ВКР РАБОТЕ БЛОКА НА КОНДЕНСАЦИОННОМ И ТЕПЛОФИКАЦИОННОМ РЕЖИМАХ / Основная часть / 3.Спецчасть

8.Проектирование трубопроводов подпитки тепловой сети

ООО«ПГУ ТЭЦ-5»

Современная теплоэнергетическая система предприятия представляет собой единый технический комплекс зданий, сооружений и элементов оборудования со сложной схемой технологических связей [12].

Большая сложность внутренних взаимосвязей параметров, процессов и характеристик оборудования теплоэнергетической системы, большое число характерных параметров самой системы, а также ее внешних связей с другими системами топливно-энергетического комплекса предопределяют сложность инженерного проектирования теплоэнергетических систем.

Поэтому комплексный подход к выбору параметров проектируемой системы означает по возможности полный учет всех внутренних и внешних физических, технологических взаимосвязей.

Существует большое количество возможных вариантов проектируемой системы. Задача проектировщика - сопоставить альтернативные варианты,

проверить технические возможности их реализации и обосновать выбор наиболее целесообразного [12].

Нормативная база проектирования представляет собой значительный по количеству и объему комплекс:

1)общегосударственных (ГОСТ. СНиП. СП),

2)ведомственных (ВНП — ведомственных норм проектирования,

ВНТП - ведомственных норм технологического проектирования,

ВСН - ведомственных строительных норм, ВСП - ведомственных сводов правил)

3)территориальных (ТСН) нормативных документов.

Государственными стандартами (ГОСТ) нормируются:

-термины и определения;

-основные положения;

-общие технические требования;

-единицы физических величин;

-методы измерения;

-изделия (асбоцементные, паркетные, из стекла, сантехнические и т.д.);

-конструкции (бетонные, железобетонные, металлические и т.д.);

-трубы (керамические, стальные бесшовные, стальные электросварные, по-

лиэтиленовые и т.д.);

-единая система конструкторской документации (ЕСКД);

-система проектной документации для строительства (СПДС);

-система показателей качества продукции (СПКП);

-система стандартов безопасности труда (ССБТ);

-охрана природы;

-пожарная безопасность;

-электроустановки;

-энергосбережение и пр.

Внастоящем разделе выполнено проектирование трубопроводов обвязки тепломеханического оборудования [13].

Трубопровод — искусственное сооружение, предназначенное для транспортировки газообразных и жидких веществ, а также твёрдого топлива и иных твёрдых веществ в виде раствора под воздействием разницы давлений в поперечных сечениях трубы.

В нормативно-технической документации по проектированию изложены технические требования по проектированию электростанций,

размещению основного и вспомогательного оборудования, к конструкции,

материалам, изготовлению, методам испытаний, приемке, реконструкции,

ремонту, монтажу оборудования и трубопроводов, регистрации в органах Госгортехнадзора России. Приведем некоторые примеры нормативно-

технической документации, которая используется в ходе проектирования

[13]:

1)ВНТП 81 «Нормы технологического проектирования тепловых

проектировании всех вновь сооружаемых паротурбинных тепловых электростанций с турбоагрегатами мощностью 50 тыс. кВт и выше при начальных параметрах пара у турбин до 24 МПа (240 кгс/см2) и 510-560 C.

2) СНиП II-58-75 «Электростанции тепловые». Настоящие нормы и правила должны соблюдаться при проектировании новых и реконструируемых тепловых электростанций (ТЭС): государственных районных электростанций

(ГРЭС) и теплоэлектроцентралей (ТЭЦ) с агрегатами мощностью 25 тыс. кВт и более.

3) СП ТЭС-2007 «Свод правил по проектированию тепловых электрических станций». В Своде правил приведены основные положения проектирования тепловых электрических станций (ТЭС) с паротурбинными установками и ТЭС, использующих для выработки электрической и тепловой энергии парогазовые (ПГУ) или газотурбинные установки (ГТУ).

Нормативно-техническая документация по проектированию и

безопасной эксплуатации трубопроводов

1) ПБ 10-573-03 «Правила устройства и безопасной эксплуатации трубопроводов пара и горячей воды». Правила устройства и безопасной эксплуатации трубопроводов пара и горячей воды (далее по тексту Правила)

устанавливают требования к проектированию, конструкции, материалам,

изготовлению, монтажу, ремонту и эксплуатации трубопроводов*,

транспортирующих водяной пар с рабочим давлением более 0,07 МПа (0,7

кгс/см2) или горячую воду с температурой свыше 115 °С.

