Лекції - Джерела та системи теплопостачання - файл Конс_6.doc. Гідравлічний розрахунок теплової мережі

Сторінка 1

Гідравлічний розрахунок є важливим елементом проектування теплових мереж.

У завдання гідравлічного розрахунку входять:

1. Визначення діаметрів трубопроводів,

2. Визначення падіння напору в мережі,

3. Встановлення величин напорів (тисків) у різних точках мережі,

4. Ув'язування напорів у різних точках системи при статичному та динамічному режимах її роботи,

5. Встановлення необхідних характеристик циркуляційних, підкачувальних та підживлювальних насосів, їх кількості та розміщення.

6. Визначення способів приєднання абонентських вводів до теплової мережі.

7. Вибір схем та приладів автоматичного регулювання.

8. Виявлення оптимальних режимів роботи.

Гідравлічний розрахунок роблять у такому порядку:

1) у графічній частині проекту викреслюють генплан району міста в масштабі 1:10000, відповідно до завдання завдають місце розташування джерела теплоти (ІТ);

2) показують схему теплової мережі від ІТ до кожного мікрорайону;

3) для гідравлічного розрахунку теплової мережі на трасі трубопроводів вибирають головну розрахункову магістраль, як правило, від джерела тепла до найвіддаленішого теплового вузла;

4) на розрахунковій схемі вказують номери ділянок, їх довжини, що визначаються за генпланом з урахуванням прийнятого масштабу, та розрахункові витрати води;

5) на підставі витрат теплоносія та, орієнтуючись на питому втрату тиску до 80 Па/м, призначають діаметри трубопроводів на ділянках магістралі;

6) за таблицями визначають питому втрату тиску та швидкість теплоносія (попередній гідравлічний розрахунок);

7) розраховують відгалуження за наявним перепадом тисків; при цьому питома втрата тиску не повинна перевищувати 300 Па/м, швидкість теплоносія – 3,5 м/с;

8) викреслюють схему трубопроводів, розставляють засувки, що відключають, нерухомі опори, компенсатори та інше обладнання; відстані між нерухомими опорами для ділянок різного діаметра визначаються виходячи з даних таблиці 2;

9) на підставі місцевих опорів визначають еквівалентні довжини для кожної ділянки та обчислюють наведену довжину за формулою:

10) обчислюють втрати тиску на ділянках із виразу

,

Де - коефіцієнт, що враховує частку втрат тиску на місцевих опорах;

∆pтр – падіння тиску на тертя на ділянці теплової мережі.

Остаточний гідравлічний розрахунок відрізняється від попереднього тим, що падіння тиску місцевих опорах враховується точніше, тобто. після розстановки компенсаторів і арматури, що відключає. Сальникові компенсатори застосовують при d≤250 мм, при менших діаметрах – П-подібні компенсатори.

Гідравлічний розрахунок виконується для трубопроводу, що подає; діаметр зворотного трубопроводу і падіння тиску в ньому приймають такими ж, як і в подаючій (п. 8.5).

Згідно з пунктом 8.6 найменший внутрішній діаметр труб повинен прийматися в теплових мережах не менше 32 мм, а для циркуляційних трубопроводів гарячого водопостачання – не менше 25 мм.

Попередній гідравлічний розрахунок починають з останнього джерела теплоти ділянки і зводять в таблицю 1.

Таблиця 6 - Попередній гідравлічний розрахунок

№ ділянки							lпр=lх (1+α), м	∆Р=Rхlпр, Па
МАГІСТРАЛЬ
РОЗРАХУНОК ВІДПОВІДІ
								∑∆Ротв =

До завдання гідравлічного розрахунку входять:

Визначення діаметра трубопроводів;

Визначення падіння тиску (напору);

Визначення тисків (напорів) у різних точках мережі;

Ув'язує всі точки мережі при статичному та динамічному режимах з метою забезпечення допустимих тисків і необхідних напорів у мережі та абонентських системах.

За результатами гідравлічного розрахунку можна вирішити такі завдання.

1. Визначення капітальних витрат, витрати металу (труб) та основного обсягу робіт з прокладання теплової мережі.

2. Визначення характеристик циркуляційних та підживлювальних насосів.

3. Визначення умов роботи теплової мережі та вибору схем приєднання абонентів.

4. Вибір автоматики для теплової мережі та абонентів.

5. Розробка режимів експлуатації.

a. Схеми та конфігурації теплових мереж.

Схема теплової мережі визначається розміщенням джерел тепла по відношенню до району споживання, характером теплового навантаження та видом теплоносія.

Питома довжина парових мереж на одиницю розрахункового теплового навантаження невелика, оскільки споживачі пари – зазвичай промислові споживачі – перебувають у невеликій відстані від джерела тепла.

Більш складним завданням є вибір схеми водяних теплових мереж унаслідок великої протяжності, великої кількості абонентів. Водяні ТС менш довговічні, ніж парові внаслідок більшої корозії, більш чутливі до аварій через велику щільність води.

Рис.6.1. Однолінійна комунікаційна мережа двотрубної теплової мережі

Водяні мережі поділяють на магістральні та розподільні. По магістральних мережах теплоносій подається від джерел тепла в райони споживання. По розподільних мереж вода подається на ГТП та МТП та до абонентів. Безпосередньо до магістральних мереж абоненти приєднуються вкрай рідко. У вузлах приєднання розподільних мереж до магістральних встановлюються секційні камери із засувками. Засувки, що секціонують, на магістральних мережах зазвичай встановлюються через 2-3 км. Завдяки встановленню секційних засувок зменшуються втрати води при аваріях ТС. Розподільчі та магістральні ТС з діаметром менше 700 мм робляться зазвичай тупиковими. У разі аварій для більшості території країни допустимо перерву в теплопостачанні будівель до 24 годин. Якщо ж перерва в теплопостачанні неприпустима, необхідно передбачати дублювання або закольцювання ТС.

Рис.6.2. Кільцева теплова мережа від трьох ТЕЦ Рис.6.3. Радіальна теплова мережа

При теплопостачанні великих міст від кількох ТЕЦ доцільно передбачити взаємне блокування ТЕЦ шляхом з'єднання їх до магістралей блокувальними зв'язками. В цьому випадку виходить кільцева теплова мережа з кількома джерелами живлення. Подібна схема має більш високу надійність, що забезпечує передачу резервуючих потоків води при аварії на якійсь ділянці мережі. При діаметрах магістралей, що відходять від джерела тепла 700 мм і менше, зазвичай застосовують радіальну схему теплової мережі з поступовим зменшенням діаметра труби при віддаленні від джерела і зниження приєднаного навантаження. Така мережа найдешевша, але при аварії теплопостачання абонентів припиняється.

b. Основні розрахункові залежності

Рис.6.1. Схема руху рідини у трубі

Швидкість рідини в трубопроводах невелика, тому кінетичною енергією потоку можна знехтувати. Вираз H=p/r gназивається п'єзометричним натиском, а сума висоти Z і п'єзометричного натиску називають повним натиском.

H 0 = Z + p/rg = Z + H.(6.1)

Падіння тиску в трубі є сумою лінійних втрат тиску і втрат тиску на місцевих гідравлічних опорах.

D p= D pл + D pм. (6.2)

У трубопроводах D pл = Rл L, де Rл – питоме падіння тиску, тобто. падіння тиск одиниці довжини труби, що визначається за формулою д"Арсі.

. (6.3)

Коефіцієнт гідравлічного опору l залежить від режиму перебігу рідини та абсолютної еквівалентної шорсткості стінок труби до е. Можна у розрахунках приймати наступні значення до е– у паропроводах до е=0.2 мм; у водяних мережах до е=0.5 мм; у конденсатопроводах та системах ГВП до е= 1 мм.

При ламінарному перебігу рідини в трубі ( Re < 2300)

У перехідній області 2300< Re < 4000

. (6.5)

При

. (6.6)

Зазвичай у теплових мережах Re > Re пртому (6.3) можна привести до вигляду

, де . (6.7)

Втрати тиску на місцевих опорах визначаються за формулою

. (6.8)

Значення коефіцієнта місцевого гідравлічного опору xнаводяться у довідниках. При гідравлічних розрахунках можна враховувати втрати тиску місцевих опорах через еквівалентну довжину.

Тоді, де a=l екв /l- Частка місцевих втрат тиску.

a. Порядок гідравлічного розрахунку

Зазвичай при гідравлічному розрахунку задаються витрати теплоносія та сумарне падіння тиску на ділянці. Потрібно знайти діаметр трубопроводу. Розрахунок складається з двох етапів – попереднього та перевірочного.

Попередній розрахунок.

2. Задаються часткою місцевих падінь тиску a=0.3...0.6.

3. Оцінюють питомі втрати тиску

. Якщо падіння тиску на ділянці невідоме, то задаються завбільшки R л < 20...30 Па/м.

4. Розраховують діаметр трубопроводу з умови роботи в турбулентному режиміДля водяних теплових мереж щільність приймають рівною 975 кг/м 3 .

З (6.7) знайдемо

, (6.9)

де r- Середня щільність води на даній ділянці. За знайденим значенням діаметра вибирають по ГОСТ трубу з найближчим внутрішнім діаметром. При виборі труби вказують або d уі d, або d ні d.

2. Перевірочний розрахунок.

Для кінцевих ділянок слід перевірити режим руху. Якщо виявиться, що режим перехідний, то, якщо є можливість, потрібно зменшити діаметр труби. Якщо це неможливо, потрібно вести розрахунок за формулами перехідного режиму.

1. Уточнюються значення R л;

2. Уточнюються типи місцевих опорів та їх еквівалентні довжини. Засувки встановлюються на виході та вході колектора, у місцях приєднання розподільчих мереж до магістральних, відгалужень до споживача та у споживачів. Якщо довжина відгалуження менша за 25 м, то допускається встановлювати засувку тільки у споживача. Засувки, що секціонують, встановлюються через 1 – 3 км. Крім засувок можливі й інші місцеві опори – повороти, зміни перерізу, трійники, злиття та розгалуження потоку тощо.

Для визначення кількості температурних компенсаторів довжини ділянок поділяються на допустиму відстань між нерухомими опорами. Результат заокруглюється до найближчого цілого числа. Якщо ділянці є повороти, всі вони можуть бути використані для самокомпенсації температурних подовжень. При цьому кількість компенсаторів зменшується кількість поворотів.

5. Визначаються втрати тиску дільниці. Для закритих систем Dp уч = 2R л (l+l е).

Для відкритих систем попередній розрахунок ведеться за еквівалентною витратою

При перевірочному розрахунку питомі лінійні втрати тиску розраховуються окремо для трубопроводу, що подає і зворотного, для дійсних витрат.

, .

Після закінчення гідравлічного розрахунку будується п'єзометричний графік.

a. П'єзометричний графік теплової мережі

На п'єзометричному графіку в масштабі нанесено рельєф місцевості, висота приєднаних будівель, натиск у мережі. За цим графіком легко визначити напір і наявний напір у будь-якій точці мережі та абонентських системах.

За горизонтальну площину відліку напорів прийнято рівень 1 – 1. Лінія П1 – П4 – графік напорів лінії подачі. Лінія О1 – О4 – графік натисків зворотної лінії. Н о1 - повний натиск на зворотному колекторі джерела; Нсн - напір мережевого насоса; Нст - повний напір підживлювального насоса, або повний статичний напір в тепловій мережі; Нк – повний натиск у т.к на нагнітальному патрубку насоса; DHт - втрата напору в теплоприготувальній установці; Нп1 – повний натиск на колекторі, Нп1= Нк - DHт. Натиск мережевої води на колекторі ТЕЦ Н1=Нп1-Но1. Напір у будь-якій точці мережі i позначається як Нпi, Hoi – повні напори у прямому та зворотному трубопроводі. Якщо геодезична висота у точці i є Zi, то п'єзометричний натиск у цій точці є Нпi – Zi, Hoi – Zi у прямому та зворотному трубопроводахвідповідно. Натиск в точці i є різниця п'єзометричних напорів у прямому і зворотному трубопроводах - Нпi - Hoi. Натиск на ТЗ у вузлі приєднання абонента Д є Н4 = Нп4 – Но4.

Рис.6.2. Схема (а) та п'єзометричний графік (б) двотрубної теплової мережі

Втрата напору в лінії подачі на ділянці 1 – 4 є . Втрата натиску у зворотній лінії дільниці 1 – 4 є . При роботі насоса напір Нст підживлювального насоса регулюється регулятором тиску до Но1. При зупинці мережевого насоса в мережі встановлюється статичний напір Нст, що розвивається підживлювальним насосом. При гідравлічному розрахунку паропроводу можна не враховувати профіль паропроводу через малу щільність пари. Втрати напору в абонентів, наприклад залежить від схеми приєднання абонента. При елеваторному змішуванні D Не= 10…15 м, при безелеваторному введенні – D нбе =2…5 м, за наявності поверхневих підігрівачів D Нп = 5 ... 10 м, при насосному змішуванні D Ннс = 2 ... 4 м.

Вимоги до режиму тиску в тепловій мережі:

b. у будь-якій точці системи тиск не повинен перевищувати максимально допустимої величини. Трубопроводи системи теплопостачання розраховані на 16 ат, трубопроводи місцевих систем - на тиск 6-7 ат;

c. щоб уникнути підсмоктування повітря в будь-якій точці системи тиск повинен бути не менше 1.5 ата. Крім того, ця умова необхідна для попередження кавітації насосів;

d. у будь-якій точці системи тиск має бути не меншим за тиск насичення при даній температурі, щоб уникнути закипання води;

6.5. Особливості гідравлічного розрахунку паропроводів.

