Расчет и устройство тепловых сетей жилого района

Введение

Задание Исходные данные

1.Расчет теплового потока района и квартала

2.Расчет расхода теплоносителя для квартала и района

3.Расчет диаметра трубопровода для квартала и района

4.Расчет скорости течения теплоносителя в трубопроводе для квартала и района

5. Виды труб, используемых при прокладке тепловых сетей Заключение Список используемой литературы

котельная теплопровод гидравлический труба Источник тепла — это комплекс оборудования и устройств, с помощью которых осуществляется преобразование природных и искусственных видов энергии в тепловую энергию с требуемыми параметрами. Устройство для получения пара и горячей воды за счет сжигаемого топлива называют котельными агрегатами. Котлы бывают паровые, водогрейные, утилизаторы.

Комплекс устройств в составе котельного агрегата и вспомогательного оборудования называется котельной установкой.

В современных условиях теплоснабжения применяют в качестве теплоносителей пар и воду. В данной работе теплоносителем является вода. Схемы прокладки тепловых сетей могут быть радиальными и кольцевыми. Кольцевые дороже, но надежнее радиальных; у них низкие эксплуатационные затраты. По способу прокладки тепловые сети делятся на подземные (в проходных, в полупроходных, в непроходных каналах и безканальная прокладка) и наземные (на эстакаде, мачте, низких опорах, на стенах здания).

Задание

В данной работе мы должны произвести гидравлический расчет, включающий в себя:

Определение теплового потока жилого квартала Определение расхода теплоносителя жилого квартала Определение диаметра трубопровода по известной скорости движения теплоносителя в трубопроводе Определение скорости движения теплоносителя в трубопроводе известному диаметру

Схема тепловой сети с неподвижными опорами и компенсаторами для жилого квартала и жилого района

Исходные данные

Исходные данные включают в себя генплан жилого района и план жилого квартала с прилагающимся к нему списком зданий

1. 9-ти этажный дом на 144 квартир

2. 9-ти этажный дом на 215 квартир

3. 5-ти этажный дом на 80 квартир

4. 5-ти этажный дом на 60 квартир

5. продовольственный магазин на 6 рабочих мест, 1 этаж

6. детский сад — ясли на 280 мест, 2 этажа

7. школа на 1000 мест, 3 этажа

8. 9-ти этажный дом на 100 квартир

9. продовольственный магазин на 12 рабочих мест и промтоварный магазин на 12 рабочих мест, 2 этажа

10. 5-ти этажный дом на 70 квартир

1.Расчет теплового потока района и квартала

1.1 Расчет теплового потока квартала

Произведем расчет теплового потока для квартала с девятиэтажной застройкой, а тепловой поток кварталов с 5-ти, с 2-х и 3-х этажной застройкой примем условно.

Q⁹_общ = Q₁ + Q₂ + Q₃ + …+ Q_n

Где Q⁹_общ — тепловой поток жилого квартала с 9-ти этажной застройкой, Вт;

Q_n — тепловой поток отдельного здания, Вт:

Q_n = q₀· W_зд · Дt,

Где q₀ — удельная теплоемкость, Вт/(м^{3 0}С),

W_зд — объем здания, м³

W_зд = a· b·h,

Где a — длин здания (длина одного проема 15м),

b — ширина здания (12м),

h — высота здания (высота одного этажа 3м),

Дt — разность между температурой помещения и наружной температурой, ⁰С;

Дt = t_n + t_н,

t_n — температура помещения (18⁰С)

t_н — наружная температура (-38⁰С) Дt =18-(-38) = 56⁰С.

