Теплоснабжение района города Саратов

genplan.dwg

ИГАСУ ФИС 290700 06340
Генеральный план района Узел трубопроводов УТ12 Разрез 1-1
Условные обозначения
УТ - узел трубопроводов
УП - узел поворота теплотрассы
Н - неподвижная опора
К - П-образный компенсатор
План тепловых сетей района города М 1:2000
Теплоснабжение района города
Конст-я из швеллеров
Пьезометрический график М 1:5 М 1:1
Разрез 1-1 М 1:10 КЛс150-90
Узел трубопроводов УТ12 М 1:30
Подающий трубопровод толщина изоляции 40 мм
1 Пьезометрический график
Продольный профиль участка тепловой сети
горизонтальный М 1:1000
вертикальный М 1:100
Монтажная схема М 1:1000
Продольный профиль участка тепловой сети Монтажная схема
Проектная отметка земли
Натуральная отметка земли
Отметка потолка канала
Номер поперечного разреза
Трубы сварные бесшовные
Спецификация к монтажной схеме
Спецификация к узлу УТ12
Подающий трубопровод толщина изоляции 110 мм
Обратный трубопровод толщина изоляции 40 мм

567890.doc

Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Ивановский Государственный Политехнический Университет
КАФЕДРА ГИДРАВЛИКИ ТЕПЛОТЕХНИКИ И ИНЖЕНЕРНЫХ СЕТЕЙ
«Теплоснабжение района города»
Системы централизованного теплоснабжения должны быть надежными экономичными индустриальными и удобными в эксплуатации. В настоящее время совершенствуются все элементы теплоснабжения – теплогенерирующие установки тепловые сети и потребители. Совершенствуются способы прокладки тепловых сетей применяются новые теплоизоляционные материалы.
Большое внимание уделяется вопросам энергосбережения применению нетрадиционных источников энергии для нужд теплоснабжения. Это в первую очередь солнечная энергия геотермальные воды тепловые насосы.
В курсовом проекте «Теплоснабжение района города» разрабатывается в сокращенном объеме система централизованного теплоснабжения района города с жилищно-коммунальной застройкой. В качестве теплоносителя используется горячая вода.
Данный курсовой проект включает: задание на проектирование определение расходов теплоты схему регулирования отпуска теплоты определение расходов теплоносителя гидравлический расчет системы теплоснабжения выбор сетевого оборудования и компенсаторов тепловой расчет.
Температура наружного воздуха °С
Продолжительность отопительного периода сут.
расчетная для проектирования
средняя отопительного периода
Расчетные температуры
Вид системы теплоснабжения
в подающей магистрали
в обратной магистрали
Глубина залегания грунтовых вод м
теплопроводность Вт(м·°С)
Данные о теплоизоляционной конструкции
Способ прокладки тепловой сети
теплоизоляционный материал
Полуцилиндры минераловатные
Определение расходов теплоты
Тепловые нагрузки разнородны по характеру поэтому расчетные расходы теплоты определяются отдельно для отопления вентиляции и горячего водоснабжения. Нагрузки отопления и горячего водоснабжения должны предусматриваться для всех типов зданий – жилых и общественных. Вентиляционная нагрузка связана с подогревом воздуха подаваемого в помещения средствами механической вентиляции. Эта тепловая нагрузка характерна только для общественных зданий в жилых зданиях она отсутствует.
Удельный расход теплоты на отопление 1 м2 жилой площади qо.А при tн.о = -27 °С qо.А = 1668 Втм2
Тепловые нагрузки определяются в МВт.
