Теплоснабжение

 

 

5. Пьезометрический  график тепловых  сетей

     Пьезометрический график составляется на основании данных гидравлического расчёта. При построении графика пользуются единицей измерения гидравлического потенциала – напором. Напор и давление связаны следующей зависимостью:

                                 

                                        (1.5.1)

где H и DH – напор и потеря напора, м;

P и DP – давление и потеря давления, Па;

r - удельный вес теплоносителя, кг/м³.

h, R – удельная потеря напора и удельное падение давления, Па/м.

Величина  напора, отсчитанная от уровня прокладки оси трубопровода в данной точке, называется пьезометрическим напором. Разность пьезометрических напоров подающего и обратного трубопроводов тепловой сети даёт величину располагаемого напора в данной точке. Пьезометрический график определяет полный напор и располагаемый напор в отдельных точках тепловой сети на абонентских вводах. На основании пьезометрического графика выбирают подпиточные и сетевые насосы, автоматические устройства.

      При построении пьезометрического  графика должны быть соблюдены  условия:

1. непревышение допускаемых давлений в абонентских системах, присоединенных к сети. В чугунных радиаторах не должно превышать 0,6 МПа, поэтому давление в обратной линии тепловой сети не должно быть более 0,6 МПа и превышать 60м.
2. обеспечении избыточного (выше атмосферного) давления в тепловой сети и абонентских системах для предупреждения подсоса воздуха и связанного с этим нарушения циркуляции воды в системах.
3. обеспечение невскипания воды в тепловой сети и местных системах, где температура воды превосходит 100 ºС .
4. обеспечение требуемого давления во всасывающем патрубке сетевых насосов из условия предупреждения кавитации не менее 50 Па, пьезометрический напор в обратной линии должен быть не ниже 5м.

 

 

6. Тепловой расчёт 

              Назначением теплового расчёта является  определение количество тепла, теряемого при его транспортировке, способов уменьшения этих потерь, действительной температуры теплоносителя, вида изоляции и расчёта её толщины.

Задачи  теплового расчёта:

1. определение  количества теплоты, теряемого при транспортировке;

2.  поиск  способов уменьшения этих потерь;

3. определение  действительной температуры теплоносителя;

4. определение  вида и толщины изоляции;

      В теплоотдаче участвуют только термические  сопротивления слоя и поверхности.

Для цилиндрических объектов диаметром менее 2 метров толщина теплоизоляционного слоя определяется:

где В=d_из/d_н – отношение наружного диаметра изоляционного слоя к наружному диаметру;

.

α –  коэффициент теплоотдачи от наружной изоляции, принимаемый по справочнику 9[6], для трубопроводов прокладываемых в каналах принимается равным 8,2 Вт/(м^{3 о}С);

λ_из – теплопроводность теплоизоляционного слоя, определяемая по пп 2,7 3,11[6] для пенополиуритана 0,036 Вт/(м ^оС);

r_m— термическое сопротивление стенки трубопровод.

     — наружный диаметр изолируемого объекта, м.

– сопротивление теплопередаче  на 1 м длины изоляционного слоя;

^о С∙м/Вт 

– температура вещества;

 – температура окружающей среды;

– коэффициент, равный 1.

 – норма плотности теплового  потока, в нашем случае равный 42Вт/м;

      Теперь  рассчитаем термические сопротивления.

1. тепловое  сопротивление наружной поверхности  R_пиз:

 ^оС∙м/Вт 

2.  тепловое  сопротивление изоляции

 ^оС∙м/Вт 

3. Тепловое сопротивление  грунта определяется по формуле:

                                   

                                                (25)

где - коэффициент теплопроводности грунта, Вт/м^{2 0}С

        d – диаметр теплопровода цилиндрической формы с учетом всех слоев изоляции, м 

 

Тепловое сопротивление  канала: 

                                     

                                              (26)

 

 

Должно выполняться условие:

 что свидетельствует  о правильности выбора изоляции

Фактический тепловой поток:

Определим тепловые потери.

