Разработка участка внутриплощадочных сетей теплоснабжения г. Челябинск то ул. Работниц 89 корпус 1 до делового центр по ул. Полковой 29 строение 2

ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………………....6
1 АКТУАЛЬНОСТЬ РАЗРАБОТКИ УЧАСТКА СЕТИ ТЕПЛОСНАБЖНИЯ……………………………………………………………...7
2 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ…………………………………....8
3 СРАВНЕНИЕ ПЕРЕДОВЫХ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ЗАРУБЕЖНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И РЕШЕНИЙ ……………………………………………..…..10
3.1 Техническое состояние трубопроводов сетей ГВС и отопления в РФ......10
3.2 Опыт внедрения трубопроводов в ППУ изоляции..……………………….10
3.3 Отраслевые производственные мощности по современным трубам в ППУ изоляции ……..……………………………………...…………………….....11
3.4 Развитие технологии ППУ изоляции трубопроводов в России………......12
4 ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ…..………..……………………..………...14
4.1 Исходные данные…..……..………………………………............................. 14
4.2 Тепловые нагрузки на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение……………………………………………………………….14
4.3 Тепловая нагрузка в отопительный период………………………………...17
5 ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ …………………………….………………….20
5.1 Исходные данные…………………………………………………………… 20
5.2 Определение температур теплоносителя………………………………….. 20
5.3 Определение расходов теплоносителя…………………………………….. 21
5.4 Определение летнего расхода теплоносителя…………………………….. 24
5.5 Гидравлический расчет тепловой сети…………………………………….. 25
6 КОНСТРУКТИВНЫЕ РЕШЕНИЯ …………………………..………………...30
6.1 Выбор типа прокладки трубопроводов……………………………………. 30
6.1.1 Надземная прокладка тепловых сетей……………………………….. 30
6.1.2 Подземная прокладка…………………………………………………. 30
6.1.3 Принятый тип прокладки тепловых сетей…………………………... 31
6.2 Тепловая изоляция…………………………………………………………... 33
6.3 Арматура тепловых сетей…………………………………………………... 34
6.3.1 Задвижки………………………………………………………………. 34
6.3.2 Шаровые краны…………………………………………………..……35
6.4 Компенсаторы……………………………………………………………….. 35
6.5 Опорные конструкции……………………………………………………… 36
7 НАУЧНАЯ ЧАСТЬ. СКОЛЬЗЯЩИЕ И НЕПОДВИЖНЫЕ ОПОРЫ ……….38
7.1 Опоры трубопроводов скользящие и неподвижные…………………….. 38
7.2 Опоры неподвижные………………………………………………………. 38
7.3 Опоры подвижные…………………………………………………………. 38
7.4 Расчет неподвижных и скользящих опор трубопровода………………... 39
8 АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ …………………....….......42
8.1 Общие сведения о системе оперативного диспетчерского контроля теплоизоляционного покрытия трубопроводов в ППУ изоляции………..42
8.2 Принципы действия и организация системы ОДК…………...………..…. 43
8.3 Выбор приборов контроля………………………………………………….. 44
8.4 Выбор количества и расположения контрольных точек………………..... 45
8.4.1. Выбор характерных точек…………………………………………… 45
9 ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ ………………………………………………...…….. 47
9.1 Применение ППУ изоляции………………………………………………. 48
9.2 Применение системы оперативно-дистанционного контроля…………. 48
9.3 Защита трубопроводов от коррозии……….......…………………………. 49
10 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ ……………………………... 54
10.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов……………...54
10.2 Безопасность производственных процессов и оборудования…………. 55
10.3 Электробезопасность…………………………………………………….. 58
10.4 Пожарная безопасность при производстве работ………………………. 59
11 ВОПРОСЫ ЭКОЛОГИИ…………………………………………………........ 61
11.1 Применение ППУ изоляции для снижения теплового загрязнения окружающей среды……………………………………………………..... 61
11.2 Прокладка трубопроводов тепловых сетей в каналах…………………. 64
11.3 Применение системы оперативно – диспетчерского контроля для предотвращения утечек……………………………………………........ 64
12 ЭКОНОМИКА И УПРАВЛЕНИЕ …………………………………………67
12.1 Технико-экономический расчет вариантов подключения потребителя к тепловой сети ………………………………………………………….67
12.1.1 Смета капитальных затрат по вариантам технических
решений…………………………………………………………..... 68
12.1.2 Расчет текущих затрат по вариантам технических решений……………………………………………………..…….. 71
12.1.3 Выбор лучшего варианта технического решения разработки тепловой сети ……………………………………………………...... 74
12.2 SWOT-анализ вариантов технических решений……………………….. 75
12.3 Планирование целей проекта повышения энергетической эффективности в дереве целей………………………………………....... 77
12.4 Ленточный график Ганта по реализации мероприятий проекта……… 79
12.5 Основные технико-экономические показатели проекта……………….. 79
ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………….………………….….80
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК…………………………………...……….81

