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) (ім’я та прізвище) «___» _______________ 2023 р. «___» _______________ 2023 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 № 3 в місті Харків Виконала: здобувачка 4 курсу, групи ТЕ-4-5 Юськевич Андрій Ігорович (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 — 2023 р. НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ХАРЧОВИХ ТЕХНОЛОГІЙ Навчально-науковий інженерно-технічний інститут ім.акад. І.С.Гулого Кафедра теплоенергетики та холодильної техніки Освітній ступінь Спеціальність бакалавр 144 Теплоенергетика (код і назва) Освітньо-професійна програма Теплоенергетика та енергоефективні технології (назва) ЗАТВЕРДЖУЮ Завідувач кафедри ТЕХТ проф.Валентин ПЕТРЕНКО “14” квітня 2023року З А В Д А Н Н Я НА КВАЛІФІКАЦІЙНУ РОБОТУ ЗДОБУВАЧА Юськевича Андрія Ігоровича (прізвище, ім’я, по батькові) 1. Тема роботи Проект системи теплопостачання житлово-промислового району № 3 в місті Харків керівник роботи к.т.н.,доц. Бойко Володимир Олександрович ( прізвище, ім’я, по батькові, науковий ступінь, вчене звання) затверджені наказом закладу вищої освіти від “ 14 ”04.2023 року № 233 - кс 2. Строк подання здобувачем роботи_06.06.2023 року 3. Вихідні дані до роботи техн o л o гічне навантаження 12,0 МВт; температура теплоносія 95 С; р o з p ахунк o ва темпе p ату p а -23  С; темпе p ату p а зовнішньогоп o віт p я -2,1 С; темпе p ату p а для системи вентиляції -10  С; тривалість po б o ти промислового підп p иємства – 7000 г o д; тривалість oпалювальнoгo пеpіoду 189 діб; темпеpатуpи мережної вoди 01/02:130oС/70oС. 4. Зміст пояснювальної записки (перелік питань, які потрібно розробити) 1. Po з p ахун o к тепл o вих навантажень житл o в o –промислового p ай o ну міста 2. Po з p ахун o к тепл o в o ї схеми к o тельні з водогрійними к o тлами 3. O х opo на п p аці 4._Творче завдання на тему “ Енергія з агропромислових залишків” 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.Компановка обладнання. 6. Консультанти розділів роботи Розділ Прізвище, ініціали та посада консультанта Підпис, дата завдання видав завдання прийняв 7. Дата видачі завдання_27.04.2023______________________ КАЛЕНДАРНИЙ ПЛАН № Назва етапів виконання кваліфікаційної роботи Строк виконання етапів роботи Примітка 1 Отримання завдання на дипломний проект 1.05-3.05.2022 Виконано 2 Аналіз літературних джерел 4.05-10.05.2022 Виконано 3 Виконання розділу №1 КР 11.05-18.05.2022 Виконано 4 Виконання розділу №2 КР 19.05-24.05.2022 Виконано 5 Виконання розділу №3КР 25.05-27.05.2023 Виконано 6 Виконання розділу №4 КР 28.05-1.06.2023 Виконано 7 Оформлення ПЗ, креслень 02.06-06.06.2023 Виконано Здобувач _______________ ____Андрій ЮСЬКЕВИЧ___ (підпис) (ім’я та прізвище ) Керівник роботи _____________ ____ Володимир БОЙКО ( підпис ) (ім’я та прізвище ) 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 ................................................................................... 16 1.4. Визначення розрахункових витрат теплоносія ..................................... 26 1.5. Вихідні дані до розділу 2 ......................................................................... 28 РОЗДІЛ 2. Розрахунок теплової схеми котельні з водогрійними котлами ............................................................................... 33 2.1. Формування вихідних даних для теплового розрахунку котельні з водогрійними котлами ............................................................... 32 2.2. Формування принципової схеми водогрійної котельні .................. 35 2.3. Розрахунок теплової схеми котельні з водогрійними котлами … 36 2.4. Визначення енергетичних показників роботи водогрійної котельні ................................................................................................ 47 2.5. Вибір обладнання котельні з водогрійними котлами ...................... 51 РОЗДІЛ 3. Охорона праці ............................................................................. 55 РОЗДІЛ 4. Енергія з агропромислових залишків....................................... 61 Список використаної літератури .................................................................. 77 Змін. Лист № документа Підпис Дата Аркуш 77 00КРБ 144ОПТЕ00.008.192034.2023.ПЗ Розробив Юськевич А.І. Перевірив Бойко В.О. Рецензув. Затвердив Петренко В.П. Проект системи теплопостачання житлово- промислового району №3 в м. Харків ЗМІСТ Літера 4 ТЕ-4-5 кафедра ТЕХТ НУХТ Аркушів АНОТАЦІЯ Юськевич А.І. Проект системи теплопостачання житлово- промислового району № 3 в місті Харків - 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 – Енергія з агропромислових залишків. 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. Лист № документа Підпис Дата Аркуш 77 00КРБ 144ОПТЕ00.008.192034.2023.ПЗ Розробив Юськевич А.І. Перевірив Бойко В.О. Рецензув. Затвердив Петренко В.П. Проект системи теплопостачання житлово- промислового району №3 в м. Харків АНОТАЦІЯ Літера 5 ТЕ-4-5 кафедра ТЕХТ НУХТ Аркушів АBSTRACT Uskevuch A.I. Project of heat supply system of residential-industrial dis- trict № 3 in the city of Kharkiv - 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 part is energy from agricultural residues. 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. Арк. № документа Підпис Дата Арк. 6 00КРБ 144ОПТЕ00.008.192034.2023.ПЗ 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 77 00КРБ 144ОПТЕ00.008.192034.2023.ПЗ Розробив Юськевич А.І. Перевірив Бойко В.О. Рецензув. Затвердив Петренко В.П. Проект системи теплопостачання житлово- промислового району №3 в м. Харків ВСТУП Літера 7 ТЕ-4-5 кафедра ТЕХТ НУХТ Аркушів Змін. Лист № документа Підпис Дата Аркуш 72 00КРБ 144ОПТЕ00.008.192034.2023.ПЗ Розробив Юськевич А.І. Перевірив Бойко В.О. Рецензув. Затвердив Петренко В.П. Проект системи теплопостачання житлово- промислового району №3 в м. Харків РОЗДІЛ І Літера 8 ТЕ-4-5 кафедра ТЕХТ НУХТ Аркушів РОЗДІЛ І. РОЗРАХУНОК ТЕПЛОВИХ НАВАНТАЖЕНЬ ЖИТЛОВО-ПРОМИСЛОВОГО РАЙОНУ МІСТА 1. ВИХІДНІ ДАНІ ДО ПРОЕКТУ 1. Географічний пункт розміщення житлово-промислового району – м.Харків . 2. Генплан мікрорайону з розміщенням джерела теплоти – варіант №3 (27 житлових кварталів). 3. Структура теплового навантаження: 3.1. Опалення житлових кварталів; 3.2. Гаряче водопостачання житлових кварталів; 3.3 Вентиляція громадських будівель; 3.4. Технологічне навантаження промислового підприємства 12,0 МВт (Теплоносій – гаряча вода 95'' 2 =t оС, степінь повернення води 1,0) 4. Розрахункова температура (максимально зимова) для проектування системи опалення о.зt = (–23) оС. 5. Середня температура зовнішнього повітря за опалювальний період – оп.сер зt = (-2,1) оС. 6. Розрахункова температура для проектування системи вентиляції – -10 оС. 7.Температура початку опалювального періоду, 8tзпк += оС 8. Температура точки “зламу”, з.