Задача 1. Исходные данные

УДК 629. 35

Источники и системы теплоснабжения предприятий: Программа учебной дисциплины и методические указания к выполнению контрольной работы / Сост. Вятков В. В. ; РГАТА. – Рыбинск, 2010.

Данные методические указания предназначены для выполнения контрольной работы и подготовки к экзамену студентами заочной формы обучения специальности 100106 Энергообеспечение предприятий

CОСТАВИТЕЛЬ

Кандидат технических наук, доцент Вятков В. В.

ОБСУЖДЕНО

на заседании кафедры АД

РЕКОМЕНДОВАНО

Методическим советом РГАТА

1. Цели и задачи дисциплины.

Целью изучения дисциплины является подготовка инженеров, специализирующихся в области энергообеспечения предприятий, к решению вопросов проектирования, эксплуатации и совершенствования систем обеспечения предприятий теплотой пара и горячей воды.

При изложении дисциплины рассматриваются методы выявления и анализа режимных характеристик работы всех звеньев системы теплоснабжения, включающих:

· разнообразные теплопотребляющие технологические и санитарно-гигиенические установки предприятий;

· разнотипные теплогенерирующие установки;

· паровые и водяные тепловые сети.

Задачей изучения дисциплины является ознакомление студентов с основными схемными и конструктивными решениями, используемыми в современных системах теплоснабжения, и с принципами и методами совершенствования систем и их элементов.

Особое внимание обращается на использование математического моделирования и компьютерных технологий в процессах совершенствования и создания новых модификаций систем теплоснабжения.

В результате изучения дисциплины слушатели должны:

· знать общие закономерности изменения потребления теплоты предприятиями при изменениях параметров наружного воздуха и по часам рабочей смены; методы определения величин расходов топливно-энергетических ресурсов разными типами теплогенерирующих установок; общие принципы регулирования параметров и количество теплоты, отпускаемой потребителям, а также допустимые границы изменений параметров;

· уметь составлять и рассчитывать схемы тепловых сетей и источников теплоты; выявлять расчетные режимы работы каждого из звеньев системы; выбирать типоразмеры и параметры необходимого оборудования; использовать справочную и нормативную литературу;

· иметь навыки проектирования систем теплоснабжения и ее элементов с использованием компьютерных технологий.

2. Содержание разделов дисциплины.

2. 1. Методы определения потребностей промышленных предприятий в

теплоте пара и горячей воды.

Системы отопления, вентиляции, горячего водоснабжения и пароснабжения предприятий. Их назначение. Режимы работы. Требуемые параметры тепла. Суточные и сменные графики теплопотребления. Методика определения максимальных, средних и годовых потребностей в теплоте каждым типом потребителей.

2. 2. Методы регулирования отпуска теплоты из систем централизованного теплоснабжения.

Качественный и количественный методы отпуска теплоты в тепловых сетях. Водяные тепловые сети и температурные графики регулирования отпуска теплоты для каждого типа ее потребителей. Паровые тепловые сети и методы регулирования отпуска пара.

2. 3. Методика гидравлического расчета тепловых сетей.

Тепловые сети, их назначение, классификация. Методы определения расчетных расходов воды и пара по участкам тепловой сети. Методика гидравлического расчета тепловых сетей. Гидравлический режим работы сетей. Пьезометрические графики в тепловых сетях. Способы поддержания давления в «нейтральных» точках тепловых сетей. Выбор сетевых, подпиточных, подкачивающих и конденсатных насосов.

2. 4. Тепловой и прочностной расчеты тепловых сетей.

Основы выбора трассы и способов прокладки тепловых сетей. Изоляционные конструкции теплопроводов. Методика их теплового расчета. Определение тепловых потерь участка тепловой сети и падения температур теплоносителя по их длине. Прочностной расчет участков тепловых сетей с выбором типов и количеств подвижных и неподвижных опор, способов компенсации температурных расширений, видов и конструкций регулирующей арматуры. Новые прогрессивные способы прокладки и изоляции тепловых сетей.

2. 5. Котельные - основной источник генерации теплоты в системах теплоснабжения.

Производственные и отопительные котельные. Их назначение и области рационального использования. Классификация и параметры паровых и водогрейных котельных. Принцип выбора основного и вспомогательного оборудования. Тепловые схемы и методика их расчета. Энергетические, экологические и экономические показатели котельных.

