Пьезометрический график. Пьезометрические графики

При проектировании и эксплуа­тации тепловых сетей наряду с дав­лением широко пользуются также другой единицей гидравлического потенциала - напором. Напор представляет собой давление, выра­женное в линейных единицах (обыч­но метрах) столба той жидкости, ко­торая передается по трубопроводу.

Напор и давление связаны сле­дующей зависимостью

Н = р / ρg, (1)

где H - напор, м;

р - давление теплоносителя, Па;

ρ – плотность теплоносителя, кг/м 3 ;

Аналогичной зависимостью свя­заны между собой падение давления и потеря напора в сети или рас­полагаемый перепад давлений и располагаемый напор (разность на­поров) в сети

ΔΗ= Δр / ρg или h = R / ρg,

где ΔΗ- потеря напора или распо­лагаемый напор, м; р - падение давления или рас­полагаемый перепад дав­лений Па; h и R - удельная потеря напора (безразмерная величина) и удельное падение давле­ния, Па / м.

Полный напор отсчитывается от одного общего условного горизонтального уровня.

Напор, отсчитанный не от услов­ного, общего для всей сети горизон­тального уровня, а от уровня про­кладки оси трубопровода в данной точке, называется пьезометри­ческим напором или пьезо­метрической высотой .

При проектировании и эксплуа­тации разветвленных тепловых сетей, когда приходится учитывать взаимное влияние многочисленных факторов, определяющих гидравли­ческий режим сети: геодезический профиль района, высотность або­нентских зданий, потерю напора в тепловой сети и або­нентских установках и т. д., широко используется пьезометриче­ский график . На пьезометриче­ском графике в определенном мас­штабе нанесены рельеф местности, высоты присоединенных зданий, ве­личина набора в сети. По пьезомет­рическому графику легко опреде­лить напор и распола­гаемый напор в любой точке сети и абонентской системы.

Пьезометрический график благо­даря наглядности позволяет легко ориентироваться в гидравлическом режиме тепловых сетей и местных систем. Проектирование сети без учета пьезометрического графика, особенно в условиях сложного про­филя, может привести к нерацио­нальным схемам присоединения або­нентов, неоп­равданному сооружению насосных подстанций и усложнению эксплуа­тации всей системы теплоснабжения в целом.

Пьезометрический график (график напоров) может быть построен только после выполнения гидравлического расчета трубопроводов - по рассчитанным величинам падений давления на участках сети. На графике в выбранном масштабе нанесены профиль трассы тепло­вой сети; высоты отопительных систем, присоединенных к тепловой сети, условно равные высотам зданий; величины напоров насосов и в любой точке сети при статическом и динамическом режимах.

Условно принимают, что ось трубопроводов и геодезические отметки установки насосов и нагревательных приборов в первом этаже зда­ний совпадают с отметкой земли. Высшее положение воды в отопи­тельной системе совпадает с верхней отметкой здания.

График строят по двум осям - вертикальной и горизонтальной. На вертикальной оси откладывают напоры в любой точке сети, напоры насосов, профиль сети, высоты отопительных систем в метрах.

Пример построения графика показан на рис. 1.

Рис. 1. Пьезометрический график двухтрубной водяной тепловой сети.

По горизонталь­ной оси нанесены длины отдельных участков сети, показано взаимное расположение по горизонтали характерных потребителей тепла. Все отсчеты напоров производят от уровня I-I, соответствующего обычно отметке оси сетевых насосов, принимаемой за геодезическую отметку «0».

Под графиком показана принципиальная схема тепловой сети, для которой ведут построения.

Точка А характеризует местоположение источника теплоснаб­жения, вернее, расположение сетевого насоса. Точка L соответствует расположению последнего потребителя тепла, высота отопительной системы которого равна в вертикальном масштабе отрезку LM. Потребитель тепла удален от источника тепла на расстояние, равное в горизонтальном масштабе отрезку AL в метрах.

В точке D имеется ответвление к потребителю Е; высота отопитель­ной системы потребителя характеризуется отрезком EN в вертикальном масштабе. Насос в точке А создает напор в подающей магистрали Н Н, напор в обратной магистрали Н В. Разность напоров Н Н – Н В = Н С на­зывается напором , развиваемым сетевым насосом.