Для жилых районов города с неизвестной застройкой тепловые нагрузки определяются:
а) максимальный тепловой поток МВт на отопление жилых и общественных зданий
б) максимальный тепловой поток МВт на вентиляцию общественных зданий
в) средний тепловой поток МВт на горячее водоснабжение жилых и общественных зданий
г) максимальный тепловой поток МВт на горячее водоснабжение жилых и общественных зданий
- где - коэффициент показывающий долю теплового потока на отопление общественных зданий; при отсутствии данных следует принимать 025;
- коэффициент учитывающий тепловой поток на вентиляцию общественных зданий; при отсутствии данных следует принимать 06;
- укрупненный показатель максимального теплового потока на отопление жилых зданий на 1 м2 общей площади;
- общая площадь жилых зданий в районе м2;
- число человек проживающих в данном районе;
- норма расхода воды на горячее водоснабжение при температуре 55 оС на одного человека в сутки проживающего в здании с горячим водоснабжением принимаемая в зависимости от степени комфортности зданий (табл. 1.1 [1]);
- норма расхода воды на горячее водоснабжение потребляемого в общественных зданиях при температуре 55 оС принимаемая в размере 25 лсутки на 1 человека;
- удельная теплоемкость воды принимаемая в расчетах равной 4187 Дж(кг оС);
– температура холодной (водопроводной) воды в отопительный период (при отсутствии данных принимается равной 5 оС);
– коэффициент учитывающий тепловые потери трубопроводами горячего водоснабжения;
– коэффициент учитывающий неравномерность потребления горячей воды населением в течение суток.
Суммарный расход теплоты на микрорайон МВт равен сумме тепловых нагрузок
Норма расхода воды на горячее водоснабжение
Группа зданий и характеристика водоразборных приборов
Средняя суточная норма расхода горячей воды на единицу пропускной способности л(сут·чел)
Жилые здания квартирного типа:
- с умывальниками мойками и душами;
- с душами и сидячими ваннами
- с душами и ваннами длиной 15-17 м
- с душами при всех жилых комнатах
- с общими кухнями и блоками душевых на этажах
Гостиницы и пансионаты с душами в отдельных номерах
Детские ясли-сад с дневным пребыванием детей
Административные здания
Общественные здания (среднее значение)
Годовые расходы теплоты ГДж определяют по среднечасовым расходам:
- на горячее водоснабжение
Средние тепловые потоки МВт следует определять по формулам:
- на горячее водоснабжение в неотопительный период
- где nо-продолжительность отопительного периода сут;
Zв-число часов работы вентиляции в течение суток (зависит от режима работы предприятия; при отсутствии данных принимается 16);
- расчетное число суток в году работы системы горячего водоснабжения (при отсутствии данных следует принимать 350 суток);
- средняя температура внутреннего воздуха отапливаемых зданий
принимаемая для жилых и общественных зданий равной 18 оС;
– средняя температура наружного воздуха за отопительный период принимается для конкретного района строительства [СНиП 23-01-99];
- расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления и вентиляции в холодный период года принимаемая по [СНиП 41.01-2001] (параметр Б);
- температура холодной (водопроводной) воды в неотопительный (летний) период; при отсутствии данных принимается равной 15оС;
- коэффициент учитывающий изменение среднего расхода воды на горячее водоснабжение в неотопительный период по отношению к отопительному периоду принимаемый при отсутствии данных 08 для жилищно-коммунального сектора.
Суммарный годовой расход тепла на микрорайон:
Построение графиков расхода теплоты в зависимости от температуры наружного воздуха
Расходы теплоты на отопление и вентиляцию определяются климатическими условиями. Пересчет нагрузок отопления и вентиляции на любую текущую температуру наружного воздуха tн производится по формуле
- где - расчетная тепловая нагрузка отопления или вентиляции МВт.
Расход теплоты на горячее водоснабжение не зависит от температуры наружного воздуха поэтому его график представляет собой прямую линию параллельную оси абсцисс.
Рис. 2.1 Графики расходов теплоты в зависимости от температуры наружного воздуха
Расходов теплоты в зависимости от температуры наружного воздуха
Расчет и построение графиков регулирования отпуска теплоты
В соответствии с указаниями [1] водяные тепловые сети должны предусматриваться двухтрубными циркуляционными подающими одновременно теплоту на отопление вентиляцию и горячее водоснабжение. Для них должно приниматься центральное качественное регулирование отпуска теплоты согласно которому расход воды в тепловой сети остается постоянным а температуры сетевой воды изменяются в зависимости от температуры наружного воздуха.
