п.п Ум. позн. Назва параметра Один. вим. Метод ви- значення Значення для режи- мів МЗ ТЗ Л 1 2 3 4 5 6 7 8 1 ТИП НАСО- СА Типорозмір мере- жного насоса --- З інформа- ційного листа заво- да-вироб- ника 1Д500-63а NBE 40- 250/255 2 Qнас.мер ном Номінальна подача насоса м3/год З паспорта насоса 350 40 3 Hнас.мер ном Номінальний напір насоса м.вд.ст.. “ – “ 53 55 4 Nнас. мер ном Номінальна поту- жність насоса кВт(е) “ – “ 97 15 5 ηнас. мер ном Номінальний ККД насоса од. “ – “ 0,78 0,69 2.5.4. Вибір внутрішньо-котельних насосів 2.5.4.1. Вибір насосів сирої води 2.5.4.1.1. Здійснюю вибір типорозміру насосів сирої води, його номінальної подачі – Qнас.с.в ном, м3/год, та напору – Ннас.с.в ном, м вд.ст, на базі визначених зна- чень витрати води для підживлення – Gс.в=18,18 т/год, та опору трубопровідної системи – ΔН. 2.5.4.1.2. Визначаю число робочих насосів сирої води – Nнас.с.в роб, шт, за фор- мулою: Nнас.с.в. роб = Gс.в. /Qнас.с.в ном =18,18/25=0,73 *) Примітка. Одержане число насосів потрібно округлити до більшого цілого значення Чис- ло робочих насосів – Nнас.с.в. роб, шт, становить — 1. 2.5.4.1.3. Визначаю число встановлених насосів з урахуванням одного резер- вного – Nнас с.в вст, шт, за формулою: Nнас.с.в вст = N нас.с.в роб + 1=1+1=2 46 Змін. Арк. № документа Підпис Дата Арк. КР 000.144.005.002.2022.ПЗ 2.5.4.1.4. Блок параметрів по насосам сирої води наводжу в табл. 2.41. Таблиця 2.41 Характеристика насосів сирої води №п.п Ум. позн. Назва параметра Один. вим. Метод ви- значення Значення для режимів МЗ ТЗ Л 1 2 3 4 5 6 7 8 1 ТИП НАСО- СА Типорозмір насоса --- З інформа- ційного листа заво- да-вироб- ника КМ 65-50- 160/2-5 NB 32- 160.1/177 2 Qнас.св ном Номінальна подача насоса м3/год З паспорта насоса 25 15 3 Hнас.св ном Номінальний напір насоса м.вд.ст.. “ – “ 32 35 4 Nнас. св ном Номінальна поту- жність насоса кВт(е) “ – “ 3,3 7,5 5 ηнас. св ном Номінальний ККД насоса од. “ – “ 0,57 0,63 2.5.4.2. Вибір підживлювальних насосів 2.5.4.2.1. Здійснюю вибір типорозміру насосу, його номінальної подачі – Qнас.під ном, м3/год, та напору – Ннас.під ном, м вд.ст, на базі визначених значень витра- ти води для підживлення – Gпід=15 т/год, опору трубопровідної системи – ΔН (не вище 40 м.вд.ст.) та статичного напору. 2.5.4.2.2. Визначаю число робочих насосів – Nнас.під роб, шт, за формулою: Nнас.під. роб = Gс.в. / Qнас.під ном =10/20=0,5 *) Примітка. Одержане число насосів потрібно огруглити до більшого цілого значення Чис- ло робочих насосів – Nнас.під. роб, шт, становить — 1. 2.5.4.2.3. Визначаю число встановлених насосів рециркуляції з урахуванням одного резервного – Nнас під вст, шт, за формулою: Nнас.під вст = N нас.під роб + 1=1+1=2 47 Змін. Арк. № документа Підпис Дата Арк. КР 000.144.005.002.2022.ПЗ 2.5.4.2.4. Блок параметрів по насосам наводжу в табл. 2.42. Таблиця 2.43 Характеристика підживлювальних насосів №п.п Ум. позн. Назва параметра Один. вим. Метод ви- значення Значення для режимів МЗ ТЗ Л 1 2 3 4 5 6 7 8 1 ТИП НАСО- СА Типорозмір насоса --- З інформа- ційного листа заво- да-вироб- ника К 65-50- 160а NB 32- 160.1/177 2 Qнас.під ном Номінальна подача насоса м3/год З паспорта насоса 20 16 3 Hнас.під ном Номінальний напір насоса м.вд.ст.. “ – “ 30 30 4 Nнас. під ном Номінальна поту- жність насоса кВт(е) “ – “ 2,8 3 5 ηнас. під ном Номінальний ККД насоса од. “ – “ 0,6 0,62 2.5.4.3. Вибір насосів технологічної води 2.5.4.3.1. Здійснюю вибір типорозміру насосу, його номінальної подачі – Qнас.тех ном, м3/год, та напору – Ннас.тех ном, м вд.