2. Индивидуальное задание

Цель индивидуального задания - более глубокая проработка отдельных вопросов. Оно может быть выполнено в форме патентного и литературного поиска, предпроектных исследований, разработки новых конструктивных решений. Индивидуальное задание должно включать анализ рассматриваемой проблемы и выбор наиболее рационального решения.

Примерная тематика индивидуальных заданий:

1. Перспективы развития ТС.

2. Повышение надежности систем теплоснабжения (расчет аварийного режима) .

3. Использование нетрадиционных источников теплоснабжения.

4. Насосные установки в системах теплоснабжения (анализ достижений или конкретная разработка).

5. Солнечная или геотермальная энергия для нужд теплоснабжения (анализ достижений или конкретная разработка).

6. Вторичные энергоресурсы для нужд теплоснабжения.

7. Применение новых материалов для теплоизоляции ТС.

8. Защита ТС от внешней коррозии.

9. Теплоснабжение промышленного предприятия (конкретная разработка).

3. Состав курсового проекта

3.1 Расчетно-пояснительная записка состоит из следующих разделов:

1. Исходные данные.

2. Характеристика района города.

3. Расчет теплопотребления (таблица, часовые и годовые графики расхода тепла).

4. Расчет регулирования отпуска тепла и определение расходов теплоносителя (графики температур и расхода воды).

5. Описание принципиальной схемы ТС.

6. Конструкция трубопровода ТС.

7. Расчет П-образного компенсатора.

8. Гидравлический расчет (таблица).

9. Построение пьезометрического графика.

10. Подбор основного сетевого оборудования.

11. Подключение абонента к ТС (расчет теплового пункта).

12. Описание трассы (прокладка труб, компенсаторы, опоры и т.п.)

13. Тепловой расчет ТС.

3.2 Графики:

1. Часового расхода тепла.

2. Расхода тепла по продолжительности.

3. Температуры воды в ТС.

4. Расхода сетевой воды.

5. Пьезометрический график.

3.3 Схемы:

1. Принципиальная схема системы теплоснабжения.

2. Расчетная схема ТС для гидравлического расчета.

3. Схема к расчету П-образного компенсатора.

4. Схема к расчету нагрузок на неподвижные опоры.

5. Схема к тепловому расчету ТС.

6. Принципиальная схема теплового пункта.

3.4 Чертежи:

1. Генплан с нанесенными горизонталями, трассой ТС.

2. Монтажная схема ТС.

3. Продольный профиль ТС.

4. Тип канала и конструкция изоляции.

5. Тип подвижных и неподвижных опор.

6. План и разрез узловой камеры ТС.

7. Компоновочный чертеж теплового пункта.

В зависимости от индивидуального задания состав и объем курсового проекта может быть скорректирован преподавателем.

4. Основные разделы и порядок выполнения

КУРСОВОГО ПРОЕКТА

4.1 Опpеделение тепловых нагрузок отдельно для отопления, вентиляции, горячего водоснабжения и технологических нужд.

- расход тепла на отопление жилых зданий, Вт:

, (1)

где F_ж- жилая площадь района, определяемая по плотности населения на 1 га района (табл.4) [4], м². Удельную общую площадь принять 12 м²/чел.

q_о^ж - расход тепла на 1 м² общей площади, Вт/ м², зависящий от расчетной для отопления температуры наружного воздуха [1, прил. 2].

Т а б л и ц а 4

ПЛОТНОСТЬ НАСЕЛЕНИЯ ТЕРРИТОРИИ ЖИЛОГО РАЙОНА ДЛЯ ГРУПП ГОРОДОВ С ЧИСЛОМ ЖИТЕЛЕЙ (ТЫСЯЧ ЧЕЛОВЕК)

До 20	20-50	50-100	100-250	250-500	500-1000	Св. 1000
100	140	170	180	185	200	210

• расход тепла на отопление общественных зданий, Вт:

, (2)

где V_н^общ - объем общественных зданий по наружному обмеру.

Удельный объем общественных зданий для одного жителя :

в малых городах < 50000 чел. V_уд = 12,5 м³/чел.

в средних городах < 250000 чел. V_уд = 18 м³/чел.

в крупных городах > 250000 чел. V_уд = 24 м³/чел.

