Теплоснабжение жилого района в г.Актобе

 
 
 
 
 
 

    По  полученным в результате расчета  данным о суммарных нагрузках  за каждый месяц построен график изменения тепловой нагрузки по месяцам года (лист 2). 

 

1.7 Гидравлический расчет  и гидравлический  режим тепловых  сетей 

    1.7.1 Выбор схемы, трассы и способа прокладки тепловых сетей.

    Схема тепловой сети определяется размещением  источников теплоты (ТЭЦ или котельных) по отношению к району теплового потребления, характером тепловой нагрузки потребителей района и видом теплоносителя.

    Основные  принципы, которыми руководствуются  при выборе схемы тепловой сети –  это надежность и экономичность.

    Распределительные тепловые сети диаметром меньше 700 мм и меньше, а также магистральные тепловые сети диаметром меньше 700 мм и меньше выполняются обычно тупиковыми. Это объясняется тем, что максимально допустимая длительность аварийного прекращения теплоснабжения для большинства абонентов водяных тепловых сетей, за исключением зданий особой категории (больницы, детские учреждения, государственные музеи и др.), для значительной территории нашей страны может быть установлена в пределах до 24 часов, так как за такой период благодаря аккумулирующей способности зданий не возникает опасности их замораживания при наличии автономной циркуляции воды в абонентских отопительных установках. Другая причина такого решения – тупиковая схема тепловой сети наиболее экономична.

    Водяная тепловая сеть в данной дипломной работе принята двухтрубная циркуляционная, подающая одновременно тепло на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение.

    При выборе трассы тепловой сети предусматривается  один ввод в каждый квартал.

    В городах и других населенных пунктах для тепловых сетей должна предусматриваться подземная прокладка (бесканальная, в непроходных каналах или в коллекторах совместно с другими инженерными сетями).

    Подземная канальная прокладка сегодня является одним из самых распространенных способов, который позволяет создавать тепловые сети, в среднем это 84%. Другим менее распространенным способом является надземная прокладка, которая в среднем составляет 10%. И наименее распространенным является бесканальная прокладка — 6%

    Бесканальная  прокладка теплопроводов - способ подземной прокладки, при котором теплопроводы находятся непосредственно в грунте. Бесканальная прокладка теплопроводов  — один из путей удешевления стоимости тепловых сетей. Теплоизоляционная конструкция бесканального теплопровода состоит из 4 основных слоев: антикоррозионного, теплоизоляционного, гидроизоляционного и защитно-механического. Прокладки теплопроводов получили широкое распространение в СССР до 1941, затем некоторое время применение их было прекращено из-за несовершенства конструкций. В 1949 была применена Б.п.т. с монолитной армо-пено-бетонной изоляцией. Теперь для различных грунтов широко применяют прогрессивные конструкции. За рубежом применение бесканальной проводки не прекращалось. По конструкции тепловой изоляции бесканальные прокладки теплопроводов делят на засыпные, сборные, сборно-литые, литые и монолитные. Засыпная изоляция выполняется из сыпучих теплоизоляционных материалов на смонтированных  траншеях и опрессованных трубопроводах. Распространена засыпка фрезерным торфом. В траншее трубы укладывают на бетонные или дерев, брусья (либо на сплошное бетонное основание) или непосредственно на подстилку изоляции. Слой изоляции плотно утрамбовывают. Под воздействием коррозии и просадки грунта наблюдаются частые разрывы сварных стыков труб. К изоляции засыпных конструкций предъявляются повышенные требования. Желательно, чтобы гранулы засыпной изоляции обладали высокой механической прочностью, гидрофобностыо, долговечностью и не содержали агрессивных продуктов. За рубежом в качестве засыпных применяются гидрофобные материалы, монолит, тсрмокрет, протексюлат и др. Результаты эксплуатации зарубежных и отечественных конструкций с засыпной изоляцией свидетельствуют о необходимости применения надежных антикоррозийных материалов на трубах. В сборных прокладках тепловая изоляция уложена на трубы из штучных элементов (кирпичей, сегментов, скорлуп). В качестве тепловой изоляции применялись диатом, асбестоцемент, пенобетон и пр. На нее наносились гидроизоляционные и защитно-механические слои (или один из них). Эти прокладки не оправдали себя из-за недостаточной герметичности оболочки и воздушного зазора между трубой и изоляцией, высокой гидрофобности изоляционных материалов.  