В основе качественного способа регулирования лежит температурный график который показывает изменение температуры теплоносителя в зависимости от температуры наружного воздуха. Он строится по следующим зависимостям:
- где 1 2 3 – температуры воды соответственно в подающей обратной магистрали и на входе в систему отопления °С;
20 30 – то же в расчетном режиме °С;
пр.о- средняя температура воды в отопительном приборе принимаемая обычно равной 825 °С;
- температура внутреннего воздуха равная 18 °С;
– относительная отопительная нагрузка при любой температуре наружного воздуха tн
Температуры сетевой воды в подающей обратной магистрали
При соотношении нагрузок (104960.3) в закрытой системе теплоснабжения применяется режим центрального регулирования по совместной нагрузке отопления и горячего водоснабжения. Для этого рассчитывается повышенный температурный график который строят на основании отопительного предполагая что общий расход сетевой воды равен сумме расходов на отопление и вентиляцию а расход на горячее водоснабжение равен нулю.
Центральное качественное регулирование ограничивается наименьшими температурами воды в подающем трубопроводе необходимыми для подогрева воды поступающей в систему горячего водоснабжения:
-для закрытой системы теплоснабжения 70 °С;
-для открытой системы теплоснабжения 60 °С.
Температуры наружного воздуха при которых температура воды достигает указанных значений называются точками излома температурного графика.
Построим температурный график качественного регулирования для закрытой системы теплоснабжения.
Определим суммарный перепад температур сетевой воды в обеих ступенях который остается постоянным во всем диапазоне температур наружного воздуха
- где -балансовая нагрузка горячего водоснабжения принимаемая равной = 12*10=12 МВт.
Определяется разность температур между повышенным и отопительным графиками для подающей и обратной магистралей в точке излома:
- где tпи – температура воды на горячее водоснабжение после первой ступени подогревателя принимаемая равной 3035 °С.
Определяются температуры сетевой воды в подающей и обратной магистралях для повышенного графика в точке излома:
- где - температура сетевой воды в подающей магистрали при повышенном и отопительном графике в диапазоне температур наружного воздуха от +8 °С до
- температура сетевой воды в обратной магистрали при повышенном и отопительном графике в диапазоне температур наружного воздуха от +8 °С до tu.
Определяется разность температур между повышенным и отопительным графиками для подающей и обратной магистралей в диапазоне температур наружного воздуха ниже точки излома до tнр:
Определяются температуры сетевой воды в подающей и обратной магистралях для повышенного графика в диапазоне температур наружного воздуха ниже точки излома
Рис. 3.1 Температурный график центрального качественного регулирования
Определение расходов теплоносителя
Расчетный расход сетевой воды тч для определения диаметров труб в водяных тепловых сетях при качественном регулировании отпуска теплоты следует определять отдельно для отопления вентиляции и горячего водоснабжения по следующим формулам:
в) на горячее водоснабжение в закрытых системах теплоснабжения при двухступенчатых схемах присоединения водоподогревателей:
- где - температура воды в подающем трубопроводе тепловой сети при расчетной температуре наружного воздуха оС;
- то же в обратном трубопроводе тепловой сети оС;
- температура холодной (водопроводной) воды в отопительный период (при отсутствии данных принимается равной 5 оС);
- температура воды в подающем трубопроводе тепловой сети в точке излома графика температур воды оС;
- то же в обратном трубопроводе тепловой сети после системы отопления зданий оС;
- температура воды после первой ступени подогрева при двухступенчатых схемах присоединения водоподогревателей 30 оС;
с - удельная теплоемкость воды принимаемая равной 4187 Дж(кг·оС)
Тепловые нагрузки в вышеперечисленные формулы подставляются в МВт.
Суммарные расчетные расходы сетевой воды в двухтрубных водяных сетях в открытых и закрытых системах теплоснабжения при качественном регулировании отпуска теплоты следует определять по формуле
Коэффициент k3 при регулировании по совместной нагрузке отопления и горячего водоснабжения коэффициент k3 принимается равным 0.
Расчёт расхода теплоносителя
Расход теплоносителя тч
Разработка конструкции трубопроводов тепловой сети
Материалы трубы и арматуру для тепловых сетей независимо от параметров теплоносителя следует принимать в соответствии с Правилами устройства и безопасной эксплуатации трубопроводов пара и горячей воды Ростехнадзора и требованиями [1].
Применяем следующий тип труб:
- бесшовные горячекатаные по ГОСТ 8732 с наружным диаметром 32 - 426 мм и выше;
Принимаемые в тепловых сетях детали трубопроводов: отводы переходы диаметров заглушки фланцы и т.п. должны быть стальными и удовлетворять Правилам Ростехнадзора.