Весь текст будет доступен после покупки

В выпускной квалификационной работе поставлена задача разработки сети теплоснабжения. Актуальность повышения энергетической и экологической эффективности тепловых сетей следует из концепции устойчивого развития страны. Суть концепции состоит в удовлетворении потребностей нынешнего поколения без ущерба следующим. Применяемые в настоящее время традиционные методы и материалы, используемые в строительстве и ремонте, ведут к образованию чрезмерных затрат на капитальные ремонты тепловых сетей. Каждые 10–12 лет требуется полная замена труб и теплоизоляции, что приводит к потерям до 25% транспортируемого тепла [1].
Большие тепловые потери в сетях требуют дополнительных расходов топлива на объектах энергетики. По опыту развитых стран, где климатические условия схожи с Россией, используют чаще всего энергетические нагреватели воздуха, газовые бойлеры. Это удобно тем, что потребители легко переходят на летний режим отопления. Однако, в России большинство систем теплоснабжения централизованные, что определяет их главный недостаток – негибкость и безальтернативность действий. Разветвленность централизованных сетей ведет к частым авариям вследствие ошибок в эксплуатации устройств системы. Для достаточного снабжения тепла потребителям в тепловых сетях часто допускают циркуляцию слишком горячего теплоносителя, вследствие чего ускоряется износ трубопровода.
Необходимость повышения энергетической эффективности установлена законом Российской Федерации Федеральный закон «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности, и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» от 23.11.2009 № 261-ФЗ.Законом определены способы улучшения и повышения надежности тепловых сетей, общая протяженность которых в Российской Федерации на сегодняшний день составляет более 183 тысяч километров [3].
Неполное соответствие указанным факторам среды определяет следующие проблемы ресурсосбережения в тепловых сетях: недостаточная пропускная способность тепловой сети и, соответственно, увеличение тепловых потерь; устаревшая система автоматизации и несовершенство контроля многих участков тепловой сети; повышенное загрязнение среды, связанное с утечками в тепловых трубах.

Весь текст будет доступен после покупки

В течение большого промежутка времени тепловое хозяйство России в связи с поставленной целью повышения эффективности процесса выработки развивалось по пути централизации теплоснабжения на основе комбинированной выработки тепловой и электрической энергии и концентрации тепловых нагрузок. Итогом данного процесса стало то, что на территории страны за счет ТЭЦ покрывается основная доля городской тепловой нагрузки (около 73 % всей тепловой энергии производится централизованными источниками) [24]. Но данная российская техническая тенденция массового стремления к увеличению эффективности генерации привела к неизбежному строительству многокилометровых и сложно- разветвленных тепловых сетей. Около 180 тысяч километров (в двухтрубном исчислении) тепловых сетей (в двухтрубном исчислении) с диаметрами трубопроводов от 56 до 1500 мм проложено на территории нашей страны. Кроме того, происходит значительный расход электроэнергии на перекачку теплоносителя, вызванный тем, что радиусы действия источника в отдельных городах превышают 30 километров. Текущий уровень обновления тепловой сети в России составляет 2,8 % в год при нормативном сроке службы и обновления фондов теплосетей в теплоснабжении, составляющем 4 % в год [43].
Большая часть тепловой сети Российской Федерации создавалась в период массового строительства жилья в 60 - 80-х гг. двадцатого века. После 1991 г. объем гражданского строительства резко сократился, застройка почти не велась, частные строительные организации подключали новостройки к существующим сетям теплоснабжения, без прокладки новых. На данный момент построенные в то время теплотрассы очень устарели. Общее их состояние оценивается специалистами как неудовлетворительное (до 60 % теплосетей нуждаются в перекладке и модернизации).
В центральном районе города Челябинска ведется строительство современного рынка строительных материалов. Планируется построить Деловой центр. Системы отопления потребителей тепловой энергии подключаются к тепловой сети по независимой схеме.
Для обеспечения потребителей отоплением, горячим водоснабжением и вентиляцией, необходимо подключить потребителей тепловой энергии к источнику теплоснабжения – ЧТЭЦ-4(ЧГРЭС).

