Проектирование системы теплоснабжения машиностроительного завода

 

 

 

 

8. Тепловой  расчёт водяной сети

машиностроительного завода

Одним из способов повышения эффективности  работы системы теплоснабжения промышленного предприятия является снижение потерь тепла при транспортировке теплоносителя к потребителям. В современных условиях эксплуатации потери тела в сети составляют до 20…25% годового отпуска тепла. При правильном проектировании и надлежащей эксплуатации тепловых сетей они могут быть снижены до 5…8% годового отпуска тепла. В связи с этим существенно возрастает роль тепловой изоляции сетевых трубопроводов как фактора, способствующего экономии топлива, а также обеспечивающего необходимый температурный режим в изолируемых системах. Тепловая изоляция может полностью отвечать своему назначению только при условии правильного ее выбора и расчета.

В качестве теплоизоляционного материала выбираем маты из супертонкого стекловолокна без связующего.

        Изделия из супертонкого стекловолокна без связующего (ТУ 21 -23-235—93, ТУ 21-5328981-05—92), в которых элементарные стекловолокна связаны силами естественного сцепления, выпускают в виде ваты или матов. Супертонкое волокно представляет собой слой перепутанных штапельных волокон, полученных способом раздува горячими газами первичных непрерывных волокон. Средняя плотность изделия не более 25 кг/м3; диаметр стекловолокна не превышает 3 мкм; влажность не более 5 %; теплопроводность не более 0,044 Вт/(мК). Температура применения от -200 до +450 °С. Размеры: длина - 1800 мм, 2000 мм, ширина – 1000 мм, толщина – 40 мм. Такие изделия используют в качестве тепловой изоляции в промышленных и строительных конструкциях.

Расчет  толщины теплоизоляционного слоя производится по нормированной плотности теплового потока.

 

 

1. Толщина изоляционного слоя водяной сети

 

1. Выбрав в  качестве теплоизоляционного материала маты из супертонкого стекловолокна без связующего, можно определить теплопроводность по формуле [14, стр.19]:

,

где –средняя температура изоляции.

2. Определяется коэффициент дополнительных потерь, учитывающий тепловые потери через теплопроводные включения в теплоизоляционной конструкции, обусловленных наличием в них крепежных деталей и опор. Для трубопровода диаметром при надземном способе прокладки: K=1,15 [11].
3. В зависимости от диаметра трубопровода и средней температуры воды в трубопроводе выбирается линейное термическое  сопротивление теплоотдачи теплоизоляции.

При температурном  графике тепловой сети 150/70 средняя  температура в подающей линии  [11].

При температуре  и диаметре трубопровода линейное термическое сопротивление: [11].

4. В зависимости от числа часов работы в год тепловой сети, расположенной в европейской части России, средней температуры теплоносителя и условного диаметра трубы определяется нормированная линейная плотность теплового потока для завода.

При работы 4950 часов, средней температуре, в подающей линии и диаметре трубопровода линейная плотность теплового потока: [11].

 

5. Коэффициент, учитывающий изменение стоимости теплоты. Определяется в зависимости от района строительства и способа прокладки трубопровода. Для трубопроводов расположенных на открытом воздухе в Европейской части: .
6. Определяется требуемая толщина теплоизоляционного слоя по формуле:

где ,

,

- средняя за отопительный период температура сетевой воды, -  средняя за отопительный период температура наружного воздуха. В результате толщина изоляции составит:

,

Принимаем  толщину изоляции: .

7. В зависимости от наружного диаметра трубы, способа прокладки тепловой сети и температуры выбирается предельно допустимая толщина изоляции.

При надземной прокладке, температуре , и минимальном диаметре трубопровода в сети предельная толщина изоляции составляет .

Расчетная толщина  теплоизоляционного слоя не превышает  предельно допустимую, значит теплоизоляционный  материал выбран правильно. Результаты расчетов толщин изоляции для трубопроводов других диаметров приведены в таблице 7.

 

 

 

2. Тепловой расчет водяной сети

Расчет производится на примере  участка О – А.

1. В зависимости от способа прокладки, ориентации трубопровода в пространстве и скорости ветра (учитывается при надземном способе прокладки), выбирается  коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности изоляции к воздуху.

При наземном способе прокладки горизонтальных трубопроводов и скорости ветра : , [11].

2. Термическое сопротивление теплоотдачи от наружной поверхности изоляции к воздуху определяется по формуле:

.

3. Термическое сопротивление изоляции:

.

4. Термическое сопротивление теплопередачи:

.

5. Удельные потери тепла на расчетном участке:

.

6. Потери теплоты на расчетном участке:

.

7. Температура в конце расчетного участка:

.

Расчет остальных участков ведется аналогично, результаты расчета приведены в таблице 7.

 

 

 

Ответвления	Г – 6	50	5,3	0,108	0,308	0,18	15,2	0,0456	0,0680	3,660	3,728	55,22	2761	149,8
	<td clas