Дубинин А.М. Источники и системы теплоснабжения промышленных предприятий

Подождите немного. Документ загружается.

Таблица 5.2

Нормы потерь мощности изолированными теплопроводами на открытом воздухе

Температура теплоносителя, τ, °С

70 130 150 160 200 225 250 300 350 360 400 410 450 500 510 540 550 570

Внутренний

диаметр

трубы, d

, м

Потеря мощности, q

, Вт / м

0,033

0,040

0,050

0,069

0,082

0,100

0,125

0,150

0,184

0,207

0,259

0,309

0,359

100

114

107

120

135

103

110

125

140

156

100

108

116

132

148

199

101

111

120

130

140

160

180

220

103

113

124

135

146

158

180

200

240

108

114

125

196

148

162

175

198

220

283

108

115

128

136

148

162

175

192

208

233

260

326

108

125

134

148

158

172

188

205

223

240

268

300

334

111

129

138

153

163

175

193

210

228

245

276

308

370

124

144

153

170

180

195

212

230

250

270

305

340

379

127

148

157

173

185

200

217

235

256

275

313

350

410

140

162

173

190

202

218

239

260

280

302

340

380

455

156

180

192

210

223

242

164

287

312

336

378

420

455

159

184

196

215

228

246

270

294

318

342

385

428

464

168

195

207

227

241

260

285

308

336

361

406

452

490

172

198

210

232

245

265

290

315

342

369

414

460

498

178

205

218

240

254

274

300

327

353

380

428

475

515

0,404

0,466

0,517

0,616

0,706

0,804

0,902

1,000

128

136

145

160

176

200

225

255

150

160

170

190

206

233

260

292

173

185

196

218

238

266

296

330

181

195

206

228

249

280

310

345

208

235

245

275

297

330

370

407

240

258

273

302

327

365

405

446

260

280

350

385

420

464

515

565

306

330

400

440

480

535

585

640

352

375

400

440

480

535

585

640

360

384

410

452

492

542

600

650

398

420

450

500

542

600

655

720

403

430

460

510

554

608

670

734

440

470

500

555

602

665

725

793

490

520

550

610

664

732

800

865

500

530

560

620

675

741

815

881

526

560

590

655

713

776

855

929

535

570

600

665

725

800

870

945

553

590

620

687

750

818

898

975

Примечание. Приведенные нормы определены по среднегодовой температуре окружающего воздуха t

= 15°С,

но с допустимым приближением могут применяться при среднегодовой температуре воздуха от 0°С до + 15°С

20. Количество неподвижных опор на участке

кн

nn .

21.

Количество скользящих опор на участке

(

)

−=

∗

lln .

Здесь l

∗

– расстояние между скользящими опорами, м. Находится из [1].

22.

Определяем диаметр конденсатопровода

(

)

пк

ωπ10/β4 ⋅⋅⋅= Dd , м.

Полученные результаты сводим в табл. 5.3.

Таблица 5.3

Сводные расчетные данные паропровода

Символ Р

Величина

На этом заканчивается расчет участка паропровода.

5.2. Расчет водяных сетей

Сначала определяют расходы сетевой воды по всем абонентам,

начиная с самого удаленного от источника теплоснабжения.

Расход воды, кг / с, к рассматриваемому абоненту складывается из

расходов воды на отопление и вентиляцию

(

)

[

]

max

во,во,

ττ/

′

−

′

cQG ,

на горячее водоснабжение, кг / с,

(

)

[

]

xг

ср

гвсгвс

/)25,19,0( ttcQG −−= .

Расчетный расход воды только к этому абоненту равен их сумме

(

)

тргвсво,p

η/GGG

Здесь

max

во,

Q − сумма максимальных тепловых мощностей на отопление и

вентиляцию данного абонента, кВт;

ср

гвс

− среднесуточная тепловая

мощность на горячее водоснабжение того же абонента, кВт;

тр

η − КПД

транспорта тепловой энергии по водяным тепловым сетям (принимается

0,97−0,93);

′

− температуры в прямом и обратном трубопроводах сети

при расчетной наружной температуре воздуха, °С.

Все остальные параметры использовались ранее.

Аналогично рассчитывают расходы воды ко всем остальным

абонентам, только подставляют в них тепловые мощности следующего

конкретного абонента.

Затем определяют расходы воды на отдельных магистральных

участках. На самом дальнем от

источника магистральном участке расход

воды будет равен расходу к последнему абоненту. По мере приближения

магистральных участков к котельной расходы воды в них будут нарастать,

складываясь из расходов воды в ответвления к другим абонентам. И только в

самом ближнем к источнику магистральном участке расход будет равен

сумме расходов воды ко всем абонентам

Гидравлический расчет начинают с конечного магистрального участка

до ответвления. Затем переходят к следующему магистральному участку

между ответвлениями и так доходят до источника теплоснабжения.

Исходные данные для расчета

Длина участка, l

1-0

, м (берется из карты рис. 5.1).

