Дипломная работа на тему «Проект газоснабжения хозяйственной постройки с котельной мощностью 160 кВт в деревне Нагорье»

Россия самая богатая страна по газовым запасам, и первая по количеству экспорта и добычи природного газа. Природный газ на сегодняшний день самое выгодное, экологически чистое и важное топливо. Газ незаменим в быту для приготовления пищи, горячей воды, обогрева жилых помещений.

Скачать пример Заказать работу Скачать пример Заказать работу

Содержание

Введение

1. Общие данные для проектирования

2. Теплотехнический расчет ограждающих конструкций

2.1 Наружные стены

2.2 Чердачное перекрытие

2.3 Пол подвала

2.4 Заполненных световых проемов

3. Расчет теплопотерь помещениями жилого здания

3.1 Основные и добавочные тепловые потери ограждений

3.2 Расход тепла на нагревание инфильтрующегося воздуха

3.3 Бытовые теплоизбытки

4. Определение нагрузок в тепле и топливе для котельной

Нужна помощь в написании диплома?

Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Сдача работы по главам. Уникальность более 70%. Правки вносим бесплатно.

Цена диплома

4.1 Расчет нагрузки на отопление

4.1.1 Расчетный часовой расход тепла

4.1.2 Удельная теплотехническая характеристика

4.2 Расчет расходов теплоты не горячее водоснабжение группы зданий

4.2.1 В жилом доме

4.2.2 В бане

4.3 Расчёт годовой и часовой потребности котельной в тепле и топливе

5. Расчет тепловой схемы котельной

5.1 Подбор основного оборудования котельной

5.2 Вспомогательное оборудование

5.2.1 Насосное оборудование

5.2.2 Емкостный водонагреватель

5.2.3 Расширительный бак

5.2.4 Оборудование химводоочистки

Нужна помощь в написании диплома?

Заказать диплом

5.2.5 Нейтрализация конденсата

5.2.6 Подвод воздуха для горения и дымоудаление котельной

6. Теплоснабжение

7. Газоснабжение котельной

7.1 Наружные газовые сети

7.2 Фасадные газовые сети

8. Экологичность проекта

8.1 Экологичность котельного оборудования

8.2 Основные технические факторы экологического риска при строительстве и эксплуатации газопроводов

8.3 Виды воздействия на окружающую среду при строительстве и эксплуатации газопроводов

9. Безопасность жизнедеятельности

9.1 Техника безопасности при газовой сварке и резке металлов

9.2 Техника безопасности при проведении изоляционных работ

9.3 Техника безопасности при проведении работ по испытанию и промывке теплопровода

Нужна помощь в написании диплома?

Подробнее

9.4 Требования пожарной безопасности к котельным установкам

9.5 Меры пожарной безопасности при эксплуатации газоиспользующего оборудования

10. Автоматизация котла Viessmann Vitodens 200-W

10.1 Основные положения

10.2 Система автоматизации котлов

10.3 Технико-экономическая эффективность автоматизации

10.4 Контролер Vitotronic 100 тип HC1B

11. Технико-экономическая оценка конденсационных котлов

11.1 Принцип действия конденсационного котла, его достоинства и недостатки

11.2 Традиционный газовый котел

11.3 Сравнение настенного газового котла и настенного конденсационного котла

Заключение

Список использованных источников

стоимость добычи ниже, чем у других видов топлива;

Нужна помощь в написании диплома?

Подробнее

— при газовом отоплении гораздо меньше загрязняется воздушный бассейн;

при работе на природном газе обеспечивается возможность автоматизации процессов горения, достигаются высокие КПД;

высокие температуры в процессе горения позволяет эффективно применять в качестве энергетического и технологического топлива;

содержит наименьшее количество вредных механических и химических примесей, тем самым обеспечивая возможность постоянство процесса горения;

самым весомым преимуществом природного газа от других видов топлива является обеспечение устойчивого температурного режима и его регулировка, что позволяет существенно экономить;

при использовании газа отсутствуют потери от механического недожега топлива.

В России на сегодняшний день, благодаря низким ценам на газ, газовые котельные пользуются большим спросом. Разработка проектной документации на газификацию жилого дома, учитывающая его планировочное решение, качество теплоизоляции и прочие технические условия, позволяет грамотно рассчитать и оптимально выбрать газовое оборудование, а также спланировать его разводку. Правильный расчет и тщательно продуманная установка может свести энергопотребление к минимуму и повысить комфорт.

Целью выпускной квалификационной работы является проект отопительной котельной для частного жилого дома с хозяйственными постройками деревни Нагорье Вологодского района, включающий в себя расчет тепловых потерь здания, подбор основного и вспомогательного оборудования, подбор газопроводов котельной.

1. Общие данные для проектирования

Определение годовой потребности в тепле и условном топливе для частного жилого дома и хозяйственных построек в деревне Нагорье Вологодского района.

Расчет выполнен на основании исходных и климатических данных. Климатические данные деревни Нагорье приведены в таблице 1.

Таблица 1 — Климатические данные деревни Нагорье Вологодского района

№ п/п	Наименование	Показатель
1	2	3
1	Продолжительность отопительного периода, П_от., дн.	231
2	Средняя температура наружного воздуха за отопительный период, t_{ср. о}, ^оС	-4,1
3	Расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления, t_н, ^оС	— 32
4	Средняя температура для расчёта вентиляции, t_{ср. в}, ^оС	— 32
5	Температура воды в холодный период, t_{х. з.,} ^оС	5
6	Температура воды в летний период, t_{х. л.,} ^оС	15
7	Количество дней в году работы предприятия, n, дн.	350
8	Количество часов работы, К, ч.	24
9	Расчётная температура внутреннего воздуха отапливаемых зданий, t_вн.^оС:	+ 20

отопительная котельная газоснабжение жилой дом

2. Теплотехнический расчет ограждающих конструкций

Нужна помощь в написании диплома?

Заказать диплом

Для обеспечения комфортного проживания в частном жилом доме наружные ограждающие конструкции должны обладать тепло-защитными свойствами и быть достаточно воздухо — и влагонепроницаемыми. Величина сопротивления теплопередаче R₀и теплоустойчивость два основных показателя для определения теплозащитных свойств наружных ограждений. Величина R₀определяет сопротивление ограждения передаче теплоты теплого воздуха более холодному, а теплоустойчивость характеризует сопротивляемость ограждения передаче изменяющихся во времени периодических тепловых воздействий. Теплозащитные свойства ограждений в зимний период времени принято характеризовать величиной R₀, а в летних — их теплоустойчивостью. Это объясняется тем, что зимой вне здания относительно устойчивые низкие температуры и постоянная внутренняя температура, поддерживаемая системой отопления. В летний период времени периодические суточные изменения температуры и солнечная радиация, внутри здания чаще всего температура не регулируется.

Теплотехнический расчет ограждений обычно начинают с определения расчетного сопротивления теплопередаче R₀ основной части конструкции ограждения.

Необходимо соблюдать условие, чтобы R₀ было равно или больше минимально допустимого по санитарно-гигиеническим и технологическим соображениям сопротивления теплопередаче. Таким образом, R₀ .

Для заполнений оконных и дверных проемов теплозащитные свойства регламентируются только сопротивлением теплопередаче конструкции, которое должно быть не ниже требуемого, установленного [2]. Допустимая воздухопроницаемость окон, дверей, стыков конструкций, стен и перекрытий зданий определяется нормируемыми величинами: сопротивления R_и^тр понижением температуры конструкции при инфильтрации, расхода воздуха, воздухопроницанию, и другие.

Эффективность действия отопительных установок обеспечивается путем оптимизации проектных решений с применением компьютерных технологий, придавая установкам надежность в эксплуатации, автоматического поддержания необходимой температуры теплоносителя.

2.1 Наружные стены

Потери тепла через наружные ограждения зависят от конструкции и теплофизических свойств строительных материалов ограждений и определяются величиной теплового потока. Оптимальная расчетная тепловая нагрузка на отопительную установку возможна при правильном выборе наружных ограждений, обладающих достаточными теплозащитными свойствами, и хорошо продуманные строительные конструкции здания.

От назначения здания и допускаемых нормами параметров воздуха в помещении зависит расчет теплозащитных качеств наружных ограждений и выбор оптимальных конструктивных решений.

На рисунке 1 приведена схема конструкции стены.

Рисунок 1 — Конструкция наружной стены

Сопротивление теплопередаче R₀^д, определяем по методике изложенной в [2]:

(2.1)

где — коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, принимаемых по таблице 4* [2];

— коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции, принимаемый по таблице 6* [2];

Нужна помощь в написании диплома?

Заказать диплом

R_{к —}термическое сопротивление ограждающих конструкций, для многослойной стены определяется по формуле (2.1).

(2.2)

где R_1, R₂ …R_n — определяются по формуле (2.3).

(2.3)

Расчетный коэффициент теплопроводности λ принимаем по приложению 3* [2], так как здание уже построено и известны все конструктивные элементы, толщину слоя δ принимаем согласно архитектурным чертежам, пример которого представлен на рисунке 1: штукатурка λ=, δ=0,75 м.

Тогда,

(2.4)

Коэффициент теплопередачи наружной стены определяется как:

(2.5)

2.2 Чердачное перекрытие

При расчете тепловых потерь верхнего этажа здания учитываются тепловые потери через чердачное перекрытие. Расчет термического сопротивления которого представлено ниже.

На рисунке 2 представлена схема конструкции чердачного перекрытия.

Рисунок 2 — Конструкция чердачного перекрытия

Нужна помощь в написании диплома?

Цена диплома

Для упрощения расчетов тепло передачи железобетонной плиты с круглыми отверстиями, заменяем круглые отверстия на равновеликие квадратные. Находим стороны квадратных отверстий по формуле (2.6).

(2.6)

На рисунке 3 показана плита с квадратными отверстиями:

Рисунок 3 — Конструкция железобетонной плиты

Приведенное сопротивление железобетонной плиты определяем по формуле:

(2.7)

Термическое сопротивление ‖ направления железобетонной плиты по формуле:

(2.8)

где F₁,F₂,…,F_n — площади отдельных участков конструкции, определяются по формуле (2.3) [2]. Сопротивление сечения I-I находим по формуле (2.4). Расчетный коэффициент теплопроводности λ принимаем по приложению 3* [2], толщину слоя δ принимаем согласно рисунку 3: 1-й и 3-й слои — плита δ=.

Сопротивление сечения II-II бетон толщиной δ=.

По формуле (2.8) получаем:

Нужна помощь в написании диплома?

Подробнее

Термическое сопротивление ┴ направления железобетонной плиты по формуле. Согласно [2] определяем R;

-й слой — воздушная прослойка R=. Найдем эквивалентный коэффициент для воздушной прослойки:

Найдем эквивалентный коэффициент для 2-го сечения по формуле:

Среднее термическое сопротивление 2-го сечения:

Сопротивление R ┴, находим по формуле (2.4).

Тогда приведенное термическое сопротивление:

Делаем проверку разницы величин R ┴ и R‖:

∆ =.

Нужна помощь в написании диплома?

Заказать диплом

Условие соблюдается.

Сопротивление покрытия определяем по формуле (2.3),

Сопротивление перекрытия определяем по формуле (2.1),

Расчетный коэффициент теплопроводности λ принимаем по приложению 3* [2], толщину слоя δ принимаем согласно рисунку 2: утеплитель керамзит λ=0,002 м.

Коэффициент теплопередачи чердачного перекрытия:

2.3 Пол подвала

В частном жилом доме, подвальные помещения заняты под винный погреб, подсобное помещение, постирочная. Наружные ограждающие конструкции, которые соприкасаются с грунтом, определяются приближенно. Эти потери теплоты рассматриваются как тепловые потери через ограждения с бесконечно толстой стеной. Тепловы потери рассчитываются по зонам с учетом расположения отдельных зон по отношению к наружным ограждающим конструкциям. При расчете тепловых потерь поверхность пола делится на зоны, где зоной называется полоса пола шириной два метра, параллельная наружной стене. Зоны нумеруются начиная от внутренней поверхности наружной стены. В данном проекте полы утеплены теплоизоляцией.

(2.10)

где — сопротивление теплопередаче соответствующих зон пола, принимаемые по приложению 9 [2].

для 1 зоны ;

Нужна помощь в написании диплома?

Заказать диплом

для 2 зоны ;

для 3 зоны ;

для 4 зоны ;

— толщина утепляющего слоя, м;

— коэффициент теплопроводности материала утепляющего слоя.