2) ПБ 03-585-03 «Правила устройства и безопасной эксплуатации технологических трубопроводов» Настоящие Правила распространяются на проектируемые, вновь изготавливаемые и модернизируемые стальные технологические трубопроводы, предназначенные для транспортирования газообразных, парообразных и жидких сред в диапазоне от остаточного давления (вакуума) 0,001 МПа (0,01 кгс/см2) до условного давления 320 МПа

(3200 кгс/см2) и рабочих температур от минус 196 до 700°С и эксплуатирующиеся на опасных производственных объектах.

3) СНиП 41-02-2003 «Тепловые сети» Настоящие строительные нормы и правила устанавливают комплекс обязательных нормативных требований по проектированию тепловых сетей, сооружений на тепловых сетях во взаимосвязи со всеми элементами систем централизованного теплоснабжения в части их взаимодействия в едином технологическом процессе производства, распределения, транспортирования и потребления тепловой энергии, рационального использования топливно-энергетических ресурсов. Настоящие нормы и правила распространяются на тепловые сети

(со всеми сопутствующими конструкциями) от выходных запорных задвижек

(исключая их) коллекторов источника теплоты или от наружных стен источника теплоты до выходных запорных задвижек (включая их) тепловых пунктов (узлов вводов) зданий и сооружений, транспортирующие горячую воду с температурой до 200 °С и давлением до 2,5 МПа включительно,

водяной пар с температурой до 440 °С и давлением до 6,3 МПа включительно, конденсат водяного пара.

Фасонные детали трубопроводов

Конструкция трубопроводов включает множество фасонных деталей различного назначения: отводы; угольники; колена и двойники (для изменения направления трубопроводов); переходы (для изменения диаметра); тройники и крестовины (для разделения потока). К деталям трубопровода относятся также заглушки для глухого запирания

трубопроводов или его части [8].

Кроме того, для трубопроводов высокого давления разработаны отраслевые стандарты на колена штампованные, прокладки зубчатые,

дроссельные шайбы и трубки, реперы, бобышки, пробки, штуцера с паровой

трубопроводов низкого давления - на отводы сварные, накладки, развилки гнутые, развилки сварные.

Способы изготовления фасонных деталей различны - гнутье, литье,

штамповка и сварка. В последнее время большое распространение получили штампованные детали (например, крутоизогнутые отводы). Гнутые и сварные детали применяют лишь в случае необходимости. При монтаже обычно пользуются готовыми фасонными деталями, поставляемыми заводами-изготовителями по нормалям [8].

Отводы

На рисунке 93 представлен общий вид отвода крутоизогнутого.

Рисунок 93 Отвод крутоизогнутый

В стационарных трубопроводах для изменения направления трассировки применяются так называемые отводы (колена).

Гнутые гладкие отводы применяют для условных проходов труб

400 мм и изготавливают непосредственным гнутьем прямых бесшовных труб.

Крутоизогнутые отводы заводского изготовления применяют для условных давлений теплоносителя 64 кгс/см2.

Сварные отводы изготовляются из бесшовных и сварных труб условным проходом DУ> 150 мм [7].

Переходы

На рисунке 94 представлен общий вид перехода.

Рисунок 94 Переход

При изменениях диаметров трубопроводов тепловых сетей применяют симметричные и несимметричные переходы [7].

Несимметричные переходы применяются для выравнивания низа труб во избежание скопления конденсата в паропроводах, возможности применения однотипных опор и т. д [7].

Симметричные переходы устанавливают, как правило, на вертикальных участках трубопроводов.

Применяют следующие типы переходов:

-эксцентрические и концентрические стальные штампованные;

-несимметричные и симметричные сварные, изготовляемые из листовой стали;

Ответвления (тройники)

На рисунке 95 представлен общий вид тройника равнопроходного.

Рисунок 95 Тройник равнопроходной

Ответвления в станционных трубопроводах служат для отвода части транспортируемой трубопроводом среды к другому потребителю (элементу схемы).

Тройники выпускаются равнопроходными, когда основной и ответвляемый трубопроводы имеют одинаковые диаметры, и переходными,

когда эти диаметры разные. В зависимости от параметров среды и технологии изготовления тройники выполняются штампованными,

коваными, литыми и сварными [7].

Заглушки

На рисунке 96 представлен общий вид заглушки.

Рисунок 96 Заглушка

Заглушки (донышки) в станционных трубопроводах служат для

закрытия проходного сечения труб. В зависимости от конструкции они

выполняются приварными, фланцевыми и поворотными. Последние устанавливаются при необходимости периодического закрытия и открытия сечения трубопровода.

Для трубопроводов низкого давления применяются заглушки вварные

(приварные) без ребер жесткости (для труб 0 до 500 мм) и с ребрами жесткости, а также фланцевые заглушки.

Для трубопроводов высокого давления применяются заглушки в виде донышек. Заглушки для трубопроводов как низкого, так и высокого давления также стандартизованы, изготовляются и поставляются по соответствующим ОСТ [7].

Опоры трубопроводов

Опоры станционных трубопроводов делятся на два основных типа:

1) неподвижные опоры, которые не допускают в месте их установки перемещения и поворота трубопровода;

2) подвижные опоры, обеспечивающие свободу перемещения трубопровода в заданном направлении и предохраняющие его в случае необходимости от вибраций.

Подвижные опоры в свою очередь подразделяются на опоры,

допускающие перемещения трубопровода в горизонтальной плоскости (к

ним относятся скользящие и катковые опоры, а также жесткие подвески), и

опоры, допускающие вертикальные смещения и лишь незначительные горизонтальные перемещения (это пружинные подвески, опоры постоянного усилия, вертикальные направляющие опоры и проходы через перекрытия и крышу [8].

К подвижным опорам относятся: скользящие опоры, обеспечивающие перемещения горизонтального трубопровода в двух направлениях (вдоль и поперек оси) и повороты в горизонтальной плоскости с запретом вертикального перемещения; скользяще-направляющие опоры,

обеспечивающие перемещение трубопровода в одном направлении (обычно

вдоль оси трубопровода) с запретом вертикальных перемещений и горизонтальных поворотов; направляющие опоры, применяющиеся с целью предохранения трубопровода от вибраций, для обеспечения правильной работы сальниковых компенсаторов, а также для предохранения чугунной арматуры от изгибающих моментов, вызванных компенсацией температурных удлинений [8].

Неподвижные опоры. Опоры этого типа должны обеспечивать неподвижность закрепляемой точки трубопровода, исключать возможность поворачивания в них трубопровода, воспринимать усилия и моменты самокомпенсации соседних участков трубопровода, которые должны учитывать полную саморастяжку трубопровода вследствие релаксации температурных напряжений, воспринимать усилия и моменты от сил трения в скользящих опорах, передавать на строительные конструкции все усилия и моменты, не воспринятые подвижными креплениями, и т. д. Неподвижные опоры необходимо располагать, исходя из условия самокомпенсации находящегося между ними участка трубопровода; при невозможности соблюдения этого требования в трубопровод между неподвижными опорами должны встраиваться компенсирующие устройства или должна быть изменена трассировка трубопровода. Неподвижные опоры должны крепиться к частям здания, сооружения или к оборудованию, способному воспринимать усилия, передаваемые этими опорами при самом неблагоприятном случае их нагружения [9].

Трубопроводная арматура

Трубопроводной арматурой называют устройства, монтируемые на трубопроводах, емкостях, котлах, агрегатах и других установках,

предназначенные для отключения, распределения, регулирования, смешения или сброса потоков сред.

По характеру выполняемых функций арматуру подразделяют на основные классы (запорная, регулирующая, предохранительная, разная) и

дополнительные (запорно-регулирующая, распределительная, смесительная,

защитная и др.).

Запорная арматура предназначена для отключения потока среды:

1)регулирующая - регулирования параметров среды изменением ее расхода;

2)распределительная - для распределения потока среды по заданным направлениям;

3)смесительная - для смешения сред,

4)предохранительная - для предохранения установок и трубопроводов от недопустимо высокого давления;

5)защитная - для предотвращения аварийных условий (разрывные мембраны) или образования обратных потоков (обратные клапаны).

Взависимости от направления потока после прохождения через арматуру последняя подразделяется на проходную и угловую.

Впроходной арматуре, в отличие от угловой, среда не меняет направления своего движения на выходе по сравнению с направлением на входе. Проходная арматура обычно устанавливается на прямолинейных участках трубопровода, угловая — в местах его поворота.

Взависимости от конструкции присоединительных патрубков арматура подразделяется на фланцевую, муфтовую, цапковую, штуцерную и под приварку [9].

Определение размера трубы

Исходя из потребного расхода теплоносителей и рекомендуемой скорости течения, определяют расчетный внутренний диаметр трубы.

Скорость рабочего тела можно определить с помощью таблицы 34.