Лекция 1
На данном этапе своего развития кафедра ТТГВ готовит специалистов с высшим образованием по уровню бакалавр и магистр. Все два уровня соответствуют направлению знаний - строительство, а конкретнее строительство систем теплогазоснабжения и вентиляции. Специалисты по специальности «Теплогазоснабжение и вентиляция» работают в организациях, осуществляющих строительство и реконструкцию внешних тепловых и газовых сетей, внутренних систем отопления, вентиляции, кондиционирования воздуха, газоснабжения, а также теплогенерирующих установок, в организациях по эксплуатации вышеуказанных систем; проектных учреждениях отраслевого характера, при решении вопросов, связанных с проектированием и конструированием данных систем; в научных учреждениях при выполнении разведывательных, научно-исследовательских, опытно-конструкторских работ с целью применения новых технологий в области теплогазоснабжения, вентиляции, рационального использования энергии и охраны воздушного бассейна.
Проектирование систем теплогазоснабжения и вентиляции включает следующие задачи:
Разработка технико-экономических обоснований проектов рационального использования и утилизации тепловых ресурсов, схем теплогазоснабжения и вентиляции;
Прогнозирование, изучение и разработка тепловых балансов предприятий, промышленных зон, городов и поселков;
Проектирование сетей теплогазоснабжения, систем отопления, вентиляции, газоснабжения и кондиционирования воздуха;
Проектирование теплогенерирующих и теплоутилизационных установок;
Разработка энергосберегающих мероприятий.
Строительство систем теплогазоснабжения и вентиляции включает задачи:
Проверка рабочих чертежей по сооружениям и системах, которые намечены к строительству;
Организация и управление специальными и монтажными работами;
Обеспечение контроля за качеством выполнения работ при прокладке наружных и внутренних сетей;
Выполнение инструментальных наблюдений по всем видам работ;
Разработка проектов организации и выполнения монтажных работ;
Оформление мероприятий по предотвращению производственного травматизма, предупреждению и ликвидации аварий.
Эксплуатация систем теплогазоснабжения и вентиляции включает задачи:
Обеспечение безотказной и эффективной работы систем тепло-и газоснабжения;
Внедрение прогрессивных технологий;
Наладка систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха;
Эксплуатация теплогенерирующих установок.
Теплогенерирующие установки
Теплогенерирующие установки для систем теплоснабжения – это комплекс технических устройств и агрегатов, предназначенных для выработки энергоносителя заданных параметров (водяного пара или горячей воды) за счёт сжигания топлива, а также подачи его в систему теплоснабжения.
Топливо – вещество, выделяемое при определённых условиях большое количество тепловой энергии, которую в зависимости от технических и экономических показателей используют в различных теплотехнических устройствах.
Топливо можно разделить на две основные группы: горючее и расщепляющееся. Горючее – топливо, которое выделяет необходимое количество теплоты при взаимодействии с другим веществом (окислителем).
Органическое топливо различают по способу получения: естественное (ископаемое, природное), искусственное. Естественное – топливо, используемое без переработки, накопленное в недрах земли: уголь, торф, природный газ.
Искусственное – топливо, полученное при переработке естественного, в свою очередь делится на: композиционное – механическая смесь горючих, а горючих и негорючих веществ, обладающих новыми теплотехническими свойствами по сравнению с исходными (топливные суспензии, эмульсии, брикеты, гранулы).
По степени углефикации исходного органического материала твёрдое топливо делят на: древесину, торф, бурый уголь, каменный уголь и антрацит.
Природным жидким топливом является сырая нефть. Она представляет собой смесь жидких углеводородов различного состава, в которых могут быть растворены твёрдые углеводороды. Сырая нефть как топливо не используется. В качестве топлива применяется отход переработки нефти – мазут.
Газообразное топливо состоит из механической смеси горючих и негорючих газов с небольшой примесью водяных паров, смолы и пыли. К естественным газам относятся природный и попутный газ, выделяющийся при извлечении нефти. Искусственные горючие газы: генераторный (путём неполного сгорания твёрдого топлива), коксовый и доменный газы (отходы печей).
Котлом называется устройство, в котором для получения пара или нагрева воды под давлением выше атмосферного, потребляемых вне этого устройства, используется теплота, выделяющаяся при сгорании органического топлива.
Первые цилиндрические котлы имели большие недостатки: небольшой паросъём, неразвитую поверхность нагрева, большой водяной объём и занимаемую площадь.
Совершенствование котлов шло по двум направлениям: по пути развития внутренней поверхности нагрева – жаротрубные котлы и газотрубные; по пути развития внешних поверхностей нагрева – водотрубные котлы.
В газотрубных котлах продукты сгорания проходят внутри труб, а вода омывает их снаружи и нагревается. В водотрубных наоборот, вода проходит внутри труб, а продукты сгорания обогревают их внешнюю поверхность. По конструкции и характеру расположения трубных пучков и их объединению в общую систему водотрубные котлы принято разделять на горизонтально-водотрубные и вертикально-водотрубные.
Назначение водогрейных котлоагрегатов – получение горячей воды заданных параметров.
Первые чугунные водогрейные котлы НР (Ревокатова) – секционные появились в эксплуатации свыше 60 лет назад. Они работают обычно с температурой нагрева воды 95ºС.
Примером применения в настоящее время чугунных водогрейных котлов являются котлы КЧ-1,2,3 – шатрового типа. Они выполнены по единому принципу: их собирают из отдельных полных чугунных секций особой формы.
Теплогенераторы локальных систем теплоснабжения в зависимости от способов установки подразделяются на настенные и наземные (стационарные); в зависимости от топлива, которое сжигается, на теплогенераторы для одного вида топлива и комбинированные теплогенераторы (для сжигания нескольких видов топлива); в зависимости от режима работы на теплогенераторы одноконтурные (отопление или горячее водоснабжение) и многоконтурные.
