Тепловые сети микрорайона и промпредприятия г. Владивостока

Титульник.docx

Министерство образования и науки Российской Федерации
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
“Ижевский Государственный Технический Университет”
Кафедра “Теплоэнергетика”
Пояснительная записка к курсовому проекту
“Тепловые сети микрорайона и промышленного предприятия г.Владивостока”

Мой вариант.dwg

Тепловые сети жилого микрорайона и промпредприятия в г. Минусинск
ГОУ ВПО "ИжГТУ" гр. 5-84-1
КП-№зач кн-№вар-2009-ТС
Наружные тепловые сети

В1_4.dwg

Тепловые сети жилого микрорайона и промпредприятия в г. Минусинск
ГОУ ВПО "ИжГТУ" гр. 5-84-1
КП-№зач кн-№вар-2009-ТС
Наружные тепловые сети

В1_X.dwg

Тепловые сети жилого микрорайона и промпредприятия в г. Минусинск
ГОУ ВПО "ИжГТУ" гр. 5-84-1
КП-№зач кн-№вар-2009-ТС
Наружные тепловые сети

Мой вариант.dwg

Тепловые сети жилого микрорайона и промпредприятия в г. Минусинск
ГОУ ВПО "ИжГТУ" гр. 5-84-1
КП-№зач кн-№вар-2009-ТС
Наружные тепловые сети
Натуральная отметка земли
Проектная отметка земли
Отметка потолка канала
Тепловые сети жилого микрорайона и промпредприятия в г. Владивосток
Масштабы: Вертикальный 1:50 Горизонтальный 1:1000
Песок природный среднезернистый
КП-08081012-9-2010-ТС
Схема тепловых сетей
Поперечные разрезы сетей
Узел и разрез узла трубопровода
Ведомость чертежей основного комплекта
Диаметр условного прохода трубы d
Расстояние между опорами
Схема узла трубопровода УТ2
Поперечные разрезы сетей
Пози- ция по ген- плану
Наименование потребителя
Расчетный тепловой поток
Проект теплоснабжения микрорайона и промышленных зданий выполнен в соответствии с требованиями СНиП 41-02-2003 "Тепловые сети". Микрорайон состоит из 6-и жилиых зданий.Тепллоноситель топления и ГВС подвести к зданиям: пятиэтажным двухсекционным 25 и к девятиэтажным четырехсекционным 31 и 29. Промплощадка состоит из 9 зданий
теплоноситель подвести к зданиям 5
1. Источник теплоснабжения - котельная. Система теплоснабжения закрытая. Дома 29 и 25 присоединяются по независимой схеме
дом 31 присоединяется через элеватор. Промышленные здания 5 и 7.1 присоединяются через регулятор
здание 6.1 через элеватор. Параметры теплоносителя: микрорайон 130-70°С
промплощадка 150-70°С
ГВС-60°С. Прокладка тепловых сетей в миктрорайоне подземная бесканальная и в непроходных каналах типа 2КЛ
трубы в лотках размещают на подвижных (скользящих) и неподвижных опорах
которые установлены на опорных подушках
на промплощадке прокладка сетей-надземная. Для сподвода теплоносителя и ГВС микрорайона использоваь трубы стальные с тепловой изоляцией из пенополиуретана (тип 1) в полиэтиленовой оболочке ГОСТ 30732-2006. Для подвода теплоносителя промышленной плщадки использоваь трубы стальные с тепловой изоляцией из пенополиуретана i0
(тип 1) в оцинкованной оболочке ГОСТ 30732-2006.
Расчетные тепловые потоки
Спецификация оборудования и материалов УТ3
Наименование и техническая характеристика
Вентиль запорный Ду=25
Сильфонный компенсатор Dу=40
Сильфонный компенсатор Dу=70
Вентиль запорный Dу=15
Вентиль запорный Dу=20
Переход с Dу=100 на Dу=32
Переход с Dу=100 на Dу=50
Переход с Dу=70 на Dу=40
Фланцы стальные Dу=70
Фланцы стальные Dу=50
Труба диаметр 108х3.5
Труба диаметр 57х3.5
Труба диаметр 38х3.5
Труба стальная водогазопроводная

Пояснительная записка.docx

Основные сведения о проекте ..4
Расчет расходов теплоты 5
1. Расчет расходов теплоты на отопление .5
2. Расчет расходов теплоты на ГВС ..7
Гидравлический расчет системы ГВС .9
1. Расчет требуемых давлений в основании секционных узлов ..9
2. Определение расходов и потерь давления в секционных узлах .11
3.Гидравлический расчет основной магистрали подающего трубопровода в режиме водоразбор ..13
4. Гидравлический расчет боковых ответвлений подающего трубопровода 15
5. Расчет основной магистрали циркуляционного трубопровода .17
6. Расчет боковых ответвлений циркуляционного трубопровода ..19
7. Расчет циркуляционных трубопроводов между секционными узлами ..21
Гидравлический расчет тепловых сетей .23
1. Гидравлический расчет основной магистрали ..23
2. Гидравлический расчет боковых ответвлений ..25
Построение графика давлений (пьезометра) .28
Проверка на вскипание воды 29
Компенсация температурных деформаций трубопроводов сетей теплоснабжения .30
1. Расчет П-образных компенсаторов ..30
2. Расчет трубопроводов на самокомпенсацию температурных удлинений 32
Оборудование и конструкция тепловых сетей .34
Испытание тепловых сетей на прочность и герметичность ..35
Технология монтажа трубопроводов 36
Список литературы ..41
Основные сведения о проекте
На плане район города Владивосток. Здания расположены на участке со спокойным рельефом с небольшим уклоном. Данная местность характеризуется средними природно-климатическими условиями с температурой наружного воздуха (наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 092) -240С. Здания проектируются в жилом микрорайоне со средним уровнем стоянием грунтовых вод и наличием малопросадочных грунтов.