2. 6. Паротурбинные и газотурбинные ТЭЦ как источники генерации теплоты в системах теплоснабжения.

Назначение и классификация ТЭЦ, используемых в системах теплоснабжения. Схемы отпуска технологического пара и горячей воды от ТЭЦ. Принципиальные тепловые схемы ТЭЦ. Особенности использования газотурбинных агрегатов и двигателей внутреннего сгорания для комбинированной генерации теплоты и электроэнергии. Выбор основного и вспомогательного оборудования. Определение расхода топлива, потребляемого на ТЭЦ, и способов распределения его затраты на производство электроэнергии и теплоты, отпускаемой от ТЭЦ. Коэффициент теплофикации и определение его оптимального значения. Использование пиковых водогрейных котлов.

2. 7. Источники теплоты систем теплоснабжения, генерирующие ее за счет использования ВЭР.

Вторичные энергоресурсы промпредприятий, используемые для генерации теплоты. Их количество, параметры, доля полезного использования в системах теплоснабжения. Утилизационные котельные и ТЭЦ. Схемы, режимы работы, конструкции оборудования, технико-экономические показатели. Определение экономии топлива при работе утилизационных установок параллельно с заводскими котельными и ТЭЦ. Тепловые насосы и особенности их использования.

3. Список литературы, рекомендованный для изучения дисциплины.

а) основная литература:

1. Лебедев В. И., Пермяков Б. А., Хаванов П. А. Расчет и проектирование теплогенерирующих установок систем теплоснабжения: Учебное пособие – М.: Стройиздат, 1994 – 358 с.: ил.

2. Соколов Е. Я. Теплофикация и тепловые сети: Учебное пособие для вузов – 6-е издание перераб. -–М.: Изд-во МЭИ, 1999 – 472 с.: ил.

3. Стерман Л. А., Лавыгин В. М., Тишин С. Г. Тепловые и атомные электростанции: Учебник для вузов - М.: изд-во МЭИ, 2000 – 409 с.: ил.

б) дополнительная литература:

1. Борисов Б. Г., Борисов К. Б. Отопление промышленных предприятий: – М.: Иэд-во МЭИ, 1997 – 68.: ил.

2. Промышленные тепловые электростанции: Учебник для вузов / Баженов М. И., Богородский А. С., Сазанов Б. В., Юренев В. Н. / Под ред. Соколова Е. Я. – 2-е изд. перераб. – М.: Энергия, 1979 – 296 с.: ил.

3. Рациональное использование газа в энергетических установках: Справочное руководство / Ахмедов Р. Б., Брюханов О. Н., Иссерлин А. Н. и др. – Под ред. Иссерлина А. Н. – Л.: Изд-во Недра, 1990 – 423 с.: ил.

4. Шелгинский А. Я., Борисов К. Б. Вентиляция и кондиционирование воздуха в помещениях промышленных, общественных и жилых зданий: Учебное пособие / Под ред. Галактионова В. В. – М.: Иэд-во МЭИ, 1999 – 88 с.: ил.

5. Соколов Е. Я. Теплофикация и тепловые сети: Учебник. – М.: Энергия,
1982. –360 с.

6. Соколов Е. Я. Теплофикация и тепловые сети: Учебник для вузов. – М.: Издательство МЭИ, 2001. – 472 с.

7. Голубков Б. Н. и др. Кондиционирование воздуха, отопление и венти-
ляция. – М.: Энергоиздат, 1982. – 232 с.

8. Бузников Е. Ф., Роддатис К. Ф., Берзинып Э. Я. Производственные и
отопительные котельные. – М.: Энергоатомиздат, 1984. – 248 с.

9. Промышленные тепловые электростанции: Учебник / Под ред. Е. Я. Соколова, М.: Энергия, 1979. – 296 с.

10. Водяные тепловые сети: Справочное пособие/Под ред. Н. К. Громова. -
М.: Энергоатомиздат, 1988. – 375 с

4. Список вопросов для самопроверки при подготовке к экзамену

1. Состояние теплоснабжения в России и перспективные направления его развития.

2. Как определить тепловую нагрузку на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение?

3. Какова методика установления тепловой нагрузки на технологические нужды?

