2.2 Выбор основного и вспомогательного оборудования системы транспорта теплоты
Тепловая сеть - совокупность устройств, предназначенных для передачи и распределения теплоты (горячей воды или пара, или горячих газов) от источника к потребителям. Основные принципы, которыми следует руководствоваться при выборе схемы тепловой сети, - надежность и экономичность теплоснабжения. При выборе конфигурации тепловых сетей следует стремиться к получению наиболее простых решений и наименьшей длины теплопроводов.
Для предупреждения коррозии не рекомендуется прокладывать подземные тепловые сети в одном проезде параллельно с трамвайными путями и отсасывающими кабелями постоянного тока и т.п. Опыт показывает, что надземные теплопроводы долговечнее и более ремонтнопригодны по сравнению с подземными. Поэтому желательно изыскивать возможность хотя бы частичного применения в городах надземных теплопроводов на низких отдельно стоящих опорах, в первую очередь на окраинах городов, в промышленных зонах, в районах, не подлежащих застройке, и др.
Надземные теплопроводы обычно укладываться на отдельно стоящих опорах (низких или высоких), на вантовых конструкциях, подвешенных к пилонам мачт, на эстакадах. При прокладке теплопроводов на низких опорах расстояние между нижней образующей изоляционной оболочки трубопровода и поверхности земли принимается не менее 0,35 м при ширине группы труб до 1,5 м и не менее 0,5 м. при ширине группы труб более 1,5 м. высокие отдельно стоящие опоры могут выполняться жесткими, гибкими и качающимися.
Компенсация температурных деформаций стальных трубопроводов имеет исключительно важное значение в технике транспорта теплоты.
Если в трубопроводе отсутствует компенсация температурных деформаций, то при сильном нагревании в стенке трубопровода могут возникнуть большие разрушающие напряжения. Выбираю сальниковые компенсаторы.
В качестве запорных органов в тепловых сетях применяются задвижки, шаровые краны и вентили. Применять запорную арматуру в качестве регулирующей не допускается.
Установку запорной арматуры в тепловых сетях следует предусматривать:
на всех трубопроводах выводов тепловых сетей от источников теплоснабжения;
на вводах в центральные тепловые пункты (ЦТП);
на ответвлениях;
в качестве секционирующих, на расстоянии не более 1000 м друг от друга.
В нижних точках трубопроводов водяных тепловых сетей необходимо устраивать спускные устройства с запорной арматурой для спуска воды.
Выбранная схема тепловых сетей является изолированной, т.е. привязанной к одному источнику теплоты и обслуживает конкретный промышленный район: производственное и общепроизводственные помещения.
В качестве изоляционного материала используется плиты мягкие из минеральной ваты на синтетическом связующем.
Толщина изоляционного слоя соответствует нормативной. Общая протяженность тепловых сетей в 4-хтрубном исчислении: для отопления и вентиляции –1877м, для ГВС –1428м.
2.2. Гидравлический расчет тепловых сетей
Гидравлический расчет – один из важнейших разделов проектирования и эксплуатации тепловой сети.
Задачами гидравлического расчета являются:
определение диаметров трубопроводов водяной и паровой сети, а также конденсатопровода; определение падения давления или напора на участках трубопровода.
Для проведения гидравлического расчета составляется схема тепловой сети , на которой указаны размещение источника теплоты и потребителей, длины, номера участков и расчетные нагрузки.
В закрытых системах теплоснабжения расчетные расходы воды получаются одинаковыми для подающего и обратного трубопроводов. Их длины и диаметры одинаковы.
Гидравлический расчет выполнен с учетом максимальной тепловой нагрузки.
Расчет состоит из двух этапов: предварительного и проверочного.
Предварительный расчет:
По известным расходам воды выбираем диаметры по номограмме. Эта номограмма упрощает предварительный расчет, так как в нем уже рассчитано значение пропускной способности трубы каждого диаметра.
Проверочный расчет
Для водяной сети:
Диаметр трубопроводов определяем из предположения его работы в квадратичной области по формуле:
[5.16,
3 стр.190],
где Rл - действительное удельное падение давления, определяется по формуле:
[5.15,
3 стр.190],
где
- постоянный коэффициент, принимаем по
таблице 5.1.[3];
-
уточненный диаметр трубопровода.
Если представить прямолинейный трубопровод диаметром d, линейное падение давления в местных сопротивлениях (задвижки, колена и пр.), то длина такого участка трубопровода, называемая эквивалентной длиной местных сопротивлений.
Определяем эквивалентную длину местных сопротивлений по формуле [1, с.190, ф.5.20б]
,
(2.3.2.)
где Al – постоянный коэффициент, принимаем по таблице 5.1. [1] равным 60,7 м0,25;
-
сумма местных сопротивлений на участке
(приложение 10 [1]).
Определяем падение давления на участке по формуле [1, с.190, ф.5,19]:
,
(2.3.3.)
Определяем падение напора на участке по формуле [1, с.187, ф.5,3]:
,
(2.3.4.)
где l – длина участка;
γ – удельный вес воды, Н/м3.