зt (розраховуються після побудови графіка зміни температури і витрати мережної води на опалення в залежності від температури зовнішнього повітря) 9. В дипломному проекті розрахунки всіх видів теплових навантажень здійснюються для трьох характерних режимів: - максимально зимового; - точки “зламу” температурного графіка опалення; - літнього. 10. Тривалість роботи промислового підприємства – 7000 год. 11. Тривалість опалювального періоду – оn =189 діб. 12. Тривалість періоду стояння температур зовнішнього повітря, діб Таблиця1.1 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 0,5 1,0 7,0 20,7 49,3 31,6 78,9 Нижче даної 0,0 0,5 1,5 8,5 29,2 78,5 110,1 189,0 Змін. Арк. № документа Підпис Дата Арк. 9 00КРБ 144ОПТЕ00.008.192034.2023.ПЗ 13. Розрахункові температури мережної води ' ' 01 02/ :130 / 70î îÑ Ñτ τ . 14. Система теплопостачання – закрита 15. Метод регулювання теплового навантаження на опалення - центральне якісне регулювання спільно з місцевим кількісним регулюванням. 16. Схема підключення підігрівників гарячого водопостачання до системи опалення - двоступенева змішана. Змін. Арк. № документа Підпис Дата Арк. 10 00КРБ 144ОПТЕ00.008.192034.2023.ПЗ 1.2. ВИЗНАЧЕННЯ ТЕПЛОВИХ НАВАНТАЖЕНЬ В СИСТЕМІ ТЕПЛОПОСТАЧАННЯ ЖИТЛОВОГО РАЙОНУ 1.2.1. Викреслюємо план району, у відповідності із завданням у масштабі 1:5000 . 50 60 20 10 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 27 24 25 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 для першого кварталу: 0 82 8500 6970 00æ ³ ³F F , ,f= = ⋅ = м2 Змін. Арк. № документа Підпис Дата Арк. 11 00КРБ 144ОПТЕ00.008.192034.2023.ПЗ 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 житлових і громадських будівель: 6 6 877 80 01 10 1 0 250 10 0 66970' î max î æ ãðQ q F ( Ê ) ( , ), , ,− −= + = ⋅ ⋅ + ⋅ = МВт де оq - укрупнений показник максимального теплового потоку на опалення 1м2 загальної площі житлових споруд, Вт/м2 (Додаток 9 [1]); грК - коефіцієнт, що враховує тепловий потік на опалення громадських споруд, 25,0=грК . 1.2.5. Визначаємо максимальне теплове навантаження системи вентиляції громадських споруд: 6 610 0 25 0 6 10 0 0877 80 6970 00' âmax ãð â î æQ Ê Ê q F , ,, , ,− −= = ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ = МВт 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: 96970 0 27 0 25 æ ç ,F m f = = = 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: 6 610 300 279 10 0 08' ÃÂÏ ãQ q m ,− −= = ⋅ ⋅ = МВт де гq - укрупнений показник середнього теплового потоку на гаряче водопостачання на одну людину, Вт/люд., (Додаток 10[1]); m - кількість людей. 1.2.8. Зводимо результати розрахунку по кожному кварталу в таблицю 1.2. Таблиця 1.2 Розрахунок теплових навантажень Номер кварталу Площа кварталу , га Густина (щільність ) житловог о фонду м2/га Житлова площа кварталу, м2 Кількість мешканців, чол. Теплові потоки Опалення ' maxоQ , МВт Вентиляці я ' maxвQ , МВт ГВП ' ГВПQ , МВт Всього 6+7+8, МВт 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0,82 8500 6970,00 279 0,68 0,08 0,08 0,84 2 0,58 8500 4951,25 198 0,48 0,06 0,06 0,60 3 0,55 8500 4632,50 185 0,45 0,05 0,06 0,56 4 0,56 8500 4738,75 190 0,46 0,06 0,06 0,57 5 0,43 8500 3612,50 145 0,35 0,04 0,04 0,44 Змін. Арк. № документа Підпис Дата Арк. 12 00КРБ 144ОПТЕ00.008.192034.2023.ПЗ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 6 0,51 5900 3009,00 120 0,36 0,04 0,04 0,43 7 0,48 5900 2817,25 113 0,33 0,04 0,03 0,41 8 0,38 5900 2256,75 90 0,27 0,03 0,03 0,33 9 0,46 5900 2714,00 109 0,32 0,04 0,03 0,39 10 0,46 5900 2684,50 107 0,32 0,04 0,03 0,39 11 0,73 7500 5475,00 219 0,53 0,06 0,07 0,66 12 0,20 7500 1462,50 59 0,14 0,02 0,02 0,18 13 0,23 7500 1743,75 70 0,17 0,02 0,02 0,21 14 0,92 7500 6881,25 275 0,67 0,08 0,08 0,83 15 0,83 7500 6225,00 249 0,61 0,07 0,07 0,75 16 1,78 5800 10295,00 412 1,00 0,12 0,12 1,24 17 0,64 5800 3712,00 148 0,36 0,04 0,04 0,45 18 1,12 6400 7152,00 286 0,70 0,08 0,09 0,86 19 1,28 4500 5737,50 230 0,68 0,08 0,07 0,83 20 1,58 4500 7110,00 284 0,84 0,10 0,09 1,03 21 1,33 4500 5973,75 239 0,71 0,08 0,07 0,86 22 4,26 6000 25530,00 1021 2,48 0,30 0,31 3,09 23 0,39 6000 2355,00 94 0,23 0,03 0,03 0,28 24 0,29 6000 1710,00 68 0,17 0,02 0,02 0,21 25 1,13 7100 8040,75 322 0,78 0,09 0,10 0,97 26 1,09 6800 7395,00 296 0,72 0,09 0,09 0,89 27 4,25 6000 25500,00 1020 2,48 0,30 0,31 3,08 Всього 27,24 170685,00 6827 17,28 2,07 2,05 21,40 1.2.9. Визначаємо максимальне теплове навантаження на гаряче водопостачання житлових і громадських споруд: ' ' max 0 4,922, 4 2, 4 2, 5ÃÂÏ ÃÂÏQ Q= = ⋅ = МВт 1.2.10. Визначаємо середнє теплове навантаження на гаряче водопостачання для неопалювального (літнього) періоду: . ' . 1,31 55 55 152,05 0,8 55 55 5 õ âñåð ë ÃÂÏÃÂÏ Ë õ â ç t Q Q t − − = = ⋅ ⋅ = − − β МВт де лвхt . - температура холодної водопровідної води для літнього періоду, 15. = лвхt оС; звхt . - температура холодної водопровідної води для опалювального (зимового) періоду, 5. = звхt 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 водопостачання для неопалювального /літнього/ періоду: . ' maxmax . 5 4,92 3,15 55 55 15 0,8 55 5 5 õ âñåð ë ÃÂÏÃÂÏ Ë õ â ç t Q Q t − − = = ⋅ ⋅ = − − β МВт Змін. Арк. № документа Підпис Дата Арк. 13 00КРБ 144ОПТЕ00.008.192034.2023.ПЗ 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 : 18 23 17 28 17 28 1 17 28 18 23 â.ð ç' ' î î max î maxo â.ð ç.î t t ( ) Q Q Q Q , , , t t ( ) − − + − − = = = = ⋅ = + − − МВт 18 23 2 07 2 07 1 2 07 18 23 â.ð ç' ' â âmax âmaxî â.ð ç.î t t ( ) Q Q Q Q , , , t t ( ) − − + − − = = = = ⋅ = + − − МВт де рвt . - температура повітрі всередині приміщення, +18 оС; озt . - розрахункова температура 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. Таблиця 1.3 Значення максимальних і середніх теплових навантажень в залежності від температури зовнішнього повітря № п/п Позна- чення Одиниця виміру Тепловий потік при зt озt . -23 оС зt -10 оС опалсер зt . -2,1оС ззt . +0,8 оС зпкt +8 оС літо 1 оQ 1,00 0,68 0,49 0,42 0,24 2 оQ МВт 17,28 11,80 8,47 7,25 4,21 3 вQ МВт 2,07 1,42 1,02 0,87 0,51 4 ' ГВПQ МВт 2,05 2,05 2,05 2,05 2,05 1,31 5 ' maxГВПQ МВт 4,92 4,92 4,92 4,92 4,92 3,15 6 Всього: 2+3+4 МВт 21,40 15,26 11,53 10,17 6,77 1,31 7 Всього: 2+3+5 МВт 24,27 18,13 14,40 13,03 9,64 3,15 1.2.15. Визначаємо річну витрату теплоти: - на опалення: = − − = 6,3 .. . .' max озрв опалсер зрв оо річн о tt tt nQQ 18 2 117 28 189 24 3 6 18 23 ( , ) , , ( ) + − − = ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ = + − − 138314,59 ГДж/рік - на вентиляцію: = − − = 6,3 24 .. . .' max îçðâ îïàëñåð çðâ îâ ð³÷í â tt ttz nQQ Змін. Арк. № документа Підпис Дата Арк. 14 00КРБ 144ОПТЕ00.008.192034.2023.ПЗ 16 18 2 12 07 189 24 3 6 24 18 23 ( , ) , , ( ) + − − = ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ = + − − 11065,17 ГДж/рік - на гаряче водопостачання: =−+= 6,3))(( ' о сер ГВПоГВП річн ГВП nnQnQQ Л 2 05 189 24 1 31 8400 189 24 3 6( , , ( )) ,= ⋅ ⋅ + ⋅ − ⋅ ⋅ = 51681,21 ГДж/рік де оn - тривалість опалювального періоду, діб; n - тривалість роботи системи гарячого водопостачання (ГВП) протягом року, 8400=n год; z - тривалість роботи вентиляційної системи протягом доби, 16=z 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: ð³÷íð³÷í ð³÷í ð³÷í î â ÃÂÏQ Q Q Q+ +=∑ =138314,59+11065,17+51681,21=201060,97ГДж/рік ð³÷íQ =∑ 55850,27МВт*год/рік 1.2.17. Будуємо графік зміни теплових навантажень на опалення, ГВП та вентиляцію в залежності від температури зовнішнього повітря та графік зміни теплових навантажень протягом року . 