Коэффициенты местных сопротивлений П-образных компенсаторов

= 1,76 − 2,5, задвижек ξ

= 0,3 − 0,5 и поворотов ξ

= 0,5.

Допустимые напряжения стали на изгиб [σ] = 35 мПа.

4. Температура монтажа трубопровода t

. Принимается 15 - 20°С.

Доля местных потерь давления в ответвлениях – α (принимается 0,1 -

0,3).

Падение давления воды в водогрейных котлах или сетевых

подогревателях ΔН

или ΔН

сп

, м. вод. ст. берется из [1, 17].

7. Располагаемое давление у всех абонентов ΔН

аб

, м. Для нормальной

работы абонентских вводов принимается 20 м. вод. ст.

Длина ответвлений l

отв

, м (берется из карты местности). У некоторых

абонентов она может быть равна нулю.

В результате расчетов необходимо определить, выбрать и построить

следующее:

Внутренний диаметр сетей по всем магистральным участкам и

ответвлениям.

Падение давления на всех магистральных участках и ответвлениях –

ΔН

, м. вод. ст., диаметры дроссельных шайб у теплопотребителей.

Число компенсаторов, неподвижных и скользящих опор – n

, n

н,

Построить пьезометрический график тепловой водяной сети.

Выбрать сетевые и подпиточные насосы.

5.2.1. Предварительный расчет

1. Предварительно зададим удельную линейную потерю давления, Па / м,

на рассматриваемом конечном магистральном участке (на длинных

участках меньшее значение, на коротких – большее значение)

(

)

6020

−

′

R .

Предварительно определим внутренний диаметр трубы на участке, м,

(

)

19,0

0,38

pв

/1173,0

RGd

′

⋅=

′

Округлим внутренний диаметр

′

в соответствии со следующими

стандартными значениями: 0,033; 0,04; 0,051; 0,07; 0,082; 0,1; 0,125;

0,15; 0,184; 0,207; 0,259; 0,309; 0,359; 0,408; 0,414; 0,466; 0,514; 0,612;

0,898; 0,996; 1,096; 1,192; 1,392, м.

По округленному внутреннему диаметру

d уточним удельную

линейную потерю давления на участке, Па / м,

5,26

/1072,12 dGR

⋅⋅=

−

5.2.2. Проверочный расчет

1. Определим предельное расстояние между неподвижными опорами на

рассматриваемом участке прямой сети L, м, на основании d

и τ′

по

[табл. 5.1].

Определим количество компенсаторов на участке. Если водяная

теплосеть прокладывается совместно с паровой, то число

компенсаторов и место их установки принимается равным таковому на

паровой магистрали (см. 5.1.2). В том случае, если водяная сеть

прокладывается без паровой, то число компенсаторов, шт.,

рассчитывается

Lln /

01к −

′

Округляем число n′

до целого значения n

Определим количество секционирующих задвижек, шт.,

1000/

01з −

′

ln .

Округляем число задвижек n′

до целого значения n

Определим длину, м, прямого участка по сопротивлению,

эквивалентную всем местным сопротивлениям водопровода с

компенсаторами, задвижками и поворотами

()

25,1

nnккззэкв

ξξξ7,60

dnnn ⋅+⋅+⋅=l .

Определим расчетное тепловое удлинение водопровода, м, между

неподвижными опорами

(

)

tLx −

′

⋅⋅=Δ

−

τ102,1 .

Определим высоту вылета П-образного компенсатора, м, при условии,

что длины вылета и спинки равны

[]

1023,0

хd

Δ⋅⋅⋅⋅

Здесь d

, Δх подставляются в м, а [σ] в мПа.

Найдем удлинение участка за счет вылетов компенсаторов, м,

ккк

2 nhl

⋅

10.

Определим падение давления воды на участке в прямом и обратном

трубопроводах сети вместе, мПа,

(

)

кэкв0101

102

−

−−

⋅

=Δ lllRР

11.

Переведем падение давления на участке в м вод.ст.

0101

⋅

−−

РН .

12.

Располагаемое давление, м вод. ст., в начале рассматриваемого

(первого конечного) магистрального участка (в точке ответвления к

другому абоненту)

01аб

−

Δ ННН

Далее по п. п. 1 – 11 рассчитывается следующий второй

магистральный участок, на котором расход воды будет другой и равный

сумме расходов уже к двум абонентам.

Располагаемое давление, м вод. ст., в начале второго магистрального

участка

аб0-2010-2р2

НННННН

+Δ=Δ

−

где

0-2

НΔ − падение давления на втором магистральном участке.

Потом переходят к следующему магистральному участку и так доходят

до источника теплоснабжения.

Располагаемое давление у источника теплоснабжения, м. вод. ст.

∑

Δ+Δ=Δ

HНН

абрm

где m – количество магистральных участков,

− падение давления на i-м

участке.

Если к располагаемому давлению

рm

прибавить потерю давления в

водогрейных котлах или сетевых подогревателях, то получим располагаемое

давление сетевых насосов, м вод. ст.,

к(сп)рmсн

ННН

Δ .

