Движение теплоносителя осуществляется за счёт разности давлений в разных точках системы.
Пьезометрический график показывает располагаемый напор (разность давлений в подающем и обратном трубопроводах) в любой точке теплосети, что необходимо для решения следующих вопросов:
1) проверка правильности выбора диаметров;
2) определение давлений при разных режимах, что необходимо для выбора сетевых и подпиточных насосов;
3) выявление располагаемого напора на вводе у каждого потребителя;
4) определение мест образования вакуума, в которых возможен подсос воздуха из атмосферы, препятствующее нормальной работе теплосети.
При построении пьезометрического графика за начало координат принимается точка установки сетевого насоса.
Вправо от этой точки строится профиль теплотрассы и наносятся высоты зданий.
По оси абсцисс откладываются в масштабе длины участков теплотрассы, а по оси ординат — высоты зданий, напоры и потери напора на участках (из таблиц гидравлического расчёта).
Соединяя верхние точки этих отрезков, получают ломаную линию, которая является пьезометрической линией для обратной магистрали. От последней точки вверх откладывается необходимый располагаемый напор для последнего абонента основной магистрали.
Затем строится пьезометрическая линия подающей магистрали по аналогии с обратной магистралью, учитывая потерю напора в узле сетевых подогревателей.
Рис. 5.2 Пьезометрический график тепловых сетей.
5.3 Подбор сетевых и подпиточных насосов.
Напор сетевого насоса в отопительном периоде:
Подача сетевого насоса в отопительном периоде:
Qснз = 270 кг/с = 972 м3/час.
Принимаем к установке:
2 насоса 1Д 500 — 63а и 2 насоса 1Д 630 — 125.
В летнем режиме один насоса 1Д 500 — 63а обеспечит потребителей горячей водой. В зимнем режиме будет обеспечено необходимое регулировании и резервирование.
Напор подпиточного насоса в отопительном периоде:
Подача подпиточного насоса в отопительном периоде:
Qподз = 0,1 · 972 = 97,2 м3/час.
Принимаем к установке 4 насоса марки Кс 50−55−2-С УХЛ4.
Подкачивающих насосов не требуется.
6. Тепловой расчет магистрали.
Расчёт производится на участке тепловой сети от, А до Б.
принимаем температуру грунта равную 5,9°С.
d = 530×8,0.
1. Находим нормы тепловых потерь тепла изолированными теплопроводами водяных тепловых сетей:
Значения величин q взяты при температуре подающей и обратной воды соответственно 130 и 70 °C Значения потерь тепла определяются по формулам:
Определение толщины тепловой изоляции.
гр=1,62 Вт/(м•оС) Эквивалентный диаметр внутренней поверхности канала:
Определяем температуру воздуха в канале:
Чтобы найти величину термического сопротивления теплоотдаче от теплоизоляционной конструкции в воздух канала, примем, Принимаем изоляцию: маты минераловатные.
При вычислении коэффициента теплопроводности теплоизоляционного материала температуру наружной поверхности теплоизоляционной конструкции без существенной погрешности принимают 40оС, тогда:
Толщина тепловой изоляции для подающего трубопровода:
Аналогично для обратного трубопровода:
Принимаем большую толщину 30 мм.
7. Расчет компенсаторов.
Неподвижные опоры фиксируют отдельные точки трубопровода, делят его на независимые в отношений температурных удлинений участки и воспринимают усилия, возникающие в трубопроводах при различных схемах и способах компенсации тепловых удлинений.
Расстояние между неподвижными опорами по компенсирующей способности сальниковых компенсаторов определяются по формуле:
где — расчетная компенсирующая способность сальниковых компенсаторов, мм Расчетную компенсирующую способность сальниковых компенсаторов принимают меньше на величину Z, которая учитывает недостаточную точность изготовления компенсаторов и возможную податливость неподвижных опор.
— расчетная температура теплоносителя;
— расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления, °C;
— коэффициент линейного расширения трубной стали, мм/м2°C.
Исходные данные:
Диаметр трубы — 530 мм.
Расчетная температура теплоносителя — 130 °C.
Расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления — 32 °C.
Нагрузки на неподвижные опоры трубопроводов подразделяют на вертикальные и горизонтальные. Вертикальную нагрузку определяют по формуле.
.
где q — вес одного погонного метра трубопровода: вес трубы, изоляционной конструкции и воды, кг· с;
— пролет между подвижными опорами, м.
Горизонтальные нагрузки на неподвижные опоры трубопроводов возникают при нагревании или охлаждении трубы, под влиянием следующих сил:
— сила трения, кг, в подвижных опорах при тепловом удлинении трубопровода;
— сила трения, кг, в сальниковых компенсаторах при тепловом удлинении трубопровода.
Горизонтальные осевые нагрузки на промежуточные опоры определяют с учетом всех действующих сил по обе стороны опоры (S1 и S2).