Изменение напоров в подающей магистрали на графике показано наклонной линией А 1 L 1 .

Превышение точки А 1 над L 1 представляет потери напора в подаю­щем теплопроводе от точки А до точки L. Величина потерь напора определяется гидравлическим расчетом и составляет в подающем теплопроводе ΔH 1 = H Н - H L1 , м, и в обратном теплопроводе

ΔH 2 =H L2 – H В, м.

Линия А 2 L 2 показывает характер изменения напоров в обратной магистрали. Изменение напоров в теплопроводах ответвления пока­зано линиями D 1 E 1 и D 2 E 2 .

Разность напоров в подающем и обратном теплопроводах назы­вается располагаемым напором в точке сети.

Напор в подающем теплопроводе в точке К: Н 1 = H К1 - Z, м, где Z - геодезическая высота трубопровода в точке К, м.

Напор в обратном теплопроводе: H 2 = H К2 -Z, м.

Располагаемый напор в точке К:

ΔН К = Н 1 – Н 2 = (Н К1 – Z) – (Н К2 – Z) = Н К1 – Н К2 , м. (2)

По аналогии с формулой (2) располагаемый напор в точке L равен ΔН L1 - Н L2 .

Изменение напоров в теплопроводах, показанных линиями А 1 L 1 и L 2 А 2 , соответствует динамическому режиму системы теплоснабже­ния, т. е. при работающем сетевом насосе и движении теплоносителя. При остановке сетевого насоса и прекращении циркуляции теплоно­сителя напоры в обеих магистралях уравниваются и устанавливаются по верхней отметке наиболее высокой и высоко расположенной системы отопления, присоединенной к тепловой сети по зависимой схеме (при температуре воды до 100 °С).

На рис. 1 линия статического напора показана пунктирной го­ризонтальной линией А 3 М.

При гидравлическом расчете па­ровых сетей профиль паропровода можно не учитывать вследствие ма­лой плотности пара. Падение давления на участке паропровода принимается равным разности дав­лений в концевых точках участка.

Для предупреждения ошибочных решений следует до проведения ги­дравлического расчета водяных се­тей наметить возможный характер пьезометрического графика и, ори­ентируясь по нему, выбрать допу­стимые пределы потерь напора, не вызывающие усложнения схемы тепловой сети и абонентских вводов. На основании технико-экономиче­ского расчета следует лишь уточ­нить значение потерь напора, не выходя за пределы, намеченные по пьезометрическому графику. Такой порядок проектирования позволяет учесть технические и технико-эконо­мические особенности проектируе­мого объекта.

При построении пьезометрического графика в период проекти­рования должны соблюдаться следующие условия:

1. Напоры в присоединенных к сети системах теплопотребителей не должны быть больше допустимых. В отопительных абонентских системах допускаемый напор не должен превышать 60 м. Напор 60 м является предельным для обратной магистрали; в подающей магист­рали он может быть выше 60 м, так как его всегда можно уменьшить (сдросселировать) в пределе до величины напора в обратной магист­рали.

2. Обеспечение избыточного (выше атмосферного) напора во всех точках сети и абонентских систем для предупреждения подсоса воз­духа.

3. Обеспечение напоров, соответствующих температуре насыще­ния, в сети для предупреждения вскипания воды. Ни в одной из точек сети напор в подающей магистрали не должен быть ниже статиче­ского напора, т. е. пьезометрический график подающей магистрали не должен пересекать линию статического напора.

4. Минимальное значение напора перед сетевыми насосами должно быть не менее 5-10 м.

5. Напор в местных системах потребителей не должен быть ниже статического самих местных систем (статический напор равен высоте системы). В противном случае возможно опорожнение верхней части систем и засасывание воздуха.

6. В точках присоединения потребителей располагаемые напоры должны соответствовать потерям напора в местных системах при про­пуске теплоносителя в расчетных количествах.

Все эти требования должны вы­полняться как во время работы си­стемы, т. е. при циркуляции воды, так и при прекращении циркуля­ции, т. е. в статическом состоянии системы.