1.1.1 9-ти этажный дом на 144 кв

a₁ = 4· 15=60 м; b₁ = 12 м; h₁ = 3· 9 = 27 м

W₁ = 12· 60·27 = 19 440 м³

q_уд =0,34 Вт/(м³· ⁰С)

Q₁ = 0,34· 19 440·56= 370 138 Вт

1.1.2 9-ти этажный дом на 215 кв

a₂ = 5· 15=75 м; b₂ = 12 м; h₂ = 3· 9 = 27 м

W₂ = 12· 75·27 = 24 300 м³

q_уд =0,33 Вт/(м³· ⁰С)

Q₂ = 0,33· 24 300·56 = 449 064 Вт

1.1.3 5-ти этажный дом на 80кв., 4 шт

a₃ = 4· 15=60 м; b₃ = 12 м; h₃ = 3· 5 = 15 м

W₃ = 12· 60·15 = 10 800 м³

q_уд =0,38 Вт/(м^{3 0}С)

Q₃ = 0,38· 10 800·56 = 229 824 Вт

1.1.4 5-ти этажный дом на 60 кв., 2 шт

a₄= 2· 15=30 м; b₄= 12 м; h₄= 3· 5 = 15 м

W₄ = 12· 30·15 = 5400 м³

q_уд =0,44 Вт/(м^{3 0}С)

Q₄ = 0,44· 5400·56 = 133 056 Вт

1.1.5 продовольственный магазин на 6 рабочих мест, 1 этаж

a₅ = 2· 15=30 м; b₅ = 12 м; h₅ = 1· 3 = 3 м

W₅ = 12· 30·3 = 1080 м³

q_уд =0,44 Вт/(м^{3 0}С)

так как в продовольственных магазинах температура не должно превышать12⁰С, следовательно Дt =12-(-38) = 50⁰С.

Q₅ = 0,44· 1080·50 = 23 760 Вт

1.1.6 детский сад — ясли на 280мест, 2 этажа

а₆ = 3· 15=45 м; b₆ = 12 м; h₆ = 3· 2 = 6 м

W₆ = 12· 45·6 = 3240 м³

q_уд =0,44 Вт/(м^{3 0}С)

так как в детских садах температура в помещении не должна быть меньше +20⁰С, следовательно Дt =20-(-38) = 58⁰С.

Q₆ = 0,44· 3240·58 = 82 685 Вт

1.1.7 школа на 1000мест, 3 этажа

а₇ = 3· 15=45 м; b₇ = 12 м; h₇ = 3· 3 = 9 м

W₇= 12· 45·9 = 4860 м³

q_уд =0,45 Вт/(м^{3 0}С)

Q7= 0,45· 4860·56 = 131 220 Вт

1.1.8 9-ти этажный дом на 100 кв., 3 шт.

A₈ = 2· 15=30 м; b₈ = 12 м; h₈ = 3· 9 = 27 м

W₈ = 12· 30·27 = 9720 м³

q_уд =0,38 Вт/(м^{3 0}С)

Q₈ = 0,38· 9720·56 = 206 842 Вт

1.1.9 Продовольственный магазин на 12 раб. мест и промтоварный магазин на 12 раб. мест, 2 этажа

a₁₂ = 2· 15=30 м; b₁₂ = 12 м; h₁₂ = 3· 2 = 6 м

W₁₂ = 12· 30·6 = 2160 м³

q_уд =0,49 Вт/(м^{3 0}С)

Q₁₂ = 0,49· 2160·50 = 52 920 Вт

1.1.10 5-ти этажный дом на 70 кв.

a₁₁ = 3· 15 =45 м; b₁₁ = 12 м; h₁₁ = 3· 5 = 15 м

W₁₁ = 12· 45·15 = 8100 м³

q_уд =0,38 Вт/(м^{3 0}С)

Q₁₁ = 0,38· 8100·56 = 172 368 Вт

Q⁹_общ = 370 138 + 449 064 + 229 824*4 + 133 056*2 + 23 760 + 82 685 + 131 220 + 206 842*3+ + 52 920 + 172 368 = 3 088 089 Вт Тепловой поток для квартала с 5-ти этажной застройкой