    Решение этой проблемы на сегодняшний день является применение бесканального способа для строительства сетей трубопроводов с пенополиуретановой (ППУ) изоляцией. 
 

    

    Рис.3 Предварительно изолированная  труба

    В Западной Европе такие конструкции успешно применяются с середины 60-х годов. Их основные преимущества перед существующими конструкциями:

    - повышение долговечности (ресурс  трубопроводов) — в 2 - 3 раза;

    -   снижение тепловых потерь — минимум в 3 раза;

    -   снижение эксплуатационных расходов — в 9 раз;

    -   снижение расходов на ремонт теплотрасс — в 3раза;

    -   снижение капитальных затрат в строительстве — в1,3 раза;

    - наличие системы оперативного  дистанционного контроля (ОДК) за  увлажнением изоляции.

    Благодаря герметичной гидроизоляции трубопроводов с индустриальной полимерной изоляцией сохраняются стабильные свойства теплоизоляции при повышенной влажности грунта. В то время как в трубопроводах, изолированных минеральной ватой, потери тепла в этом случае могут повыситься в 3 раза.

    В данной дипломной работе принята тупиковая схема тепловой сети с бесканальной прокладкой предварительно изолированных труб ППУ. 

1.7.2. Гидравлический расчет системы теплоснабжения 

    В гидравлический расчет входят следующие  задачи:

    1) определение диаметров трубопровода;

    2) определение падения давления (напора);

    3) определение давлений (напоров) в  различных точках сети;

    4) увязка всех точек системы  при статическом и динамическом  режимах с целью обеспечения  допустимых давлений и требуемых  напоров в сети и абонентских  системах.

    При гидравлическом расчете водяных  тепловых сетей рекомендуется принимать следующие значения удельных потерь давления на трение:

    а) для основного расчетного направления  от источника тепла до наиболее удаленного потребителя – 80 Па/м;

    б) для остальных участков – по располагаемому перепаду давления, но не более 300 Па/м;

    Скорость  движения воды в трубопроводах не должна превышать 3,5 м/с.

    При гидравлическом расчете тепловых сетей  определяют потери давления на участках трубопроводов для последующей  разработки гидравлического режима и выявления располагаемых напоров на тепловых пунктах потребителей.

    Для подбора диаметров теплопроводов  используют значения удельных потерь давления на трение, рекомендуемые  СНиП. Расчет ведется в следующей  последовательности:

    1) сначала рассчитывается основное  направление. Диаметры подбираются  по среднему гидравлическому  уклону, принимая удельные потери  давления на трение от 30 до 80 Па/м,  что дает решение, близкое к  экономически оптимальному. При  определении диаметров труб принимаются значение , равное 0,0005 м, и скорость движения теплоносителя не более 3,5 м/с;

    2) после определения диаметров  участков тепломагистрали подсчитывается  для каждого участка сумма  коэффициентов местных сопротивлений,  используя монтажную схему тепловой сети, данные по расположению задвижек, компенсаторов и других сопротивлений и значения коэффициентов местных сопротивлений . Для каждого участка определяется эквивалентная местным сопротивлениям длина при и рассчитывается эквивалентная длина для этого участка по формуле:

     ,                                                                                      (31)

    где - эквивалентная местным сопротивлениям длина при ;

     - сумма коэффициентов местных  сопротивлений.

    После определения  определяются потери напора в тепловой сети по формуле:

     ,                                                                                  (32)

    где - удельная потеря давления на трение, Па/м.

    3) рассчитываются ответвления, используя  оставшийся напор, при условии,  чтобы удельные потери давления на трение не превышали 300 Па/м.

    Примерная удельная потеря давления на трение для  участков ответвления определяется по формуле:

                                                                                 (33)

      Эквивалентные длины и потери напора на участках определяют аналогично их определению для основного направления. 

    Для того, чтобы произвести гидравлический расчет необходимо знать расход теплоносителя  на каждом участке.