новая папка 1 / 241518

2438

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ЛИПЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» Кафедра промышленной теплоэнергетики

МАТЕРИАЛЬНЫЙ И ТЕПЛОВОЙ БАЛАНСЫ ВОДЯНОЙ СИСТЕМЫ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ ОАО «НЛМК»

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к расчетной работе по дисциплинам «Энергетические системы и энергетические балансы предприятий»,

«Теплогидравлические режимы трубопроводных систем теплоснабжения», «Основные системы энергетического производства ОАО «НЛМК»

для специальности «Промышленная теплоэнергетика» направления «Теплоэнергетика и теплотехника»

Составители: В. А. Стерлигов, Е. М. Крамченков, Т. Г. Мануковская

Кадры для региона.

Кафедра «Промышленная теплоэнергетика»

Липецк Липецкий государственный технический университет

2013

2

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ЛИПЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» Кафедра промышленной теплоэнергетики

МАТЕРИАЛЬНЫЙ И ТЕПЛОВОЙ БАЛАНСЫ ВОДЯНОЙ СИСТЕМЫ

ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ ОАО «НЛМК»

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к расчетной работе по дисциплинам «Энергетические системы и энергетические балансы предприятий»,

«Теплогидравлические режимы трубопроводных систем теплоснабжения», «Основные системы энергетического производства ОАО «НЛМК»

для специальности «Промышленная теплоэнергетика» направления «Теплоэнергетика и теплотехника»

Составители: В. А. Стерлигов, Е. М. Крамченков, Т. Г. Мануковская

Липецк Липецкий государственный технический университет

2013

4

УДК 697 (07)

С797

Рецензент А. В. Севостьянов

Стерлигов, В.А.

С797 Материальный и тепловой баланс водяной тепловой сети ОАО

«НЛМК» [Текст]: методические указания к выполнению расчетной работы по энергетическим системам и энергетическим балансам систем энергетического производства ОАО «НЛМК» / сост.: В.А. Стерлигов, Е.М. Крамченков, Т.Г. Мануковская. – Липецк: Изд-во ЛГТУ, 2013. – 11 с.

Рассмотрено составление материальных и тепловых балансов при известной тепловой нагрузке источника теплоты и схеме водяной тепловой сети. В работе выполняется расчет теплопотребления, расходов теплоносителя и потерь тепла для каждого потребителя. Составляются материальный и тепловой балансы.

Методические указания предназначены для студентов физикотехнологического факультета, специальности «Промышленная теплоэнергетика» направления «Теплоэнергетика и теплотехника», изучающих дисциплины «Энергетические системы и балансы предприятий», «Теплогидравлические режимы трубопроводных систем теплоснабжения», «Основные системы энергетического производства ОАО «НЛМК».

Табл. 5. Ил. 1. Библиогр.: 3 назв.

© ФГБОУ ВПО «Липецкий государственный технический университет», 2013

5

Цель работы: составить баланс расходов сетевой воды для водяной системы теплоснабжения ОАО «НЛМК»; определить потери теплоты через изоляцию и потери с утечками; составить тепловой баланс сети при заданных условиях по расчетной тепловой нагрузке для текущего потребления теплоты.

1. Исходные данные

Источником теплоты в лабораторной работе является ТЭЦ 1 (УТЭЦ и ТЭЦ 2 в данной работе не задействованы). Исходные данные по вариантам работы и источнику теплоты приведены в табл.1 и в табл.2.

Система водяного теплоснабжения ОАО «НЛМК» двухтрубная открытая; регулирование отпуска теплоты центральное качественное по отопительной нагрузке; прокладка трубопроводов надземная (см. рис.).

Таблица 1

Исходные данные

6

2.Порядок проведения работы

2.1.Расчет расходов воды

Определяют расчетные расходы воды на нужды отопления Gо,

вентиляции Gв, горячего водоснабжения Gгвс и суммарный расход.