0 0КРБ 144О П ТЕ00.00 8.192034.2023.П З Аркуш Дата Підпис № докум. Аркуш Зм. 1 5 Рис. 1.2 Графік зміни теплових навантажень на опалення, ГВП та вентиляцію в залежності від температури зовнішнього повітря та графік зміни теплових навантажень протягом року 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 n,год 0 10 20 -23-21-19-17-15-13-11-9-7-5-3-11357 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 Змін. Арк. № документа Підпис Дата Арк. 16 00КРБ 144ОПТЕ00.008.192034.2023.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 температур зовнішнього повітря озt . , зt , опалсер зt . , ззt . , зпкt : - в подавальному трубопроводі: =−+∆+= )5,0( ''8,0' .1 θδττ oooорво QQtt 0 895 70 18 23 18 23 18 18 60 0 5 25 130 2 18 23 18 23 , ( ) ( ) ( , ) ( ) ( )  + − − − − = + − ⋅ + − ⋅ =   − − − −    оС - після вузла змішування: =+∆+= ooорво QQtt '8,0' .3 5,0 θτ 0 8 18 23 18 2318 64 5 0 5 25 95 18 23 18 23 , ( ) ( ) , , ( ) ( )  − − − − = + ⋅ + ⋅ = − − − −  оС після системи опалення (опалювальних приладів): =−∆+= ooорво QQtt '8,0' .2 5,0 θτ 0 8 18 23 18 23 18 64 5 0 5 25 70 18 23 18 23 , ( ) ( ) , , ( ) ( )  − − − − = + ⋅ − ⋅ = − − − −  оС де 5,64185,82. '' =−=−=∆ рвпро tt τ оС; 5,82 2 7095 2 ' 02 ' 03' = + = + = ττ τ ïð оС; 18 23 1 18 23 â.ð ç o â.ð ç.î t t ( ) Q t t ( ) − − − − = = = − − ; ' ' ' 1 2 130 70 60o o o= − = − =δτ τ τ оС; 257095' 2 ' 3 ' =−=−= oo ττθ 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 4 21 40 15 7 48 10 1 34 4 0 19 0 o o ''' ''' o o Q G ,, ( )c , ( , ) ⋅ = = = ⋅ −−τ τ кг/ 1.3.1.3. Визначаємо витрату мережної води на опалення у другому діапазоні ( оззз tt .. − ), витрата є постійною і дорівнює розрахунковій, за формулою (4.5): Змін. Арк. № документа Підпис Дата Арк. 17 00КРБ 144ОПТЕ00.008.192034.2023.ПЗ 3 3 1 2 10 17 28 10 4 1 3 9 13 0 68 7 0 7 ' ' omax omax ' ' 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 Результати розрахунку температури і витрати мережної води на опалення в залежності від температури зовнішнього повітря Позначення Одиниця виміру Температура і витрата мережної води при озt . -23 оС зt -10 оС опалсер зt . -2,1оС ззt . +0,8 оС зпкt +8 оС 1оτ оС 130 97,98 77,75 70 70 2оτ оС 70 57,00 48,34 44,95 44,95 3оτ оС 95 74,08 60,59 55,44 55,44 оG кг/с 68,73 68,73 68,73 68,73 40,15 1.3.1.5. Будуємо графік зміни температури і витрати мережної води на опалення в залежності від температури зовнішнього повітря. Графік зміни температури і витрати мережної води на опалення в залежності від температури зовнішнього повітря 44,95 95 55,44 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 -23-22-21-20-19-18-17-16-15-14-13-12-11-10-9-8-7-6-5-4-3-2-1012345678 Те мп ер ат ур а во ди , 0 С Температура зовнішнього повітря, 0С τ02=f(t) τ03=f(t) τ01=f(t) Змін. Арк. № документа Підпис Дата Арк. 18 00КРБ 144ОПТЕ00.008.192034.2023.ПЗ Рис. 1.3 Графік зміни температури і витрати мережної води на опалення в залежності від температури зовнішнього повітря 1.3.2. Розрахунок витрат та температур мережної води на гаряче водопостачання 1.3.2.1. Визначаємо витрату мережної води на гаряче водопостачання: 3 3 1 2 10 4 92 10 60 39 95 5 4 19 70 44 95 60 5 ÃÂÏ max ã ï ÃÂÏ max ''' ''' ã õ.ço o Q t t , ( , ) G t t , ( , )c( ) − ⋅ − − = = ⋅ = − − −−τ τ 17,07кг/с 1.3.2.2. Визначити температуру мережної води після підігрівника 1-го ступеню: ( ) =+− − −= ГВПoзхг зхп ГВПo GGсtt tt Q max. . 22 1ττ 3 39 95 5 5 144 95 4 92 10 60 5 4 19 68 73 17 07 ( , ) , , , ( , , ) − − = − ⋅ ⋅ ⋅ = − + 36,26 оС де пt - температура водопровідної води після підігрівника ГВП 1-го ступеня, оС, )10...5(''' 2 Ct o oп −= τ . 1.3.2.3 Визначаємо витрату теплоносія і температури мережної води при ''' зз tt ≠ . Розрахунок виконується в два етапи: попередній і кінцевий. Попередній розрахунок ( 0 8,çt = оС): 1.3.2.4. Визначаємо температурні напори 1-го і 2-го ступенів підігрівників при розрахунковому режимі ( ''' зз tt = ): 2 2 2 2 36 26 5 44 95 39 95 36 26 5 44 95 39 95 I I I I ''' á ì õ.ç o ï ² á õ.ç ''' o ïì t t ( t ) ( t ) ( , ) ( , , ) t t t , lnlnln , ,tt ∆ − ∆ − − − − − − ∆ = = = = ∆ − − −−∆ τ τ τ τ 14,33оС 68,73 40,15 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 -23-22-21-20-19-18-17-16-15-14-13-12-11-10-9-8-7-6-5-4-3-2-1012345678 Ви тр ат а во ди , к г/ с Температура зовнішнього повітря, 0С Місцевекількісне G0=f(t) Центральне якісне регулювання Змін. Арк. № документа Підпис Дата Арк. 19 00КРБ 144ОПТЕ00.008.192034.2023.ПЗ 1 2 1 2 70 60 44 95 39 95 70 60 44 95 39 95 II II II II ''' á ì o ã ã ï ²² '''á o ã ì ã ï t t ( t ) ( t ) ( ) ( , , ) t t t lnln ln , ,t t ∆ − ∆ − − − − − − ∆ = = = = ∆ −− −∆ − τ τ τ τ 7,21 оС 1.3.2.5. Визначаємо витрату водопровідної води на ГВП: 3 310 4 92 10 4 19 60 5Ì ÃÂÏ max ã ï õ.ç Q , q c( t t ) , ( ) ⋅ = = = − ⋅ − 21,33 кг/с 1.3.2.6. Визначаємо теплопродуктивність підігрівників 1-го і 2-го ступенів, за формулами (4.16) та (4.17): 4 19 21 33 39 95 5 ÌI ã ï õ.çQ ñq ( t t ) , , ( , )= − = ⋅ ⋅ − = 3,12 МВт 4 19 21 33 60 39 95 ̲I ã ã ïQ ñq ( t t ) , , ( , )= − = ⋅ ⋅ − =1,79 МВт Умова maxГВПІІI QQQ =+ виконується. 1.3.2.7. Визначаємо витрати мережної води, що проходить через підігрівників 1-го і 2-го ступенів,: 25 76 68 73' I II omaxG G G , ,= + = + = 94,48 кг/с 3 3 1 2 0 55 10 0 55 4 92 10 4 19 70 44 95 ÃÂÏ max II ''' ''' o o , Q , , G , ( , )c( ) ⋅ ⋅ = = = ⋅ −−τ τ 25,76 кг/с 1.3.2.8. Визначаємо параметр підігрівників 1-го та 2-го ступенів: 3 310 3 12 10 14 33 4 19 21 33 94 48 ² ² ² ² ² Ì á Q , Ô t ñ G G , , , , ⋅ = = = ∆ ⋅ ⋅ ⋅ 1,16 3 310 1 79 10 7 21 4 19 21 33 25 76 ²² ²² ²² ²² ²² Ì á Q , Ô t ñ G G , , , , ⋅ = = = ∆ ⋅ ⋅ ⋅ 2,53 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 ступеню, рівною 2oсм ττ = : 4 19 0 81 21 33 48 34 5 ²I ² Ì ñì õ.çQ ñ G ( t ) , , , ( , )= − = ⋅ ⋅ ⋅ − =ε τ 3,13 МВт де Іε визначаю за формулою: =                ++= −1 1 65,035,0 І І І І б М Іб М І G G ФG G ε 1 21 33 1 21 33 0 35 0 65 94 48 116 94 48 , , , , , , , −   = + + =      0,81 1.3.2.10. Визначаємо температуру водопровідної води після підігрівника 1-го ступеню, за формулою: 3 310 3 12 10 5 4 19 21 33 Ì I ï õ.ç ã Q , t t ñq , , ⋅ = + = + = ⋅ 39,97 оС Змін. Арк. № документа Підпис Дата Арк. 20 00КРБ 144ОПТЕ00.008.192034.2023.ПЗ 1.3.2.11. Визначаємо теплопродуктивність підігрівника 2-го ступеню, за формулою: 4 92 3 13²² ÃÂÏ max IQ Q Q , ,= − = − = 1,79 МВт 1.3.2.12. Визначаємо витрату мережної води через підігрівник 2-го ступеню, за формулою : 3 3 01 2 10 1 79 10 4 19 77 75 39 97 ²² II ã Q , G c( ) , ( , , ) ⋅ = = = − ⋅ −τ τ 11,31 кг/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 (4.24) [1]: 11 31 68 73' I II omaxG G G , ,= + = + = 80,03 кг/с 1.3.2.14. Визначаємо температуру мережної води на вході в підігрівник 1-го ступеню, за формулою: 2 2 68 73 11 3148 34 39 97 80 03 80 03 ' omax II ñì o ã I I G G , , , , G G , , = + = ⋅ + ⋅ =τ τ τ 47,16 оС На цьому попередній розрахунок закінчуємо. 