Теплоснабжение района города

• допустимый кавитационный запас - 10 м;
• рабочее давление на входе – 16 (1,57) кгс/см² (МПа);
• температура перекачиваемой воды – не более 180 ⁰С;
• КПД – не менее 82%;
• мощность – 120 кВт;
• диаметр рабочего колеса – 250 мм;
• электродвигатель : тип – А03-315S-2, мощность 1600 кВт, напряжение – 380/660 В, частота вращения – 3000 мин^-1.

 

       12. Определение объёма подпиточной  воды и подбор подпиточных насосов. 

     В подпиточных насосах напор определяется по пьезометрическому графику (линия S – S).

  

 м вод. ст.

     Производительность  в закрытых системах теплоснабжения должна приниматься равной расходу воды на компенсацию утечек из тепловой сети.

     Для закрытых систем теплоснабжения величина утечки воды принимается 65 м³ на 1МВт тепловой нагрузки.

                      ,         (25)

     Величина  утечки принимается равной 0,78 % от объёма

                                             ,                                       (26)

     где 65 – это удельный объем воды на 1 МВт расчетного теплового потока.

     

т/ч.

     Подпиточных насосов должно быть не менее двух (один резервный). Подбираем по производительности и напору по справочной литературе [11].

Устанавливаем 2 подпиточных насоса(один резервный) типа: К-20/18.

    

   Технические характеристики насоса К 20/18:

• тип электродвигателя – 4А-80В2-У3;
• мощность 2,2 кВт;
• частота вращения – 2850 мин^-1.

 

13. Определение  диаметра резервирования

                                                       ,                                 (27)

где  t_i – расчетная температура внутреннего воздуха;

t_O – расчетная температура наружного воздуха;

t_В – допустимый минимальный предел температуры (+12°С);

L – рассояние между секционирующими задвижками (1000м).

 

       14. Тепловой расчёт сети с выбором оптимальной толщины тепловой изоляции по участкам основной магистрали и главного ответвления. 

     14.1 Расчет толщины тепловой изоляции при прокладке на открытом воздухе 

     Оптимальная толщина тепловой изоляции, м рассчитывается по формуле:

                                                      ,                                              (28)

где D_H – наружный даметр трубопровода, мм:

В –  толщина теплоизоляционного слоя.

     Толщина теплоизоляционного слоя определяется из соотношения:

                                          ,                                    (29)

где l_к – коэффициент теплопроводности материала изоляции при его средней температуре (принимается по приложению А [6]);

к –  коэффициент, учитывающий дополнительные потери тепла через опорные конструкции  трубопровода (принимается по табл 1 [6]);

t_w – расчетная температура теплоносителя, °С;

t_c – расчетная температура окружающей среды, °С;

q_L – расчетные нормируемые теплопотери, Вт/м [5];

r_н – термическое сопротивление теплоотдаче на поверхности изоляции, м°С/Вт (принимается по табл. 3 [6]).

     После подбора необходимой толщины  изоляции производится уточнение значения термического сопротивления, м°С/Вт, по формуле:

                                                    ,                                                (30)

где D_{н. из} – наружный диаметр трубопровода, м, с учетом толщины тепловой изоляции;

a – коэффициент теплоотдачи на наружной поверхности, Вт´м²/°С (принимается по табл. 2 [6] ).

                                                 ,                                         (31)

где d_Р – толщина покровного слоя, м.

     В качестве теплоизоляционного материала  применяем маты минераловатные прошивные со средней плотностью r = 150 кг/м³

     Вычисляем коэффициент теплопроводности материала  по формуле:

                                                 ,                                         (32)

где t_м – средняя температура поверхности, °С

                                             ,                                 (33)

                                            ,                                  (34)

,

,

,

,

,

,

,

,

     Принимаем к установке маты минераловатные с толщинами:

     

     

     Уточняем  значение теплового сопротивления:

     

,

     

.

     14.1 Расчет тепловой изоляции при  прокладке в непроходных каналах 

     Оптимальная толщина тепловой изоляции, мм рассчитывается по формуле:

                                                           ,                                          (35)

где D_H – наружный даметр трубопровода

В –  толщина теплоизоляционного слоя

     Толщина теплоизоляционного слоя определяется из соотношения:

                                                ,                              (36)

где l_к – коэффициент теплопроводности материала изоляции при его средней температуре (принимается по приложению А [6]);

к –  коэффициент, учитывающий дополнительные потери тепла через опорные конструкции  трубопровода (принимается по табл 1 [6]);

t_w – расчетная температура теплоносителя, °С;

t_c – температура воздуха в канале, °С;

q_L – расчетные нормируемые теплопотери, Вт/м;

r_н – термическое сопротивление теплоотдаче на поверхности изоляции, м°С/Вт (принимается по табл. 3 [6]).

     Температура воздуха в канале, °С, определяется расчетом:

                                        ,                                (37)

где  r_ca – термическое сопротивление на внутренней поверхности канала, м°С/Вт

r_gr – термическое сопротивление грунта, м°С/Вт

r_c – термическое сопротивление стенки канала, м°С/Вт (r_c = r_gr)

                                                 ,                                              (38)

где d_вн.экв – эквивалентный диаметр канала по внутренним размерам, м

                                             ,                                             (39)

где  h – высота канала, м;

b – ширина канала, м;

Н –  глубина заложения оси канала;

l_gr – теплопроводность грунта (принимается по табл. 6 [6] ).

     После подбора необходимой толщины  изоляции производится уточнение значения термического сопротивления, м°С/Вт, по формуле:

                                                   ,                                               (40)

где D_{н. из} – наружный диаметр трубопровода, м, с учетом толщины тепловой изоляции;

a – коэффициент теплоотдачи на наружной поверхности, Вт´м²/°С (принимается по табл. 2 [6] ).

       Для главного ответвления расчет ведем  по среднему диаметру трубопровода, мм:

                                                ,                                                  (41)

     Результаты  расчета тепловой изоляции сводятся в таблицу 7

     

 
 

       15. Расчет основной магистрали на компенсацию температурных деформаций и подбор компенсаторов. 

     Для компенсации тепловых удлинений  трубопровода в проекте применяются П-образные компенсаторы и используются повороты трассы для самокомпенсации. Расчет естественных компенсаций и П-образных компенсаторов заключается в определении усилий  “П” и максимальных усилий возникающих в опасных сечениях. При этом МПа для компенсаторов, для участков самокомпенсации МПа.

      На  практике расчет максимум изгибающих напряжений производят по специальным номограммам и графикам, для различных стандартных диаметров. 

15.1 Определение вылета компенсатора и силы упругой деформации 

      По  номограммам [9] для П-образных компенсаторов определяют по расчетному удлинению вылет компенсатора Н и силу упругой деформации .

      Определяем  величину теплового удлинения, мм: