8677

61

тивление поверхности изоляции сравнительно невелико по сравнению с термическим сопротивлением слоя изоляции. Даже 100%-ная ошибка при выборе коэффициента теплоотдачи поверхности приводит обычно к ошибке в определении теплопотерь, не превышающей 3-5 %.

Для предварительного определения коэффициента теплоотдачи поверхности изолированного теплопровода, что, как правило, имеет место при проектировании, когда температура поверхности неизвестна, может быть рекомендована формула

α = 11,6 + 7 ω , Вт/(м2·К),

где ω – скорость движения воздуха, м/с.

Коэффициенты теплоотдачи от теплоносителя к внутренней поверхности трубопровода весьма высоки, что определяет очень малые значения термического сопротивления внутренней поверхности трубопровода, и ими при практических расчетах можно пренебречь.

9.2. Термическое сопротивление слоя.

Выражение для термического сопротивления однородного цилиндрического слоя легко выводится из уравнения Фурье. Это выражение имеет вид:

Где λ – коэффициент теплопроводности слоя; d1, d2 - внутренний и наружный диаметры слоя.

Для теплового расчета существенное значение имеют только слои с большим термическим сопротивлением. Такими слоями являются тепловая изоляция, стенка канала, массив грунта и т.п. По этим соображениям при

62

тепловом расчете изолированных теплопроводов обычно не учитывается термическое сопротивление металлической стенки.

В надземных теплопроводах между теплоносителем и наружным воздухом включены последовательно следующие термические сопротивления: внутренняя поверхность трубопровода, один или несколько слоев тепловой изоляции, наружная поверхность теплопровода. Первыми двумя тепловыми сопротивлениями в практических расчетах обычно пренебрегают. При учете только двух последних термических сопротивлений тепловая потеря надземного теплопровода определяется по формуле

Если теплопровод не изолирован, то Rи = 0. В этом случае

q = (τ – t o) / Rн

Иногда тепловую изоляцию выполняют многослойной. Термическое сопротивление многослойной изоляции равно арифме-

тической сумме термических сопротивлений последовательно наложенных

слоев: Rи = Rи1 + Rи2 + … + R нn

9.4. Температурное поле надземного теплопровода.

Расчет температурного поля теплопровода производится на основании уравнения теплового баланса. При этом исходят из условия, что при установившемся тепловом состоянии количество теплоты, протекающей от теплоносителя к концентрической цилиндрической поверхности, проходящей через любую точку поля, равно количеству теплоты, уходящей от этой концентрической поверхности к наружной среде. Чтобы определить количество теплоты, отдаваемое поверхностью, надо определить температуру на поверхности изолированного трубопровода.

63

Количество теплоты, подведенной от теплоносителя к поверхности изоляции, равно количеству теплоты, отведенной от поверхности изоляции к наружному воздуху:

τ − t x = t x − to

Rи Rи

Откуда

t= τ / Rи + to / Rн

x1 / Rи + 1 / Rн

9.5.Термическое сопротивление грунта

Вподземных теплопроводах в качестве одного из последовательно включенных термических сопротивлений участвует сопротивление грунта.

При подсчете тепловых потерь за температуру окружающей среды to принимают, как правило, естественную температуру грунта на глубине заложения оси теплопровода.

Только при малых глубинах заложения оси теплопровода (h/d<2) за температуру окружающей среды принимают естественную температуру поверхности грунта.

Термическое сопротивление грунта может быть определено по формуле Форхгеймера

сти теплоизоляции – для теплового расчета трубопроводов при бесканальной прокладке).

При прокладке подземных теплопроводов в каналах, имеющих форму, отличную от цилиндрической, вместо диаметра в формулу подставляют эквивалентный диаметр

Dэ = 4 F/P

64

где F – площадь сечения канала, м2 Р – периметр канала, м

В тех случаях, когда h/d>2, формулу Форхгеймера можно упростить, принимая с некоторым приближением выражение под корнем равным 2h/d. При этом допущении

= ln( 4h / d )

Rгр 2πλгр

Коэффициент теплопроводности грунта λгр зависит главным образом от его влажности и температуры.

При температурах грунта tо = 10-40 ° С значение коэффициента теплопроводности грунта средней влажности лежит в пределах 1,2-2,5

Вт/(м·К), или 1,05-2,15 ккал/(м·ч·°С).

10. Регулирование гидравлических режимов паровых сетей и конденсатопроводов

Регулирование паровых систем производится путем местного регулирования отпуска теплоты задвижками у отдельных абонентов. Паровые системы обладают относительно высокой гидравлической устойчивостью, которая определяется величинами гидравлических потерь во внешней сети и в сетях абонентов. Чем меньше потери во внешней сети относительно потерь в местных системах абонентов, тем выше гидравлическая устойчивость и наоборот.

При небольших потерях давления во внешней сети изменение расхода пара у одних потребителей не вызывает существенного изменения давления у других. К тому же наличие избыточного давления на вводах потребителей позволяет осуществлять плавное регулирование давления специальными регулирующими установками (редукционные, редукционноохладительные установки).

