Источники теплоснабжения

В узлах присоединения распределительных сетей к крупным магистралям сооружаются секционирующие камеры (СК), в которых размещаются: секционирующие задвижки, головные задвижки распределительных сетей, задвижки на блокирующих связях между смежными магистралями, а также между магистралями и резервными источниками теплоснабжения (например, районными котельными).

Секционирующие задвижки устанавливаются обычно на магистральных сетях через 1 - 3 км.

Благодаря разделению магистральных сетей на секции, уменьшаются потери воды из сети при аварии, т.к. место аварии локализуется секционирующими задвижками. Это облегчает и ускоряет включение в работу сети после аварии. При диаметрах магистралей, отходящих от источника теплоты 700 мм и менее, обычно применяют радиальную (лучевую) схему тепловой сети с постепенным изменением диаметра по мере удаления от котельной и снижения присоединенной тепловой нагрузки. Такая сеть является наиболее дешевой по начальным затратам, требует наименьшего расхода металла на сооружение и проста в эксплуатации.

Однако, при аварии на магистралях радиальной сети прекращается теплоснабжение абонентов, присоединенных за местом аварии. Однако, поскольку максимальный срок ликвидации аварии на таких сетях не превосходит 24 часов, то такое решение является в большинстве случаев приемлемым.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Гидравлический расчет  и выбор схемы присоединения  абонентов.

При гидравлическом расчете тепловых сетей определяют потери давления на участках трубопроводов для последующей разработки гидравлического режима и выявления располагаемых напоров на тепловых пунктах потребителей. При гидравлическом расчете трубопроводов  определяем суммарный расчетный расход сетевой воды, складывающейся  из расчетных расходов на отоплению, вентиляцию и ГВС.

Потери давления  на участке трубопровода складывается из линейных потерь (потерь на трения и местных сопротилений).

Предварительный расчет:

Определяем долю местных сопротивлений по формуле Шифринсона:

где =0,19 – коэффициент для воды;

        G – расход теплоносителя в начале магистрали, G=243,3 т/ч.

Определяем удельное линейное падение давления:

где -коэффициент равный 13,62*10-6, при абсолютной эквивалентной шероховатости kэ=0,0005 м;

         d – внутренний диаметр трубопровода (предварительно определяется по «Сборнику задач» Сафонов рис.5.2. 0,5 мм и =975 кг/м3) при расходе горячей воды 875,81 т/час, принимаем большой диаметр трубы 996 мм. Принимаем что прокладка предполагает четыре магистральные ветки, то 996:4=249 мм. Ближайший большой диаметр равен 259 мм, который и берем за исходный.

Определяем среднюю плотность теплоносителя

,  но так как теплоноситель жидкость, то 

Определяем диаметр трубопровода из предположения его работы в квадратичной области:

где , при абсолютной эквивалентной шероховатости kэ=0,0005 м;

 

Проверочный расчет:

Округляем предварительно полученный диаметр до ближайшего по стандарту d=259мм

Определяем число Re сравнивая его с придельным Reпр:

где - кинематическая вязкость;

        - предельная скорость воды в трубопроводе, м/с.

Таким образом, поэтому имеет место квадратичным режимам падения давления в трубопроводе от расхода.

 

 

 

 

 

 

 

6. Выбор конструкции теплопровода.

Трубопроводы, транспортирующие горячую воду с температурой выше 115 °С, должны соответствовать техническим требованиям, указанным в следующих документах:

а) «Правила устройства и безопасной эксплуатации трубопроводов пара и горячей воды»;

б) ГОСТ 365-80 «Арматура и детали трубопроводов. Давления условные, пробные и рабочие».

В) стандарты (ГОСТ) на основные виды трубопроводных изделий.

Для сооружения тепловых сетей используются стальные трубы из стали марок Ст2, СтЗ, Ст10, Ст20, Ст102С1, Ст15ГС, Ст16ГС.

Преимущественное применение стальных труб для тепловых сетей обусловлено их высокими механическими качествами и эластичностью, а также возможностью использования сварки, которая обеспечивает надежность и герметичность соединений.

Выбор труб и арматуры для теплопроводов производится по условным диаметрам (проходам), давлению и температуре рабочей среды.

Для тепловых сетей горячего водоснабжения применяются оцинкованные стальные трубы, сварку которых производят в среде углекислого газа.

Для трубопроводов котельной применяются бесшовные электросварные трубы. Бесшовные трубы изготавливают по ГОСТ 8731-66 (горячекатаные) и по ГОСТ 8733-66 (холоднотянутые).

На выходе из котельной применяются проходные каналы, в которых есть возможность беспрепятственно заменять и добавлять трубопроводы, проводить ревизию, ремонт и ликвидацию аварий.