ст, на базі визначених значень витра- ти води для потреб промислового підприємства – Gтех=108,2 т/год (108,2 м3/год) та опору трубопровідної системи – ΔН. 2.5.4.3.2. Визначаю число робочих насосів технологічної води – Nнас.тех роб, шт, за формулою: Nнас.тех. роб = Gтех / Qнас.тех ном =108,27/112=0,97 *) *) Примітка. Одержане число насосів потрібно округлити до більшого цілого значення Чис- ло робочих насосів – Nнас.тех. роб, шт, становить — 1. 2.5.4.3.3. Визначаю число встановлених насосів з урахуванням одного резерв- ного – Nнас с.в вст, шт, за формулою: Nнас.тех вст = N нас.с.в роб + 1=1+1=2 48 Змін. Арк. № документа Підпис Дата Арк. КР 000.144.005.002.2022.ПЗ 2.5.4.3.4. Блок параметрів по насосам технологічної води наводжу в табл. 2.44. Таблиця 2.44 Характеристика насосів технологічної води №п.п Ум. позн. Назва параметра Один. вим. Метод ви- значення Значення для режи- мів МЗ ТЗ Л 1 2 3 4 5 6 7 8 1 ТИП НАСО- СА Типорозмір насоса --- З інформа- ційного листа заво- да-вироб- ника 4К-8 2 Qнас.тех ном Номінальна подача насоса м3/год З паспорта насоса 112 3 Hнас.тех ном Номінальний напір насоса м.вд.ст.. “ – “ 45 4 Nнас. тех ном Номінальна поту- жність насоса кВт(е) “ – “ 22 5 ηнас. тех ном Номінальний ККД насоса од. “ – “ 0,66 6 (Hкав)нас.тех ном Номінальний каві- таційний запас на- соса м.вд.ст.. “ – “ 5,5 2.5.4.4. Вибір насосів хімочищеної води 2.5.4.4.1.Здійснюю вибір типорозміру насосу, його номінальної подачі – Qнас.хов ном, м3/год, та напору – Ннас.хов ном, м вд.ст, на базі визначених значень ви- трати хімочищеної води для підживлення – Gхов=15,15 т/год, та опору трубопро- відної системи – ΔН. 2.5.4.4.2. Визначаю число робочих насосів сирої води – Nнас.хов роб, шт, за формулою: Nнас.с.в. роб = Gхов / Qнас.рец ном =15,15/25=0,61 *) Примітка. Одержане число насосів потрібно огруглити до більшого цілого значення Число робочих мережних насосів – Nнас.с.в. роб, шт, становить — 1. 2.5.4.4.3. Визначаю число встановлених насосів з урахуванням одного ре- зервного – Nнас с.в вст, шт, за формулою: Nнас.с.в вст = N нас.с.в роб + 1=1+1=2 49 Змін. Арк. № документа Підпис Дата Арк. КР 000.144.005.002.2022.ПЗ 2.5.4.4.4. Блок параметрів по насосам сирої води наводжу в табл. 2.45. Таблиця 2.45 Характеристика насосів хімочищеної води №п.п Ум. позн. Назва параметра Один. вим. Метод ви- значення Значення для режимів МЗ ТЗ Л 1 2 3 4 5 6 7 8 1 ТИП НАСО- СА Типорозмір насоса --- З інформа- ційного листа заво- да-вироб- ника КМ 65-50- 160а/2-5 NKE 32- 160.1/165 2 Qнас.хов ном Номінальна подача насоса м3/год З паспорта насоса 25 16 3 Hнас.хов ном Номінальний напір насоса м.вд.ст.. “ – “ 26 25 4 Nнас. хов ном Номінальна потуж- ність насоса кВт(е) “ – “ 2,5 2,2 5 ηнас. хов ном Номінальний ККД насоса од. “ – “ 0,57 0,59 2.5.5. Вибір деаераторів водогрійної котельні Загальноприйнятим рішенням для водогрійних котельних є встановлення для деаерації води не менше двох деаераторів вакуумного типу з охолодником випару для кожного. До встановлення обираємо 2 деаератори ДВ-15. Блок пара- метрів наводжу в таблиці 2.46. Таблиця 2.46 Характеристика деаераторів водогрійної котельні № п.п Назва параметра Один. вим. Метод визначення Значення 1 3 4 5 6 1 Типорозмір деаератора За інформаційними листами заводів ви- робників ДВ-15 2 Номінальна продуктивність т/год «--» 5 3 Діапазон продуктивності т/год «--» 4,5…18 4 Температура деаерованої води оС «--» 40…80 5 Температура теплоносія оС «--» 70…180 6 Тип охолодника випару «--» ОВВ-2 7 Тиск робочий абсолютний МПа «--» 0,0075…0,05 8 Тип ежектора «--» ЕВ-10 2.5.6. Вибір підігрівників Вибір типорозміру підігрівників сирої води (ПСВ), хімочищеної води (ПХВ), технологічної води (ПТВ) здійснюється за визначеною в проекті їх тепло- вою потужністю та переліком стандартних типорозмірів вказаних підігрівників за методикою, сформованою в курсі “Теплотехнологічні процеси та установки”. 