Теплоснабжение промышленного и жилого района

Gут= 0,0075 ×Vсист м3/ч     (2.14)

Требуемая подача подпиточного насоса Gпн составит

Gпн= Gут + Ghmax т/ч     (2.15)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 6 Пьезометрический график главной магистрали 

3 КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ

 

3.1 Расчет самокомпенсации.

  Определяем изгибающее напряжение от термических деформаций в трубопроводе диаметром dн = 630 мм у неподвижной опоры при расчетной температуре теплоносителя t = 130 0С и температуре окружающей среды tо= -220С. Модуль продольной упругости стали Е = 2x105 МПа, коэффициент линейного расширения a = 1,25x10-5 1/0C. Сравнить с допускаемым напряжением dдоп= 80 МПа

 

Рисунок 7 Расчетная схема

 

Определим линейное удлинение DL1 длинного плеча L1

             DL1= a ×L1× (t - to) = 1,25x10-5× 1560 × (130 + 22) = 2,964 м

При b = 450 и n = L1/L2 = 2,79 по формуле  находим изгибающее напряжение у опоры

                          (3.1)

Мпа

 

Полученное изгибающее напряжение не превышает допускаемое         sдоп= 80 Мпа. Следовательно данный угол поворота может быть использован для самокомпенсации.

Таблица 6 Значение напряжений для участков с поворотом

Участок	L	L1	L2	D	ΔL	n	β	σ
2-6	1420	700	720	0,63	1,33	0,97	0	1,0
3-4	1493	808	685	0,82	1,5352	1,18	0	1,8
	1092	685	407	0,82	1,3015	1,68	0	5,2
4-5	933	627	306	0,72	1,1913	2,05	0	8,4
	2730	306	2424	0,72	0,5814	0,13	0	0,0
	3207	2424	783	0,72	4,6056	3,10	0	6,6
8-9	682	470	212	1,02	0,893	2,22	0	19,6
	830	212	618	1,02	0,4028	0,34	0	0,4
9-10	1430	617	813	1,02	1,1723	0,76	0	1,0
	1503	813	690	1,02	1,5447	1,18	0	2,2
11-12	2120	1560	560	0,63	2,964	2,79	45	17,3

 

3.2 Расчет тепловой изоляции.

Определяем по нормируемой плотности теплового потока толщину тепловой изоляции для двухтрубной тепловой сети с dн = 1420 мм, проложенной б/к способом. Глубина заложения канала hк = 1,5 м. Среднегодовая температура грунта на глубине заложения оси трубопроводов t 0 = 4 0С. Теплопроводность грунта lгр= 2,5 Вт/м град. Тепловая изоляция – плиты полужесткие из минеральной ваты. Среднегодовая температура теплоносителя в подающем трубопроводе t1 = 90 0С, в обратном t2 = 50 С.

 

- термическое сопротивление  грунта, определяем по формуле:

                                                                        (3.2)

 

- добавочное термическое сопротивление, учитывающее взаимное влияние  труб при бесканальной прокладке, величину которого определяют по формулам

для подающего трубопровода

                                                                  (3.3)               

 

для обратного трубопровода

                                                                                     (3.4)

 

b - расстояние между осями трубопроводов, м, принимаемое в зависимости от их диаметров условного прохода по данной таблице:b=1.4

, - коэффициенты, учитывающие взаимное влияние температурных полей соседних теплопроводов, определяемые по формулам

                                

                                                             (3.5)                                              

                                                                                     (3.6)

qe под=186,   qe обр=93Вт/м

Ψ1=0,55 , Ψ2=1,81, отсюда:

 

 

Rк - термическое сопротивление слоя изоляции;

                     (3.7)

                       (3.8)

Расчет толщины тепловой изоляции трубопроводов dк по нормированной плотности теплового потока выполняют по формуле

                                                                                                (3.9)

 