В основу курсового проекта положен генплан части квартала городской застройки с указанием параметров потребителей тепловой энергии расположение источника тепловой энергии (котельная). В данном микрорайоне применяется подземная прокладка теплопроводов и системы ГВС. Подземная прокладка применяется канальная и бесканальная. Тепловые сети и система ГВС проходят в непроходных каналах изстандартных железобетонных лотков серии 2КЛ. В данном проекте использованы стандартные тепловые камеры с типовыми размерами. Тепловые сети по роду теплоносителя относятся к водяным (режим 150-70 для промплощадки и 130-70 для микрорайона) по назначению к распределительным по числу трубопроводов к четырехтрубным.
К потребителю подводятся два отдельных трубопровода с водой для горячего водоснабжения и для отопления зданий.
Количество секционных узлов зданий принято по количеству секций этих зданий. По СНиП 41-02-2003 «Тепловые сети» определяются минимально допустимые расстояния по горизонтали до надземных и подземных сооружений. Соблюдение данных величин обязательно.
На участках также используется бесканальная прокладка. Для защиты трубопроводов от механических воздействий при этом способе прокладки применяем тепловую изоляцию из пенополиуретана (тип 1) в полиэтиленовой оболочке ГОСТ 30732-2006.
Для компенсации тепловых удлинений предусматриваются П- образные компенсаторы и участки самокомпенсации а для погашения нагрузок на трубопроводы применены неподвижные опоры. На трубопроводах предусмотрена отключающая арматура расположенная в теплофикационных камераха так же спускная для выпуска воды и воздуха). При подземной прокладке уклон ответвлений к отдельным домам принимаются по направлению к камере тепловой сети.
Расчет расходов теплоты
1. Расчет расходов теплоты на отопление
Значение расходов теплоты на отопление для жилых и общественных зданий определяется по формуле(приведен пример расчета жилого дома 25 остальные дома вычисляются аналогично):
(взяты из СНиП 23-01-99 Строительная климатология и СНиП 41-02-2003 Тепловые сети)
-удельнаятеплопотеря здания;
где - поправочный коэффициент;
Расчеты сводятся в таблицу 1
Позиция по ген-плану
Расход теплоты на отопление вентиляция и ГВС промплощадки уже заданы в условиях сведем их тоже в таблицу 2
Расчетный тепловой поток Вт
2. Расчет расходов теплоты на ГВС
Расход теплоты на ГВС определяется по изменению энтальпии воды(приведен пример расчета жилого дома 25 остальные дома вычисляются аналогично):
где: с=4187 кДж(кг0С)-теплоемкость воды;
=9832 кгм3- плотность воды;
tc=50C-температура холодной воды;
th=600C- температура горячей воды;
qh- секундный расход водыздания лс.
Секундный расход воды зависит от расхода воды водоразборной точкой q0h и определяется для каждого участка или здания по формуле(приведен пример расчета участка 6-5 жилого дома 29 остальные дома и участки вычисляются аналогично):
qh = 5q0h=5·10346661·02=1035лс (2.3.2)
- безразмерный коэффициент зависящий от числа водоразборных приборов N и вероятности их одновременного действия Р.
= 02+0777(NР - 0015)0686=02+0777(1125 - 0015)0686=1035
где NР - произведение числа водоразборных приборов и вероятности одновременного действия
Это выражение справедливо лишь в том случае если NР>0015. При NР0015 следуетпринимать =02.