50 Змін. Арк. № документа Підпис Дата Арк. КР 000.144.005.002.2022.ПЗ 2.5.6.1. Підігрівник сирої води 2.5.6.1.1.Теплове навантаження підігрівника сирої води Qпсв=0,32 МВт; 2.5.6.1.2. Обчислюємо наявний температурний перепад: ∆t=(∆tб-∆tм)/ln(∆tб/∆tм)=(150-65)/ ln(130/60)= 90,5 ℃ 2.5.6.1.3.Визначаємо необхідну поверхню теплообміну: F=Qпсв/ ∆t∙K=320000/ 90,5 ∙2500=1,14м2 К — коефіцієнт теплопередачі. З переліку стандартних типорозмірів підігрівників обираємо пластинчастий підігрівник FUNKE FP 04. Максимально можлива площа поверхні нагріу — F=1,24м2, площа поверхні нагріву однієї пластини — 0,04м2, кількість пластин — 31 шт. 2.5.6.2. Підігрівник хімочищеної води 2.5.6.2.1.Теплове навантаження підігрівника хімочищеної води QПХВ=0,62 МВт; 2.5.6.2.2. Обчислюємо наявний температурний перепад: ∆t=(∆tб-∆tм)/ln(∆tб/∆tм)=(95-45)/ ln(95/45)=67℃ 2.5.6.2.3.Визначаємо необхідну поверхню теплообміну: F=Qхов/ ∆t∙K=620000/67∙2500=3,7 м2 К — коефіцієнт теплопередачі. З переліку стандартних типорозмірів підігрівників обираємо пластинчастий підігрівник FUNKE FP 04. Максимально можлива площа поверхні нагріву — F=3,4м2, площа поверхні нагріву однієї пластини — 0,04м2, кількість пластин — 85 шт. 2.5.6.3.Підігрівник технологічної води 2.5.6.3.1.Теплове навантаження підігрівника сирої води QПТВ =11,37 МВт; 2.5.6.3.2. Обчислюємо наявний температурний перепад: ∆t=(∆tб-∆tм)/ln(∆tб/∆tм)=(60-55)/ ln(60/55)=57,46℃ 2.5.6.3.3.Визначаємо необхідну поверхню теплообміну: F=Qтех/ ∆t∙K=1137000/57,46∙2500=7,9 м2 К — коефіцієнт теплопередачі. З переліку стандартних типорозмірів підігрівників обираємо пластинчастий підігрівник FUNKE FP 08. Максимально можлива площа поверхні нагріу — F=7,92м2, площа поверхні нагріву однієї пластини — 0,08м2, кількість пластин — 99 шт. 2.5.7. Вибір вентиляторів (В) та димососів (Д) для водогрійних котлів Вибір В та Д здійснюється у відповідності до технічних умов (ТУ) заводу- виробника водогрійних котлів на комплект поставки котла, таблиця 2.47. Таблиця 2.47 Рекомендоване тягодуттьове обладнання № п/п Найменування Димосос Вентилятор 1 Тип обладнання ДН-12,5у ВДН-10у 2 Потужність, кВт 30 11 3 Частота обертання, об/хв 1000 1000 51 Змін. Лист № документа Підпис Дата Аркуш КР 000.144.005.002.2022.ПЗ Розробив Фролова Н.В. Перевірив Бойко В.О. Рецензув. Затвердив Петренко В.П. Проект системи теплопоста- чання житлово-промислового району №2 в м. Вишневе Охорона праці Літера 52 ЗТЕ-5-7ск кафедра ТЕХТ НУХТ Аркушів РОЗДІЛ 3. Охорона праці В даному дипломному проекті розглядається розрахунок та проектування обладнання водогрійної котельні. Впровадження нового більш вдосконаленого обладнання, з сучасною сис- темою автоматизації та управління дозволить знизити рівень впливу шкідливих та небезпечних факторів на людину, підвищить ступінь безпеки експлуатація і обслуговування, що значно покращить умови праці в котельному залі. При здійсненні проектування враховані вимогою охорони праці до органі- зації та забезпечення здорових і безпечних умов праці на робочому місці опера- тора котельні. 