На рисунке 4 представлена схема конструкции пола подвала.

Рисунок 4 — Конструкция пола подвала

Результат расчета термического сопротивления занесен в таблицу 2.

Таблица 2 — Термическое сопротивление и коэффициент теплопередачи зон пала

	1зона	2зона	3зона	4 зона
R=	2,13	4,35	8,3	16,6
k=	0,47	0,23	0,12	0,06

2.4 Заполненных световых проемов

При строительстве здания были использованы тройные окна в деревянных раздельно — спаренных переплетах, сопротивление теплопередачи которых составляет R₀=0,55 .

Коэффициент теплопередачи окон k 1,8 .

Рисунок 5 — Конструкция оконного проема

Требуемое сопротивление теплопередачи дверей должно быть не менее 0,6·R^тр стен здания, определяемого по формуле (2.1). Следовательно R.

Нужна помощь в написании диплома?

Подробнее

Результаты расчета приведены в таблице П1.1 приложения 1.

3. Расчет теплопотерь помещениями жилого здания

Подробный расчет тепловых потерь во всех помещениях здания проводят для определения тепловой мощности системы отопления и последующих расчетов всех элементов системы отопления. Порядок проведения данного расчета установлен [3]. По СНиП теплопотери помещения принимаются за расчетные при определении тепловой мощности системы отопления и вычисляются как сумма расчетных потерь теплоты через все его наружные ограждения. Если температура воздуха в соседних помещениях ниже или выше температуры в данном помещении на 3 ^оС и более, тогда должны быть учтены потери или поступления теплоты через внутренние ограждения.

Во всех жилых помещениях данная добавка ß составляет 0,15.

3.1 Основные и добавочные тепловые потери ограждений

Тепловые потери ограждений определяются путем суммирования потерь теплоты через отдельные ограждающие конструкции или их части. Основные тепловые потери, часто оказываются меньше значений действительных тепловых потерь, т.к. данная формула не учитывает влияние некоторых факторов. Потери теплоты через ограждения могут измениться под влиянием инфильтрующегося и эксфильтрующегося воздуха через толщину ограждения, а также под действием облучения ограждений солнечной радиацией. Также тепловые потери помещения могут существенно возрасти за счет усиленного излучения с поверхности ограждения на северную сторону.

(3.1)

Где F — площадь пола помещения по правилам обмера, м²

;

t_в — температура внутреннего воздуха помещения, ^оС;

t_{н —}температура наружного воздуха для проектирования, ^оС;

— добавочный коэффициент теплопотерь;

n — коэффициент принимаемый по таблице 3 [2].

3.2 Расход тепла на нагревание инфильтрующегося воздуха

Нужна помощь в написании диплома?

Подробнее

Инфильтрация — это неорганизованное поступление в помещение наружного воздуха через неплотности ограждающих конструкций за счет разности давления снаружи и внутри здания.

Расход теплоты на нагревание инфильтрующегося воздуха следует определять по формуле:

Q_i =0,28 ∙ L_n_∙ ρ∙ с∙ (t_p_—t_i) ∙k, (3.2)

где L_n_—расход удаляемого воздуха, м³/ч, удельный нормативный расход 3 м³/ч на 1 м² жилых помещений; ρ — плотность воздуха в помещении, кг/м³; с — удельная теплоемкость воздуха, равная 1 кДж/ (кг×°С); t_p, t_i — расчетные температуры воздуха, °С; k — коэффициент учета влияния встречного теплового потока в конструкциях, равный 0,7. Плотность воздуха определяется по формуле:

(3.3)

Для помещения 7

Подставляем в формулу (3.2).

Результаты расчета потерь теплоты на нагревание инфильтрующегося воздуха, приведены в таблице П 1.1 Приложение 1.

3.3 Бытовые теплоизбытки

В жилых помещениях кроме тепловых потерь учитываются тепловыделения, возникающие от бытовых приборов, оборудования, освещения. Вычисляются они из учета, что на каждый квадратный метр площади пола приходится 10 Вт:

(3.4)

Для помещения 7:

Нужна помощь в написании диплома?

Подробнее

Результаты расчета тепловыделений, сведены в таблицу П 1.1 Приложение 1.

Суммарные тепловые потери помещениями составляют 86,9 кВт.

4. Определение нагрузок в тепле и топливе для котельной

Расчет производится по укрупненным показателям

4.1 Расчет нагрузки на отопление
4.1.1 Расчетный часовой расход тепла

Если известны назначение и строительный объем здания, то максимальный часовой расход тепла на отопление определяется по удельным отопительным характеристикам по формуле.

Q4.1)

где a — поправочный коэффициент, учитывающий зависимость тепловой характеристики здания от расчетной температуры наружного воздуха, равный 0,98;

qудельная отопительная характеристика здания, зависящая от его назначения и объема, Вт/ (ч×м³×0С);

t — расчётная температура внутреннего воздуха отапливаемых зданий, ⁰С;

tрасчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления (температура наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92), ⁰С;

Нужна помощь в написании диплома?

Цена диплома

4.1.2 Удельная теплотехническая характеристика

Удельная тепловая характеристика здания q — это показатель для теплотехнической оценки объемно-планировочных и конструктивных решений и для ориентировочного расчета теплопотерь здания.

(4.2)

где — расчетные теплопотери через наружные ограждения всеми помещениями здания, Вт;

;

— расчетная разность температур для основных помещений здания.

Удельная тепловая характеристика, составившая для данного дома 0,44, входит в пределы допустимых норм, которые ограничиваются 0,45 для жилых зданий. Результаты расчетов удельно тепловой характеристики для всех зданий данного проекта приведены в таблице 3.

Таблица 3 — Удельная теплотехническая характеристика

№ п/п	Наименование помещений	V_н, м³	t_вн, ⁰С	q₀, Вт/ (ч×м³×⁰С)
1	2	3	4	5
1	Жилой дом	3797	20	0,44
2	Баня	1192	20	0,32
3	Гараж	254	10	0,7

=0,98*0,44*3797* (20- (-32)) =85,1кВт/ч.

Максимальный часовой расход на отопление в жилом доме составит 85,1 кВт/ч.

4.2 Расчет расходов теплоты не горячее водоснабжение группы зданий
4.2.1 В жилом доме

Нужна помощь в написании диплома?

Подробнее

Исходные данные: — секундный расход воды водоразборной арматурой. Количество приборов — 16 шт. Число проживающих — 4 чел.

Расчет:

. Вероятность действия санитарно-технических приборов Р определена по формуле:

1. Вероятность действия санитарно-технических приборов Р_hr для системы в целом:

. Для заданного числа приборов N определяем

. Максимальный часовой расход горячей воды:

. Количество тепла в течение часа максимального водопотребления:

Исходные данные:

Нужна помощь в написании диплома?

Подробнее

1. — норма расхода горячей воды в час наибольшего водопотребления.

. — часовой расход горячей воды.

. — секундный расход воды водоразборной арматурой.

Расчет:

1. Количество тепла в течение часа максимального водопотребления.

Q х (55-5) х 1000 = 0,12 х (55-5) х 1000=6,97кВт/ч.

Общий расчетный часовой расход всех зданий 137,19 кВт/ч.

Результаты часовых расходов тепла по группе зданий сведены в таблицу 4.

Талица 4 — Расчетные часовые расходы тепла

№ п/п	Наименование здания	Q_о, кВт/ч	Q _гвс, кВт/ч	Всего, кВт/ч
1	2	3	5	6
1	Жилой дом	85,1	18,02	103,12
2	Баня	20,0	6,97	26,77
3	Гараж	7,3	—	7,3
	Итого	112,2	24,99	137, 19

4.3 Расчёт годовой и часовой потребности котельной в тепле и топливе

Определение годовой потребности в тепле и условном топливе для частного жилого дома и хозяйственных построек в деревне Нагорье Вологодского район выполнено на основании исходных данных с использованием расчетных формул.

Годовые и расчетные часовые расходы потребности в тепле и топливе представлены в таблице 5.

Таблица 5 — Расчёт годовой потребности котельной в тепле и условном топливе

Нужна помощь в написании диплома?

Подробнее

№ п/п	Наименование	Расчётная формула	Р а с ч ё т	Примечание
1	2	3	4	5
1	Среднечасовой расход тепла на отопление за отопительный период Q_{о. ср}, МВт/ч	Q_о^max·=0,05СНиП
2	Среднегодовой расход тепла на отопление за отопительный период Q_о^год, МВт	24 ∙ Q_{о. ср}∙ n_о	24 · 0,05 · 231 =277,2
3	Среднечасовой расход тепла на вентиляцию Q_{в. ср}, МВт/ч	Q_В^max·-
4	Среднегодовой расход тепла на вентиляцию Q_в^год, МВт	8 ∙ Q_{в. ср.}∙ n_от	—
5	Среднечасовой расход тепла на горячее водоснабжение в зимний период Q_{ср. гв, з}, МВт/ч
6	Среднечасовой расход тепла на горячее водоснабжение в летний период Q_{ср. гв}^л, МВт/ч	Q_{гв. ср}^з∙0,8=0,0064
7	Среднегодовой расход тепла на горячее водоснабжение Q_гв^год, МВт	24 ∙ Q³_гв ∙ n_от + 24 ∙ Q^л_{гв. ср} (350 — n_от)	24 ∙ 0,01 ∙ 231+24 ∙ 0,0064∙ (350-231) = 56+18=74
8	Годовой расход тепла на технологические нужды Q_теп^год, МВт	Q_тех ∙ n ∙ k	—

Продолжение таблицы 5
1	2	3	4	5
9	Суммарный годовой расход тепла ∑ Q^год, МВт	Q_о^год + Q_в^год +Q_гв^год	250+74=324
10	То же, с учётом потерь тепла ∑ Q₁^год, МВт	∑ Q₁^год = ∑ Q^год ∙1,05	324 · 1,05 = 340	Здесь 5% — неучтённые расходы, потери в тепловых сетях
11	Годовой расход условного топлива, т. у. т.	=54
12	Годовой расход натурального топлива, тыс. м³ газ — Q_р^н = 8000 ккал/ нм³		54 · 0,875 = 48,0	k = = 0,875
13	Расчетный расход натурального топлива, м³/ч	=17,4

По результатам расчетов тепловая нагрузка проекта составила 137, 19 кВт, которая используется на:

отопление жилого дома — 85,1 кВт;

отопление гаража — 7,3 кВт;

отопление бани — 20,0 кВт;

система вентиляции бани — 20,0 кВт;

горячее водоснабжение — 24,99 кВт;

система подогрева воды в бассейне — 6,4 кВт (5,5 Мкал/ч).

Теплоносителем для систем отопления и вентиляции является сетевая вода с расчетными температурами по отопительному графику 80/60°С. Расход сетевой воды составил — 9,0 т/ч.

Исходной водой является вода из скважины.

Запроектированная теплогенераторная, обеспечивает теплотой жилой дом, гараж и баню. Котельная запроектирована в отдельно стоящем гараже на приусадебной территории жилого дома. ля обеспечения системы отопления, вентиляции и горячего водоснабжения группы жилых домов в котельной установлены 2 конденсационных котла марки Viessmann Vitodens 200-W с теплопроизводительностью 80 кВт каждый. В качестве резервного к установке принят электрический котел Proterm Skat теплопроизводительностью 24 кВт. Общая производительность котельной составила 160 кВт. Техническая характеристика котельных агрегатов приведена в Приложении 2.

5. Расчет тепловой схемы котельной

Газ — органическое топливо, химическую энергию которого преобразуют в тепловую заданного потенциала. Метод сжигания органического топлива в окислительной среде, в основе которого лежат экзотермические химические реакции, сопровождающиеся образованием газообразных продуктов реакции с высокой температурой, теплота от которых передается другому теплоносителю (воде или водяному пару, в нашем случае — воде), более удобному для дальнейшего использования.

Нужна помощь в написании диплома?

Цена диплома

В данном случае мы рассчитываем теплогенераторную, обеспечивающую теплотой жилой дом, гараж и баню. Котельная запроектирована в отдельно стоящем гараже на приусадебной территории жилого дома для теплоснабжения группы жилых домов. Теплогенераторная рассчитана на нужды отопления и горячего водоснабжения.

В котельной устанавливаются: водогрейные котлы для нагрева воды, подогреватели горячего водоснабжения, установка для обработки воды, в качестве аккумулятора — расширительный бак, сетевые насосы для системы отопления, сетевые насосы для горячего водоснабжения.