Вероятность одновременного действия приборов определяется для всего здания:
где qruh=10лч - норма расхода воды на одного жителя в час наибольшего водопотребления(принимается по СНиП 2.04.01-85 Внутренний водопровод и канализация зданий);
U=3 - общее число жителей проживающих в квартирах здания(указано в условии);
Ntot=3 -общее число установленных во всем здании приборов(по условию);
Расчеты сводятся в таблицу 3
Гидравлический расчет системы ГВС
1. Расчет требуемых давлений в основании секционных узлов
Для обеспечения нормальной подачи горячей воды к наиболее высокой и удаленной водоразборной точке в основании секционного узла необходимо поддерживать давление Рuztr или иначе его называют статическим давлением. Это давление определится по формуле(приведен пример расчета жилого дома 25 остальные дома вычисляются аналогично):
ρ=9856 кгм3 – плотность горячей воды;
g=98 мc2 – ускорение свободного падения;
Требуемый напор в основании секционного узла определится как:
Huztr =Нgeod+Нgeom+Huz +Нf =-48+155+515+8=2385м (3.2)
где Hgeod – разность геодезических отметок секционного узла и оси напорного патрубка повысительного насоса м;
Hgeom – геометрическая высота от основания секционного узла до наиболее высоко расположенной водоразборной точки м;
Huz – потери напора в подающих трубопроводах секционных узлов м;
Hf – потери напора в квартирных подводках и свободный напор м.
Выбор основной магистрали производится по величине удельных потерь давления на каждом ответвлении. За главную магистраль принимается та для которой ip имеет минимальное значение. Удельные потери ip определяются для дальнего секционного узла каждого здания по формуле:
ph – потери давления в подающем трубопроводе в режиме водоразбора Па;
kexp - коэффициент учитывающий увеличение потерь давления в процессе эксплуатации.
где: Pmax = 600 кПа – максимально допустимое давление в магистральном трубопроводе.
Расчеты сводятся в таблицу 4
Таблица 4. Расчет требуемых давлений в основании секционных узлов
2. Определение расходов и потерь давления в секционных узлах
При проектировании секционных узлов диаметры стояков и перемычек стараются назначить таким образом чтобы значение потерь давления в них при расчетных расходах воды не превышало 40-60 кПа.
Для нахождения потерь давления в секционном узле необходимо ввести параметр который учитывает раскрытие пьезометра. Для расчета задаются значением потерь давления в дальнем секционном узле а затем вычисляют значение потерь давления с учетом раскрытия пьезометра по формуле(приведен пример расчета секционного узла 6 жилого дома 29 остальные дома и узлы расчитываются аналогично):
– степень раскрытия пьезометра(принимается =13).
Циркуляционные расходы в секционных узлах с учетом раскрытия пьезометра рассчитываются по формуле:
Расчеты сводятся в таблицу 5
Таблица 5. Расчетный циркуляционный расход.
3.Гидравлический расчет основной магистрали подающего трубопровода в режиме водоразбора
За основную магистраль примем жилой дом 31.Расчет проводят в обратном направлении т.е. начиная с самого дальнего секционного узла и до ЦТП. Потери давления на j участке между точками n и (n-1) определяются по формуле:
kexp - коэффициент учитывающий увеличение потерь давления в процессе эксплуатации(процесс «зарастания»)..
Суммарные потери давления на главной магистрали подающего трубопровода определяются по формуле:
Удельные потери определяются по таблицам гидравлического сопротивления трубопроводов горячего водоснабжения в зависимости от расхода и диаметра труб.
Расход воды на участках подающего трубопровода с циркуляцией определяется по формуле:
где: qh - секундныйрасход горячей воды;
kcir - коэффициент учитывающий работу циркуляционного насоса.
При расчете следует соблюдать условия:
Скорость воды не должна превышать 15 мс;
Суммарные потери давления не должны превышать 100 кПа;
Минимальный диаметр наружных сетей Dу>25 мм
Полное давление в узле магистрали определяется сложением требуемого давления в основании наиболее удалённого от повысительного насоса секционного узла и потерь давления на участке от этого секционного узла до рассматриваемой точки по формуле:
Расчеты сводятся в таблицу 6
Циркуляционный расход qh
Расчетный расход водоразбораqhp
Скорость течения воды V
Удельные потери давления ip
Коэффициент местных потерь (1+kl)Kexp
Потери давления на участке ΔphlJ
Сумма потерь давления ΔphlJ
Требуемое давление в основании диктующего секционнго узла основной магистрали Ptruzосн
Полное давление в узловых точках основной магистрали Phn
4. Гидравлический расчет боковых ответвлений подающего трубопровода
Расчёт заключается в подборе диаметров боковых ответвлений таким образом чтобы было погашено избыточное давление на ответвлении. Оно определяется как разность давлений в n-й узловой точке основной магистрали и требуемого давления в основании наиболее удалённого секционного узла бокового ответвления из этой точки.
