Закрытая двухтрубная система теплоснабжения микрорайона расположенного в городе Казань

По  таблице 7.1 [4] определяем коэффициенты местных сопротивлений , находим сумму коэффициентов местных сопротивлений (МС) на участке , по таблице 7.2 [4] определяем при , суммарную эквивалентную длину МС на участке:

          (2.7)

В окончательном гидравлическом расчете по уточненным эквивалентным  длинам определяют падение напора по участкам.

Результаты окончательного гидравлического расчета сводим в таблицу

 

 

 

Номер уч-ка	G,  кг/с	Rл, Па/м	dхδ, мм	v м/с	l, м	, м	, м	∆P=R*l, Па	, м	, м
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
Магистраль
Ут14-Ут13	18,14	16,22	219х4	0,60	189	88,4	277,4	4493,88	0,46	10,26
Ут 13-Ут12	36,27	19,15	273х5	0,67	142	85,12	227,12	4349,35	0,44	9,8
Ут 12-Ут11	42,49	26,767	273х5	0,8	152	85,12	237,12	6347,70	0,85	9,36
Ут 11-Ут10	55,96	48,628	273х5	1,08	129	85,12	214,12	10412,66	1,06	8,51
Ут 10-Ут9	73,93	32,858	325х5	1,0	100	36,4	136,4	4482,10	0,46	7,45
Ут 9-Ут8	83,77	18,07	377х5	0,99	141	42	183	3306,81	0,34	6,99
Ут 8-Ут7	104,24	28,108	377х5	1,0	255	59,15	314,15	8830,76	0,9	6,65
Ут 7-Ут6	110,75	32,83	377х5	1,09	317	37,18	354,18	11627,73	1,19	5,75
Ут 6-Ут5	158,14	34,758	426х6	1,21	240	52,52	292,52	10168,00	1,04	4,56
Ут 5-Ут4	183,07	14,79	530х5,5	0,91	310	58,3	368,3	5447,16	0,56	3,52
Ут 4-Ут3	529,01	24,4689	630х6	1,41	216	75,67	291,67	7137,16	0,73	2,96
Ут 3-Ут2	670,53	18,718	820х7	1,34	172	119,6	291,6	5458,75	0,56	2,23
Ут 2-Ут1	708,71	14,8356	920х8	1,28	645	154,0	799	11857,16	1,21	1,67
Ут 1-ИТ	720,62	12,4423	920х8	1,17	296	69,03	365,03	4540,97	0,46	0,46
Ответвление
Ут18-Ут17	11,08	14,912	194х5	0,471	234	48,18	282,18	4204,48	0,43	6,47
Ут17-Ут16	27,5	77,23	194х5	0,993	118	55,48	173,48	13397,86	1,37	6,04
Ут16-Ут15	64,14	69,294	273х7	1,786	186	32,48	193,3	13393,76	1,37	4,67
Ут15-Ут4	93,98	58,85	325х8	1,312	543	78,4	550,3	32385,16	3,3	3,3

Таблица 8.

 

 

2.5 Пьезометрический график магистрали  и ответвления для отопительного  периода

Пьезометрический график строится в масштабах: вертикальный 1:500, горизонтальный 1:5000 или 1:10000.

На пьезометрическом графике показывают распределение  давлений в тепловых сетях, рельеф местности, высоту присоединяемых зданий , потери напора в сети, фактическое значение для подбора сетевых и подпиточных насосов. Пьезометрический график строится для статического и динамического режима.

Для построения пьезометрического  графика необходимы следующие данные: схема тепловой сети, профиль тепловой трассы, данные окончательного гидравлического расчета, параметры теплоносителя, высоты зданий, необходимая разность напоров в подающем и обратной магистрали – располагаемый напор у конечного абонента. Располагаемый напор у конечного абонента принимаем . Потери напора на источнике теплоты для бойлерной ТЭЦ или котельной равны .

Высота зданий определяется из этажности зданий, приняв высоту этажа равной 3м. В данном микрорайоне высота застройки составляет 9 этажей, отсюда следует, что высота зданий 27 м.

