Теплові мережі довідковий посібник із проектування. Проектування теплових мереж Витрата тепла на ГВП

курсова робота

за курсом «Теплові мережі»

на тему: «Проектування теплових мереж»

Завдання

на курсову роботу

за курсом «Теплові мережі»

Спроектувати та розрахувати систему теплопостачання району міста Волгограда: визначити теплоспоживання, вибрати схему теплопостачання та вид теплоносія, після чого провести гідравлічний, механічний та тепловий розрахунки теплової схеми. Дані для розрахунку варіанта №13 представлені в таблиці 1, таблиці 2 та на малюнку 1.

Таблиця 1 - Вихідні дані

ВеличинаЗначенняЗначенняВеличинаЗначенняЗначенняТемпература зовнішнього повітря (опалення) -22Продуктивність печі 40 Температура зовнішнього повітря (вентиляція) -13Час роботи печі в годучас8200Кількість жителів 25 000Питома витрата газу 64Кількість житлових будівель 85Питома витрата рідкого топливакг/т38Кількість громадських будівель 10Витрата кисню, що вдується у ванну 54Обсяг громадських будівель 155 000Витрата залізної рудикг/т78Обсяг промислових будівель 650 000Витрата чавунакг/т650Кількість сталеплавильних цехів2Витрата скрапакг/т550Кількість механічних цехів2Витрата шихтикг/т1100Кількість ремонтних цехів2Температура відхідних газів до котла 600Кількість термічних цехів2Температура відхідних газів після котла 255Кількість депо ж/д3Коефіцієнт витрати повітря до котла1,5Кількість складів3Коефіцієнт витрати повітря після котла1,7

Рисунок 1 – Схема теплопостачання району міста Волгограда

Таблиця 2 - Вихідні дані

Відстань ділянок, км Перепади висот на місцевості, м 01234567ОАБВГДЕЖ 47467666079268997

Реферат

Курсова робота: 34 с., 1рис., 6 таблиць, 3 джерел, 1 додатків.

Об'єкт дослідження – система теплопостачання міста Волгограда.

Мета роботи - освоєння методики розрахунків щодо визначення витрат тепла на опалення, вентиляцію та гаряче водопостачання, вибір схеми теплопостачання, розрахунок джерела тепла, гідравлічний розрахунок теплових мереж, механічний розрахунок, тепловий розрахунок теплових мереж.

Методи дослідження - виконання та аналіз розрахунків щодо визначення витрат тепла, витрат теплоносія, розрахункової магістралі, не розрахункової магістралі, кількості опор, компенсаторів теплопроводу, вибору елеватора.

В результаті даної роботи було розраховано тривалість опалювального сезону, мінімальна витрата тепла на опалення, теплове навантаження на опалення, вентиляція та конденціювання мають сезонний характер і залежать від кліматичних умов. Також було розраховано тепло газів, що йдуть мартенівських печей, зроблено вибір котла утилізатора, визначено економічну ефективність котла утилізатора та економію палива, проведено гідравлічний розрахунок теплових мереж. Також розраховано кількість опор, зроблено вибір елеватора, а також здійснено розрахунок опалювального приладу.

Число мешканців, елеватор, опалення, вентиляція, трубопровід, температура, напір, теплові мережі, гаряче водопостачання, ділянка, магістраль, теплоносій

Розрахунок теплоспоживання

1 Розрахунок теплових навантажень

1.1 Витрата тепла на опалення

1.2 Витрати тепла на вентиляцію

1.3 Витрата тепла на ГВП

2 Річна витрататепла

3 Графік тривалості теплових навантажень

Вибір схеми теплопостачання та виду теплоносія

Розрахунок джерела тепла

1 Тепло газів

2 Вибір котла-утилізатора

3 Визначення економії палива та економічної ефективності котла-утилізатора

Гідравлічний розрахунок теплової мережі

1 Визначення витрати теплоносія

2 Розрахунок діаметра трубопроводу

3 Розрахунок палення тиску у трубопроводі

4 Побудова п'єзометричного графіка

Механічний розрахунок

Тепловий розрахунок

Перелік посилань

Вступ

Теплопостачання є одним із основних підсистем енергетики. На теплопостачання народного господарства та населення витрачається близько 1/3 всіх паливно-енергетичних ресурсів, що використовуються в країні.

Основними напрямками вдосконалення цієї підсистеми є концентрація та комбінування виробництва теплоти та електричної енергії(теплофікація) та централізація теплопостачання.