Діаметр паропроводу розраховують виходячи з допустимих втрат тиску, або з допустимої швидкості пари. Попередньо задається щільність пари на розрахунковій ділянці.

Розрахунок за допустимими втратами тиску.

Оцінюють , a= 0.3...0.6. По (6.9) розраховують діаметр труби.

Задаються швидкістю пари у трубі. З рівняння для витрати пари – G=wrFзнаходять діаметр труби.

За ДСТУ підбирається труба з найближчим внутрішнім діаметром. Уточнюються питомі лінійні втрати та види місцевих опорів, розраховуються еквівалентні довжини. Визначається тиск на кінці трубопроводу. Розраховуються втрати тепла на розрахунковій ділянці за нормованими втратами тепла.

Qпот=q l l, де q l- Втрати тепла на одиницю довжини при заданій різниці температур пари і навколишнього середовища з урахуванням втрат тепла на опорах, засувках і т.п. Якщо q lвизначено без урахування втрат тепла на опорах, засувках і т.п.

Qпот = ql (tср - to) (1 + b),де tср- середня температура пари на ділянці, to- Температура навколишнього середовища, що залежить від способу прокладання. При наземній прокладці to = tнопри підземній безканальній прокладці to = tгр(температура ґрунту на глибині укладання), при прокладанні в прохідних та напівпрохідних каналах to= 40 ... 50 0 С. При прокладанні в непрохідних каналах to= 5 0 С. За знайденими втратами тепла визначають зміну ентальпії пари на ділянці та значення ентальпії пари в кінці ділянки.

Diуч = Qпот / D, iк = iн - Diуч.

За знайденими значеннями тиску та ентальпії пари на початку та в кінці ділянки визначається нове значення середньої щільності пари rср = (rн + rк)/2. Якщо нове значення щільності відрізняється від раніше заданого більш ніж на 3%, то перевірочний розрахунок повторюють з уточненням одночасно Rл.

a. Особливості розрахунку конденсатопроводів

При розрахунку конденсатопроводу необхідно враховувати можливе пароутворення при зниженні тиску нижче тиску насичення (вторинний пар), конденсацію пари за рахунок теплових втрат і пар після конденсатовідвідників. Кількість прогонової пари визначається за характеристикою конденсатовідвідника. Кількість пари, що сконденсувалася, визначається по втраті тепла і теплоті пароутворення. Кількість вторинної пари визначається за середніми параметрами на розрахунковій ділянці.

Якщо конденсат близький до стану насичення, то розрахунок потрібно вести як паропроводу. При транспорті переохолодженого конденсату розрахунок виконується як і, як й у водяних мереж.

b. Режим тиску в мережі та вибір схеми абонентського введення.

1. Для нормальної роботи споживачів тепла натиск у зворотній лінії повинен бути достатнім для заповнення системи, Ho > DHмс.

2. Тиск у зворотній лінії має бути нижчим від допустимого, po > pдоп.

3. Дійсний напір на абонентському вводі, що розташовується, повинен бути не менше розрахункового, DHаб DHрасч.

4. Напір у лінії подачі повинен бути достатній для заповнення місцевої системи, Hп – DHаб > Hмс.

5. У статичному режимі, тобто. при вимиканні циркуляційних насосів не повинно бути спорожнення місцевої системи.

6. Статичний тиск не повинен перевищувати допустимий.

Статичний тиск – це тиск, який встановлюється після відключення циркуляційних насосів. Рівень статичного тиску (напору) обов'язково вказується на п'єзометричному графіку. Величина цього тиску (напору) встановлюється з обмеження величини тиску для опалювальних приладів і має перевищувати 6 ати (60 м). При спокійному рельєфі місцевості рівень статичного тиску то, можливо одним і тим самим всім споживачів. При великих коливаннях рельєфу місцевості може бути два, але не більше трьох статичних рівнів.

Рис.6.3. Графік статичних напорів системи теплопостачання

На рис.6.3 зображено графік статичних напорів та схема системи теплопостачання. Висота будівель A, B і С однакова і дорівнює 35 м. Якщо провести лінію статичного натиску на 5 метрів вище за будівлю С, то будівлі В і А опиняться в зоні натиску в 60 і 80 м. Можливі наступні рішення.

7. Опалювальні установки будівель А приєднуються за незалежною схемою, а в будинках В та С – за залежною. У цьому випадку всім будівель встановлюється загальна статична зона. Водо-водяні підігрівачі будуть знаходитись під натиском у 80 м, що допустимо з погляду міцності. Лінія статичних натисків - S - S.

8. Опалювальні установки будівлі приєднуються за незалежною схемою. В цьому випадку повний статичний натиск можна вибрати за умовами міцності установок будівель А та В – 60 м. Цей рівень позначений лінією М – М.

9. Опалювальні установки всіх будівель приєднані за залежною схемою, але зона теплопостачання поділена на дві частини – одна на рівні М-Мдля будівель А та В, інша на рівні S-Sдля будівлі С. Для цього між будинками В і С встановлюється зворотний клапан 7 на прямій лінії і підживлювальний насос верхньої зони 8 і регулятор тиску 10 на зворотній лінії. Підтримка заданого статичного напору в зоні З здійснюється підживлювальним насосом верхньої зони 8 та регулятором підживлення 9. Підтримання заданого статичного напору в нижній зоні здійснюється насосом 2 та регулятором 6.

При гідродинамічному режимі роботи мережі вищеперелічені вимоги теж повинні дотримуватися будь-якої точки мережі при будь-якій температурі води.

Рис.6.4. Побудова графіка гідродинамічних напорів системи теплопостачання

10. Побудова ліній максимальних та мінімальних п'єзометричних напорів.

Лінії допустимих натисків слідують за рельєфом місцевості, т.к. прийнято, що трубопроводи прокладаються відповідно до рельєфу. Відлік – від осі труби. Якщо обладнання має суттєві розміри по висоті, то мінімальний тиск відраховують від верхньої точки, а максимальний – від нижньої.

1.1. Лінія Пmax - лінія максимально допустимих напорів в лінії подачі.

Для пікових водогрійних котлів максимально допустимий напір відраховують від нижньої точки котла (приймають, що вона знаходиться на рівні землі), а мінімально допустимий напір - від верхнього колектора котла. Допустимий тиск для сталевих водогрійних котлів 2.5 МПа. З урахуванням втрат прийнято на виході з котла Hmax=220 м. Максимально допустимий напір у лінії подачі обмежений міцністю трубопроводу (рmax=1.6 Мпа). Тому на вході в лінію, що подає Нmax=160 м.

a. Лінія Оmax - лінія максимально допустимих натисків у зворотній лінії.

За умовою міцності водоводяних підігрівачів максимальний тиск не повинен перевищувати 1.2 Мпа. Тому максимальне значення тиску дорівнює 140 м. Величина тиску для опалювальних установок не може перевищувати 60 м.

Мінімально допустимий п'єзометричний напір визначають за температурою кипіння, що перевищує на 30 0 З розрахункову температуру на виході з казана.

b. Лінія Пmin - лінія мінімально допустимого натиску в прямій лінії

Мінімально допустимий напір на виході з котла визначається з умови нескипання у верхній точці – для температури 180 0 С. Встановлюється 107 м. З умови нескипання води при температурі 150 0 С мінімальний напір має бути 40 м.

1.4. Лінія Оmin – лінія мінімально допустимого натиску у зворотній лінії. З умови неприпустимості підсмоктування повітря та кавітації насосів прийнято мінімальний напір у 5 м.

Дійсні лінії напорів у прямій та зворотній лініях ні за яких режимів не можуть виходити за межі ліній максимальних та мінімальних напорів.

П'єзометричний графік дає повне уявлення про діючі напори при статичному та гідродинамічному режимах. Відповідно до цієї інформації обирається той чи інший метод приєднання абонентів.

Рис.6.5. П'єзометричний графік

Будівля 1. Натиск, що розташований більше 15 м, п'єзометричний - менше 60 м. Можна опалювальну установку приєднати за залежною схемою з елеваторним вузлом.

Будівля 2. І тут також можна застосувати залежну схему, але т.к. Натиск у зворотній лінії менше висоти будівлі у вузлі приєднання потрібно встановити регулятор тиску "до себе". Перепад тиску на регуляторі повинен бути більшим від різниці між висотою установки і п'єзометричним натиском у зворотній лінії.

Будівля 3. Статичний натиск тут більше 60 м. Найкраще застосувати незалежну схему.

Будівля 4. Натиск, що знаходиться в цьому місці менше 10 м. Тому елеватор працювати не буде. Потрібно встановлювати насос. Його натиск повинен дорівнювати втратам напору в системі.

Будівля 5. Потрібно використовувати незалежну схему – статичний натиск тут більше 60 м.

6.8. Гідравлічний режим теплових мереж

Втрати тиску в мережі пропорційні квадрату витрати

Користуючись формулою розрахунку втрат тиску, знайдемо S.

.

Втрати напору в мережі визначаються як , де .

При визначенні опору всієї мережі діють такі правила.

1. При послідовному з'єднанні елементів мережі сумуються їх опори S.

S S = S si.

11. При паралельному з'єднанні елементів мережі сумуються їх провідності.

. .

Одне із завдань гідравлічного розрахунку ТЗ – визначення витрати води у кожного абонента та в мережі в цілому. Зазвичай відомі: схема мережі, опір ділянок і абонентів, натиск на колекторі ТЕЦ або котельні.

Мал. 6.6. Схема теплової мережі

Позначимо S I – S V – опору ділянок магістралі; S 1 – S 5 – опору абонентів разом із відгалуженнями; V- Сумарна витрата води в мережі, м 3 / с; Vm- Витрата води через абонентську установку m; SI-5- Опір елементів мережі від ділянки I до відгалуження 5; SI-5=S I+ S 1-5, де S 1-5 – сумарний опір абонентів 1-5 із відповідними відгалуженнями.

Витрата води через установку 1 знайдемо з рівняння

, звідси .

Для абонентської установки 2

. Різниця витрат знайдемо з рівняння

, де . Звідси

.

Для встановлення 3 отримаємо

Опір теплової мережі з усіма відгалуженнями від абонента 3 до останнього абонента 5 включно; , - Опір ділянки III магістралі.

Для деякого m-го споживача з nвідносна витрата води знаходиться за формулою

. За цією формулою можна знайти витрату води через будь-яку абонентську установку, якщо відома сумарна витрата в мережі та опору ділянок мережі.

12. Відносна витрата води через абонентську установку залежить від опору мережі та абонентських установок та не залежить від абсолютного значення витрати води.

13. Якщо до мережі приєднано nабонентів, то відношення витрат води через установки dі m, де d < mзалежить тільки від опору системи, починаючи від вузла dдо кінця мережі, і не залежить від опору мережі до вузла d.

Якщо на якійсь ділянці мережі зміниться опір, то у всіх абонентів, розташованих між цією ділянкою та кінцевою точкою мережі, витрата води зміниться пропорційно. У цій частині мережі достатньо визначити ступінь зміни витрати лише одного абонента. При зміні опору будь-якого елемента мережі зміниться витрата як у мережі, так і у всіх споживачів, що призводить до розрегулювання. Розрегулювання в мережі бувають відповідні та пропорційні. При відповідному регулюванні збігається знак зміни витрат. При пропорційному розрегулюванні збігається рівень зміни витрат.

Мал. 6.7. Зміна напорів мережі при відключенні одного із споживачів

Якщо від теплової мережі відключиться абонент Х, сумарний опір мережі збільшиться (паралельне з'єднання). Витрата води в мережі зменшиться, втрати напору між станцією та абонентом Х зменшаться. Тому графік натиску (пунктир) піде покладніше. Натиск у точці Х збільшиться, тому витрата в мережі від абонента Х до кінцевої точки мережі збільшиться. У всіх абонентів від точки Х до кінцевої точки рівень зміни витрати буде однаковий – пропорційне розрегулювання.

У абонентів між станцією та точкою Х ступінь зміни витрати буде різним. Мінімальний ступінь зміни витрати буде у першого абонента безпосередньо біля станції – f=1. У міру віддалення від станції f > 1 та збільшується. Якщо на станції зміниться натиск, то сумарна витрата води в мережі, а також витрати води у всіх абонентів зміняться пропорційно кореню квадратному з напору на станції.

6.9. Опір мережі.

Сумарна провідність мережі

, звідси

.

За аналогією

і

. Розрахунок опору мережі ведеться від найвіддаленішого абонента.

a. Увімкнення насосних підстанцій.

Насосні підстанції можуть встановлюватися на трубопроводі, що подає, зворотному,

а також на перемичці між ними. Спорудження підстанцій викликається несприятливим рельєфом, великою дальністю передачі, необхідністю збільшення пропускну здатність тощо.

а). Встановлення насоса на лінії, що подає або зворотній.

Рис.6.8. Встановлення насоса на лінії подачі або послідовності (послідовна робота)

При встановленні насосної підстанції (НП) на лінії подачі або зворотній лінії витрати води у споживачів, розташованих між станцією і НП зменшуються, а у споживачів після НП – зростають. У розрахунках насос враховується як деякий гідравлічний опір. Розрахунок гідравлічного режиму мережі з НП ведуть шляхом послідовних наближень.

Визначаються негативним значенням гідравлічного опору насоса

Розраховують опір у мережі, витрати води у мережі та у споживачів

Уточнюються витрати води та напір насоса та його опір (*).