Максимальный пьезометрический напор для обратного теплопровода составляет 58,3 м, что не превышает допустимого, 60 м, полный пьезометрический напор составляет 103,56м, что так же не превышает допустимого, 160 м.

2.6 Определение расчетного количества подпиточной воды. Подбор сетевых и подпиточных насосов для расчетного режима

Расчетный расход воды, . Для подпитки тепловых сетей следует принимать по [1]:

а) в закрытых системах теплоснабжения – численно равным 0,75% фактического объема воды в трубопроводах тепловых сетей и присоединенных к ним системах отопления и вентиляции зданий;

б) при отсутствии данных по фактическим объемам воды в системах теплоснабжения равным 65 м³ на 1 МВт расчетного теплового потока при закрытой системе теплоснабжения.

Подбор сетевых  насосов

Напор сетевого насоса рассчитывается по формуле;

      (2.8)

Где

потери давления в установках на источнике теплоты;

потери давления в подающем трубопроводе;

потери давления в системе  потребления;

потери давления в обратном магистральном  трубопроводе.

Подача (производительность ) сетевых насосов для закрытых систем теплоснабжения в отопительный период принимается по формуле (2.3)

.

К установке принимаем  насосы марки СЭ [6, табл. 2.20].

В результате подбора  были подобраны три насоса, марки  СЭ2500-60, один в качестве резервного, два других насоса работают в рабочем режиме и подсоединяются по параллельной схеме. Рабочими характеристики насосов:

Расход воды        2500

Напор         60 м

Допускаемый кавитационный запас не менее   12 м

Рабочее давление на входе    11,5(1,13)

Температура перекачиваемой воды не более  180

КПД не менее      82%

Электродвигатель:

Тип        А312-41-4

Мощность        6000 кВТ

Частота вращения      1500 мин^-1

 

Подбор подпиточных  насосов

Напор подпиточного насоса принимают  равным статическому напору . Подачу (производительность) рабочих подпиточных насосов в закрытых системах теплоснабжения принимаем равной расчетному расходу воды на компенсацию утечки из тепловой сети. Объем подпитки в закрытых системах 0,75 % емкости системы. Вместимость теплофикационных систем может быть определена по фактическому диаметру и длинам трубопровода или емкость системы для закрыты систем теплоснабжения 65 м на 1 МВт расчетной тепловой нагрузки

 

                                                     (2.9)

 

Производительность подпиточных  насосов

 

                                                        (2.10)

 

 

К установке принимаем 3 насоса марки     , приведенные в [13, табл. V.15.]. К установке принимаем три насоса, один принимается в качестве резервного.

Данные насосы обладают следующими характеристиками:

 

Расход воды -

Напор - м

КПД - не менее %

Мощность:

на валу насоса -   кВт

электродвигателя -   кВт

Допустимая высота всасывания -    м

    2.6 Построение продольного профиля

Профили сетей изображают в виде разверток по осям трасс сетей. На профилях сетей указывают:

-поверхность земли (проектную - сплошной тонкой линией, натурную - штриховой);

-уровень грунтовых вод - тонкой штрих - пунктирной линией;

-пересекаемые автомобильные дороги, железнодорожные и трамвайные пути, кюветы, а также другие подземные и надземные коммуникации и сооружения, влияющие на прокладку проектируемых сетей, с указанием их габаритных размеров, высотных отметок и, при необходимости, координат или привязок;

-каналы, тоннели, камеры, ниши П-образных компенсаторов, эстакады, отдельно стоящие опоры, вентиляционные шахты, павильоны и другие сооружения и конструкции сетей - упрощенными контурными очертаниями внутренних и наружных габаритов - сплошной тонкой линией;

-трубопроводы бесканальной прокладки - контурными очертаниями наружных габаритов сплошной тонкой линией с указанием осей труб;

-неподвижные опоры - условным графическим изображением.

Трубопроводы в каналах, тоннелях, камерах и нишах не изображают.