5.1 Подбор основного оборудования котельной

Основная и конечная задача процессов в водогрейном котле — подогрев воды до заданной температуры. Котел состоит из топочной или радиационной части и конвективной части. В топочной части происходят сжигание топлива в потоке воздуха с образованием высокотемпературных продуктов сгорания, и затем передача энергии тепловым излучением радиационной части испарительных поверхностей нагрева котла. На тепловую нагрузку проекта в 137, 19кВт с учетом 5% на потери теплоты были подобраны 2 конденсационных котла Viessmann Vitodens 200-W с теплопроизводительностью 80 кВт каждый. В качестве резервного к установке принят электрический котел Proterm Skat теплопроизводительностью 24 кВт. Общая мощность котельной составила 160кВт.

Настенный газовый конденсационный котел Vitodens 200-W является образцовым примером экономности и долговечности. Теплообменник Inox-Radial из специальной стали гарантирует постоянно высокую степень использования тепла конденсации.

Прибор потребляет меньше энергии, так как дополнительно использует тепло уходящих газов. Это позволяет сэкономить затраты на отопление и уменьшить вредное воздействие на окружающую среду.

Vitodens 200-W поставляется по выбору с отдельной подачей горячей воды B2HA) и со встроенным проточным водонагревателем (тип B2KA). Тем самым, обеспечивается отопление и приготовление горячей воды на минимальной площади.

Атмосферная горелка с длительным сроком службы

Цилиндрическая горелка MatriX из специальной стали отличается длительным сроком службы. Встроенный регулятор сгорания Lambda Pro Control автоматически оптимизирует процесс сгорания топлива для различных видов газа.

Благодаря Lambda Pro Control проверка мастером по надзору за дымовыми трубами и газоходами требуется лишь раз в три года. Это экономит расходы.

При работах по техническому обслуживанию газовый конденсационный котел также экономит много времени. Все компоненты удобно доступны спереди, боковое пространство для сервисного обслуживания не требуется.

На рисунке 6 представлена схема котла Viessmann Vitodens 200-W.

Рисунок 6 — Схема котла Viessmann Vitodens 200-W: А — патрубок для подключения расширительного бака G 1; B — предохранительный клапан; C — подающая магистраль отопительного контура G 1½; D — подающая магистраль емкостного водонагревателя G 1½; E — подключение газа R ¾; F — обратная магистраль емкостного водонагревателя G 1½; G — обратная магистраль отопительного контура G 1½; H — зона для ввода электрических кабелей с задней стороны; K — комплекты подключений (принадлежности); L — без комплектов подключений; M — с комплектами подключений; N — рекомендуемый размер при однокотловой установке; O — рекомендуемый размер при многокотловой установке; P — патрубок системы LAS с коленом (принадлежность); R — конденсатоотводчик; S — верхняя кромка готового пола.

В состав котла входят следующий компоненты:

— каскадная гидравлика;

— комплект для подключения каждого отопительного котла, в составе которого: соединительные трубопроводы; насос (3-ступенчатый); шаровые краны; кран наполнения и опорожнения; обратный клапан; запорный газовый кран; предохранительный клапан;

Нужна помощь в написании диплома?

Заказать диплом

— теплоизоляция;

— контроллер погодозависимого цифрового программного управления каскадом и отопительными контурами Vitotronic 100 тип HC1B;

— телекоммуникационный модуль каскада;

пристенная монтажная рама.

Основные преимущества:

— каскадная схема с возможностью подключения восьми отопительных котлов при номинальной тепловой мощности от 45 до 840 кВт;

— нормативный КПД: до 98 % (Hs) /109 % (Hi);

долговечность и эффективность благодаря использованию теплообменников Inox-Radial;

модулируемая цилиндрическая горелка MatriX и длительный срок службы за счет использования жаровой сетки MatriX из нержавеющей стали, стойкой при высоких температурных нагрузках;

простой в использовании контроллер Vitotronic с текстовой и графической индикацией;

панель управления контроллера также монтируется на настенной панели (принадлежность);

регулятор сгорания Lambda Pro Control для всех видов газа — экономия затрат за счет продления периодичности проверок с интервалом до 3 лет;

низкий уровень шума при работе благодаря низкой скорости вращения вентилятора.

5.2 Вспомогательное оборудование
5.2.1 Насосное оборудование

Знаменитая немецкая компания Wilo выпускает много разнообразной продукции, не последнее место занимают качественные и надежные сетевые насосы, представляющие собой агрегаты повседневного использования, устанавливаемые в стандартных конструкциях типа систем водоснабжения и отопления. Рабочая среда у таких установок чистая вода не превышающая 185⁰с.

Конструкционно сетевые модели представлены насосами с корпусом из серого чугуна, с рабочим колесом из бронзы и с валом из нержавеющей стали. Эти агрегаты с трехфазным или однофазным подключением обеспечивают ускоренную циркуляцию теплоносителя во всех системах отопления. Маркировка насосов фирмы вило представлена в таблице 6.

Технические характеристики сетевого насоса Вило:

оборудование работает в пределах — 20 — +130°C, кратковременно (в течение 2-х часов) возможно повышение температуры до +140°C;

Нужна помощь в написании диплома?

Заказать диплом

— соединение с трубой осуществляется с помощью резьбы или фланца;

наибольшее допустимое давление: 6; 10; 6/10; 16 бар (специальное исполнение);

— трехступенчатое переключение оборотов;

термоизолирующий кожух.

Таблица 6 — Маркировка нососов вило

Wilo TOP-S 40/7-3, Wilo TOP-S 30/7-3
TOP	Насос с мокрым ротором
S	Стандартный тип
40,30	Резьбовое соединение, мм
7	Максимальный напор при Q = 0 м3/ч, м
G	Расход воды, м³/ч
Н	Напор, м

Для подбора сетевого насоса требуются следующие формулы:

где — потери давления в системе отопления (сопротивление абонента с. о.), кПа;

потери давления в системе абонента, кПа;

потери давления в регуляторах, кПа;

потери давления в подогревателе горячего водоснабжения, кПа;

потери давления в элеваторе.

(5.2)

Нужна помощь в написании диплома?

Цена диплома

где — суммарные потери давления в контуре, кПа;

сопротивление на источнике теплоты, кПа;

сопротивление в трубопроводе, кПа.

(5.3)

Где требуемый напор сетевого насоса, кПа;

напор на всасывающем патрубке насоса, кПа.

(5.4)

где напор сетевого насоса, кПа.

Для данного проекта, подбираем сетевые насосы марки Wilo, а именно:

— насос сетевой воды на систему отопления дома Wilo TOP-S 40/7-3~ рисунок 7;

— насос сетевой воды на систему отопления гаража фирмы Wilo TOP-S 30/7-3~;

насос сетевой воды на систему отопления бани фирмы Wilo TOP-S 30/7-3~;

насос сетевой воды на систему нагрева воды бассейна фирмы Wilo TOP-S 30/7-3~.

Рисунок 7 — Сетевой насос Wilo TOP-S 40/7

Нужна помощь в написании диплома?

Заказать диплом

Результаты подбора сетевых насосов для системы отопления и ГВС сведены в таблицу 7

Техническая характеристика сетевых насосов в Приложении 3.

Циркуляционные насосы.

Когда площадь дома значительна, есть второй этаж, трубопровод имеет много разветвлений, ГВС необходимо использовать циркуляционные насосы, чтобы ускорить передвижение горячей воды. Wilo выпускают компактные и несложные в монтаже агрегат. Все модели от немецкого производителя характеризуются высокой надежностью, позволяют снизить диаметр подающих труб и не требуют специального технического обслуживания.

Корпус изготовлен из серого чугуна, вал — из нержавеющей стали. Рабочей средой служит вода. Циркуляционные насосы фирмы Wilo лучше всего подходят для частных домов: они не шумят, быстро прокачивают воду и экономно потребляют электроэнергию.

Преимущества

— трехступенчатая регулировка оборотов с помощью ручного переключателя;

— противокоррозионное катафорезное покрытие корпуса;

— износоустойчивые подшипники из металлографита не деформируются при разных температурных режимах;

— доступная цена.

Для подбора циркуляционного насоса требуются следующие формулы:

DHцк = DHк + DHто, кПа (5.5)

гдеDHк — потери давления в котлах, кПа;

DHто — потери давления в теплообменнике, кПа.

Нужна помощь в написании диплома?

Подробнее

Для данного проекта подбираем циркуляционный насос ГВС Wilo Top-Z 25/6 3~. На рисунке 8 вид насоса циркуляции.

Рисунок 8 — Циркуляционный насос Wilo Top-Z 25/6

Результаты подбора циркуляционных насосов сведены в таблицу 7. Техническая характеристика насоса в Приложении 3.

Подпиточный насос.

Возможные колебания давления и расхода в тепловой сети необходимо ограничить допустимыми пределами для обеспечения надежной работы системы. Подпиточные насосы поддерживают постоянное давление и восполняют утечки теплоносителя, добавляя теплоноситель в обратный трубопровод через автоматизированное подпиточное устройство.

Для подбора подпиточного насоса использованы следующие формулы:

(5.6)

Где ;

/ГКал;

максимальная тепловая нагрузка, ГКал.

(5.7)

Где ;

;

объем воды в источнике отопления, м³. Вычисляется следующим образом:

Нужна помощь в написании диплома?

Цена диплома

, (5.8)

где;

, (5.9)

где ;

, кПа, (5.10)

где статический напор в системе, кПа;

высота здания, м.

, кПа, (5.11)

где требуемый напор подпиточного насоса, кПа;

сопротивление подпиточной линии, кПа.

, кПа, (5.12)

Где напор подпиточного насоса, кПа.

Для данного проекта выбираем насос Wilo MHI представляет собой насосную систему высокого давления, для перекачки питьевой, воды разных температур в отопительных системах, системах водообеспечения, для перекачки конденсата. Подойдет для любых жидкостей, в которых нет жиров минерального типа, волокнистых и больших твердых включений. Представляет собой насос с нормальным всасыванием, который работает по технологии мокрого ротора. На рисунке 9 представлен внешний вид данного насоса.

Нужна помощь в написании диплома?

Заказать диплом

Рисунок 9 — Подпиточный насос Wilo MHI 204.

Результаты подбора подпиточного насоса приведены в таблице 7. Техническая характеристика насоса в Приложении 3.

Таблица 7 — Насосное оборудование.

№	Наименование	Тип	G, м³/ч	H, м	Кол-во
1	насос сетевой воды на систему отопления дома	Wilo TOP-S 40/7 3	3,8	6	1
2	насос сетевой воды на систему отопления гаража	Wilo TOP-S 30/7 3	0,32	6	1
3	насос сетевой воды на систему отопления бани	Wilo TOP-S 30/7 3	0,89	6	1
4	насос сетевой воды на систему нагрева воды бассейна	Wilo TOP-S 30/7 3	1,33	6	1
5	насос циркуляции ГВС	Wilo Top-Z 25/6 3	0,2	3	2
6	насос греющего контура ГВС	Wilo TOP-S 30/7 3	1,4	5	2
7	насос подпиточный с прибором ACSON	Wilo MHI 204	0,2	40	1

5.2.2 Емкостный водонагреватель

Аппараты, вода в которых нагревается в емкости без применения принудительной циркуляции, называются емкостными водонагревателями. Такие водонагреватели применяют для водяного отопления помещений.

Емкостные водонагреватели Viessmann выпускаются в различном исполнении: напольные или настенные; буферные емкости для аккумуляции горячей воды. Внутренние поверхности водонагревателя в значительной степени определяют гигиену горячего водоснабжения, поэтому компания Viessmann делает ставку на две концепции качества: эмалировку «Ceraprotect» для надежной, длительной защиты от коррозии; и нержавеющую сталь, удовлетворяющую самым высоким гигиеническим требованиям. Эффективная теплоизоляция из жесткого или мягкого полиуретанового пенопласта, не содержащего фтор-хлор-углеводородов, особенно хорошо предохраняет водонагреватели от потери тепла.

Емкостные водонагреватели накапливают во внутреннем теплоизолированном баке необходимое количество воды, обеспечивающее пиковый расход. Это их основное преимущество — аккумулировать тепло в виде горячей воды при относительно небольшой часовой мощности. Поскольку на большинстве объектов пиковое водопотребление носит не постоянный, а циклический характер, то зачастую дополнительных лимитов на отпуск тепла для ГВС не требуется. За 3-4 ч на небольшой тепловой мощности можно подготовить и аккумулировать горячую воду для полного максимального пика. В данном проекте в соотношении качества и цены нам подходит емкостной водонагреватель Viessmann VITOCELL 100-V тип CVA V=200л рисунок 10. Технические характеристики емкостного водонагревателя в Приложении 3.