Споживачами тепла є об'єкти житлово-комунального господарства та промислові підприємства. Для житлово-комунальних об'єктів використовується тепло на опалення та вентиляцію будівель, гаряче водопостачання; для промислових підприємств, крім того, на технологічні потреби.

1. Розрахунок теплоспоживання

1.1 Розрахунок теплових навантажень

Теплові навантаження на опалення, вентиляцію та кондиціювання повітря мають сезонний характер і залежать від кліматичних умов. Технологічні навантаження можуть бути як сезонні, так і цілорічні (гаряче водопостачання).

1.1.1 Витрата тепла на опалення

Основне завдання опалення полягає у підтримці внутрішньої температури приміщень на заданому рівні. Для цього необхідне збереження рівноваги між тепловими втратами будівлі та теплоприпливом.

Теплові втрати будівлі в основному залежать від тепловтрат теплопередачею через зовнішні огорожі та інфільтрації.

де - тепловтрати теплопередачею через зовнішні огородження, кВт;

Коефіцієнт інфільтрації.

Витрата тепла на опалення житлових будинків визначаємо за формулою (1.1), де втрата тепла теплопередачею через зовнішні огородження розраховується за формулою:

де - опалювальна характеристика будівлі, кВт/(м3 К);

Зовнішній обсяг житлової будівлі, м3;

Загальний обсяг житлових будинків визначається за такою формулою:

де - кількість мешканців, чол;

Об'ємний коефіцієнт житлових будинків, м3/чол. Приймемо рівним.

Для визначення опалювальної характеристики необхідно знати середній обсяг однієї будівлі, тоді з додатку 3 маємо.

За додатком 5 знаходимо, що. Коефіцієнт інфільтрації для даного типубудівель приймемо. Тоді витрата тепла на опалення житлових будинків становитиме:

Витрата тепла на опалення громадських будівель також розраховується за формулами (1.1) та (1.2), де обсяг будівель приймається рівним обсягу громадських будівель.

Середній обсяг однієї громадської будівлі.

З додатка 3 маємо. За додатком 5 визначаємо, що.

Коефіцієнт інфільтрації для цього типу будівель приймемо. Тоді витрата тепла на опалення громадських будівель становитиме:

Витрата тепла на опалення промислових будівель обчислює за такою формулою:

Середній обсяг одного промислової будівлі:

Відповідно до цього значення з додатка 3 маємо значення опалювальних характеристик, які наведені в таблиці 1.1.

Таблиця 1.1 – Опалювальні характеристики промислових будівель

Коефіцієнт інфільтрації приймемо. Внутрішня температура повітря в цехах повинна становити в депо - , а на складі - .

Витрата тепла на опалення промислових цехів:

Витрата тепла на опалення залізничних депо та складів:

Загальна витрата тепла на опалення промислових будівель становитиме:

Сумарна витрата тепла на опалення складе:

Витрата тепла наприкінці опалювального періоду:

де - зовнішня температура початку та кінця опалювального періоду;

Розрахункова температура всередині опалювальної будівлі.

Годинна витрата тепла наприкінці опалювального періоду:

Годинна витрата тепла на опалення:

1.1.2 Витрата тепла на вентиляцію

Орієнтовний розрахунок витрати тепла на вентиляцію можна проводити за такою формулою:

де – вентиляційна характеристика будівлі, кВт/(м3 · К);

Зовнішній об'єм будівлі, м3;

Внутрішня та зовнішня температури, °С.

Витрати тепла на вентиляцію громадських будівель.

У разі відсутності переліку громадських будівель можна приймати для сумарного обсягу всіх громадських будівель. Таким чином, витрата тепла на вентиляцію цього типу будівель становитиме:

Витрата тепла на вентиляцію промислових будівель обчислюємо за такою формулою:

Середній обсяг однієї промислової будівлі і відповідно до цього з додатка 3 знаходимо вентиляційну характеристику будівлі (таблиця 1.2).

Таблиця 1.2 – Вентиляційні характеристики промислових будівель

ЦехСталеплавильнийМеханічнийРемонтнийТермічнийДепо ж/дСклад 0,980,180,120,950,290,53

Витрата тепла на вентиляцію залізничного депо та складів:

Витрата тепла на вентиляцію промислових цехів:

Загальна витрата тепла на вентиляцію громадських будівель становитиме:

Загальні витрати на вентиляцію становитимуть:

Витрата тепла на вентиляцію в кінці опалювального періоду визначаємо за формулою (1.5):

Годинна витрата тепла на вентиляцію в кінці опалювального періоду:

Годинна витрата тепла:

1.1.3 Витрата тепла на ГВП

Гаряче водопостачання має нерівномірний характер як протягом доби, так і протягом тижня. Середньодобова витрата тепла на побутове гаряче водопостачання:

де – кількість жителів, чол;

Норма витрати гарячої води з одного жителя, л/сут;

Витрата гарячої води для громадських будівель, віднесених до одного мешканця району, л/сут;

Теплоємність води: .