Таблица 4
Местные сопротивления на участках (отопление)
Участки |
Задвижка |
Компенсатор |
Колена 90 |
Тройник |
1 |
1 |
|
1 |
1 |
2 |
1 |
|
|
1 |
3 |
1 |
1 |
|
|
4 |
1 |
|
|
1 |
5 |
1 |
|
|
1 |
6 |
1 |
|
|
|
7 |
1 |
1 |
1 |
1 |
8 |
1 |
|
|
1 |
9 |
1 |
|
|
|
10 |
1 |
|
|
1 |
11 |
1 |
1 |
|
|
12 |
1 |
|
|
1 |
13 |
1 |
|
|
1 |
14 |
1 |
|
2 |
|
15 |
1 |
1 |
|
1 |
16 |
1 |
|
|
1 |
17 |
1 |
|
|
1 |
18 |
1 |
|
|
1 |
19 |
1 |
|
|
|
20 |
1 |
|
|
1 |
21 |
1 |
|
|
1 |
22 |
1 |
|
|
|
23 |
1 |
|
|
1 |
24 |
1 |
|
|
1 |
25 |
1 |
|
|
1 |
26 |
|
1 |
|
|
27 |
1 |
|
|
1 |
28 |
1 |
|
|
1 |
29 |
1 |
|
|
|
30 |
1 |
1 |
|
1 |
31 |
1 |
|
|
1 |
Таблица 5
Местные сопротивления на участках (ГВС)
Участки |
Задвижка |
Компенсатор |
Колена 90 |
Тройник |
1 |
1 |
|
|
|
2 |
1 |
1 |
|
|
3 |
1 |
|
|
1 |
4 |
1 |
|
|
|
5 |
1 |
|
|
1 |
6 |
1 |
1 |
1 |
1 |
7 |
1 |
|
|
|
8 |
1 |
1 |
|
1 |
9 |
1 |
|
|
1 |
10 |
1 |
1 |
|
1 |
11 |
1 |
|
|
|
12 |
1 |
|
|
1 |
13 |
1 |
|
|
1 |
14 |
1 |
|
|
|
15 |
1 |
|
|
1 |
16 |
1 |
|
|
1 |
17 |
1 |
1 |
|
1 |
18 |
1 |
|
|
1 |
19 |
1 |
|
|
1 |
20 |
1 |
|
|
1 |
21 |
|
1 |
|
|
22 |
1 |
|
|
1 |
23 |
1 |
|
|
1 |
Таблица 6
Гидравлический расчет (отопление + вентиляция).
Участки |
G,кг/с |
l,м |
d, мм |
ɛ |
lэкв,м |
Rл,Па/м |
ᵟp,Па |
ΔH,м |
1 |
0,037 |
85 |
33 |
4,4 |
3,756503 |
1,1178 |
99,2162 |
0,0103 |
2 |
0,746 |
48 |
51 |
3,4 |
5,001846 |
46,2287 |
2450,2045 |
0,2533 |
3 |
0,783 |
100 |
51 |
0,6 |
0,882679 |
50,9281 |
5137,7600 |
0,5312 |
4 |
0,616 |
73 |
51 |
3,4 |
5,001846 |
31,5206 |
2458,6686 |
0,2542 |
5 |
0,249 |
47 |
33 |
3,4 |
2,902753 |
50,6265 |
2526,4000 |
0,2612 |
6 |
1,648 |
54 |
82 |
0,4 |
1,065408 |
18,6453 |
1026,7097 |
0,1061 |
7 |
12,283 |
123 |
150 |
4,6 |
26,06517 |
43,4817 |
6481,6129 |
0,6701 |
8 |
0,907 |
55 |
51 |
3,4 |
5,001846 |
68,3358 |
4100,2739 |
0,4239 |
9 |
11,376 |
45 |
150 |
0,4 |
2,266537 |
37,2973 |
1762,9133 |
0,1823 |
10 |
0,086 |
50 |
33 |
3,4 |
2,902753 |
6,0392 |
319,4877 |
0,0330 |
11 |
9,063 |
110 |
150 |
0,6 |
3,399805 |
23,6724 |
2684,4435 |
0,2775 |
12 |
2,227 |
52 |
82 |
3,4 |
9,055969 |
34,0483 |
2078,8490 |
0,2149 |
13 |
1,165 |
57 |
82 |
3,4 |
9,055969 |
9,3176 |
615,4862 |
0,0636 |
14 |
1,062 |
20 |
70 |
0,4 |
0,874221 |
17,7689 |
370,9127 |
0,0383 |
15 |
13,931 |
97 |
184 |
3,6 |
26,3338 |
19,1359 |
2360,0990 |
0,2440 |
16 |
0,24 |
25 |
33 |
3,6 |
3,073503 |
47,0329 |
1320,3772 |
0,1365 |
17 |
0,026 |
45 |
33 |
3,4 |
2,902753 |
0,5520 |
26,4415 |
0,0027 |
18 |
1,062 |
50 |
51 |
3,4 |
5,001846 |
93,6877 |
5152,9981 |
0,5327 |
19 |
1,328 |
82 |
70 |
0,4 |
0,874221 |
27,7849 |
2302,6504 |
0,2381 |
20 |
0,24 |
35 |
33 |
3,6 |
3,073503 |
47,0329 |