Рис.6.10. Сумарні характеристики послідовно та паралельно включених насосів

При паралельному включенні насосів сумарна характеристика утворюється шляхом підсумовування абсцис характеристик. При послідовному включенні насосів сумарна характеристика виходить підсумовуванням ординат характеристик. Ступінь зміни подачі при паралельному увімкненні насосів залежить від виду характеристики мережі. Чим менший опір мережі, тим ефективніше паралельне включення і навпаки.

Рис.6.11. Паралельне увімкнення насосів

При послідовному включенні насосів сумарна подача води завжди більша, ніж подача води кожним із насосів окремо. Чим більший опір мережі, тим ефективніше послідовне увімкнення насосів.

б). Встановлення насоса на перемичці між лініями, що подає і зворотній.

Під час встановлення насоса на перемичці температурний режимдо та після НП неоднаковий.

Для побудови сумарної характеристики двох насосів попередньо характеристику насоса переносять А в вузол 2, де встановлений насос Б (див.рис.6.12). На наведеній характеристиці насоса А2 - 2 напори при будь-якій витраті рівні різниці дійсного напору цього насоса і втрати напору в мережі для цього ж витрати.

. Після приведення характеристик насосів А і Б до того самого загального вузла вони складаються за правилом складання паралельно працюючих насосів. При роботі одного насоса Б напір у вузлі 2 дорівнює витрата води. При підключенні другого насоса А напір у вузлі 2 зростає до , а сумарна витрата води збільшується до V>. Однак безпосередня подача насоса Б зменшується до .

Рис.6.12. Побудова гідравлічної характеристики системи з двома насосами у різних вузлах

a. Робота мережі з двома джерелами живлення

Якщо ТС живиться від кількох джерел тепла, то магістральних лініях виникають точки зустрічі потоків води від різних джерел. Положення цих точок залежить від опору ТЗ, розподілу навантаження вздовж магістралі, напорів на колекторах ТЕЦ. Сумарна витрата води в таких мережах зазвичай задано.

Рис.6.13. Схема ТЗ, що живиться від двох джерел

Точка вододілу знаходиться в такий спосіб. Визначаються довільними значеннями витрати води на ділянках магістралі виходячи з 1-го закону Кірхгофа. Визначають нев'язки натиску з урахуванням 2-го закону Кірхгофа. Якщо за попередньо обраному розподілі витрати вододіл обраний т.к., друге рівняння Кірхгофа запишеться як - перепад тиску у споживача m+1 під час живлення станції У. чи .

2. За рівнянням (*) розраховують друге.

3. Розраховують опір мережі та витрати води, що живиться від станцій А та В.

4. Розраховують витрати води у споживача - і.

5. Перевіряється виконання умови

, .

a. Кільцева мережа.

Кільцеву мережу можна як мережу з двома джерелами живлення з рівними напорами мережевих насосів. Положення точки вододілу в магістралі, що подає і зворотній, збігається, якщо опори лінії подачі і зворотної ліній однакові і немає насосів, що підкачують. В іншому випадку положення точки вододілу в лінії, що подає і зворотній, потрібно визначати окремо. Установка насоса, що підкачує, призводить до зміщення точки вододілу тільки в тій лінії, на якій він встановлений.

Рис.6.15. Графік напорів у кільцевій мережі

В цьому випадку НА = НВ.

b. Увімкнення насосних підстанцій у мережі з двома джерелами живлення

Для стабілізації режиму тиску за наявності насоса, що підкачує, на одній зі станцій напір на вхідному колекторі підтримується постійним. Цю станцію називають фіксованою, інші станції – вільними. При установці насоса, що підкачує, напір у вхідному колекторі вільної станції змінюється на величину.

a. Гідравлічний режим відкритих систем теплопостачання

Основна особливість гідравлічного режиму відкритих систем теплопостачання полягає в тому, що за наявності водорозбору витрата води у зворотній лінії менша, ніж у подаючій. Практично ця різниця дорівнює водорозбору.

Рис.6.18. П'єзометричний графік відкритої системи

П'єзометричний графік лінії подачі залишається постійним при будь-якому водорозборі з зворотної лінії, так як витрата в лінії подачі підтримується постійним за допомогою регуляторів витрати на абонентських вводах. Зі збільшенням водорозбору зменшується витрата у зворотній лінії та п'єзометричний графік зворотної лінії стає більш пологім. Коли водорозбір дорівнює витраті лінії подачі, витрата зворотної дорівнює нулю і п'єзометричний графік зворотної лінії стає горизонтальним. При однакових діаметрах прямої та зворотної ліній та відсутності водорозбору графіки напору у прямій та зворотній лініях симетричні. За відсутності водорозбору на ГВП витрата води дорівнює розрахунковій витраті на опалення – V.

З рівняння (***) можна знайти f.

1. При розборі води на ГВП з лінії подачі витрата через систему опалення падає. При розборі із зворотної лінії – росте. При b=0.4 витрата води через систему опалення дорівнює розрахунковому.

2. Ступінь зміни витрати води через систему опалення –

3. Ступінь зміни витрати води через систему опалення тим більший, чим менше опір системи.

Збільшення водорозбору на ГВП може спричинити ситуацію, коли вся вода після системи опалення надходитиме на водорозбір ГВП. При цьому витрата води в зворотному трубопроводі дорівнюватиме нулю.

З (***): , звідки (****)

Надіслати свою гарну роботу до бази знань просто. Використовуйте форму нижче

гарну роботуна сайт">

Студенти, аспіранти, молоді вчені, які використовують базу знань у своєму навчанні та роботі, будуть вам дуже вдячні.

Розміщено на http://www.allbest.ru/

Вступ

Вихідні дані

Розрахункова частина

8.1 Підбір мережевих насосів

8.3 Підбір бустерних насосів

8.4 Підбір парових турбін ТЕЦ

9.3 Розрахунок ділянки з П-подібним компенсатором

теплова мережа обладнання монтажний

Вступ

Теплопостачання є одним із основних підсистем теплоенергетики.

Основне призначення будь-якої системи теплопостачання полягає у забезпеченні споживачів необхідною кількістю теплоти необхідної якості.

Водяні системи теплопостачання застосовуються двох типів: закриті та відкриті. У закритих системах мережна вода, що циркулює в тепловій мережі, використовується тільки як теплоносій, але з мережі не відбирається.

Для теплопостачання міст найчастіше застосовуються двотрубні водяні системи, у яких теплова мережу і двох трубопроводів: подаючого і зворотного. По трубопроводу, що подає, гаряча вода підводиться від станції до абонентів, по зворотному трубопроводу охолоджена вода повертається на станцію.

Переважне застосування в містах двотрубних систем пояснюється тим, що ці системи, порівняно з багатотрубними, вимагають менших початкових вкладень і дешевше в експлуатації. Двотрубні системи застосовні в тих випадках, коли всім споживачам району потрібна теплота приблизно одного потенціалу.

Число паралельних трубопроводів у закритій системі має бути не менше двох, тому що після віддачі теплоти в абонентських установках теплоносій має бути повернений на станцію.

Незважаючи на значну різноманітність теплового навантаження, її можна розбити на дві групи за характером перебігу в часі: сезонна та цілорічна. Зміна сезонного навантаження залежить в основному від кліматичних умов: температури зовнішнього повітря, напряму та швидкості вітру, сонячного випромінювання, вологості повітря тощо. До цілорічного навантаження відносяться технологічне навантаження та гаряче водопостачання.

Одне з першочергових завдань при проектуванні та розробці режиму експлуатації систем централізованого теплопостачання полягає у визначенні значень та характеру теплових навантажень, чим ми займатимемося в даному розрахунку.

Вихідні дані

Номер генплану 2

Номер ТЕЦ 5

Вид системи закрита

Щільність населення, чол./га 340

Параметри теплоносія:

Матеріал теплової ізоляції ІПС-Т

Район будівництва Кірів

1. Визначення часових та річних витрат теплоти

Площі селітебної та промислової зон визначають за генпланом.

Визначення кількості жителів:

де Р- Щільність населення, чол / га; F- площа забудовуваних кварталів, га (за генпланом).

Загальна житлова площа кварталу:

де f- норма загальної площіжитлового будинку одну людину (9 - 12).

Приймаємо f=10.

Результати розрахунків наводяться у таблиці 1.

Таблиця 1.

№ кварталу	Площа кварталу, Га	Кількість людей, що проживають	Житлова площа кварталу

Необхідні дані для розрахунку теплових потоків на опалення, вентиляцію та ГВП беруться з таблиці 2.

Таблиця 2

Максимальний тепловий потік, Вт, на опалення житлових та громадських будівель:

де - укрупнений показник максимального теплового потоку на опалення житлових будинків на 1 загальній площі, - береться за таблицею 3; - Коефіцієнт, що враховує тепловий потік на опалення громадських будівель.

Таблиця 3

укрупнений показник максимального теплового потоку на опалення житлових будинків на 1 загальної площі приймаємо для будівель після 1985, поверховістю 5 і більше поверхів. .

Максимальний тепловий потік, Вт, на вентиляцію громадських будівель:

де =0,6 - коефіцієнт, що враховує тепловий потік вентиляцію громадських будинків.

Середній тепловий потік, Вт, на ГВП житлових та громадських будівель:

де - укрупнений показник середнього теплового потоку на ГВП на одну особу; а- норма витрати води на ГВП при температурі на одну особу на добу, яка проживає в будівлі з ГВП, приймаємо а=110; b- норма витрати води на ГВП, що споживається в громадських будинках, при температурі, приймаємо b= 25 л/добу. на одну людину; - температура холодної (водопровідної) води в опалювальний період, Приймаємо; з- питома теплоємність води, приймаємо з=4,187 .

Максимальний тепловий потік, Вт, на ГВП житлових та громадських будівель:

Визначаючи розрахункову витрату теплоти для району міста, враховують, що при транспортуванні теплоносія відбуваються втрати теплоти навколишнє середовище, які приймаються рівними 5% теплового навантаження, тому сумарна витрата тепла на опалення, вентиляцію та ГВП:

Результати розрахунку наводяться у таблиці 4.

Таблиця 4

№ кварталу	Витрати теплоти, кВт
Разом, з урахуванням втрат:

У літній період, який у теплопостачанні умовно визначається періодом із зовнішніми температурами, працює з 3-х теплових навантажень лише ГВП.

Середньогодинна витрата тепла на ГВП у літній період становитиме:

де – середня температура гарячої водиприймається; - Коефіцієнт, що враховує зміну витрати води на ГВП в неопалювальний період, т.к. Кіров не є курортним містом, то приймаємо = 0,8; - температура холодної водопровідної водиу опалювальний період, приймаємо; - Температура холодної водопровідної води в неопалювальний період, приймаємо.

де - середня температура опалювальних приміщень, що приймаються; - температура зовнішнього повітря проектування системи опалення, береться по таблиці 2.

Сумарна витрата води на опалення, вентиляцію та ГВП при температурі t=+8 :

Середній тепловий потік на опалення та вентиляцію за опалювальний період:

де - Середня температура зовнішнього повітря за опалювальний період, .

Річна витрата теплоти на опалення, вентиляцію та ГВП житлових та громадських будівель:

де - тривалість опалювального періоду, добу; Z- усереднене за опалювальний період кількість годин роботи систем вентиляції громадських будівель протягом доби, Z=16, ; - Розрахункова кількість діб на рік роботи системи ГВП, приймається = 350сут.

Таблиця 5

За даними таблиці 5 будують графік річного теплового навантаження. Цей графік представлений малюнку 1.

2. Розрахунок та побудова графіків регулювання відпустки теплоти

Відповідно до водяних теплових мереж слід застосовувати центральне якісне регулювання відпуску теплоти шляхом зміни температури теплоносія в залежності від температури зовнішнього повітря.

2.1 Регулювання відпуску теплоти у закритих системах

Визначимо температурний напір опалювального приладу:

де - температура води в трубопроводі, що подає системи опалення після елеватора при, приймається; - температура води у зворотному трубопроводі після системи опалення при, - розрахункова температура внутрішнього повітря, що приймається.

Розрахунковий перепад температур води в тепловій мережі:

де - температура води в трубопроводі теплової мережі, що подає, при температурі зовнішнього повітря, .

Розрахунковий перепад температур води у місцевій системі опалення:

Задаючись різними значеннями температури зовнішнього повітря в межах від +8 до, визначають температури води в магістралях, що подає і зворотній, відповідно і за формулами:

Результати наведено у таблиці 6.

Таблиця 6

Оскільки по теплових мережах одночасно подається теплота на опалення, вентиляцію та ГВП, для задоволення теплового навантаження ГВП необхідно внести корективи в опалювальний графік температур води. Температура гарячої води у водорозбірних стояках системи ГВП повинна бути не менше 55, відповідно температура води, що нагрівається на виході з водопідігрівача ГВС, повинна бути 60-65. Тому мінімальна температура мережної води в магістралі, що подає, приймається рівною 70 для закритих систем теплопостачання. Для цього опалювальний графік зрізається на рівні 70. Температура зовнішнього повітря, що відповідає точці зламу графіка, знаходиться методом лінійної інтерполяції:

Температура води у зворотному трубопроводі після системи опалення, що відповідає точці зламу температурного графіка:

Точка зламу графіка ділить його на 2 частини з різними режимами регулювання: в діапазоні температур зовнішнього повітря від здійснюється центральне якісне регулювання відпуску теплоти; у діапазоні температур від +8 до здійснюється місцеве регулювання всіх видів теплових навантажень.