По расчетному расходу воды на выходе из котельной (ТЭЦ), м

/ч,

равному сумме расходов воды ко всем абонентам,

∑

⋅=

сн

6,3 , и

к(сп)

НΔ из

[1] выбирают сетевые насосы.

Теперь можно перейти к расчету ответвлений.

13. Задается удельная потеря давления, Па / м, на рассматриваемом

ответвлении

)6020(

отв

−

′

R .

Далее переходят к п. п.(2 - 4) параграфа 5.2.1 до п. п.11 параграфа 5.2.2

включительно. Причем G

рi

– расчетный расход воды в i-м ответвлении, кг / с.

14.

Определяется действительное располагаемое давление в конце

ответвления у абонента, м вод. ст.,

iрiаб

ННН

−

′

Δ .

Здесь

HΔ – потеря давления в ответвлении (см. п. 11 параграфа 5.2.2).

ΔН

рi

– располагаемое давление в начале ответвления, м вод. ст. Если

получится

аб

′

Δ больше 20 м вод. ст., то на входе труб к абоненту в прямой

или обратной устанавливается дроссельная шайба, которая должна погасить

избыточное давление, м вод. ст.,

абизбыт

−

′

Δ НН .

Внутренний диаметр дроссельной шайбы, мм,

избыт

4,21

Здесь

G – расчетный расход воды к рассматриваемому абоненту, кг / с.

Если

аб

′

Δ получается меньше 20 м вод. ст., то необходимо еще раз

перезадать диаметр стандартной трубы в большую сторону на этом

ответвлении и расчеты повторять до тех пор, пока будет выполняться

условие

аб

′

Δ ≥ 20 м вод. ст. В случае, когда длина ответвления равна нулю,

то на вводе к абоненту также рассчитывается и ставится дроссельная шайба.

В этом случае избыточное давление, которое должна погасить шайба,

м вод. ст.

Ризбыт

−

Δ НН .

Здесь

НΔ

– располагаемое давление в месте подключения абонента к

магистральному участку (см. п. 12 параграфа 5.2.2).

Далее переходят к расчету следующего ответвления.

В конце находят количество неподвижных и скользящих опор на всех

участках (см. пп. 20 и 21 параграфа 5.1.2).

Следует еще раз подчеркнуть, что по изложенной методике

рассчитывают отдельно по участкам между ответвлениями всю магистраль

от конечного абонента до источника теплоснабжения. Причем на каждом

участке будет свой секундный расход воды, нарастающий к источнику, а

следовательно, и разные диаметры, увеличивающиеся при приближении к

источнику.

Существует и другой метод гидравлического расчета водяных

тепловых сетей, суть которого заключается в следующем.

По расчетному расходу воды на выходе из котельной G

, м

/ ч

(см. параграф 5.2.2), из литературы [1] подбирают сетевой насос.

Находят располагаемое давление этого насоса

сн

, м вод. ст.

Отнимают от значения этого давления потерю давления в водогрейных

котлах (сетевых подогревателях)

к(сп)

из [1], и получают

располагаемое давление в сети на выходе из источника, м вод.ст.,

к(сп)срк

ННН

−

Δ .

От

рк

НΔ отнимают значение располагаемого давления у самого

удаленного от источника абонента

аб

= 20 м вод. ст. и эту разницу

делят на две длины всей магистрали и (1 + α). Получают удельную

потерю давления для всей магистрали, Па / м,

(

)

()

α12

абрк

+⋅⋅

⋅Δ−Δ

′

Далее переходят к пп.(2 – 4) параграфа 5.2.1 и заканчивают пунктом 14

параграфа 5.2.2.

Построение пьезометрического графика (рис.5.2).

Необходимо построить профиль прокладки магистральной тепловой

сети и ответвлений в системе координат Н-l, м (см. рис. 5.2). По оси l

откладываются расстояния между соседними горизонталями l

по

линии прокладки сети, замеренные по карте (рис. 5.1) от котельной и

далее до конечного потребителя. По оси Н откладываются высотные

отметки этих горизонталей, обозначенные на карте. Сумма длин l

равна длине всей магистрали.

На профиле вычерчивается в масштабе высота присоединяемых к сети

зданий (высота задается студентом 10 – 30 м).

Выбирается (в соответствии с табл. 5.4 в зависимости от температуры

воды в прямой сети ~ τ′

) и наносится уровень s-s статического

давления на расстоянии Н

s-s

эквидистантно профилю прокладки сети

исходя из условия обеспечения невскипания воды в любой точке

района.

Проводим касательную к линии s-s в самой высокой точке и

одновременно перпендикулярную к оси Н.

Откладываем от касательной к линии s-s располагаемое давление у

самого удаленного от источника абонента

аб

= 20 м вод. ст.

Находим точку в середине отрезка

аб

и через нее проводим ось

будущего пьезометрического графика параллельно оси l.