Приймемо в. Тоді маємо:

Годинна витрата тепла на гаряче водопостачання:

Середня витрата тепла на гаряче водопостачання у літній період:

де - Температура холодної водопровідної води в літній період, ° С ();

Коефіцієнт, що враховує зниження витрати води на гаряче водопостачання у літній період стосовно витрати води у опалювальний період ().

Тоді:

Годинна витрата тепла:

1.2 Річна витрата тепла

Витрата теплоти за рік - це сума всіх теплових навантажень:

де - річна витрата тепла на опалення, кВт;

Річна витрата тепла на вентиляцію, кВт;

Річна витрата тепла на гаряче водопостачання, квт.

Річна витрата тепла на опалення визначається за такою формулою:

де – тривалість опалювального періоду, с;

Середня за опалювальний сезон витрата тепла, кВт:

де – середня зовнішня температура опалювального періоду, °С

За додатком 1 знаходимо в. З додатка 2 для міста Волгоград виписуємо годинник стояння середньодобових температур на рік (таблиця 1.3).

Таблиця 1.3 - Число годин за опалювальний період із середньодобовою температурою зовнішнього повітря

Тем-ра,°С-20 і нижче-15 і нижче-10 і нижче-5 і нижче0 і нижче+5 і нижче+8 і нижчеГодини стояння1294329541690287139194368

Тоді річна витрата тепла на опалення становитиме:

Річна витрата тепла на вентиляцію розраховується так:

де – тривалість роботи вентиляції протягом опалювального періоду, с;

Середня за опалювальний сезон витрата тепла на вентиляцію, кВт:

Тривалість роботи вентиляції приймають для громадських будівель. Тоді річна витрата тепла на вентиляцію становитиме:

Річний витрата тепла на гаряче водопостачання визначимо за такою формулою:

де – тривалість роботи гарячого водопостачання протягом року, с.

Приймають. Тоді річна витрата тепла на гаряче водопостачання становитиме:

Річна витрата тепла на опалення, вентиляцію та гаряче водопостачання становитиме:

1.3Графік тривалості теплового навантаження

p align="justify"> Графік тривалості теплового навантаження характеризує залежність теплоспоживання від зовнішньої температури повітря, а також ілюструє рівень споживання сумарного тепла протягом усього опалювального періоду.

Для побудови графіка теплового навантаження необхідні такі дані:

®тривалість опалювального сезону

®розрахункова годинна витрата тепла на опалення

®мінімальна годинна витрата тепла на опалення

®розрахункова годинна витрата тепла на вентиляцію

®мінімальна годинна витрата тепла на опалення

2. Вибір схеми теплопостачання та виду теплоносія

Магістральні теплопроводи зображені малюнку 2.1. Як видно, це променева теплова мережа, в якій окремі магістральні гілки з'єднані між собою (А-Б і А-Г, А-Г і Г-В і т.д.), щоб уникнути перерв у постачанні теплом.

Рисунок 2.1 – Схема теплопостачання міста Волгограда

Джерелом тепла є котел-утилізатор, який використовує вторинні ресурси мартенівської печі. Теплоносієм є вода.

При централізованому теплопостачанні застосовують три основні схеми: незалежну, залежну зі змішуванням води та залежну прямоточну. У нашому випадку встановимо залежну схему зі змішуванням води для приєднання системи опалення до зовнішніх теплопроводів. Тут зворотна вода із системи опалення змішується з високотемпературною водою із зовнішнього теплопроводу, що подає, за допомогою елеватора.

3. Розрахунок джерела тепла

Джерелом тепла є мартенівська піч, вторинні ресурси якої використовуються котлом-утилізатором для опалення. Вторинними енергоресурсами сталеплавильного виробництва, що використовуються для централізованого теплопостачання, є тепло газів, що йдуть, і тепло елементів сталеплавильної печі.

Мартенівська піч, що працює скрап-рудним процесом, опалюється сумішшю природного газута мазуту з подачею кисню у ванну. Склад палив наведено у таблиці 3.1.