Значение напоров и их распределение по сети дает исходный ма­териал для выбора схем присоединений потребителей тепла. Наиболь­шее значение режим напоров в сети имеет для выбора схем присоеди­нений к тепловой сети систем отопления.

При проектировании и эксплуатации разветвленных тепловых сетей, для учета взаимного влияния профиля района, высот присоединяемых зданий, потерь давления в тепловой сети и абонентских установках, используется график. По пьезометрическому графику легко определяется давление и располагаемый перепад давлений в любой точке тепловой сети.

На основании пьезометрического графика выбирается схема присоединения абонентских установок, подбираются повысительные насосы, подпиточные насосы и автоматические устройства.

График давления разрабатывается для состояний покоя системы (гидростатический режим) и динамического режима.

Динамический режим характеризуется линией потерь напора в подающем и обратном трубопроводе, на основании гидравлического расчета сети, и определяется работой сетевых насосов.

Гидростатический режим поддерживается подпиточными насосами в период отключения сетевых насосов.

К водяным тепловым сетям присоединены абоненты, имеющие различные тепловые нагрузки. Они могут быть расположены на различных геодезических отметках и иметь различную высоту. Системы отопления абонентов могут быть рассчитаны на работу с различными температурами воды. В этих случаях необходимо заранее определять давления или напоры в любой точке тепловой сети.

Для этого строится пьезометрический график или график напоров тепловой сети, на котором в определенном масштабе нанесены рельеф местности, высота присоединенных зданий, напор в тепловой сети; по нему легко определить напор (давление) и располагаемый напор (перепад давлений) в любой точке сети и абонентских системах.

Кроме определения напоров в любой точке сети и по пьезометрическому графику можно проверить соответствие предельных давлений в тепловой сети прочности элементов систем теплоснабжения. По графику напоров выбираются схемы присоединения потребителей к тепловой сети и подбирается оборудование тепловых сетей (сетевые и подпиточныенасосы, автоматические регуляторы давления и т. п.). График стоится при двух режимах работы тепловых сетей -- статическом и динамическом.

Статический режим характеризуется давлениями в сети при неработающих сетевых, но включенных подпиточных насосах. Циркуляция воды в сети отсутствует. При этом подпиточные насосы должны развивать напор, обеспечивающий невскипаемость воды в тепловой сети.

Динамический режим характеризуется давлениями, возникающими в тепловой сети и в системах потребителей теплоты при работающих сетевых насосах, обеспечивающих циркуляцию воды в системе.

Пьезометрический график разрабатывается для основной магистрали теплосети и протяженных ответвлений. Он может быть построен только после выполнения гидравлического расчета трубопроводов - по рассчитанным падениям давления на участках тепловой сети.

График строится по двум осям - вертикальной и горизонтальной. На вертикальной оси откладывают напоры в любой точке сети, напоры насосов, профиль сети, высоты отопительных систем в метрах, на горизонтальной -длины участков тепловой сети.

При построении условно принимают, что ось трубопроводов и геодезические отметки установки насосов и нагревательных приборов в первом этаже зданий совпадают с отметкой земли. Высшее положение воды в отопительных системах совпадает с верхней отметкой здания.

Полный напор в нагнетательном патрубке сетевого насоса соответствует отрезку Н н. Полный напор на обратном коллекторе источника теплоснабжения соответствует отрезку Н o .

Напор, развиваемый сетевым насосом, соответствует вертикальному отрезку Н С =Н H -Н 0 , потери напора в теплоподготовительной установке источника теплоснабжения (в сетевых подогревателях или водогрейных котлах) соответствуют вертикальному отрезку Н Т. Таким образом, напор на подающем коллекторе источника теплоснабжения соответствует вертикальному отрезку Н ит =Н с -.

Методика построения графика:

• 1) Строится магистраль, условно ее отметка совпадает с отметкой земли;
• 2) На профиле трассы в принятом масштабе вычерчиваются высоты присоединения зданий;
• 3) Строится линия статического напора, из условий заполнения водой отопительных установок и создания в их верхних точках избыточного давления (запас напора 5 м выше самого высокого здания);
• 4) Пьезометрическое давление в обратном трубопроводе тепловой сети не должно быть меньше 5 м в. ст. во избежание образования вакуума и подсоса воздуха.

