2. Определение оптимального распределения давлений по участкам системы и подбор диаметров трубопроводов

При известных расчетных перепадах давлений и температур оптимальным распределением давлений будет такое распределение, при котором капитальные вложения в тепловую сеть будут минимальны.

Для определения экономического распределения давлений необходимо найти следующие вспомогательные коэффициенты:

(2.1)

где – длина i-го участка, м;

– массовая нагрузка i-го участка, т/ч;

(2.2)

где – тепловая нагрузка i-го участка, МВт;

- расчетная разность температур прямой и обратной линии тепловой сети, ;

Тогда по формуле 2.1 находим

Также находим вспомогательный коэффициент из выражения 2.3

(2.3)

(2.4)

Определим экономические перепады давлений для участков тепловой сети, Па:

(2.5)

где – расчетный перепад давлений в сети, Па;

(2.6)

Тогда

(2.7)

(2.8)

(2.9)

Определим среднюю удельную потерю давлений на каждом участке расчетной тепловой схемы:

(2.10)

где – доля местных сопротивлений;

Принимаем величину эквивалентной шероховатости мм, режим движения турбулентный, плотность воды кг/ .

По номограмме [1, стр. 162] в зависимости от и G – массовой нагрузки определяем диаметры трубопроводов и скорости воды:

	2,5

3 Определение экономической толщины изоляции

Экономическая толщина слоя изоляции определяется по минимуму приведенных затрат.

Принимаем прокладку в непроходном канале. Глубина заложения и поэтому .

3.1 Задаемся толщинами слоя изоляции

=30, 50, 60, 70, 90, 110 мм.

3.2 Производим расчет для трубопровода длиной в 1 погонный метр с и =30 мм.

3.2.1 Определим стоимость тепловой изоляции

(3.1)

где – длина трубопровода, ;

– удельная стоимость изоляции, руб/ ;

– толщина изоляционного слоя, м;

– диаметр трубопровода, м;

–удельная стоимость защитного покрытия, руб/ ;

– толщина защитного покрытия, м;

- индекс инфляции, ;

3.2.3 Найдем годовые потери тепла через 1 м теплопровода , Вт/м:

(3.2)

где – средняя температура теплоносителя в тепловой сети, ;

– средняя температура грунта, ;

– продолжительность работы системы за год, ч;

–линейное термическое сопротивление теплопередачи в окружающую среду, Вт/м , считаем по формуле:

где – коэффициент теплоотдачи поверхности изолированного теплопровода, Вт/ К;

– коэффициент теплопроводности изоляции, Вт/мК;

– коэффициент теплопроводности изоляции, защитного покрытия, Вт/мК;

Тогда согласно выражению 3.2 находим

3.2.3 Определение годовой стоимости тепловых сетей

(3.3)

где – удельные замыкающие затраты на тепло, руб/кВтч;

3.2.4 Приведенные годовые затраты П, руб/г:

(3.4)

где – нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений, 1/г;

– годовое отчисление от стоимости изоляции, 1/г;

– стоимость тепловой изоляции, руб;

Аналогично определяются приведенные затраты всех толщин изоляции для каждого диаметра. Результаты расчета приведены в таблице 3.1.

Таблица 3.1 – Расчет экономической толщины изоляции

, мм	, руб	,Вт/м	,Вт/м	, руб	, руб
30	4,26	0,6	1,09	4,4	5,20
50	5,86	0,8	0,74	3,0	4,14
60	6,75	0,9	0,65	2,6	3,93
70	7,69	1,0	0,57	2,3	3,84
90	9,75	1,3	0,48	1,9	3,85
110	12,04	1,5	0,41	1,6	4,05
30	2,46	1,1	0,57	2,3	2,77
50	3,59	1,5	0,40	1,6	2,33
60	4,24	1,7	0,36	1,4	2,27
70	4,95	1,9	0,32	1,3	2,28
90	6,54	2,2	0,27	1,1	2,40
110	8,35	2,5	0,24	1,0	2,64
30	3,34	0,7	0,82	3,3	3,97
50	4,70	1,1	0,57	2,3	3,22
60	5,47	1,2	0,50	2,0	3,09
70	6,30	1,3	0,45	1,8	3,04
90	8,11	1,6	0,37	1,5	3,12
110	10,16	1,8	0,33	1,3	3,33
30	2,29	1,1	0,52	2,1	2,55
50	3,39	1,6	0,37	1,5	2,16
60	4,02	1,8	0,33	1,3	2,12
70	4,70	2,0	0,30	1,2	2,13
90	6,25	2,4	0,25	1,0	2,27
110	8,02	2,7	0,23	0,9	2,51
30	1,54	2,0	0,30	1,2	1,52
50	2,44	2,7	0,23	0,9	1,39
60	2,97	2,9	0,20	0,8	1,41
70	3,56	3,2	0,19	0,7	1,46
90	4,91	3,6	0,16	0,7	1,64
110	6,49	4,0	0,15	0,6	1,89

По полученным данным строятся графики зависимости и находятся оптимальные толщины изоляции по каждому диаметру (рис. 3-8).