65

Первоначальная регулировка паровой сети проводится таким образом, чтобы при расчетном расходе пара весь избыточный напор гасился на вводах потребителей. Этому гидравлическому режиму соответствует работа сети с открытыми выходными задвижками у источника теплоты и магистральными задвижками. Такая первоначальная отрегулировка паровой сети обеспечивает наибольшую гидравлическую устойчивость.

Вопрос о возможном возврате конденсата к источнику теплоты имеет важное значение для нормальной эксплуатации котельной или ТЭЦ. Поэтому в эксплуатации паровых систем особенное внимание должно быть уделено вопросам обеспечения максимально возможного возврата конденсата, исправности линий конденсатопроводов, сборных конденсатных баков и конденсатных насосов.

В эксплуатации большое значение имеют правильный учет возвращаемого конденсата и его качество.

Контроль за качеством конденсата возможен в этом случае в конденсатных баках у абонентов. Для нормальной работы с непрерывным возвратом конденсата необходимо правильно выбрать и отрегулировать конденсатные насосы отдельных абонентов. Следует подобрать такие напоры насосов, которые позволили бы каждому насосу работать независимо от других. Для соблюдения этого условия необходимо, чтобы при включении любого насоса давление в отходящем от него напорном конденсатопроводе было меньше развиваемого насосом при нормальном расходе. Для этого конденсатопровод рассчитывается на расход, равный максимальному возврату конденсата при одновременной работе всех насосов.

Насосы не должны иметь чрезмерного запаса напора и производительности. Выбор диаметров конденсатопровода и напоров насосов должен быть проведен таким образом, чтобы давление в любой точке конденсатопровода было на 0,03 – 0,05 МПа меньше, чем в соответствующей точке паропровода. В этом случае обеспечивается работа конденсатоотводчика на общий напорный конденсатопровод.

66

Литература

1.Соколов, В.Я. Теплофикация и тепловые сети: учеб. для студентов вузов по направлению "Теплоэнергетика"/ – 7- е изд., стер. - М.: изд-во МЭИ, 2001 г.-472 с., ил.

2.Ионин, А.А. Теплосн-е: Учеб. для вузов по спец. "Теплоснабжение и вентиляция"/А.А. Ионин, Б.М. Хлыбов [и др.]; Под ред. А.А. Ионина. – М.: Стройиз-

дат, 1982. – 335 с.: ил.

3.Николаев, А.А. Справочник проектировщика: Справочник/ А.А. Николаев, И.П. Александров, И.В. Беляйкина [и др.]; . под ред. А.А. Николаева. - М.: Стройиз-

дат, 1965. – 359 с., ил.

4.Саргин, Ю.Н. Внутренние санитарно-технические устройства, ч.2, Водопровод и канализация: Справочник проектировщика: Справочник/ Ю.Н. Саргин, Л. И. Друскин, И. Б. Покровская {[и др.]; под ред. И.Г. Староверова, Ю.И. Шиллера. -

М.: Стройиздат, 1990. – 246 с.: ил.

5.Теплоснабжение: Учебное пособие для вузов / В.Е. Козин, Т.А. Левин и др. – М.:

Высш.шк.. 1980 – 408 с.

6.СНиП 41-02-2003. Тепловые сети: Приняты и введены в действие с 01.09.2003: взамен СНиП 2.04.07-86*: дата введения 24.06.2003/ ГОССТРОЙ России. – М.:

ГУП ЦПП, 2004 – IV.- 37 с.

7.Ю.М. Варфоломеев, О.Я. Кокорин. Отопление и тепловые сети. Учебник для студентов средних специальных учебных заведений. -М.:Инфра-М, 2007. - 480 с.: ил.

8.Теплотехническое оборудование и теплоснабжение промышленных предприятий. Учебник для студентов техникумов/ Б.Н. Голубков, О.Л. Данилов и др. под ред. Б.Н. Голубкова - М.: "Энергия", 1977г. - 423 с.

9.СНиП 41-01-2004. Отопление, вентиляция и кондиционирование: приняты и введены в действие с 01.01.2004: взамен СНиП 2.04.05.91: дата введения

26.06.2003 - Госстрой России - М.: ФГУП ЦПП, 2004г. - 53 с.

10.СНиП 23-01-99*. Строительная климатология: с изм. 1, введен в действие 01.01.03: приняты и введены в действие Госстроем России 01.01.2003: Взамен СНиП 2.01.01-82: дата введения 01.01.2000, Госстрой России – изд. Официаль-

ное – М.: ГУП ЦПП, 2003. – 111. – 71 с.

11.Фалалеев Ю.П. Проектирование центрального теплоснабжения. – Н. Новгород:

ННГАСУ, 1997 – 282 с.

12.Фалалеев Ю.П. Централизованное теплоснабжение. ч.II. Учебное пособие

67

Гордеев А.В.

СИСТЕМЫ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ

Учебно-методическое пособие по подготовке к лекциям, практическим занятиям

для обучающихся по дисциплине «Системы теплоснабжения промышленных предприятий»

по направлению подготовки 08.03.01 Строительство

Профиль Теплогазоснабжение, вентиляция, водоснабжение и водоотведение зданий, сооружений, населенных пунктов (заочная форма обучения с организацией основной части контактной работы обучающихся с преподавателем по выходным дням)

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

603950, Нижний Новгород, ул. Ильинская, 65.

http://www. nngasu.ru, srec@nngasu.ru