Тепловое потребление

Расчетная схема тепловой сети

(предварительная)

1

Gd=311,77 т/ч

l₁=290 м

d_HxS =155х4,5 мм

Gd=311,77 т/ч

l₁=290 м

d_HxS =325х8 мм

7

5

Gd=311,77 т/ч

l₁=290 м

d_HxS =325 мм

Gd=311,77 т/ч

l₁=290 м

d_HxS =273х8 мм

 Мк/р

I 

3

   Мк/р

  И

 III

2

4

Gd=311,77 т/ч

l₁=290 м

d_HxS =325х8 мм

Gd=311,77 т/ч

l₁=290 м

d_HxS =194х5 мм

 Мк/р

  IV

 Мк/р

Gd=311,77 т/ч

l₁=290 м

d_HxS =155х4,5 мм

6

     II

Разработал 

Ивочкин А. Д.

КП. 140102 Т-09-52

Лист

Проверил

Слюсаревская

23

Изм.

Лист

№ Документа

Подпись

Дата

     Расчетные данные для гидравлического расчета трубопроводов

Для обеспечения надёжной работы тепловой сети определяем место установки неподвижных опор, компенсаторов, тепловых камер и запорной арматуры. Неподвижные опоры фиксируют отдельные точки трубопровода, делят его на независимые в отношении температурных удлинений участки и воспринимают усилия, возникающие в трубопроводах при различных схемах и способах компенсации тепловых удлинений. На участках между тепловыми камерами размещают неподвижные опоры, расстояние между которыми зависит от диаметра трубопровода, способа прокладки тепловых сетей, типа компенсатора, параметров теплоносителя. В качестве компенсирующего устройства принять на участках о – а – б – в – IV  сальниковые компенсаторы, а на участках а – I, б – II, в – III, П-образные компенсаторы. Повороты трассы под углом 90⁰ использовать как самокомпенсацию температурных удлинений. Запорную арматуру установить для отключения ответвлений от магистрали.

Проектные расстояния между неподвижными опорами ,тип компенсатора и их количество

Количество П-образных компенсаторов  ,

Длина тепловой сети для установки  П-образных компенсаторов

Г-образный участок тепловой сети составляет большее и меньшее  плечо :

Разработал 

Ивочкин А. Д.

КП. 140102 Т-09-52

Лист

Проверил

Слюсаревская

24

Изм.

Лист

№ Документа

Подпись

Дата

1. Сумма коэффициентов местных сопротивлений на рассчитываемом участке тепловой сети

где  количество задвижек;

количество поворотов;

количество компенсаторов;

количество разветвлений;

коэффициенты местных  сопротивлений.

Участок  1:

Участок  2:

Участок  3:

Участок  4:

Участок  5:

Участок  6:

Участок  7:

2. Приведенная длина трубопровода

где   длина участка тепловой сети , м

Участок  1:

Участок  2:

Участок  3:

Участок  4:

Участок  5:

Участок  6:

Участок  7:

Разработал 

Ивочкин А. Д.

КП. 140102 Т-09-52

Лист

Проверил

Слюсаревская

25

Изм.

Лист

№ Документа

Подпись

Дата

3. Потери давления в трубопроводах на трение и в местных сопротивлениях

где    удельные потери давления на трение, Па/м.

Участок  1:

Участок  2:

 
Участок  3:

Участок  4:

Участок  5:

Участок  6:

Участок  7:

4. Суммарная потеря давления на участке

Участок  7:57115,52; Участок  6: 99546,33

Участок  5:82632,6 ;   Участок  4:24211,2

Участок  3: 58904,4 ;   Участок  2:85351,3

Участок  1:120571,5

5. Суммарная потеря напора

где   средняя плотность воды, кг/;

ускорение свободного падения, принять

Участок  1:     Участок  2:                  

Участок  3:         Участок  4:

Участок  5:      Участок  6:

Участок  7:

Разработал 

Ивочкин А. Д.