Настенные теплогенераторы предназначаются для поквартирного отопления и горячего водоснабжения по прямоточному принципу в одноквартирных домах, ярусных квартирах, модульных котельных. Теплогенераторы монтируются на стене и благодаря этому не занимают полезную жилую площадь, которая была бы необходимая в случае установления агрегата на полу.
 |
|||
Режим отопления Режим ГВС
Рис. 7.8 Функиональные схемы работы двухконтурных настенных теплогенераторов
Напольные теплогенераторы выпускаются в разнообразных конструктивных модификациях: с прямоточной циркуляцией теплоносителя; секционные; жара-газотрубные теплогенераторы; водотрубные теплогенераторы; вакуумные.
Конструктивно жарагазотрубные теплогенераторы делятся на двухходовые и многоходовые, с тупиковой и прямоточной топкой.
Примером двухходовых теплогенераторов с прямоточной топкой могут быть теплогенераторы типа ВК, КВ, Ника, Mina
1. Задачи проектирования систем теплогазоснабжения и вентиляции.
2. Задачи строительства систем теплогазоснабжения и вентиляции.
3. Задачи эксплуатация систем теплогазоснабжения и вентиляции.
4. Что такое ТГУ?
5. Котлоагрегат это- ?
6. Классификация топлива.
Лекция 2
Термодинамика как базовая дисциплина специальности ТГВ
Студенты специальности ТГВ (теплогазоснабжение и вентиляция) на 2 курсе начинаю изучение курса «Техническая термодинамика», первым предметом читаемым преподавателями кафедры ТТГВ.Данная лекция познакомит вас о важности этого курса для последующего изучения профильных дисциплин.
1. История возникновения термодинамики
Термодинамика возникла из потребностей теплотехники. Развитие производственных сил стимулировало ее создание. Широкое применение в начале ХІХ в. паровой машины поставило перед наукой задачу теоретического изучения работы тепловых машин с целью повышения их коэффициента полезного действия. Так в 1824г. французским физиком Сади Карно было проведено исследование, доказавшим теоремы, определяющие наибольший коэффициент полезного действия тепловых машин. Эти теоремы позволили в последствии сформировать один из основных законов термодинамики – второе начало. В 40-х годах ХІХ в. в результате исследований Майера и Джоуля был установлен механических эквивалент теплоты и на этой основе открыт закон сохранения и превращения энергии, называемый в термодинамике ее первым законом. Первое и второе начало термодинамики или первый и второй закон термодинамики имеют различные формулировки, большая часть которых эквивалентна одна другой и выражает полное содержание самого закона. Разнообразие формулировок этих законов связано с их проявлением в тех или иных конкретных случаях.
В 1906г. на основе многочисленных исследований свойств тел при температуре, был установлен новый закон природы – третье начало термодинамики.
Основываясь на трех началах, термодинамика исследует свойства реальных систем, состоящих из большого числа частиц.
Сложившееся название «термодинамика» употребляется вне связи с понятием динамики и определяет не учение о движении теплоты, а науку о «движущих силах», возникающих при тепловых процессах. (И.П. Базаров Термодинамика, М.: Высшая школа, 1991, 376 с.)
2. Предмет и методы термодинамики
В зависимости от задач исследования выделяют:
Химическую;
Техническую термодинамику;
Термодинамику биологических систем и т.д.
Для студентов теплотехнических специальностей особое значение играет техническая термодинамика. Техническая термодинамика - рассматривает процессы взаимного превращения теплоты и работы. Она устанавливает связь между тепловыми, механическими и химическими процессами, которые совершаются в тепловых и холодильных машинах, изучает процессы, происходящие в газах и парах, а также свойства этих тел при различных физических условиях.
Теоретическую основу термодинамики составляют три опытных положения.
Первый закон (начало) термодинамики устанавливает количественные соотношения между теплотой и работой при их взаимном превращении (частный случай общего закона сохранения и превращения энергии).
Второй закон (начало) термодинамики характеризует условия и направление протекания естественных процессов в макросистемах, устанавливает условия непрерывного преобразования теплоты в работу и пути эффективного процесса преобразования.
Третий закон термодинамики (тепловая теорема Нернста) определяет свойства тел при температурах, близких к абсолютному нулю.
Термодинамика использует такие методы исследования:
Метод круговых процессов;
Метод термодинамических функций и геометрических построений Гиббса;
Метод графического анализа.
Термодинамические методы анализа имеют особенности:
Не используются какие-либо гипотезы или теории о строении вещества;
Термодинамическая система, которая изучается или анализируется, противопоставляется всем другим телам или системам - окружающей среде.
Такой подход к анализу основных вопросов составляет суть феноменологической термодинамики.
Но феноменологическая термодинамика не дает ответа на вопрос о молекулярной суть тепловых процессов. Этот вопрос решается статистической термодинамикой (молекулярно-кинетической теорией теплоты).
В современных условиях феноменологическая и статистическая термодинамики дополняют друг друга, что позволяет более плодотворно изучать явления, связанные с различными формами преобразования энергии.
3. Роль термодинамики при изучении специальных дисциплин
Классическая термодинамика является мощным средством исследования рабочих процессов. Для решения важнейших задач современной теплотехники, для исследования новых тепловых процессов и рабочих тел в 50-х годах XX столетия были разработаны термодинамические методы исследования необратимых процессов.
В процессе научно-технической революции непрерывно выдвигаются все новые и новые проблемы, решение которых имеет первостепенное значение для науки и техники. К числу таких проблем поправу могут быть отнесены многие проблемы энергетики, связанные с поиском и развитием новых источников и видов энергии для промышленного использования, с ее экономным расходованием и многими другими.