Q⁵_общ = Q⁹_общ/2 =3 088 089/2 = 1 544 045 Вт Тепловой поток для квартала с 2-х и 3-х этажной застройкой

Q^2,3_общ = Q⁹_общ/4 = 3 088 089/4 = 772 022 Вт

1.2 Расчет теплового потока жилого района

Тепловой поток жилого района, состоящего из одного квартала с 9-ти этажной застройкой, двух кварталов с 2-х и 3-х этажной застройками и 11-ти кварталов — 5-ти этажной застройки будет равен:

Q_района =2· Q⁹_общ +10· Q⁵_общ + 3· Q^2,3_общ

Q_района = 2*3 088 089+10*1 544 045+3*772 022 = 23 932 694 Вт

2 Расчет расхода теплоносителя для квартала и района

2.1 Расход теплоносителя для жилого квартала

Расход теплоносителя для жилого квартала можно определить по следующей формуле

G =

где G — расход теплоносителя, м³/с

Q_общ — тепловой поток квартала, Вт;

C — удельная теплоемкость теплоносителя — воды, с = 4190 Дм/(кг ⁰С);

Дt = 150⁰С-70⁰С = 80⁰С.

2.1.1 Расход теплоносителя для жилого квартала с 9-ти этажной застройкой

G₉ = 3 088 089/ (4190· 80) = 9,213 кг/с =9,213· 10^-3 м³/с

2.1.2 Расход теплоносителя для жилого квартала с 5-ти этажной застройкой

G₅ = 1 544 045/ (4190*80) = 4,606 кг/с =4,606· 10^-3 м³/с

2.1.3 Расход теплоносителя для жилого квартала с 2,3-ти этажной застройкой

G_2,3 = 772 022/(4190*80) = 2,303 кг/с =2,303· 10^-3 м³/с

2.2 Расход теплоносителя для жилого района

Расход теплоносителя можно определить по следующей формуле:

G_р = Q_района / (c· Дt),

Где Q_района — тепловой поток района, Вт;

G_р = 23 932 694/ (4190· 80) = 71,398кг/с =71,398· 10^-3 м³/с.

3 Расчет диаметра трубопровода для квартала и района

Расчет диаметра трубопровода ведем по известной скорости движения воды в трубопроводе, как для живого района, так и для жилого квартала.

3.1 Расчет диаметра трубопровода для жилого квартала

Диаметр трубопровода D для любого квартала можно определить по формулам

D =

F = G_кв /н

F — площадь поперечного сечения,

G_кв — расход течения воды (теплоносителя) в трубопроводе, примем н = 2 м/с

3.1.1 Диаметр трубопровода для квартала с 9-ти этажной застройкой

F₉ = (9,213· 10^-3)/2 =4,607· 10^-3 м²

D = =0,077 м = 77 мм,

Принимаем D = 80 мм (по СНиП)

3.1.2 Диаметр трубопровода для квартала с 5-ти этажной застройкой

F₅ = (4,606· 10^-3)/2 =2,303· 10^-3 м²

D = =0,054 м = 54 мм Принимаем D = 60 мм (по СНиП)

3.1.3 Диаметр трубопровода для квартала с 2,3-х этажной застройкой

F_2,3 = (2,303· 10^-3)/2 =1,152· 10^-3 м²

D = = 0,038 м = 38 м Принимаем D = 40 мм (по СНиП)

3.2 Расчет диаметра трубопровода для жилого района

Диаметр трубопровода для жилого района определяем по формуле, при этом площадь поперечного сечения трубопровода вычисляем по формуле

F_р = G_р /н

G_р — расход теплоносителя для жилого района, м³/с н — скорость течения воды в трубопроводе, н = 2 м/с,

F_р = (71,398· 10^-3)/2 = 35,699· 10^-3 м²

D_р = =0,213 м = 213 мм Принимаем D_р = 220 мм (по СНиП) Для трубопровода квартала применяем П — образные компенсаторы, так как D < 200 мм.