КП. 140102 Т-09-52

Лист

Проверил

Слюсаревская

26

Изм.

Лист

№ Документа

Подпись

Дата

6. Располагаемый  напор в начале магистрального  участка тепловой сети

где   располагаемый напор в конце магистрального участка ,м ;

потери напора на участке  магистрали (подающий и обратный     трубопроводы) ,м .

– начало участка  4

 м

напор в конце магистрали у последнего абонента (микрорайон IV),

– начало участка 3

 м

– начало участка 2

 м

– начало участка 1

 м

7. Располагаемый напор у абонентов в каждом микрорайоне 

где   располагаемый напор в начале магистрального участка, м;

микрорайон  III (конец участка 7):

микрорайон  II (конец участка 6):

 м

микрорайон  I (конец участка 5):

 м

8.  Напор сетевого насоса.

Н_нас=Н_аб4+∑Н+∆Н_т ,где Н_аб4=30 м, ∆Н_т=20м

Н_нас=30+94,73+20=142,73 м.

Полученные  данные сводим в таблицу.

Разработал 

Ивочкин А. Д.

КП. 140102 Т-09-52

Лист

Проверил

Слюсаревская

27

Изм.

Лист

№ Документа

Подпись

Дата

3. МАХАНИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ.

1. Расчёт участков тепловой сети на самокомпенсацию

тепловых  удлинений трубопроводов.

Тепловые удлинения трубопроводов должны восприниматься специальными компенсирующими устройствами, предохраняющими трубопровод от возникновения допустимых деформаций и напряжений. Выбор способа компенсации зависит от параметров теплоносителя, прокладки тепловых сетей и других местных условий.

Компенсация тепловых удлинений трубопроводов  за счёт использования поворотов  трассы (самокомпенсация) может применяться  при всех способах прокладки тепловых сетей независимо от диаметров трубопроводов и параметров теплоносителя при величине угла до 120⁰. Для обеспечения правильной работы компенсаторов и самокомпенсации трубопроводы делят неподвижными опорами на участки, не зависящие один от другого в отношении теплового удлинения. На каждом участке между двумя смежными неподвижными опорами предусматривается установка компенсатора или самокомпенсация.

Естественная компенсация, или  самокомпенсация, наиболее надёжна  в эксплуатации, поэтому находит  широкое применение на практике. Естественная компенсация температурных удлинений достигается на поворотах и изгибах трассы за счёт гибкости самих труб. Преимуществами её над другими видами компенсации являются: простота устройства, надёжность, отсутствие необходимости в надзоре и уходе, разгруженность неподвижность опор от усилий внутреннего давления. Для устройства естественной компенсации не требуется дополнительного расхода труб и специальных строительных конструкций. Недостатком естественной компенсации является поперечное перемещение деформируемых участков трубопровода.

1. Определение полного теплового удлинения участка трубопровода.

Для безаварийной работы тепловых сетей  необходимо, чтобы компенсирующие устройства были рассчитаны на максимальное удлинение трубопроводов. Поэтому температуру теплоносителя принимаем максимальной, а температуру окружающей среды – минимальной.

Расчётный перепад температур принимается  как разность между рабочей температурой теплоносителя и расчётной температурой наружного воздуха для проектирования отопления:

Полное тепловое удлинение участка  трубопровода

Для Г – образного участка  тепловой сети:

где  α =1,25х10^-2, коэффициент линейного расширения стали, мм/(м·град);

- расстояние  между неподвижными опорами, м.

Разработал 

Ивочкин А. Д.

КП. 140102 Т-09-52

Лист

Проверил

Слюсаревская.

29

Изм.

Лист

№ Документа

Подпись

Дата

Участок  4:

d_н=194 мм  l_но=100м l_б=40 м l_м=20 м

l_б

l_н.о

l_м

2. Определение сил упругой деформации

;  A  ; n=

;   B

где  коэффициент, учитывающий влияние характеристик трубной стали,    принимается по методическим указаниям;

длина меньшего участка трубопровода, м; берется из расчетной схемы;

 – расчетная разность температур, °С;

А, В – вспомогательные безразмерные коэффициенты, опред. по номограмме.