График выполняется на миллиметровке формата 297 х 420. Для построения применять следующие масштабы:

Горизонтальный - 1:1000, 1:500; вертикальный - 1см - 5м.

Определить располагаемый напор для каждой УТ (тепловой камеры):

Нрасп. = Нподающ.тр. - Нобратн.тр.

При проектировании и эксплуатации разветвленных тепловых сетей широко используется пьезометрический график, на котором нанесены рельеф местности и высота присоединенных зданий, напор в сети в любой точке сети и абонентских системах. На рис.10 приведен пьезометрический график двухтрубной водяной системы теплоснабжения.

Построение пьезометрического графика производится следующим образом (рис.10).

Рис. 10. Пьезометрический график двухтрубной водяной тепловой сети (а) и схемы присоединения отопительных установок к тепловой сети (б):

I – зависимая с элеватором; II – зависимая с элеватором и регулятором давления на обратной линии; III – зависимая со смесительным насосом (насосом на перемычке); IV – независимая; 1 – воздушный кран; 2 – расширитель; 3 –нагревательный прибор; 4-РДДС – регулятор давления «до себя»; 5 – водо-водяной подогреватель; 6 – насос; 7 – элеватор

1. Строят систему координат, где по оси ОХ откладывают длину магистрального участка, а по оси ОУ – падение напора (100.. .120 м).

2. За начало координат принимают ось сетевых насосов. Наносят профиль местности вдоль магистрали.

3. На профиле наносят в масштабе высоты присоединенных зданий.

4. Проводят линию статического напора выше самого высокого здания на 5 м. (линия S–S).

5. Предварительно давление на всасывающей стороне сетевых насосов принимают 10–15 м и наносят горизонтальную линию А–0.

6. От т.А откладывают по оси абсцисс длины расчетных участков с нарастающим итогом, а по оси ординат потери напора по данным гидравлического расчета (ΔН ).

7. Полученная линия А–Б является пьезометрической линией обратной магистрали.

8. От т. Б вверх откладывают потери давления на элеватор в абонентских установках последнего потребителя: ΔН э =15м, согласно СНиП Тепловые сети; получают т. Б 1 . Если присоединение производится без элеватора, то есть температура воды в подающей магистрали 95 °С, тогда вверх откладывают 4 м для получения т.Б 1 4м – это потери напора в местной системе отопления с учетом необходимого запаса (обычно потери напора в местной системе отопления равны 1–2 м вод.ст или 10–20 кПа);

9. Строят пьезометрическую линию падающей магистрали, которая является зеркальным отображением пьезометрической линии обратной магистрали. Получают линию А 1 –Б 1 .

10. От точки А 1 откладывают вверх потери давления в бойлерной ТЭЦ или котельной, НБ = 10–20 м.

11. Ответвления наносят на профиле местности. Присоединение потребителей, расположенных на ответвлениях, к тепловым сетям показывают в месте подключения к магистрали.

12. Построенный таким образом пьезометрический график позволяет легко установить давление в любой точке подающего и обратного трубопроводов.

Давление в любой точке трубопроводов тепловой сети определяется величиной отрезка между данной точкой и линией давления (в подающем или обратном трубопроводе).

Располагаемый напор в каждой точке равен разности давлений в
прямой и обратной магистрали.

Необходимо отметить, что при непосредственном присоединении местных систем обратный трубопровод тепловой сети гидравлически соединен с местной системой. Поэтому давление в обратном трубопроводе целиком передается местной системе и наоборот.

При первоначальном построении пьезометрического графика давление на всасывающей стороне сетевых насосов было принято произвольно.

Перемещение пьезометрического графика параллельно себе позволяет принять любые давления на всасывающей стороне сетевых насосов и соответственно в местных системах.

При выборе положения пьезометрического графика необходимо учитывать следующее:

1 .Максимальный напор в подающих трубопроводах ограничивается прочностью водоподогревательных установок. Предельно допустимые напоры для стальных водогрейных котлов 250 м, чугунных – 60 м, подогревателей –100 м, калориферов – 80 м.

2. Давление в любой точке обратной магистрали не должно быть выше допускаемого рабочего давления в местных системах: 60 м.

