Тихомиров А.К. Методические рекомендации к выполнению выпускных (дипломных) работ по теплоснабжению

Подождите немного. Документ загружается.

1



ТИХООКЕАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА ТЕПЛОТЕХНИКИ, ТЕПЛОГАЗОСНАБЖЕНИЯ И

ВЕНТИЛЯЦИИ

А. К. Тихомиров

Методические рекомендации к выполнению выпускных

(дипломных ) работ по теплоснабжению

Хабаровск 2010

2



ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

………………………………………………………………………………. 4

1. РЕКОМЕНДАЦИИ К ВЫПОЛНЕНИЮ ДИПЛОМНОГО ПРОЕКТА

ПО ТЕПЛОСНАБЖЕНИЮ…………….…………………………………….5

1.1. ТЕМЫ ДИПЛОМНЫХ ПРОЕКТОВ………………………………………….…..5

1.2. ОБЪЕМ ДИПЛОМНОГО ПРОЕКТА……………………………………………..5

1.3. СБОР ИСХОДНЫХ ДАННЫХ…………………………………………………. .6

1.4. С ЧЕГО НАЧАТЬ РАБОТУ……………………………………………………….7

2. РЕГУЛИРОВАНИЕ ОТПУСКА ТЕПЛОТЫ …………………….……8

2.1. ТЕПЛОНОСИТЕЛИ И ИХ ПАРАМЕТРЫ…………………………………………8

2.2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСХОДОВ СЕТЕВОЙ ВОДЫ ПРИ

ПРОЕКТИРОВАНИИ ОВЫХ СЕТЕЙ ……………………………..........................10

2.3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСХОДОВ СЕТЕВОЙ ВОДЫ ДЛЯ ПРОЕКТОВ ПО

РЕКОНСТРУКЦИИ…………………………………………………………………..13

2.4. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ…………………………….14

2.5. РАЗРАБОТКА ГИДРАВЛИЧЕСКИХ РЕЖИМОВ ОТКРЫТЫХ СИСТЕМ

ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ………………….......................................................................16

2.6. ПРОВЕРОЧНЫЕ РЕЖИМЫ ПРИ НЕПОСРЕДСТВЕННОМ

ВОДОРАЗБОРЕ……………….....................................................................................16

2.7. АНАЛИЗ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ РЕЖИМОВ СИСТЕМЫ

ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ………………………………………………………………...18

2.8. НАЛАДКА ВОДЯНЫХ ТЕПЛОВЫХ

СЕТЕЙ……………………………………...20

2.9. РАСЧЕТ И ПОДБОР ОБОРУДОВАНИЯ ТЕПЛОВЫХ

ПУНКТОВ………………21

2.9.1. ПОДБОР ЭЛЕВАТОРА …………………………………………………………….22

2.9.2. РАСЧЕТ И ПОДБОР ТЕПЛООБМЕННИКОВ ……………………………………27

3. ТРУБЫ И ЗАПОРНАЯ АРМАТУРА …………………………………… 27

3.1. ТРУБЫ …………………………………………………………………………………27

3.2.ВИДЫ ТРУБ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ПРИ ПРОКЛАДКЕ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ……36

3



3.3. АРМАТУРА …………………………………………………………………………...39

4. КОМПЕНСАЦИЯ ТЕМПЕРАТУРНЫХ ДЕФОРМАЦИЙ…………….48

4.1. РАСЧЕТ И ПОДБОР КОМПЕНСАТОРОВ…………………………………………48

4.2. ПОДБОР П-ОБРАЗНЫХ КОМПЕНСАТОРОВ …………………………………….49

4.3. РАСЧЕТ УГЛОВ ПОВОРОТА ТЕПЛОТРАССЫ НА САМОКОМПЕНСАЦИЮ...56

4.4. ПОДБОР САЛЬНИКОВЫХ КОМПЕНСАТОРОВ

…………………………………58

4.5. УСТАНОВКА И ПОДБОР СИЛЬФОННЫХ КОМПЕНСАТОРОВ ……………….59

5. ТЕПЛОВАЯ ИЗОЛЯЦИЯ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ ……………………… 62