Таблиця 3.1 - Склад палива, що спалюється в мартенівській печі

Газ, % 95,72,850,11,35 Мазут, % 85,512,40,50,50,11,0

3.1 Тепло газів

Гази, що йдуть мартенівської печі після регенераторів, мають температуру 605°С і використовуються для вироблення пари в котлах-утилізаторах. Кількість тепла газів визначають на 1 т сталі. Тому для визначення ентальпії газів необхідно визначити обсяги окремих їх складових у розрахунку на 1 т сталі. Теоретична витрата кисню для спалювання 1 м 3газоподібного палива розрахуємо за формулою:

Маємо:

Теоретична витрата кисню для спалювання 1 кг рідкого палива:

Загальна теоретична витрата кисню для спалювання палива на 1 т сталі розраховується за такою формулою:

де - Витрата газоподібного палива, ;

Витрата рідкого палива, кг/т.

Також кисень витрачають на окислення домішок металу та на допалювання окису вуглецю, що виділяється з ванни. Кількість оного з урахуванням кисню залізної руди складе:

де - Витрата руди на 1 т сталі, кг;

Кількість вуглецю, що вигорів, на 1 т сталі, кг:

де - Витрата чавуну і скрапу на 1 т сталі, кг;

Таким чином, кількість вуглецю, що вигорів, складе:

Обсяг кисню в газах, що йдуть на виході з регенератора, обчислюємо як:

де - Коефіцієнт витрати повітря до котла-утилізатора.

Визначимо обсяги інших газів у продуктах згоряння. Об'єм триатомних газів у продуктах горіння суміші газоподібного та рідкого палива обчислюються за формулою:

Трихатомні гази також виділяються із шихти:

де - кількість та, що виділяється з ванни на 100 кг шихти, кг;

Щільності та ();

Витрата шихти на 1 т сталі, кг.

Для скрап-рудного процесу

Сумарний обсяг триатомних газів визначається як:

Об'єм водяної пари в продуктах згоряння суміші палива становитимуть:

де - Питома витрата чистого кисню, що вдується у ванну, .

Виділення водяної пари з шихти:

де - кількість тих, хто виділився з ванни на 100 кг шихти, кг;

Щільність водяної пари.

Для скрап-рудного процесу.

Обсяг водяної пари в газах, що виходять, обчислюється аналогічно обсягу двоатомних газів згідно з формулою (3.9):

Об'єм азоту в газах, що йдуть:

Таким чином, ентальпія газів на виході з регенератора з розрахунку на 1 т сталі складе:

де - Температура газів до котла-утилізатора, ° С;

Об'ємні теплоємності відповідних газів, кДж/(м3).

3.2 Вибір котла-утилізатора

Річний вихід тепла з газами складе:

де - виробництво сталі протягом року, т.к.

Тоді можлива утилізація газів визначиться формулою:

де - ентальпія газів, що йдуть на виході з котла-утилізатора, ГДж/т. При визначенні ентальпії газів, що виходять на виході з котла-утилізатора, слід враховувати, що в котлі утилізаторі є підсоси повітря, тобто коефіцієнт витрати повітря після котла становить 1,7, а значить обсяги кисню і азоту збільшаться:

Для вибору котла-утилізатора необхідно визначити годинну витрату газів:

де - час роботи мартенівської печі на рік, год.

Середньогодинна витрата газів на вході в котел-утилізатор складе:

На виході з котла-утилізатора:

За додатком вибираємо КУ-100-1 із пропускною здатністю 100000 м3/год.

3.3 Визначення економії палива та економічної ефективності котла-утилізатора

Ентальпія газів на виході з котла-утилізатора дорівнює:

А значить, можлива утилізація газів, що йдуть, за рік складе:

При тепловому напрямку утилізації вторинних енергоресурсів можливе вироблення тепла визначається за такою формулою:

де - коефіцієнт, що враховує невідповідність режиму та часу роботи утилізаційної установки та технологічного агрегату;

Коефіцієнт, що враховує втрати тепла утилізаційною установкою у навколишнє середовище.

При і можливе вироблення тепла складе:

Можливу економію палива розрахуємо за такою формулою:

де - коефіцієнт використання виробітку; - Питома витрата палива на вироблення тепла по заміщеній установці, т.т./ГДж:

де - коефіцієнт корисної дії енергетичної установки, що замінюється, з показниками якої зіставляється ефективність використання вторинних енергоресурсів.