Вывод по разделу один

Разработка проекта тепловой сети имеет высокую актуальность из-за необходимости ее реализации в кратчайшие сроки, так как источник теплоснабжения должен быть соединен с потребителями тепловой энергии. Разработка участка тепловой сети позволит решить поставленные задачи и обеспечить потребителей Делового центра качественным теплоснабжением.
2 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ

При написании данной работы были использованы научная и учебно-методическая литература, статьи в специализированных периодических изданиях, нормативно-законодательные акты Российской Федерации.
ВКР основана на «Энергетической стратегии России до 2030 года» от 13 ноября 2009 года [2], которая формирует новые ориентиры в энергетическом секторе и переход в экономики на другой уровень развития. Цель энергетической программы Челябинской области – это обеспечение промышленного комплекса энергоносителя, причем цены должны являться приемлемыми. Активная политика энергосбережения, использование новых технологий, реконструкция действующих систем теплоснабжения - необходима для достижения этой цели.
Для создания правовых, организационных, экономических основ, которые будут стимулировать повышение энергетической эффективности принят закон ФЗ-261 «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности». Этот закон основывается на следующих принципах: рациональное и эффективное использование топливно-энергетических ресурсов; стимулирование и поддержание энергосбережения и повышение энергоэффективности; комплексность и системность мероприятий по энергетической эффективности и сбережению энергоресурсов; использование энергоресурсов с учетом производственно-технологических, экологических, социальных условий [3].
Расчеты по определению тепловых нагрузок, расходов и температур теплоносителя, были выполнены на основании следующих нормативных документов:
- СП 131.13330.2020. Строительная климатология/ Актуализированная версия СНиП 23-01-99* [4];
- СП 50.13330.2012. Тепловая защита зданий/ Актуализированная редакция СНиП 23-02-2003 [5];
- ГОСТ 30494-96. Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях [6];
- СП 60.13330.2020. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха/ Актуализированная редакция СНиП 41-01-2003 [7];
- СП 124.13330.2012. Тепловые сети/ Актуализированная редакция СНиП 41- 02-2003 [8].
- СП 30.13330.2020. Внутренний водопровод и канализация зданий/ Актуализированная редакция СНиП [9];
В книге «Наладка и эксплуатация водяных тепловых сетей» под авторством В.И. Манюка приведена методика гидравлического и теплового расчетов тепловых сетей, схемы, конструкции систем теплоснабжения. Так же рассмотрены основные задачи и структура организации централизованного теплоснабжения [10].
В справочнике проектировщика «Справочник проектировщика. Проектирование тепловых сетей» под редакцией Николаев А.А. приведены нормативные материалы по проектированию тепловых сетей. Даны таблицы и номограммы, которые облегчают выполнения трудоемких расчетов, характеристики основного оборудования, которые используются в тепловых сетях [12].

Весь текст будет доступен после покупки

1 Схема теплоснабжения в административных границах города Челябинска на период до 2034 года (актуализация на 2022 год) Федеральный закон «Об охране окружающей среды» от 10.01.2002 № 7-ФЗ.
2 Распоряжение Правительства РФ от 13.11.2009 № 1715-р «Об Энергетической стратегии России на период до 2030 года»
3 Федеральный закон от 23.11.2009 года № 261–ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности».
4 СП 131.13330.2020. Строительная климатология/ Актуализированная версия СНиП 23-01-99*. – М.: Изд-во стандартов, 2020. – 109 с.
5 СП 50.13330.2012. Тепловая защита зданий/ Актуализированная редакция СНиП 23-02-2003. – М.: Изд-во стандартов, 2012. – 96 с.
6 ГОСТ 30494 – 2011. Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях. – М.: Изд-во стандартов, 2011. – 23 с.
7 СП 60.13330.2012. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха/ Актуализированная редакция СНиП 41-01-2003. – М.: Изд-во стандартов, 2012. – 81 с.
8 СП 124.13330.2012. Тепловые сети/ Актуализированная редакция СНиП 41-02- 2003 – М.: Изд-во стандартов, 2012. – 74 с.
9 СП 30.13330.2020 Внутренний водопровод и канализация зданий/ Актуализированная редакция СНиП 2-04-01-85*. - М.: Изд-во стандартов, 2020. – 65 с.
10 Наладка и эксплуатация водяных тепловых сетей / В.И. Манюк – М.: Книга по Требованию, 2013. – 212 с
11 Соколов, Е.Я. Теплофикация и тепловые сети: учебное пособие / Е.Я., Соколов. – М: Изд-во МЭИ, 2012. – 472 с.
12 Справочник проектировщика. Проектирование тепловых сетей / под ред. А.А. Николаев. – Курган: Изд-во Интеграл, 2012. – 360 с.
13 СП 61.13330.2012 Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов/ Актуализированная редакция СНиП 41.03.2003. – М.: Изд-во стандартов, 2012.
14 ГОСТ 8732-78 «Трубы стальные бесшовные горячедеформированные. – М.: «ИПК Издательство стандартов»
15 ГОСТ Р 56380-2015 «Сети теплоснабжения из предизолированных труб. Дистанционный контроль качества»

Весь текст будет доступен после покупки