Тогда ;

q_о^общ = 1,6 - 1,7 кДж/(м³ч⁰С) - отопительная характеристика общественного здания [5];

t_в - расчетная температура внутреннего воздуха помещения;

t_но - расчетная температура наружного воздуха для проектирования систем отопления (параметр Б);

м = 0,1 - 0,2 - коэффициент, учитывающий затраты тепла на подогрев инфильтрационного воздуха в зданиях с вытяжной вентиляцией;

M - количество жителей в районе, определяемое по плотности жителей на 1 га;

- температурный коэффициент, учитывающий изменение требуемого термического сопротивления наружных стен в зависимости от t_но;

- суммарный расход тепла на отопительную нагрузку района:

; (3)

- расход тепла на вентиляцию жилых зданий, Вт:

, (4)

где F_ж - жилая площадь района, определяемая по плотности жилого фонда на 1 га микрорайона [4], м²;

q_в^ж=3,6 кДж/(м²ч⁰С) - вентиляционная характеристика жилого здания [5];

t _нв - расчетная температура наружного воздуха для проектирования систем вентиляции (параметр А).

- расход тепла на вентиляцию общественных зданий, Вт :

, (4а)

где V_н^общ - объем общественных зданий по наружному обмеру;

q_в^общ = 1 - 1,2 кДж/(м³ч⁰С) - вентиляционная характеристика общественного здания [5] или

, (4б)

где К1 - коэффициент, учитывающий долю расхода тепла на вентиляцию общественных зданий ( при отсутствии данных К1=0,4).

- среднечасовой расход тепла на горячее водоснабжение за отопительный период для жилых и общественных зданий (Вт):

, (5)

где а - среднесуточная за отопительный период норма расхода воды на одного человека в жилых зданиях, л/сут. [2];

в- среднесуточная за отопительный период норма расхода воды на одного человека в общественных зданиях (при отсутствии данных в = 25 л/сут.);

 - плотность воды (кг/м³);

с - удельная теплоемкость воды (Дж/кг/⁰С);

t_г - температура горячей воды (⁰С);

t_х - температура холодной воды в отопительный период (при отсутствии данных t_х = 5 ⁰C);

- среднечасовой расход тепла на горячее водоснабжение в летний период:

, (6)

где t_хл = 15 ⁰С - температура холодной воды в летний период;

b = 0,8 - коэффициент, учитывающий снижение расхода воды в летний период.

• максимальный часовой расход тепла на горячее водоснабжение (Вт):

, (7)

где - коэффициент часовой неравномерности расхода воды.

- суммарный часовой расход тепла:

. (8)

По результатам расчета составить таблицу часовых расходов тепла (табл.5).

Т а б л и ц а 5

РАСХОДЫ ТЕПЛА ПОТРЕБИТЕЛЯМИ РАЙОНА ГОРОДА

Потребители	на отопление	на вентиляцию	на ГВ сред.	на ГВ макс.	Всего
Жилые дома Общественные здания Итого

4.2 Расход тепла на отопление и вентиляцию зависит от температуры наружного воздуха:

- на отопление:

; (9)

- на вентиляцию:

, (10)

где Q_о, Q_в - расчетные расходы тепла на отопление и вентиляцию;

t_в - расчетная температура внутреннего воздуха помещения;

t_н - расчетная температура наружного воздуха;

t_но, t_нв - расчетные температуры наружного воздуха для проектирования систем отопления и вентиляции.

4.3 График расхода тепла на горячее водоснабжение представляет собой прямую линию, параллельную оси температур, так как нагрузка горячего водоснабжения не зависит от температуры наружного воздуха.

4.4 Суммарный график расхода тепла получается в результате сложения расходов тепла на отопление, вентиляцию и среднечасового расхода тепла на горячее водоснабжение (см. табл. 5).

4.5 Годовые расходы тепла определяются по среднечасовым расходам:

- на отопление:

; (11)

- на вентиляцию:

; (12)

- на горячее водоснабжение:

, (13)

где n_о - продолжительность отопительного периода (час);

n_в - число часов стояния температуры наружного воздуха ниже t_нв, [17], при отсутствии данных можно принять n_в = 0,1n_о;

Z_в - число часов работы вентиляции в течение суток [7];

t_н ^ср.о, t_н^ср.в - средние температуры наружного воздуха в отопительный период и в период стояния температур от +8 ⁰С до t_нв, при отсутствии данных t_н^ср.в можно определить по приближенной формуле:

.