Основные понятия о термодинамических характеристиках (плотность, температура, теплоемкость и др.) рабочих тел (вода, пар, воздух и др.) полученные при изучении курса термодинамики необходимы для освоения таких дисциплин: тепломассообмен, отопление, теплоснабжение, теплогенерирующие установки, вентиляция и кондиционирование воздуха и др. Умение пользоваться справочной информацией и специальными средствами (id диаграммой) для определения параметров воздуха, необходимо для грамотного и правильного проектирования систем вентиляции и кондиционирования воздуха, а так же для экономически целесообразного подбора оборудования.
Так же для научно-исследовательской работы, которая предстоит Вам в магистратуре, а кому то и в аспирантуре, термодинамика не только не теряет, но, наоборот, приобретают все большее и большее значение.
Так, например, важное место в настоящее время занимают исследования и разработки новых термодинамических циклов различных комбинированных тепловых насосов.
Очень важные и большие задачи стоят в области высокотемпературной и низкотемпературной термодинамики, что приводит к необходимости глубокого изучения термодинамических свойств новых рабочих тел в условиях высоких и низких температур. Изучение этой темы необходимо для проектирования систем кондиционирования воздуха.
Нельзя также забывать о необходимости все более широкого использования в народном хозяйстве энергии солнца, ветра, морских приливов и отливов, геотермальных установок, установок опреснения солевых вод. Все это требует создания мощных энергетических установок, в которых вопросы термодинамики будут играть не только важную, но и основную роль.
Все вышеизложенное свидетельствует о том, что знание основных законов и положений термодинамики необходимо для специалистов теплотехнического направления. Термодинамика составляет теоретическую основу многих специальных дисциплин, включенных в учебный план нашего высшего учебного заведения.
Контрольные вопросы
1. Определение технической термодинамики.
2. Исторические предпосылки возникновения термодинамики как отдельной науки.
3. Формулировка основных законов термодинамики.
4. Роль термодинамики при изучении специальных дисциплин
Лекция 3
Отопление
1.1 Цель изучения дисциплины Отопление. Назначение отопления.
1.2 Гигиенические основы отопления.
1.3 Требования, предъявляемые к системе отопления.
1. 1 Цель изучения дисциплины Отопление. Назначение отопления.
Цель изучения дисциплины Отопление – использование полученных знаний для проектирования, монтажа и эксплуатации систем отопления зданий различного назначения.
Система отопления - совокупность конструктивных элементов, предназначенных для получения, переноса и передачи необходимого количества тепловой энергии во все обогреваемые помещения.
Система отопления состоит из следующих основных конструктивных элементов: отопительная установка (теплообменника) для получения тепловой энергии при сжигании топлива или от другого источника; отопительных приборов для теплопередачи в помещение; теплопроводов и сети труб или каналов для теплопереноса от теплообменника к отопительным приборам. Теплоперенос осуществляется теплоносителем - жидким (вода) или газообразным (пар, воздух, газ).
Система отопления – инженерная система здания, обеспечивающая тепловой комфорт нормативный срок эксплуатации зданий и сооружений и технологический процесс. Функционирует в течение отопительного сезона
Назначение отопления --- обеспечение: теплового комфорта необходимого для жизнедеятельности человека; сохранности зданий и сооружений; технологических процессов.
Тепловой комфорт- сочетание температур внутреннего воздуха и радиационной температуры, при которых организм человека функционирует без напряжения
1. 2 Гигиенические основы отопления
В каждом обогреваемом помещении необходимо создавать и поддерживать тепловой режим в зависимости от его назначения и предъявляемых санитарно-гигиенических требований.
Тепловой режим здания - общее тепловое состояние в течение отопительного сезона, рассматриваемое, как совокупность тепловых условий в помещениях. Тепловой режим может быть равномерным в зданиях с постоянным пребыванием людей, иметь суточные, недельные и другие циклы изменения, связанные с периодической деятельностью людей и использованием зданий.
Соотношение между количествами тепла, переданными разными способами теплообмена изменяется в зависимости от температуры воздуха в помещении, температур поверхностей ограждающих конструкций и нагревательных приборов.
Комфортными считаются условия, в которых сохраняется нормальное функциональное и тепловое состояние организма без напряжения системы терморегуляции. Такие условия создают предпосылки для высокого уровня работоспособности человека. Близкие к комфортным условия называют допустимыми.
Комфортные тепловые условия выражает осредненная температура помещения t п. При практических расчетах в условиях конвективного отопления за температуру помещения принимают значения температуры воздуха tв , приведенные в СниП, ГОСТ и ДБН.
Первое условие комфортности обеспечивает условие общей теплоотдачи.
Но на самочувствие человека влияют условия, в которых находятся его голова и ноги. Голова особенно чувствительна к радиационному нагреванию и охлаждению. Ноги могут перегреваться и переохлаждаться при соприкосновении с поверхностью нагретого или холодного пола. Потоки холодного воздуха вдоль пола могут вызвать простудные заболевания.
Второе условие тепловой комфортности в помещении определяет температуру нагретой или охлажденной поверхности, допустимую для человека, находящегося непосредственно около этой поверхности, и связано с интенсивностью лучистого теплообмена.
Таким образом, тепловой комфорт в помещениях в холодное время года можно обеспечить, если, прежде всего, поддерживать определенные температуру воздуха, температуру внутренней поверхности ограждений и температуру поверхности отопительных приборов.
Конвективное отопление
Конвективное отопление – система отопления, при которой температура внутреннего воздуха выше радиационной температуры
Лучистое отопление
Лучистое отопление – система отопления, при которой радиационная температура выше температуры внутреннего воздуха.
Основная роль отопления заключается в обеспечении благоприятного самочувствия и высокой жизнедеятельности людей путём создания тепловой комфортной обстановки в помещении в холодное время года, т.е. поддержанием достаточно равномерной температуры воздуха и определённой температуры внутренней поверхности ограждений и отопительных приборов.