Диаметры выбираются из условия что потери давления на ответвлении рассчитанные по формуле должны быть равны требуемым потерям с невязкой 10% т.о.
При подборе диаметров следует учитывать следующие требования:
Скорость воды должна быть не более 35 мс;
Минимальный диаметр принимается равным 25 мм;
Расчеты сводятся в таблицы 6
Таблица 6. Гидравлический расчет боковых ответвлений подающего трубопровода
Давление в точке основной магистрали Phn
Требуемое давление Ptruzотв
Полное давление в узловых точках ответвления Phnотв
5. Расчет основной магистрали циркуляционного трубопровода
Диаметры основной магистрали циркуляционного трубопровода подбираются при удельных потерях давления 100-150 Пам и скоростях не более 1.5 мс. Диаметры участков между узлами трубопроводов принимают постоянными. Минимальный диаметр - 25 мм.
Потери давления на участке трубопровода вычисляют по формуле:
Pljcir = ipjlj(1+kl)kexp=6175·177·(1+03)·1=1420868Па (3.5.1)
kexp - коэффициент учитывающий увеличение потерь давления в процессе эксплуатации. (процесс «зарастания»).
Суммарные потери на магистральном трубопроводе вычисляются как
Pltotcir =Pljhcir + Pljcir=1420868+13455=1555419 Па (3.5.2)
где: phcir=ph(qcir qh )2=156351·(032238)2= 13455 - потери давления в подающем трубопроводе в режиме циркуляции Па.
qph= qh (1+kcir)=1098(1+0)=1098 лс (3.5.3)
Потери давления в кольце образованным подающим трубопроводом ближним секционным узлом и обратным трубопроводом определятся как:
Pncir= Puzcir +Pl totcir=115000+1555419=1305542Па (3.5.4)
где Plhcir - потери давления в подающем трубопроводе в режиме циркуляции
Plcir - потери давления в циркуляционном трубопроводе.
Потери давления на j-ом участке подающего трубопровода в режиме циркуляции:
Расчеты сводятся в таблицу 7
Таблица 7. Расчет основной магистрали циркуляционного трубопровода
Циркуляционный расход qcir
Потери давления на подающем участке при циркуляциΔPhcirlj
Потери давления на участке Δpcirl
Потери давления на участке ΔpcirtotJ
Сумма потерь давления ΔpcirtotJ
Потери давления в секционном узле основной магистрали ΔpciruzОСН
Полные потери давления в кольце ΔpcirnОСН
6. Расчет боковых ответвлений циркуляционного трубопровода
В основе методики расчета лежит правило гидравлического расчета параллельных трубопроводов. Любому боковому ответвлению соответствует участок основной магистрали проходящий через точки подключения ответвлений в узлах трубопроводов и наиболее удаленное здание на основной магистрали. Исходя из этого положения увязывают гидравлическое сопротивление Pnosn соответствующего участка ранее рассчитанной основной магистрали и рассматриваемого бокового ответвления Pnotv с невязкой 10%.При невозможности увязки гидравлического сопротивления основной магистрали и бокового ответвления за счет подбора диаметров трубопроводов на вводах в здания устанавливаются вставки из труб меньшего диаметра или дроссельные шайбы. Даметр дроссельной шайбы вычисляется по формуле:
Потери давления на ответвлении складываются из: потерь в подающем трубопроводе в режиме циркуляции; потерь в обратном трубопроводе; потерь в секционном узле.
Потери в подающем трубопроводе и потери в секционном узле найдены ранее поэтому весь расчет сводится к подбору диаметра обратного трубопровода таким образом чтобыPnotv=Pnosn т.е.:
Puzотвcir+ (Plhcir+Plcir )= Pnоснcir (1±01) (3.6.1)
Расчеты сводятся в таблицы 8
Таблицы 8. Расчет боковых ответвлений циркуляционного трубопровода
Потери давления в основном кольце ΔpcirnОСН
Полные потери давления в кольце Δpcirnотв
Потери давления в секционном узле ответвления ΔpciruzОТВ
Дроссельная шайба d=
7. Расчет циркуляционных трубопроводов между секционными узлами
Определяются только диаметры циркуляционных трубопроводов соединяющих секционные узлы так как подающие трубопроводы рассчитываются в режиме водоразбора.
Потери давления на трубопроводах соединяющих два секционных узла равны разности потерь давления в основаниях этих секционных узлов в режиме циркуляции с учетом степени раскрытия пьезометра (узлы нумеруются начиная с ближнего к вводу узла):
Диаметр циркуляционного трубопровода подбирается из условия:
Расчеты сводятся в таблицы 9.