Тепловые  потери в сети слагаются из линейных и местных потерь. Линейными теплопотерями являются теплопотери трубопроводов, не имеющих арматуры и фасонных частей. Местными теплопотерями являются фасонных частей, арматуры, опорных конструкций, фланцев и т.д.

    Линейные потери определяются по формуле:

А  падение  температуры теплоносителя:

Следовательно, температура в конце расчетного участка:

 
 

          7. Подбор сетевых и подпиточных насосов 

    Для теплоснабжения микрорайона города  в котельной устанавливаются одинаковых попеременно работающих центробежных насоса – рабочий и резервный. Циркуляционные насосы имеют обводную линию, которая позволяет регулировать работу насосов ив случае их остановки (при авариях) поддерживать небольшою естественную циркуляцию.

  По  построенному пьезометрическому  графику определяем напоры для  сетевого и подпиточного насосов.

      м

      м

  Подбираем  насосы: 

Таблица 3.      Характеристики подпиточного насоса.

 
 

Таблица 4.      Характеристики сетевого насоса.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

8. Подбор компенсаторной ниши и лоткового канала. 

    Сначала рассчитаем температурные деформации. При изменении температуры теплоносителя  в трубопроводах происходит изменение  их длины, которая вызывает в них  соответствующие напряжение на сжатие или растяжение. Компенсацию температурных деформаций выполняют компенсаторы, устанавливаемые на участках тепловых сетей, ограниченных неподвижными опорами. По конструкции компенсаторы различаются на гнутые, сальниковые и линзовые. В местах поворота трассы происходит угловая  (естественная) компенсация.

    Величина  температурного удлинения на участке  определяется по формуле:

    

 

    где l - длина участка, м;

    t_г – температура теплоносителя (принять τ₁₀);

    t_м – температура наружного воздуха (принять t_о). 

     Полученные  данные сведём в таблицу: 

 

     Размер  и ширину  канала подбираем исходя из диаметров, найденных в гидравлическом расчёте, по приложению из ГОСТа 21,605-82.

     Возьмём марку компенсатора НК 120×45, тип компенсатора x, № компенсатора К3, при диаметре 108´4 мм.

     Для лотка:

ширина  лотка 1600 мм;

вес одного лотка  1800кг;

марка канала лотка КЛ 120-45 (при диаметре труб 108´4мм). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Заключение

В результате проведённых работ по расчёту  и проектированию тепловых сетей  микрорайона:

1. Разработаны план тепловых сетей и схема прокладки труб тепловых сетей
2. Распределена потеря давления в системе теплоснабжения
3. Разработана спецификация потребных материалов и оборудования

4.   Построены температурный, пьезометрический  и график расходов

5    Подобрано оборудование для котельной     
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Список  используемых источников. 

1. СНиП 2.04.07-86. Тепловые сети. Нормы проектирования. М. , 1986.
2. СНиП 2.04.01-85. Внутренний водопровод и канализация зданий. Нормы проектирования. М., 1985.
3. СНиП 2.04.14-88. Тепловая изоляция. Нормы проектирования. М., 1988.
4. Теплоснабжение: Методические указания по курсу «Теплоснабжение». /Сост.: Э.М. Малая. Саратовский политехнический институт. Саратов, 1997.
5. Горячее водоснабжение: Методические указания по курсу «Теплоснабжение». /Сост.: Э.М. Малая. Саратовский политехнический институт. Саратов, 1997.
6. Справочник по теплоснабжению и вентиляции (издание 4-е, переработанное и дополненное) Книга 1-я. Р.В. Щекин, С.М. Кореневский, Г.Е. Беем, Ф.И. Скороходько, В.А. Мельник и др. Киев «Будiвельник», 1976, стр.416.
7. ГОСТ 21.605-82.  Тепловые сети. Тепломеханическая часть.