Розрахунок підвищеного температурного графіка полягає у визначенні перепаду температур мережевої води у водопідігрівачах верхнього та нижнього ступенів при різних температурах зовнішнього повітря та балансового навантаження ГВП:

де - балансовий коефіцієнт, що враховує нерівномірність витрати теплоти на ГВП протягом доби, приймається.

Сумарний перепад температур мережевої води у водопідігрівачах верхнього та нижнього ступенів протягом усього опалювального періоду:

Недогрівання водопровідної води до температури гріючої води в нижній щаблі водопідігрівача: ; т.к. є баки-акумулятори, то приймаємо.

Температура водопровідної води, що нагрівається, після нижнього (I) ступеня водопідігрівача:

Перепад температур мережевої води в нижньому ступені водопідігрівача, що відповідає точці зламу графіка:

де - температура гарячої води, що надходить до системи ГВП, приймаємо; - Температура холодної водопровідної води в опалювальний період, приймаємо.

Температура мережної води у зворотній магістралі за підвищеним графіком, що відповідає точці зламу графіка:

Перепад температур мережевої води у верхньому (II) ступені водопідігрівача, що відповідає точці зламу графіка:

Температура мережної води в магістралі теплової мережі, що подає, для підвищеного графіка, відповідна точці зламу графіка:

де - температура води в магістралі, що подає, відповідна точці зламу графіка, .

При температурі зовнішнього повітря в інтервалі від:

Перепад температур мережевої води в нижньому щаблі водопідігрівача:

Температура мережної води у зворотній магістралі за підвищеним графіком:

Перепад температур мережевої води у верхньому (II) ступені водопідігрівача:

Температура мережної води в магістралі теплової мережі, що подає, для підвищеного графіка:

Результати обчислень цих параметрів наведено у таблиці 7. За цими значеннями будують графік регулювання відпустки теплоти.

Таблиця 7

2.2 Регулювання вентиляційного навантаження

Регулювання відпуску теплоти на вентиляцію можна здійснити зміною витрати мережної води або повітря, що нагрівається. Регулювання відпуску теплоти на вентиляцію застосовують спосіб регулювання зміною витрати води.

На підставі графіків витрати теплоти на вентиляцію Q v = f(tн) і температури води в магістралі, що подає 1 = f(tн) весь опалювальний період можна розбити на три діапазони:

I діапазон - від tн = +8 про З до, коли температура мережної води в магістралі, що подає, постійна, а витрата теплоти на вентиляцію змінюється. У цьому діапазоні температури зовнішнього повітря додатково до центрального регулювання здійснюють місцеве кількісне регулювання шляхом зміни витрати мережної води через калорифер.

Температуру води після калориферу 2, vвизначають із рівняння

де - температура мережевої води в магістралі, що подає при; - температура води після калориферу при прийманні.

Дане рівняння вирішується методом послідовних наближень чи графоаналітичним способом.

Задаємося

II діапазон - від до, коли зі зниженням температури температура мережної води в магістралі, що подає, і витрата теплоти на вентиляцію збільшуються. У цьому діапазоні здійснюється центральне якісне регулювання відпустки теплоти. По таблиці 2: .

III діапазон - від до, коли зі зниженням температури зовнішнього повітря температура мережевої води в магістралі, що подає, збільшується, а витрата теплоти на вентиляцію залишається постійним. У цьому діапазоні на додаток до центрального якісного регулювання застосовується місцеве кількісне регулювання вентиляційного навантаження.

Температуру води після калориферів визначають із рівняння:

де - температура мережної води в магістралі, що подає при температурі зовнішнього повітря; - температура води після калориферів при температурі зовнішнього повітря, що приймається; - температура мережі після опалювальної установки, при температурі зовнішнього повітря.

Графічно знаходимо:

Задаємося

За допомогою отриманих значень будуємо графік регулювання вентиляційного навантаження (пунктирні лінії).

Графік регулювання відпустки теплоти представлений малюнку 2.

3. Визначення розрахункових витрат теплоносія у теплових мережах

При якісному регулюванні відпустки теплоти розрахункова витрата мережі на опалення:

Розрахункова витрата мережної води на вентиляцію:

Розрахункові витрати мережевої води на ГВП залежить від схеми приєднання водопідігрівачів. У цій роботі використовувалася двоступінчаста послідовна схема, отже середньогодинна витрата води на ГВП:

Максимальна витрата води на ГВП:

Сумарна розрахункова витрата мережної води у двотрубних теплових мережах при регулюванні за підвищеним графіком:

Розрахункові витрати мережної води на опалення та вентиляцію та сумарну витрату при температурі зовнішнього повітря:

З отриманих даних будують графік розрахункових витрат теплоносія у теплових мережах.

Графік розрахункових витрат теплоносія представлений малюнку 3.

Витрати мережної води по кварталах району, т/год наведено у таблиці 8.

Таблиця 8

№ кварталу	Витрата мережної води на опалення, т/год.	Витрати мережної води на вентиляцію, т/год.	Витрата мережної води на ГВП, т/год	Сумарна розрахункова витрата мережної води, т/год
			Середньогодинний	Максимальний

4. Вибір конструкції теплової мережі та розробка монтажної схеми

Проектування теплових мереж починається з вибору траси та способу їх прокладання. У містах та інших населених пунктах траса повинна передбачатися у відведених для інженерних мереж технічних смугах, паралельно червоним лініям вулиць, дорогам та проїздам, поза проїжджою частиною та смугами зелених насаджень, а всередині мікрорайонів та кварталів – поза проїжджою частиною доріг. На території кварталів та мікрорайонів допускається прокладання теплопроводів по проїздах, що не мають капітального дорожнього покриття, тротуарів та зелених зон. Діаметри трубопроводів, що прокладаються у кварталах чи мікрорайонах, за умовами безпеки, слід вибирати не більше 500 мм, а їхня траса не повинна проходити в місцях можливого скупчення населення (спортмайданчики, сквери, двори громадських будівель та ін.).

При виборі траси теплопроводів необхідно враховувати економічність та надійність роботи теплових мереж. Потрібно прагнути до найменшої протяжності теплових мереж, до меншої кількості теплових камер застосовуючи, по можливості, двостороннє підключення кварталів. Водяні теплові мережіслід приймати, як правило, 2-х трубними, що подають теплоносій одночасно на опалення, вентиляцію, гаряче водопостачання та технологічні потреби. Схеми квартальних теплових мереж приймаються тупиковими, без резервування.

У населених пунктах для теплових мереж передбачається, як правило, підземне прокладання. Надземна прокладка в межах міста може застосовуватися на ділянках зі складними ґрунтовими умовами, при перетині залізницьзагальної мережі, річок, ярів, за великої густоти підземних споруд та інших випадках [СНиП 41-02-2003]. Ухил теплових мереж незалежно від напрямку руху теплоносія та способу прокладання має бути не менше 0.002.

Підземне прокладання теплових мереж може здійснюватися в каналах і безканально. Широке поширення нині набула прокладка в непрохідних каналах різних конструкцій. Найбільш перспективні для будівництва теплових мереж непрохідні канали типу КЛп та КЛс, що забезпечують вільний доступ до трубопроводів під час зварювальних, ізолювальних та інших видів робіт.

З метою підвищення надійності роботи тепломереж доцільно влаштовувати резервування теплопостачання споживачам за рахунок спільної працідекількох джерел теплоти, а також пристрої блокувальних перемичок між магістралями теплових мереж при підземної прокладки.

При виборі траси передбачається одне введення теплових мереж кожного кварталу. Допускається підключати розташовані квартали з однієї теплової камери. У курсовому проекті застосовуються уніфіковані типові конструкції збірних залізобетонних каналів, розміри яких залежить від діаметрів теплопроводів.

Вибір труб та арматури при проектуванні здійснюють по робочому тиску та температурі теплоносія. Для теплових мереж застосовуються сталеві електрозварні прямошовні труби за ГОСТ 10704-91. З'єднують труби за допомогою зварювання. Основним видом запірної арматури є сталеві засувкиз ручним приводом при діаметрі до 500 мм та електричним при діаметрі понад 500 мм.

Монтажна схема викреслюється в дві лінії, причому подає теплопровід розташовується з правого боку по ходу руху теплоносія від джерела теплоти. У місцях відгалужень до кварталів чи будівель передбачають теплові камери.

Розробка монтажної схеми полягає в розстановці на трасі теплових мереж нерухомих опор, компенсаторів та запірно-регулюючої арматури. на ділянках між вузловими камерами, тобто. камерами у вузлах відгалужень розміщують нерухомі опори, відстань між якими залежить від діаметра теплопроводу, типу компенсатора і способу прокладання теплових мереж. На ділянці між двома нерухомими опорами передбачають компенсатор.

Нерухомі опори слід передбачати:

а) завзяті - за всіх способів прокладання трубопроводів;

б) щитові - при безканальній прокладці та прокладці в непрохідних каналах при розміщенні опор поза камерами;

в) хомутові - при прокладці надземної та в тунелях (на ділянках з гнучкими компенсаторами та самокомпенсацією).

Повороти траси тепломережі під кутом 90-130° використовують для самокомпенсації температурних подовжень, а місцях поворотів під кутом понад 130° встановлює нерухомі опори.

Компенсація температурних деформацій у теплових мережах забезпечується компенсаторами – сальниковими, сильфонними, радіальними, а також самокомпенсацією – використанням ділянок поворотів теплотраси. Сальникові компенсатори мають велику компенсуючу здатність, малу металомісткість, проте вимагають постійного спостереження та обслуговування. У місцях розміщення сальникових компенсаторів під час підземної прокладки повинні бути передбачені теплові камери. Сальникові компенсатори випускаються з Dу = 100-1400 мм на умовний тиск до 2,5 МПа та температуру до 300С, односторонні та двосторонні. Сальникові компенсатори бажано застосовувати на прямолінійних ділянках трубопроводів із великими діаметрами. Сильфонні компенсатори випускаються для трубопроводів діаметром від 50 до 1000 мм. Вони не вимагають обслуговування і можуть застосовуватись за будь-яких способів прокладання. Однак вони мають порівняно невелику компенсуючу здатність (до 100 мм) та їх допускається застосовувати з використанням напрямних опор. Широке застосування отримали радіальні (переважно П-подібні) компенсатори. Радіальні компенсатори можуть застосовуватися для будь-яких діаметрів, вони не вимагають обслуговування, проте металомісткі, мають значну осьову реакцію та більший гідравлічний опір порівняно із сальниковими та сильфонними. При вирішенні питань компенсації температурних деформацій в теплових мережах в першу чергу необхідно використовувати для самокомпенсації природні кути повороту траси, а потім застосовувати спеціальні компенсуючі пристрої.

У проекті передбачаються уніфіковані збірні залізобетонні камери. Для спуску в камеру та виходу з неї передбачають не менше двох люків, металеві сходи чи скоби. При площі камери за внутрішнім обміром понад 6 м 2 встановлюється чотири люки: Дно влаштовується з ухилом 0,02 у бік приямка для збирання та видалення води. На всіх відгалуженнях теплопроводів в камері встановлюють арматуру, що відключає. Перехід на інший діаметр труб здійснюють у межах камери. Мінімальна висота камери приймається 2 м-коду.

З метою зменшення висоти камери та заглиблення теплових мереж засувки можуть встановлюватись під кутом 45° або горизонтально. У місцях установки секційних засувок з боку джерела теплоти влаштовується перемичка між теплопроводами, що подають і зворотним, діаметром, рівним 0,3 діаметра теплопроводу. На перемичці встановлюється дві засувки, а між ними - контрольний спускний вентиль d= 25 мм. Допускається збільшувати відстань між секційними засувками до 1500 м на трубопроводах d= 400 - 500 мм за умови заповнення секційованої ділянки водою або спуску її протягом 4 годин для трубопроводів d 600 мм - до 3000 м за умови заповнення ділянки водою або спуску води протягом 5 год. надземної прокладки d 900 мм – до 5000 м.

При встановленні засувок великого діаметра замість теплових камер можуть влаштовуватись надземні павільйони. У камерах на відгалуженнях до окремих будівель при діаметрі відгалужень до 50 мм та довжині до 30 м запірну арматуру не можна встановлювати. При цьому має передбачатися запірна арматура, що забезпечує відключення групи будівель із сумарним тепловим навантаженням до 0,6 МВт.

Робоча схема найбільш завантаженої гілки представлена ​​малюнку 4.

5. Гідравлічний розрахунок водяних теплових мереж

Гідравлічний розрахунок - один із найважливіших розділів проектування та експлуатації теплових мереж.

При проектуванні гідравлічний розрахунок входять такі задачи:

Визначення діаметрів трубопроводів;

Визначення падіння тиску (напору);

Визначення тисків (напорів) у різних точках мережі;

Ув'язування всіх точок системи при статичному та динамічному режимах з метою забезпечення допустимих тисків та необхідних напорів у мережі та абонентських системах.

Результати гідравлічного розрахунку дають наступний вихідний матеріал:

Для визначення капіталовкладень, витрати металу та основного обсягу робіт зі спорудження теплової мережі;

Встановлення характеристик циркуляційних та підживлювальних насосів, кількості насосів та їх розміщення;

З'ясування умов роботи джерел теплоти, теплової мережі та абонентських систем вибору схем приєднання теплоспоживаючих установок до теплової мережі;

Розробка режимів експлуатації систем теплопостачання.

Насамперед необхідно викреслити на ватманському папері генплан району міста, потім нанести на план ТЕЦ та теплову мережу з попарними відгалуженнями до мікрорайонів.