1.3 Требования, предъявляемые к системам отопления.
К системе отопления, как одной из инженерных систем здания, предъявляются разнообразные требования. Все требования, наиболее полно выражаются применительно к помещениям постоянного или длительного пребывания людей, можно разбить на 5 групп.
Санитарно-гигиенические требования к системе отопления – поддержание определённой и равномерной температуры во времени, в плане и по высоте помещения без усиленной подвижности воздуха, а та ограниченной температуре поверхности отопительных приборов
Контрольные вопросы
- Цель изучения дисциплины Отопление. Назначение отопления
- Тепловой режим здания
3. Конвективное отопление. Лучистое отопление
4. Требования, предъявляемые к системам отопления
Лекция 4
Теплоснабжение
II. Водяные системы
Водяные системы бывают двух типов: закрытые и открытые.
В закрытых системах вода, циркулирующая в тепловой сети используется как теплоноситель, но из сети не отбирается. В открытых системах циркулирующая вода частично или полностью разбирается у абонентов для горячего водоснабжения.
Наиболее простой системой является однотрубная. Эта система применима в том случае, когда теплоноситель полностью используется у абонентов, например, если горячая вода, подоваемая по однотрубному теплопроводу, используется вначале для отопления, а затем охлажденная вода подается в установки горячего водоснабжения.
Для теплоснабжения городов обычно применяются двухтрубные системы, водяные.
Двухтрубные системы применимы в тех случаях, когда всем потребителям района требуется примерно одного потенциала тепло (отопление, вентиляция и г.в.).
В промышленных районах, где имеется технологическая нагрузка тепла повышенного потенциала могут применяться трехтрубные системы.
В трехтрубных системах две подающие и одна обратная.
Регулирование отпуска тепла
Потребление тепла потребителями не является величиной постоянной. Тепловая нагрузка меняется в зависимости от условий различного вида:
1. Температуры наружного воздуха (отопление и вент.).
2. Режима расхода воды на горячее водоснабжение (времени суток).
3. Режима работы технологического оборудования и др. факторов.
В любой системе теплоснабжения должно быть соответствие между потреблением тепла и его производством.
Нельзя допускать, чтобы энергия тепла производилась больше, чем его требуется. В этом случае имеется перерасход топлива. Для того чтобы выдерживалось соответствие между производством тепла и его потреблением, служат системы регулирования отпуска тепла.
Контрольные вопросы
1. Классификация систем теплоснабжения
2. Открытые водяные системы теплоснабжения.
3. Закрытые водяные системы теплоснабжения
4. Как классифицируются системы теплоснабжения по количеству труб в тепловой сети.
5. Регулирование отпуска тепла
Лекция 5
Вентиляция
Введение
Вентиляция - отрасль техники и прикладной науки, разрабатывающей и изучающей принципы создания и расчета мероприятий и устройств, обеспечивающих комфортные параметры воздуха в помещениях жилых, общественных и промышленных зданий.
В условиях современного производства вентиляция является одной из мер, обеспечивающих наилучшие условия для высокопроизводительного труда, повышения творческой активности, а также полноценного отдыха людей. Существенна роль вентиляции и в защите окружающей среды от промышленных загрязнений.
В результате работы систем вентиляции увеличивается производительность труда, снижается себестоимость изделий, уменьшаются брак и отходы производства, сокращаются расходы на заработную плату, сырье, материалы и т. п. При этом решающим фактором является снижение расхода топлива, тепловой и электрической энергии.
Но, пожалуй, главным является то, что вентиляция повышает эффективность и качество жизни человека.
Требования, предъявляемые к вентиляции
Технологический процесс сопровождается выделением в воздух рабочих помещений вредных для здоровья человека газов и паров. Кроме того, в воздух производственных помещений могут поступать большие количества тепла, влаги и пыли, повышающие его температуру и влажность, а также увеличивающие его запыленность. Люди, находящиеся в помещениях, также выделяюттепло, влагу, углекислый идругие газы.
Вследствие поступления в воздух вредных газов, паров, тепла, влаги и пыли происходит изменение его химического состава и физического состояния, неблагоприятно отражающееся на самочувствии и состоянии здоровья человека и ухудшающее условия труда.
Для поддержания в помещениях нормальных параметров воздушной среды, удовлетворяющих санитарно-гигиеническим и технологическим требованиям, устраивают вентиляцию.
Санитарно-гигиеническое назначение вентиляции состоит в поддержании в помещениях удовлетворяющего требованиям санитарных норм и правил состояния воздушной среды путем ассимиляции избытков тепла и влаги, а также удаления вредных газов, паров и пыли.
Состав атмосферного воздуха
Окружающий нас атмосферный воздух является смесью газов. Он практически всегда бывает влажным.
Влажный воздух – это смесь сухого воздуха и водяного пара.
Водяные пары в отличие от других составляющих смеси могут находиться в воздухе как в перегретом, так и в насыщенном состоянии. Сухая часть влажного воздуха обычно содержит 78% по объему азота, около 21% кислорода, около 0,03% углекислоты, незначительное количество инертных газов (аргон, неон, гелий, ксенон, криптон), водорода, озона и др.
Лекция 6
Е) Ионизация воздуха.
Ионизация воздуха определяется наличием в помещении отрицательнозаряженных частиц- молекул кислорода. Обычно в помещениях количество отрицательных ионов в сотни раз меньше, чем в парках и садах. Высокая концентрация аэроионов благотворно влияет на организм человека. Некоторые современные модели кондиционеров оснащены ионизаторами воздуха.
Контрольные вопросы
1. Понятие кондиционирования воздуха и системы кондиционирования воздуха.
2. Основные вредности, устраняемые системами кондиционирования воздуха.