4.7 Определить годовой расход тепла на одного жителя и построить годовой график расхода тепла по продолжительности [17].

4.8 Расчет регулирования отпуска тепла (графики температур).

Построить нормальный отопительный график температур воды в подающем, обратном трубопроводах ТС.

Для водяных тепловых сетей принимается центральное качественное регулирование отпуска тепла по нагрузке отопления согласно графику изменения температуры воды в зависимости от температуры наружного воздуха.

График температур теплоносителя (рис.3) строится по 10 точкам (расчеты заносятся в таблицу) на основании следующих уравнений:

- температура в подающем трубопроводе:

; (14)

- температура в обратном трубопроводе:

, (15)

где _о - средняя температура теплоносителя в нагревательных приборах системы отопления в расчетном режиме:

;

Q_о - относительный расход тепла на отопление при температуре наружного воздуха t_н, отличающейся от расчетной:

;

₁^р_^р₃^р - температуры теплоносителя соответственно в подающем, обратном трубопроводах ТС и в системе отопления в расчетном режиме (см. табл.2).

По величине относительного максимального расхода тепла на ГВ выбирается схема присоединения потребителей к ТС [6, с.51-62].

По жесткости водопроводной воды выбирается тип системы (открытая до 1,5 или свыше 7,0 мгэкв./л или закрытая от 1,5 до 7,0 мгэкв./л) [18].

При одновременной подаче тепла на отопление, вентиляцию и ГВ в закрытой ТС при соотношении тепловых нагрузок _maх < 0,6 применяется режим центрального регулирования по совместной нагрузке отопления и ГВ (повышенный график температур). Его строят, предполагая равным нулю расход воды на ГВ. Для выравнивания суточного баланса тепла вместо среднечасового расхода тепла на ГВ при расчете повышенного графика принимается балансовая нагрузка Q_гв^б = 1,2Q_гв^ср .

Наименьшая температура воды в подающем трубопроводе (точка излома графика температур):

- для закрытых систем теплоснабжения - не менее 70 ⁰С;

- для открытых систем теплоснабжения - не менее 60 ⁰С.

Температура наружного воздуха, соответствующая точке излома, является характерной. При более высоких температурах осуществляется режим местного количественного регулирования. При более низких температурах - режим центрального качественного регулирования.

Порядок построения повышенного графика:

1. Строится отопительный график по приведенным выше формулам.

2. Определяется суммарный перепад температуры воды при передаче тепла из ТС в систему ГВ

. (16)

3. Определяются перепады температур сетевой воды в I и II ступенях подогревателя в точке излома температурного графика при t’_н

, (17)

где t’_п - температура горячей воды на выходе из подогревателя I ступени, принимается на 5 ⁰С ниже температуры сетевой воды ₂ , которая, в свою очередь, определяется по отопительному графику при t’_н.

. (18)

4. Определяются температуры сетевой воды в подающем и обратном трубопроводах при t’_н:

; (19)

. (20)

5. Вычисляются температуры теплоносителя _1п и t_2п при других температурах наружного воздуха (10 точек). Суммарный перепад температур остается постоянным, а перепад в первой ступени может быть определен по формуле:

. (21)

6. По результатам расчета строится график (см. рис.3).

Для открытой ТС существует еще одна характерная температура наружного воздуха t_нг. При t_н < t_нг воду на ГВ берут только из обратного трубопровода (рис.4).

Температуры t_н и t_нг находят графически после построения отопительного графика регулирования температур.

Режим центрального регулирования открытой ТС по совместной нагрузке отопления и ГВ рекомендуется применять при соотношении

. При этом строят скорректированный график температур теплоносителя. В диапазоне температур наружного воздуха от t_нг до t_но скорректированный график совпадает с отопительным.

Порядок построения скорректированного графика (см. рис.4):

1. Температура воды в подающем трубопроводе:

. (22)

2. Температура воды в обратном трубопроводе:

, (23)

где

- относительный расход воды на отопление,

где.

4.9 Определение расходов теплоносителя (график расхода воды).

Расход теплоносителя для отдельных потребителей зависит от температуры наружного воздуха и принятого режима регулирования. За расчетный расход принимают наибольший. Расчетный расход теплоносителя для ТС представляет собой сумму расходов для всех потребителей.

