Определение тепловых потоков на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение

 

Требуемый напор сетевого насоса определим по формуле (5.1)        м (5.1)

Подача сетевого насоса Gсн должна обеспечить расчетный расход теплоносителя Gd

                                                  Gсн= Gd = 1380 т/ч

По  приложению №21 методического пособия принимаем к установке по параллельной схеме три рабочих и один резервный насосы  СЭ 800-160 обеспечивающие требуемые параметры при некотором избытке напора, который может быть сдросселирован на источнике теплоты. КПД насоса составляет 82%.

Требуемый напор подпиточного насоса Hпн определяем по формуле (5.2).

                           м (5.2)

Подача подпиточного насоса Gпн в закрытой системе теплоснабжения должна компенсировать утечку теплоносителя Gут. Согласно методическим указаниям величина утечки принимается в размере 0,75% от объема системы теплоснабжения Vсист. При удельном объеме системы 65 м3/МВт и суммарном тепловом потоке Q = 134 МВт объем системы Vсист составит

                           Vсист =  65 × Q  =  65 × 134 = 8711 м3  (5.3)

Величина утечки Gут составит

                           Gут = 0,0075 ×Vсист= 0,0075 × 8711 = 65,3 м3/ч (5.4)

По приложению №21 методического пособия принимаем к установке по параллельной схеме два рабочих и один резервный насосы К 9 обеспечивающие требуемые параметры с небольшим избытком напора (8 м) с КПД 70%.

 

 

5 РАСЧЕТ САМОКОМПЕНСАЦИИ.

 

 

 Определить изгибающее  напряжение от термических деформаций  в трубопроводе диаметром dн = 530 мм у неподвижной опоры А (рис.7) при расчетной температуре теплоносителя t = 130 0С и температуре окружающей среды tо= -290С. Модуль продольной упругости стали Е = 2x105 МПа, коэффициент линейного расширения a = 1,25x10-5 1/0C. Сравнить с допускаемым напряжением dдоп= 80 МПа

 

                                  

Рисунок 7. Расчетная схема

 

 

 

 

 

 

Определим по формуле (6.1) линейное удлинение DL1 длинного плеча L1

             DL1= a ×L1× (t - to) = 1,25x10-5× 45 × (130 + 29) = 0,1м (6.1)

При b = 300 и n = L1/L2 = 3 по формуле (6.2) находим изгибающее напряжение у опоры А

(6.2)

 

Полученное изгибающее напряжение не превышает допускаемое         sдоп= 80 МПа. Следовательно данный угол поворота не может быть использован для самокомпенсации.

 

5.2 РАСЧЕТ ТЕПЛОВОЙ ИЗОЛЯЦИИ.

 

  Определить по нормируемой плотности теплового потока толщину тепловой изоляции для двухтрубной тепловой сети с dн = 530 мм. Глубина заложения канала hк = 1,0 м. Среднегодовая температура грунта на глубине заложения оси трубопроводов t 0 = 4 0С. Теплопроводность грунта lгр= 2,0 Вт/м град. Тепловая изоляция - маты из стеклянного штапельного волокна с защитным покрытием из стеклопластика рулонного РСТ. Среднегодовая температура теплоносителя в подающем трубопроводе t1 = 86 0С, в обратном t2 = 48 С.

5.2.1 РАСЧЕТ ТОЛЩИНЫ ТЕПЛОВОЙ ИЗОЛЯЦИИ

Определим внутренний dвэ и наружный dнэ – эквивалентные диаметры канала по внутренним (0,9*0,45м) и наружним (1,08*0,61м) размерами его поперечного сечения

=0,6м,

=0,78м.

 

Определим термическое сопротивление внутренней поверхности канала Rпк

=0.066 м ·°С/Вт.

Определим по формуле (7.2) термическое сопротивление стенки канала Rк, приняв коэффицент теплопроводности железобетона =2,04 Вт/(м∙С));

Rк - термическое сопротивление слоя изоляции, м ·°С/Вт, величину которого определяют в зависимости от способа прокладки трубопровода по следующим  выражениям:

=0,02 м ·°С/Вт.   (7.2)

где    - теплопроводность стенки

  - наружный эквивалентный диаметр канала, определяемый по наружному размерам канала, м;

Определим по формуле (7.3) при глубине заложения оси труб h=1.3м и теплопроводностью грунта = 2 Вт/(м·°С)), термическое сопротивление грунта

=0,15 м ·°С/Вт. (7.3)

здесь  - теплопроводность грунта, зависящая от его структуры и влажности (при отсутствии данных его значение можно принимать для влажных грунтов      = 2-2,5 Вт/(м·°С),  для сухих грунтов

= 1,0-1,5 Вт/(м·°С));

h - глубина заложения  оси теплопровода от поверхности  земли, м;

          Приняв температуру поверхности теплоизоляции С, опрделим средние температуры теплоизоляционных слоев подающего и обратного трубопроводов согласно

63 ,

 

44.