Выбор арматуры производим по условному диаметру рабочим параметрам среды по требуемому типу привода а также в зависимости от климатического района строительства тепловых сетей.
Запорную арматуру в тепловых сетях предусматриваем:
- на трубопроводе вывода тепловой сети от источника теплоты.
- в водяных тепловых сетях в узлах на трубопроводах ответвлений условным диаметром свыше 100 мм а также на ответвлениях к отдельным зданиям независимо от диаметра трубопровода.
На выводе тепловой сети от источника теплоты предусматриваем стальную запорную арматуру.
В качестве запорной арматуры применяем задвижки 30с6бр.
Для разделения теплопроводов на участки независимые друг от друга в восприятии усилий от температурных деформаций и внутреннего давления устанавливаем неподвижные опоры. Размещаем неподвижные опоры между компенсаторами и участками трубопроводов с естественной компенсацией температурных удлинений.
На трубопроводах устанавливаем П-образные компенсаторы.
На трубопроводах с П-образными компенсаторами неподвижные опоры размещаем на середине участка между компенсаторами. Неподвижные опоры устанавливаются в местах ответвлений расположения задвижек сальниковых компенсаторов и между другими компенсаторами. Не рекомендуется устанавливать неподвижные опоры в местах проходов через фундаменты зданий в приямках стенах камер и т.п. На трубопроводах с П-образными компенсаторами неподвижные опоры необходимо размещать на середине участка между компенсаторами.
Расстояния между неподвижными опорами следует определять расчетом на прочность труб. Ориентировочно можно принимать рекомендуемые расстояния установленные практикой эксплуатации тепловых сетей с учетом способа прокладки и вида компенсатора [2].
В нижних точках трубопроводов водяных тепловых сетей предусматриваем штуцера с запорной арматурой для спуска воды.
В высших точках трубопроводов тепловых сетей предусматриваем штуцера с запорной арматурой для выпуска воздуха (воздушники) 15ч 8бр dу=25мм.
Гидравлический расчет
Задачами гидравлического расчета тепловых сетей являются:
- подбор диаметров трубопроводов на всех участках;
- определение потерь давления на всех участках;
- гидравлическая увязка всех циркуляционных колец.
В курсовом проекте ставится задача выполнения конструктивного гидравлического расчета с целью подбора диаметров трубопроводов на всех участках по рекомендуемым удельным потерям давления на трение на 1 м длины. В курсовом проекте допускается принять это значение равным 80 Пам.
Ввиду большой протяженности тепловых сетей преобладающими гидравлическими потерями будут потери давления на трение. Для расчета таких трубопроводов удобнее использовать метод приведенных длин согласно которому потери давления на трение и в местных сопротивлениях определяются одной формулой. При этом потери давления в местных сопротивлениях заменяются эквивалентными потерями давления на трение на участке длиной lэкв.
Диаметры подающего и обратного трубопроводов двухтрубных водяных тепловых сетей при совместной подаче теплоты на отопление вентиляцию и горячее водоснабжение должны приниматься как правило одинаковыми. Независимо от расчетного расхода теплоносителя диаметр труб должен приниматься в тепловых сетях не менее 32 мм.
Гидравлический расчет водяных тепловых сетей проводят в следующем порядке.
На трассе трубопроводов выбирается главная расчетная магистраль из условия что удельные потери давления на 1 м длины на ней наименьшие (обычно это трасса от источника теплоты до наиболее удаленного потребителя ).
По расходам теплоносителя и ориентируясь на удельную потерю давления Rор= 80 Пам с помощью таблиц для гидравлического расчета тепловых сетей назначают диаметры трубопроводов на участках [1].
По тем же таблицам определяются фактические удельные потери давления и скорости воды для каждого участка (следует обращать внимание что скорость воды согласно нормам [1] не должна превышать 35 мс).
На плане тепловых сетей расставляются отключающие задвижки неподвижные опоры компенсаторы определяются места расположения других местных сопротивлений.
По виду местных сопротивлений определяются их эквивалентные длины и для каждого участка вычисляется приведенная длина равная сумме геометрической и эквивалентной длин (если местных сопротивлений несколько то подставляется их сумма):
Затем вычисляются потери давления на каждом участке и на магистрали в целом. В качестве удельных потерь давления в формулу подставляются их фактические значения найденные по таблицам гидравлического расчета:
Потери давления в обратной магистрали как правило отдельно не рассчитываются а принимаются равными потерям давления в подающей магистрали.