Согласно [1] расчетные часовые расходы воды должны определяться по формулам:

- на отопление:

; (24)

- на вентиляцию:

, (25)

где _1в, _2в – температуры сетевой воды при температуре наружного воздуха, соответствующей расчетной температуре на отопление.

- на ГВ при открытых системах теплоснабжения:

- среднечасовой:

; (26)

- максимальный часовой:

; (27)

- на ГВ при закрытых системах теплоснабжения:

- при параллельной схеме присоединения подогревателей:

- среднечасовой:

; (28)

- максимальный часовой:

; (28а)

- при двухступенчатой последовательной и смешанной схеме присоединения подогревателей:

- среднечасовой:

(29)

- максимальный часовой:

, (30)

где t’_п - температура воды после параллельно включенного подогревателя в точке излома температурного графика (рекомендуемое значение [1] +30 ⁰С).

Суммарные расчетные часовые расходы воды в двухтрубных магистральных и распределительных ТС открытых систем теплоснабжения, при центральном качественном регулировании по отопительной нагрузке, должны определяться по формуле:

, (31)

где k - коэффициент [1, стр.5].

При центральном качественном регулировании для совместной нагрузки отопления и ГВ (повышенный график температур) нагрузка ГВ не учитывается, в соответствии с этим:

G_р = G_о + G_в. (32)

Расчетный часовой расход воды в летний период:

, (33)

где в = 0,8 - коэффициент, учитывающий снижение среднечасового расхода воды на ГВ в летний период.

В открытых ТС при разборе воды одновременно из подающего и обратного трубопроводов при t_нг < t_н < t’_н эти расходы определяются следующим образом:

; (34)

. (35)

4.10 Описание принципиальной схемы ТС [1,10,11]:

- прокладка трубопроводов (надземная, наземная или подземная);

- прокладка кольцевая или радиальная;

- иерархическое строение;

- обосновать установку резервирующих нагруженных и ненагруженных перемычек, их описание;

- составить расчетную схему ТС, указав на ней номера участков от ТЭЦ до удаленного потребителя и номера участков одного ответвления;

- проставить длины участков и расчетные расходы воды;

- на схеме указать запорную аппаратуру.

4.11 Компенсация температурных удлинений трубопроводов. Расчет и установка компенсаторов.

Тепловое удлинение определяется по формуле:

llt , (36)

где l = 0,000012 1/⁰C - коэффициент линейного расширения;

l - длина участка трубопровода;

t- разность температур: максимальной рабочей (см. задание) и монтажной (принять 10 ⁰C).

Для компенсации температурных удлинений и напряжений применяются компенсаторы (гибкие компенсаторы из труб, линзовые, сальниковые, шарнирные и т.д.) [1].

Рассмотрим, как пример, П - образную схему (см. рис.5).

Компенсирующая способность определяется исходя из максимальных напряжений изгиба:

, (37)

где d - диаметр трубы;

k, m - поправочные коэффициенты напряжения для колен:

k=1 и m=1 для жестких, сварных (не гнутых) колен,

k=0,3 и m=1,4 для гнутых колен, в которых происходит сплющивание сечения;

 - коэффициент, учитывающий предварительную растяжку компенсатора: 1 - без растяжки, 0,5 - при растяжке на половину теплового удлинения участка,

- коэффициент,

H - величина вылета;

B - длина спинки компенсатора;

R - радиус закругления оси трубы.

При соединении труб на сварке допускаемое напряжение изгиба принимается, как правило, равным 100 МПа.

После выбора компенсаторов необходимо определить их количество на расчетном участке трубопровода.

Силу упругого отпора компенсатора можно определить по формуле:

, где .

4.12 Расчет и расстановка опор трубопроводов.

Опоры в ТС устанавливаются для восприятия усилий, возникающих в теплопроводах, и передачи их на несущие конструкции или грунт.

Подвижные опоры используются при всех способах прокладки, кроме бесканальной. Они могут быть:

- скользящие - независимо от направления горизонтальных перемещений трубопроводов при всех способах прокладки и для всех диаметров труб;

- катковые - для труб диаметром более 175 мм при осевом перемещении труб при прокладке в туннелях, коллекторах, на кронштейнах и на отдельно стоящих опорах;

- шариковые - для труб диаметром более 175 мм при горизонтальных перемещениях труб под углом к оси трассы, при прокладке в тоннелях, коллекторах, на кронштейнах и на отдельно стоящих опорах;

- пружинные опоры или подвески - для труб диаметром более 130 мм

В местах вертикальных перемещений труб:

- жесткие подвески - при надземной прокладке трубопроводов с гибкими компенсаторами и на участках самокомпенсации.