4. Как определить годовую тепловую нагрузку?

5. Как построить график тепловой нагрузки по продолжительности?

6. Перечислите виды отопления промышленных зданий.

7. Назовите задачи воздушного режима зданий.

8. Процессы обработки воздуха в системах кондиционирования воздуха.

9. Схемы присоединения систем потребителей к тепловым сетям.

10. Каково устройство тепловых пунктов промышленных зданий?

11. Каково устройство однотрубной паровой системы теплоснабжения с возвратом конденсата?

12. Каковы особенности однотрубной паровой системы теплоснабжения с
центральной струйной компрессией?

13. Принципиальная схема двухтрубной паровой системы с возвратом конденсата.

14. Перечислите основные элементы однотрубной паровой системы без возрата конденсата.

15. Каковы особенности схемы присоединения потребителей к открытой двухтрубной водяной системе в случае связанного регулирования?

16. Опишите устройство и работу водоструйного элеватора.

17. Каковы преимущества и недостатки открытой двухтрубной водяной системы теплоснабжения?

18. Каковы перспективы использования однотрубных водяных систем теплоснабжения?

19. Приведите принципиальные тепловые схемы паровой, водогрейной и пароводогрейной котельной.

20. Назовите основные типы и характеристики паровых и водогрейных котлов.

21. Каковы различия в составе оборудования котельных для открытых и закрытых систем теплоснабжения?

22. Каково назначение линии перепуска в котельных?

23. Перечислите способы утилизации теплоты продувочной воды паровых котлов.

24. Каково назначение рециркуляции водогрейных котлов?

25. Каков выбор метода водоподготовки для паровой и водогрейной котельной?

26. Каковы критерии выбора числа работающих котлов и распределения нагрузки между ними?

27. Каковы требования к условиям оптимальной компоновки котельных?

28. Каков порядок расчета удельного расхода условного (натурального) топлива на выработку и отпуск теплоты?

29. Себестоимость отпущенной теплоты от паровых, водогрейных и пароводогрейных котельных.

30. Каковы особенности схем и технико-экономические показатели котельных с комбинированными пароводогрейными котлами?

31. Назовите способы снижения потерь с уходящими газами в газовых котельных.

32. Каково влияние начальных параметров пара на ТЭЦ?

33. Каково влияние конечных параметров и параметров отбора на экономичность ТЭЦ?

34. Чем обусловлено повышение тепловой экономичности ТЭЦ при введении регенеративного подогрева питательной воды?

35. От чего зависит оптимальная температура питательной воды?

36. Назовите преимущества и недостатки поверхностных и смешивающих регенеративных подогревателей.

37. Как осуществляется отпуск технологического пара от ТЭЦ?

38. Чем обусловлено применение на ТЭЦ пиковых водогрейных котлов?

39. Каковы варианты и эффективность схем многоступенчатого подогрева сетевой воды на ТЭЦ?

40. Назовите оптимальные способы подготовки подпиточной воды на ТЭЦ для открытой и закрытой систем теплоснабжения.

41. Что понимают под расчетным коэффициентом теплофикации?

42. Каковы назначение и схема включения испарительной установки?

43. Схемы включения расширителей непрерывной продувки котлов ТЭЦ.

44. Каково назначение рециркуляция конденсаторов теплофикационных ГТУ?

45. Как осуществляется выбор единичной мощности и основного оборудования ТЭЦ? Какая существует зависимость между расчетным и годовым коэффициентом теплофикации?

46. Каков принцип построения диаграмм режимов теплофикационных турбин? Что представляет собой область режимов ЕПД?

47. Как определяются показатели тепловой экономичности ТЭЦ по производству тепловой и электрической энергии?

48. Перечислите основные технико-экономические показатели современных промышленных ТЭЦ с турбинами типа ПТ, Т и Р.

49. Какова общая характеристика агрегатов собственных нужд ТЭЦ?

50. Что относят к агрегатам собственных нужд теплофикационной установки ТЭЦ?

51. Чем отличается прямоточная система водоснабжения от оборотной? Характеристика методов регулирования.

52. Центральное регулирование однородной нагрузки.

53. Регулирование разнородной тепловой нагрузки.

54. Как осуществить выбор метода регулирования отпуска теплоты?