Проводится расчет всех ответвлений аналогично расчету главной магистрали.
После определения суммарных потерь давления для каждого ответвления определяют невязку потерь давления по главной магистрали которая не должна превышать 15%.
Если невязка превышает допустимое значение то изменяют диаметры трубопроводов на отдельных участках добиваясь соответственно увеличения или уменьшения потерь давления на ответвлении. Поскольку по номенклатуре труб их диаметры изменяются ступенчато не всегда удается добиться нужного результата подбором диаметров. В этом случае предусматривают установку дроссельной шайбы диаметр отверстия которой рассчитывается по формуле
- где G - расход воды на участке ответвления тч;
DРдр- перепад давлений срабатываемый на дроссельной диафрагме Па.
Дроссельные шайбы удобнее устанавливать на абонентских вводах у потребителей.
Результаты заносятся в таблицу.
Гидравлический расчет тепловых сетей
Расчетный расход Gр тч
Диаметр трубопровода
Удельная потеря давления R Пам
Местные сопротивления
Эквивалентная длина lэкв м
Приведенная длина lпр=l+lэкв м
Потери давления p=Rlпр1000 кПа
Главная магистраль 0-1-2-3-4-5-6-7-Зд№13
задвижка 2 П-обр.компенс 1 тройн-отв.
задв. 2 П-обр.компенс. 2 тройн-прох. 2отв.
П-обр.компенс. 1 тройн-отв.
задв. 6 П-обр.компенс. 1 тройн-отв.
задв. 1 П-обр.компенс. 1 тройн-отв.
задв. 1 П-обр.компенс. 2 тройн-прох.
П-обр.компенс. 2 тройн-прох.
Итого по главной магистрали 146
Итого по главному циркуляционному кольцу 292
Ответвление 5-8-Зд№8
задв 2 П-обр.компенс. 2 тройн-прох.
Итого по ответвлению 5-8-Зд№8 342
Условие не выполняется необходимо установить дроссельную шайбу
Ответвление 4-9-Зд№11 продолжение таблицы 6.1
задв. 1 П-обр.компенс. 1 тройн-прох.
Итого по ответвлению 4-9-Зд№11 17
Ответвление 3-10-11-Зд№1
Итого по ответвлению 3-10-11-Зд№1 286
Ответвление 1-12-13-14-15-16-Зд№18
Построение пьезометрического графика
Для анализа работы тепловых сетей выбора сетевого оборудования схем подключения абонентов к тепловым сетям необходимо разрабатывать гидравлические режимы водяных тепловых сетей (пьезометрические графики). Они показывают изменение давления по длине трубопроводов и в элементах тепловых сетей. Гидравлические режимы следует разрабатывать для отопительных и неотопительных периодов а также для аварийных режимов.
Пьезометрический график строят для двух режимов работы: статического когда сетевой насос не работает и динамического при работающем сетевом насосе. При статическом режиме циркуляция воды отсутствует а давление ее во всех точках трубопроводов одинаково. Величина этого давления должна быть достаточной для заполнения местных систем отопления вентиляции и горячего водоснабжения в случае останова сетевого насоса. На практике статическое давление поддерживается работой подпиточного насоса подключаемого к всасывающему патрубку сетевого насоса. Соответственно давление развиваемое подпиточным насосом должно быть равно давлению перед сетевым насосом.
При расчете пьезометрического графика необходимо соблюдать следующие условия:
Статическое давление в системах теплоснабжения при теплоносителе воде не должно превышать допускаемое давление в оборудовании источника теплоты в трубопроводах водяных тепловых сетей в оборудовании тепловых пунктов и в системах отопления вентиляции и горячего водоснабжения потребителей непосредственно присоединенных к тепловым сетям.
Статическое давление должно обеспечивать заполнение водой систем отопления вентиляции и горячего водоснабжения потребителей непосредственно присоединенных к тепловым сетям в случае останова сетевого насоса.
Давление воды в подающих трубопроводах водяных тепловых сетей при работе сетевых насосов должно приниматься исходя из условий невскипания воды при ее максимальной температуре в любой точке подающего трубопровода в оборудовании источника теплоты и в приборах систем потребителей непосредственно присоединенных к тепловым сетям.