Рисунок 10 — Емкостной водонагреватель Viessmann VITOCELL 100-V тип CVA

5.2.3 Расширительный бак

Немецкая компания Reflex предлагает на рынке широчайший спектр расширительных баков для водоснабжения, водоподготовки и отопления. Они представляют собой закрытые емкости с резиновой мембраной, которая отделяет газовую зону (азотную подушку) от отделения с жидкостью.

Расширительный бак предназначен для:

— накопления и хранения резервного запаса воды (изготавливаются из экологичных, безопасных для здоровья человека материалов);

— поддержания напора в контуре;

предотвращения гидроудара.

Нужна помощь в написании диплома?

Цена диплома

Для системы теплоснабжения любой расширительный бак Reflex оснащен эластичной термостойкой мембраной. Его главная задача — служить демпфером, поддерживать необходимое давление. При нагревании внутри собирается избыточная жидкость, которая, охлаждаясь, снова возвращается в контур. Также, он выполняет защитную функцию от гидроударов. Изготовлен из стали и покрыт для защиты от коррозии полимерным составом. Газовая (азотная) камера наполняется в заводских условиях до давления 1,5 бара. Снабжаются он сменной оболочкой или незаменяемой мембраной. Максимально допустимая температура — 120°С.

Подбираем расширительный бак по следующим формулам:

, л, (5.13)

где — объем расширительного бака, л;

— коэффициент расширения теплоносителя в системе;

— общий объем теплоносителя в системе, л;

— начальное давление в расширительном баке, атм;

— максимально допустимое значение давления, атм;

— коэффициент заполнения расширительного бака при заданных условиях работы.

, л, (5.14)

где — коэффициент запаса равный 1,25 (или 25%).

В результате расчетов подобран расширительный мембранный расширительный бак фирмы «Reflex» Рисунок 11 и Техническая характеристика мембранного расширительного бака фирмы «Reflex» N 200 6 бар приведена в Приложении 3.

Рисунок 11 — мембранный расширительный бак фирмы «Reflex

5.2.4 Оборудование химводоочистки

Нужна помощь в написании диплома?

Цена диплома

Наполнение установки некачественной водой способствует образованию накипи и коррозии и может вызвать повреждения водогрейного котла. Применительно к качеству и количеству теплоносителя, включая воду для наполнения и подпитки нужно следовать следующим требованиям:

тщательно промыть отопительную установку перед наполнением;

— в качестве теплоносителя применять исключительно воду с качествами питьевой;

при использовании воды для наполнения и подпитки с жесткостью, превышающей указанные значения в таблице 8, необходимо принять меры к умягчению воды, например, используя малую установку для снижения жесткости воды.

Таблица 8 — Допустимые значения общей жесткости воды для наполнения и подпитки.

Общая тепловая мощность	Удельный объем установки
кВт	< 20 л/кВт	≥ 20 л/кВт — < 50 л/кВт	≥ 50 л/кВт
≤ 50	≤ 3,0 моль/м3 (16,8°dH)	≤ 2,0 моль/м3 (11,2°dH)	< 0,02 моль/м3 (0,11°dH)
> 50 — ≤ 200	≤ 2,0 моль/м3 (11,2°dH)	≤ 1,5 моль/м3 (8,4°dH)	< 0,02 моль/м3 (0,11°dH)
> 200 — ≤ 600	≤ 1,5 моль/м3 (8,4°dH)	< 0,02 моль/м3 (0,11°dH)	< 0,02 моль/м3 (0,11°dH)
> 600	< 0,02 моль/м3 (0,11°dH)	< 0,02 моль/м3 (0,11°dH)	< 0,02 моль/м3 (0,11°dH)

Для приведения качества исходной воды в соответствии с нормами, принята автоматическая установка умягчения воды и удаления растворенного кислорода производительностью 0,2 м³/ч фирмы «Акватон». Технические характеристики приведены в Приложении 3.

5.2.5 Нейтрализация конденсата

Образующийся во время работы в конденсационном котле и в газоходе конденсат должен быть отведен согласно предписаниям. При сжигании газа он имеет pH от 4 до 5. В инструкции ATV-DVWK-A 251 «Конденсат из конденсационных котлов», на основании которой составляются, как правило, постановления об очистке сточных вод, определены условия для отвода конденсата из конденсационных котлов на газовом топливе в местную канализационную сеть. Выделяющий из конденсационных котлов Vitodens конденсат по своему составу соответствует требованиям инструкции ATVDVWK-A. Обеспечивать возможность наблюдения за отводом конденсата к канализационному сливу. Он должен быть проложен с уклоном при использовании канализационного сифонного затвора и оборудован соответствующими устройствами для отбора проб. Для отвода конденсата разрешается использовать только коррозионностойкие материалы (например, тканый шланг). Кроме того, для труб, соединительных элементов и т.д. запрещается использовать оцинкованные и медьсодержащие материалы. На конденсатоотводчике смонтирован сифон, чтобы предотвратить выход уходящих газов. В соответствии с местными положениями о сточных водах и/или техническими особенностями может потребоваться исполнение, отличающееся от вышеуказанных инструкций. С вопросами отвода сточных вод рекомендуется своевременно до проведения монтажных работ обратиться в ответственные органы коммунального управления для получения информации о местных правилах. Конденсат из газовой отопительной установки с тепловой мощностью до 200 кВт До номинальной тепловой мощности 200 кВт конденсат из конденсационных котлов, как правило, разрешается сливать в канализационные сети общего пользования без нейтрализации. Кроме того, необходимо обеспечить, чтобы канализационные системы жилых сооружений были изготовлены из материалов, стойких к воздействию кислого конденсата.

На рисунке 12 приведен пример подключения линий отвода конденсата

Рисунок 12 — Подключение линий отвода конденсата: A — шланг для отвода конденсата (входит в комплект поставки Vitodens); B — воронка для слива конденсата.

5.2.6 Подвод воздуха для горения и дымоудаление котельной

Газовые приборы с общей номинальной тепловой нагрузкой свыше 50 кВт разрешается использовать только с выходящими наружу отверстиями для подвода воздуха для горения. Поперечное сечение должно составлять минимум 150 см² и на каждый кВт свыше общей номинальной мощности 50 кВт иметь дополнительные 2 см². Это поперечное сечение может быть разделено максимум на 2 отверстия.

Приточная вентиляция теплогенераторной с естественным побуждением из расчета компенсации вытяжки, осуществляется через форточки, за счет инфильтрации, в нижней части двери теплогенераторной установили решетку приточную РН 450х200 мм.

Нужна помощь в написании диплома?

Подробнее

Вытяжная вентиляция теплогенераторной с естественным побуждением осуществляется системой ВЕ-1, оборудованной утепленным вентиляционным каналом из оцинкованной стали ∅200мм, выведенным через кровлю. Диаметр определен из расчета 3х кратного воздухообмена.

Забор воздуха на горение и дымоудаление производится по коаксиальным дымоходам ∅ 100/150 мм, выведенным через стену здания. Схема каскадного дымохода представлен на рисунке 13.

Компоненты:

обратный клапан газохода для каждого водогрейного котла;

— газоходный коллектор;

— концевой элемент с конденсатоотводчиком и сифоном;

Рисунок 13 — Каскадный дымоход: A — газоходный коллектор; B — обратный клапан газохода; C — концевой элемент с сифоном.

Для уменьшения тепловых потерь и обеспечения требованиий техники безопасности предусмотрена тепловая изоляция поверхностей трубопроводов теплоизоляционными материалами (цилиндрами) Rockwool (Россия).

6. Теплоснабжение

Проектом предусмотрена прокладка тепловых сетей от теплогенераторной, расположенной в помещении гаража, до ввода в цокольный этаж жилого дома длиной 8,4 м.

Прокладка подземная бесканальная, из теплоизолированной трубы фирмы UPONOR тип Quattro ∅175 мм, которая совмещает в себе трубы отопления (Т1, Т2 ∅32х3,7мм) и горячего водоснабжения (Т3, Т4 ∅28х4,0мм). Uponor Quattro состоит из четырех труб из сшитого полиэтилена PE-Xa (две из них для отопления, с антидиффузионным слоем eval). Диаметры тепловой сети были подобраны исходя из расчетных годовых и часовых расходов теплоты с учетом 5 % неучтенных потерь. Результаты приведены в таблице 9.

Таблица 9 — Потребности в тепловой энергии

На какие нужды	Присоединённая максимальная тепловая нагрузка (Гкал/час)		Количество часов работы в году	Годовая потребность в тепле (тыс. Гкал)		Покрытие потребности в тепле (тыс. Гкал/год)
	Суще-ствующая	проектируемая (включая существующую)		Сущест-вующая	Проектируемая (включая существующую)	Котельная (ТЭЦ)	Вторичные энергоресурсы	Из друг. Источников
1	2	3	4	5	6	7	8	9
Отопление	—	0,097	5544	—	0,25	0,25	—	—
Вентиляция	—	—	—	—	—	—	—	—
Горячее водоснабже-ние	—	0,022	8400	—	0,074	0,074	—	—
Технологические нужды	—	—	—	—	—	—	—
Собственные нужды котельной (ТЭЦ)	—	—	—	—	—	—	—	—
Потери в тепловых сетях + неуч. 5%	—	0,006	—	—	0,016	0,016	—	—
ИТОГО:	—	0,125	—	—	0,340	0,340	—	—

Теплоизоляции с закрытыми ячейками из пенополиэтилена РЕ-Х и защитного гофрированного кожуха из полиэтилена высокой плотности.

Изолированные трубопроводы укладываются на песчаную подушку с коэффициентом фильтрации не менее 3 м³/сут, в комплекте с теплоизолированными трубами заложены фасонные детали и элементы фирмы UPONOR.

Выводы тепловой сети из здания котельной предусмотрены герметическими с помощью установки специальных резиновых гильз с последующим бетонированием в строительных конструкциях.

Нужна помощь в написании диплома?

Цена диплома

Уклон тепловых сетей для любой прокладки должен быть не менее 0,002 м.

7. Газоснабжение котельной

В Быту и на производстве газ, как источник энергии, необходим человеку. Природный газ является высокоэффективным энергоносителем и ценным химическим сырьем. По сравнению с другими видами топлива и сырья газ имеет ряд преимуществ:

стоимость добычи природного газа значительно ниже, а производительность труда значительно выше, чем при добыче угля и нефти;

высокие температуры в процессе горения и удельная теплота сгорания позволяют эффективно применять газ как энергетическое и технологическое топливо;

высокая жаропроизводительность (более 2000ºС);

полное сгорание, значительно облегчающее условия труда персонала, обслуживающего газовое оборудование и сети;

при работе на природном газе обеспечивается возможность автоматизации процессов горения, достигаются высокие КПД.

Себестоимость природного газа в 15-20 раз ниже себестоимости угля подземной выработки, если сравнить газ с твердым топливом то можно заметить, что его эффективность в 4-5 раз выше.

7.1 Наружные газовые сети

Газоснабжение теплогенераторной гаража предусмотрено от существующего подземного газопровода низкого давления — заглушка на газопроводе-вводе на земельный участок Ø63мм.

Общий расход газа на дом составляет 18.45 м³/час.

Газ используется на нужды отопления и горячего водоснабжения. Теплотворная способность газа 9.3 кВт/м3.

Прокладка газопровода принята подземная.

Нужна помощь в написании диплома?

Заказать диплом

Газопровод низкого давления выполнен из полиэтиленовых труб типа ПЭ100 ГАЗ SDR11-63х5,8 с коэффициентом запаса прочности не менее 3,2 и из стальных электросварных прямошовных труб ∅ 57х3,5 мм по ГОСТ 10704-91 из стали марки В-cт 2сп2 по ГОСТ 10705-80 (на выходе из земли по фасаду гаража граница проектирования после отключающего устройства). Ввод в гараж выполнен при помощи газового цокольного вода заводского изготовления.

Газопровод на выходе из земли заключили в футляр.

Установка отключающих устройств предусмотрена на стене гаража на выходе газопровода из грунта на высоте 1,8 м от земли.

В зоне прокладки газопровода залегают суглинки тугопластичные сильнопучинистые. Глубина промерзания суглинков — 1,5м.