З метою економії капітальних витрат теплову мережу прокладають не кожною вулицею, а через вулицю. Знаходять головну лінію теплової мережі та найближче до ТЕЦ відгалуження для гідравлічного розрахунку. Визначають розрахункові витрати води у кожному мікрорайоні. Визначають оптимальне питоме лінійне падіння напору у магістралі трохи більше 30-80 і відгалуженні трохи більше 50-300 .

5.1 Попередній гідравлічний розрахунок

Підбір діаметрів труб ділянок магістралі та відгалуження при попередньому гідравлічному розрахунку здійснено залежно від витрат води та питомих падінь напорів. Втрати напору місцевих опорах при попередньому розрахунку враховують коефіцієнтом місцевих втрат. Попередній гідравлічний розрахунок починають від останнього джерела теплоти ділянки.

Результати попереднього розрахунку наведено у таблиці 9.

Таблиця 9

Оскільки у всіх трьох точках невязка більше допустимих 10%, необхідно поставити дросельні шайби. Розрахунок дросельних шайб (діаметра отворів дросельної діафрагми):

5.2 Остаточний гідравлічний розрахунок

Після попереднього розрахунку проводять остаточний гідравлічний розрахунок, при якому втрати напору в місцевих опорах визначають більш точним способом на основі еквівалентних довжин фактичних вузлів місцевих опорів. Для цього викреслюють у дві лінії монтажну схему головної лінії та відгалуження з нанесенням нерухомих опор, секційних засувок, компенсаторів, переходів, перемичок, теплових камер.

За виконаною монтажною схемою визначають коефіцієнти місцевих опорів і заносять таблицю 10.

Таблиця 10

№ ділянки	Умовний прохід	Місцевий опір	Кількість	Коефіцієнт місцевого опору	Сумарний коефіцієнт місцевих опорів	Усього по ділянці
Головна лінія
		Засувка
		П-подібний компенсатор
		Трійник на прохід
		Засувка
		Сальниковий компенсатор
		Трійник на прохід
		Засувка
		Сальниковий компенсатор
		Трійник на прохід
		Засувка
		Сальниковий компенсатор
		Трійник на прохід
		Відведення зварне 2-шовне під кут 90
		Сальниковий компенсатор
Відгалуження
		Засувка
		П-подібний компенсатор
		Трійник на прохід
		Засувка
		П-подібний компенсатор
		Трійник на відгалуження
		Засувка
		П-подібний компенсатор
		Трійник на прохід
		Засувка
		П-подібний компенсатор
		Трійник на відгалуження
		Засувка
		П-подібний компенсатор
		Трійник на прохід
		Засувка
		П-подібний компенсатор
		Трійник на відгалуження

В остаточному гідравлічному розрахунку за уточненими еквівалентними довжинами визначають падіння напору по ділянках.

Сумарні втрати тиску на ділянці трубопроводу:

Наведена довжина трубопроводу, яка обчислюється за такою формулою:

Еквівалентна довжина місцевих опорів знаходиться за формулою:

Еквівалентна довжина місцевих опорів при, що знаходиться за таблицею 8.2. Приймаємо коефіцієнт еквівалентної шорсткості

Результати остаточного гідравлічного розрахунку зводять таблицю 11.

Таблиця 11

Нев'язка втрат напору по головній лінії (від місця відгалуження) та відгалуження:

Нев'язка менше 10% (), на ділянках 5-11 та 3-7, а на ділянці 4-9 нев'язка перевищує допустимі 10%. Тому на ділянці 9 слід встановити дросельну діафрагму. Розрахунок отвору дросельної діафрагми:

6. Розробка графіків тисків та вибір схем приєднання абонентів до теплових мереж

Розподіл тисків у теплових мережах зручно зображати в ідеї п'єзометричного графіка, які дає наочне уявлення про тиск натиску в будь-якій точці теплової мережі і тому забезпечує великі можливості обліку численних факторів (рельєфу місцевості, висота будівель, особливості абонентських систем тощо) при виборі оптимального гідравлічного режиму.

П'єзометричний графік розробляється для зимових та літніх розрахункових умов. Проектування відкритих систем теплопостачання пов'язане з необхідністю побудови п'єзометричних графіків для опалювального сезону з урахуванням максимальних водорозборів з подаючого та окремо із зворотних трубопроводів.

Тисків. виражене в лінійних одиницях виміру називається натиском тиску. У системах теплопостачання п'єзометричні графіки характеризують напори, що відповідають надмірному тиску, і вони можуть бути виміряні звичайними манометрами з подальшим переведенням результатів вимірювання в метри.

П'єзометричний графік дозволяє: визначити напір і наявний напір у будь-якій точці мережі; зважити на взаємний вплив рельєфу місцевості, висоти приєднаних споживачів та втрат напору в мережі при розробці гідравлічного режиму; вибрати схеми приєднання споживачів; підібрати мережеві та підживлювальні насоси, авторегулятори.

При побудові п'єзометричного графіка слід виконувати такі умови:

1. Тиск у абонентських системах, що безпосередньо приєднуються до мережі, не повинен перевищувати допускається як при статичному, так і при динамічному режимі. Для радіаторів системи опалення максимальне надлишковий тискмає побут трохи більше 0,6 МПа (60м).

2. Максимальний напір у трубопроводах, що подають, обмежується міцністю труб і всіх водопідігрівальних установок.

3. Напір у трубопроводах, що подають, по яких переміщається вода з температурою вище 100С, повинен бути достатнім для виключення пароутворення.

4. Для запобігання кавітації напір у всмоктувальному патрубку мережевого насоса повинен бути не менше 5 м.

5. У точках приєднання абонентів слід забезпечити достатній тиск для створення циркуляції води в місцевих системах. При елеваторному змішуванні на абонентському вводі напір, що розташовується, повинен бути не менше 10-15 м.

p align="justify"> Рівні п'єзометричних ліній як при статичному так і при динамічному режимі слід встановлювати з урахуванням можливості приєднання більшості абонентських систем за найбільш дешевим залежним схемам. Статичний тиск також не повинен перевищувати допустимий тиск для всіх елементів системи теплопостачання. При визначенні статичного тиску можливість закипання води в трубах, що подають, можна не враховувати.

П'єзометричний графік будується для статичного та динамічного режимів системи теплопостачання. При його побудові за початок координат приймають позначку осі насосів, умовно вважаючи, що вона збігається з відміткою землі на виході теплопроводу з ТЕЦ. По осі ординат відкладають значення напорів в магістралях, що подає і зворотній, теплової мережі, позначки рельєфу місцевості і висоти споживачів, що приєднуються; по осі абсцис будують профіль місцевості та відкладають довжину розрахункових ділянок теплопроводу. Ось теплотраси умовно приймають збігається з поверхнею землі.

Після побудови профілю місцевості і нанесення висот споживачів, що приєднуються, починають розробку графіка напорів при гідростатичному режимі, коли циркуляція теплоносія в тепловій мережі відсутня і напір в системі підтримується підживлювальними насосами. При такому режимі графік напорів є прямою, паралельною осі абсцис. Побудову лінії статичного напору ведуть з умови заповнення водою опалювальних установок всіх споживачів та створення у верхніх точках надлишкового напору 5м.

При виконанні проекту слід прагнути встановлення однакового статичного натиску для всієї системи теплопостачання, коли неможливо досягти цієї умови, систему теплопостачання поділяють на кілька статичних зон або приєднують споживачів за незалежною схемою.

Після побудови лінії статичного напору розпочинають розробку графіків напорів при гідродинамічному режимі, коли циркуляція теплоносія в тепловій мережі здійснюється мережевими насосами. Побудова п'єзометричного графіка при даному режимі починають з нанесення ліній максимальних і мінімальних п'єзометричних напорів для магістралей теплової мережі, що подає і зворотній. Лінії максимальних та мінімальних напорів наносять паралельно профілю поверхні землі по довжині траси. Лінії дійсних напорів подавального та зворотного теплопроводів не повинні виходити за лінії граничних значень напорів. При побудові п'єзометричного графіка необхідно враховувати, що необхідний напір у патрубка, що всмоктує, мережевого насоса залежить від марки насоса.

П'єзометричний графік представлений малюнку 5.

7. Розробка та побудова поздовжнього профілю теплових мереж

Поздовжній профіль ділянки тепломережі будується у масштабах вертикальному 1:100 та горизонтальному 1:5000 або 1:1000. Побудову починають з визначення мінімальної глибини теплової камери по трасі з урахуванням габаритних розмірів устаткування, що встановлюється в них. Слід прагнути мінімальної глибини закладення каналів чи теплопроводів. З цією метою в теплових камерах допускається встановлення засувок у горизонтальному положенні або під кутом 45. Кількість сполучення ділянок із зворотними ухилами повинна бути якомога меншою. Ухил теплопроводів незалежно від способу прокладання повинен становити не менше ніж 0,002. При прокладанні теплопроводів по конструкціях мостів при перетині річок, ярів ухили можуть не передбачатися.

На поздовжньому профілі показують: позначки поверхні землі (проектні – суцільною лінією, існуючі – штриховий); всі інженерні мережі, що перетинаються, і споруди з відмітками верху їх конструкції при розташуванні проектованої теплової мережі зверху та з відмітками низу інженерних мереж і конструкцій при нижньому розташуванні теплових мереж; позначки низу труби теплової мережі, дна та стелі каналу; глибину закладання теплопроводу; ухил та довжину ділянок теплової мережі; діаметр теплопроводу та тип каналу; дається розгорнутий план траси із зазначенням кутів повороту, відгалужень, нерухомих опор, компенсаторів, компенсаторних ніш та теплових камер. При проектуванні поздовжнього дренажу вказуються позначки лотка, діаметр та ухил дренажних труб.

При надземному способі прокладки на поздовжньому профілі даються позначки верху несучої конструкції та низу теплопроводу. У найнижчих точках теплопроводів передбачають дренажні випуски, а найвищих - пристрої для випуску повітря. Необхідно дотримуватися допустимих відстаней по вертикалі від конструкцій теплової мережі до інженерних комунікацій.

8. Підбір основного обладнання теплопідготовчої установки ТЕЦ

8.1 підбір мережевих насосів

Напір мережевих насосів знаходимо за п'єзометричним графіком:

Загальний опір мережі:

Вибираємо насос марки СЕ-800-100-11, з технічними характеристиками:

Опір насосу.

Кількість насосів:

Приймаємо n=2.

До установки приймаємо 3 насоси: 2 робочі та 1 резервний.

Побудову характеристики роботи насоса виконуємо за допомогою рівняння. Характеристики мережі та роботи насоса представлені малюнку 6.

Літній режим:

Мал. 6 Характеристика теплової мережі та роботи мережевих насосів

8.2 Підбір підживлювальних насосів

Напір підживлювальних насосів дорівнює статичному тиску. За п'єзометричним графіком визначаємо:

Витрата підживлювальної води з урахуванням аварійного режиму:

де - питомі обсяги мережної води, що у зовнішніх мережах з підігрівальними установками й у місцевих системах.

За отриманим значенням будуємо характеристику мережі за рівнянням.

Вибираємо насос марки КМ80-50-200/2-5, з технічними характеристиками:

Натиск за відсутності витрати;

Опір насосу.

Кількість насосів:

Приймаємо n=4.

До установки приймаємо 5 насосів: 4 робочих та 1 резервний.

Побудову характеристики роботи насоса виконуємо за допомогою рівняння. Характеристики мережі та роботи насоса представлені малюнку 7.

Мал. 7 Характеристика теплової мережі та роботи підживлювальних насосів

8.3 Підбір бустерних насосів

Напір бустерних насосів приймається рівним:

Загальний опір теплової мережі:

За отриманим значенням будуємо характеристику мережі за рівнянням.

Вибираємо насос марки Д200-36, з технічними характеристиками:

Натиск за відсутності витрати;

Опір насосу.

Кількість насосів:

Приймаємо n=6.

До установки приймаємо 6 насосів: так як кількість робочих насосів більше 5, резервний насос не потрібно.

Побудову характеристики роботи насоса виконуємо за допомогою рівняння. Характеристики мережі та роботи насоса представлені малюнку 8.

Мал. 8 Характеристика теплової мережі та роботи бустерних насосів

8.4 Підбір парових турбін ТЕЦ

Для підбору парових турбін ТЕЦ необхідно знати необхідну сумарну кількість пари з відборів турбін, необхідне нагрівання води в основних підігрівачах до температури. Температура підживлення. Для цього задається величиною коефіцієнта теплофікації: (при сезонному тепловому навантаженні для ТЕЦ високого тиску).

Розрахункове теплове навантаження відборів теплофікаційних турбін:

Для покриття навантаження на теплофікаційних турбінах вибираємо (за номінальним навантаженням відборів) такі турбіни: Т-110/120-130-5М, з технічними характеристиками:

Кількість турбін:

приймаємо

До установки приймаємо 1 турбіну Т-110/120-130-5М. Турбіна Т-110/120-130 має два теплофікаційні відбори пари тиском:

0,05-0,2МПа в нижньому опалювальному оборі ();

0,06-0,25 МПа у верхньому опалювальному відборі ().

Витрата пари у відборі: Д=480т/год.

Турбіна укомплектована двома горизонтальними підігрівачами ПСГ із поверхнею нагріву кожного F=1300 .

Уточнений коефіцієнт теплофікації:

Температура мережної води після підігрівачів нижнього та верхнього ступенів відповідно:

де - недогрів у підігрівачах нижньому та верхньому щаблях відповідно.

Температура мережної води на вході в підігрівач нижнього ступеня для закритих систем:

де - середня температура мережевої води у зворотному трубопроводі, що приймається; - Розрахункова витрата підживлювальної води (за характеристикою підживлювального насоса); - температура підживлювальної води, що приймається для зимового періоду.