Неподвижные опоры могут быть:

- щитовые - при бесканальной прокладке и прокладке в непроходных каналах при размещении опор вне камер;

- упорные - при всех способах прокладки труб;

- хомутовые - при надземной прокладке и прокладке в тоннелях.

Основной задачей расчета подвижных опор - определение максимального пролета между опорами. Принять удельную снеговую нагрузку 500-1000 Па. Удельная горизонтальная составляющая:

, (38)

где К=0,7 - аэродинамический коэффициент для одиночных труб;

К=1,0 - для двух и более труб;

 - скорость ветра, м/с;

 - плотность воздуха, кг/м³;

d_н - наружный диаметр трубопровода.

Допустимая величина прогиба трубопровода в середине пролета:

; , (39)

где Е = 200000 МПа - модуль нормальной упругости;

J = 0,05(d_н⁴ - d_в⁴ );

d_у - диаметр условного прохода.

В курсовом проекте для варианта с бесканальной прокладкой расчет подвижных опор выполняется для участка от источника тепла до границы района, на котором следует предусмотреть надземную прокладку трубопроводов.

Нагрузки на опору:

- вертикальная - Р_в = q l , Н; (40)

- осевая - Р_о = f_о q l , Н; (41)

- боковая - Р = f_ q l , Н, (42)

где f_о и f_ - коэффициент трения в опорах соответственно при перемещении опоры вдоль оси трубопровода и под углом к ней (см. табл 6).

Т а б л и ц а 6

Тип опоры	Коэффициент трения, fо	Коэффициент трения, f
Скользящая Катковая Шариковая Подвеска жесткая	0,3 0,1 0,1 0,1	0,3 0,3 0,1 0,1

При определении нормативной горизонтальной нагрузки на неподвижную опору должны учитываться:

- силы трения в подвижных опорах;

- силы трения в сальниковых компенсаторах;

- неуравновешенные силы внутреннего давления, которые являются результатом давления теплоносителя на внутреннее поперечное сечение трубы, когда торцевое сечение трубы перекрывается (в неуравновешенных сальниковых компенсаторах и переходах диаметров труб);

- силы упругой деформации при гибких компенсаторах и при самокомпенсации;

- силы трения при бесканальной прокладке, определяемые по специальным указаниям в зависимости от типа изоляции.

На каждую неподвижную опору осевые усилия действуют слева и справа. В зависимости от направления реакций усилия частично компенсируются или суммируются. Неподвижные опоры с частично компенсированными горизонтальными усилиями называются разгруженными. Неподвижные опоры, размещаемые на поворотах трубопровода или перед заглушкой, называются неразгруженными.

Когда суммы сил, действующих с каждой стороны промежуточной неподвижной опоры, одинаковы, горизонтальная осевая нагрузка на опору определяется как сумма сил, действующих с одной стороны опоры, с коэффициентом 0,3.

4.13 Разработка конструкции трубопроводов ТС.

В конструкцию трубопровода входят непосредственно трубы, запорно-регулирующая арматура, а также различные устройства, предназначенные для распределения теплоносителя к потребителям, облегчения обслуживания трубопроводов во время эксплуатации.

Трубы для ТС следует выбирать согласно СНиП 2.04.07-86 [1]. Расчет толщины стенки трубы на основе подхода, изложенного в работе [3, с.166].

Арматура для ТС при температуре свыше 115 ⁰С выбирается стальная, ниже 115 ⁰С допускается использовать арматуру из серого (СЧ-15-32) или ковкого (КЧ-30-6) чугуна.

Запорная арматура в ТС должна предусматриваться:

- на всех трубопроводах выводов ТС от источника тепла;

- на трубопроводах водяных ТС для Ду > 100 на расстоянии не более 1000 м друг от друга (секционирующие задвижки) с устройством перемычки между подающим и обратным трубопроводами диаметром, равным 0,3Ду, на перемычке должны предусматриваться две задвижки и контрольный вентиль между ними;

- в ТС в узлах на трубопроводах ответвлений Ду > 100 мм, а также в узлах ответвлений на трубопроводах ТС к отдельным зданиям независимо от диаметра труб.