Участок  4: d_н=194 мм  l_но=100м l_б=40 м l_м=20 м

n

A= ;  B=

Разработал 

Ивочкин А. Д.

КП. 140102 Т-09-52

Лист

Проверил

Слюсаревская

30

Изм.

Лист

№ Документа

Подпись

Дата

l_б

l_н.о

l_м

3. Расчет изгибающего компенсационного напряжения

где   - полное тепловое удлинение участка трубопровода;

С – коэффициент, зависящий от конфигурации трубопровода, определяется по   номограмме;

E – модуль продолжительной упругости стали, МПа, принимается по    методическим указаниям;

наружный диаметр  трубы, м;

длина меньшего участка трубопровода, м.

Участок  4: 

Допускаемое напряжение для Ст2 при  τ=140 С⁰ σ_доп=115 МПа.

σ< σ_доп (17,9<115), следовательно, самокомпенсация данного участка обеспечивается.

Разработал 

Ивочкин А. Д.

КП. 140102 Т-09-52

Лист

Проверил

Слюсаревская

31

Изм.

Лист

№ Документа

Подпись

Дата

2. Расчет и выбор компенсаторов

1. Расчет и выбор П-образного компенсатора

Для уменьшений напряжений, возникающих  при нагреве трубопровода, применяются  стальные компенсаторы. Более широкое  применение нашли П-образные компенсаторы. Для увеличения компенсирующей способности  П-образных компенсаторов и уменьшения изгибающего компенсационного напряжения в рабочем состоянии трубопровода для участков трубопроводов с гибкими компенсаторами поводят предварительную растяжку трубопровода в холодном состоянии при монтаже.

Предварительную растяжку производят:

- при температуре теплоносителя  до 400 С⁰ включительно на 50% от полного теплового удлинения компенсируемого участка трубопровода;

- при температуре теплоносителя  выше 400 С⁰ на 100% полного теплового удлинения компенсируемого участка трубопровода.

Расчетное тепловое удлинение трубопровода

где  коэффициент, учитывающий величину предварительной растяжки    компенсаторов, возможную неточность расчета и релаксацию компенсационных   напряжений, принимается по методическим указаниям.

По номограмме методического указания находим вылет компенсатора Н,

плечо компенсатора В, силу упругой деформации Р_к.

Участок  2:

Участок  3:

Участок  4:

Разработал 

Ивочкин А. Д.

КП. 140102 Т-09-52

Лист

Проверил

Слюсаревская

32

Изм.

Лист

№ Документа

Подпись

Дата

3. Определение вертикальной и горизонтальной нагрузки на опору

1. Определение вертикальной нагрузки

Для участка 1 (d_н=325х8 мм):

где  q – вес 1м трубопровода (вес трубы, изоляционной конструкции и воды)

 принимается  по приложению.

- пролет между подвижными  опорами.

2. Определение горизонтальной нагрузки

Сила трения в подвижных опорах (участок 3-4):

Участок 3:

    d_н=273х8 мм

где  - коэффициент трения скольжения; ,

- вес 1 м трубопровода, Н/м;

 50 – длина трубопровода от неподвижной опоры до компенсатора или от    неподвижной опоры до поворота (при самокомпенсации), м.

Участок 4:

    d_н=194х5 мм

где  - коэффициент трения скольжения; ,

- вес 1 м трубопровода, Н/м;

 50 – длина трубопровода от неподвижной опоры до компенсатора или от    неподвижной опоры до поворота (при самокомпенсации), м.

Разработал 

Ивочкин А. Д.

КП. 140102 Т-09-52

Лист

Проверил

Слюсаревская

33

Изм.

Лист

№ Документа

Подпись

Дата