При определении схемы присоединения потребителей к тепловым сетям проверяют:

1. Линия подающей магистрали должна быть выше здания и не больше, чем 60–100 м и не ниже 10–40 м по условию невскипания.

2. Линия обратной магистрали должна быть выше здания на 5–10 м и не больше 60 м.

3. Статический напор был меньше 60 м.

4. Располагаемый напор был больше или равен 1,5 м для присоединения элеватора.

Если эти условия выполняются, то потребитель может быть присоединен по зависимой непосредственной схеме к тепловой сети с использованием элеватора.

Если 1 условие не выполняется, то используется схема присоединения независимая, через теплообменник.

Если условие 2 не выполняется:

– гидродинамический пьезометрический напор в обратной магистрали меньше высоты здания – необходимо установить регулятор давления «до себя»;

– напор в обратной магистрали более 60 м – используется независимая схема присоединения.

Если условие 3 не выполняется, то есть статический напор более 60 м – используется независимая схема присоединения.

Если условие 4 не выполняется, то есть располагаемый напор в сети менее 15 м для использования элеватора – можно применять зависимую схему присоединения с насосом на перемычке.

3. Давление в обратном трубопроводе должно обеспечивать залив верхних приборов систем отопления, то есть линия давления в обратной магистрали должна быть выше зданий.

4. Давление в обратной магистрали во избежание образования вакуума не должно быть ниже 5–10 мм вод.ст.

5. Давление на всасывающей стороне сетевого насоса не должно быть ниже линии 5 м вод ст.

6. Из условия невскипания воды при ее расчетной температуре минимально допустимый пьезометрический напор в подающей линии тепловой сети должен составлять для 150 0 С – 40 м, 130 0 С –20 м, 120 0 С –10 м.

7. Располагаемый напор в конечной точке сети должен быть равен или больше расчетной потери напора, а абонентском вводе при расчетном пропуске теплоносителя.

8. Статическое давление не должно превышать 60 м вод.ст. из условия прочности чугунных радиаторов. Понижение статического давления в тепловых схемах может быть осуществлено путем автоматического отключения сети от высоких зданий.

9. Пьезометрические напоры на абонентских вводах, то есть в подающей магистрали, должны превышать высоту абонентских установок горячего водоснабжения.

После построения пьезометрического графика необходимо определить:

1. потери напора сетевых насосов;

2. способ подключения потребителей к тепловым сетям.

Пьезометрический график представляет собой графическое изображение напоров в тепловой сети относительно местности, на которой она проложена.

При построении графика на горизонтальной оси откладывают длину сети, а на вертикальной оси напоры. За начало координат в магистральных сетях принимается местоположение источника теплоты. В принятых масштабах строятся профиль трассы и высоты присоединенных потребителей. Для магистральных тепловых сетей могут быть приняты масштабы: горизонтальный М г 1:10000; вертикальный М в 1:1000.

При сравнительно спокойном профиле трассы построение пьезометрического графика начинают обычно с нейтральной точки 0. Нейтральная точка 0 у всасывающего патрубка сетевого насоса принимается таким образом, чтобы обратная линия тепловой сети располагалась выше на 3-5 м. наиболее высоко расположенных зданий.

Далее, используя результаты гидравлического расчета, строится линия потерь напора обратной магистрали. Линия давлений в обратной магистрали должна быть достаточно высокой (что свидетельствует о наполнении местных систем), не пересекать здания на графике (условие бесперебойности) и в то же время быть минимальной (чтобы не повредились приборы отопления – условие безопасности).

Затем строится линия располагаемого напора для системы теплоснабжения для расчетного квартала, величина которого может быть принята 40-50 м.в.ст.

Затем откладывается величина потерь напора в коммуникациях источника теплоты, при отсутствии данных принимается равной 25-30 м.в.ст.

Затем строится линия статического давления, которая должна

превышать на 3-5 м наиболее высоко расположенные здания.

ПРИМЕР 6. По данным гидравлического расчета (пример 5) построить пьезометрический график. Расчетные температуры сетевой воды 150-70 о С. Этажность зданий принять 16 этажей. Высота этажа здания составляет 3 м.