5.1. ТРЕБОВАНИЯ К КОНСТРУКЦИИ ТЕПЛОВОЙ ИЗОЛЯЦИИ

…………………...62

5.2. РАСЧЕТ ТОЛЩИНЫ ТЕПЛОВОЙ ИЗОЛЯЦИИ ПО НОРМИРОВАННОЙ

ПЛОТНОСТИ ТЕПЛОВОГО ПОТОКА……………………………………………...63

5.3. ТОЛЩИНА ТЕПЛОВОЙ ИЗОЛЯЦИИ………………………………………………71

5.4. РАСЧЕТ ЭФФЕКТИВНОЙ ТОЛЩИНЫ ТЕПЛОВОЙ ИЗОЛЯЦИИ ДЛЯ

ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ…………………………………………………………………..79

6. ОПОРЫ В ТЕПЛОВЫХ СЕТЯХ …………………………………………80

6.1. ПОДВИЖНЫЕ ОПОРЫ ……………………………………………………………..81

6.2. СИЛА ТРЕНИЯ ГРУНТА …………………………………………………………….87

6.3. НЕПОДВИЖНЫЕ ОПОРЫ …………………………………………………….. …..88

7. РАСЧЕТНЫЕ ПРОГРАММЫ ПО ТЕПЛОСНАБЖЕНИЮ ……........ 96

ПРИЛОЖЕНИЕ А.

РАСЧЕТНЫЕ ПРОГРАММЫ ПО ТЕПЛОСНАБЖЕНИЮ….. .97

ПРИЛОЖЕНИЕ Б. ЕДИНИЦЫ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН………………………… 105

ПРИЛОЖЕНИЕ В. ОРИЕНТИРОВОЧНЫЙ ПРОЦЕНТНЫЙ СОСТАВ

ДИПЛОМНОГО ПРОЕКТА ПО ТЕПЛОСНАБЖЕНИЮ …….107

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЕ ССЫЛКИ…………………………………. …109

4



ВВЕДЕНИЕ

Методические рекомендации написаны для студентов специальности

«Теплогазоснабжение и вентиляция» и могут быть использованы при

выполнении дипломных проектов по направлению «Теплоснабжение», а

также при решении других практических задач по данной дисциплине.

Дипломное проектирование, являясь завершающей частью

учебного процесса, способствует усвоению студентами теоретических

знаний, приобретению практических навыков в проектно-конструкторской

работе.

Дипломное проектирование по теплоснабжению дает возможность

студенту освоить методы расчета различных видов теплового потребления,

изучить способы регулирования отпуска теплоты, выполнить гидравлические

расчеты трубопроводов тепловых сетей, тепловой и механический расчеты

теплопроводов, приобрести навыки по использованию технической,

справочной и нормативной литературы.

Рекомендуемые в настоящем пособии нормативные, расчетные и

руководящие материалы,

а также расчетные программы могут быть

использованы при выполнении дипломных проектов как по проектированию

новых, так и по реконструкции существующих водяных систем

теплоснабжения.

Предложенные рекомендации по выполнению дипломного

проекта в настоящее время пребывают еще в стадии разработки,

и автор, при последующей работе над этим методическим

пособием, с благодарностью примет от пользователей

предложения по дополнениям, разъяснениям, информацию по

возможным опечаткам и неточностям

5



1. РЕКОМЕНДАЦИИ К ВЫПОЛНЕНИЮ ДИПЛОМНОГО ПРОЕКТА ПО

ТЕПЛОСНАБЖЕНИЮ

1.1. ТЕМЫ ДИПЛОМНЫХ ПРОЕКТОВ

В настоящее время возможны различные варианты тем дипломных

проектов. При проектировании новых жилых микрорайонов, крупных

кварталов, поселков, промышленных площадок и комбинатов, темы

дипломных проектов могут, например, носить название «Теплоснабжение

жилого микрорайона № 3 г. Тэгэвещенска..», «Теплоснабжение жилых

кварталов в границах улиц Кафедральная, Институтская, Стипендиальная»,

«Теплоснабжение жилого поселка Ботаников» и т.д

.. В последнее

двадцатилетие в стране проектирование крупных объектов дело редкое, и

поэтому приходится больше заниматься реконструкцией существующих

систем теплоснабжения. Соответственно и наименования тем дипломных

проектов будут звучать по-другому, например «Реконструкция и наладка

системы теплоснабжения ……… (далее название объекта)».