3. Источники образования факторов вредности.
4. Основные элементы системы кондиционирования.
5. Возможности современных кондиционеров.
Лекция 7
Газоснабжение
2 Особенности газового топлива.
1 Природный газ в балансе топливных ресурсов.
Газоснабжение представляет собой сложный комплекс самостоятельных и вместе с тем взаимосвязанных технических устройств по добыче или производству горючего газа, хранению, транспортировке и распределению горючего газа для его использования в качестве сырья и топлива различными потребителями.
Потребление природного газа, благодаря его высоким эксплуатационным характеристикам, неуклонно возрастает во всех странах мира, что вызывает высокие темпы развития газовой промышленности. За последние 25 лет добыча природного газа возросла 2,7 раза, в тоже время как добыча нефти - в 1,8 раза, угля - в 1,1 раза.
Природный газ остается одним из важнейших источников энергии, занимая свыше 22 % в мировой добыче топлива. Наибольший удельный вес в мировой добыче топлива занимают; нефть - 51,2 % , уголь - 26,7 %.
Увеличение потребности в энергии вызывает серьезные трудности в энергоснабжении многих странах мира и требует постоянного поиска путей решения энергетической проблемы.
Сложность энергетической проблемы заключается в сложившемся расхождении структуры запасов и структуры добычи и потребления топлива. Так основную долю в геологических и разведанных ресурсах в мире составляет уголь - 87,8 % и 79,0 %, соответственно, а нефть - 8,7 % и 12,0 %, доля газа не превышает 3,5 % и 9,0 %, соответственно, в то же время в добыче топлива доля угля не намного превышает долю газа - на 4,6 % (26,7 % и 22,1 % соответственно), а добыча нефти составляет свыше 50 % от всех видов органических энергоресурсов.
В настоящее время основная доля потребности в топливе обеспечивается за счет жидкого и газообразного топлива при весьма скромных относительных запасах этих топлива; одной из причин можно считать определенный уровень развития добывающих производств, позволяющий достигать различные степени извлечения отдельных ресурсов - от 6 % для угля и до 30 % для нефти. В целом мировые извлекаемые ресурсы традиционных видов топлива в настоящее время составляют менее 10 %.
Таблица 1 Мировые ресурсы и добыча топлива
Уголь 10100 87,8 868 79,0 2,3 26,7
Нефть 1000 8,7 133 12,0 4,4 51,2
Газ 400 3,5 98 9,0 1,9 22,1
Промышленные запасы (это запасы, которые в данный момент экономически выгоны для извлечения) составляют в целом в мире 81 триллионов м 3 , в том числе на территории бывшего СССР - 34 триллионов м 3 .
Всего на территории бывшего СССР 800 месторождений природного газа, из них 20 крупнейшие в мире: Уренгойское - 5037,8 млрд м 3 , Ямбургское - 4440,1 млрд м 3 , Заполярное - 2666,8 млрд м 3 , Оренбургское - 2089 млрд м 3 и др.
На Укоаине около 100 месторождений газа. Среди них: Шебелинское - 528 млрд м 3 , Ефремовское - 131,3 млрд м 3 , Крестищенское - 202 млрд м 3 , Угерское - 43,6 млрд м 3 .
В восточной части Украины расположена Днепровско-Донецкая газонефтеносная область, где открыто 60 газовых и нефтегазовых месторождений с общими промышленными запасами газа более 500 млрд м 3 . Важнейшее из них - Шебелинское, которое в настоящее время уже выработано.
В Крыму расположено несколько газовых и газоконденсатных месторождений, имеющих пока местное значение.
В западной части Украины сосредоточены чисто газовые месторождения, которые в значительной части уже выработаны.
Вообще сегодня в состав систем газоснабжения Украины входит 36,7 тыс.км магистральных (газотранспортных), в т.ч. 14 тыс.км диаметром 1020-1420 мм и 152 тыс.км газораспределительных сетей, 72 компрессорных станции общей мощностью 5600 МВт (кстати, мощность Запорожской АЭС составляет 6000 МВт). 13 подземных хранилищ обеспечивают максимально возможный отбор 240 млн.м3 естественного газа в сутки. Они предназначены для сглаживания как пиковых, так и сезонных неравномерностей в потреблении газа и оказывают содействие высокой надежности функционирование всей газотранспортной системы, гарантируют бесперебойность как в снабжении газа внутренним потребителям, так и транзиту русского газа к Европе.Общий уровень газификации жилого фонда страны составляет 87 %, из них: природным газом - 47, сжиженным углеродным газом - 40 %.
Под дегазацией угольных шахт в настоящее время понимают совокупность мероприятий, направленных на извлечение и улавливание метана, выделяющегося из различных источников, с изолированным отводом на поверхность или в нисходящую струю шахты. В зависимости от способа дегазации содержание метана в газовоздушной смеси находится в различных пределах.
Миллионы кубометров извлекаемого метана при дегазации шахт выбрасываются ежегодно в атмосферу, загрязняя ее. Это происходит по причине того, что метановоздуш-ная смесь, получаемая при дегазации шахт, имеет ряд особенностей, которые затрудняют ее использование. Большие сложности при применении газа дегазации шахт вызывает непостоянная концентрация метана в смеси. Очень часто она бывает низкой, а по правилам безопасности для сжигания в тепловых агрегатах можно использовать газовоздушную смесь, содержащую не менее 30 % метана (концентрационные пределы воспламенения ме-тана в смеси с воздухом 5-15 %). Защита дегазационной системы обеспечивается путем опережающего отключения потребителя как источника опасности при снижении содержа-ния метана или давления используемого газа ниже установленных норм. При этом нарушается основное требование, предъявляемое к системам газоснабжения - бесперебойная подача газа потребителям. Следовательно, газ дегазации шахт можно использовать без предварительной обработки, если содержание метана в смеси высокое.