Розподіл теплового навантаження між підігрівачами нижнього та верхнього ступенів:

Середньологарифмічна різниця температур мережної води у підігрівачів:

Коефіцієнт теплопередачі підігрівачів:

8.5 Підбір пікових водогрійних казанів

Підбір пікових котлів здійснюється за величиною сумарного пікового теплового навантаження:

Вибираємо водогрійні котлиКВГМ-40, з технічними характеристиками:

Поодинока теплова потужність:

Кількість пікових водогрійних котлів:

; приймаємо.

Приймаємо на установку 3 пікові водогрійні котли КВГМ-40: 2 робочі, 1 резервний.

9. Механічний розрахунок теплопроводів

9.1 Розрахунок нерухомих опор з кутом повороту

Розглянемо як приклад ділянку УП2 відповідно до монтажної схеми.

Визначити напругу від термічних деформацій у трубопроводі діаметром мм у нерухомої опори Зпри розрахунковій температурі теплоносія 150С та температурі навколишнього середовища.

Модуль поздовжньої пружності стали МПа,

Коефіцієнт лінійного подовження: ,

Кут повороту ц = 90 ° (в = 0),

Допустима напруга вигину в трубопроводі МПа,

Довге плече = 110м, мале плече = 80м.

Лінійне подовження довгого плеча:

За номограмами визначаємо коефіцієнти:

У=7,15;

Для труби знаходимо:

Підставляючи знайдені значення формули для даної схеми розрахункової ділянки, знаходимо шукані значення зусиль і компенсаційні напруги в різних точках:

Напруги на нерухомих опорах не перевищують допустимих.

9.2 Розрахунок прямолінійної ділянки

Розглянемо як приклад ділянку між опорами H20 та H21 відповідно до монтажної схеми.

Теплопровід діаметром мм;

Коефіцієнт тертя на нерухомих опорах приймаємо;

Коефіцієнт тертя сальникового набивання про склянку приймаємо;

Робочий тиск на даній ділянці визначаємо за п'єзометричним графіком: м;

Відстань між нерухомими опорами м; відстань між нерухомою опорою та сальниковим компенсатором м.

Приймаємо силу ваги одиниці довжини теплопроводу з ізоляцією та водою:

Результуюче зусилля на нерухому опору при закритій засувці ( а=1):

Результуюче зусилля на нерухому опору при відкритій засувці ( а=0):

Сила тертя у сальниковому компенсаторі:

9.3 Розрахунок ділянки з п-подібним компенсатором

Розглянемо як приклад ділянку між опорами H28 та H29 відповідно до монтажної схеми.

Теплопровід діаметром мм;

Довжина ділянки L= 125 м;

Розрахункова температура довкілля;

Температура теплоносія;

Допустима компенсаційна напруга для гнучких компенсаторів:

Повне теплове подовження ділянки:

Розрахункове теплове зусилля при монтажній розтяжці компенсатора на 50%:

Габарити компенсатора:

За номограмою визначаємо:

Довжина прилеглих плечей:

При застосуванні жорстких відводів:

Радіус відводів;

Коефіцієнт твердості;

Поправочний коефіцієнт напруги.

Центральний момент інерції перерізу трубопроводу:

Розрахункове осьове зусилля:

Максимальна напруга в середній частині спинки компенсатора:

Максимальна напруга середньої частини спинки компенсатора не перевищує допустимого значення.

10. Тепловий розрахунок теплоізоляційної конструкції

У конструкціях теплоізоляції обладнання та трубопроводів з температурою речовин, що містяться в них, в діапазоні від 20 до 300°С для всіх способів прокладання, крім безканальної, слід застосовувати теплоізоляційні матеріали та вироби з щільністю не більше 200 і коефіцієнтом теплопровідності в сухому стані не більше 0,06 Вт/(м · К).

При тепловому розрахункуПотрібно: вибрати товщину основного шару ізоляційної конструкції, розрахувати втрати теплоти теплопроводами, визначити падіння температури теплоносія по довжині теплопроводу та розрахувати температурні поля навколо теплопроводу.

Товщина основного шару ізоляційної конструкції вибирається на основі техніко-економічного розрахунку або за нормами втрат теплоти при заданій кінцевій температурі теплоносія та відповідно до перепаду температур.

Для першої від ТЕЦ ділянки Dy=600 мм, спочатку приймаємо товщину ізоляції мм;

Теплоізоляційний шар – скловолокно ІПС-Т, з коефіцієнтом теплопровідності;

Вид покриття для захисту зовнішніх поверхонь труб теплових мереж – бризол (м);

Середньорічна температура теплопроводу в теплопроводі, що подає: , у зворотному: ;

Грунти - змішані з температурою на глибині закладання. h= 0,7м.

Попередньо вибираємо непрохідний канал КЛ 210-120, з параметрами:

1) внутрішні розміри: 18401200 мм

2) зовнішні розміри: 21601400 мм

3) відстань від стінки каналу до ізоляції 110 мм

4) відстань між ізолюючими поверхнями 200 мм

5) відстань від дна каналу до ізоляції 180 мм

6) відстань від перекриття до ізоляції 100 мм

Нормовані щільності теплових потоків:

Ділянка 5:

Ділянка 4:

Ділянка 3:

Ділянка 2:

Ділянка 1:

Термічний опір теплопроводів:

Ділянка 5:

Ділянка 4:

Ділянка 3:

Ділянка 2:

Ділянка 1:

Коефіцієнт тепловіддачі на поверхнях теплової ізоляції та каналу приймаємо

Еквівалентні внутрішній та зовнішній діаметри каналу:

Термічний опір внутрішньої поверхні каналу:

Приймаємо коефіцієнт теплопровідності конструкції каналу. Термічний опір стінок каналу:

Приймаємо коефіцієнт теплопровідності ґрунту. Термічний опір ґрунту:

Термічний опір покривного шару:

Ділянка 5:

Ділянка 4:

Ділянка 3:

Ділянка 2:

Ділянка 1:

Термічний опір на поверхні покривного шару:

Ділянка 5:

Ділянка 4:

Ділянка 3:

Ділянка 2:

Ділянка 1:

Термічний опір шару ізоляції подавального та зворотного трубопроводів:

Ділянка 5:

Ділянка 4:

Ділянка 3:

Ділянка 2:

Ділянка 1:

Товщина теплової ізоляції:

Ділянка 5:

Ділянка 4:

Ділянка 3:

Ділянка 2:

Ділянка 1:

Висновок: теплоізоляційний матеріал ІПС-Т забезпечує щільність теплового потоку, що нормується.

Вибір каналів для прокладання траси:

Ділянка 1:КЛ 120х60;

Ділянка 2:КЛ 150х90;

Ділянка 3:КЛ 210х120;

Ділянка 4:КЛс 120х120;

Ділянка 5:КЛс 120х120.

Список використаної літератури

1. Водяні теплові мережі: Справ. Допомога з проектування / за ред. Н.К. Громова; Є.П. Шубіна, М.: Вища школа, 1988. 376 с.

2. Громов Н. К. Абонентські пристрої водяних теплових мереж. М: Енергія, 1979. 248 с.

3. Іонін А. А., Хлибов Б. М. та ін. Теплопостачання. М.: Будвидав, 1982. 360с.

4. Сафонов А. П. Збірник завдань з теплофікації та теплових мереж. 3-тє вид. М: Енерговидав, 1985. 232 с.

5. Сенков Ф. В. Регулювання відпустки тепла в закритих та відкритих системах теплопостачання: Навчальний посібник. М.: ВЗІСІ, 1979. 88 с.

6. Соколов Є. Я. Теплофікація та теплові мережі. 4-те вид. М: Енергія, 1975. 376 с.

7. Довідник проектувальника. Проектування теплових мереж / Под ред. А. А. Ніколаєва. М.: Будвидав, 1965. 360 с.

8. Фалалєєв Ю.П. Проектування центрального теплопостачання: Навч. посібник/НДАСУ. Н.Новгород, 1997, 282 с.

9. СНіП 2.04.01-85. Внутрішній водопровідта каналізація будівель.

10. СНіП 3.05.03-85. Теплові мережі.

Розміщено на Allbest.ru

Подібні документи

Вибір системи гарячого водопостачання. Тепловий баланс системи. Вибір схеми приєднання підігрівачів. Розрахунок секундних та циркуляційних витрат гарячої води. Гідравлічний розрахунок трубопроводів. Вибір водоміру. Розрахунок втрат тиску у тепловому вузлі.

курсова робота , доданий 19.09.2012


Розрахунок системи теплопостачання району міста Волгограда: визначення теплоспоживання, вибір схеми теплопостачання та вид теплоносія. Гідравлічний, механічний та тепловий розрахунки теплової схеми. Складання графіка тривалості теплових навантажень.

курсова робота , доданий 07.01.2015


Розробка повної роздільної системи каналізації міста, визначення розрахункових витрат стічних вод. Вибір та обґрунтування схеми водовідведення. Проектування та гідравлічний розрахунок дощової мережі. Підбір напірних водоводів та насосного обладнання.

курсова робота , доданий 21.12.2010


Вибір та обґрунтування режиму теплової обробки у виробництві стінових панелей. Визначення кількості агрегатів та їх розмірів. Зрівняння теплового балансу установки. Розрахунок годинних та питомих витрат теплоти та теплоносія за періодами обробки.

курсова робота , доданий 25.02.2014


Визначення теплових навантажень мікрорайону на опалення, вентиляцію. Вибір схеми увімкнення підігрівача ГВП до теплової мережі. Тепловий та гідравлічний розрахунок кожухотрубних та пластинчастих водопідігрівачів з метою розробки системи опалення мікрорайону.

курсова робота , доданий 11.11.2013


Розрахунок забезпечення подачі теплового навантаження до споживачів мікрорайону у місті Іжевськ. Визначення системи теплопостачання. Вибір типу прокладки теплової мережі, будівельних конструкційта обладнання. Розробка плану теплової мережі та вибір схеми траси.

курсова робота , доданий 17.06.2013


Зовнішні мережі газопостачання. Розрахунок річного споживання газу, максимальних його вартових витрат, гідравлічний розрахунок розподільчої мережі. Розрахунок та підбір обладнання ГРП. Гідравлічний розрахунок внутрішньобудинкової мережі. Розрахунок атмосферного пальника.

контрольна робота , доданий 07.05.2012


Визначення відпустки теплоти для житлового району. Виконує гідравлічний розрахунок трубопроводів магістралі та відгалужень. Побудова схеми приєднання систем гарячого водопостачання, і навіть схеми теплового пункту. Вибір компенсаторів, опор, засувок.

курсова робота , доданий 17.02.2015


Визначення теплових навантажень району. Регулює відпуск теплоти в закритих системах теплопостачання. Гідравлічний розрахунок водяної теплової мережі. Побудова поздовжнього профілю ділянки тепломережі. Розробка системи оперативного дистанційного контролю.

курсова робота , доданий 07.05.2014


Розробка магістральних двотрубних мереж: визначення годинних витрат теплоти на опалення та вентиляцію будівель, розрахунок еквівалентної довжини трубопроводу. Складання графіка витрати теплоти за тривалістю стояння температури зовнішнього повітря.

Вітаю! Основною метою гідравлічного розрахунку на стадії проектування є визначення діаметрів трубопроводів за заданими витратами теплоносія і перепадів тиску в мережі, що розташовуються, або на окремих ділянках тепломережі. В процесі експлуатації мереж доводиться вирішувати зворотне завдання - визначати витрати теплоносія на ділянках мережі або тиску в окремих точках при зміні гідравлічних режимів. Без розрахунків з гідравліки не побудувати п'єзометричний графік тепломережі. Також цей розрахунок необхідний для вибору схеми підключення внутрішньої системи теплопостачання безпосередньо у споживача та вибору мережевих та підживлювальних насосів.

Як відомо, гідравлічні втрати в мережі складаються з двох складових: з гідравлічних лінійних втрат на тертя та втрат у місцевих опорах. Під місцевими опорами маються на увазі – засувки, повороти, компенсатори тощо.

Тобто ∆P = ∆Pл + ∆Pмісць,

Лінійні втрати на тертя визначають із формули:

де λ – коефіцієнт гідравлічного тертя; l - Довжина трубопроводу, м; d – діаметр трубопроводу внутрішній, м; ρ – щільність теплоносія, кг/м³; w² - швидкість руху теплоносія, м/с.

У цій формулі коефіцієнт гідравлічного тертя визначаємо за формулою А.Д.Альтшуля:

де Re – число Рейнольдса, kе/d – еквівалентна шорсткість труби. Це довідкові величини. Втрати у місцевих опорах визначаємо за такою формулою:

де ξ – сумарний коефіцієнт місцевих опорів. Його необхідно прорахувати вручну, використовуючи таблиці зі значеннями коефіцієнтів місцевих опорів. У доданому до статті розрахунку у форматі Exel я додав таблицю з коефіцієнтами місцевих опорів.

Для виконання гідравлічного розрахунку вам обов'язково знадобиться схема теплової мережі, ось приблизно в такому вигляді:

Насправді схема, звичайно, має бути більш розгорнутою та докладною. Цю схемку я навів лише як приклад. Зі схеми тепломережі нам потрібні такі дані як: довжина трубопроводу l, витрата G, і діаметр трубопроводу d.