Решение:

Начальную точку 0 принимаем в нейтральной точке у всасывающего патрубка сетевого насоса такой, чтобы обратная линия располагалась на 3-5 м выше наиболее высоко расположенных зданий. Оптимальное значение начальной точки составляет 48 м.в.ст. Для проверки выбранной начальной точки проводим линию давления в обратной магистрали по всей ее длине. Отметка линии напора в конце магистрали составляет 48 м.в.ст. плюс потери напора 6, 83 м.в.ст, т.е 54,83 м.в.ст. Полученная линия давления располагается на 4,83 м выше наиболее высоко расположенных зданий, высота которых составляет 50 м. Исходя из этого можно считать принятую отметку нейтральной точки 48 выбранной правильно.

Строим линию располагаемого напора для системы теплоснабжения квартала 2. Располагаемый напор в данном примере принят равным 40 м.в.ст.

Затем строим линию потерь напора подающего трубопровода. Превышение точки С по отношению к точке D будет равно потерям напора в подающей магистрали, которые принимаются равными потерям напора в обратной магистрали и составляют в данном

примере 6,83 м.

Рисунок 6. Пьезометрический график тепловой сети

Ордината H сум, замыкающая подающую и обратную в начале магистрали(у источника тепла), изображает суммарное падение давления подающей и обратной магистрали и концевого ввода (напор у вывода из котельной). Н п – потребный напор подпиточного насоса при динамическом режиме. Н сн – напор сетевого насоса. H ит – потери напора в коммуникациях источника теплоты.

При проектировании и эксплуатации разветвленных тепловых сетей, для учета взаимного влияния профиля района, высот присоединяемых зданий, потерь давления в тепловой сети и абонентских установках, используется график. По пьезометрическому графику легко определяется давление и располагаемый перепад давлений в любой точке тепловой сети.

На основании пьезометрического графика выбирается схема присоединения абонентских установок, подбираются повысительные насосы, подпиточные насосы и автоматические устройства.

График давления разрабатывается для состояний покоя системы (гидростатический режим) и динамического режима.

Динамический режим характеризуется линией потерь напора в подающем и обратном трубопроводе, на основании гидравлического расчета сети, и определяется работой сетевых насосов.

Гидростатический режим поддерживается подпиточными насосами в период отключения сетевых насосов.

К водяным тепловым сетям присоединены абоненты, имеющие различные тепловые нагрузки. Они могут быть расположены на различных геодезических отметках и иметь различную высоту. Системы отопления абонентов могут быть рассчитаны на работу с различными температурами воды. В этих случаях необходимо заранее определять давления или напоры в любой точке тепловой сети.

Для этого строится пьезометрический график или график напоров тепловой сети, на котором в определенном масштабе нанесены рельеф местности, высота присоединенных зданий, напор в тепловой сети; по нему легко определить напор (давление) и располагаемый напор (перепад давлений) в любой точке сети и абонентских системах.

Кроме определения напоров в любой точке сети и по пьезометрическому графику можно проверить соответствие предельных давлений в тепловой сети прочности элементов систем теплоснабжения. По графику напоров выбираются схемы присоединения потребителей к тепловой сети и подбирается оборудование тепловых сетей (сетевые и подпиточные насосы, автоматические регуляторы давления и т. п.). График стоится при двух режимах работы тепловых сетей - статическом и динамическом.

Статический режим характеризуется давлениями в сети при неработающих сетевых, но включенных подпиточных насосах. Циркуляция воды в сети отсутствует. При этом подпиточные насосы должны развивать напор, обеспечивающий невскипаемость воды в тепловой сети.

Динамический режим характеризуется давлениями, возникающими в тепловой сети и в системах потребителей теплоты при работающих сетевых насосах, обеспечивающих циркуляцию воды в системе.

Пьезометрический график разрабатывается для основной магистрали теплосети и протяженных ответвлений. Он может быть построен только после выполнения гидравлического расчета трубопроводов - по рассчитанным падениям давления на участках тепловой сети.

График строится по двум осям - вертикальной и горизонтальной. На вертикальной оси откладывают напоры в любой точке сети, напоры насосов, профиль сети, высоты отопительных систем в метрах, на горизонтальной -длины участков тепловой сети.