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 84 21 33 47 16 5 ²I ² Ì ñì õ.çQ ñ G ( t ) , , , ( , )= − = ⋅ ⋅ ⋅ − =ε τ 3,17 МВт =                ++= −1 б М Іб М І І І І І G G Ф 1 65,0 G G 35,0ε 1 21 33 1 21 33 0 35 0 65 80 03 116 80 03 , , , , , , , −   = + + =      0,84 1.3.2.16. Визначаємо температуру водопровідної води після підігрівника 1-го ступеню, за формулою: 3 310 3 17 10 5 4 19 21 33 Ì I ï õ.ç ã Q , t t ñq , , ⋅ = + = + = ⋅ 40,46оС 1.3.2.17. Визначаємо теплопродуктивність підігрівника 2-го ступеню, за формулою (4.22) [1]: 4 92 3 17²² ÃÂÏ max IQ Q Q , ,= − = − = 1,75 МВт 1.3.2.18. Визначаємо витрату мережної води через підігрівник 2-го ступеню за формулою (4.26) [1]: Змін. Арк. № документа Підпис Дата Арк. 21 00КРБ 144ОПТЕ00.008.192034.2023.ПЗ =               − − ++− = 2 3 012 2 35,0 10 )( 6,211 7,1 ІІ гп ІІ гІІ II Q сqt Ф qФ G М М τ 2 2 2 3 1 7 2 53 21 33 77 75 40 46 4 19 21 33 1 1 2 6 2 53 0 35 2 94 10 , , , ( , , ) , , , , , , ⋅ ⋅ = =   − ⋅ ⋅ − + + ⋅ ⋅ −  ⋅    10,54кг/с 1.3.2.19. Визначаємо температуру мережної води на виході із підігрівника 2-го ступеню, за формулою (4.28) [1]: 3 3 2 01 10 1 75 10 77 75 10 54 4 19 ²² ã II Q , , G c , , ⋅ = − = − = ⋅ τ τ 38,21 оС 1.3.2.20. Визначаємо витрату мережної води через підігрівник 1-го ступеню, за формулою (4.24) [1]: 10 54 68 73' I II omaxG G G , ,= + = + =79,26 кг/с 1.3.2.21. Визначаю температуру мережної води на вході в підігрівник 1-го ступеню, за формулою (4.25) [1]: 2 2 68 73 10 54 48 34 38 21 79 26 79 26 ' omax II ñì o ã I I G G , , , , G G , , = + = ⋅ + ⋅ =τ τ τ 46,99 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 близько співпадають з даними попереднього розрахунку, то розрахунок закінчено. В протилежному випадку знову провести уточнюючий розрахунок за вищенаведеною методикою. - Визначаємо теплопродуктивність 1-го ступеню: 4 19 0 84 21 33 46 99 5 ²I ² Ì ñì õ.çQ ñ G ( t ) , , , ( , )= − = ⋅ ⋅ ⋅ − =ε τ 3,15МВт =                ++= −1 б М Іб М І І І І І G G Ф 1 65,0 G G 35,0ε 1 21 33 1 21 33 0 35 0 65 80 43 116 80 43 , , , , , , , −   = + + =      0,84 - Визначаємо температуру водопровідної води після підігрівника 1-го ступеню: 3 310 3 15 10 5 4 19 21 33 Ì I ï õ.ç ã Q , t t ñq , , ⋅ = + = + = ⋅ 40,7 оС - Визначаємо теплопродуктивність підігрівника 2-го ступеню: 4 92 3 15²² ÃÂÏ max IQ Q Q , ,= − = − = 1,77 МВт - Визначаємо витрату мережної води через підігрівник 2-го ступеню: Змін. Арк. № документа Підпис Дата Арк. 22 00КРБ 144ОПТЕ00.008.192034.2023.ПЗ =               − − ++− = 2 3 012 2 35,0 10 )( 6,211 7,1 ІІ гп ІІ гІІ II Q сqt Ф qФ G М М τ 2 2 2 3 1 7 2 53 21 33 77 75 40 7 4 19 21 33 1 1 2 6 2 53 0 35 1 77 10 , , , ( , , ) , , , , , , ⋅ ⋅ = =   − ⋅ ⋅ − + + ⋅ ⋅ −  ⋅    10,61кг/с 3 01 10 ( ) ІІ II п Q G t cτ ≤ − ( 3 01 1010,61 ( ) ²² ï Q t c ≤ = −τ 11,71) - Визначаємо температуру мережної води на виході із підігрівника 2-го ступеню: 3 3 2 01 10 1 77 10 77 75 11 71 4 19 ²² ã II Q , , G c , , ⋅ = − = − = ⋅ τ τ 41,73оС - Визначаємо витрату мережної води через підігрівник І ступеню: 11 71 68 73' I II omaxG G G , ,= + = + = 80,43кг/с - Визначаю температуру мережної води на вході в підігрівник 1-го ступеню: 2 2 68 73 11 71 48 34 41 73 80 43 80 43 ' omax II ñì o ã I I G G , , , , G G , , = + = ⋅ + ⋅ =τ τ τ 47,38 оС - Визначаємо теплопродуктивність 1-го ступеню: 4 19 0 84 21 33 47 38 5 ²I ² Ì ñì õ.çQ ñ G ( t ) , , , ( , )= − = ⋅ ⋅ ⋅ − =ε τ 3,19 МВт =                ++= −1 1 65,035,0 І І І І б М Іб М І G G ФG G ε 1 21 33 1 21 33 0 35 0 65 80 43 116 80 43 , , , , , , , −   = + + =      0,84 Визначаємо температуру водопровідної води після підігрівника 1-го ступеню: 3 310 3 19 10 5 4 19 21 33 Ì I ï õ.ç ã Q , t t ñq , , ⋅ = + = + = ⋅ 40,7 оС - Визначаємо теплопродуктивність підігрівника 2-го ступеню: 4 92 3 19²² ÃÂÏ max IQ Q Q , ,= − = − = 1,73МВт 1.3.2.23. Визначаємо температуру мережної води на виході з підігрівника 1-го ступеню, за формулою (4.29) [1]: 3 3 2 10 3 19 10 47 38 80 43 4 19 I ñì I Q , , G c , , ⋅ = − = − = ⋅ τ τ 37,19 оС 1.3.2.24. Здійснюємо перевірку, за формулою (4.30) [1] оС Змін. Арк. № документа Підпис Дата Арк. 23 00КРБ 144ОПТЕ00.008.192034.2023.ПЗ 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 31 10 70 30 4 1930 ñåð ÃÂÏ Ë ÃÂÏ ''' Q , G ( ) ,( )ñ ⋅ = = = − ⋅−τ 7,82кг/с. 1.3.2.26. Зводимо результати розрахунків у таблицю 1.5. Таблиця 1.5 Результати розрахунку витрат та температур мережної води на гаряче водопостачання Позначенн я Одиниця виміру Температура мережної води при озt . -23 оС зt -10 оС опалсер зt . -2,1оС ззt . +0,8 оС зпкt +8 оС літо 2оτ оС 70,00 57,00 48,34 44,95 44,95 70 г2τ оС 58,81 48,23 41,73 44,95 44,95 30 пt оС 57,46 47,16 40,70 39,95 39,95 60 смτ оС 69,87 56,33 47,38 44,95 44,95 - 2τ оС 53,78 44,25 37,91 36,26 36,26 - ГВПG кг/с 0,76 5,51 11,43 17,07 17,07 7,82 1.3.2.27. Будую графіки залежності витрати мережної води на ГВП і температури мережної води після підігрівників ГВП 1-го і 2-го ступеня від температури зовнішнього повітря. 44,95 36,26 53,78 44,25 37,91 57,00 48,34 69,87 56,33 47,38 58,81 48,23 41,73 0 10 20 30 40 50 60 70 -23-22-21-20-19-18-17-16-15-14-13-12-11-10-9-8-7-6-5-4-3-2-1012345678 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) Змін. Арк. № документа Підпис Дата Арк. 24 00КРБ 144ОПТЕ00.008.192034.2023.ПЗ Рис. 1.5 Графіки залежності витрати мережної води на ГВП і температури мережної води після підігрівників ГВП 1-го і 2-го ступеня від температури зовнішнього повітря 1.3.3. Розрахунок витрат та температур мережної води на вентиляцію За наявності “зрізки” температурного графіка виділяю три характерних діапазони. ІІІ. Діапазон температур зовнішнього повітря, менших ніж ..вентзовнt . 1.3.3.1. Визначаємо температуру мережної води після калориферів за формулою (4.37): 1 )()( )()( 15,0 21 '' 2 '' 1 .. '' 2 '' 1 .21 =        − − +−+ +−+ во вo взрввo зрвво tt tt ττ ττ ττ ττ , 0 15 2 2 130 18 23 97 98 57 1 97 98 57 18 10 130 , â â ( ) ( ( )) , ( , ) ( ( ))  + − + − − ⋅ = + − + − −  τ τ де '' 1oτ - температура мережної води у подавальному трубопроводі при ..вентзовнt ; '' 2вτ - температура води після калориферів при ..взt , оС. Методом підбору знаходимо 2 32 5â ,=τ оС. 1.3.3.2. Визначаємо витрату мережної води на вентиляцію, за формулою (4.39): 3 3 01 2 10 2 07 10 4 19 130 32 5 â â â Q , G ñ( ) , ( , ) ⋅ = = = − ⋅ −τ τ 5,08 кг/с ІІ. Діапазон температур зовнішнього повітря ( зззвентзовн ttt ... ≤< ). 1.3.3.3. Визначаємо температуру води після калориферів, за формулою (4.40): 2 1 1 2 18 0 870 97 98 57 18 10 â.ð ç'' '' â î o â â.ð ç.