1790,7058 |
0,1851 |
21 |
0,459 |
51 |
51 |
3,4 |
5,001846 |
17,5008 |
980,0797 |
0,1013 |
22 |
3,718 |
40 |
100 |
0,4 |
1,365365 |
33,4808 |
1384,9457 |
0,1432 |
23 |
5,529 |
46 |
125 |
3,4 |
15,33929 |
22,9452 |
1407,4450 |
0,1455 |
24 |
0,262 |
60 |
33 |
3,4 |
2,902753 |
56,0508 |
3525,7471 |
0,3645 |
25 |
0,75 |
46 |
51 |
3,4 |
5,001846 |
46,7257 |
2383,0991 |
0,2464 |
26 |
3,632 |
45 |
100 |
0,2 |
0,682682 |
31,9498 |
1459,5547 |
0,1509 |
27 |
1,009 |
80 |
70 |
3,4 |
7,430878 |
16,0396 |
1402,3602 |
0,1450 |
28 |
1,415 |
50 |
70 |
3,4 |
7,430878 |
31,5446 |
1811,6351 |
0,1873 |
29 |
0,249 |
60 |
33 |
0,4 |
0,3415 |
50,6265 |
3054,8769 |
0,3158 |
30 |
9,247 |
121 |
150 |
3,6 |
20,39883 |
24,6433 |
3484,5406 |
0,3602 |
31 |
23,178 |
25 |
207 |
3,4 |
28,81579 |
28,5420 |
1536,0114 |
0,1588 |
|
|
|
|
|
|
|
67496,5056 |
6,9781 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 7
Гидравлический расчет (ГВС).
Участки |
G,кг/с |
l,м |
d, мм |
ɛ |
lэкв,м |
Rл,Па/м |
ᵟp,Па |
ΔH,м |
1 |
0,027 |
20 |
33 |
0,4 |
0,3415 |
0,5953 |
12,1085 |
0,0013 |
2 |
0,0183 |
110 |
33 |
0,6 |
0,51225 |
0,2735 |
30,2198 |
0,0031 |
3 |
0,319 |
50 |
40 |
3,4 |
3,691838 |
30,2652 |
1624,9941 |
0,1680 |
4 |
0,3643 |
45 |
40 |
0,4 |
0,434334 |
39,4712 |
1793,3484 |
0,1854 |
5 |
0,015 |
55 |
33 |
3,4 |
2,902753 |
0,1837 |
10,6380 |
0,0011 |
6 |
0,3793 |
123 |
40 |
4,6 |
4,994839 |
42,7886 |
5476,7170 |
0,5662 |
7 |
0,012 |
127 |
33 |
0,4 |
0,3415 |
0,1176 |
14,9731 |
0,0015 |
8 |
0,3913 |
97 |
40 |
3,6 |
3,909005 |
45,5388 |
4595,2778 |
0,4751 |
9 |
2,5822 |
25 |
100 |
3,4 |
11,6056 |
16,1494 |
591,1591 |
0,0611 |
10 |
2,1909 |
121 |
82 |
3,6 |
9,588673 |
32,9533 |
4303,3335 |
0,4449 |
11 |
1,0674 |
40 |
82 |
0,4 |
1,065408 |
7,8218 |
321,2069 |
0,0332 |
12 |
0,423 |
35 |
40 |
3,6 |
3,909005 |
53,2161 |
2070,5847 |
0,2141 |
13 |
0,15 |
51 |
33 |
3,4 |
2,902753 |
18,3722 |
990,3128 |
0,1024 |
14 |
0,4944 |
82 |
51 |
0,4 |
0,588452 |
20,3044 |
1676,9107 |
0,1734 |
15 |
0,0194 |
45 |
33 |
3,4 |
2,902753 |
0,3073 |
14,7212 |
0,0015 |
16 |
0,4472 |
50 |
40 |
3,4 |
3,691838 |
59,4793 |
3193,5521 |
0,3302 |
17 |
0,0278 |
25 |
33 |
3,6 |
3,073503 |
0,6311 |
17,7160 |
0,0018 |
18 |
1,1235 |
46 |
82 |
3,4 |
9,055969 |
8,6656 |
477,0951 |
0,0493 |
19 |
1 |
60 |
70 |
3,4 |
7,430878 |
15,7548 |
1062,3588 |
0,1098 |
20 |
0,1 |
46 |
33 |
3,4 |
2,902753 |
8,1654 |
399,3119 |
0,0413 |
21 |
0,0235 |
45 |
33 |
0,2 |
0,17075 |
0,4509 |
20,3691 |
0,0021 |
22 |
0,0105 |
50 |
33 |
3,4 |
2,902753 |
0,0900 |
4,7625 |
0,0005 |
23 |
0,013 |
80 |
33 |
3,4 |
2,902753 |
0,1380 |
11,4402 |
0,0012 |
|
|
|
|
|
|
|
28713,1113 |
2,9685 |