 

Определим так же коэффициенты теплопроводности тепловой изоляции для подающего   и обратного   трубопроводов:

 

0,05964 Вт/(м),

0,05432 Вт/(м).

 

Определим по формуле (7.4) термическое сопротивление поверхности теплоизоляцинного слоя , приняв предварительно толщину слоя изоляции

 

0,063189 м. (7.4)

 

Определим по формулам (7.5) суммарные термические сопротивления для падающего и обратного трубопроводов при (прил. 20)

 

 2,463942 м,

3,089888 м.  (7.5)

 

, - коэффициенты, учитывающие взаимное влияние температурных полей соседних теплопроводов, определяемые по формулам (7.6) и (7.7):

=0,42    (7.6)

=2,33 (7.7)

здесь  , - нормированные линейные плотности тепловых потоков соответственно для подающего и обратного трубопроводов, Вт/м.

Определим требуемые термические сопротивления, м∙ град/Вт, слоев для подающего  и обратного  трубопроводов по формула (7.8) и (7.9).

2,067923, (7.8)

2,248848  (7.9)

Определим требуемые толщины слоев тепловой изоляции для подающего и обратного :

где d - наружный диаметр трубопровода, м;

 е - основание натурального  логарифма;

lк - теплопроводность теплоизоляционного слоя, Вт/(м ·°С), (определяемая по приложению №15 и №24);

 

 

5.4 РАСЧЕТ УСИЛИЙ В НЕПОДВИЖНЫХ ОПОРАХ

ТЕПЛОПРОВОДА.

 

 

Определить горизонтальное осевое усилие Hго на неподвижную опору Б. Определить вертикальную нормативную нагрузку Fv на подвижную опору.

Рисунок 8 Расчетная схема

Схема расчетного участка  приведена на рис.8 Трубопровод с dнxS  = 530x9 мм проложен в техподполье. Вес одного погонного метра трубопровода с водой и изоляцией Gh = 513 Н. Расстояние между подвижными опорами L = 7 м. Коэффициент трения в подвижных опорах m = 0,4. Реакция компенсатора Pк = 82,12 кН. Сила упругой деформации угла поворота Pх= 0,12 кН.

Расчет горизонтальных усилий Hго на опору Б для различных тепловых режимов работы трубопровода выполним по формулам (8.1-8.4):

Hго= Pк+m ×Gh × L1– 0,7 × m ×Gh × L2 = 7850 + 0,4 × 513 × 50 – 0,7 × 0,4 × 513× 30 =13800 Н          (8.1)

Hго= Pк +m × Gh ×L2 – 0,7 ×m × Gh × L1 = 6824 Н     (8.2)

Hго=Pх+m × Gh × L2 – 0,7 × (Pк + m × Gh × L1) = -6401 Н   (8.3)

Hго= Pх + m × Gh × L1– 0,7 × (Pк + m × Gh × L2) = 575 Н   (8.4)

В качестве расчетного усилия принимаем наибольшее значение            Hго= 13800 Н =13,8кН. Вертикальную нормативную нагрузку на подвижную опору Fv определим по формуле (8.5) методического пособия

                     Fv = Gh × L = 513 ×7 = 3,6 кН     (8.5)

 

 

6 ПОДБОР ЭЛЕВАТОРА.

 

 

 Для системы отопления  с расчетным расходом сетевой  воды на отопление G = 1380 т/ч и расчетным коэффициентом смешения uр = 2,2, определить диаметр горловины элеватора и диаметр сопла исходя из условия гашения всего располагаемого напора. Потери напора в системе отопления при расчетном расходе смешанной воды h = 1,5 м. Располагаемый напор в тепловом пункте перед системой отопления Hтп= 25м.

Расчетный диаметр горловины dг определяется по формуле (9.1) учебного пособия

(9.1)

 

Расчетную величину диаметра горловины округляем до стандартного диаметра в сторону уменьшения dг = 510 мм, что соответствует № 3 элеватора. Располагаемый напор перед элеватором H для расчета сопла определяется как разность располагаемого напора перед системой отопления Hтп и потерь напора в системе отопления h

H = Hтп – h = 25–1,5 = 26,5 м   (9.2)  

Расчетный диаметр сопла определяем по формуле (9.3) учебного пособия

мм   (9.3)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

 

 

1. Соколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети/ Е.Я. Соколов.-М.:Изд-во МЭИ,1999.-472с.
2. Справочник проектировщика. Проектирование тепловых сетей/ под ред. А.А.Николаева.-М.:Стройиздат.-1965.-360с.
3. Справочник по теплоснабжению и вентиляции: В 2 кн./Р.В. Щекин[и др.].-Киев: Будевельник,1976.-Кн.1.-416с
4. Теплотехнический справочник: В 2 т./ под ред. В.Н. Юренева и П.Д. Лебедева.-М.:Энергия.-1975.-Т.1.-744с.
5. Е.Ю. Носов, Е.А.Лысенко, Е.А. Павлюченко, Г.А. Нестеренко

«Тепловодоснабжение автотранспортных предприятий»