â t t , ( ) ( , ) t t ( ) − − = − − = − − ⋅ = − − − τ τ τ τ 44,83 оС 1.3.3.4. Визначаємо витрату мережної води на вентиляцію, за формулою (4.39): 3 3 01 2 10 1 42 10 4 19 77 75 44 83 '' â â â Q , G ñ( ) , ( , , ) ⋅ = = = − ⋅ −τ τ 8,25 кг/с І. Діапазон температур зовнішнього повітря ( ЗПКззз ttt ≤<. ). 1.3.3.5. Визначаю температуру води після калориферів, за формулою (4.42): 0,76 5,5111,43 17,07 -5 5 15 25 -23-22-21-20-19-18-17-16-15-14-13-12-11-10-9-8-7-6-5-4-3-2-1012345678Ви тр ат а во ди , к г/ с Температура зовнішнього повітря, 0С G0=f(t) Центральне якісне Місцеве кількісне Змін. Арк. № документа Підпис Дата Арк. 25 00КРБ 144ОПТЕ00.008.192034.2023.ПЗ 1 tt tt )tt()( )tt()( 85,0 в.зр.в ЗПКр.в 15,0 в2 ''' 1o '' в2 '' 1o в.зр.в '' в2 '' 1o ЗПКр.вв2 ''' 1o =         − −         − − −−+ −−+ ττ ττ ττ ττ , 0 15 2 2 0 85 70 18 8 97 78 57 97 78 57 18 10 70 1 18 8 18 10 , â â , ( ) ( ) , ( , ) ( ( )) ( )  + − + − ⋅ + − + − −  =  −  − −  τ τ Методом підбору знаходимо 2 19,3â =τ оС. 1.3.3.6. Визначаю витрату мережної води на вентиляцію, за формулою (4.39): 3 3 01 2 10 0 51 10 4 19 70 19 3 â â â Q , G ñ( ) , ( , ) ⋅ = = = − ⋅ −τ τ 2,38 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 . -23 оС зt -10 оС опалсер зt . -2,1оС ззt . +0,8 оС зпкt +8 оС 1τ оС 130,00 97,98 77,75 70,00 70,00 2оτ оС 70,00 57,00 48,34 44,95 44,95 в2τ оС 32,50 57,00 48,34 44,95 19,30 вG кг/с 5,08 8,25 8,25 8,25 2,38 1.3.3.8. Будую графіки залежності температур мережної води після калориферів і витрати мережної води на вентиляцію від температури зовнішнього повітря. tз,оС Змін. Арк. № документа Підпис Дата Арк. 26 00КРБ 144ОПТЕ00.008.192034.2023.ПЗ Рис. 1.6 Графіки залежності витрати мережної води на вентиляцію і температури мережної води після калориферів від температури зовнішнього повітря 1.4. ВИЗНАЧЕННЯ РОЗРАХУНКОВИХ ВИ ТРАТ ТЕПЛОНОСІЯ 1.4.1. Визначаю розрахункову витрату мережної води: - на опалення, за формулою (6.1) 3 3 1 2 10 17 28 10 4 19 130 70 ' ' omax omax ' ' o o Q , G , ( )c( ) ⋅ = = = ⋅ −−τ τ 68 73, кг/с - на вентиляцію, для максимально зимового режиму: 3 3 1 2 10 2 07 10 4 19 130 32 5 âmax âmax ' ' o â Q , G , ( , )c( ) ⋅ = = = ⋅ −−τ τ 5,08 кг/с - середня при двоступеневих схемах приєднання підігрівників води в системі ГВП, за формулою (6.5) 3 3 1 2 10 55 2 05 10 55 44 95 5 0 2 55 4 19 70 44 95 55 5 ' ' ñåð ÃÂÏ ÃÂÏ ''' ''' xî î Q t , ( , ) G , t , ( , )c( )  − ⋅ − − = + = ⋅ =  − − −−  τ τ 5,87 кг/с 32,50 57,00 44,95 97,98 77,75 70,00 48,34 19,30 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 -23-22-21-20-19-18-17-16-15-14-13-12-11-10-9-8-7-6-5-4-3-2-1012345678 Те м пе ра ту ра в од и, 0 С Температура зовнішнього повітря, 0С τ2в=f(t) τ1=f(t) τ02=f(t) 5,08 8,25 2,38 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 -23-22-21-20-19-18-17-16-15-14-13-12-11-10-9-8-7-6-5-4-3-2-1012345678 Ви тр ат а во ди , к г/ с Температура зовнішнього повітря, 0С Gв=f(t) Місцеве кількісне Місцеве кількіснеЦентральне якісне Змін. Арк. № документа Підпис Дата Арк. 27 00КРБ 144ОПТЕ00.008.192034.2023.ПЗ де 't - температура водопровідної води після підігрівника ГВП першого (нижнього) ступеня; )10...5(''' 2 ' Ct o о −=τ . - максимальна при двоступеневих схемах приєднання підігрівників води в системі ГВП, за формулою (6.8) 3 3 1 2 0 55 10 0 55 4 92 10 4 19 70 44 95 ' max ÃÂÏ max ÃÂÏ ''' ''' î î , Q , , G , ( , )c( ) ⋅ ⋅ = = = −−τ τ 25,76 кг/с 1.4.2. Визначаю сумарні розрахункові витрати мережної води, за формулою (6.9): 68 73 5 08 1 2 5 87 ñåð' ' ' omax âmax ç ÃÂÏG G G Ê G , , , ,= + + = + + ⋅ = 80,85 кг/с Коефіцієнт зК , що враховує частку середньої витрати води на гаряче водопостачання при регулюванні по навантаженню опалення, приймаю з додатку 8. 1.4.3. Визначаємо розрахункову витрату води в двотрубних водяних теплових мережах для неопалювального /літнього/ періоду, за формулою (6.11): 3 3 01 10 1 31 10 70 30 4 1930 ñåð ÃÂÏ' Ë ë ''' Q , G ( ) ,( )ñ ⋅ = = = − ⋅−τ 7,82 кг/с 1.4.4. Заносимо результати розрахунків витрат теплоносія для кожного кварталу в таблицю 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 2,70 0,20 0,24 0,29 3,18 0,32 2 1,92 0,14 0,17 0,20 2,26 0,23 3 1,79 0,13 0,16 0,19 2,12 0,21 4 1,83 0,14 0,16 0,20 2,16 0,22 5 1,40 0,10 0,12 0,15 1,65 0,17 6 1,42 0,10 0,10 0,12 1,64 0,14 7 1,33 0,10 0,10 0,12 1,54 0,13 8 1,06 0,08 0,08 0,09 1,23 0,10 9 1,28 0,09 0,09 0,11 1,48 0,12 10 1,26 0,09 0,09 0,11 1,47 0,12 11 2,12 0,16 0,19 0,23 2,50 0,25 12 0,57 0,04 0,05 0,06 0,67 0,07 13 0,67 0,05 0,06 0,07 0,80 0,08 14 2,66 0,20 0,24 0,28 3,14 0,32 15 2,41 0,18 0,21 0,26 2,84 0,29 16 3,98 0,29 0,35 0,43 4,70 0,47 17 1,44 0,11 0,13 0,15 1,70 0,17 18 2,77 0,20 0,25 0,30 3,27 0,33 19 2,70 0,20 0,20 0,24 3,13 0,26 Змін. Арк. № документа Підпис Дата Арк. 28 00КРБ 144ОПТЕ00.008.192034.2023.ПЗ 20 3,34 0,25 0,24 0,29 3,88 0,33 21 2,81 0,21 0,21 0,25 3,26 0,27 22 9,88 0,73 0,88 1,05 11,66 1,17 23 0,91 0,07 0,08 0,10 1,08 0,11 24 0,66 0,05 0,06 0,07 0,78 0,08 25 3,11 0,23 0,28 0,33 3,67 0,37 26 2,86 0,21 0,25 0,31 3,38 0,34 27 9,86 0,73 0,88 1,05 11,65 1,17 всього 68,73 5,08 5,87 7,05 80,85 7,82 1.5. ВИХІДНІ ДАНІ ДО ЧАСТИНИ 2 ПРОЕКТА 1.5.1. Визначаю температуру суміші зворотної води після системи ГВП та вентиляції, для максимально зимового режиму: = ++ + ++ + = во вГВПо в ГВПо вГВПо ГВПо GGG G GGG GG 222 )()( )( τττ 68 73 0 76 5 08 53 78 32 5 68 73 0 76 5 08 68 73 0 76 5 08 , , , , , , , , , , , + = ⋅ + ⋅ = + + + + 52,33 оС 1.5.2. Визначаю температуру суміші зворотної води після системи ГВП та вентиляції, для режиму точки зламу температурного графіка: 68 73 17 07 8 2536 26 44 95 68 73 17 07 8 25 68 73 17 07 8 25 , , , , , , , , , , , + = ⋅ + ⋅ = + + + + 37,02оС 1.5.3. Формую результати розрахунку теплової мережі, що необхідні для теплового розрахунку джерела теплопостачання (водогрійної котельні) у вигляді таблиці 8. Таблиця 1.8 Загальні вихідні дані для Ч.2 проекта № п.п. Назва параметра Ум. Позн. Од. виміру Характерні режими експлуатації теплофікаційної системи Максимально- зимовий Точки зламу температурного графіка Літній 1 Місто розташування котельні Харків 2 Тип системи теплопостачання Закрита 3 Температурна характеристика тепломережі району τ1/τ2 оС/ оС 130/70 4 Температура зовнішнього повітря tзовн оС -23,00 0,8 15-30 5 Теплове навантаження системи опалення Qоп МВт 17,28 7,25 - 6 Теплове наваинтаження системи ГВП QГВП МВт 4,92 4,92 1,31 7 Теплове навантаження системи вентиляції Qвент МВт 2,07 0,87 - Змін. Арк. № документа Підпис Дата Арк. 29 00КРБ 144ОПТЕ00.008.192034.2023.ПЗ 8 Річне теплове навантаження житлового району QЖРрік ГДж/рік 201060,97 9 Теплове навантаження промислового підпри- ємства QП.П МВт 10 10 10 10 Температура технологічної води для промислового підприємства на виході з котельні '' 2t оС 95 11 Річне теплове навантаження промислового підприємства QП.Прік МВт год/рік 84000 12 Температура “прямої” мережної води τ1 оС 130,00 70,00 70,00 13 Температура “зворотної” мережної води τ2 оС 52,33 37,02 30,00 14 Витрата “прямої” води в тепломережу G1 кг/с 74,56 94,05 7,82 т/ год 268,42 338,56 28,16 15 Убуток води в тепломе- режі Gуб.