Як виконувати гідравлічний розрахунок? Вся теплова мережа, яку потрібно прорахувати, ділиться на звані розрахункові ділянки. Розрахункова ділянка – це ділянка мережі, на якій витрата не змінюється. Спочатку гідравлічний розрахунок ведуть дільницями у напрямку головної магістралі, яка з'єднує теплоджерело з найбільш віддаленим споживачем тепла. Потім вже розраховують другорядні напрямки та відгалуження тепломережі. Мій гідравлічний розрахунок ділянки теплової мережі можна завантажити тут:

Це, звичайно, розрахунок лише однієї гілки тепломережі (гідравлічний розрахунок тепломережі великої довжини досить трудомістка справа), але достатньо для того, щоб зрозуміти, що таке розрахунок гідравліки, і навіть непідготовленій людині почати вважати гідравліку.

Буду радий коментарям до статті.

Водяні системи теплопостачання є складними гідравлічні системи, в яких робота окремих ланок перебуває у взаємній залежності. Однією з важливих умов роботи таких систем є забезпечення в тепловій мережі перед центральними або місцевими тепловими пунктами напорів, достатніх для подачі в абонентські установки витрат води, що відповідає їх тепловому навантаженню.

Гідравлічний розрахунок – один із важливих розділів проектування та експлуатації теплової мережі. При проектуванні теплової мережі гідравлічний розрахунок входять такі завдання: визначення діаметрів трубопроводів, визначення падіння тиску, визначення тисків у різних точках мережі, ув'язування всієї системи при різних режимах роботи мережі. Результати гідравлічного розрахунку дають такі вихідні дані:

1) Для визначення капіталовкладень, витрата металу труб та основного обсягу робіт на спорудження теплової мережі;

2) Встановлення характеристик циркуляційних та підживлювальних насосів, кількість насосів та їх розміщення;

3) З'ясування умови роботи умов джерел теплоти, теплової мережі та абонентських систем вибору схем приєднання теплоспоживаючих установок до теплової мережі;

5) Розробка режимів експлуатації систем теплопостачання.

Як вихідні дані для розрахунку зазвичай задаються: схема теплової мережі, параметри теплоносія на вході в ділянку, що розраховується, витрата теплоносія і довжина ділянок мережі. Оскільки на початку розрахунку невідомий ряд величин, завдання доводиться вирішувати методом послідовних наближень у два етапи: наближений та перевірочний розрахунки.

Попередній розрахунок

1. Визначається втрата напору в мережі, що розташовується, виходячи із забезпечення необхідного статичного напору на абонентському вводі. Визначається тип п'єзометричного графіка.

2. Вибирається найвіддаленіша точка теплової мережі (розрахункова магістраль).

3. Магістраль розбивається на ділянки за принципом сталості витрати теплоносія та діаметра трубопроводу. У деяких випадках у межах ділянки з рівною витратою змінюється діаметр трубопроводу. На ділянці перебуває сума місцевих опорів.

4. Обчислюється попереднє падіння тиску даному ділянці, воно є максимально можливим падінням тиску на аналізованому ділянці.

5. Визначається частка місцевих втрат цієї ділянки та питоме лінійне падіння тиску. Частка місцевих втрат є відношенням падіння тиску в місцевих опорах до лінійного падіння тиску прямолінійних ділянок.

6. Попередньо визначається діаметр трубопроводу ділянки, що розраховується.

Перевірочний розрахунок

1. Попередньо розрахований діаметр труби заокруглюється до найближчого стандартного типорозміру труби.

2. Уточнюється лінійне падіння тиску та обчислюється еквівалентна довжина місцевих опорів. Еквівалентна довжина місцевих опорів - прямолінійний трубопровід лінійне падіння тиску на якому дорівнює падінню тиску в місцевих опорах.

3. Розраховується справжнє падіння тиску ділянці, що є повним опором даної ділянки.

4. Визначається втрата напору і напір, що розташовується, в кінцевій точці ділянки між подаючий і зворотній лініях.

Усі ділянки теплової мережі розраховуються за цією методикою та ув'язуються між собою .

Для проведення гідравлічного розрахунку зазвичай задаються схемою та профілем теплової мережі, а потім вибирають найбільш віддалену точку, яка характеризується найменшим питомим падінням магістралі. Розрахункова температура мережевої води в лінії і подачі теплової мережі: t1=150 °С, t2=70 °С. Розрахункова схема теплової мережі показано на рис. 5.1.

Натиск в точці введення м. вод. ст. Натиск на всіх абонентських вводах м. вод. ст. Середня питома вага води γ =9496 Н/м 2 , Довжина розрахункової магістралі, L(0-11)=820 м.

Визначаємо витрати води на ділянках відповідно до розрахункової схеми і результати зводимо в табл. 5.1.

Таблиця 5.1.

Витрата води по ділянках

№ ділянки	1-2	2-3	3-4	4-5	5-6	6-7	7-8	8-9	9-10
G,т/год	65,545	60,28	47,1175	31,3225	26,6425	18,745	9,6775	6,1675	3,8275
№ ділянки	10-11	1-1.1	2-2.1	3-3.1	3.1-3.2	3.1-3.3	3.3-3.4	3.3-3.5	3.5-3.6
G,т/год	1,755	0,585	0,585	9,945	0,585	8,19	0,585	5,5575	3,51
№ ділянки	3.5-3.7	4-4.1	5-5.1	6-6.1	7-7.1	8-8.1	9-9.1	10-10.1	11-1.1
G,т/год	1,17	0,585	0,8775	0,585	0,8775	0,8775	0,8775	2,6325	0,8775

Попередній розрахунок

Наявна втрата напору м. вод. ст. Розподіляємо порівну цю втрату напору між лінійою подачі та зворотною лініями теплової мережі, оскільки теплова мережа виконана у двох трубному виконанні, однаковий профіль труб . вод. ст.

Падіння тиску на ділянці 1-2, Па:

δP1-2 = δH*ƴ*L1-2/L1-27=4748

∑Ƹ=∑Ƹзадв+∑Ƹ90ᵒ+∑Ƹкомп=2,36

Визначаємо частку місцевих опорів

0,20

де коефіцієнт при еквівалентом шорсткості .

Попередньо обчислюємо питоме лінійне падіння тиску, Па/м та діаметр ділянки 1-2, м:

Па/м;

,

де коефіцієнт при еквіваленті шорсткості для сталевих труб, .

Перевірочний розрахунок

Вибираємо найближчий стандартний внутрішній діаметр, мм за ГОСТ 8731-87 "Труби сталеві".

Dв.1-2 = 0,261 мм.

Визначаємо питоме лінійне падіння тиску, Па/м:

11,40 Па/м,

де коефіцієнт при еквіваленті шорсткості, .

Розраховуємо еквівалентну довжину місцевих опорів, м ділянки трубопроводу на ділянці 1-2

28,68м,

де - Коефіцієнт, що залежить від абсолютної еквівалентної шорсткості .

Втрата тиску на ділянці трубопроводу 0-1, Па:

Втрата напору на ділянці трубопроводу 0-1, м. вод.

0,13м.

Оскільки втрата напору в лінії і зворотній лініях теплової мережі однакова, то наявний напір у точці 1, можна обчислити за формулою:

Для інших ділянок розглянутої магістралі розрахунки проводяться аналогічно, їх результати представлені в табл. 5.2.

Таблиця 5.2

Гідравлічний розрахунок магістралі теплопроводу

Попередній	Перевірочний
№	L,м	δP,Па	Σξ	А	Rл, Па/м	d, м	d", м	R", Па/м	Le, м	δP",Па	δH", м	ΔH", м
0-1			1,34	0,46	40,69	0,29	0,313	9,40	17,05	348,14	0,04	29,93
1-2			2,36	0,20	49,38	0,28	0,261	11,40	28,68	1238,73	0,13	29,74
2-3		3264,25	1,935	0,24	47,83	0,28	0,261	11,04	23,69	868,90	0,09	29,82
3-4		3857,75	2,105	0,22	48,58	0,28	0,261	11,21	25,68	1016,91	0,11	29,79
4-5		10979,75	4,145	0,15	51,46	0,27	0,261	11,88	49,87	2789,63	0,29	29,41
5-6		3857,75	2,105	0,22	48,58	0,28	0,261	11,21	25,68	1016,91	0,11	29,79
6-7		7418,75	3,125	0,17	50,68	0,27	0,261	11,70	37,74	1903,62	0,20	29,60
7-8			3,38	0,17	50,93	0,27	0,261	11,76	40,77	2125,15	0,22	29,55
8-9		2670,75	1,765	0,27	46,79	0,28	0,261	10,80	21,72	720,73	0,08	29,85
9-10		1483,75	1,425	0,39	42,69	0,28	0,313	9,86	17,92	423,17	0,04	29,91
10-11		890,25	1,255	0,57	37,74	0,29	0,313	8,72	16,25	272,45	0,03	29,94

Відгалуження розраховуватиметься як транзитні ділянки із заданим падінням тиску (напору). При розрахунку складних відгалужень, спочатку знаходитися розрахунковий напрямок як напрямок з мінімальним питомим падінням тиску, а потім проводять решту всіх операцій.

Гідравлічний розрахунок відгалуження теплопроводу показаний у табл. 5.3.

Таблиця 5.3

Результати гідравлічного розрахунку відгалужень

№	L,м	δP,Па	Σξ	А	Rл, Па/м	d, м	d", м	R", Па/м	Le, м	δP",Па	δH", м	ΔH", м
3-3.1			1,34	0,458607	25,36	0,31	0,313	5,86	19,07	229,1455	0,02	29,95
3.1-3.2		593,5	1,17	0,80085	27,35	0,31	0,313	6,32	16,36	166,6545	0,02	29,96
3.1-3.3		2077,25	1,595	1,224859	22,87	0,32	0,313	5,29	23,27	308,2111	0,03	29,94
3.3-3.4		593,5	1,17	0,80085	27,35	0,31	0,313	6,32	16,36	166,6545	0,02	29,96
3.3-3.5		890,25	1,255	0,572688	26,32	0,31	0,313	6,08	17,71	199,023	0,02	29,96
3.5-3.6			2,02	0,230444	19,65	0,33	0,313	4,55	30,55	411,7142	0,04	29,91
3.5-3.7			1,34	0,458607	25,36	0,31	0,313	5,86	19,07	229,1455	0,02	29,95
4-4.1		593,5	1,17	0,80085	27,35	0,31	0,313	6,32	16,36	166,6545	0,02	29,96
5-5.1		890,25	1,255	0,572688	26,32	0,31	0,313	6,08	17,71	199,023	0,02	29,96
6-6.1		593,5	1,17	0,80085	27,35	0,31	0,313	6,32	16,36	166,6545	0,02	29,96
7-7.1		890,25	1,255	0,572688	26,32	0,31	0,313	6,08	17,71	199,023	0,02	29,96
8-8.1		890,25	1,255	0,572688	26,32	0,31	0,313	6,08	17,71	199,023	0,02	29,96
9-9.1		890,25	1,255	0,572688	26,32	0,31	0,313	6,08	17,71	199,023	0,02	29,96
10-10.1		2670,75	1,765	0,268471	21,46	0,32	0,313	4,97	26,14	353,213	0,04	29,93
11-11.1		890,25	1,255	0,572688	26,32	0,31	0,313	6,08	17,71	199,023	0,02	29,96

П'єзометричний графік показаний на рис. 5.2.

6.Розрахунок товщини ізоляції

Середньорічна температура теплоносія t1=100, t2=56,9

Визначимо внутрішній dв.е та зовнішній dн.е еквівалентні діаметри каналу за внутрішніми (0,9×0,6 м) та зовнішніми (1,15×0,78 м) розмірами його поперечного перерізу:

м

м

Визначимо термічний опір внутрішньої поверхні каналу

Визначимо термічний опір стінки каналу Rк, прийнявши коефіцієнт теплопровідності залізобетону ст = 2,04 Вт/(м · град):

Визначимо при глибині закладення осі труб h = 1,3 м та теплопровідності ґрунту λгр = 2,0 Вт/(м · град), термічний опір ґрунту

Прийнявши температуру поверхні теплоізоляції 40 °С, визначимо середні температури теплоізоляційних шарів подає t т.п і зворотного t т.о трубопроводів:

Визначимо також, використовуючи дод. , коефіцієнти

теплопровідності теплової ізоляції (Теплоізоляційні вироби

з пінополіуретану) для подає λ к1 та зворотного λ к2 трубопроводів:

λ до 1 = 0,033 + 0,00018 tт.п = 0,033 + 0,00018 ⋅ 70 = 0,0456 Вт/(м⋅°С);

λ к2 = 0,033 + 0,00018 tт.ч = 0,033 + 0,00018 ⋅ 48,45 = 0,042 Вт/(м⋅ °С).

Визначимо термічний опір поверхні теплоізоляційного шару:

Приймемо по дод. нормовані лінійні щільності теплових потоків для подає ql1 = 45 Вт/м і зворотного ql2 = 18 Вт/м трубопроводів. Визначимо сумарні термічні опори для подає Rtot1 і зворотного трубопроводу Rtot2 при К1 = 0,9 :

Визначимо коефіцієнти взаємного впливу температурних полів подає ϕ1 і зворотного ϕ2 трубопроводів:

Визначимо необхідні термічні опори шарів для подає Rк.п і зворотного Rк.о трубопроводів, м ⋅°С/Вт:

Rк.п = R tot1 − Rп.c − (1+ϕ 1)( Rп.к+ Rдо + Rгр) =

2,37− 0,1433− (1+ 0,4)(0,055 + 0,02+ 0,138) =1,929 м⋅ °С /Вт;

Rк.о = R tot2 − Rп.c − (1+ϕ 1)( Rп.к+ Rдо + Rгр) =

3,27− 0,1433− (1+ 2,5)(0,055 + 0,02 + 0,138) = 2,381 м ⋅ °С /Вт.