Габариты проходных каналов выбираются из условия обеспечения достаточного прохода для обслуживающего персонала и свободного доступа по всем элементам оборудования, требующим постоянного обслуживания (задвижки, компрессоры, дренажи).

Проходные каналы должны быть оборудованы естественной вентиляцией, для поддержания температуры воздуха не выше 30°С, безопасным электрическим освещением, системой дренажа.

В тех случаях, когда количество прокладываемых труб параллельно невелико, но постоянный доступ к трубопроводам необходим, например, при пересечении крупных проезжих магистралей, теплопроводы сооружаются в полупроходных каналах. Габариты полупроходных каналов выбирают из условия прохода по ним человека в полусогнутом состоянии. Высота в свету полупроходных каналов выбирается не менее 1400 мм. В них можно проводить осмотр трубопроводов, мелкий ремонт тепловой изоляции при выключенной из работы теплосети.

В остальных же частях теплопроводы прокладываются в непроходных каналах с воздушным зазором.

Для компенсации тепловых удлинений применяются сальниковые компенсаторы, расположенные в специальных шинах или камерах.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7. Выбор тепловой изоляции и расчет тепловых потерь.

Тепловая изоляция служит для снижения тепловых потерь. При выборе толщины изоляции теплопроводов следует учитывать требования со стороны производственного процесса, включая охрану труда, так же нормативные тепловые потери, установленные для данного производства с помощью технико-экономических расчетов.

Влияет также на выбор толщины изоляции необходимость поддержания, по условиям техники безопасности, температуры поверхности изоляции теплопроводов, проложенных в рабочих помещениях или в проходных каналах не выше 40-50°С. При температуре теплопроводов 0-200°С берем материал - минеральную вату - (λ = 0,046 Вт/мк, ρ = 200 кг/м3). Это широко распространенный и сравнительно дешевый материал.

D изоляции т/п		20	40		60		80		100		125		150		200
Удельные тепловые потери		0,99	0,805		0,604		0,493		0,422		0,363		0,326		0,274
Уменьш.теплопотери		0,185		0,201		0,111		0,071		0,059		0,037		0,052

 

Как видно из приведенной таблицы, при изменении Δиз от 20 до 90мм уменьшение потерь тепла наиболее велико, а затем при увеличении Лиз относительные потери теплоты значительно не уменьшаются, что приводит к увеличению экономического расхода. Таким образом, для прямого (подающего) теплопровода принимаем Δиз = 80 мм. А т.к. температура обратной воды значительно ниже температуры прямой, на обратный трубопровод принимаем Δиз = 40 мм.

Определяем тепловые потери 1 м подающего и обратного трубопроводов с наружным диаметром d=273 мм, проложенных в непроходном канале. Высота канала 0,6 м; ширина 1,09 м; температура поверхности грунта t0=2ºС. Теплопроводность изоляции , толщина ее на подающем трубопроводе 80 мм, на обратном 40 мм. Теплопроводность грунта , глубина залегания h=1,8 м.

Эквивалентный диаметр канала:

где F – площадь сечения канала, м2;

        Р – периметр канала, м.

Термическое сопротивление подающего трубопровода:

Термическое сопротивление обратного трубопровода:

Термическое сопротивление канала и грунта:

Температура воздуха в канале:

где - температура теплоносителя в каждом из трубопроводов;

        - термическое сопротивление изоляционной конструкции каждого из теплопроводов соответственно.

Удельные  тепловые потери подающего трубопровода:

Удельные  тепловые потери обратного трубопровода:

Суммарные удельные тепловые потери:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.  Компоновка оборудования  теплового пункта.

Основное назначение теплового пункта (подстанции) заключается в установлении и поддержании параметров теплоносителя (давление, температура, расход) на заданном уровне, необходимом для надежной и экономичной работы теплопотребляющих установок, питаемых от подстанции. При водяном теплоносителе основное оборудование ТП состоит из водоструйных и центробежных насосов водо-водянных теплообменников, аккумуляторов горячей воды, приборов для регулирования и контроля параметров теплоносителя, приборов и устройств для защиты от коррозии местных установок ГВС.

Тепловые подстанции сооружаются как местные (МТП) – для каждого здания, так и групповые (ГТП) – для групповых зданий. ГТП широко применяются в новых жилых районах. Это обусловлено не только технико-экономическими соображениями, а требованием выноса насосов из подвалов жилых и общественных зданий для снижения шума и вибрации, а так же практикой последних лет строительства зданий без подвальных помещений. Устройство ГТП упрощает эксплуатацию  инженерного оборудования, уменьшает требуемое количество приборов и позволяет уменьшить количество обслуживающего персонала.