3.1. Виробнича санітарія При плануванні приміщення враховуються: − санітарна характеристика обладнання та технологічних процесів; − норма корисного простору на одного працівника (15м3); − нормативи площі розміщення обладнання (4,5м2); − висота виробничого приміщення не менше (4,8) м. Протяжність санітарно-гігієнічної зони даного підприємства (IV класу) складає – 50 м. Для зручності обслуговування котлових апаратів змонтовані багатоя- русні технологічні площадки, які починаються з висоти 2,5м. 3.1.1. Мікроклімат та чистота повітря виробничого середовища Показниками мікроклімату є температура повітря, відносна вологість, швидкість руху повітря та атмосферний тиск. Нормативний документ передбачає оптимальні і допустимі значення па- раметрів мікроклімату в залежності від періоду року (. Наприклад, у теплий період року (середньодобова температура зовнішнього середовища стано- вить >10 °С), холодний (середньодобова температура зовнішнього середо- вища становить <10 °С) та категорії важкості виконуваних робіт. Контроль та вимірювання параметрів мікроклімату виконується спеціальними приладами – термометрами (температура), психрометрами (вологість повітря). Швидкість руху повітря вимірюється анемометром (крильчатий), межі вимі- рювання від 0,3 – 5 м/с, чашковий (індукційний) анемометр – межі вимірюван- ня 1 – 20 м/с та кататермометрами – межі вимірювання 0 – 0,5 м/с. Вміст шкідливих речовин в повітрі обмішується гранично допустимими кон- центраціями(ГДК). СН4 (300 мг/м3, клас небезпечності IV), СО (20 мг/м3, клас небезпечності IV), СО2 (ГДК 9000 мг/м3, клас небезпечності IV), сполуки азоту (ГДК 5 мг/м3, клас небезпечності IІ). Концентрація шкідливих речовин у повітрі, газів і парів повинна визначатися для 1-го класу небезпеки безперервно, для 2-го, 3-го, 4-го класу – періодично. Змін. Арк. № документа Підпис Дата Арк. КР 000.144.005.002.2022.ПЗ Періодичність контролю вмісту шкідливих речовин складає: — для 1-го класу небезпеки – 1 раз/10 днів; — для 2-го класу небезпеки – 1 раз/місяць; — для 3-го та 4-го класу небезпеки – 1 раз/квартал. Методи визначення шкідливих речовин у повітрі: 1. Лабораторний (колорометричні , спектрофометричні, хромотографіч- ні). 2 Експрес (хімічні індикатори, універсальний газоаналізатор, УГ-1,УГ-2). 3.Автоматичні (стаціонарний газоаналізатор, газосигналізатор). Для видалення надлишків теплоти та шкідливих газів в котельні застосову- ється загально-обмінна змішана припливно-витяжна вентиляція. Забирання забрудненого повітря здійснюється за допомогою аераційного ліхтаря, а по- дача свіжого – механічним вентилятором. Оператор котлоагрегату, у разі необхідності, повинен бути забезпечений засо- бами індивідуального захисту (костюм бавовняний, рукавиці комбіновані, наву- шники протишумові, окуляри захисні із світлофільтрами, та протигазами. 3.2. Виробниче випромінювання Джерелами теплового випромінювання є паровий котел, трубопроводи з парою. Ознаками перегрівання організму є підвищення температури, спрага, збіль- шення частоти дихань та пульсу, задишка, головний біль, запаморочення, сильне потовиділення. Зниження інтенсивності теплового випромінювання досягається застосу- ванням екранів, теплоізоляції устаткування та гарячих поверхонь, а також інди- відуальними засобами; збільшенням відстані між джерелом випромінювання та робочим місцем. Нормальними умовами, що відповідають санітарно-гігієнічним нормам, вважають такі, за яких інтенсивність опромінення працівників інфрачервоними променями не перевищує: 35 Вт/м2 при опромінюванні більше 50 % тіла. Інтенсивність інфрачервоного випромінювання вимірюється актиномет- рами, а спектральна інтенсивність випромінювання – інфрачервоними спектог- рафами типу ИКС-10, ИКС-12, ИКС-14. 