В высших точках трубопроводов ТС должны предусматриваться штуцера с запорной арматурой для выпуска воздуха (воздушники), а в нижних точках - для спуска воды (спускные устройства). Диаметры штуцеров могут быть определены по СНиП 2.04.07-86 [1].

4.14 Гидравлический расчет.

Цель гидравлического расчета - определение диаметров трубопроводов и падения давления.

Нанести на генплане трассу ТС, пронумеровать микрорайоны, распределить суммарный расход воды пропорционально площади микрорайонов. Данные свести в табл. 7.

Т а б л и ц а 7

Номер микрорайона	Площадь микрорайона по общей площади района	Расход воды по трубопроводу
		подающему	обратному
1 2 3 и т.д.
Итого

При закрытой схеме наметить на генплане расположение ЦТП.

Составить расчетную схему ТС, указать на ней номера участков от ТЭЦ до удаленного потребителя и номера участков одного ответвления. Поставить длины участков и расчетные расходы воды. На схеме указать запорную аппаратуру и компенсаторы.

Гидравлический расчет рекомендуется выполнять в следующей последовательности:

1. Приняв оптимальную удельную потерю давления вдоль главной магистрали, равной:

Па/м, (43)

где G_н – расчетный расход воды на головном участке сети (т/ч);

z_от – продолжительность отопительного сезона в часах,

определяют ближайшие к стандартным диаметры трубопроводов на участках, пользуясь номограммой или специальными таблицами. Уточняют действительные потери давления на участках и скорость воды в трубопроводе, которая не должна превышать 3,5 м/с.

Диаметры подающего и обратного трубопроводов двухтрубных водяных ТС должны приниматься одинаковыми при совместной подаче тепла на отопление, вентиляцию и ГВ.

Диаметр труб, независимо от расчетного расхода теплоносителя, должен приниматься в распределительных ТС не менее 50 мм, а в сетях к отдельным зданиям - не менее 25 мм.

2. Hа основании местных сопротивлений определяется суммарная эквивалентная длина для каждого участка.

3. Вычисляются потери давления на участке и суммарные потери давления в магистрали.

4. Рассчитываются ответвления по располагаемому перепаду давлений, который определяют как давление в точке присоединения данного ответвления к магистрали. Тогда удельная потеря давления:

(44)

где  = 0,3 - коэффициент, учитывающий потери в местных сопротивлениях.

Удельная потеря давления не должна превышать 300 Па/м. Если по расчету получается больше, то следует принять R_отв=300 Па/м. Далее расчет выполняется так же, как и для магистрали. Hевязка потерь давления и располагаемого давления на магистрали в месте присоединения ответвлении не должна превышать 15%.

5. Гидравлический расчет свести в таблицу.

4.15 Построение пьезометрического графика для дальнего потребителя и одного ответвления (рис. 6).

Пъезометpический график дает наглядное представление о давлении или напоре в любой точке ТС, позволяет выбрать оптимальный гидравлический режим. Основой для него служит гидравлический расчет и данные о рельефе местности.

При построении пъезометpического графика нужно выполнять следующие условия:

1. Давление в непосредственно присоединяемых к ТС абонентских системах не должно превышать допускаемого как при статическом, так и при динамическом режимах.

2. Максимальный напор в подающем трубопроводе ограничен прочностью труб, арматуры и приборов.

3. Давление в системе должно обеспечивать невскипание воды.

4. Для предупреждения образования воздушных пробок и возникновения кавитационных процессов давление не должно быть меньше 0,05 МПа.

5. В точках присоединения абонентов располагаемый перепад давления должен быть не менее :

- 0,1 - 0,15 МПа для элеваторного присоединения,

- 0,2 - 0,25 МПа для независимого присоединения системы ГВ через скоростной теплообменник по двухступенчатой схеме.

6. Уpовни пьезометрических линий следует устанавливать с учетом возможности присоединения абонентских систем по наиболее экономичным схемам.

7. При построении за нулевую отметку принять нижнюю точку профиля.

8. Hа графике показать отметки в начале каждого участка. Показать высоты зданий, линию статического давления. Указать напоры сетевого и подпиточного насосов.

9. Принять потери напора в теплопpиготовительной установке ТЭЦ - 20 м.