Продольный профиль  трассы выполнен в графической части  проекта на листе 1. Продольный профиль выполнен в масштабах:

по горизонтали М 1:500

по вертикали М 1:100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Конструктивные  элементы тепловых сетей.

 

3.1 Определение  усилия на неподвижные опоры.

 

Усилия воспринимаемые неподвижными опорами, складываются из неуравновешенных сил внутреннего давления, сил трения в сальниковых компенсаторах, в подвижных опорах и сил упругой деформации П-образных компенсаторов и самокомпенсации. При определении усилий на неподвижные опоры учитывается схема участка трубопровода, тип подвижных опор и компенсирующих устройств, расстояние между неподвижными опорами и наличие запорных органов и ответвлений.

Сила трения в сальниковых компенсаторах  , Н, определяем по формулам:

от затяжки болтов:

,Н                                        (3.1)

от внутреннего давления:

,Н                                      (3.2)

где:

- рабочее давление теплоносителя  п.10.6 [14], Па, (но не менее  Па)

- длина слоя набивки по  оси сальникового компенсатора, м (65÷70 мм у компенсаторов с  175 мм и 120 мм у компенсаторов с >175 мм)

- наружный диаметр патрубка  сальникового компенсатора, м

- коэффициент трения набивки  о металл, принимаем равным 0,15

n – число болтов компенсатора

- площадь поперечного сечения  набивки сальникового компенсатора, м

 

Сила трения в неподвижных опорах труб , Н, определяем по формуле

, Н                                               (3.3)

где:

- коэффициент трения в подвижных  опорах труб, для Катковой и  шариковой опоры =0,1, при скользящих – в зависимости от конструкции, при трении стали по стали =0,3÷0,4; стали по бетону =0,6; чугуна по стали =0,35

- вес одного метра трубопровода в рабочем состоянии, включающий вес трубы, теплоизоляционной конструкции и воды для водяных и конденсационных сетей (вес воды в паропроводах не учитывается), Н/м

L – длина трубопровода от неподвижной опоры до компенсатора или угла поворота при самокомпенсации

 

Неуравновешенные силы внутреннего  давления при применении сальниковых компенсаторов ,Н, на участках трубопроводов, имеющих запорную арматуру, переходы, углы поворота или заглушки, определяемые по формуле

,Н                                                      (3.4)

где:

- рабочее давление теплоносителя

- площадь поперечного сечении  по наружному диаметру патрубка  сальникового компенсатора, м

 

Рассчитаем схему ТК5:

D₁=377мм

D₂=377 мм

L₁=40 мм

• Сила трения в сальниковых компенсаторах , Н, от затяжки болтов:

от внутреннего давления:

• Сила трения в неподвижных опорах труб , Н при весе трубы в рабочем состоянии 1241 Н/м:

• Неуравновешенные силы внутреннего давления при применении сальниковых компенсаторов ,Н:

• Силу упругой деформации П-образного компенсатора , Н, определяем по номограмме (лист VI.13 [13])

Величина теплового удлинения  трубопровода определяется по формуле:

, мм                                                    (3.5)

где:

- коэффициент линейного расширения  углеродистых трубных сталей, мм/м*°С (табл. VI.25 [13])

l – длина рассматриваемого участка трубопровода, м

 - максимальная температура стенки трубы, принимаемая равной максимальной температуре теплоносителя, °С

- минимальная температура стенки  трубы, принимаемая равной расчетной температуре наружного воздуха для отопления.

 

 

Расчетное тепловое удлинение с учетом предварительной растяжки в размере 50% (температура теплоносителя до 250°С) составит

 

                                                   (3.6)

 

При спинке компенсатора, равной половине вылета компенсатора, т.е. при В=0,5Н и при =85,25 мм, по номограмме находим вылет компенсатора Н=3.4м и сила упругой деформации

При D₂>D₁

     (3.7)

 

 

 

 

 

 

 

3.2 Расчет компенсации  тепловых удлинений трубопровода

Для компенсации тепловых удлинений  трубопроводов используются повороты трассы, и применяются сальниковые, а также П- образные компенсаторы.

• Расчет ведем для компенсаторов находящихся в ТК5.