3.3. Шум на виробництві Робота котлових установок супроводжується шумом. Класифікація шумів за походженням: — механічні; — аерогідродинамічні (вентилятори, насоси, компресори, системи транс- портування); — електричні (трансформатори тощо). Класифікація шумів за частотою: — низькочастотний (до 300 Гц); — середньо частотний (300-800 Гц); — високочастотний (більше 800 Гц). Основними фізичними характеристиками звуку є: частота f (Гц), звуковий тиск Р (Па), інтенсивність або сила звуку І (Вт/м2). 53 Змін. Арк. № документа Підпис Дата Арк. КР 000.144.005.002.2022.ПЗ Порогові значення шуму при f=1000 Гц складають: нижній поріг чутності (Іо = 10-12 Вт/м2; Ро= 2∙10-5 Па), больовий поріг (Іб = 102 Вт/м2; Рб = 60 Па). Рівень шуму у виробничому цеху не повинен перевищувати 80 дБ. Технічні засоби захисту від шкідливої дії шуму чутного діапазону перед- бачають використання трьох головних напрямків: боротьба з шумом в джерелі його утворення, шумопоглинання, та шумоізоляцією. До заходів боротьби з аеродинамічним шумом відносяться зменшення швид- костей транспортування середовища, використання плавних заокруглень, глушників шуму в місцях забору і вихлопу повітря. Для вимірювання рівня шуму використовують шумоміри Ш-71, ПИ-14 в комплекті з активними фільтрами. Рівень вимірювання шуму даними приладами становить 10-130 дБ в діапазоні 20 Гц – 16 кГц. 3.4. Виробнича вібрація Під впливом інтенсивної вібрації в організмі людини відбуваються функ- ціональні зміни у серцево-судинній системі та регуляторної функції централь- ної нервової системи. Вібрація викликає появу вібраційної хвороби, що може призвести до втрати працездатності. Вібрацію поділяють на загальну (передається через опорні поверхні тіла лю- дини) та локальну (передається через руки). Основними характеристиками (параметрами) вібрації є частота гармонічного коливального руху (Гц), віброшвидкість (м/с) та віброприскорення (м/с2), рівень ві- брації (дБ). Порогові значення віброшвидкості становить v0=5×10-8 м/с, а віброприскорен- ня становить а0=3×10-4 м/с2. Загальна та локальна вібрації обмежуються допустимими значеннями віброш- видкості або логарифмічними рівнів віброшвидкості в октавних смугах із частотою 2-1000 Гц. Для захисту від впливу виробничої вібрації застосовують наступні колективні методи: послаблення вібрації у джерелі утворення, вібропоглинання та віброізоля- ція. Вібрація вимірюється віброметрами ВИП-4 та ВИП-2М та вібрографами ВР-1, ВР-2, в діапазоні 10 Гц – 1кГц, шкала приладів проградуйована в дБ. 3.5. Освітлення виробничих приміщень Основними вимогами охорони праці до освітленості виробничих приміщень є: 1) освітлення на робочому місці має відповідати санітарно-гігієнічним нормам і бути рівномірним; 2) між об’єктом, що розглядається, і навколишнім фоном повинен бути певний контраст; 3) на робочій поверхні не повинно бути різких тіней; 4) не допускається освітлення (пряме чи відбите) у полі зору. На виробництві використовується природнє комбіноване освітлен- ня(двостороннє бічне та аераційний ліхтар). В темні години доби використовується штучне освітлення. 54 Змін. Арк. № документа Підпис Дата Арк. КР 000.144.005.002.2022.ПЗ За призначенням штучне освітлення поділяється на робоче, чергове, ава- рійне, евакуаційне, охоронне. За виконанням (розміщенням джерел світла) штучне освітлення поділяється на:  загальне – призначене для рівномірного освітлення приміщення або його частин;  місцеве – для освітлення тільки робочих поверхонь;  комбіноване (поєднання загального та місцевого освітлення). Джерелами штучного світла є лампи розжарювання та газозарядні лампи. Виробниче приміщення обладнане світильниками прямого світла з лам- пами розжарювання у герметичному виконанні із захисним кутом 20-25˚(типу ВЗГ200, потужністю 200 Вт), які розташовуються у шаховому порядку. Контроль освітленості здійснюється люксметрами Ю-16, Ю-17, Ю-116, Ю- 117. 