1.2. ОБЪЕМ ДИПЛОМНОГО ПРОЕКТА

Объем дипломного проекта в первую очередь зависит от количества

рассматриваемых вариантов системы теплоснабжения, количества

потребителей, и, соответственно, от разветвленности тепловой сети и

количества участков. Если рассматривается один вариант системы,

желательно, чтобы количество потребителей было не менее ста. После

выполнения гидравлических расчетов и разработки гидравлических режимов,

а также выявления участков, требующих

реконструкции, объем, подлежащий

дальнейшей разработке, может уменьшиться. При выполнении расчетов по

сравнению двух и более вариантов системы теплоснабжения (например,

закрытая и открытая, двухтрубная и четырехтрубная и т.д.) объем

(количество потребителей) может быть меньше.

6



1.3. СБОР ИСХОДНЫХ ДАННЫХ

Этому вопросу следует уделять особое внимание. Поскольку в

настоящее время темы дипломных проектов – это в основном

реконструкция, то исходные данные могут быть следующие:

1. Масштабный топографический план объекта теплоснабжения с

горизонталями (или отметками) с нанесенными тепловыми сетями, с

диаметрами и длинами участков. Масштаб желателен 1: 1000 (но чаще

бывает 1:2000). Такие планы могут

быть в ПТО предприятий по

эксплуатации тепловых сетей, в проектных организациях.

2. Расчетные параметры теплоносителя (расчетные температуры

теплоносителя и напоры в подающем и обратном трубопроводах в

точке подключения) в предстоящем отопительном сезоне.

3. Тепловые нагрузки потребителей – максимальные тепловые потоки на

отопление и вентиляцию, среднечасовые и максимальные на горячее

водоснабжение.

4. Рабочие

чертежи насосных станций, ЦТП, ИТП, если таковые имеются.

Рабочие чертежи существующей системы теплоснабжения: планы

тепловых сетей, монтажные схемы, продольные профили, тепловые

камеры, опоры, поперечные разрезы и т. д. Не факт, что все это вы

будете копировать в своих проектах, но опыт проектировщиков и

«наглядные пособия» нам всегда пригодятся. Эти данные

могут быть в

ПТО и в абонентском отделе, а также у проектировщиков.

5. Необходимо иметь информацию о работе существующей системы

теплоснабжения в прошедшем отопительном сезоне, а именно:

располагаемые напоры в начале трассы и у концевых потребителей в

отопительный и неотопительный периоды; наличие у некоторых

потребителей работы на сброс; аварийность

системы; схемы

присоединения потребителей; наличие в тепловых пунктах

подкачивающих насосов; наличие автоматизированных тепловых

пунктов; обеспечение источниками тепла температурных графиков;

Эти данные могут быть в ПТО, а также сетевом районе.

7



1.4. С ЧЕГО НАЧАТЬ РАБОТУ

С уточнения тепловых нагрузок, с определения недостающих.

Необходимо при определении нагрузок учитывать также нагрузки еще

недостроенных и проектируемых зданий. Далее определить по

каждому потребителю расчетные расходы сетевой воды в соответствии

с расчетными параметрами теплоносителя и графиком регулирования

(скорее всего, это будет отопительно-бытовой график), с

использованием соответствующих методик по

определению расходов

сетевой воды (обратить особое внимание на ГВС).

После определения расходов сетевой воды можно приступить к

составлению расчетной схемы тепловой сети. Расчетная схема может

быть и безмасштабная (чтобы втиснуть ее (или, наоборот, немного

растянуть) в формат А1, но она должна соответствовать конфигурации

существующей тепловой сети. На расчетной схеме (при

реконструкции) проставляются номера участков (нумерация

начинается с головного участка), диаметры трубопроводов Дн

Х S,

длины участков в метрах, расходы теплоносителя для расчетного

режима на подающем, а в открытых системах и на обратном

трубопроводах в т/ч. На расчетных схемах вновь проектируемых сетей

диаметры, конечно, отсутствуют. Их определение – одна из задач

гидравлического расчета. При проектировании четырехтрубных систем

приходится составлять две расчетных схемы: одна для сетей

ОВ,

другая для сетей ГВС.

Для определения расчетных расходов сетевой воды необходимо

предварительно рассмотреть вопрос регулирования отпуска тепла. Как

правило, приходится использовать тот метод регулирования, который

уже применяется в существующей системе теплоснабжения. В этом

случае необходимо выполнить расчет и построение графика

температур сетевой воды. При сравнении вариантов небольших систем

теплоснабжения

с источником тепла котельной могут быть

рассмотрены также различные варианты центрального регулирования

отпуска тепла.