При та маємо наступну економію палива:

Розрахункова економія від використання вторинних енергоресурсів визначається з виразу:

де - коефіцієнт, що враховує додатково скорочення поточних витрат, крім економії палива, спричинене зменшенням потужності основних енергетичних установоквнаслідок заміщення їх утилізаційними установками;

Заводська вартість зекономленого палива за діючими прейскурантними цінами та тарифами, грн/т у.т.;

Питомі витрати на експлуатацію утилізаційних установок, грн/ГДж;

Е – нормативний коефіцієнт ефективності капіталовкладень (0,12-0,14);

Капіталовкладення в енергетичні та утилізаційні установки, що заміщаються, грн.

Витрати наведено у таблиці 3.2

Таблиця 3.2 - Витрати

ПараметрПозначенняЗначенняКапітальні витрати на КУ-100-1 160 млн. грн. Питомі витрати на експлуатацію утилізаційної установки 45 грн/ГДж Вартість умовного палива 33 000 грн/т у.о.

Капіталовкладення в установку, що заміщується для вироблення такої ж кількості пари складають:

Тоді розрахункова економія від використання вторинних енергоресурсів дорівнюватиме:

4. Гідравлічний розрахунок теплової мережі

У завдання гідравлічного розрахункувходить визначення діаметра трубопроводу, падіння тиску між окремими точками, визначення тиску в різних точках, ув'язування всіх точок системи з метою забезпечення допустимих тисків і необхідних напорів у мережі та у абонементів при статичних та динамічних режимах.

4.1 Визначення витрати теплоносія

Витрата теплоносія в мережі можна обчислити за такою формулою:

де – теплова потужність системи опалення, кВт;

Розрахункова температура подає та зворотної водиу системі опалення, °С;

Теплоємність води, кДж/(кг·°С).

Для ділянки 0 теплова потужність дорівнюватиме сумі витрат тепла на опалення та вентиляцію, тобто. Розрахункові температури прямої та зворотної води приймемо 95°С та 70°С. Таким чином, витрата води для ділянки 0 становитиме:

Для інших ділянок обчислення витрат теплоносія зведено в таблицю 4.1.

4.2 Розрахунок діаметра трубопроводу

Оцінимо попередній діаметр трубопроводу, використовуючи формулу масової витрати:

де – швидкість теплоносія, м/с.

Швидкість руху води приймемо 1,5 м / с, щільність води при середній температурі в мережі 80-85 ° С складе. Тоді діаметр трубопроводу складе:

З ряду стандартних діаметрів приймаємо діаметр 68 0×9 мм. Він проводимо такі розрахунки. Вихідною залежністю визначення питомого лінійного падіння тиску в трубопроводі є рівняння Д Арсі:

де - Коефіцієнт гідравлічного тертя;

Швидкість середовища, м/с;

Щільність середовища, кг/м3;

Масова витрата, кг/с.

Коефіцієнт гідравлічного тертя в загальному випадку залежить від еквівалентної шорсткості та критерію Рейнольдса. Для транспорту тепла застосовують шорсткі сталеві труби, у яких спостерігається турбулентна течія. Отримана досвідченим шляхом залежність коефіцієнта гідравлічного тертя сталевих труб від критерію Рейнольдса та відносної шорсткості добре описується універсальним рівнянням, запропонованим А.Д. Альтшулем:

де - еквівалентна шорсткість, м;

Внутрішній діаметр трубопроводу, м;

Критерій Рейнольдса.

Еквівалентна шорсткість для водяних мереж, що працюють в умовах нормальної експлуатації, становить. Критерій Рейнольдса обчислюємо за такою формулою:

де – кінематична в'язкість, м2/с.

Для температури 80 ° С кінематична в'язкість води становить. Таким чином, маємо:

Припускаємо, що трубопровід працює у квадратичній області. Знайдемо нове значення діаметра за формулою:

Таким чином, попередньо прийнятий діаметр є вірним.

4.3 Розрахунок падіння тиску у трубопроводі

Падіння тиску в трубопроводі може бути представлене як сума двох доданків: лінійного падіння та падіння у місцевих опорах

Падіння тиску залежно від нахилу трубопроводу, Па.

Падіння тиску на тертя обчислюють за такою формулою:

де λ =1,96 - коефіцієнт тертя для нових труб з абсолютною шорсткістю 0,5 мм;

l – довжина ділянки трубопроводу, м;

ν - швидкість дільниці, приймаємо постійної всім ділянок 1,5 м/с;- діаметр трубопроводу, d = 0,5 м.с.

Падіння тиску в залежності від нахилу трубопроводу обчислюємо за формулою:

Де m - маса води, що проходить через ділянку, кг/с; - різниця висот між ділянками, м.