тм т/ год 15,0 15,0 1,0 16 Витрата “зворотної” води в тепломережі G2 т/ год 253,42 323,56 27,16 17 Втрати тиску в тепломе- режі Δрвтр.тм МПа 0,3 0,3 0,3 18 Статичний напір в тепломережі Нстат. тм м.вд.ст. 40,0 40,0 40,0 Змін. Лист № документа Підпис Дата Аркуш 00КРБ 144ОПТЕ00.008.192034.2023.ПЗ Розробив Юськевич А.І. Перевірив Бойко В.О. Рецензув. Затвердив Петренко В.П. Проект системи теплопоста- чання житлово-промислового району №3 в м. Харків РОЗДІЛ 2 Літера 30 ТЕ-4-5 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 взаємоузгодженості по тепловій енергії одержаних в розділі 1 проекту результатів для трьох режимів за наступним бала- нсовим рівняннями: (Qоп + QГВПб + Qвент) = G1· 4,2· (τ1 – τ2) МЗ: 24,27= 24,32 (Висновок – результати для режиму МЗ - взаємоузгоджені) ТЗ: 13,03= 13,03 (Висновок – результати для режиму ТЗ - взаємоузгоджені) Л: 1,31= 1,31 (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. 00КРБ 144ОПТЕ00.008.192034.2023.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 Qнр 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 70 о 70 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 31 2.2. ФОРМУВАННЯ ПРИНЦИПОВОЇ СХЕМИ ВОДОГРІЙНОЇ КОТЕЛЬНІ Рис 2.1 принципова теплотехнологічна схема котельні у відповідності до встановлених технічних рішень, щодо направлен- ня потоків енергоносіїв. ВК. ВК. ВК. τпе τре τ2 τ1 t′В t″ВК.Б t′ДА τзвор t′ТО t″ТО t″тех t′с. t′с.в t″с в t″хо t′хов Х В О О2 +СО +Н2 О tΣкот 0 0КРБ 144О П ТЕ00.00 8.1 9 2 0 3 4.2023.П З Аркуш Дата Підпис № докум. Аркуш Зм. 3 2 Змін. Арк. № документа Підпис Дата Арк. 00КРБ 144ОПТЕ00.008.192034.2023.ПЗ 2.3. РОЗРАХУНОК ТЕПЛОВОЇ СХЕМИ КОТЕЛЬНІ З ВОДОГРІЙНИМИ КОТЛАМИ 2.3.1. Визначаю сумарне теплове навантаження житлового району 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 = 25,48 25,48 ∑Qжр = 13,69 13,69 ∑Qжр = 1,38 1,38 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. 33 Змін. Арк. № документа Підпис Дата Арк. 00КРБ 144ОПТЕ00.008.192034.2023.ПЗ Результати визначення наводжу у таблиці 2.6. 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 – GДАпідж, т/год, за формулою: GДАпідж = 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 = 1,00 1,00 2.3.8. Визначаю витрату грійної води з базового водогрійного котла на деае- ратор – GДАгр.в , т/год, та його теплове навантаження – QДА , МВт, за формулою: GДАгр.в = (1 + αвип) · Gпідж · (tДА – tхов″) / (t′ТОА – tДА) та формулою: QДА = (GДАгр.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 = 3,55 3,55 GДАгр.в = 3,55 3,55 GДАгр.в = 0,24 0,24 Визначення результату Значення для режимів, МВт МЗ ТЗ Л QДА = 0,35 0,35 QДА = 0,35 0,35 QДА = 0,02 0,02 2.3.9. Визначаю витрату води з деаератора – G″ДА, т/год, за формулою: G″ДА = (1 – αвип) · Gпідж + GДАгр.в 34 Змін. Арк. № документа Підпис Дата Арк. 00КРБ 144ОПТЕ00.008.192034.2023.ПЗ Результати визначення наводжу у таблиці 2.9. Таблиця 2.9 Визначення результату Значення для режимів, т/год МЗ ТЗ Л G''ДА = 18,40 18,40 G''ДА = 18,40 18,40 G''ДА = 1,23 1,23 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 = 1,01 1,01 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: GПСВгр.в = QПСВ · 3,6 ·103 / [4,2·(t′ТОА–t″ТОА)] 35 Змін. Арк. № документа Підпис Дата Арк. 00КРБ 144ОПТЕ00.008.192034.2023.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.вПХВ, т/год, відповідно, - за формулою: QПХВ = (Gхов / 3,6) · 4,2 · (t″хов – t′хов) · 10–3 - за формулою: GПХВгр.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. = 6,25 6,25 GПХВ гр.в. = 6,25 6,25 GПХВ гр.в. = 2,12 2,12 2.3.14. Визначаю витрату технологічної води на ПТВ – Gтехн.в, т/год, теплову потужність ПТВ – QПТВ, МВт та витрату грійної води – GПТВгр.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: GПТВгр.в = = QПТВ ·3,6· 103/ [4,2 · (t′ТОА – t″ТОА)] 36 Змін. Арк. № документа Підпис Дата Арк. 00КРБ 144ОПТЕ00.008.192034.2023.ПЗ Результати визначення наводжу у таблиці 2.14. Таблиця 2.14 Визначення результата Значення для режимів, т/год МЗ ТЗ Л G техн.в. = 95,24 95,24 G техн.в. = 95,24 95,24 G техн.в. = 107,14 107,14 Визначення результата Значення для режимів, МВт МЗ ТЗ Л QПТВ = 10,00 10,00 QПТВ = 10,00 10,00 QПТВ = 10,00 10,00 Визначення результата Значення для режимів, т/год МЗ ТЗ Л GПТВ гр.в. = 100,84 100,84 GПТВ гр.в. = 100,84 100,84 GПТВ гр.в. = 100,84 100,84 2.3.15 Визначаю сумарну витрату грійної з базового котла води на на внут- рішнє споживання котельні – ΣGвнгр.в, т/год, для трьох режимів за формулою: ΣGвн гр.в = GПТВгр.в + GПХВ гр.в + GПСВгр.в+ + GДА гр.в Результати визначення наводжу в таблиці 2.15. Таблиця 2.15 Визначення результата Значення для режимів, т/год МЗ ТЗ Л ∑Gвн гр.в.с.в. = 113,85 113,85 ∑Gвн гр.в.с.в. = 113,85 113,85 ∑Gвн гр.в.с.в. = 103,55 103,55 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 + GПСВгр.в · t″ТОА + + G″ДА· t″ДА) / (G2 +GПТВ гр.в + GПХВ гр.в + GПСВгр.в + G″ДА) Результати визначення наводжу у таблиці 2.16. Таблиця 2.16 Визначення результата Значення для режимів, т/год МЗ ТЗ Л Ƭзвор = 56,60 56,60 Ƭзвор = 44,98 44,98 Ƭзвор = 57,78 57,78 37 Змін. Арк. № документа Підпис Дата Арк. 00КРБ 144ОПТЕ00.008.192034.2023.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 = 36,68 36,68 ∑QКОТ = 24,89 24,89 ∑QКОТ = 11,63 11,63 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 = 3,91 4,00 Nвк.вст = 2,49 3,00 Nвк.вст = 0,99 1,00 38 Змін. Арк. № документа Підпис Дата Арк. 00КРБ 144ОПТЕ00.008.192034.2023.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 39 Змін. Арк. № документа Підпис Дата Арк. 00КРБ 144ОПТЕ00.008.192034.2023.ПЗ GВК.Б = ∑QКОТ · 3,6 · 103 / [4,2 · (t″ВК.Б – t΄ВК.Б )] , т/ч 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 = 11,53 1 котла 11,53 t'вк.б = 70,00 70,00 t''вк.б = 150,00 150,00 Gвк.б = 123,5 123,5 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 = 25,08 25,08 ∑Qвк.з = 13,29 13,29 ∑Qвк.з = 0,03 0,03 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 = 8,36 8,36 Qвк.з = 6,64 6,64 Qвк.з = 40 Змін. Арк. № документа Підпис Дата Арк. 00КРБ 144ОПТЕ00.008.192034.2023.ПЗ 2.3.26. Визначаю пропуск води через кожний котел, що експлуатується зі “змінним” тепловим навантаженням та температурним режимом: - для МЗ режиму (зменшений проти номінального, враховуючи номінальний температурний режим і зменшене теплове навантаження, за формулою: GВК.З= QВК.З · 103 · 3,6 /[4,2· (/ (t″ВК.НОМ – t′ВК)] - для ТЗ режиму (враховуючи доцільність номінального пропуска води че- рез котли) за рекомендацією. GВК.З = GВК.НОМ - для Л режиму (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 = 89,58 89,58 Gвк.з = 123,50 123,50 Gвк.з = 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 2.28 Визначення результата Значення для режимів, т/год МЗ ТЗ Л ∑Gвк = 392,24 392,24 ∑Gвк = 370,50 370,50 ∑Gвк = 2.3.27. Визначаю температуру води на виході з котлів, що несуть змінну складо- ву 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 2.29. Таблиця 2.29 Визначення результата Значення для режимів, т/год МЗ ТЗ Л t''вк.