Минимальная глубина заложения газопровода 1,2м.

На всем протяжении трассы газопровода дно траншеи выравнивается слоем среднезернистого песка толщиной 10 см, а после укладки газопровод засыпается песком на высоту не менее 20 см.

Установившийся уровень грунтовых вод 0,50-0,60 м.

В качестве пассивной защиты стального газопровода от электрохимической коррозии на надземный газопровод нанесли лакокрасочное покрытие, состоящее из 2-х слоев грунтовки ГФ-021 ТЕКС Универсал и 2-х слоев эмали ПФ-115 «Оптиум New».

Вдоль трассы подземного газопровода устанавливаем охранную зону в виде территории ограниченной условными линиями, проходящими на расстоянии, для полиэтиленового газопровода низкого давления при использовании для обозначении трассы медного провода — 3м со стороны провода и 2м с противоположной стороны. При производстве работ деревья и кустарники, попадающие в охранную зону газопровода убрали.

Для определения местонахождения газопровода сделаны таблички-указатели на стенах зданий и сооружений.

Соединение труб предусмотрено на сварке. Типы, конструктивные элементы и размеры сварных соединений стальных газопроводов должны соответствовать ГОСТ 16037-80.

Полиэтиленовые трубы следует соединяли муфтами с закладными нагревателями, а также с помощью соединительных деталей из полиэтилена. Повороты полиэтиленовых газопроводов в горизонтальной плоскости выполнены упругим изгибом трубы с радиусом изгиба не менее 25Дн, в вертикальной — радиусом изгиба не менее 30Дн.

С целью предупреждения возможного повреждения газопроводов при производстве земляных работ в зоне прокладки полиэтиленовых труб, предусматриваем укладку вдоль газопровода сигнальной ленты желтого цвета шириной не менее 0,2 м с несмываемой надписью «Осторожно! Газ» на расстоянии 0,2 м от верхней образующей газопровода. На участках пересечений газопровода с подземными инженерными коммуникациями сигнальная лента уложена вдоль газопровода дважды на расстоянии не менее 0,2 м между собой и на 2 м в обе стороны от пересекаемого сооружения.

Для определения местоположения газопровода приборным методом кроме сигнальной ленты укладываем медный изолированный провод-спутник (ПВ1) сечением 1х2,5 мм 2 (см. л. ГСН-5)

Нужна помощь в написании диплома?

Цена диплома

Изолированный провод-спутник следует укладывать непосредственно на полиэтиленовый газопровод с выводом концов на поверхность под ковер. Соединение изолированного провода-спутника под землей выполнили медной гильзой под обжим с изоляцией места соединения термоусаживающей трубкой. Вывод изолированного провода-спутника и проводника от заземляющего устройства над поверхностью земли под ковер предусматриваем в специальных контрольных точка, исключающих их механические повреждения (указаны на планах). В ковре на изолированной пластине располагаются две клеммы, на одну из которых выводим изолированный провод-спутник, а на другую проводник от заземляющего устройства. Заземляющее устройство выполнили из уголка 50х50 мм, расположенного ниже глубины промерзания грунта. Допускается соединять заземляющее устройство с металлическим ковером на сварку.

Контроль качества сварки производили радиографическим методом в соответствии с ГОСТ 7512-82* или ультразвуковым методом в соответствии с ГОСТ 14782-86.

Проектом предусмотрена герметизация вводов и выпусков подземных инженерных коммуникаций в 50-метровой зоне от оси подземного газопровода.

Выполнить сверление отверстий в люках смежных коммуникаций в 15-метровой зоне от проектируемого газопровода.

При производстве работ выполнить проверку физическими методами контроля:

5% стыков надземного стального газопровода давлением до 0,6МПа (не менее 1 стыка).

— 12% стыков (не менее 1 стыка) полиэтиленового газопровода давлением до 0,005МПа, прокладываемого в пучинистых грунтах (ультразвуковой метод).

После окончания сварочных и изоляционных работ, установки арматуры произвели испытания газопровода на герметичность согласно п.3.3 ПБ 12-529-03:

стальные надземные газопроводы с давлением до 0,005МПа испытывали давлением 0,3МПа в течении 1 часа.

— полиэтиленовый газопровод с давлением до 0,005МПа испытывали давлением 0,3МПа в течении 24 часов. Температура наружного воздуха в период испытаний полиэтиленовых газопроводов должна быть не ниже — 15 С.

Срок эксплуатации стального надземного газопровода — 30 лет, полиэтиленового подземного — 50 лет.

7.2 Фасадные газовые сети

Газовое оборудование работает на природном газе низкого давления с низшей теплотворной способностью 8000 ккал/м³.

Газ используется для отопления и горячего водоснабжения гаража, бани и жилого дома по адресу: Вологодский район, с/с Лесковский, ур. Горка д. Нагорье. Газоиспользующее оборудование (2 котла) размещается в теплогенераторной, расположенной в гараже. Расход газа составляет 18,46 м³/час.

Нужна помощь в написании диплома?

Подробнее

Проектом предусматривается установка в теплогенераторной двух конденсационных котлов фирмы VIESSMANN Vitodens 200W тепловой мощностью 80,0 кВт c закрытой камерой сгорания.

В качестве резервного отопительного агрегата в жилом доме используется электрический обогреватель.

Пищеприготовление дома будет осуществляться с помощью электрической плиты.

Теплогенераторная — встроенная, имеет непосредственный выход наружу, высота помещения 2.6 м. Степень огнестойкости здания — II. Категория отпуска тепла — вторая. Категория помещения теплогенераторной по взрывной, взрывопожарной и пожарной опасности — Г.

В помещении теплогенераторной проектом предусматривается установка следующего оборудования:

. Термочувствительный запорный клапан КТЗ 001-50-01 DN 50 Ру6, производства ФГУП «Аналитприбор» г. Смоленск.

. Клапан электромагнитный нормально-закрытый с автоматическим взводом EVG MC Ду 50, производство фирмы «Seitron».

. Счетчик газа коммунально-бытовой «ГРАНД» 25 ТК ∅50мм (сверху вниз) для учета расхода газа в коммерческих операциях, производства ООО НПО «Турбулентность-Дон» с. Чалтырь, Ростовская обл.

Контроль загазованности помещения теплогенераторной угарным и природным газом осуществляется сигнализаторами загазованности RGD CO0 MP1 «Sietron» и RGD МЕТ MP1 «Sietron». Приборы RGD MP1 «Sietron» установить на расстоянии 30 см ниже потолка помещения теплогенераторной для обнаружения природного и угарного газа в местах возможной его утечки. Световой и звуковой сигнал вывести в жилой дом в помещение с постоянным присутствием людей.

Минимальное расстояние от газовых приборов и газопровода до электророзеток — 500 мм.

Проектируемый газопровод принят из стальных электросварных прямошовных труб ∅ 57х3,5 мм по ГОСТ 10704-91 из стали марки В-cт 2сп2 по ГОСТ 10705-80 и водогазопроводных труб ∅ 32х3.2 мм, ∅ 25х3.2 мм по ГОСТ 3262-75*.

Отключающие устройства — шаровые краны — установлены: на наружной стене здания на высоте 1,8 м от поверхности земли, в теплогенераторной перед газовым счетчиком и перед котлами.

Площадь остекления теплогенераторной составляет 1,12 м², что соответствует норме.

Соединение труб предусмотрено на сварке. Сварные стыки газопровода должны находиться от края опоры на расстоянии не менее 200 мм. Газопроводы прокладываются открыто. Газопровод, проходящий через стену заключили в стальной футляр.

После опрессовки с целью защиты от коррозии газопровод окрашиваем масляной краской за 2 раза.

На двери теплогенераторной повесили табличку «Посторонним вход воспрещен».

Нужна помощь в написании диплома?

Цена диплома

Срок эксплуатации стального надземного (внутреннего) газопровода — 30 лет, гибких металлических подводок — 12 лет.

8. Экологичность проекта
8.1 Экологичность котельного оборудования

Все современные жилые здания немыслимы без системы отопления, т.е. технических элементов, предназначенных для получения тепловой энергии и переноса тепла во все обогреваемые помещения.

Газовое отопление на сегодняшний день самое перспективное. Дешевизна энергоносителя одна из главных причин его популярности, наряду с тем, что продукты сгорания газа почти не загрязняют окружающую среду. Россия богата месторождениями газа, поэтому данный вид топлива самый экономически выгодный, в отличии от стран Европы, где приоритет является все же экологичность.

Однако, газовое отопление имеет ряд недостатков. Прежде всего, это подключение к магистрали. Индивидуальный проект газоснабжения нуждается в длительном согласовании. В некоторых ситуациях (обычно по требованию распределяющей газ организации) приходится строго лимитировать расход топлива. Все это не уменьшает тех удобств, которые обеспечиваются данным способом получения тепла. Ведь он выгоден и с экологической, и с экономической точек зрения: применение газа в отопительных агрегатах повышает их КПД, снижает затраты на эксплуатацию, позволяет автоматизировать процесс газового отопления помещений.

Анализ различных видов топлива, можно придти к выводу, что газ, как энергоноситель, самый просто и доступный для потребителя классификации котлов.

Преимущество газовых теплогенераторов заключается в простоте эксплуатации и в отсутствии необходимости запасать топливо. КПД аппаратов, работающих на газе, достигает 95%, а в случае конденсационных котлов превышает эту цифру.

Для потребителя важны и высокая степень безопасности современной техники и очевидная выгода, ведь такой котел экономит до 2030% средств по сравнению с расходами на центральное отопление.

Газовые котлы меньше подвержены коррозии, не зарастают сажей, не нуждаются в чистке, долговечны, в отличии от теплогенераторов другой разновидности. Причина этого в свойствах газа как топлива: при его сгорании вредные выбросы минимальны, а материал из которого изготавливается оборудование не страдает.

Существует еще одно преимущество, возникающее благодаря конструктивным особенностям современных газовых котлов: расход газа можно уменьшить до 20% за счет утилизации скрытой теплоты парообразования (в случае конденсационных теплогенераторов).

8.2 Основные технические факторы экологического риска при строительстве и эксплуатации газопроводов

Экологический риск зависит от нескольких факторов. Важнейшие из них — технические факторы экологического риска, которые подразделяются на строительные и эксплуатационные факторы. Особая группа формирования экологической опасности — Строительные воздействия.

В состав объектов строительства и обустройства газопровода входят:

линейная часть газопровода, включающая переходы через естественные и искусственные (дороги) препятствия;

Нужна помощь в написании диплома?

Цена диплома

— площадки линейной части газопровода;

— оборудование линейной части газопровода (узлы приема-запуска очистных устройств, сбора и выдачи конденсата, система дефектоскопии, запорная арматура с пневмогидравлическим приводом, автоматическая система контроля и отключения аварийных участков и т.д.);

линия электропередач вдольтрассовая (воздушная и кабельная);

— радиорелейная линия связи;

— вдоль трассовая автодорога, включая мосты, водопропускные трубы и подъездные дороги к площадкам линейной части газопровода;

лежневые дороги шириной 6,5 м при работах на болотах;

места утилизации и обезвреживания шлама и конденcата;

временные водозаборы для испытания и промывки газопровода;

временные амбаpы-отстойники воды после промывки газопровода;

— каpьеры пеcка и гравия;

площадки временных поcелков строителей.

Все эти объекты по-своему трансформируют природную окружающую среду, прилегающую к газопроводу.

Технические факторы оказывают негативное воздействие на окружающую среду в зависимости от конкретных природных условий. Определяются природно-техногенные процессы и загрязнения, вызванные газопроводами на различных участках и их неодинаковость по своему масштабу и характеру.

8.3 Виды воздействия на окружающую среду при строительстве и эксплуатации газопроводов

Нужна помощь в написании диплома?

Подробнее

Возможные причины урона окружающей среде строительством и эксплуатацией газопроводов:

При строительстве газопровода:

Нарушение верхнего слоя почвы, особенно опасно в регионах с легкоуязвимой окружающей средой (участки вечной мерзлоты), которая восстанавливает поврежденный верхний слой толщиной в 1 см в течение нескольких десятков лет, именно эти участки требуют обязательного проведения газопроводов в связи с добычей на данных территориях природного газа или высокой потребности жителей данных районов в энергии). От локального скопления загрязняющих веществ в воздухе на значительных площадях страдает растительность. Вырубка деревьев для освобождения пространства для прокладки газопровода; как следствие — грубое нарушение лесных биоценозов. Загрязнение участков стройки строительным мусором, порубочными остатками, отходами производства и твердыми бытовыми отходами. Вследствие гибели почвы — гибель биологических объектов, зависящих от функционирования данного слоя почвы: гибель лишайников — нарушение пищевой ниши для оленей — экономические проблемы для оленеводства. Загрязнения, которые приводят к изменению физико-химических свойств почв, что сказывается на химическом составе воды.