Для трубопровода района сальниковые компенсаторы, так как расчетный диаметр больше 200 мм.

4 Расчет скорости течения теплоносителя в трубопроводе для квартала и района

Расчет ведем по принятому диаметру трубопровода, как для квартала, так и для района.

4.1 Расчет скорости течения теплоносителя для квартала

Определяем по следующей формуле:

н =

G_кв — расход теплоносителя квартала, м³/с

D_кв — принятый диаметр в соответствии со стандартом, м

4.1.1 Скорость течения воды в трубопроводе для квартала с 9-ти этажной застройкой

н₉ = = 1,8 м/с

4.1.2 Скорость течения воды в трубопроводе для квартала с 5-ти этажной застройкой

н₅ = = 1,6 м/с

4.1.3 Скорость течения воды в трубопроводе для квартала с 2-х и 3-х этажной застройкой

н_2,3 = = 1,8 м/с

4.2 Расчет скорости течения теплоносителя для района

Скорость течения теплоносителя в трубопроводе:

н =

G_р — расход теплоносителя жилого района, м³/с

D_р — принятый диаметр трубопровода для района, приведенный к стандарту, м.

н_р = = 1,9 м/с

5. Виды труб, используемых при прокладке тепловых сетей

СAFSAFLEX — гибкая труба для внутриквартальных сетей. Труба предназначена для использования в небольших и средних отопительных сетях местного и районного назначения, в промышленности и сельском хозяйстве, плавательных бассейнах.

Труба для горячего водоснабжения СAFSAFLEX имеет гофрированную подающую трубу, изготовленную из нержавеющей стали. Гофрированная труба разработана на основе гидродинамических расчетов трубопровода.

Теплоизоляция трубы выполнена из пенополиуретана.

Труба СAFSAFLEX поставляется на объекты одной секцией нужной длины (обычно в бухтах).

Труба СAFSAFLEX может укладываться в землю, что позволяет значительно сузить траншеи для прокладки трубопровода.

Физические свойства гофрированной подающей трубы позволяют производить монтаж трубопровода без учета теплового расширения.

Монтаж участков трубопровода осуществляется с помощью специальных соединительных деталей — муфт С AFSAFLEX.

Сфера применения труб С AFSAFLEX:

— рабочая температура до 130 *С;

— рабочее давление до 25 бар.

Напорные асбоцементные трубы и муфты (ГОСТ 539−80)

Асбоцемент — один из видов армированного бетона, асбест в нем играет роль арматуры равномерно распределенной по всему объему материала, а затвердевший цементный камень образует плотную матрицу, в которую заключен асбест. Соотношение асбеста и портландцемента составляет 15/85. Асбест в таком материале находится в связанном состоянии и практически не выделяется в окружающую среду.

Вопрос о расширенном применении асбоцементных труб для трубопроводов различного назначения рассматривался еще в 60-е годы, в частности в институте Мосинжпроект и МИСИ им. Куйбышева.

Напорные асбоцементные трубы применяются уже более 15 лет.

По сравнению со стальными трубами они обладают рядом преимуществ:

— высокой коррозионной стойкостью;

— стойкостью к длительному воздействию горячей воды до 130 *С;

— линейные деформации асбоцементных труб от воздействия температуры не превышают в интервале рабочих температур 2,15 мм на 1 пог. метр;

— коэффициент теплопроводности асбоцементных труб при температуре до 150 *С равен 0,8 ккал/(ч.*м*С), против 50 ккал/(ч.*м*С) для стальных труб;

— в несколько раз уменьшаются затраты на капитальный ремонт и капитальное строительство, поскольку асбоцементные трубы дешевле стальных, не требуются затрат на прокладку каналов тепловых сетей;

— простота монтажа сокращает сроки строительства и капитального ремонта трубопроводов;

— использование самоуплотняющихся асбоцементных муфт типа ТМ (ТУ 5786−055−281 588−98)с уплотнительными теплостойкими резиновыми кольцами (ТУ2531−015−152 106−98) для сборки данных трубопроводов позволяет исключить наиболее слабые участки трубопровода — сварные стыки.