8



2. РЕГУЛИРОВАНИЕ ОТПУСКА ТЕПЛОТЫ

2.1. ТЕПЛОНОСИТЕЛИ И ИХ ПАРАМЕТРЫ



Согласно [1] максимальная расчетная температура сетевой воды на

выходе из источника теплоты, в тепловых сетях и приемниках теплоты

устанавливается на основании технико-экономических расчетов.

Минимальная температура сетевой воды на выходе из источника

теплоты и в тепловых сетях при наличии в закрытых системах

теплоснабжения нагрузки горячего водоснабжения должна обеспечивать

возможность подогрева воды, поступающей на горячее водоснабжение, до

нормируемого уровня.

При расчете графиков температур сетевой воды в системах

централизованного теплоснабжения температура наружного воздуха начала и

конца отопительного периода t

нк

согласно [1] принимается при

среднесуточной температуре наружного воздуха:

+8 °С в районах с расчетной температурой наружного воздуха для

проектирования отопления до –30 °С и усредненной расчетной температурой

внутреннего воздуха жилых и общественных отапливаемых зданий 18 °С;

+10 °С в районах с расчетной температурой наружного воздуха для

проектирования отопления ниже –30 °С и усредненной расчетной

температурой внутреннего воздуха жилых и общественных отапливаемых

зданий 20 °С.

Усредненная расчетная температура внутреннего воздуха

отапливаемых производственных зданий принимается 16 °С.

При отсутствии у приемников теплоты в системах отопления и

вентиляции автоматических индивидуальных устройств регулирования

температуры внутри помещений в водяных тепловых сетях может

применяться следующее регулирование температуры теплоносителя:

1. Центральное качественное по нагрузке отопления или по

совместной нагрузке отопления, вентиляции и горячего водоснабжения –

путем изменения на источнике теплоты температуры теплоносителя в

зависимости от температуры наружного воздуха;

9



2. Центральное качественно-количественное по совместной нагрузке

отопления, вентиляции и горячего водоснабжения – путем регулирования на

источнике теплоты, как температуры, так и расхода сетевой воды.

Центральное качественно-количественное регулирование на источнике

теплоты может быть дополнено групповым количественным регулированием

на тепловых пунктах преимущественно в переходный период отопительного

сезона.

При центральном качественно-количественном регулировании отпуска

теплоты для подогрева воды в системах горячего водоснабжения

потребителей температура воды в подающем трубопроводе должна быть:

для закрытых систем теплоснабжения – не менее 70 °С;

для открытых систем теплоснабжения – не менее 60 °С.

В системах теплоснабжения, при наличии у потребителя теплоты в

системах отопления и вентиляции индивидуальных устройств

регулирования температуры воздуха внутри помещений количеством

протекающей через приемники сетевой воды, следует применять

центральное качественно-количественное регулирование, дополненное

групповым количественным регулированием на тепловых пунктах с целью

уменьшения колебаний гидравлических и тепловых режимов в конкретных

квартальных (микрорайонных) системах в пределах, обеспечивающих

качество и устойчивость теплоснабжения.

В жилых и общественных зданиях при отсутствии у отопительных

приборов терморегулирующих клапанов следует предусматривать

автоматическое регулирование в тепловых пунктах по температурному

графику для поддержания средней по зданию температуры внутреннего

воздуха.

При разработке дипломных проектов на реальной основе приходится

применять существующий способ регулирования в действующих тепловых

сетях. В основном это центральное регулирование по отопительно-бытовому

графику температур. Центральное регулирование при наличии

авторегуляторов в тепловых пунктах дополняется местным (в основном

количественным и пропусками). Пример отопительно – бытового графика

приведен ниже.

10



-31

-25

130

120

110

100

-15

-10

-5

=3.6

+10

III

-20

-23

Рис. 2.1. Отопительно-бытовой график температур сетевой воды для

открытой системы теплоснабжения



2.2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСХОДОВ СЕТЕВОЙ ВОДЫ

ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ НОВЫХ СЕТЕЙ

Расчетный расход сетевой воды, т/ч, для определения диаметров труб в

водяных тепловых сетях при качественном регулировании отпуска теплоты

согласно [1, 6] следует определять отдельно для отопления, вентиляции и

горячего водоснабжения по формулам:

а) на отопление

()

omax

3, 6Q

−

; (2.1)

б) на вентиляцию

()

vmax

3, 6Q

−

; (2.2)

в) на горячее водоснабжение в открытых системах теплоснабжения:

среднечасовой

()

1hm

3, 6Q

ct t

−

; (2.3)