Таблицы 9. Расчет циркуляционных трубопроводов между секционными узлами
Потери давления в основании ближнего к вводу секционного узла в режиме циркуляцииΔPuzjh+cir
Потери давления в основании дальнего от ввода секционного узла в режиме циркуляцииΔPuzj+1h+cir
Распологаемые потери давления
Дроссельные шайбы d=
Гидравлический расчет тепловых сетей
1. Гидравлический расчет основной магистрали
Расчет основной магистрали начинается с наиболее удаленного от ЦТП теплового пункта. По результатам гидравлического расчёта строится пьезометрический график необходимый для подбора насосов регуляторов и выбора схемы присоединения потребителей теплоты.
Потери давления на расчетном участке магистрали определяются по формуле:
Plj = ipi(lj+lэj) = ipilj (1+)=9695·87·(1+02)=1012158Па(4.1.1)
- коэффициент для определения эквивалентной длины расчетного участка соответствующей местным сопротивлениям.(=02).
Значение берется в зависимости от того какие сети надо рассчитать и от тех местных сопротивлений которые установлены на этих сетях. Его значение берется из таблицы.
При расчете следует соблюдать требования:
Скорость не более 15 мс
Минимальный диаметр принимается равным 40 мм.
При гидравлическом расчете необходимо определить расходы теплоносителя по известным тепловым потокам зданий и тепловых пунктов.
Эти расходы определяются по формуле(приведен пример расчета жилого дома 25 остальные дома вычисляются аналогично):
G=36Q(ct)=кгч (4.1.2)
Гидравлический расчет основной подающей магистрали на этом заканчивается т.к. обратные трубопроводы будут того же самого сечения что и подающие.
Таблицы 9. Гидравлический расчет основной магистрали
Дом 31 через элеватор(основная магистраль)
Расход теплоносителя G кгч
Наружный диаметр dн*S мм
Коэффициент местных потерь α
Приведенная длина lпр
Потери давления на участке Δpl
Сумма потерь давления Δpl
Полные потери давления на участках Δptotlj
Пром. Зд. 7 через регулятор(основная магистраль)
2. Гидравлический расчет боковых ответвлений
Расчёт заключается в увязке потерь давления в боковых ответвлениях с соответствующими им параллельными участками основной магистрали:
Гидравлическое сопротивление увязывается за счет подбора диаметров труб с невязкой 10%.
Диаметры трубопроводов боковых ответвлений определяются исходя из расчета параллельных трубопроводов:
Гидравлические потери на параллельных ветвях равны
Общий расход равен сумме расходов в каждом трубопроводе.
Исходя из этих правил гидравлический расчет боковых ответвлений заключается в увязке потерь давления в боковых ответвлениях с ответствующими им параллельными участками основной магистрали.
При невозможности увязки гидравлического сопротивления основной магистрали и бокового ответвления за счет подбора диаметров трубопроводов на вводах в здания устанавливаются вставки из труб меньшего диаметра или дроссельные шайбы :
Расчеты сводятся в таблицы 10 и 11
Таблица 10 (микрорайон). Гидравлический расчет боковых ответвлений
Дом 29 независимая схема
Потери давления в МТП основной магистрали Δpоснмтп
Потери давления в МТП ответвлен.магистрали Δpотвмтп
Потери давления на основной магистрали в точке ветвления Δpоснlj
Потери давления на участке ответвления Δpl
Сумма потерь давления Δplотв
Диаметр дроссельной шайбы dш
Дом 25 независимая схема
Таблица 11 (промплощадка)
Пром. Зд. 6 Элеватор
Пром. Зд. 5 регулятор
Построение графика давлений (пьезометра)
Графики давлений разрабатываются для основной магистрали и характерных ответвлений.
На координатную сетку в выбранном масштабе наносят профиль поверхности земли по трассе (развертка) от источника теплоты (начало координат) до наиболее удаленного потребителя. За нулевую отметку принимают уровень ЦТП или уровень поверхности земли в начальной точке расчетной схемы. Следует учитывать что 1м=001 МПа.
Линии давления теплоносителя вычерчивают в статическом и динамических режимах.
Линии давления теплоносителя в статическом режиме выбирается из условий:
Должна проходить не менее чем на 5 м (50кПа) выше перекрытия верхнего этажа самого высокого здания.
Должна находиться на уровне не превышающем 06 МПа (60м) над полом первого этажа самого низкого здания для предотвращения разрыва нагревательных приборов.
Линии давления теплоносителя в динамическом режиме должна удовлетворять требованиям:
Должна проходить не менее чем на 5м (50кПа) выше перекрытия верхнего этажа самого высокого здания. Здания для которых не удается обеспечить это условие присоединяют с использованием регуляторов давления «до себя» либо по независимой схеме.
Должна находиться на уровне не превышающем 55м (055 МПа) над
поверхностью земли с тем чтобы давление в приборах нижнего этажа не
превышало допустимое давление равное 06 МПа.