Кроме того, муфтовые соединения эластичны, способны выдерживать вибрацию и угловые смещения труб до 3−5 градусов без нарушения герметичности.

Данные трубы выпускают диаметром от 100 до 500 мм, для давлений 0,6; 0,9 и 1,2 Мпа. Рабочий интервал температур до 115*С.

На заседании секции «Водоснабжение, водоотведение и энергоресурсосбережение в жилищно-коммунальном хозяйстве» и секции «Строительных материалов и изделий» Научно-технического совета Госстроя России 29 мая 2001 года рекомендовано, руководителям предприятий жилищно-коммунального комплекса активнее использовать имеющийся опыт применения и эксплуатации специальных асбоцементных труб в системах отопления и горячего водоснабжения, в Курской, Белгородской и Московской областях.

Научно-исследовательским институтом «НИИасбоцемент» разработана и утверждена Инструкция по прокладке, испытанию и приемке в эксплуатацию асбоцементных теплотрасс.

Данные трубопроводы соответствуют гигиеническим нормативам «Перечень асбоцементных материалов и конструкций, разрешенных к применению в строительстве» ГН 2.1.2/2.2.1.1009−00, утвержденных Главным государственным санитарным врачем Российской Федерации, Первым заместителем Министра здравоохранения Российской Федерации Онищенко Г. Г. Дата введения 1 марта 2001 года.

Однако, как отмечается, на применение асбоцементных труб в тепловых сетях не разработаны строительные нормы (Свод правил), в результате чего нет возможности производить типовое проектирование тепловых сетей, а также не проработаны вопросы по выбору коэффициента запаса прочности в зависимости от условий прокладки трубопровода и условий эксплуатации.

Кроме того, в прайс-листе завода-изготовителя Воскресенского комбината «Красный строитель» предлагаются только трубы и муфты с уплотнительными резиновыми кольцами. Вопросы о комплектации трубопровода соединительными деталями: тройниками, отводами, соединениями с запорной арматурой и др. не рассмотрены.

Документом, регламентирующим проектирование теплотрасс из асбоцементных труб, является нормативный документ ВУ-1−81 Московского областного производственного теплоэнергетического Управления Мособлэнерго «Временные указания по проектированию и строительству бесканальных тепловых сетей из асбестоцементных труб». Данный документ был разработан и внесен Всесоюзным заочным инженерно-строительным институтом ВЗИСИ Минвуза РСФСР, и утвержден Мособлисполкомом 28 сентября 1981 года, решением № 1315/19.

Биметаллические трубы

Биметаллические шовные трубы, разработанные ГНЦ ЦНИИ «Чермет», изготовляются из листовой стали с односторонней (ГОСТ10 885−75) или двухсторонней плакировкой. Толщина защитного слоя трубы составляет от 5 до 15% толщины стенки трубы (материал плакировки — 08Ю+08Х18Н10, сочетание основного и защитного слоев отмечены знаком «+»).

Контролируемая горячая совместная пакетная прокатка основного слоя из низколегированной стали и плакирующего слоя из коррозионно стойкого сплава формирует мелкодисперсную структуру биметалла. Данная структура металла обеспечивает высокие механические свойства уже в горячекатанном состоянии, что устраняет необходимость длительной термической обработки, обязательной для других способов получения биметалла. Отказ от длительных выдержек при термической обработке позволяет подавить направленную диффузию углерода и хрома в зоне контакта слоев. Это сохраняет высокие антикоррозийные свойства плакирующего слоя высокую прочность изделий из биметалла.

Биметаллические коррозионностойкие трубы применяются взамен труб из нержавеющей стали или труб из углеродистых низколегированных сталей. В первом случае экономическая эффективность применения биметаллических труб вытекает из значительного снижения стоимости по сравнению с трубами из нержавеющих моносталей, во втором случае на порядок увеличивается срок службы труб, их надежность и долговечность.