55. Назовите особенности регулирования паровой тепловой нагрузки.

56. Назовите области применения воздушной, бесканальной и канальной прокладки.

57. Каково назначение подвижных и неподвижных опор?

58. Каково устройство компенсаторов?

59. Тепловая изоляция теплопроводов.

60. Конструкция и оборудование тепловых камер.

61. Как определить диаметры трубопроводов?

62. Как осуществляется подбор параметров сетевых, подпиточных и конденсатных насосов?

63. Как производится выбор оптимальной толщины тепловой нагрузки?

64. Как производится расчет потерь теплоты в теплопроводах?

65. Как производится расчет П-образных компенсаторов?

66. Какие типы подогревателей используются в тепловых подстанциях и ЦТП?

67. Как обосновать выбор узла смешения для производственного здания?

68. Перечислите преимущества и недостатки схем сбора конденсата.

69. Назовите способы использования пара вторичного вскипания.

70. Каковы пути использования отходящих производственных газов?

71. Назовите методы обнаружения и ликвидации разрывов в тепловых сетях.

72. Каковы методы борьбы с коррозией теплопроводов?

73. Как обосновать расчетную температуру воды для тепловой сети?

74. Назовите основные направления работы по экономии тепловой энергии при эксплуатации тепловой сети.

75. Периодичность проведения и состав работ по режимно-наладочным испытаниям паровых и водогрейных котлов.

76. Периодичность проведения и состав работ по режимно- наладочным испытаниям тепловых сетей.

77. Цель и результаты гидропневматической промывки тепловых сетей.

78. Статические методы оценки эффективности инвестиций в строительство систем теплоснабжения.

79. Сущность дисконтирования в инвестиционном проектировании.

80. Динамические методы оценки эффективности инвестиций в строительство систем теплоснабжения.

4. Задание на контрольную работу.

Контрольная работа включает в себя решение двух задач. Исходные данные для каждой задачи берутся из таблиц в соответствии с номером по списку в группе

Задача 1

Для района городской застройки с жилой площадью определить по укрупненным показателям суммарную тепловую нагрузку отопления, а также годовой расход теплоты всех указанных видов теплопотребления. Построить годовой график продолжительности тепловой нагрузки

Исходные данные:

1. Расчетная температура наружного воздуха для отопления ;

2. Расчетная температура наружного воздуха для вентиляции ;

3. Средняя за отопительный период температура наружного воздуха ;

4. Обеспеченность жилой площадью ;

5. Укрупненный показатель максимальной нагрузки на жилой площади ;

6. Коэффициент, учитывающий нагрузку отопления общественных зданий района городской застройки ;

7. Коэффициент, учитывающий тепловую нагрузку вентиляции общественных зданий района ;

8. Среднегодовой расход воды на одного жителя в сутки:

- по жилым зданиям;

- по общественным зданиям;

9. Данные длительности температур наружного воздуха:

Средняя температура наружного воздуха,	Ниже -30	-25	-20	-15	-10	-5		+8
Длительность периода

10. Длительность работы вентиляции 3400 ч/год.

Исходные данные

№ варианта	млн м²	м²/чел			л/сут	л/сут
			0, 25	0, 3
	1, 3		0, 3	0, 31
	1, 4		0, 27	0, 32
	1, 5		0, 31	0, 33
	0, 9		0, 28	0, 34
	0, 8		0, 24	0, 35
			0, 36	0, 36
			0, 37	0, 37
	1, 2		0, 28	0, 38
	1, 3		0, 27	0, 39
			0, 26	0, 4
	1, 2		0, 25	0, 41
	0, 9		0, 24	0, 42
	0, 9		0, 23	0, 43
			0, 23	0, 4
	1, 2		0, 24	0, 39
	1, 6		0, 25	0, 38
	1, 5		0, 26	0, 37
	1, 5		0, 28	0, 36
			0, 29	0, 35
	1, 3		0, 3	0, 34
	1, 2		0, 31	0, 36
	1, 4		0, 27	0, 37
	1, 2		0, 25	0, 4
	1, 4		0, 26	0, 43
	1, 3		0, 25	0, 42
	1, 2		0, 27	0, 42
	1, 3		0, 25	0, 4
	1, 4		0, 24	0, 32
	1, 5		0, 23	0, 35

12 Следующая ⇒