Давление воды в обратных трубопроводах водяных тепловых сетей при работе сетевых насосов должно быть избыточным (не менее 005 МПа) не превышать допускаемого давления в системах потребителей и обеспечивать заполнение местных систем (превышать давление создаваемое столбом воды в системах отопления многоэтажных зданий).
Давление и температура воды во всасывающих патрубках сетевых подпиточных подкачивающих и смесительных насосов не должны превышать допускаемых по условиям прочности конструкций насосов.
Перепад давлений на вводе двухтрубных водяных тепловых сетей в здания при определении напора сетевых насосов (при элеваторном присоединении систем отопления) следует принимать равным расчетным потерям давления на вводе и в местной системе с коэффициентом 15 но не менее 015 МПа.
Для построения пьезометрического графика необходимы данные:
потери давления на главной магистрали:
Нпод. = Нобр. = 146 м;
Нэт. – высота одного этажа (м) Нэт. = 3 м;
n – количество этажей n = 6.
Нзд. = 3 · 6 = 18 м;
Н = 525 – 50 = 25 м;
перепад давления у потребителей:
Нрасп.аб. в закрытых системах теплоснабжения принимается равным 20 м;
перепад давления в котле:
напор воды во всасывающем патрубке сетевого насоса (А) принимаем равным:
напор воды в обратном трубопроводе после всех потребителей (Б):
НБ = НА + Нобр. = 30 + 146 = 446м;
напор воды в подающем трубопроводе перед всеми потребителями (В):
НВ = НБ + Нрасп.аб. = 446 + 20 = 646 м;
напор воды после котла (Г):
НГ = НВ + Нпод. = 646 + 146 = 792 м;
напор воды перед котлом (Д):
НД = НГ + Нкот = 792 + 10 = 892 м.
Необходимые условия для выполнения пьезометрического графика:
Давление во всасывающем патрубке составляет 30м что достаточно для предотвращения кавитации;
Линия давления в обратной магистрали расположено выше зданий что обеспечивает заполнение водой всех абонентских систем отопления;
Давление в обратной магистрали не превышает допустимого давления по прочности отопительных приборов (НБ60м);
Давление в подающей магистрали не превышает допустимого давления по прочности труб (Нг100м);
Условие невскипания соблюдается.
Выбор насосов осуществляется по [3].
I. Расчёт сетевых насосов.
Отапливаемый период.
Производительность сетевого насоса:
Напор сетевого насоса:
= 10 м – перепад давления в котле;
и - потери давления на главной и обратной магистралях по 146 м;
= 20 м – перепад давления у потребителей.
Выбираем насос СЭ 500-70-16:
частота вращения – 3000 обмин;
мощность насоса – 160 кВт;
Обязательна установка резервного насоса той же марки.
Неотапливаемый период.
Где - максимальный расчётный расход теплоносителя на горячее водоснабжение тч определяемый как:
где - максимальный расчётный расход теплоты на горячее водоснабжение МВт определяемый по формуле:
Выбираем насос 1Д-315-71-2:
частота вращения – 2900 обмин;
мощность насоса – 98 кВт;
допускаемый кавитацонный запас – 5м.
II. Расчёт подпиточных насосов.
Напор равен напору в т.А на пьезометрическом графике составляет 30 м.
Производительность подпиточного насоса тч:
V - объём воды в системе теплоснабжения м3.
Объем воды в системе теплоснабжения может быть определен по фактическим размерам труб (длине и диаметру) или по удельным показателям определяющим объем воды приходящийся на единицу тепловой мощности. Объем воды определяется для всех элементов системы теплоснабжения: котельной наружных трубопроводов местных абонентских систем. Удельные объемы воды м3МВт можно принять равными:
-для котельной vкот=55;
-для систем отопления vо=26;
-для систем вентиляции vв=7;
-для систем горячего водоснабжения vг.в=52.
С учетом изложенного объем воды может быть определен по формуле
Qр - суммарный расчетный расход теплоты в системе теплоснабжения МВт;
Qо Qв Qг.в – расчетные расходы теплоты на отопление вентиляцию и горячее водоснабжение соответственно МВт.
Минимальное число рабочих подпиточных насосов принимается равным: в закрытых системах – один в открытых – два. В обоих случаях предусматривается один резервный насос той же производительности.