В настоящее время производятся двухи трехслойные сварные трубы диаметром до 530 мм с толщиной стенки 2−12мм. По оценке разработчиков стойкость трубы по сравнению с обычной углеродистой выше на 2 — 3 порядка, увеличение стоимости составляет — 3 — 4 раза.

Оцинкованные стальные трубы из углеродистой стали

Из существующих металлических покрытий — цинковое покрытие — наиболее известное и широко распространенное покрытие стальных углеродистых труб.

Цинкованием называется химико-термическая обработка, заключающаяся в диффузионном насыщении поверхностного слоя стали цинком, как правило, при температуре 300−5000С в соответствующей среде.

Применение оцинкованных стальных водогазопроводных труб ГОСТ 3262–75 дает хорошие результаты при работе в холодной и теплой воде при температуре не выше 600С. Однако при температурах 600 — 700С происходит возникновение электрохимической коррозии покрытия, в интервале температур воды 600 — 850С, а также в водяном паре скорость коррозии цинка может достигать 1 — 3 мм в год.

Цинковое покрытие нестойко в кислых и щелочных средах. Перед монтажом трубопровода необходимо проведение анализа состава воды. Если вода мягкая, содержит активную двуокись углерода, а также хлор и (или) сульфаты, оцинкованные трубы не рекомендуется использовать без катодной защиты. Вода с низким рН (6−7) приводит к относительно быстрому разрушению покрытия, в водах с рН, равным 7,4−7,9 покрытие оказывается более стойким за счет сохранения внутреннего промежуточного слоя железоцинковых сплавов, на котором образуется осадок с высокими защитными свойствами.

На стойкость покрытия в воде влияет химический состав воды, скорость ее течения: постоянный поток воды (желательно течение воды со скоростью 0,3−0,5м/ с, при которой защитный слой не столь быстро разрушается).

Толщина слоя цинкового покрытия отечественных водогазопроводных руб составляет 43 мкм.

Существенное влияние на структуру и качество цинкового покрытия оказывают другие металлы, имеющиеся в цинковом покрытии. Например, покрытие, легированное никелем (0,1−0,4% по массе) и алюминием (0,04−0,01% по массе) намного повышает коррозионную стойкость труб.

Антикоррозийная стойкость цинковых покрытий повышается также пассивированием, фосфатированием или покрытием поверхностей труб различными лаками.

Цена оцинкованных труб в среднем выше в 1,8 раза цены обычных водогазопроводных труб.

Компанией АВВ разработан метод соединения оцинкованных труб и фитингов с помощью пайки. Готовое соединение состоит из сварочного кольца, установленного на концах труб по внутренней поверхности труб и твердого припоя. Сварочное кольцо изготовлено из пластины с электрогальваническим покрытием и имеет утолщения по всей поверхности, которые обеспечивают точное расстояние между трубами во время процесса пайки.

Для увеличения срока службы труб с цинковым покрытием используется метод сверхглубокого цинкования, позволяющий увеличить срок службы покрытия до четырех раз.

Стальные трубы из углеродистой стали

Преимущественное применение стальных водогазопроводных сварных труб ГОСТ 3262–75 при создании и ремонте сетей теплоснабжения обусловлено рядом факторов: низкой ценой, технологичностью монтажа, освоенностью технологии соединения труб, большим количеством типоразмеров. Кроме того, существуют и косвенные факторы, такие как «традиционность» и «психологическая подготовленность» заказчика и подрядчика по выбору именно таких стальных труб.

Выбор стальных труб для строительства тепловых сетей нормализован СНиП «Тепловые сети. Материалы, оборудование, арматура, изделия и строительные конструкции», по которым предусмотрено использование в тепловых сетях труб из сталей трех марок: Ст. 3, 10, и 20. Выбор марки стали осуществляется в зависимости от величины и характера нагрузок. При повышенных прочностных требованиях к конструкции трубопроводов необходимо применять стали с повышенным пределом текучести и временным сопротивлением разрыву (например, Ст. 4, сталь25).