Минимальное давление в конечной точке линии (у ЦТП) должно быть в
пределах 015-030 МПа. Это является достаточным для преодоления
гидравлического сопротивления участка от конечной точки до циркуляционного
насоса (трубопроводы внутри ЦТП).
Проверка на вскипание воды
При использовании для нужд теплоснабжения воды с температурой выше 1000С возможно её вскипание в трубопроводах тепловых сетей и в системе отопления здания если давление упадет ниже до величины ниже давления насыщения Рнас.
Для определения возможного вскипания воды на графике давления строим линию вскипания.
При 1300С Рнас=1687кПа.
Компенсация температурных деформаций трубопроводов сетей теплоснабжения
1. Расчет П-образных компенсаторов
Термическое удлинение трубопровода при его нагревании транспортируемым теплоносителем определяется по формуле:
где: α- коэффициент температурного расширения (для углеродистой стали α=12х10-6К-1);
Δt-разность температуры теплоносителя и температуры наружного воздуха при которой производится монтаж трубопроводов(-210С).
Компенсирующая способность П-образного компенсатора определяется его размерами : вылетом lв стрворомlс и радиусом R.
В целях снижения расчетного температурного удлинения устанавливать П-образные компенсаторы с предварительной 50% растяжкой.
Компенсатор рассчитывается на удлинение по формуле:
Принимаем нормально гнутые отводы. Находим по формуле (7.1.2) в зависимости от длины участка и расчетной разности температур термическое удлинение. По номограмме определяем створ и вылет компенсатора(А.А. Николаев Справочник проектировщика. Проектирование тепловых сетей.). Проверяем по номограмме компенсирующую способность Т2Т3 и Т4( размеры компенсатора зависят от размера лотка и расстояния между лотками-«вписываем компенсатор»)
lв=3 м. lс=8м. Компенсирующая способность Т2Т3 и Т4 удовлетворяется.
lв=175 м. lс=5м. Компенсирующая способность Т2Т3 и Т4 удовлетворяется
lв=1.3м. lс=2 м. Компенсирующая способность Т2Т3 и Т4 удовлетворяется.
lв=1м. lс=12м. Компенсирующая способность Т2Т3 и Т4 удовлетворяется
lв=04м. lс=1м Компенсирующая способность Т2Т3 и Т4 удовлетворяется
lв=125м. lс=19 м. Компенсирующая способность Т2Т3 и Т4 удовлетворяется
lв=04м. lс=1м. Компенсирующая способность Т2Т3 и Т4 удовлетворяется
Остальные компенсаторы вычисляются аналогично.
2. Расчет трубопроводов на самокомпенсацию температурных удлинений
Компенсация тепловых удлинений трубопроводов за счет использования поворотов трассы (самокомпенсация) может применяться при всех способах прокладки тепловых сетей независимо от диаметров трубопроводов и параметров теплоносителя при величине угла до 120 градусов. При величине угла более 120 градусов а также в том случае когда по расчету на прочность поворот трубопроводовне может быть использован для самокомпенсации трубопроводы в точке поворота крепят неподвижными опорами.
Проверка на самокомпенсацию заключается в сравнении возникающих в этих точках напряжении с допускаемыми напряжениями (для стали 10Ст2сп =120МПа).
Напряжения изгиба ии реакции в опорах Рх и Рy для участков самокомпенсации могут быть рассчитаны по формулам:
Коэффициенты АВС вычисляются по схеме .
СА=347; СB=3; СC=3; A=12; B=12; PX=367 Н; PY=367; МПа;МПа; МПа. Приведенные напряжения меньше допусимых напряжений(120 МПа) следовательно данная самокомпенсация компенсирует температурные деформации возникающие в трубопроводе.
СА=347; СB=3; СC=3; A=12; B=12; PX=367 Н; PY=367; МПа;МПа; МПа. Приведенные напряжения меньше допусимых напряжений(120 МПа) следовательно данная самокомпенсация компенсирует температурные деформации возникающие в трубопроводе.
1.УП-3 и УП-4 одинаковы тк диаметры труб и расстояния между опорами равны
СА=347; СB=3; СC=3; A=12; B=12; PX=367 Н; PY=367; МПа;МПа; МПа. Приведенные напряжения меньше допусимых напряжений(120 МПа) следовательно данная самокомпенсация компенсирует температурные деформации возникающие в трубопроводе. Остальные участки самокомпенсации вычисляются аналогично
Оборудование и конструкция тепловых сетей
Основным элементом конструкции тепловых сетей являются трубы. При монтаже используются различные приварные детали: для изменения направления потока теплоносителя (отводы) для изменения диаметров трубопроводов (переходы) для присоединения фланцевой арматуры (фланцы) для устройства ответвления (тройники и штуцеры).