Расходы циркулирующего в тепловой сети теплоносителя определяются по формуле

где G – расход сетевой воды, кг/с; Q – расход теплоты, Вт; c = 4200 Дж/(кг оС)

– теплоемкость воды; t 1 2 – разность температур воды в подающем и обратном трубопроводах (для определения расходов на отопление и вентиляцию и разность температур горячей и холодной воды для определения расхода на ГВС), оС.

Далее определяют суммарный расход теплоносителя и выполняют распределение расходов по всей сети, учитывая диаметры участков трубопроводов и соблюдая допустимые значения скоростей. Полученные результаты для всех участков и всех потребителей заносят в таблицу 3.

Таблица 3

Материальный баланс теплоносителя в сети

турбулентного течения воды в трубах сети, определяющих квадратичную зависимость потерь давления от расхода:

8

где ∆Р – потери давления в трубопроводах тепловой сети, Па; G – расход теплоносителя, кг/с; S – характеристика тепловой сети, Па с2/кг2.

2.2. Расчет потребления теплоты

Теплопотребление каждого цеха определяется по формуле

Результаты расчетов тепловой нагрузки для каждого потребителя на нужды отопления, вентиляции и горячего водоснабжения заносят в таблицу 4.

Таблица 4

Тепловая нагрузка потребителей

2.3. Расчет тепловых потерь

Тепловые потери централизованных систем теплоснабжения складываются из потерь через изоляцию трубопроводов и потерь с утечками.

Часовые потери через тепловую изоляцию необходимо определить для подающего и обратного трубопроводов для расчетных условий (для Липецка tно = -27оС [1]) и для одного из зимних месяцев, в соответствии с вариантом задания.

Потери через тепловую изоляцию для подающего и обратного трубопроводов (Вт) определяются исходя из нормативных тепловых потерь,

которые находятся по формуле

9

где – коэффициент, учитывающий дополнительные потери тепла опорами,

арматурой и компенсаторами, для надземной прокладки =1,25 [2]; l – длина участка трубопровода, м; qп(о) – потери тепла 1 м подающего (обратного) теплопровода при среднегодовой температуре теплоносителя, которые определяются по справочной литературе [2] и [3], где они приведены для температуры наружного воздуха tн = (0…10)оС.

Тепловые потери при расчетной температуре наружного воздуха (или при среднемесячной температуре одного из зимних месяцев) пересчитываются на эти температуры по формуле

где qнорм – потери тепла 1 м теплопровода по нормам при среднегодовой температуре теплоносителя и температуре наружного воздуха (0…10) оС; tп(о) – среднегодовая температура теплоносителя в подающем (обратном) трубопроводе; tн – расчетная температура наружного воздуха (или среднемесячная температура одного из зимних месяцев, заданного по условию).

Полученные значения тепловых потерь через тепловую изоляцию заносятся в таблицу 5.

Далее определяется доля потерь через тепловую изоляцию (в процентах) от общего теплопотребления.

Потери теплоты с утечками принимаются равными 0,25% от объема воды в трубопроводах тепловой сети и у потребителей в теплопотребляющих

10

системах [3]. Потери теплоты с утечками определяют отдельно в подающем и обратном трубопроводах сети.

2.4. Составление материального и теплового балансов

На основе проведенных расчетов составляются материальный и тепловой балансы сети. Результаты расчетов приводят в форме таблиц, в которых указывают выработку, потребление, потери и величину небалансов.

3. Содержание отчета

1.Цель работы.

2.Исходные данные и схема водяной тепловой сети.

3.Расчет расходов воды и их распределение по потребителям.

4.Расчет потребления теплоты каждым потребителем.

5.Расчет тепловых потерь.

6.Расчет утечек теплоносителя.

7.Материальный и тепловой балансы сети.

8.Анализ полученных результатов расчетов (выводы по работе).

4.Контрольные вопросы

1.Что такое материальный баланс? Какой закон лежит в его основе?

2.Что называется характеристикой сети?

3.Как определяется расход теплоносителя, циркулирующего в тепловой сети?

4.Как определяются потери давления в трубопроводах тепловой сети?

5.Из чего складываются тепловые потери централизованных систем теплоснабжения?

6.Как в работе выполняется распределение расходов теплоносителя по всей сети после определения суммарного расхода?

11