Для розрахунку витрат теплоносія використовуватимемо другий закон Кірхгофа, згідно з яким сума втрат напору для замкнутого контуру дорівнює 0.

Задаємося довільними значеннями витрат води на ділянках:

Визначимо опори на відповідних ділянках за такою формулою:

Визначимо величину нев'язки втрат напору:

Т.к. то потрібний перерахунок. Для цього нам потрібна поправочна витрата:

Знайдемо величину нев'язки втрат напору другого наближення:

Для більш точного визначення зробимо перерахунок:

Знаходимо такі витрати води:

Для більш точного визначення зробимо ще один перерахунок:

Знаходимо такі витрати води:

Таблиця 4.1 - Витрати теплоносія на ділянках магістральної тепломережі

Ділянка ІТ-АА-ББ-ТА-ГГ-ЖБ-ВВ-ЕГ-ВТеплова потужність, МВт51,52126,90711,54124,84812,34820,73727,62218,271Витрата води491,8121212 7174,4284 4.4 Побудова п'єзометричного графіка

Задаємося значеннями тиску (напору) наприкінці ділянок:

Житловий район Е: H = 30 м (житловий 9-ти поверховий будинок);

З/Д депо, склади Д: Н = 10 м;

Промисловий район Ж: Н = 20 м.

Знайдемо тиск у точці Б:

Вибираємо знак «+», ділянку Д куди здійснюється транспортування теплоносія вище за ділянку Б.

Тиск у точці Б складе:

Знайдемо тиск у точці В:

Знайдемо тиск у точці Г:

Знайдемо тиск у точці А:

Знайдемо тиск у точці В:

На основі отриманих даних будуємо п'єзометричний графік додаток А

5. Механічний розрахунок

Механічний розрахунок включає:

розрахунок кількості опор;

розрахунок компенсаторів теплопроводу;

розрахунок вибору елеватора

5.1 Розрахунок кількості опор

При розрахунку кількості опор трубопроводів розглядають як багатопрогонову балку з рівномірно розподіленим навантаженням.

Вертикальна сила;

- горизонтальну силу.

буває тільки у надземних трубопроводів та обумовлена ​​швидкістю вітру:

Аеродинамічний коефіцієнт в середньому становить =1,5. Для Волгограда швидкісний тиск становить 0,26кПа. Іноді для надземних трубопроводів слід враховувати тиск снігового покриву 0,58-1кПа.

Максимальний згинальний момент:

Напруга вигину; кПа

W – екваторіальний момент опору труби.

Тоді: - відстань між опорами, м

Коефіцієнт запасу міцності,

Коефіцієнт міцності зварного шва труби,

Кількості опор визначається формулою:

Трубопровід, що лежить на двох опорах, згинається.

х - стрілка прогину:

Е – модуль поздовжньої пружності.

I - екваторіальний момент інерції труби

5.2 Розрахунок компенсаторів теплопроводу

За відсутності компенсації при сильному перегріві стінки труби виникає напруга.

де Е - модуль поздовжньої пружності;

Коефіцієнт лінійного розширення,

- Температура повітря

За відсутності компенсації в трубопроводі можуть виникнути напруги, що значно перевищують допустимі і можуть призвести до деформації або руйнування труб. Тому на нього встановлюють температурні компенсатори. різної конструкції. Кожен компенсатор характеризується своєю функціональною здатністю - довжина ділянки, подовження якої компенсує компенсатор:

де = 250-600мм;

- Температура повітря

Тоді кількість компенсаторів на ділянці траси, що розраховується:

5.3 Розрахунок вибору елеватора

При проектуванні елеваторних вводів зазвичай доводиться зустрічатися з такими завданнями:

визначення основних розмірів елеватора;

перепад тисків у соплі за заданим коефіцієнтом.

При вирішенні першого завдання заданими величинами є: теплове навантаження опалювальної системи; розрахункова зовнішнього повітря для проектування опалення температури мережної води в падаючому трубопроводі та води після системи опалення; втрата тиску в системі опалення в режимі, що розглядається.

Розрахунок елеватора виконують:

Витрати мережної та змішаної води, кг\с:

де - теплоємність води, Дж/(кг; с=4190 Дж/(кг.

Витрата води, що інжектується, кг/с:

Коефіцієнт змішування елеватора:

Провідність системи опалення:

діаметр камери змішування:

Через можливу неточність розмірів елеватора необхідну різницю тиску перед ним слід передбачати з деяким запасом 10-15%.