При построении условно принимают, что ось трубопроводов и геодезические отметки установки насосов и нагревательных приборов в первом этаже зданий совпадают с отметкой земли. Высшее положение воды в отопительных системах совпадает с верхней отметкой здания.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ВГЭТК.401-Т.08.КП.46д.ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ВГЭТК.401-Т.08.КП.46д.ПЗ

2.7 Расчет конструктивных элементов тепловой сети

В результате теплового воздействия теплоносителя на трубопровод возникает тепловое удлинение металла.

Расчет проводиться по «Справочник по теплоснабжению и вентиляции- Р. В. Щекин».

Величина теплового удлинения трубопровода определяется по формуле:

∆l=a–l(t 1 -t 2) (22)

где: a- коэффициент линейного расширения трубных сталей, мм/м

l-длина рассматриваемого участка, м

t 1 -максимальная температура стенки трубы, т.е. принимается равной максимальной температуре теплоносителя, 0 С (t 1 -130;150 0 С)

t 2 -минимальная температура стенки трубы, принимаемой равной расчетной температуре наружного воздуха для отопления (t 2 = t 0).

Для обеспечения правильной работы компенсаторов и самокомпенсации трубопроводы делятся неподвижными опорами на отдельные участки, независимые один от другого в отношении теплового удлинения.

На каждом участке трубопровода, ограниченном сменными неподвижными опорами, предусматривается установка компенсатора и самокомпенсации.

При расстановке на трассе неподвижных опор нужно иметь ввиду следующие:

Неподвижные опоры устанавливаются в первую очередь в местах ответвлений трубопровода;

При расстановке неподвижных опор (НО) на прямых участках исходят из допускаемых расстояний между неподвижными опорами в зависимости от диаметра труб, типа компенсаторов и параметров теплоносителя.

Расчет трубопроводов на компенсацию тепловых удлинений с гибкими компенсаторами(П-образными) и при самокомпенсации производят на допускаемое изгибающие компенсационное напряжение G доп труб ГОСТ 10704-91,которое можно принять:

Для П- образных компенсаторов при Т≤ 150 0 С, G доп =11кг/мм 2

Для расчета участков самокомпенсации при Т≤ 150 0 С, G доп =8 кг/мм 2

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ВГЭТК.401-Т.08.КП.46д.ПЗ

Исходные данные для расчета:

Расчетный участок 3-4

Диаметр трубы d у =108–4

Расстояние между неподвижными опорами, м l=70м

Максимальная температура теплоносителя t i = 150 0 С

Расчетная температура воздуха t о =26 0 С

Расчетная схема

Рисунок7. Расчетная схема П- образного компенсатора

Тепловое удлинение определяется по формуле

∆l=a–l(t 1 -t 2)

∆l=1,24–70(150+26)/10 -2 =135,408мм

Для увеличения компенсирующей способности П- образного компенсатора и компенсационных напряжений в трубопроводе следует предусматривать предварительную растяжку в размере 50% теплового удлинения.

Расчетное тепловое удлинение участка:

∆l расч =0,5–∆l (23)

∆l расч =0,5–135,408=67,704мм

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ВГЭТК.401-Т.08.КП.46д.ПЗ

Проверить Г-образный участок на самокомпенсацию для участка трубопровода при следующих данных:

Наружный диаметр, мм D н =108×4

Толщина стенки, мм s=3,5

Угол поворота a,град,=90 0 С

Длина большого плеча, м l б =15,0м

Длина меньшего плеча м l м =10,0м

Максимальная температура теплоносителя 0 С, t 1 =150 0 С

Расчетная температура наружного воздуха t н = t 0 =-26 0 С

Расчетная схема

Рисунок8. Расчетная схема Г- образного компенсатора

Расчетный угол: 95 0 С

Расчетная разность температур

∆t=t 1 -t н =150+26=176 0 С (25)

Определяем значение вспомогательных величин (по номограмме VI14. рис 6 и 7)

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ВГЭТК.401-Т.08.КП.46д.ПЗ

7 =0,126 ∆t=176 0 С l=10,0

Сила упругой деформации p x и p y и избегающий компенсационное напряжение G кг/мм 2

p x =A× =6× =13,3

p y =12× =26,61

К и(А) =С (А)

К и(А) =3,5× =1,12кгс/см 2

Определение усилий неподвижных опор

Усилия, воспринимаемые неподвижными опорами складываются из неуравновешенных сил внутреннего давления, сил трения в подвижных

опорах и сил упругой деформации П- образных компенсаторов и самокомпенсации.