Все загрязняющие вещества (нефтепродукты, буровые реагенты, бытовые стоки), даже просто пролитые на землю, поступают (если не сразу, то через несколько лет) вместе с продуктами эрозии в речную сеть. Поверхностные воды достаточно чутко реагируют на антропогенные изменения. Общее количество чистой воды, которое требуется для технических нужд строительства и эксплуатации газопровода, составляет значительные объемы. Чтобы эта вода снова стала чистой, она должна даже после технической очистки многократно разбавиться чистой природной водой. Так, 1 куб. м очищенной сточной воды «портит” 10 куб. м чистой речной воды. В результате строительства газопроводов обычно загрязняется несколько десятков кубических километров чистой речной воды водоемов, нередко относящихся к рыбохозяйственным или заповедным территориям. Нарушение гидрологического режима наблюдается на водотоках, «перекрытых» трубопроводом. Выше трубопровода образуются затишные участки, подверженные повышению концентраций органических и неорганических соединений. Ниже трубопровода, как правило, водоток мелеет и уменьшается в размерах. При замутнениях в водоемах наблюдается очень высокая цветность, что происходит вследствие насыщения воды почвенным гумусом и разложения дает коры древесины. Насыщение воды органическим веществом гумусового происхождения объясняет также повышенные концентрации меди и марганца в замутненных водоемах, поскольку поступление микроэлементов в природные воды в виде комплексных соединений с гуминовыми кислотами, особенно в окрашенных водах, является большой вероятностью. При высоком содержании в воде гумусовых соединений значительно повышается концентрация таких опасных для живых существ веществ как фенолы.

Скопления морской и водоплавающей птицы на ограниченных водных площадях в начале таяния льда делают ее весьма уязвимой. В силу исключительно короткого периода гнездования любой вид отрицательного воздействия, способный нарушить режим инкубации, может обернуться серьезными последствиями с точки зрения успешного размножения. Шумовое воздействие будет отрицательно сказываться на местах ночевки и гнездовья перелетных птиц. Серьезно пострадают виды, использующие свои места обитания лишь в течении непродолжительных периодов.

Отрицательное воздействие на состояние водных и наземных экосистем на обустраиваемой и прилегающей территории оказывают:

строительство переходов трубопроводов, мостов и дорог через реки;

забор воды для производственного и хозяйственно-питьевого потребления;

разработка карьеров;

устройство насыпных оснований и земляные работы в водоохранных зонах;

аварийные разливы и выбросы (газ, ГСМ, сточные воды, химреагенты);

присутствие людей на реках и нелегальный вылов лососей.

9. Безопасность жизнедеятельности
9.1 Техника безопасности при газовой сварке и резке металлов

Неправильное обращение с газогенераторами, баллонами, шлангами и инструментом бензобочками, а так же невнимательное поведение рабочего являются основными причинами травматизма при газосварочных работах и резке металла.

Нужна помощь в написании диплома?

Подробнее

При выполнении работ по газовой сварке и резке металла могут произойти:

взрывы смесей горючих газов с воздухом и кислородом;

взрывы ацетиленовых генераторов при обратном ударе пламени и попадании в них кислорода;

— воспламенение бачка с горючим во время резки, близкого размещения бензобачка около источника огня, а также разрыва и неправильного подсоединения шланга, подающего горючее;

взрывы карбидных барабанов при вскрытии вследствие содержания в них ацетилено-воздушной смеси;

взрывы баллонов и других сосудов, находящихся во время работы под высоким давлением вследствие нагревания, падения, ударов и других нарушений правил пользования баллонов под высоким давлением.

воспламенение кислородных шлангов при обратных ударах;

взрывы кислородных редукторов из-за попадания в них песчинок или других твердых частиц, а также резкого открывания вентиля кислородного баллона;

взрывы и воспламенение при соприкосновении находящегося под высоким давлением кислород с маслом или жиром;

При неправильной эксплуатации газосварочного оборудования и несоблюдении правил техники безопасности и пожарной безопасности возникают пожары, ожоги и другие травмы.

К производству работ по газопламенной обработке металла допускаются лица, достигшие 18 лет, прошедшие, специальное техническое обучение, проверку знаний по технике безопасности, медицинское освидетельствование, имеющие соответствующее удостоверение и практические навыки газосварочных работ.

Газосварщик имеет право работать с той газосварочной аппаратурой и приборами, которые он получил на складе. Работать чужим аппаратом и передавать свой другим газосварщикам запрещается. Во время перерыва на обед газогенератор должен быть разряжен, вентиль на кислородном баллоне закрыт, а редуктор снят, после окончания работы газогенератор и баллоны должны быть убраны в места хранения. Рабочее место должно быть освобождено от сгораемых легковоспламеняющихся материалов в радиусе не менее 5 м, а от взрывоопасных материалов — не менее 10 м. Производить газосварочные работы с приставных лестниц запрещается; разрешается применение лестниц со специальной ограждающей площадкой.

Газосварщику запрещается: оставлять без присмотра сварочную аппаратуру, допускать в зону производства работ посторонних на расстояние ближе 5 м; касаться незащищенными руками нагретых мест; работать при недостаточной освещенности.

Применять бутан-пропановую резку в закрытых сосудах и невентилируемых помещениях запрещается. Баллоны следует располагать на расстоянии 1м от токоведущих проводов и от места резки — не менее 10 м. Редуктор, регуляторы и переходные детали, применяемые при сжижении пропан-бутановой смеси, должны быть окрашены в красный цвет [7].

Нужна помощь в написании диплома?

Подробнее

9.2 Техника безопасности при проведении изоляционных работ

При работе с битумом запрещается разводить огонь в радиусе 25 м от места работ. Над котлом для варки битума должен быть устроен несгораемый навес. При загрузке котла куски битума нужно плавно опускать вдоль его стенок. Котел следует загружать не более чем на 3/4 его емкости. В случае возгорания массы котел немедленно закрывают крышкой, топку прекращают, а вытекающую мастику засыпают песком или гасят огнетушителем. Вблизи котла должен постоянно находиться комплект противопожарных средств. Гасить воспламенившийся битум водой запрещается. Для транспортирования горячей мастики к месту производства изоляционных применяют конусные бачки [7].

9.3 Техника безопасности при проведении работ по испытанию и промывке теплопровода

Рабочие, занятые на испытании и промывке теплопроводов должны быть предварительно проинструктированы. Перед испытанием должны быть выставлены дежурные посты, чтобы не пропустить посторонних лиц к испытываемому теплопроводу. Проверку теплопроводов на плотность и прочность при гидравлическом или пневматическом испытании разрешается производить строго ограниченному числу лиц.

Ликвидация дефектов, обнаруженных на испытываемом на прочность и плотность теплопроводе, разрешается только после снятия в нем давления. Во время испытания строительно-монтажные работы на испытываемом теплопроводе производить не разрешается [7].

9.4 Требования пожарной безопасности к котельным установкам

Пожарная безопасность котельных установок при их проектировании и эксплуатации обеспечивается соблюдением противопожарных требований, изложенных в строительных нормах и правилах по проектированию котельных установок и Правилах устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов.

Действия оператора при пожаре в котельной, взрывах газов в топке и газоходах котла. Если пожар угрожает котельной или возник в самой котельной, следует принять меры к полной остановке котлов и предупреждению их взрыва, для чего необходимо закрыть запорный предохранительный клапан, задвижку на вводе, а также все краны и задвижки; открыть краны продувочных свечей и принять меры к тушению огня; закрыть шибер за котлом; закрыть окна и двери; вызвать пожарную команду.

На случай пожара в котельной должен быть следующий противопожарный инвентарь: огнетушители ОП-5 (один на каждую топку), ящик вместимостью 0,5 м³ с сухим песком и две стальные лопаты, войлок или одеяло, шланг для водопроводного крана.

Взрыв газов может произойти в верхней части газоходов или в топке. При взрыве газов в газоходах повышается давление и возможны случаи разрушения обмуровки, а в топке происходит выбрасывание пламени из смотрового и загрузочного отверстий при открытой топочной дверце или сквозь щели при закрытых дверцах, что подвергает опасности обслуживающий персонал котельной. В случае взрыва газов в топке или газоходах котла обслуживающий персонал обязан немедленно остановить его работу и доложить об этом лицу, ответственному за котельную.

Котлы могут устанавливаться как в отдельных зданиях, так и в помещениях, непосредственно примыкающих к производственным зданиям, отделенных от них брандмауэром.

Не разрешается устанавливать котлы:

в помещениях, примыкающих к складу горючих материалов, за исключением топлива для самой котельной;

непосредственно под помещениями, где возможно скопление людей;

Нужна помощь в написании диплома?

Заказать диплом

в помещениях, расположенных под складом горючих материалов.

Пол в помещениях котельных должен быть выполнен из огнестойких материалов с негладкой и нескользкой поверхностью (бетонные).

В помещениях котельных с площадью полов до 200 м допускается устройство одного выхода, а с общей площадью полов более 200 м — не менее двух, расположенных с противоположных сторон. Двери помещений должны открываться легко и только наружу. Во время работы котельных их запирать нельзя. Выходы наружу должны быть оборудованы тамбурами или другими устройствами, препятствующими проникновению холодного воздуха в котельные.

Двери из котельной в служебные, бытовые и другие помещения должны открываться в сторону котельной и иметь приспособления для самозакрывания.

Помещение котельной, а также бытовое и вспомогательное должны быть оборудованы естественной или искусственной вентиляцией.

При расстановке оборудования в помещениях котельных необходимо соблюдать установленные расстояния между оборудованием и стенами. Так, расстояние от фронта котлов или выступающих частей штока до противоположной стены должно быть не менее 3 м. Для котлов на газово-жидком топливе это расстояние должно быть не менее 2 м. При этом расстояние от выступающих частей газовых горелок и форсунок для жидкого топлива до стен должно быть не менее 1 м.

При установке насосов, вентиляторов и т.п. перед линией фронта котлов ширина свободных проходов должна быть не менее 1,5 м. Ширина проходов между котлами и между котлами и стенкой должна быть не менее 1 м.

Расходные баки для жидкого топлива устанавливают вне помещения, как исключение допускается установка в котельных баков емкостью не более суточного расхода.

Подвозка, разгрузка и размещение запасов твердого топлива в котельной не должны мешать работе обслуживающего персонала.

9.5 Меры пожарной безопасности при эксплуатации газоиспользующего оборудования

Пожарная опасность газового оборудования характеризуется возможностью образования взрывоопасных смесей газа с воздухом и высокими температурами на поверхностях элементов печей и аппаратов. Взрывоопасные смеси при утечке газа могут образовываться в помещениях при отсутствии в них вентиляции, а также в объеме печей и аппаратов.

Не допускается газового отопления в помещениях, относящихся по пожарной опасности к категориям А, Б и В, складских помещениях, гаражах на 50 и более автомашин, в помещениях, выполненных из легких металлических конструкций с утеплителем из горючих материалов в стенах и перекрытиях, а также в помещениях подвальных и цокольных этажей.

Аппараты водонагревательные емкостные газовые следует устанавливать в нежилых помещениях у несгораемых стен на расстоянии не менее 15 см от стены. Допускается установка аппаратов у сгораемых стен при условии изоляции стены кровельной сталью по листу асбеста толщиной 3 мм или асбестофанерой, которая должна выступать на 10 см за габариты корпуса.

При установке водонагревателя на сгораемый пол последний необходимо изолировать кровельной сталью по листу асбеста толщиной 3 мм или другим несгораемым материалом.

Нужна помощь в написании диплома?

Цена диплома

Отопительные приборы с горелками инфракрасного излучения, предназначенные для отопления помещений без постоянного обслуживающего персонала, должны предусматриваться с автоматикой, обеспечивающей прекращение подачи газа при погасании пламени горелки.

Расстояние от горелок инфракрасного излучения до конструкций из горючих материалов (стены, перегородки, оконные и дверные коробки и т.д.) должно быть не менее 0,5 м при температурах излучающей поверхности до 900°С и не менее 1,25 м при температурах выше 900°С, потолок и конструкции из горючих материалов над горелкой необходимо защищать или экранировать несгораемыми материалами.