Таблица 7 Расчет тепловой изоляции

участок	d	qeпод	qeобр	ψ1	ψ2	b	Rгр	R1	R2	Rk1	Rk2	δ1, м	δ2, м
ТЭЦ4-1	1,42	186	93	2,00	0,5	1,4	0,088	0,097	0,024	0,180	0,395	0,113	0,270
1-2	1,02	186	93	2,00	0,5	1,4	0,111	0,097	0,024	0,157	0,372	0,070	0,181
2-3	0,92	186	93	2,00	0,5	1,4	0,118	0,097	0,024	0,150	0,365	0,060	0,159
2-6	0,63	156	80	1,95	0,5	1,3	0,143	0,104	0,027	0,206	0,418	0,058	0,128
3-4	0,82	186	93	2,00	0,5	1,4	0,126	0,097	0,024	0,143	0,357	0,051	0,139
4-5	0,72	170	86	1,98	0,5	1,4	0,134	0,096	0,025	0,182	0,388	0,058	0,134
1-7	1,22	186	93	2,00	0,5	1,3	0,099	0,107	0,027	0,151	0,383	0,080	0,224
7-13	0,63	156	80	1,95	0,5	1,4	0,143	0,095	0,025	0,224	0,419	0,063	0,129
7-8	1,22	186	93	2,00	0,5	1,4	0,099	0,097	0,024	0,170	0,384	0,091	0,224
8-9	1,02	186	93	2,00	0,5	1,4	0,111	0,097	0,024	0,157	0,372	0,070	0,181
9-10	1,02	186	93	2,00	0,5	1,4	0,111	0,097	0,024	0,157	0,372	0,070	0,181
10-15	0,63	156	80	1,95	0,5	1,3	0,143	0,104	0,027	0,206	0,418	0,058	0,128
10-11	0,92	186	93	2,00	0,5	1,4	0,118	0,097	0,024	0,150	0,365	0,060	0,159
11-14	0,63	156	80	1,95	0,5	1,3	0,143	0,104	0,027	0,206	0,418	0,058	0,128
11-12	0,63	156	80	1,95	0,5	1,3	0,143	0,104	0,027	0,206	0,418	0,058	0,128

 

3.3 Расчет компенсаторов.

Определить размеры П-образного компенсатора и его реакцию для участка трубопровода с длиной пролета между неподвижными опорами L = 100 м. Расчетная температура теплоносителя t1. Расчетная температура наружного воздуха для проектирования систем отопления t0. Учесть при расчетах предварительную растяжку компенсатора.

Приняв коэффициент температурного удлинения   a=1,20×10-2 мм/м×0С, определим расчетное удлинение участка трубопровода по формуле (81):

Dl= a × L× (t1 - t0) , мм     (3.10)

Расчетное удлинение Dlр с учетом предварительной растяжки компенсатора составит

Dlр= 0,5 × Dl , мм     (3.11)

По приложению, ориентируясь на Dlp, принимаем П-образный компенсатор имеющий компенсирующую способность Dlк ,мм, вылет              H, м, спинку с, м. По приложению определим реакцию компенсатора Р  при значении Рк= 0,72 кН/см и Dlр, см

Р = Рк × Dlр, кН                                        (3.12)

 

Реакция сальникового компенсатора - сила трения в сальниковой набивке определяется по формуле

                  (3.13)

 =0,16 - рабочее давление теплоносителя, МПа;

 =1,17- длина слоя набивки по оси сальникового компенсатора, м;

 =0,72- наружный диаметр патрубка сальникового компенсатора, м;

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

 

 

Таблица 8 Типоразмеры П-образных и сальниковых компенсаторов

 

участок	d, м	L	ΔL	ΔLр	P, кН	Rк, кН
ТЭЦ4-1	1,42	160	291,84	145,92		250,4062
1-2	1,02	160	291,84	145,92		179,8692
2-3	0,92	200	364,8	182,4	131,328
2-6	0,63	200	364,8	182,4	131,328
3-4	0,82	200	364,8	182,4	131,328
4-5	0,72	200	364,8	182,4	131,328
1-7	1,22	160	291,84	145,92		215,1377
7-13	0,63	200	364,8	182,4	131,328
7-8	1,22	160	291,84	145,92		215,1377
8-9	1,02	160	291,84	145,92		179,8692
9-10	1,02	200	364,8	182,4		224,8366
10-15	0,63	200	364,8	182,4	131,328
10-11	0,92	200	364,8	182,4	131,328
11-14	0,63	200	364,8	182,4	131,328
11-12	0,63	200	364,8	182,4	131,328

 

3.4 Расчет усилий в неподвижных опорах теплопровода.

Определить горизонтальное осевое усилие Hго на неподвижную опору Б. Определить вертикальную нормативную нагрузку Fv на подвижную опору.