Hапоp на вводе в микрорайон: - 25 м при открытой схеме,

- 30 м при закрытой схеме.

4.16 Подбор основного сетевого оборудования.

1. Выбоp сетевого пароводяного подогревателя возможен на основе табл. 8.

Т а б л и ц а 8

Типо-размер	Расход		Температура воды		Теплопроизводи-тельность, МВт	Гидравлические потери, МПа
	пара	воды	вход	выход
ПСВ-45 ПСВ-63 ПСВ-90 ПСВ-125 ПСВ-200 ПСВ-500 ПСГ-2300 ПСГ-5000	15 20 30 41 48 120 300 960	90 120 175 250 400 1000 2500 4000	70 70 70 70 70 70 70 70	150 150 150 150 130 130 150 150	8,3 11,1 16,1 23,0 27,6 63,4 159,7 253,4	0,020 0,025 0,030 0,035 0,040 0,055 0,108 0,133

Для подбора насосов необходимо знать их производительность и давление.

Производительность сетевого насоса будет равна суммарному расходу теплоносителя в ТС:

G_сн = G_о + G_в + G_гв. (45)

Давление сетевого насоса определяют по формуле:

P_сн= P_к + P_под + P_аб + P_обр, (46)

где Р_к - потеря давления в котельной (в сетевых подогревателях);

Р_под - потеря давления в подающем трубопроводе;

Р_обр - потеря давления в обратном трубопроводе;

Р_аб - потеря давления у абонента:

- 0,1 - 0,15 МПа - для элеваторного присоединения;

- 0,2 - 0,25 МПа -для независимого присоединения системы ГВ через скоростной теплообменник по двухступенчатой схеме;

- 0,06 - 0,1 МПа - для зависимого присоединения без элеватора или независимого чеpез теплообменник;

- 0,02 - 0,06 МПа - в подогревателях на ЦТП.

Для компенсации утечек воды и поддержания необходимого уровня пьезометpических линий как при статическом, так и при динамическом режимах требуется установка подпиточных насосов.

Расход их в зависимости от вида системы теплоснабжения определяется по формулам:

- для подпитки закрытой ТС, м³/ч

G_подп = 0,005V; (47)

- для подпитки открытой ТС, м³/ч

G_подп = 0,005V + 3,6G_гв, (48)

где V - объем воды в системе теплоснабжения, м³:

V = Q(V_с + V_м), (49)

где Q - тепловая мощность системы теплоснабжения;

V_с,V_м - удельные объемы воды, находящейся в магистральных сетях с подогревательными установками и в местных системах.

Для систем теплоснабжения жилых районов:

V_с = 40 - 43 м³/МВт, V_м = 26 м³/МВт (системы отопления);

V_м = 5,2 м³/МВт (системы ГВ).

Для выбоpа насоса можно воспользоваться справочником [6].

4.17 Подключение абонента к ТС.

Схема подключения абонентов к ТС определяется видом тепловой нагрузки, температурным и пьезометрическим графиками работы ТС [18]. Сооружение ЦТП может быть экономически обосновано при тепловой нагрузке свыше 7 МВт. Ниже этой нагрузки следует применять ИТП.

Это положение основывается на следующих соображениях:

- гидравлическая развязка магистральных и распределительных ТС;

- сокращение численности обслуживающего персонала и автоматических регуляторов;

- применение установок водоподготовки;

- общее горячее водоснабжение.

Присоединение систем отопления:

- непосредственное, без смешения в общественных зданиях, если температура воды в системе отопления не ограничена (вокзалы, бани, бассейны, здания общественного питания);

- непосредственное, со смешением в элеваторах или смесительных насосах. Элеваторное присоединение обычно осуществляется для отдельных зданий. Смесительные насосы устанавливаются в ЦТП.

Элеваторная схема проще, не требует затрат электроэнергии и, хотя не обладает возможностью изменять коэффициент смешения, получила наибольшее распространение.

Присоединение калориферных установок вентиляционных систем:

- подключение, как правило, перед элеватором с установкой регулятора расхода.

Системы ГВ при закрытой схеме подключаются через водоподогреватели:

- _maх 0,6 - по двухступенчатой последовательной схеме с регулированием по совместной нагрузке отопления и ГВ (повышенный график);

- 0,6 < _maх < 1,2 - по двухступенчатой смешанной схеме с регулированием по отопительной нагрузке (отопительно - бытовой график);

- _maх > 1,2 - по параллельной схеме с регулированием по отопительной нагрузке.