Визначимо значення для подаючого і зворотного трубопроводів:

Визначимо необхідні товщини шарів теплової ізоляції для подаючого δк1 і зворотного δк2 трубопроводів:

Приймаємо товщину основного шару ізоляції для мм, що подає, зворотного трубопроводів мм.

Розрахунок компенсатора

Компенсатори призначені для компенсації температурних подовжень та деформацій для запобігання руйнуванню трубопроводів. Компенсатори розташовані між нерухомими опорами.

Розрахунок компенсатора для 3-ї ділянки.

Прийнявши коефіцієнт температурного подовження α=1,25 10⋅ − 2 мм/(м ⋅°С) , використовуючи дані табл. 14.2 дод. 14 визначимо максимальну довжину ділянки, на якій може забезпечити компенсацію один сильфонний компенсатор:

Тут λ– амплітуда осьового ходу, мм, λ = 60мм

Необхідна кількість компенсаторів nна розрахунковій ділянці складе

шт

Приймемо однакові прольоти між нерухомими опорами

83/2= L ф = 41,5м.

Визначимо фактичну амплітуду компенсатора? фпри довжині прольоту між нерухомими опорами L ф = 41,5 м .

R с.до, прийнявши однакові прольоти між нерухомими опорами L = 41,5 м:

R c.к = R ж + R р,

де R ж– осьова реакція, що виникає внаслідок жорсткості осьового ходу, визначається за формулою (1.85)

R ж = З λ λ ф = 278 · 36,31 = 10094,2 Н

де Зλ – жорсткість хвилі, Н/мм, ( З λ = 278 Н/мм);

R р– осьова реакція від внутрішнього тиску, Н, що визначається

Визначимо реакцію компенсатора Р с.до

R c.к = R ж + R р = 10094,2 + 17708 = 27802,2 н.

У системі теплопостачання тепловий пункт, що зв'язує теплову мережу із споживачем теплоти, займає важливе місце. За допомогою теплового пункту (ТП) здійснюється керування місцевими системами споживання (опаленням, гарячим водопостачанням, вентиляцією), у ньому також проводиться трансформація параметрів теплоносія (температури, тиску, підтримка сталості витрати, облік теплоти та ін.). Одночасно в тепловому пункті здійснюється керування самою мережею, тому що в ньому проводиться по відношенню до теплової мережі розподіл теплоносія та контроль його параметрів

Проект теплового пункту виконуємо для 5-поверхового будинку, підключеного на ділянці 6.

Схему індивідуального теплового пункту наведено

Підбір змішувальних насосів

Подача насоса визначається згідно з СП 41-101-95 за формулою:

де – розрахункова максимальна витрата води на опалення з теплової мережі кг/с;

u- Коефіцієнт змішування, що визначається за формулою:

де – температура води в трубопроводі теплової мережі, що подає, при розрахунковій температурі зовнішнього повітря для проектування опалення tн.о, °С;

–теж, у трубопроводі системи опалення, °С;

– те саме, у зворотному трубопроводі від системи опалення, °С;

;

Напір змішувального насоса за таких схем установки визначається залежно від тиску в тепловій мережі, а так само необхідного тиску в системі опалення і приймається із запасом в 2 -3 м.

Вибираємо циркуляційні насоси WiloStratos ECO 30/1-5-BMS. Це стандартні насоси з мокрим ротором та фланцевим приєднанням. Насоси призначені для використання в системах опалення, промислових. циркуляційні системи, системах водопостачання та кондиціювання.

WiloStratos ECO успішно використовуються в системах, де температура рідини, що перекачується, становить широкий діапазон: від -20 до +130°С. Багатоступінчастий (2-х, 3-х) перемикач частоти обертання дозволяє обладнанню підлаштовуватись під поточні умови системи опалення.

Встановлюємо 2 насоси фірми Wilo марки ECO 30/1-5-BMS з подачею 3 м ^ 3/год, напором 6 м. Один із насосів знаходиться в резерві.

Підбір циркуляційного насоса

Вибираємо циркуляційний насос типу GrundfosComfort. Ці насоси забезпечують циркуляцію води у системі ГВП. Завдяки цьому гаряча вода тече відразу після того, як відкривається кран. Цей насос комплектується вбудованим термостатом, який автоматично підтримує задану температуру води в діапазоні від 35 до 65 °С. Це насос з «мокрим ротором», але завдяки його сферичній формі практично неможливе блокування робочого колеса внаслідок забруднення насоса домішками, що містяться у воді. Вибираємо насос Grundfos UP 15-14 B з подачею 0,8 м 3 /год, натиск 1,2 м, потужністю 25 Вт.

Вибір магнітних фланцевих фільтрів

Магнітні фільтри призначені для уловлювання стійких механічних домішок (у тому числі феромагнетиків) у неагресивних рідинах з температурою до 150 °С та тиском 1,6 МПа (16 кгс/см 2 ). Вони встановлюються перед лічильниками холодної та гарячої води. Приймаємо фільтр ФМФ.

Вибір грязевика

Грязевики призначені для очищення води в системах теплопостачання від завислих частинок бруду, піску та інших домішок.

Встановлюємо грязь серії Ду65 Ру25 Т34.01 с.4.903-10 на трубопроводі, що подає, при введенні в тепловий пункт.

Вибір регулятора витрати та тиску

Регулятор використовують як регулятор прямої дії для автоматизації абонентських вводів житлових будинків. Він підбирається за коефіцієнтом пропускної спроможності клапана:

де D Р= 0,03 ... 0,05 МПа - перепад тиску на клапані, приймаємо D Р= 0,04 МПа.

м 3 /год.

Вибір регулятора витрати та тиску Danfoss AVP з умовним діаметром, D y – 65 мм, - 2 м 3 /год

Вибір терморегулятора

Призначений для автоматичного регулювання температури у відкритих системах ГВП. Регулятор забезпечений блокувальним пристроєм, що захищає систему опалення від спорожнення в години пікових навантажень ГВП та в аварійних ситуаціях.

Вибираємо терморегулятор DanfossAVT/VG з умовним діаметром, D y - 65 мм, - 2 м 3 /год.

Вибір зворотних клапанів

Зворотні клапаниє запірною арматурою. Вони запобігають зворотному струму води.

Зворотні клапани типу 402 фірми Danfoss встановлюємо на трубопроводі після РР, перемичці після насосів, після циркуляційного насоса, на трубопроводі ГВП.

Вибір запобіжного клапана

Запобіжні клапани – це вид трубопровідної арматури, призначений для автоматичного захисту технологічної системи та трубопроводів від неприпустимого підвищення тиску робочого середовища шляхом часткового її скидання з системи, що захищається. Найбільш поширені пружинні запобіжні клапани, В яких тиску робочого середовища протидіє сила стиснутої пружини. Напрямок подачі робочого середовища – під золотник. Запобіжний клапан найчастіше приєднується до трубопроводу за допомогою фланця, ковпаком вгору.

Вибираємо клапан запобіжний пружинний без ручного підриву 17нж21нж (СППК4) Dу = 65 мм.

Вибір кульових кранів

На трубопроводі, що подає, з теплової мережі, а також на звороті, на трубопроводах до терморегулятора і після нього встановлюємо кульові крани, з вуглецевої сталі (куля – нержавіюча сталь), зварені, з рукояткою, фланцеві, ( Ру = 2,5 МПа) типу Jip, фірми Danfoss, с Dу = 65 мм. На циркуляційному трубопроводі лінії ГВП до та після циркуляційного насоса, встановлюємо кульові крани з Dу = 65 мм. Перед лінії подачі системи опалення і після зворотної лінії кульові крани з Dу = 65 мм і с Dу = 65 мм. На перемичці насосів змішування встановлюємо кульові крани з Dу = 65 мм.

Вибір теплолічильника

Теплолічильники для закритих систем теплопостачання призначені для вимірювання сумарної кількості теплової енергії та сумарної об'ємної кількості теплоносія. Встановлюємо тепловий обчислювач Логіка 9943-У4 з витратоміром SONO 2500 CT; Dу = 32 мм.

Тепловичищувач розрахований на роботу у відкритих та закритих системах водяного теплопостачання від 0 до 175 ºС та тиску до 1,6 МПа. Різниця температур води в трубопроводі системи, що подає і зворотному, від 2 до 175 ºС. Прилад забезпечує підключення двох однотипних платинових термоперетворювачів опору та одного або двох витратомірів. Забезпечує реєстрацію показань параметрів у електронний архів. Прилад формує місячні та добові звіти, де у табличній формі представлені всі необхідні відомості про споживання теплової енергії та теплоносія.

Комплект термоперетворювачів КТПТР-01-1-80 платиновий призначений для вимірювання різниці температур у трубопроводах систем теплопостачання, що подає і зворотному. Застосовується у складі теплолічильників. Принцип роботи комплекту ґрунтується на пропорційній зміні електричного опорудвох підібраних по опору та температурному коефіцієнту термоперетворювачів залежно від вимірюваної температури. Діапазон вимірювання температури від 0 до 180°С.

Висновок

Метою роботи була розробка системи теплопостачання житлового мікрорайону. Район складається з тринадцяти будівель, одинадцять житлових, один дитячий садокта одна школа., місце розташування району м. Омськ.

Система теплопостачання, що розробляється, закрита з центральним якісним регулюванням з температурним графіком 130/70 . За родом подачі тепла двоступінчаста – будинки безпосередньо приєднуються до теплової мережі через автоматизовані ІТП, ЦТП відсутні.

Під час розробки теплової мережі було виконано такі необхідні розрахунки:

Визначено теплові навантаження на опалення, вентиляцію та ГВП усіх абонентів. Як метод визначення навантажень опалення та вентиляції використаний метод за укрупненими показниками. Виходячи з типу та обсягу будівлі задавалися питомими тепловими втратами будівлі. Розрахункові температури прийняті згідно із зовнішньою температурою за СНіП «Будівельна кліматологія». Температура всередині приміщення за довідковими даними згідно з СанПіН виходячи із призначення приміщення. Навантаження на ГВП визначали за нормативною витратою гарячої води на одну особу згідно з довідковими даними виходячи з типу будівлі.

Розрахований графік центрального якісного регулювання

Визначено розрахункові витрати мережевої води (абонентів)

Розроблено гідравлічну схему теплової мережі та виконано гідравлічний розрахунок, мета якого визначити діаметри трубопроводів та падіння тиску на ділянках теплової мережі

Виконано тепловий розрахунок теплопроводів, тобто. розрахунок ізоляції для зниження тепловтрат у мережі. Розрахунок виконаний за методом неперевищення теплових втрат, що нормуються. В якості теплопроводів обрано попередньо ізольовану трубу з ізоляцією з пінополіуретану. Спосіб прокладання трубопроводу безканальний

Виконано підбір компенсаторів для компенсації подовження трубопроводів внаслідок температурного розширення. Як компенсатори застосовані сильфонні компенсатори.

-було розроблено схему індивідуального теплового пункту і підібрано основні елементи, тобто. насоси, що регулюють клапани, терморегулятори і.т.д.

бібліографічний список

1. Соколов Є.Я. Теплофікація та теплові мережі/Е.Я.Соколов; .- М.: Видавництво МЕІ, 2001. - 472 с.: іл.

2. Тихомиров А.К. Теплопостачання району міста: навч. Посібник/А.К. Тихомиров.- Хабаровськ: Изд-во Тхоокеан. Держ. Ун-та, 2006.-135с.

3. Манюк В.І. Налагодження та експлуатація водяних теплових мереж: Довідник./В.І. Манюк, Э.Б.Хиж та інших. М.:Стройиздат,1988. 432с.

4. Довідник проектувальника. Проектування теплових мереж./Под.ред. А.А. Миколаїв. М. 1965. 359с.

5. Зінгер Н.М. Гідравлічні та теплові режимитеплофікаційних систем. М.: Вища школа, 1986. 320с.

6. Златопольський О.М. Економіка, організація та планування теплосилового господарства промислового підприємства/Златопольський О.М., Прузнер С.Л., Калініна О.І., Ворошилов Б.С. М.: Вища школа, 1995. 320с.

7. Збірник №24 «Теплопостачання та газопроводи – зовнішні мережі» ТЕР 81-02-24-2001 (м. Київ), 2002р.

8. СНіП 41-03-2003 Теплова ізоляція.

9. І.В. Беляйкіна Водяні теплові мережі/І.В. Беляйкіна, В.П. Вітальєв, Н.К. Громов та ін; За ред. Н.К.Громова, Є.П. Шубіна. М.: Вища школа, 1988р. 376с.

10. СНіП 41-02-2003 Теплові мережі.

11. Козін В.Є. Теплопостачання / Козін В.Є., Левіна Т.А., Марков А.П., Проніна І.Б., Слемзін В.А. М.: вища школа, 1980. 408с.

12.Теплопостачання ( курсове проектування): Навчальний посібник/В. М. Копко, Н.К. Зайцев, Г. І. Базиленко-Мн, 1985-139 с.

13. СНіП 23-01-99 * «Будівельна кліматологія»

14 Застосування засобів автоматизації Danfoss у теплових пунктах систем централізованого теплопостачання будівель, В.В. Невський, 2005р.

15. Стандартні автоматизовані блокові теплові пункти фірми Danfoss, В.В. Невський, Д.А. Васильєв, 2008р.

16 Проектування розподільчих мереж теплопостачання мікрорайону,
Є.В. Корепанов, М.: Вищ.школа, 2002р.,