Для отвода продуктов сгорания от газовых аппаратов и печей должен предусматриваться обособленный дымоход от каждого аппарата или печи. Допускается в существующих зданиях присоединение к одному дымоходу не более двух газовых аппаратов или печей, расположенных на одном или разных этажах, при условии ввода продуктов сгорания в дымоход на различных уровнях не ближе 50 см друг от друга или устройства в дымоходе на такую же высоту рассечек.

Расстояние от соединительной дымоотводящей трубы до потолка из негорючих материалов или стены должно приниматься не менее 5 см. При наличии деревянных отштукатуренных потолков и стен это расстояние принимается не менее 25 см. В случае обивки указанных конструкций кровельной сталью по листу асбеста толщиной 3 мм расстояние можно уменьшить до 10 см. Обивка должна выступать за габариты дымоотводящей трубы на 15 см с каждой стороны.

Запрещается использовать для отвода в атмосферу продуктов сгорания газа дымоходы, выполненные из силикатного кирпича, шлакобетонных и других неплотных или пористых материалов. Во время эксплуатации дымоходов от газовых аппаратов и печей необходимо производить периодическую проверку и чистку каналов. Дымоходы подлежат периодической проверке и чистке в следующие сроки: один раз в квартал — кирпичные дымоходы от проточных газовых нагревателей, один раз в год — асбоцементные дымоходы, выполненные из специальных блоков жаростойкого бетона, дымоходы от проточных водонагревателей, оборудованных автоматикой по тяге, дымоходы от отопительных и отопительно-варочных печей.

10. Автоматизация котла Viessmann Vitodens 200-W
10.1 Основные положения

Автоматизация технологических процессов выполняет следующие функции: регулирование (в частности, стабилизация) параметров, контроль и измерение параметров, управление работой оборудования и агрегатов (местное, дистанционное), защита и блокировка оборудования и агрегатов, учет расхода производимых и потребляемых ресурсов [9].

Цель автоматизации систем теплоснабжения состоит в наиболее эффективном решении задач отдельными ее звеньями без непосредственного вмешательства человека.

В дипломном проекте разрабатывается автоматизация котельного агрегата Viessmann Vitodens 200-W в соответствии с разделом «Автоматизация» составлена функциональная схема автоматизации, подобраны измерительные и регистрирующие приборы (температуры, давления, расхода), и автоматические регуляторы с исполнительными механизмами и регулирующими клапанами.

Главной задачей автоматизации является изменение давления воды и газа, температуры, управление с диспетчерского пульта, защита технологического оборудования.

В последующих подразделах приводятся проектные решения, позволяющие решить задачи автоматизации на современном уровне развития. При этом учтены требования правил эксплуатации теплопотребляющих установок, что создаёт возможность проведения наладочных работ в период эксплуатации в период эксплуатации оборудования и технических средств автоматизации.

Функциональная схема автоматизации выполнена в соответствии с ГОСТ 21.408-93.

10.2 Система автоматизации котлов

Происходящие в котле, во время работы, технологические процессы характеризуются рядом параметров. Изменение одного из них, например, температуры воды, должно отражаться на всех остальных: расходе топлива, количестве воздуха и отсасываемых дымовых газов и т.д. Автоматизация котлов предусматривает осуществление заданного технологического режима без непосредственного участия человека. Система автоматического регулирования состоит из объекта регулирования и взаимодействующего с ним автоматического регулятора. Водогрейный котел, являясь объектом регулирования, требует контроля следующих взаимосвязанных параметров: температуры или давления пара (воды), количество сжигаемого топлива и расхода воздуха, разряжения в топке и за котлом, наличие электропитания, устойчивости горения топлива, подачи воздуха к тепловосжигающим устройствам котла. Основными звеньями САР, кроме объекта регулирования автоматического регулятора, являются:

Нужна помощь в написании диплома?

Цена диплома

усилитель — устройство усиления сигнала за счет дополнительного источника энергии;

исполнительный механизм — устройство, взаимодействующее на регулируемый объект;

чувствительный элемент, реагирующий на отклонение регулируемого параметра (датчика);

задающее устройство — механизм ручной или автоматической настройки заданного значения или программное устройство;

преобразователь — исполнительный орган, преобразующий сигнал чувствительного элемента в электрические импульсы, удобные для усиления;

корректирующее устройство — стабилизирующие процесс регулирования воздействия на работу регуляторов: в качестве корректирующих устройств используются внутренние обратные связи и дифференцирующие элементы.

Иногда система выполняется с регуляторами прямого действия, в которых отсутствует преобразователь и усилитель, а чувствительные элементы воздействуют непосредственно на исполнительные органы. Системы автоматического регулирования котлов и котельных классифицируют в зависимости от построения и методов реализации функциональных возможностей. По принципу действия они делятся на комбинированные и системы автоматического регулирования тепловой мощности отопительных котельных и на системы с регулированием тепловой мощности по возмущению. Регулирование по возмущению выполняют функции управления. Так, температура горячей воды на выходе из котла регулируется в зависимости от температуры наружного воздуха, изменение которой является возмущающим действием. Поступающее на вход регулятора возмущение изменяет величину регулирующего воздействия, так что она компенсирует влияние изменения температуры наружного воздуха на температуру помещения. Комбинированные САР состоят из сочетания систем регулирования и управления. Постоянное значение регулируемого параметра поддерживается воздействием по возмущению. В системе с воздействием по возмущению регулятор работает с опережением, т.е. начинает действовать сразу вслед за возмущающим воздействием до момента изменения регулируемой величины. Последняя контролируется, а изменение сигнала подается на вход регулятора. Кроме того, вводится задающее воздействие, зависящее от возмущения.

Существуют системы с регулированием по отклонению, т.е. воздействие на объект регулирования зависит от изменения регулируемого параметра.

САР по виду регулирования делятся на системы непрерывные и многопозиционные. В системах непрерывного регулирования при изменении возмущающего воздействия положение регулирующего органа изменяется плавно.

В системах многопозиционных регулирующий орган всегда занимает одно из крайних положений.

10.3 Технико-экономическая эффективность автоматизации

Основными преимуществами автоматизации котельного агрегата можно считать следующие:

снижение эксплуатационных расходов за счёт уменьшения численности обслуживающего персонала;

— экономия топлива, тепла и электроэнергии, снижение затрат на текущий ремонт, обусловленных улучшением эксплуатационного режима и защиты оборудования;

Нужна помощь в написании диплома?

Подробнее

повышение качества теплоснабжения за счёт постоянного автономного контроля и регулирования параметров системы;

обеспечение бесперебойности и надёжности действия всей системы теплоснабжения за счёт лучшего контроля и автоматического управления работой агрегатов и установок.

10.4 Контролер Vitotronic 100 тип HC1B

На рисунке 14 представлен контролер Vitotronic 100 тип HC1B.

Рисунок 14 — Vitotronic 100, тип HC1B, для режима эксплуатации с постоянной температурой подающей магистрали

Конструкция и функции прибора.

Модульная конструкция. Контроллер встроен в водогрейный котел. Контроллер состоит из базового устройства, электронных модулей и панели управления.

Базовое устройство:

сетевой выключатель;

— интерфейс Optolink для подключения к ноутбуку или стационарному ПК;

индикатор режима работы и неисправностей;

— кнопка разблокирования;

предохранители.

Панель управления:

— Простое управление с помощью дисплея высокой контрастности с большим размером шрифта.

— Съемная панель управления с возможностью монтажа на стене с помощью отдельных принадлежностей.

Управление с помощью символьного меню.

— Клавиши управления для:

Нужна помощь в написании диплома?

Цена диплома

навигации;

подтверждения;

настроек/меню;

Настройка следующих параметров:

температура котловой воды;

температура воды в контуре ГВС;

режим работы;

коды;

тесты реле;

режим проверки.

Индикация:

температура котловой воды;

температура горячей воды;

рабочие параметры;

Нужна помощь в написании диплома?

Цена диплома

диагностические данные;

сообщения о неисправности.

Функции:

— электронный контроллер котлового контура для работы в режиме с постоянной температурой теплоносителя;

— для режима управления по температуре помещения требуется Vitotrol 100, тип UTA, UTDB или UTDB-RF (согласно Положения об экономии энергии);

контроль защиты от замерзания отопительной установки;

— защита насоса от заклинивания;

интегрированная система диагностики;

— регулирование температуры емкостного водонагревателя с приоритетным включением;

контроллер контура приготовления горячей воды гелиоустановкой и поддержка отопления в сочетании с модулем управления гелиоустановкой, тип SM1;

дополнительная функция приготовления горячей воды (кратковременный подогрев до более высокой температуры);

— индикация периодичности технического обслуживания;

— внешнее включение и блокировка (в сочетании с модулем расширения EA1).

Функция защиты от замерзания.

Функция защиты от замерзания активна во всех режимах работы. При температуре котловой воды 5°C горелка включается, а при температуре котловой воды 20°C снова выключается. Насос котлового контура включается одновременно с горелкой и выключается с задержкой. Емкостный водонагреватель нагревается примерно до 20°C. Для защиты установки от замерзания можно через определенные промежутки времени (до 24 раз в сутки) включать циркуляционный насос примерно на 10 минут.

Нужна помощь в написании диплома?

Цена диплома

11. Технико-экономическая оценка конденсационных котлов

Газовый котел может по праву считаться сердцем всей отопительной системы, технология комфорта системы отопления вашего дома. Те, кто хоть раз сталкивался с необходимостью того, что требуется качественно и эффективно обогреть загородный дом, сравнивают котлы, подбирая оптимальный вариант по цене, надежности и экономичности. К тому же еще служило бы долгие годы без ремонтов. Выполним ТЭО как сравнение обычного настенного газового котла с настенным конденсационным котлом аналогичной мощности.

.1 Принцип действия конденсационного котла, его достоинства и недостатки

Стоимость топлива становятся выше, поэтому энергосберегающие технологии набирают популярность. В результате конденсационные котлы отопления заняли лидирующие позиции на рынке.

Обычный котел отопления, работающий на природном газе, использует только часть энергии, получаемую при сгорании топлива. Отработанные газы, имеющие достаточно высокую температуру и мощный потенциал, через дымоход отводятся в атмосферу, отдавая неиспользованное тепло наружному воздуху. Конденсационный газовый агрегат более эффективно задействует тепловые ресурсы, выделяемые не только при сгорании газа, но и при конденсации паров воды, содержащихся в дыме.

Принцип действия конденсационного котла.

После того, как пар охлаждается, он преобразуется в жидкость. Благодаря такому процессу конденсации будет высвобождаться некоторое количество тепла. В обычном котле во время его работы происходит борьба с таким явлением, как конденсация, а в случае с конденсационным котлом конденсация является полезным явлением. Процесс конденсации имеет место в теплообменнике, который, по сравнению с газовым котлом, имеет несколько больший размер. Этот компонент конденсационного котла отбирает тепловую энергию для отопительной системы. Схема конденсационного котла представлена на рисунке 15.

Рисунок 15 — Схема конденсатного котла

Конденсационные котлы отопления начали пользоваться популярностью относительно недавно. На сегодняшний день благодаря технологическому прогрессу при изготовлении котлов начали использовать сплавы, которые обладают хорошей устойчивостью к коррозии и другим губительным процессам.

Преимуществами конденсационных котлов можно назвать:

— небольшие габариты и небольшой вес котельного оборудования;

— экономичность (экономия газа составляет 35% за сезон);

глубокую модуляцию (экономия газа при частичных нагрузках);

невысокий уровень вибраций и низкий уровень шума;

Нужна помощь в написании диплома?

Подробнее

— возможность каскадной установки;

— экономия на дымоходе (можно устанавливать дымоходы с меньшим диаметром);

— уменьшение выбросов вредных веществ NOX и CO2 (ниже в 7 раз, чем у обычных котлов).

Недостатки конденсационных котлов.

Так, конденсационный котел мощностью 25 кВт дает до 3,5 л/час конденсата, а за год — до 7 тыс. литров. Конденсат нельзя отводить в протекающий рядом с домом ручей, на грунт или в сточную канаву на границе участка. Отводить конденсат в локальную станцию биологической очистки недопустимо (иначе погибнет колония бактерий, обеспечивающих очистку сточных вод). Можно использовать нейтрализатор: Величину pH раскисленного конденсата надо систематически контролировать.