3.5. Техніка безпеки 3.5.1.Безпечна експлуатація технологічного устаткування Для безпечної експлуатації технологічного устаткування та запобігання виник- ненню небезпечних або аварійних ситуацій застосовуються в першу чергу засоби ко- лективного захисту. За принципом дії та залежно від впливу небезпечного фактора засоби колективного захисту поділяються на огороджувальні, запобіжні пристрої, блокування, сигналізаційне обладнання, профілактичні випробування. Роботи всередині котлів проводяться тільки після повної зупинки роботи, продувки і охолодження, якщо таке необхідно. Огороджувальні пристрої (кожухи, щити, екрани, бар’єри) застосовуються для ізоляції зон з безпекою механічних дій, для огорожі зон випромінювань і зон з хіміч- ними речовинами, а також робочих майданчиків, розташованих на висоті. Вони по- діляються на стаціонарні, які демонтуються для виконання допоміжних операцій (заміна інструмента, змазка обладнання тощо), та переносні, що використовуються для огорожі нестаціонарних робочих місць (зварювальні пости), а також при вико- нанні ремонтних чи налагоджувальних робіт. Запобіжні пристрої застосовуються для автоматичного виключення обладнан- ня при виникненні аварійних ситуацій (наприклад, при виході одного з параметрів — температури, електричної напруги тощо за межі допустимих значень). Блокування дозволяє виключити можливість проникнення людини в небезпе- чну зону чи ліквідувати небезпечний фактор при проникненні людини в небезпечну зону. Блокувальні пристрої поділяються на механічні, електричні, фотоелементні, радіаційні, пневматичні, гідравлічні та комбіновані. Сигналізаційне обладнання призначено для повідомлення персоналу про ре- жим роботи устаткування і можливості аварійних ситуацій. За засобами інформації сигналізація поділяється на кольорову, звукову, кольорово-звукову, одоризаційну (за запахом). На виробництві використовується світлова та звукова аварійна сигналізація, яка відключається за допомогою комп’ютерного інтерфейсу, світлова і звукова пе- редпускова сигналізація (відключення за допомогою кнопки квітурування). Нормативно–технічна документація з безпечної експлуатації основного тех- нологічного обладнання, що працюють під тиском (парові котли): «Правила будови і 55 Змін. Арк. № документа Підпис Дата Арк. КР 000.144.005.002.2022.ПЗ безпечної експлуатації парових та водогрійних котлів», трубопроводів пари та гаря- чої води «Правила будови і безпечної експлуатації трубопроводів пари та гарячої во- ди». 3.5.2. Безпечна експлуатація електроустаткування Види електричних травм на виробництві: 1) механічне (при проходженні через тіло людини струму великої сили; па- діння людини з висоти); 2) місцеві зовнішні електротравми: — електричні опіки; — електричні знаки (плями сірого чи блідо-жовтого кольору на поверхні шкі- ри); — захворювання зовнішніх оболонок очей під дією ультрафіолетових проме- нів електричної дуги; 3) електричний удар (призводить до паралічу серця, легень, до фібриляції се- рця). Факторами, що зумовлюють небезпечне ураження електричним струмом, є: — фактори електричного характеру (напруга, сила, рід і частота струму). Сю- ди ж відноситься і електричний опір людини; — фактори неелектричного характеру (індивідуальні властивості людини, тривалість дії струму, шлях проходження струму через тіло людини); — стан навколишнього середовища. Згідно «ПУЕ. Правила улаштування електроустановок» за ступенем небезпеки ураження існує три класи приміщень: 1) приміщення без підвищеної