Возможные пути использования газа дегазации шахт (метановоздушной смеси) при низкой или переменной концентрации метана в смеси, такие как смешение газа дегазации с воздухом, природным и сжиженным углеводородным (СУГ) газами, анализировались в Донецком техническом университете (ДГТУ) и в Донбасской государственной академии строительства и архитектуры (ДонНАСА).
В ДонНАСА были получены аналитические зависимости для расчета состава смеси га-за дегазации и паров СУГ для замены ею природного газа с условием, чтобы отклонение числа Воббе не превышало 5 %.
Природный газ за сравнительно короткий период времени стал незаменимым видом сырья и топлива почти во всех развитых странах мира.
Сернистый ангидрид 40 30 -
Оксид углерода 10 6 3
Окислы азота 7 14 7
Альдегиды 12 5 2
___________________________________________________________________________
Использование природного газа позволяет применять в промышленности такие прогрессивные и высокотехнологические виды тепловой обработки, как нагрев с помощью горелок беспламенного сжигания и радиационных трубок. Что дает возможность значительно интенсифицировать процесс нагрева.
Вместе с тем газовому топливу присущи и отрицательные свойства: газообразное топливо взрыво- и пожароопасно.
Контрольные вопросы
1) Что понимают под термином – газоснабжение?
2) Какова структура запасов и структура добычи и потребления органического топлива?
3) Что такое газ «дегазации» шахт?
4) Технико-экономические преимущества газообразного топлива по сравнению с жидким и твердым топлива?
5) Технологические преимущества газообразного топлива по сравнению с жидким и твердым топлива?
Лекция 1
О специальности «Теплогазоснабжение и вентиляция»
Проектирование инженерных систем, которые отвечают требованиям, их правильная эксплуатация - залог человеческого здоровья и комфорта человека. Эти задачи решаются инженерами-строителями по специальности теплогазоснабжение и вентиляция.
На данном этапе своего развития кафедра ТТГВ готовит специалистов с высшим образованием по уровню бакалавр и магистр. Все два уровня соответствуют направлению знаний - строительство, а конкретнее строительство систем теплогазоснабжения и вентиляции. Специалисты по специальности «Теплогазоснабжение и вентиляция» работают в организациях, осуществляющих строительство и реконструкцию внешних тепловых и газовых сетей, внутренних систем отопления, вентиляции, кондици
Введение
Трудно назвать отрасль народного хозяйства, в которой не применялась бы тепловая энергия. Обеспечение нормальных микроклиматических условий в помещениях жилых, общественных зданий и зданий промышленного назначения, обеспечение нормального хода технологических процессов в промышленности, обеспечение чистоты атмосферы в помещениях и на рабочих местах - далеко не полный перечень сторон разнообразной деятельности и жизни человека, требующих применения тепловой энергии. Поэтому так остро поставлены вопросы развития техники теплогазоснабжения и вентиляции.
Теплогазоснабжение и вентиляция как самостоятельная отрасль науки и техники сформировалась относительно недавно, однако отдельные ее составляющие имеют многовековую историю. К самому древнему разделу этой науки можно отнести отопление, которое с момента возникновения человеческого общества служило для обогрева жилья. По мере развития общества развивалась и отопительная система. Укрупнение отдельных источников получения тепловой энергии явилось причиной создания централизованного отопления, а создание электростанций большой мощности вызвало появление крупных систем теплоснабжения, объединяющих тепловые станции, тепловые сети, отопление и вентиляцию, что позволило резко снизить затраты на выработку тепловой энергии.
В настоящее время большое значение придается вопросам сохранения здоровья и оздоровления населения. Эту задачу должна решить, совместно с другими отраслями науки и техники, вентиляция, занимающаяся обеспечением чистоты атмосферы в помещениях зданий и сооружений, а также очисткой воздуха, выбрасываемого из помещений в окружающую среду.
Основой энергоснабжения жилых, общественных и промышленных зданий является газоснабжение. Газ как топливо используется для выполнения технологических процессов на производстве, для приготовления тепловой энергии на теплостанциях, для приготовления пищи и т.д., поэтому в настоящее время добыче, транспорту и рациональному использованию газообразного топлива придается большое значение.
I . Проблематика систем ТГСиВ
1.1 Теплозащита зданий и сооружений
Экономичная теплозащита зданий и сооружений стала в последнее время важнейшей проблемой строительства и проектирования, прямо связанной с состоянием мировой энергетики и экономики.
Теплозащита зданий, в которых люди пребывают длительное время, имеет значение с точки зрения сохранения их здоровья, а также стоимости эксплуатации (экономия энергии) и стоимости строительства зданий.
Достаточная теплозащита является предпосылкой для создания здоровых и комфортных условий в помещениях. Ощущение человеком комфортных условий в помещениях зависит от многих факторов, в том числе возраста, состояния здоровья, выполняемой работы и др. Человек реагирует на окружающие условия, например на температуру поверхностей ограждающих помещение конструкций, на температуру, влажность и движение воздуха в помещении.
Поверхность тела человека имеет температуру в среднем 306 К (32 - 33 О С). Если температура окружающих человека предметов ниже 291 - 297 К (18-24 О С) (комфортные условия), теплоотдача человеческого тела повышается и может возникнуть ощущение озноба. При повышении температуры окружающей среды направление теплоотдачи меняется, и человек реагирует на это выделением пота.
Подача тепла или, наоборот, охлаждение воздуха способствуют сохранению в помещении комфортных условий. При этом теплозащитная способность ограждающих помещение конструкций определяет величину притока тепла и прежде всего температуру поверхностей этих конструкций.