Обеспечение управления системой теплоснабжения на трубопроводах устанавливается арматура:
отключающей - на узлах ответвлений (задвижки и вентили) спускной - для слива воды из трубопроводов (вентили) воздушной - для выпуска воздуха (вентили). Уплотнение фланцевых стыков обеспечивается листовымпаронитом а резьбовые соединения - льняной прядью.
Стальные трубы при монтаже соединяются сваркой. Соединение на фланцах применяют только при установке фланцевой арматуры.
Для соединения трубопроводов разных диаметров применяют концентрические переходы.
Для изменения потока теплоносителя применяют сварные отводы.Трубы стальные с тепловой изоляцией из пенополиуретана (тип 1) в полиэтиленовой оболочке ГОСТ 30732-2001.При прокладке трубопроводов используют лотки серии КЛ трубы в лотках - размещают на подвижных (скользящих) и неподвижных опорах которые установлены на опорных подушках.
Для компенсации температурных удлинения предусматривают как П-образные.
Испытание тепловых сетей на прочность и герметичность
Приборы: два манометра (один рабочий второй - контрольный). Класс точности- не ниже 15. диаметр манометра - не меньше 160 мм. Шкала - 43 от давления испытания.
Отключить испытываемый участок заглушками Сальниковые и сильфонные компенсаторы (если имеются) заменить заглушками. Открыть все задвижки и байпасные линии (если их нельзя заменить заглушками).
Установить пробное давление Рп=125 Рр но не более 16 МПа.
Давление снизить до рабочего давления Рр при этом давлении осуществить осмотр сетей.
Контролируются утечки по:
-падению давления на манометре;
-характерный шум (свист);
-запотевание (признак микротрещин).
Одновременно контролируется положение трубопровода на подвижных опорах.
При проведении испытаний и осмотре категорически запрещается спускаться в траншею.
Испытание проводить ежегодно.
Технология монтажа трубопроводов
При подземной прокладке тепловых сетей в данном курсовом проекте используется канальная прокладка в непроходных лотках. Данный вид прокладки получил наибольшее распространение так как может применяться в любых грунтовых условиях.
Экскаватором отрыть траншею под специальным углом для предотвращения осыпания верхнего слоя грунта.
Траншею вырыть на 05 м ниже проектной отметки дна лотка.
Засыпать песком до проектной отметки дна лотка.
Обеспечить необходимый уклон трассы (по проекту).
Изолировать лотки с наружной стороны битумной мастикой.
Уложить лотки стыки заделать цементом.
Трубопроводы сварить в плети опустить плети краном на подвижные опоры ( в соответствии с проектом ).
Произвести гидравлические испытания трубопроводов.
Закрыть лотки заделать швы цементом гидроизолировать поверхность битумом засыпать траншею.
При монтаже и испытаниях необходимо соблюдать технику безопасности. Своевременно проводить инструктаж по технике безопасности для всех рабочих в срокиуказанные в «Правилах техники безопасности» в чем расписываются в журнале «Инструктаж на рабочем месте»
Предельные параметры растяжения труб
Труба — цилиндрическое изделие полое внутри имеющее большую по сравнению с сечением длину. За основу расчетов возьмем бесшовную трубу. Так как отдельной методики расчета трубы на растяжение или сжатие нет то можно основываться на том что труба это-стержень с продольным осевым отверстием и воспользоваться основными положениями расчетов на прочность и жесткость стержней при центральном растяжении(сжатии).
Центральное растяжение (сжатие) возникает в том случае когда внешние сосредоточенные силы распределенные нагрузки или их равнодействующие приложены вдоль оси стержня(в нашем случае бесшовная труба). Стержень — это брус (элемент конструкции) с прямолинейной осью работающий на растяжение (сжатие). Сосредоточенные силы такие которые передаются через малые площадки (давление шарика на кольцо подшипника; усилия возникающие на кромке резца). Распределенные нагрузки передаются через протяженные участки стержня (силы веса инерции стержня; силы трения при нагружении составного стержня с прессовым соединением).
В поперечных сечениях стержня возникает один внутренний силовой фактор - нормальная сила Nz. Нормальная сила принимается положительной по знаку если она растягивает стержень и наоборот. Положительная нормальная сила направлена от поперечного сечения стержня. Для вычисления нормальных сил на участках стержня используют метод сечений: стержень на рассматриваемом участке мысленно рассекают на левую и правую части: действие отброшенной части на оставшуюся заменяют положительной нормальной силой; затем составляют алгебраическую сумму проекций всех сил и распределенных нагрузок на продольную ось для рассматриваемой части стержня и определяют закон изменения нормальной силы на конкретном участке стержня. Задаваясь абсциссами для ряда сечений стержня вычисляют значения нормальных сил и строят эпюру Nz. Эпюра это график который представляет собой закон изменения нормальной силы или другой механической величины (напряжения перемещения) вдоль оси стержня.