Для воздушных (надземных) теплопроводов рационально применение труб из сталей с повышенными прочностными характеристиками. Это позволяет максимально увеличить расстояния (пролеты) между опорными конструкциями, что в свою очередь уменьшает стоимость сооружения.

Наиболее часто для прокладки трубопроводов тепловых сетей используются водогазопроводные сварные трубы ГОСТ 3262–75 с наружным диаметром 10,2 — 165 мм и толщиной стенки 1,8 — 5,5 мм, они используются при давлении теплоносителя до 1,6 МПа и температуре до 150 °C.

Для теплопроводов канальной и надземной прокладки диаметром от 400 до 700 мм при давлении до 1,6 МПа. и температуре не выше 150 °C применяются электросварные трубы со спиральным швом (ГОСТ19 282−73).

Согласно СНИП 2.04.07 — 86 «Тепловые сети», пункта 7.2: — «Бесшовные стальные трубы допускается применять с параметрами теплоносителя, для которых применение сварных труб не допускается Правилами Госгортехнадзора».

Цена бесшовных углеродистых стальных труб превосходит цену водогазопроводных труб примерно в 1,2−1,5 раза.

Эмалевые и стеклоэмалевые (силикатно-эмалевые) покрытия стальных углеродистых труб.

Эмалевые и стеклоэмалевые покрытия относятся к категории силикатных покрытий. По сравнению с другими покрытиями они обладают рядом преимуществ:

— высокой твердостью;

— химической стойкостью;

— гладкой поверхностью, которая обеспечивает минимальное гидравлическое сопротивление трубы;

— данные покрытия не подвержены старению.

Благодаря относительной дешевизне материалов, необходимых для изготовления покрытий, высоким эксплуатационным свойствам стеклоэмалевые покрытия все шире применяются для защиты трубопроводов.

Трубопроводы с силикатно-эмалевыми покрытиями используются для водопроводной сети, систем теплоснабжения, ГВС, перекачки нефтепродуктов, химически активных и коррозионноактивных веществ.

Трубы изготавливаются с односторонним или двухсторонним покрытием.

По данным Всероссийского научно — исследовательского института «ВНКТИ» и Всероссийского теплотехнического института «ВТИ», срок службы стальных труб с силикатно-эмалевым покрытием толщиной 200 — 400 микрон, применяемых, в трубопроводах теплоснабжения и ГВС увеличивается, в два раза по сравнению со стальными углеродистыми трубами без покрытия, а гидравлическое сопротивление таких труб в 4,8 раза ниже.

Основной изготовитель труб стальных с силикатно-эмалевым покрытием в России — ОАО «Пензаводпром» (ТУ 1308−004−2 066 613−97).

Для соединения стальных труб с силикатно-эмалевым покрытием разработано свыше пятнадцати видов конструкций соединений. Среди применяемых в настоящее время имеются соединения с использованием колец из нержавеющей стали и внутренних муфт изготовленных из коррозионностойких материалов, а также соединения с внутренней наплавкой нержавеющими электродами.

Технология соединения таких трубопроводов разрабатываются в «ГАНГ» им. Губкина и «ВНИИСТ».

К основным эксплуатационным недостаткам данных труб следует отнести:

— хрупкость;

— скалываемость при ударах и других механических воздействиях;

— износа и разрушения материала покрытий вследствие его выщелащивания, при транспортировании по трубопроводу жидкостей с температурой свыше 100*С. При повышении температуры со 100*С до 160* С, скорость выщелащивания возрастает в 8 -10 раз.

— Цена труб с силикатно-эмалевым покрытием превышает цену водогазопроводных труб 3,5−4 раза.