Расчет горизонтальных усилий Hго на опору Б для различных тепловых режимов работы трубопровода выполним по формулам

 

Hго= Pк+m ×Gh × L1– 0,7 × m ×Gh × L2 ,Н      (3.14)

Hго= Pк +m × Gh ×L2 – 0,7 ×m × Gh × L1 , Н     (3.15)

Hго=Pх+m × Gh × L2 – 0,7 × (Pк + m × Gh × L1) , Н    (3.16)

Hго= Pх + m × Gh × L1– 0,7 × (Pк + m × Gh × L2) ,Н    (3.17)

В качестве расчетного усилия принимаем наибольшее значение            Hго. Вертикальную нормативную нагрузку на подвижную опору Fv определим по формуле (89) методического пособия

Fv = Gh × L , кН.      (3.18)

Таблица 9 Расчет усилий в неподвижных опорах
Диаметр трубопровода dн, м		700
Вес погонного метра Gh, Н		6230
Расстояние между подв опорами L, м		10
Коэффициенттрения в подв опорах μ		0,3
Реакция компенсатора Pк, кН		0
Сила упругой деформации поворота Pх, кН		0,12
Длинна L1, м		50
Длинна L2, м		25
Горизонтальное усилие Нго, Н	от Pк по L1	60742,5
	от Pк по L2	18690,00
Горизонтальное усилие Нго, Н	от Px по L1	18689,9
	от Px по L2	60742,6
Вертикальная нагрузка Fv, Н		62300

 

3.5 Подбор элеватора

Требуемый располагаемый напор для работы элеватора , м определяется по формуле

                                                                      (3.19)

где h - потери напора в системе отопления, принимаемые 1,5-2 м;

Up - расчетный коэффициент смешения, определяемый по формуле

                                                                                                (3.20)

Расчетный коэффициент смешения для температурного графика 150-70 равен

= 2,2; для графика 140-70 = 1,8; для графика 130-70 = 1,4.

Диаметр горловины камеры смешения элеватора dг, мм, при известном расходе сетевой воды на отопление G, т/ч, определяется по формуле

                                        (3.21)

 мм

Диаметр сопла элеватора dc, мм, при известном расходе сетевой воды на отопление G, т/ч, и располагаемом напоре для элеватора Н , м, определяется по формуле

                                         мм                                 (3.22)

 

 Располагаемый напор  перед элеватором H для расчета сопла определяется как разность располагаемого напора перед системой отопления Hтп и потерь напора в системе отопления h, м

                                             (3.24)

мм

 

 

 

 

 

Таблица 10 Конструктивные характеристики элеватора

№,п/п	Наименование участка	Σ G, т/ч	dг,мм	dс,мм	№,п/п	Наименование участка	Σ G, т/ч	dг,мм	dс,мм
1	ТЭЦ4-1	1179,95	393,28	175,87	18	7-8	558,72	270,62	121,02
2	1-2	489,62	253,33	113,29	19	8-КВ5	36,25	68,93	30,82
3	2-3	375,16	221,76	99,16	20	8-КВ6	55,58	85,36	38,17
4	3-КВ7	95,27	111,75	49,97	21	8-9	466,89	247,38	110,63
5	2-6	114,46	122,49	54,77	22	9-КВ8	43,13	75,19	33,62
6	6-КВ8	59,18	88,07	39,38	23	9-КВ9	36,80	69,45	31,06
7	6-КВ9	55,28	85,12	38,07	24	9-10	386,96	225,21	100,71
8	3-4	279,89	191,54	85,65	25	10-15	105,55	117,62	52,60
9	4-КВ10	36,80	69,45	31,06	26	15-КВ13	67,93	94,37	42,20
10	4-КВ11	36,80	69,45	31,06	27	15-КВ14	37,61	70,21	31,40
11	4-5	206,29	164,44	73,53	28	10-11	281,41	192,06	85,89
12	5-КВ15	122,91	126,93	56,76	29	11-14	156,47	143,21	64,04
13	5-КВ19	83,37	104,54	46,75	30	14-КВ12	102,10	115,69	51,73
14	1-7	690,33	300,81	134,52	31	14-КВ16	54,37	84,42	37,75
15	7-13	131,62	131,35	58,74	32	11-12	124,94	127,97	57,23
16	13-КВ1	58,42	87,51	39,13	33	12-КВ17	62,47	90,49	40,46
17	13-КВ2	73,20	97,95	43,80	34	12-КВ18	62,47	90,49	40,46