В каждой точке поперечного сечения стержня действуют нормальные напряжения а которые определяются по формуле
где Nz– значение нормальной силы; F — площадь рассматриваемого поперечного сечения.Так как в нашем случае труба(полый стержень) то площадь сечения запишется следующим образом:
Где D-наружный диаметр трубы d-внутренний диаметр трубы
Механическое напряжение это сила приходящаяся на единицу площади сечения бруса когда величина площади стремится к нулю. Нормальные растягивающие напряжения принимаются по знаку положительными сжимающие — отрицательными.
Нормальные напряжения и упругие относительные деформации возникающие в поперечном сечении стержня взаимосвязаны законом Р. Гука
гдеЕ — модуль упругости материала при растяжении (сжатии). Для сталей среднее значениеЕ = 2 105 МПа. В осях -формула представляет собой прямую.Закон Р. Гука справедлив если рабочее напряжение не превышает предела пропорциональности материала при растяжении.
При действии внешних сосредоточенных сил и распределенных нагрузок стержень на одних участках растягивается на других — сжимается. Перемещение Δz рассматриваемого сечения стержня с абсциссой z вычисляется по закону Р. Гука в интегральной форме
(13) где EF — жесткость сечения при растяжении (сжатии) стержня.
Для обеспечения надежной работы элемента конструкции в виде стержня необходимо выполнение условия прочности: наибольшие напряжения действующие в опасном сечении стержня не должны превышать допускаемых напряжений
где — допускаемое напряжение. Допускаемым называется такоенапряжениекоторое обеспечивает надежную работу элемента конструкции с заданным запасомпрочности. Допускаемое нормальное напряжение вычисляется следующим образом:для пластичных материалов = т nт; для хрупких материалов = вр nв где т— предел текучести пластичного материала при растяжении; вр — предел прочностихрупкого материала при растяжении; nт= 2 4 — коэффициент запаса прочности по пределу текучести;nв = 3 6 — коэффициент запаса прочности по пределу прочности. При обосновании коэффициентов запаса прочности учитываются возможныеперегрузки при работе элемента конструкции деградация механических свойствматериала при эксплуатации степень ответственности и капитальности опыт проектирования и эксплуатации конструкции технико-экономические и другие показатели.
В ряде случаев элемент конструкции в виде стержня должен быть не толькопрочным но и достаточно жестким. Для этого должно выполняться условие жесткости: наибольшие перемещения Δzmax возникающие при работе стержня не должныпревышать допускаемых перемещений
где — коэффициент определяемый из эшоры перемещений . Величина допускаемого перемещения обосновывается в каждом конкретном случае в соответствии с требованиями по жесткости конструкции.
Анализируя с учетом (1.3) уравнение равновесия элемента стержня (рис. 1.1) можно установить следующие дифференциальные зависимостимежду приложенной к стержню распределенной
нагрузкой qz нормальной силой и перемещением рассматриваемого сечения. Первая производная от нормальной силы по абсциссе сечения zчисленно равно распределенной нагрузке
Первая производная от перемещения по абсциссе сечения z с точностью до постоянного множителя равна нормальной силе
Вторая производная от перемещения по абсциссе сечения с точностью до постоянного множителя численно равна распределенной нагрузке
При расчетах на прочность и жесткость стержней возможны три характерныхслучая. Первый: известны действующие внешние нагрузки материал (следовательно[]) продольные размеры стержня тогда из условий прочности и жесткости определяются допускаемые поперечные размеры стержня и окончательно принимаютсябольшие значения. Второй: известны поперечные и продольные размеры стержняматериал. В этом случае из условий прочности и жесткости вычисляются допускаемые внешние нагрузки и окончательно выбираются меньшие значения. Третий: из
конструкторских и технологических разработок известны внешние нагрузки материал размеры стержня. При такой постановке задачи проверяется выполнение условий прочности и жесткости а затем дается заключение о работоспособности элемента конструкции.
Предельная скорость движения жидкости по трубопроводу
– ускорение свободного падения;
СНиП 2.04.07-86. Тепловые сети.-М.: Стройиздат1987.
Теплофикация и тепловые сети. Соколов Е.Я. Москва. Издательство МЭИ 2001 г.
Справочник проектировщика. Проектирование тепловых сетей.И.П.Александров И.В Беляйкина и др.; под редакцией А.А. Николаева.- М.:Стройиздат 1965.
Квартальные тепловые сети. Методические указания к выполнению курсового проекта «Теплоснабжение». Сост. Корепанов Е.В.- Ижевск: ИжГТУ1994.
Водяные тепловые сети. Справочное пособие по проектированию под редакцией Н.К. Громова. Е.П. Шубина. Москва Энергоатомиздат 1988г.