Для теплозащиты в летних условиях должны быть сформулированы дополнительные требования, в частности по теплоаккумулирующей способности, которые не являются предметом рассмотрения данного приложения. Повышенная теплозащита рассматриваемая в приложении, относится ко всей передающей тепло ограждающей поверхности здания. Напротив, минимальные требования, основанные на положениях строительной физики, сформулированные в DIN .
Трансмиссионные теплопотери могут быть описаны с помощью средних коэффициентов теплопередачи k ср. Вследствие различий климатических условиях влияние вентиляции на колебания фактических теплопотерь учитывается путем предъявления прямых требований к степени уплотнения окон и швов между отдельными конструкциями.
Соблюдение определенных значений k ср для всего здания дает более широкую свободу при формировании фасада здания и в применении требуемых теплозащитных мероприятий при устройстве наружных стен, окон, перекрытий и крыш. Следует без всяких исключений принимать во внимание все части ограждающей поверхности здания. Так, уменьшение эффективности теплозащиты наружных стен может быть компенсировано улучшением теплозащитных качеств окон или крыши. Это создает возможность выбора наиболее экономичного способа строительства.
Коэффициенты теплопередачи k ср, задаются в зависимости от величины отношения площади ограждающей поверхности F к заключенному в ней объему V . Здания с малыми значениями отношения F /V (например, компактные многоэтажные сооружения) по сравнению со зданиями с большими значениями отношения F /V (например, дачные домики, одноквартирные дома) имеют значительно меньшие по отношению к их объемам или поверхностям теплопотери, конечно, если при этом предполагаются сравнимые теплотехнические качества всех поверхностей здания. Требования к теплозащите.
Требования, которые предъявляются к теплозащите помещений, предназначенных для длительного пребывания людей. Требования к теплозащите по действующим Дополнениям к DIN в значительной мере включены в качестве указаний для строительного надзора. Они подразделяются по вида конструкций и действительны для всех зданий с помещениями, предназначенными для длительного пребывания людей. В указаниях определен минимальный уровень теплозащиты различных конструкций, т.е. уровень минимального качества конструкции. Но это еще ничего не говорит об общем количестве тепла, проходящего через конструкцию. Суждение об этом дает лишь значение коэффициента теплопередачи и показатели конкретных условий, в которых находится конструкция (в частности, температур наружного и внутреннего воздуха, соответствующей назначению помещения). Известно, что применение конструкции с теплопередачей, соответствующей максимальным значениям норм, приводит к тому, что через оболочку здания теряется огромное количество тепловой энергии. Если оказывается, что здание в целом будет иметь чрезмерные теплопотери, то ограничение теплопередачи путем назначения соответствующего значения коэффициента k является единственной возможностью их снижения, тем более, если принимается во внимание вся отводящая тепло поверхность здания.
Выбор теплоизоляции, вариантов отделок стен для большинства заказчиков-застройщиков задача сложная. Слишком много противоречивых проблем требуется решить одновременно. Данная страничка поможет Вам во всем этом разобраться.
В настоящее время теплосбережение энергоресурсов приобрело большое значение. Согласно СНиП II-3-79* «Строительная теплотехника», сопротивление теплопередаче определяется исходя из:
санитарно-гигиенических и комфортных условий (первое условие),
условий энергосбережения (второе условие).
Для Москвы и ее области требуемое теплотехническое сопротивление стены по первому условию составляет 1,1 °С·м. кв./Вт, а по второму условию:
для дома постоянного проживания 3,33 °С·м. кв./ Вт,
для дома сезонного проживания 2,16 °С·м. кв./ Вт.
Таблица толщин и термических сопротивление материалов для условий Москвы и ее области
|
Наименование материала стены |
Толщина стены и соответствующее ей термическое сопротивление |
Необходимая толщина по первому условию (R=1,1 °С·м. кв./ Вт) и второму условию (R=3,33 °С·м. кв./ Вт) |
|
Полнотелый керамический кирпич |
510 мм, R=1,1 °С·м. кв./Вт |
510 мм 1550 мм |
|
Керамзитобетон (плотность 1200 кг/куб.м.) |
300 мм, R=0,8 °С·м. кв./Вт |
415 мм 1250 мм |
|
Деревянный брус |
150 мм, R=1,0 °С·м. кв./Вт |
165 мм 500 мм |
|
Деревянный щит с заполнением минеральной ватой М 100 |
100 мм, R=1,33 °С·м. кв./Вт |
85 мм 250 мм |
Из этих таблиц видно, что большинство загородного жилья в Подмосковье не удовлетворяют требованиям по теплосбережению, при этом даже первое условие несоблюдается во многих вновь строящихся зданиях. Поэтому, подбирая котел или обогревательные приборы только по указанным в их документации способности обогреть определенную площадь, Вы утверждаете, что Ваш дом построен со строгим учетом требований СНиП II-3-79*. Из вышеизложенного материала следует вывод. Для правильного выбора мощности котла и обогревательных приборов, необходимо рассчитать реальные теплопотери помещений Вашего дома. Ниже мы покажем несложную методику расчета теплопотерь Вашего дома. Дом теряет тепло через стену, крышу, сильные выбросы тепла идут через окна, в землю тоже уходит тепло, существенные потери тепла могут приходиться на вентиляцию. Тепловые потери в основном зависят от:
разницы температур в доме и на улице (чем разница больше, тем потери выше),
теплозащитных свойств стен, окон, перекрытий, покрытий (или, как говорят ограждающих конструкций).
Ограждающие конструкции сопротивляются утечкам тепла, поэтому их теплозащитные свойства оценивают величиной, называемой сопротивлением теплопередачи. Сопротивление теплопередачи показывает, какое количество тепла уйдет через квадратный метр ограждающей конструкции при заданном перепаде температур. Можно сказать и наоборот, какой перепад температур возникнет при прохождении определенного количества тепла через квадратный метр ограждений.