Діаметр вихідного перерізу сопла, м

6. Тепловий розрахунок теплових мереж

Тепловий розрахунок теплових мереж є одним із найважливіших розділів проектування та експлуатації теплових мереж.

Завдання теплового розрахунку:

визначення втрат тепла через трубопровід та ізоляцію у навколишнє середовище;

розрахунок падіння температури теплоносія при русі його теплопроводом;

визначення економічності теплової ізоляції

6.1 Надземне прокладання

При надземному прокладанні теплопроводів теплові втратирозраховують за формулами для багатошарової циліндричної стінки:

де t – середня температура теплоносія; °С

Температура довкілля; °С

Сумарний термічний опір теплопроводу; м

В ізольованому трубопроводі тепло має пройти через чотири послідовно з'єднані опори: внутрішню поверхню, стінку труби, шар ізоляції та зовнішню поверхню ізоляції.

циліндричної поверхні визначається за формулою:

Внутрішній діаметр трубопроводу, м;

Зовнішній діаметр ізоляції, м;

та - коефіцієнти тепловіддачі, Вт/.

6.2 Підземне прокладання

У підземних теплопроводах одним із включень теплових опорів є опір ґрунту. При розрахунках за температуру довкілля приймають природну температуру ґрунту на глибині залягання осі теплопроводу.

Тільки при малих глибинах залягання осі теплопроводу, коли відношення глибини залягання h до діаметра труби менше d за температуру навколишнього середовища приймають природну температуру поверхні ґрунту.

Тепловий опір ґрунту визначають за формулою Форгеймера:

де = 1,2 ... 2,5 Вт \

Загальні питомі теплові втрати, Вт/м

першого теплопроводу:

Другого теплопроводу:

6.3 Безканальне прокладання трубопроводу

При безканальній прокладці теплопроводів тепловий опір складається з послідовно з'єднаних опорів шару ізоляції, зовнішньої поверхні ізоляції, внутрішньої поверхніканалу, стінок каналу та ґрунту.

6.4 Тепловий розрахунок опалювального приладу

Тепловий розрахунок підігрівача полягає у визначенні поверхні теплообміну агрегату заданої продуктивності, або у визначенні продуктивності при заданих конструктивних розрахунках та початкових параметрах теплоносія. Важливим є також і гідравлічний розрахунок підігрівача, який полягає у визначенні втрат напору первинного та вторинного теплоносія.

Перед вами постало питання підключення до мереж центрального теплопостачання? Ця стаття для вас: які види теплових мереж бувають, з чого складається ця комунікація, які організації і чому є найбільш підходящими для розробки проекту і на чому можна заощадити, читайте прямо зараз.

Коротко про теплові мережі

Що таке тепломережа уявляє багато хто, але для більш доступної розповіді слід нагадати кілька великих істин.

По-перше, тепломережа не подає гарячу водубезпосередньо у батареї. Температура теплоносія в магістральному трубопроводі в найхолодніші дні може досягати 150 градусів і її пряме перебування в радіаторі опалення загрожує опіками і небезпечне для здоров'я людини.

По-друге, теплоносій із мережі в більшості випадків не повинен потрапляти до системи гарячого водопостачання будівлі. Це називається закрита система ГВП. Для задоволення потреб ванни та кухні використовується вода питна (з водопроводу). Вона пройшла знезараження, а теплоносій лише забезпечує підігрів до певної температури 50-60 градусів за допомогою безконтактного теплообмінника. Використання мережної води з теплових трубопроводів у системі ГВП щонайменше марнотратно. Готують теплоносій на джерелі теплопостачання (котельні, ТЕЦ) шляхом хімічного водоочищення. Через те, що температура цієї води часто вища за точку кипіння, з неї в обов'язковому порядку видаляються солі жорсткості, що викликають накип. Утворення будь-яких відкладень на вузлах трубопроводу може вивести обладнання з експлуатації. Водопровідна воданастільки не нагрівається і, отже, дороге знесолення не проходить. Ця обставина і вплинула на те, що відкриті системи ГВП, З безпосереднім водорозбором, практично ніде не застосовуються.

Види прокладання теплових мереж

Розглянемо види прокладання теплових мереж за кількістю укладених поряд трубопроводів.

2-х трубна

До складу такої мережі входять дві лінії: подаюча та зворотна. Приготування кінцевого продукту (зниження температури теплоносія для опалення, підігрів питної води) відбувається безпосередньо в будівлі, що теплопостачається.