з = 150,00 150,00 t''вк.з = 116,11 116,11 t''вк.з = 2.3.28. Визначаю витрату води в рециркуляційному трубопроводі – GРЕЦ, т/год, для трьох режимів за формулою: 41 Змін. Арк. № документа Підпис Дата Арк. 00КРБ 144ОПТЕ00.008.192034.2023.ПЗ Gрец = Σ GВК · (t΄ВК – τзвор ) / (t″ВК.Б – τзвор) Результати визначення наводжу в таблиці 2.30 Таблиця 2.30 Визначення результата Значення для режимів, т/год МЗ ТЗ Л Gрец = 56,29 56,29 Gрец = 88,26 88,26 Gрец = 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 2.31 Таблиця 2.31 Визначення результата Значення для режимів, т/год МЗ ТЗ Л tвк∑ = 150,00 150,00 tвк∑ = 100,29 100,29 tвк∑ = 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 2.32. Таблиця 2.32 Визначення результата Значення для режимів, т/год МЗ ТЗ Л Gпер = 57,48 57,48 Gпер = 185,43 185,43 Gпер = 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 2.33 Визначення результата Значення для режимів, % МЗ ТЗ Л ΔG% = 2,84 2,84 ΔG% = 4,12 4,12 42 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. 2.34. Таблиця 2.34 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 =11+75+7,5+22+2,2+3+4*11+4*30=285 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 год доб власних потреб котельні, відповідно, Wвл.п , кВт·год/год, Wвл.п , кВт·год/добу, рік Wвл.п , кВт·год/рік, за формулами: год вл.п год Wвл.п = ΣWКОТ ·1 · Kτ =285 ∙1∙0,8=228 кВт·год/год доб вл.п доб Wвл.п = ΣWКОТ ·24 · Kτ =285∙24∙0,75=5130 кВт·год/добу рік вл.п рік Wвл.п = ΣWКОТ · 8760 · Kτ =285 ∙8760∙0,65=1622790 кВт·год/рік де: Kτ год – середньогодинний експлуатаційний коефіцієнт завантаження споживачів електроенергії котельні, од. Визначаються орієнтовно в межах 0,8–0,9; 00КРБ 144ОПТЕ00.008.192034.2023.ПЗ Арк. 43 Змін. Арк. № документа Підпис Дата Визначення результата Значення для режимів, тис м3/год МЗ ТЗ Л Вкот = 4,27 4,27 Вкот = 2,90 2,90 Вкот = 1,36 1,36 Змін. Арк. № документа Підпис Дата Арк. 00КРБ 144ОПТЕ00.008.192034.2023.ПЗ Kτдоб – середньодобовий експлуатаційний коефіцієнт завантаження споживачів електроенергії котельні, од. Визначаються орієнтовно в межах 0,7–0,8; Kτрік – середньорічний експлуатаційний коефіцієнт завантаження споживачів електроенергії котельні, од. Визначаються орієнтовно в межах 0,6–0,7; 2.4.4. Визначаю для МЗ режима середньогодинні питомі витрати природного газу – (bтвідп )газ, м3/МВт, та умовного в палива – (bтвідп)у.п , кг у.п/МВт в котельній з відпущеної теплової енергії за формулами: (bтвідп )газ = ВКОТ · 103 / (ΣQЖР + QП.П) (bтвідп)у.п = ВКОТ · Кгаз у.п · 103 / (ΣQЖР + QП.П) Результати визначення навести у таблиці 2.35. Таблиця 2.35 Визначення результата Значення для режимів, кг у.п./МВт МЗ ТЗ Л (bƬвідп)газ = 33,47 м3/ГДж 33,47 34,01 33,09 (bƬвідп)у.п. = 38,49 кг у.п./ГДж 38,49 39,12 38,05 2.4.5 Визначаю проектну середньодобову питому витрату електричної ене- ргії в котельній на відпущену теплову енергію – ее/евідп , кВт/МВт за формулою: ее/евідп = ΣWдоб / ( ΣQТ/Ф∙24) = 5130/(31,25+12)∙24=4,9 2.4.6 Визначити собівартість теплоти, відпущеної від котельні – СQ, грн/МВт за формулою: СQ = [(bтвідп)у.п / Ку.п] · Цпалив · 10–3 + ее/евідп · ЦЕ/Е + СQ експл СQ = (38,26 /1,15) · 9000 ·10–3 + 4,9 · 0,9 + 30,0 = 339,6 грн/ ГДж 2.4.7 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 2.36. Таблиця 2.36 Результати розрахунку теплової схеми котельні з водогрійними котлами № п.п Умовне позна- чення Назва параметра Один. виміру Числове значення для режимів МЗ ТЗ Л 1 2 3 4 5 6 7 1 tзовн Температура зовнішньо- го повітря оС – 23 +0,8 + 15 2 ΣQЖ.Р Сумарне теплове наван- таження житлового рай- ону МВт 25,48 13,69 1,38 44 Змін. Арк. № документа Підпис Дата Арк. 00КРБ 144ОПТЕ00.008.192034.2023.ПЗ 3 QП.П Теплове навантаження промислового підприєм- ства МВт 10,0 10,0 10,0 4 ΣQКОТ Сумарне теплове наван- таження котельні МВт 36,68 24,89 11,63 5 τ1 Температура мережної води в “прямій” магіст- ралі на виході з котельні оС 130о 70о 70о 6 τ2 Температура води в “зво- ротній” магістралі на вході в котельну оС 52,33 37,02 30,00 7 τзвор Температура води в “зво- ротній” магістралі на вході в мережні насоси оС 56,6 44,98 57,78 8 G1 Витрата води в “прямій” магістралі на виході з котельні т/год 268,42 338,56 28,16 9 Gубут Убуток води в тепломе- режі т/год 15 15 1 10 G2 Витрата води в «зворот- ній» магістралі на вході в котельну т/год 253,42 323,56 27,16 11 Gрец Витрата води в трубоп- роводі рециркуляції кот- лів т/год 56,29 88,26 12 Gпер Витрата води в трубопро- воді перепуску т/год 57,48 185,43 13 NВК.ВСТ Число встановленних водогрійних котлів од 4 4 4 14 NВК.Р Число котлів, що знахо- дяться в експлуатації од 4 3 1 15 NВК.Б Число котлів, що експлу- атуються в базовому (номінальному) режимі од 1 1 1 16 NВК.З Число котлів, що експлу- атуються в режимі змін- ного навантаження од 3 2 0 17 ВКОТ Годинна витрата природ- ного газа в котельні тис.м3 / год 4,27 2,9 1,36 18 (bтвідп )газ Питома витрата природ- ного газу на відпущену від котельні теплову ене- ргію м3 /ГДж 33,47 34,01 33,09 19 (bтвідп )у.п Питома витрата умовно- го палива на відпущену від котельні теплову ене- ргію кг у.п /ГДж 38,49 39,12 38,05 45 Змін. Арк. № документа Підпис Дата Арк. 00КРБ 144ОПТЕ00.008.192034.2023.ПЗ 20 ΣWВК Сумарна встановлена по- тужність споживачів еле- ктроенергії котельні КВт 285 285 212 21 ее/едоб Середньодобова питома витрата електроенергії на відпуск теплоти від коте- льні кВт/МВт 4,9 4,9 3,1 22 ЦПалив Вартість природного газу грн./ тис. м3 9000 9000 9000 23 ЦЕ/Е Вартість електроенергії грн./ кВт.год 1,68 1,68 1,68 24 СQ Собівартість теплоти, що відпущена від котельні Грн./ГДж 339 339 293 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 2.37. Таблиця 2.37 № 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.рецном, м3/год, та напору – Ннас.рецном, м вд.ст, на базі визначених мак- 46 Змін. Арк. № документа Підпис Дата Арк. 00КРБ 144ОПТЕ00.008.192034.2023.ПЗ симальних значень (в режимі ТЗ) пропуску води через трубопровід рециркуляції – GРЕЦ=88,26 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 Т.З / Qнас.рец ном =88,26/90=0,98 *) 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 2.5.2.4. Блок параметрів по насосам рециркуляцій наводжу в табл. 2.38. Таблиця 2.38 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 завода- виробника NBGE 100- 80-160/177 NBE 32- 125.1/140 2 Qн. рец ном Номінальна подача насоса м3/год З паспорта насоса 90 19 3 Hн. рец ном Номінальний напір насоса м.вд.ст.. “ – “ 20 20 4 Nн. рец ном Номінальна потуж- ність насоса кВт(е) “ – “ 11 2,2 5 ηн. рец ном Номінальний ККД насоса од. “ – “ 0,86 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.мерном, м3/год, та напору – Ннас.мерном, м вд.ст, на базі визначених мак- симальних значень (в режимі ТЗ) витрати води через трубопровідну систему “Ко- тельна – Тепломережа” – G1=339 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 2.5.3.3. Блок параметрів по мережним насосам наводжу в табл. 2.39. 