R = ΔT/q,
где q – это количество тепла, которое теряет квадратный метр ограждающей поверхности. Его измеряют в ваттах на квадратный метр (Вт/м. кв.); ΔT – это разница между температурой на улице и в комнате (°С) и, R – это сопротивление теплопередачи (°С/ Вт/м. кв. или °С·м. кв./ Вт). Когда речь идет о многослойной конструкции, то сопротивление слоев просто складываются. Например, сопротивление стены из дерева, обложенного кирпичом, является суммой трех сопротивлений: кирпичной и деревянной стенки и воздушной прослойки между ними:теплогазоснабжение и вентиляция : Учебник для вузов. – 3-е изд., перераб...
Квалификационные требования к инженеру-строителю специальности "Теплогазоснабжение и вентиляция"
Реферат >> СтроительствоИсследованием и эксплуатацией объектов теплогазоснабжения и вентиляции . Объекты профессиональной деятельности выпускника... материалы, изделия и конструкции; системы теплогазоснабжения , вентиляции , водоснабжения и водоотведения промышленных, гражданских...
Автоматизация процессов теплогазоснабжения и вентиляции
Реферат >> Промышленность, производствоАвтоматизация процессов теплогазоснабжения и вентиляции 1. Системы обеспечения микроклимата как объекты автоматизации... поддержания в них заданных параметров микроклимата. Система теплогазоснабжения и кондиционирования микроклимата включает в себя наружные...
Технико-экономическая оптимизация систем теплогазоснабжения (ТЭО)
Курсовая работа >> Строительство29 страниц, 3 рисунка, 1 таблицу. СИСТЕМЫ ТЕПЛОГАЗОСНАБЖЕНИЯ , ПРИВЕДЕННЫЕ ЗАТРАТЫ, ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ... оптимизации. Список литературы. Богуславский Л.Д. Экономика теплогазоснабжения и вентиляции . – М.: Стройиздат, 1988. – 351 с. Ионин А.А. ...
Кафедра Теплогазоаснабжение и вентиляция (ТГВ) Московского государственного строительного университета образована в 2016 году путем слияния кафедр ТТГС и ОиВ.
В настоящее время кафедра ТГВ считается одной из самых активных и молодых кафедр в МГСУ. Этому способствует наличие молодых перспективных сотрудников. Среди них: В.В. Смирнов, О.Ю. Маликова, Е.В. Войтович, А.К. Клочко, О.А. Гнездилова, Д.Г. Титков, Н.Ю. Плющенко, А.С. Чуленев, С.М. Усиков, А.Ю. Кашуркин, Д.В. Абрамкина, К.М. Агаханова, В.Ю. Кравчук.
На кафедре осуществляется подготовка специалистов в области оборудования и систем для теплогазоснабжения, отопления, вентиляции, холодоснабжения и кондиционирования воздуха в жилых, общественных и производственных помещениях.
Основные направления подготовки:
- Строительная теплофизика;
- Отопление и вентиляция жилых, общественных и промышленных зданий;
- Системы кондиционирования воздуха и холодоснабжения;
- Системы теплогазоснабжения и котельные установки;
- Энергосберегающие и энергоэффективные технологии.
Темы курсового и дипломного проектирования максимально приближены к реальному проектированию систем теплогазоснабжения, отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, в них решаются конкретные инженерные и научные задачи.
В истории развития преподавания и научных исследований кафедры в области отопления, гражданской и промышленной вентиляции нашла отражение история промышленного развития страны, начиная с 20-х годов теперь уже прошлого века и по наши дни. Преподавательский состав кафедры, методика преподавания, тематика научных исследований соответствуют проблематике и уровню развития систем теплогазоснабжения, отопления и вентиляции в стране.
Заметное место в работе кафедры занимают исследования состояния и оценки эффективности работы существующих систем теплогазоснабжения, отопления и вентиляции гражданских зданий и промышленных объектов, а так же высотных зданий города Москвы.
Широта и перспективность проводимых на кафедре исследований объясняется тесной связью с производством, многие преподаватели кафедры совмещают преподавательскую деятельность с практической работой в научно-исследовательских и проектных организациях, являются членами ученых и технических советов и постоянными консультантами профильных ведомств, институтов и строительных организаций.
Кафедра осуществляет подготовку аспирантов по научной специальности:
- 05.23.03 – «Теплоснабжение, вентиляция, кондиционирование воздуха, газоснабжение и освещение»
Направления научной деятельности кафедры:
- Строительная теплофизика ограждающих конструкций зданий. Научный руководитель направления: проф. В.Г. Гагарин,
- Энергосбережение и энергоэффективность. Научный руководитель направления: проф. В.Г. Гагарин.
- Инженерное оборудование и системы поддержания микроклимата производственных зданий и сооружений. Научный руководитель направления: проф. В.И. Прохоров
- Системы кондиционирования воздуха и холодоснабжение. Научный руководитель направления: проф. В.И. Прохоров.
- Системы газоснабжения. Научный руководитель направления: доц. В.А. Жила.
- Теоретические основы совершенствования систем создания микроклимата в здании. Научный руководитель направления: доц. О.Д. Самарин.
- Теплоснабжение и котельные установки. Научный руководитель направления: проф. П.А. Хаванов
Ведущие научные руководители кафедры:
- Гагарин Владимир Геннадьевич
- Малявина Елена Георгиевна
- Рымаров Андрей Георгеевич
- Самарин Олег Дмитриевич
- Хаванов Павел Александрович
- Саргсян Самвел Владимирович
- Прохоров Виталий Иванович
- Жила Виктор Андреевич
Темы защищенных в последнее время диссертаций:
- Титков Дмитрий Геннадьевич. Разработка методики расчета теплового режима подземного коллектора для инженерных коммуникаций. Диссертация к.т.н. по специальности 05.23.03, защищена в Совете Д212.138.10.