Трубы напорные из чугуна с шаровидным графитом

Трубы напорные бесшовные горячепрессованные из чугуна с шаровидным графитом (трубы ВЧШГ) разработаны ГНЦ ЦНИИ «Чермет ТУ 14−3-1848−92.

Трубы из ВЧШГ включены в СНИП 2.04.07 — 86 «Тепловые сети».

Серийный выпуск этих труб налажен на ОАО «Липецкий металлургический завод «Свободный сокол» (диаметр труб от 100 до 300мм), по технологии фирмы «Понт — а — Муссон» с 1990 года, а также Синарском трубном заводе, г. Каменск-Уральский Свердловской обл. (диаметр труб от 100 до1000мм).

Скорость коррозии чугуна в воде в 10 раз меньше, чем скорость коррозии углеродистой конструкционной стали, и составляет примерно 0,05 мм/год.

Коррозионная стойкость труб ВЧШГ определяется химическим составом чугуна и структурой. Легирование, модифицирование, сферодизация графитовых включений способствуют повышению коррозионной стойкости чугуна. Следует также отметить, что, как и при почвенной коррозии, так и в морской воде, ВЧШГ не склонен к локальной (питтинговой) коррозии.

Соответственно долговечность трубопроводов из горячепрессованных чугунных труб превышает долговечность существующих трубопроводов из углеродистой стали, что значительно сокращает затраты на ремонтно-восстановительные работы. Коррозионная стойкость, как к внутренней, так и к наружной коррозии (особенно к питтинговой, очаговой) превышает коррозионную стойкость стальных трубопроводов в 3 — 4 раза В отличие от серого чугуна, в котором графит присутствует в виде хлопьев, в ВЧШГ графит входит в сплав в сферической форме, что исключает образование трещин и повышает его прочность и пластичность.

Технология сварки труб ВЧШГ, изготовление фасонных частей освоены в Липецке на научно-производственном предприятии «Валок-Чугун». Сварка труб аргоно-дуговая, специальной никелевой проволокой с предварительным подогревом стыка и термообработкой после сварки.

Однако рассматриваемые трубы имеют следующие недостатки:

— более высокая стоимость рассматриваемых труб по сравнению с трубами, изготовленными из углеродистой конструкционной стали без коррозионного покрытия;

— более сложная технология сварки труб по сравнению со стальными трубами, а также сложности в проведении сварочных работ в полевых условиях;

— трудность точного предварительного подбора мерных участков трубопроводов со стальными наконечниками;

— сложность выполнения ремонтных работ при повреждении трубопровода.

Стоимость прокладки трубы из ВЧШГ по сравнению со стальной трубой, выше в среднем в 1,5 раза.

Ориентировочная сравнительная стоимость 1 погонного метра сварного трубопровода тепловых сетей из стали и ВЧШГ.

Заключение

В данной работе был проведен гидравлический расчет, включающий в себя:

1. Определение теплового потока района Q_района =23 932 694 Вт и кварталов

Q⁹_общ = 3 088 089 Вт, Q⁵_общ =1 544 045 Вт, Q^2,3_общ =772 022 Вт

2. Определение расхода теплоносителя для района G_р =71,398^.10^-3 м³/с и кварталов G₉ = 9,213^.10^-м³/с; G_2,3 = 2,303^.10^-м³/с; G₅ = 4,606^.10^-м³/с

3. Определение диаметра трубопровода главной магистрали D_р =220 мм

4. Определили скорости течения теплоносителя:

н_р =1,9 м/с; н₉ =1,8 м/с; н₅ =1,6 м/с; н_2,3 = 1,8 м/с

5 Схема тепловой сети с неподвижными опорами и компенсаторами для жилого квартала и района.

Список используемой литературы

1. Методическое пособие к курсовой работе «Расчет и устройство тепловых сетей жилого района» Килин П. И., Буланов Н. В., 2004 г.

2. Курс лекций по теплотехнике.