47 Змін. Арк. № документа Підпис Дата Арк. 00КРБ 144ОПТЕ00.008.192034.2023.ПЗ Таблиця 2.39 Характеристика мережних насосів. №п.п Ум. позн. Назва параметра Один. вим. Метод визначення 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 NB 100- 200/219 NBE 32- 200/216 2 Qнас.мер ном Номінальна подача насоса м3/год З паспорта насоса 340 37 3 Hнас.мер ном Номінальний напір насоса м.вд.ст.. “ – “ 55 55 4 Nнас. мер ном Номінальна поту- жність насоса кВт(е) “ – “ 75 11 5 ηнас. мер ном Номінальний ККД насоса од. “ – “ 0,84 0,63 2.5.4. Вибір внутрішньо-котельних насосів 5.4.1. Вибір насосів сирої води 2.5.4.1.1. Здійснюю вибір типорозміру насосів сирої води, його номінальної подачі – Qнас.с.вном, м3/год, та напору – Ннас.с.вном, 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 =18,18/20=0,9 *) 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 2.5.4.1.4. Блок параметрів по насосам сирої води наводжу в табл. 2.40. 48 Змін. Арк. № документа Підпис Дата Арк. 00КРБ 144ОПТЕ00.008.192034.2023.ПЗ Таблиця 2.40 Характеристика насосів сирої 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 NB 32-160.1/177 2 Qнас.св ном Номінальна подача насоса м3/год З паспорта насоса 20 3 Hнас.св ном Номінальний напір насоса м.вд.ст.. “ – “ 35 4 Nнас. св ном Номінальна поту- жність насоса кВт(е) “ – “ 7,5 5 ηнас. св ном Номінальний ККД насоса од. “ – “ 0,67 2.5.4.2. Вибір підживлювальних насосів 2.5.4.2.1. Здійснюю вибір типорозміру насосу, його номінальної подачі – Qнас.підном, м3/год, та напору – Ннас.підном, 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 = Gпід / Qнас.під ном =15/16=0,9 *) 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 2.5.4.2.4. Блок параметрів по насосам наводжу в табл. 2.41. 49 Змін. Арк. № документа Підпис Дата Арк. 00КРБ 144ОПТЕ00.008.192034.2023.ПЗ Таблиця 2.41 Характеристика підживлювальних насосів №п.п Ум. позн. Назва параметра Один. вим. Метод визначення 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 NB 32-160.1/177 2 Qнас.під ном Номінальна подача насоса м3/год З паспорта насоса 16 3 Hнас.під ном Номінальний напір насоса м.вд.ст.. “ – “ 30 4 Nнас. під ном Номінальна поту- жність насоса кВт(е) “ – “ 3 5 ηнас. під ном Номінальний ККД насоса од. “ – “ 0,62 2.5.4.3. Вибір насосів технологічної води 2.5.4.3.1. Здійснюю вибір типорозміру насосу, його номінальної подачі – Qнас.техном, м3/год, та напору – Ннас.техном, м вд.ст, на базі визначених значень витра- ти води для потреб промислового підприємства – Gтех=114 т/год та опору трубоп- ровідної 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 =114/115=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 2.5.4.3.4. Блок параметрів по насосам технологічної води наводжу в табл. 2.42. 50 Змін. Арк. № документа Підпис Дата Арк. 00КРБ 144ОПТЕ00.008.192034.2023.ПЗ Таблиця 2.42 Характеристика насосів технологічної води №п.п Ум. позн. Назва параметра Один. вим. Метод визначення 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 NB 50-160/165 2 Qнас.тех ном Номінальна подача насоса м3/год З паспорта насоса 114 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. “ – “ 0,8 2.5.4.4. Вибір насосів хімочищеної води 2.5.4.4.1.Здійснюю вибір типорозміру насосу, його номінальної подачі – Qнас.ховном, м3/год, та напору – Ннас.ховном, 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 =15,15/16=0,98 *) 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 2.5.4.4.4. Блок параметрів по насосам сирої води наводжу в табл. 2.43. 51 Змін. Арк. № документа Підпис Дата Арк. 00КРБ 144ОПТЕ00.008.192034.2023.ПЗ Таблиця 2.43 Характеристика насосів хімочищеної 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 NKE 32-160.1/167 2 Qнас.хов ном Номінальна подача насоса м3/год З паспорта насоса 16 3 Hнас.хов ном Номінальний напір насоса м.вд.ст.. “ – “ 25 4 Nнас. хов ном Номінальна поту- жність насоса кВт(е) “ – “ 2,2 5 ηнас. хов ном Номінальний ККД насоса од. “ – “ 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-25. Блок пара- метрів наводжу в таблиці 2.44. Таблиця 2.44 Характеристика деаераторів водогрійної котельні № п.п Назва параметра Один. вим. Метод визначення Значення 1 3 4 5 6 1 Типорозмір деаератора За інформаційни- ми листами заво- дів виробників ДВ-25 2 Номінальна продуктивність т/год «--» 5 3 Діапазон продуктивності т/год «--» 7,5…30 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-30 52 Змін. Арк. № документа Підпис Дата Арк. 00КРБ 144ОПТЕ00.008.192034.2023.ПЗ 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”. 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)=(150-70)/ ln(150/70)= 105 ℃ 2.5.6.1.3.Визначаємо необхідну поверхню теплообміну: F=Qпсв/ ∆t∙K=320000/ 105 ∙2500=2,3м2 К — коефіцієнт теплопередачі. З переліку стандартних типорозмірів підігрівників обираємо секційний пі- дігрівник ПВ-114х4. Площа поверхні теплообміну однієї секції — F=3,58м2, дов- жина трубки — 4 м, загальна кількість труб — 19. 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)=(95-55)/ ln(95/55)=73℃ 2.5.6.2.3.Визначаємо необхідну поверхню теплообміну: F=Qхов/ ∆t∙K=620000/73∙2500=3,4 м2 К — коефіцієнт теплопередачі. З переліку стандартних типорозмірів підігрівників обираємо секційний пі- дігрівник ПВ-114-4. Площа поверхні теплообміну однієї секції — F=3,58 м2, дов- жина трубки — 4 м, загальна кількість труб — 19, кількість секцій — 1. 2.5.6.3.Підігрівник технологічної води 2.5.6.3.1.Теплове навантаження підігрівника технологічної води Qтех=10 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=1000000/57,46∙2500=9,5 м2 К — коефіцієнт теплопередачі. З переліку стандартних типорозмірів підігрівників обираємо секційний пі- дігрівник ПВ-273-2. Площа поверхні теплообміну однієї секції — F=10,28 м2, до- вжина трубки — 2 м, загальна кількість труб — 109, кількість секцій —1. 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. 53 Змін. Арк. № документа Підпис Дата Арк. 00КРБ 144ОПТЕ00.008.192034.2023.ПЗ Таблиця 2.45 Рекомендоване тягодуттьове обладнання № п/п Найменування Димосос Вентилятор 1 Тип обладнання ДН-12,5уІ ВДН-10у 2 Потужність, кВт 30 11 3 Частота обертання, об/хв 1000 1000 54 Змін. Лист № документа Підпис Дата Аркуш 00КРБ 144ОПТЕ00.008.192034.2023.ПЗ Розробив Юськевич А.І Перевірив Бойко В.О. Рецензув. Затвердив Петренко В.П. Проект системи теплопоста- чання житлово-промислового району №3 в м. Харків Охорона праці Літера 55 ТЕ-4-5 кафедра ТЕХТ НУХТ Аркушів РОЗДІЛ ІІІ. 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. 00КРБ 144ОПТЕ00.008.192034.2023.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). 56 Змін. Арк. № документа Підпис Дата Арк. 00КРБ 144ОПТЕ00.008.192034.2023.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. 57 Змін. Арк. № документа Підпис Дата Арк. 00КРБ 144ОПТЕ00.008.192034.2023.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 колективного 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 можливост