Для этого можно использовать индикационную полоску из комплекта поставки нейтрализатора или pH-метр. Придется регулярно подсыпать гранулы в нейтрализатор или (если требует инструкция по эксплуатации) полностью менять засыпку 1 раз в 6-12 мес. Цена «ящика» для нейтрализатора конденсационного котла мощностью 25 кВт составляет около 9 тыс. руб. Дополнительный пакет с гранулами (2,6 кг) стоит 2 тыс. руб. Конденсация часто продолжается и в дымоходе, поэтому он должен быть герметичным и устойчивым к кислотам. Кирпичный канал однозначно не подойдет — кислота разрушит его за несколько месяцев эксплуатации. Ориентировочную стоимость бытового настенного конденсационного котла можно определить, умножив значение его номинальной мощности на 3 тыс. руб.

Т.е. 24 кВт-ный конденсационный котел будет стоить 72т. р. против примерно 32-х т. р. импортного не конденсационного.

Выгодное использование конденсационных котлов.

Есть много мнений по поводу экономической выгоды от применения конденсационного газового оборудования в отечественных условиях. в России цена на газ предоставляется значительно ниже, чем в европейских государствах. Конденсационный котел будет окупаться более 10 лет, но это не соответствует действительности.

Во-первых, газ не настолько дешев, как хотелось бы. Во-вторых, отзывы владельцев котлов отопления говорят о том, что существенная экономия может быть видна уже на 2-4 году эксплуатации. Этот период зависит от технических характеристик оборудования, таких как мощность, и от дополнительной комплектации.

11.2 Традиционный газовый котел

Газовый котел — самая важная часть отопительной системы. Ведь именно от него по трубам расходится тепло по всему дому. В современных условиях оборудование, работающее на газе, является оптимальным вариантом. Давайте теперь рассмотрим основные принципы работы традиционных газовых котлов.

Газовые котлы состоят из трех обязательных узлов:

— газовой горелки;

Нужна помощь в написании диплома?

Заказать диплом

— арматуры, управляющей подачей газа;

теплообменника.

Автоматика котла, ориентируясь на показания терморегуляторов и датчиков, фиксирует, насколько система нуждается в тепле. А потом запускает работу газовой арматуры. Вода, используемая в качестве теплоносителя, разогревается в теплообменнике до нужной температуры и при помощи циркуляционного насоса подается в отопительный контур. Таков принцип работы одноконтурного газового котла.

11.3 Сравнение настенного газового котла и настенного конденсационного котла

Для сравнения я взяла котлы одной мощности, двухконтурные газовые настенные котлы: традиционный Baxi Nuvola-3 Comfort 240 Fi и конденсационный Baxi Prime HT 240, а так же одноконтурные настенные газовые котлы: традиционный Baxi Eco Four 1.24 F и конденсационный Baxi Prime HT 240. Сравнение проводилось по техническим характеристикам, представленным в таблице 10.

Таблица 10 — Сравнение газовых традиционных и конденсационных котлов.

Характеристика	Baxi Nuvola-3 Comfort 240 Fi	Baxi Eco Four 1.24 F	Baxi Prime HT 1.240	Baxi Prime HT 240
1	2	3	4	5
Мощность, кВт	24,4	24	24	24
КПД	92,9	92,9	106	106
Мах потребляемая тепловая мощность, кВт	26,3	25,8	24,7	24,7
Тип	традиционный	Традиционный	конденсационный	конденсационный
Число контуров	двухконтурный	одноконтурный	одноконтурный	двухконтурный
Тип	Газовый настенный	Газовый настенный	Газовый настенный	Газовый настенный
Тип камеры сгорания	закрытая	закрытая	закрытая	закрытая
Серия	Nuvola-3 Comfort	Eco Four	Prime HT	Prime HT
Диаметр коаксиального дымохода, мм	60/100	60-100	60/100	60/100
Диаметр дымохода, мм	80	80	80	80
Температура дым. газов при min/max мощности, град	108/134	146	—	—
Мах расход природного газа, куб. м/час	2,78	2,73	2,61	2,61
Мах расход сжиж. газа, кг/час	2,07	2	1,92	1,92
Температура (гор вода), град	5-60			35-60
Температура отопление, град	85	60	80	80	7,5	6	8	8
Класс защиты, IP	X5D	X5D	X5D	X5D
Подключение водопровода или бойлера, R	1/2	—	1/2	1/2
Подключение газа,R	3/4	3/4	3/4	3/4
Подключение отопления,R	3/4	3/4	3/4	3/4
Продолжение таблицы 10
1	2	3	4	5
Напряжение, В	230	220	220	220
Потребляемая мощность, Вт	190	130	150	150
Габариты, мм	950x600x466	730x400x299	763x450x345	763x450x345
Вес, кг	70	30	39	41
Цена, руб	51 270	40 609	79 323	81 942

Десятки лет компания с мировым именем выпускает надежную технику, поэтому настенные газовые котлы Baxi обладают особыми характеристиками.

Конденсационные котлы дороже традиционных газовых агрегатов только при поверхностном взгляде на ценник или прайс-лист. Однако если подробно подойти к выбору котлового агрегата, можно понять, что оборудование отличается не только по цене, но и по тепловой мощности.

Технические характеристики газовых котлов разного принципа действия, а также сравнив два агрегата с одинаковыми показателями и возможностями, можно убедиться в том, что окончательная цена традиционного оборудования ниже конденсационного. А если учесть, что к обычным газовым котлам требуется докупать дополнительные устройства, цена которых может быть существенной, то вопрос о более высокой стоимости конденсационной техники отпадет сам собой. Так как высокая стоимость скоро окупится, за счет более экономичной работы системы отопления.

Узнаем, насколько же выгодно будет использование конденсационного котла, за год его эксплуатации на примере. Берем к расчету дом 200 м², где проживают 4 человека. Стоимость газа $7 за м³ (1$ примерно равен 70 рублей), стоимость воды 12 € за м³ (1 € примерно равен 80 рублей).

Результаты расчета сведены в таблицу 11.

Таблица 11 — Сравнение затрат на традиционный и конденсационный газовые котлы

характеристики	традиционный Baxi Nuvola-3 Comfort 240 Fi	конденсационный Baxi Prime HT 1.240	Итого
цена	51270 рублей	81942 рублей	-30672
расход газа	2025	1800	225 (98000 рублей)
вода	—	3,6м3	3400 рублей
		Итого выгода	70000

Нужна помощь в написании диплома?

Подробнее

По результатам расчетов мы видим, что примерная выгода конденсационного котла составит 70000 рублей в год, в связи с 10% экономией на газ и выработкой конденсата. Окупаемость такого газового конденсационного агрегата составит:

год

В ВКР я использовала именно конденсационные котлы, потому что в сравнении с традиционными, они имеют весомые преимущества, а именно: использование более экологически чистой технологии, за счет уменьшения выбросов вредных веществ NOX и CO2 (ниже в 7 раз, чем у обычных котлов), высокий КПД, за счет эффективно задействованных паров воды при конденсации, содержащихся в дыме, более экономичен, за счет экономии на топливе в 10% существенно уменьшает срок окупаемости конденсационного оборудования.

В ходе выполнения дипломного проекта были рассчитаны теплопотери здания, которые составили на группу зданий Q_о=112,2 кВт, и расход теплоты на горячее водоснабжение равные Q_{г. в.}=24,9 кВт, общий расчетный часовой расход тепла составил 137,19 кВт. По полученной тепловой нагрузке, с учетом 5% запаса, были подобраны 2 конденсационных котла Viessmann Vitodens 200-W с теплопроизводительностью 80 кВт каждый. В качестве резервного к установке принят электрический котел Proterm Skat теплопроизводительностью 24 кВт. Разработана тепловая схема котельной.

Подобрано необходимое оборудование для наилучшего функционирования систем отопления и ГВС, включающее в себя:

насос сетевой воды на систему отопления дома Wilo TOP-S 40/7-3~ G=3,8 м³/ч Н=6 м;

— насос сетевой воды на систему отопления гаража фирмы Wilo TOP-S 30/7-3~ G=0,32 м³/ч Н=6 м;

насос сетевой воды на систему отопления бани фирмы Wilo TOP-S 30/7-3~ G=0,89 м³/ч Н=6 м;

насос сетевой воды на систему нагрева воды бассейна фирмы Wilo TOP-S 30/7-3~ G=1,33 м³/ч Н=6 м;

насос циркуляции ГВС Wilo Top-Z 25/6 3~ G=0,2 м³/ч Н=3м;

насос греющего контура ГВС Wilo TOP-S 30/7 3~ G=1,4 м³/ч Н=5м;

насос подпиточный с прибором ACSON Wilo MHI 204 3~ G=0,2 м³/ч Н=40 м;

емкостной водонагреватель Viessmann VITOCELL 100-V тип CVA V=200л;

Нужна помощь в написании диплома?

Заказать диплом

мембранный расширительный бак фирмы «Reflex» для компенсации расширения воды в системе N 200 6 бар;

для приведения качества исходной воды в соответствии с нормами, принята автоматическая установка умягчения воды и удаления растворенного кислорода производительностью 0,2 м³/ч фирмы «Акватон».

В проекте приняты трубы стальные электросварные по ГОСТ 10704-91 (Сортамент), ГОСТ 10705-80 (Технические условия) из стали марки Ст3 сп по ГОСТ 380-94, трубы стальные водогазопроводные по ГОСТ 3265-75.

Также в ВКР были разработаны обязательные разделы: раздел по экологичности проекта, раздел безопасности жизнедеятельности, раздел автоматизации, технико-экономический раздел.

Список использованных источников

1. СП 131.13330.2012. Свод правил. Строительная климатология: актуализированная редакция СНиП 23-01-99: утв. Минрегионом РФ 30.06.2012 № 275. — Введ.01.01.2013. — Москва: ФАУ «ФЦС», 2012. — 52 с.

2. СП 50.13330.2012. Свод правил. Тепловая защита зданий: актуализированная редакция СНиП 23-02-2003: утв. Минрегионом России от 30.06.2012 № 265. — Введ.01.01.2012. — Москва: ФАУ «ФЦС», 2012. — 96 с.

. Санитарные нормы и правила Российской Федерации. Отопление, вентиляция и кондиционирование. СНиП 41-01-2003. — Введ.01.01.2004. — М.: Госстрой России, ФГУП ЦПП, 2004. — 54с.

. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности: Правила безопасности сетей газораспределения и газопотребления: взамен ПБ 12-529-03: Введ.28.07.2014. — Москва.: ЗАО «НТЦИППБ», 2014. — 31 с.

. СП 62.13330.2011. Свод правил. Газораспределительные системы: актуализированная редакция СНиП 42-01-2002: утв. Минрегионом РФ 27.12.2010 № 780. — Введ. 20.05.2011. — Москва: ФАУ «ФЦС», 2011. — 28 с.

. Строительные нормы и правила: Техника безопасности в строительстве: СНиП III-4-80*: введ. 01.01.1981. — М: ГУП ЦПП, 1981. — 27 с.

. Ионин А.А. Газоснабжение: Учеб. для вузов. — 4-е изд., перераб. и доп. — М.: Стройиздат. 1989. — 439 с.

. Санитарные нормы и правила Российской Федерации. Техника безопасности в строительстве. СНиП III-4-80*. — Введ.01.01.1980. — Изм.01.01200 — М.: Госстрой России, ФГУП ЦПП, 2000. — 255с.

Нужна помощь в написании диплома?

Заказать диплом

. Сметанин, В.И. Защита окружающей среды от отходов производства и потребления/ В.И. Сметанин. — М.: КолосС, 2003. — 230с.

. Теоретические основы разработки и моделирования систем автоматизации: Учебное пособие / А.М. Афонин, Ю.Н. Царегородцев, А.М. Петрова, Ю.Е. Ефремова. — М.: Форум, 2011. — 192 c.

. Управляющие вычислительные комплексы для промышленной автоматизации: Учебное пособие / Н.Л. Прохоров, Г.А. Егоров, В.Е. Красовский; Под ред. Н.Л. Прохоров, В.В. Сюзев. — М.: МГТУ им. Баумана, 2012. — 372 c.

. Рябцев, Н.И. Газовое оборудование, приборы и арматура: справ. пособие / Н.И. Рябцев. — Москва: Недра, 1985. — 352 с.

. Лесохин, Е.И. Теплообменники-конденсаторы в процессах химической технологии / Е.И. Лесохин. — Москва: Лань, 1990. — 289 с.

Предыдущий пример

Следующий пример