Выбираем насос 1Д-500-63б:
Расчет компенсирующих устройств
1.Расчет самокомпенсации
Максимальные напряжения возникающие в местах защемления коротких плеч определяются по следующей формуле:
d – диаметр трубопровода м.
a - коэффициент линейного расширения ;
E – модуль упругости E = 2 ·105 МПа;
n – отношение большего расстояния от поворота до опоры к меньшему;
меньше допускаемого напряжения изгиба трубопровода)
меньше допускаемого напряжения изгиба трубопровода.
2. Выбор и расчет П-образных компенсаторов
В курсовом проекте необходимо выполнить расчет П-образных компенсаторов для всех участков трубопроводов. При этом следует воспользоваться номограммами приведенными в справочной литературе [56].
Расчетное тепловое удлинение трубопроводов мм для определения размеров гибких компенсаторов следует определять:
- где – коэффициент учитывающий релаксацию компенсационных напряжений и предварительную растяжку компенсатора в размере 50% полного теплового удлинения ;
α –средний коэффициент линейного расширения стали при нагреве от 0 до t °C принимаемый равным 0012 мм(м·°С);
- расчетный перепад температур принимаемый как разность между рабочей температурой теплоносителя и расчетной температурой наружного воздуха для проектирования отопления °С;
L – расстояние между неподвижными опорами труб м.
По наружному диаметру трубопровода на участке dн и по подбираем компенсаторы с определенными значениями спинки B и вылета H причем
Аналогично проводим расчёт для остальных компенсаторов.
Все полученные результаты сводим в таблицу
Характеристика П-образных компенсаторов
Длина компенсаци-онного участка м
Расчетное тепловое удлинение мм
Размеры компенсатора м
Усилие гибкого компенсатора кН
Расчет толщины тепловой изоляции
Проектирование тепловой изоляции трубопроводов и оборудования следует осуществлять на основании действующих нормативных документов среди которых основными являются [6] и [7]. Нормы содержат основные требования к теплоизоляционным конструкциям и свойствам используемых в них материалов. Там же приведены нормы линейной плотности теплового потока (тепловых потерь) от наружной поверхности трубопроводов при различных способах прокладки. В [6] не включены методики расчета тепловой изоляции и характеристики теплоизоляционных материалов.
Расчет толщины тепловой изоляции выполняется по методике изложенной в [7].
Чтобы теплоизоляционные конструкции были эффективными и отвечали всем предъявляемым к ним требованиям перед проектированием необходимо тщательно проанализировать исходные данные.
-г. Саратов tн.р.= -27°С;
-подземная канальная прокладка;
-грунт – влажный песок теплопроводность = 176 Вт(м·°С) плотность = 1600 кгм3;
-теплоноситель – вода с температурой 160°С в подающей магистрали и 70°С в обратной магистрали;
-теплоизоляционный материал – полуцилиндры минераловатные плотность = 75-125 (кгм3) теплопроводность = 007 Вт(м·°С) – для подающего трубопровода и для обратного - = 006 Вт(м·°С).
Теплопроводность теплоизоляционного материала рассчитана как
где tср – средняя температура теплоизоляционного слоя рассчитываемая как
где tT – расчётная температура теплоносителя оС.
Для подающего трубопровода tср = (160+40)2 = 100 оС для обратного tср = (70+40)2 = 55 оС и = 0049+000021*100 =007 Вт(м·°С); = 0049+000021*55 = 006 Вт(м·°С) для подающего и обратного трубопровода соответственно.
Полное сопротивление теплопередаче от теплоносителя в окружающую среду отнесенное к 1 м трубопровода
В данной формуле - расчетная среднегодовая температура воды в водяных тепловых сетях которая принимается в соответствии с заданным температурным графиком:
°С 13070 15070 16070
- расчетная температура окружающей среды которая принимается равной среднегодовой температуре грунта на глубине заложения оси трубопровода (выбирается по климатическим данным для заданного района строительства при отсутствии данных принимается равным 5°С). При расстоянии от поверхности грунта до перекрытия канала (или до верха теплоизоляционной конструкции при бесканальной прокладке) 07 м и менее за расчетную температуру окружающей среды принимают: при круглогодичной работе тепловой сети — среднегодовую температуру наружного воздуха при работе только в отопительный период — среднюю за отопительный период.