При определение усилий неподвижные опоры учитываются схема участка трубопровода, неподвижных опор и компенсирующих устройств расстояние неподвижными опорами и т.д.

Для расчета рассматривать схему участка 3-4 с П- образными компенсаторами.

Осевая сила на неподвижную опору определяется по формуле:

Н О1 =Р К1 +q 1 ×μ×l 1 (28)

Р К1 -сила упругой деформации;

q 1 - вес 1 метра трубы с водой (табл. VI 24) с учетом веса изоляции (принять вес 1 метра изоляции 0,5кг);

μ- коэффициент трения для скользящих опор.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ВГЭТК.401-Т.08.КП.46д.ПЗ

Н О1 =Р К1 +d 1 ×М×l 1 =70+17,5×0,3×30=0,27т.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ВГЭТК.401-Т.08.КП.46д.ПЗ

Подбор тепловой изоляции

Тепловая изоляция повергается непосредственному воздействию наружных температур, влажности воздуха, давлению. В неблагоприятных условиях находится тепловая изоляция при подземной канальной прокладке и особенно при безканальной.

Назначение тепловой изоляции:

Уменьшение потерь тепла в окружающую среду;

Получение определенной температуры на изолируемой поверхности;

Предохранение от внешней коррозии.

Тепловая изоляция применяется при всех видах прокладки тепловых сетей независимо от способа прокладки и температуры теплоносителя.

Подбор толщины тепловой изоляции и конструкцию слоев выполнить по приложению 8,9,10,11.

Данные подбора оформляется в таблицу 5.

Таблица 5- Подбор тепловой изоляции

Расчетная температура 0 С	Условный диаметр	Толщина изоляции трубопровода	Способ прокладки	Конструкция изоляции
Т 1	Т 2	Т 3	Антикор.покр.	Осн.теплоизол.слой	Покровный слой
Т 1 , Т 2					Подземный в непроходных каналах, тоннелях и надземный	Изол в два слоя по холодной изольной мастике марки МРБ – Х-Т15 ГОСТ 10296-79ТУ21-27-37-74 МПСМ	Плотно холосто-прошивное из отходов стеклянного волокна	Стеклотекстолит конструкционный КАСТ-В стеклотекстолит покровный листовой СТПЛ
150-70	45×3,5
	76×3,5
	89×3,5
	108×4				Маты из стеклянного штапельного волокна в рулонах
	133×4

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ВГЭТК.401-Т.08.КП.46д.ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ВГЭТК.401-Т.08.КП.46д.ПЗ

Заключение

В результате выполнения курсового проекта по теплоснабжению жилого квартала были приняты следующие технические решения:

1.Система тепловых сетей централизованная водяная закрытая как наиболее приемлемая и экономически- выгодная для теплоснабжения жилого квартала;

2. Применение новых технологий в теплоизоляции обеспечивает выгодное качество работ по энергосбережению;

3.В ЦТП установлены:

Пластинчатые теплообменники, имеющие массу преимуществ:

небольшие габариты и высокий коэффициент теплоотдачи;

Контрольно-измерительные приборы и автоматика;

4. Параметры теплоносителя повышенные, что позволит сократить расход сетевой воды, металлоемкость системы и расход газа и электричества;

5.Гидравлическим расчетом определяется диаметр трубопроводов, потери давления в сети.

Литература

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ВГЭТК.401-Т.08.КП.46д.ПЗ

1. Апарцев, М.М. Наладка водяных систем центрального тепло­снабжения. - М.: Энергия, 1982.

2. Ионин А.А. Теплоснабжение: учебник для вузов / М., Стройиздат. 1982

3. Варфоломеева, Л. Е. Методические указания по курсовому проектированию. Теплоснабжение. – В.: ВГЭТК, 2005.

4. Манюк, В.И. Справочник. Наладка и эксплуатация водяных тепловых сетей. - М.: Стройиздат, 1988.