кг· с где — силы трения в продольных опорах, кг· с;
— силы трения в сальниковых компенсаторах, кг· с.
кг· с где f — коэффициент трения подвижных опор
q — вес одного метра трубы в рабочем состоянии (вес трубы, изоляционной конструкции и воды), кг· с;
L — длина трубопровода от неподвижной опоры до компенсатора, м.
Силы трения в сальниковых компенсаторах определяют в зависимости от рабочего давления теплоносителя, диаметра трубы и конструкции сальниковой набивки:
кг· с.
кг· с где — рабочее давление теплоносителя, принимается по наибольшему возможному избыточному давлению в подающем и обратном трубопроводе, кг· с/см2;
— длина слоя набивки по оси сальникового компенсатора;
D2 — наружный диаметр стакана сальникового компенсатора, см;
— коэффициент трения набивки о металл принимают 0,15;
— число болтов компенсатора;
— площадь поперечного сечения набивки, см2.
.
где D3 — внутренний диаметр корпуса сальникового компенсатора, см;
Величину принимают не менее 10 кг· с/см2.
В качестве расчетной принимают большую из сил. Направление силы — в сторону, противоположную движению.
Результирующие горизонтальные нагрузки на промежуточные неподвижные опоры находят как разницу суммарных сил по обе стороны опоры:
S = Sб — Sм, при этом для повышения запаса и прочности меньшую сумму сил принимают с коэффициентом 0,7; то есть S = Sб — 0,7· Sм.
При равенстве сумм сил с обеих сторон (S1 = S2) в качестве расчетной принимается одна из сумм с коэффициентом 0,3 (S1 = 0,3· S2).
Так как силы трения и силы упругой деформации меняют свое направление при нагреве и охлаждении трубопроводов, следует рассматривать оба режима и в качестве расчетной нагрузки принимать наибольшую.
кг· с.
(для скользящих опор).
кг· с.
кг· с.
м Сила трения в скользящих опорах.
кг· с.
кг· с/см2.
Определение силы трения в сальниковых компенсаторах.
кг· с,, см,, см.
кг· с.
кг· с, см2.
кг· с Неуравновешенное усилие от внутреннего давления.
.
Горизонтальное усилие: при нагреве трубопровода.
при охлаждении (спуске воды) и закрытой задвижке.
.
Пролет между свободными опорами при таком диаметре трубопровода равен 13,6 м.
Г-образных участков тепловой сети не предусматривается, расчет на компенсацию тепловых удлинений не выполняем.
Заключение
.
В работе выполнены теплотехнические расчеты для проектирования системы теплоснабжения промышленного района г. Тайшет.
Построены графики тепловых нагрузок абонентов, графики регулирования тепловой нагрузки.
Дана характеристика системы теплоснабжения, рассмотрены схемные решения. Выполнен гидравлический расчет теплосети, построен пьезометрический график.
Выбраны насосы системы. Выполнен тепловой расчет сети и расчет компенсаторов.
Библиографический список:
1. СНиП 2.
01.01 — 82. Строительная климатология и геофизика. Госстрой СССР. М.: Стройиздат, 1983.
2. Системы теплоснабжения промышленных предприятий: Учебно-методическое пособие для курсового проектирования/Г.В.Пак, А. А. Проненков, С. В. Латушкина. — Братск: ГОУ ВПО «БрГУ», 2007.
3. Сни.
П 2.04−05−91. Отопление, вентиляция и кондиционирование. — М: Минстрой России, 1990.
4. СНиП 11−04.01−85. Горячее водоснабжение. — М.: Стройиздат, 1986.
5. СНиП 2.
04.07 — 86. Тепловые сети. — М.: Государственный строительный комитет СССР, 1987.
6. Справочник проектировщика. Проектирование тепловых сетей / Под редакцией А. А. Николаева. — М: Стройиздат, 1965.
7. Захаренко С. Е., Захаренко Ю. С., Пищиков М. А. Справочник строителя тепловых сетей. — М.: «Энергия», 1967 г.
8. Иванов В. Д., Богданов М. В., Нартов И. М. Проектирование систем централизованного теплоснабжения. Учебное пособие. СПб.: СПб ГТУ РП. 1993.
9. Иванов В. Д., Нартов И. Н. Системы теплоснабжения промышленных предприятий: Учебное пособие. — Л.: ЛТА, 1987.
10. Иванов В. Д., Сыромаха П. И. Водяные системы теплоснабжения объектов ЦБП. Учебное пособие. Л.: ЛТИ ЦБП. 1991.
11. Ионин А. А., Хлыбов Б. М., Братенков В. Н., Терлецкая Е. Н. Теплоснабжение. Учебник для вузов. — М.: «Стройиздат», 1982 г.
12. Козин В. Е., Левина Т. А., Марков А. П., Пронина И. Б., Слемзин В. А. Теплоснабжение. Учебное пособие для студентов вузов. — М.: «Высшая школа», 1980 г.