К - коэффициент дополнительных потерь учитывающий теплопотери через теплопроводные включения в теплоизоляционных конструкциях обусловленных наличием в них крепежных деталей и опор (при бесканальной прокладке принимается равным 115; при канальной прокладке для трубопроводов условным диаметром до 150 мм коэффициент равен 12; условным диаметром 150 мм и более 115).
- нормированная плотность теплового потока.
Rобщ – общее термическое сопротивление переносу теплоты от теплоносителя в окружающую среду (м*оС)Вт общее термическое сопротивление переноса теплоносителя в окружающую среду включает :
для канальной подземной прокладки:
Rобщ = Rиз + Rкан + Rгр + R1-2 (м*оС)Вт
где Rвн – термическое сопротивление на внутренней поверхности трубы
Rст – термическое сопротивление стенки трубы данными пренебречь;
Rп.сл. – термическое сопротивление покровного слоя данными
Rиз – термическое сопротивление изоляционного слоя;
Rкан – термическое сопротивление теплоотдаче от воздуха к поверхности
Rгр – термическое сопротивление грунта;
R1-2 – термическое влияние одного трубопровода на другой.
Термическое сопротивление теплоотдаче от воздуха к поверхности канала определяется по формуле:
где - коэффициент теплоотдачи от поверхности изоляции к воздуху
канала = 12 (м*оС)Вт;
b h – размеры канала м.
Термическое сопротивление грунта определяется по формуле:
где Н – глубина заложения оси трубопровода м;
- теплопроводность грунта Вт(м*оС).
Термическое влияние одного трубопровода на другой определяется по формуле:
Толщина изоляции рассчитывается по формуле:
где dн – наружный диаметр трубопровода мм
- теплопроводность изоляции в конструкции Вт(м*оС).
округляют в большую сторону до ближайшего стандартного значения.
Для примера приведем расчет тепловой изоляции участка 1 с dн = 377мм подающий трубопровод:
75 Втм tв = 95°С tн = 5°С
Rобщ = Rиз + Rкан + Rгр + R1-2 (м*оС)Вт;
Rиз = Rобщ - Rкан - Rгр -R1-2 (м*оС)Вт;
Rиз = Rобщ - Rкан - Rгр –R1-2= 1– 00124– 0088 -0086=0954 (м*оС)Вт;
Принимаем стандартную толщину изоляции 100 мм.
Результаты расчетов сведем в таблицу
В курсовом проекте «Теплоснабжение района города» разрабатывался в сокращенном объеме система централизованного теплоснабжения района города Саратов с жилищно-коммунальной застройкой 238000 м2 для зоны с застройкой 6 этажей. В качестве теплоносителя используется горячая вода расчетная температура сетевой воды 16070 0С тип системы – закрытая. Горячее водоснабжение при двухступенчатых схемах присоединения водоподогревателей.
Проектирование включало: определение расходов теплоты схему регулирования отпуска теплоты определение расходов теплоносителя гидравлический расчет системы теплоснабжения выбор сетевого оборудования и компенсаторов тепловой расчет.
СНиП 41-02-2003 Тепловые сети. М.: 2004
Теплоснабжение района города: Методические указания к выполнению курсового проекта для студентов специальности 290700 «Теплогазоснабжение и вентиляция» Иван. гос. архит.-строит. универститет; Сост. С.М. Кулагин. – Иваново 2009. -
Калинушкин М.П. Насосы и вентиляторы.-М.: Высш.шк.1987.
Гладкоскок В.П. Работа нагнетателей в сети и их подбор. – Киев.;1993.
Тепловые сети. Справочник проектировщика. Под ред. Николаева М.Н: 1965.
Шумов В.В. Компенсаторы для трубопроводов тепловых сетей.-Л.:Энергоатомиздат 1990.
Ионин А.А. Хлыбов Б.М. и др. Теплоснабжение: Учебник для вузов. М.: Стройиздат 1982. – 336 с. ил.
СНиП 41-03-2003 Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов.
СП 41-103-2000 Проектирование тепловой изоляции оборудования и трубопроводов.
ГОСТ 21.605-82 (1997) СПДС. Сети тепловые (тепломеханическая часть). Рабочие чертежи.