Системы ГВ при открытой схеме подключаются непосредственно к подающему и обратному трубопроводам:

- _ср < 0,15 - системы ГВ и отопления присоединяются по принципу несвязанного регулирования. Регулирование по отопительной нагрузке.

- 0,15 < _ср  0,3 - осуществляется регулирование по совместной нагрузке (скорректированный график).

Схемы подключения тепловых нагрузок представлены в работах [3,6,7,8,9].

Преподаватель выбирает абонента, для которого студенту нужно разработать принципиальную схему и составить спецификацию теплового пункта. Пример теплового пункта на рис. 7.

4.18 Тепловой расчет ТС [3,13].

Основной задачей теплового расчета является выбор конструкции тепловой изоляции, обеспечивающей рациональный минимум тепловых потерь и допустимое падение температуры теплоносителя.

Тепловая изоляция должна предусматриваться для трубопроводов тепловых сетей, арматуры, фланцевых соединений, компенсаторов и опор труб независимо от температуры теплоносителя и способов прокладки.

При бесканальной прокладке рекомендуется в качестве теплоизоляции применять битумоперлит, битумокерамзит и автоклавный армопенобетон [1]. При прокладке в сухих грунтах изолированные трубопроводы укладывают на песчаную подготовку, в мокрых - кроме песчаной подготовки необходим попутный дренаж для понижения грунтовых вод. При бесканальной прокладке углы поворотов и П-образные компенсаторы прокладывают в непроходных каналах.

Непроходные каналы необходимо проектировать индустриальные из сборных железобетонных конструкций. Размеры каналов определяют из условия обеспечения расстояний между строительными конструкциями канала и поверхностью трубопроводов не ниже минимальных (табл. 9).

Т а б л и ц а 9

МИНИМАЛЬНЫЕ РАССТОЯНИЯ ПРИ ПРОКЛАДКЕ ТРУБОПРОВОДОВ В НЕПРОХОДНЫХ КАНАЛАХ

Диаметр условного прохода трубопровода Ду, мм	a, мм	b, мм	c, мм	d, мм
25 - 80 100 - 250 300 - 350 400 - 450 500 - 700	70 80 100 100 110	100 140 160 200 200	100 150 150 180 180	50 50 70 70 100

а - расстояние от боковой стенки канала до трубопровода;

b - расстояние между подающим и обратным трубопроводами;

c,d - расстояния от нижней и верхней точек трубопровода до дна и перекрытия канала соответственно.

В курсовом проекте расчет тепловой изоляции должен быть выполнен исходя из норм потерь тепла, которые следует принять на основе СНиПа [12]. Материалы и изделия для основного слоя теплоизоляции при канальной прокладке трубопроводов должны быть выбраны самостоятельно в соответствии с рекомендациями СНиПа [1]. За расчетную температуру принимается средняя за год температура теплоносителя, которая определяется исходя из следующих условий:

- средняя температура в обратном трубопроводе - 50 ⁰С;

- средняя температура в подающем трубопроводе:

. (50)

Расчет толщины теплоизоляции определяется по методике, изложенной в литературе [3,13]:

1. На основе нормированных теплопотерь трубопровода по длине рассчитывается общее термосопротивление R.

2. Определяется сопротивление теплоизоляции:

R_из = R - (R_п.сл + R_н + R_кан + R_гр + 0,15R), (51)

где R _п.сл - термосопротивление покровного слоя ( можно принять 0,015 - 0,02 м⁰С/Вт );

R_н, R_кан - термосопротивления при переходе тепла от трубопровода к воздуху канала и от последнего к внутренней поверхности канала:

; ,

где _н =  = 8,14 Вт/(м²⁰С);

D_экв = 4F/П - эквивалентный диаметр канала;

F - площадь поперечного сечения канала;

П - периметр канала;

R_гр - термосопротивление грунта;

0,15R - термосопротивление взаимного влияния при многослойной прокладке.

3. Определение толщины изоляции:

,

где _из - коэффициент теплопроводности изоляции.

Толщина изоляции округляется до ближайшего целого значения, но не должна превышать предельной величины приведенной в СНиП 2.04.07-86 [1].