3-х трубна

Такий вид прокладання теплових мереж використовують досить рідко і тільки для будівель, де перебої з теплом не допустимі, наприклад, лікарні або дитячі садки з постійним перебуванням дітей. У цьому випадку додається третя лінія: резерв трубопроводу, що подає. Непопулярність такого способу резервування полягає в його дорожнечі та непрактичності. Прокладку зайвої труби запросто замінює встановлена ​​стаціонарно-модульна котельня і класичний 3-х трубний варіант сьогодні практично не зустрічається.

4-х трубна

Вид прокладки, коли споживачеві подається теплоносій, і гаряча вода системи водопостачання. Це можливо у разі підключення будівлі до розподільних (внутрішньоквартальних) мереж після центрального теплового пункту, в якому відбувається підігрів питної води. Перші дві лінії, як і у випадку з 2-х трубною прокладкою, це подача та зворот теплоносія, третя - подача гарячої питної води, четверта її повернення. Якщо зробити акцент на діаметрах, то 1 і 2 труба будуть однаковими, 3-я може від них відрізнятися (залежить від витрати), а 4-та завжди менше 3-ї.

Інші

У мережах є й інші види прокладки, але пов'язані вони більше не з функціональністю, а з недоліками проектування або непередбаченою додатковою забудовою району. Так, при неправильному визначенні навантажень запропонований діаметр може бути суттєво занижений і на ранніх етапах експлуатації з'являється необхідність збільшення пропускну здатність. Для того щоб не перекладати всю мережу заново, повідомляється ще один трубопровід, більшого діаметру. В цьому випадку подача йде по одній лінії, а обратка по двох або навпаки.

При будівництві теплової мережі до звичайної будівлі (не лікарня тощо) використовується або варіант 2-трубної прокладки, або 4-трубної. Це залежить тільки від того, на яких мережах вам дали точку врізання.

Існуючі способи прокладання теплотрас

Надземна

Найбільш вигідний спосібз погляду експлуатації. Всі дефекти видно навіть не фахівця, не потрібне влаштування додаткових систем контролю. Є і недолік: її досить рідко можна застосувати поза промзоною - псує архітектурний вигляд міста.

Підземна

Цей вид прокладки можна розділити ще на три різновиди:

Канальна (тепломережа укладається в лоток).

Плюси: захист від зовнішнього впливу (наприклад, від пошкодження ковшем екскаватора), безпека (при пориві труб ґрунт не вимиватиметься і виключаються його провали).

Мінуси: вартість монтажу досить велика, при поганій гідроізоляції канал заповнюється ґрунтовою або дощовою водою, що негативно позначається на довговічності металевих труб.

Безканальна (трубопровід кладеться безпосередньо в ґрунт).

Плюси: Відносно мала вартість, простота монтажу.

Мінуси: при розриві трубопроводу є небезпека підмивання ґрунту, складно визначити місце розриву.

У гільзах.

Використовується для нейтралізації вертикального навантаження на труби. В основному це необхідно при перетині доріг під кутом. Є трубопровід теплової мережі, прокладений усередині труби більшого діаметра.

Вибір способу прокладання залежить від того, якою місцевістю проходить трубопровід. Оптимальним за вартістю та трудовитратами є безканальний варіант, проте його не скрізь можна застосувати. Якщо ділянка тепломережі розташована під дорогою (не перетинає її, а проходить паралельно під проїжджою частиною), використовується канальна прокладка. Для зручності експлуатації слід використовувати розташування мережі під проїздами лише за відсутності інших варіантів, тому що при виявленні дефекту необхідно буде розкрити асфальт, зупинити або обмежити рух вулицею. Є місця, де пристрій каналу використовується підвищення безпеки. Це обов'язково при прокладанні мережі по територіях лікарень, шкіл, дитячих садків тощо.

Основні елементи теплової мережі

Теплова мережа, до якого різновиду її не відноси, за своєю суттю набір зібраних у довгий трубопровід елементів. Вони випускаються промисловістю у готовому вигляді, і будівництво комунікації зводиться до укладання та з'єднання частин один з одним.

Труба є базовою цеглиною в цьому конструкторі. Залежно від діаметра їх випускають довжиною по 6 і 12 метрів, але на замовлення на заводі виготовлювачі можна придбати будь-який метраж. Дотримуватися рекомендується, як не дивно, саме стандартних розмірів- заводська нарізка коштуватиме на порядок дорожче.

Здебільшого для тепломереж використовуються сталеві труби вкриті шаром ізоляції. Неметалічні аналоги використовуються рідко і лише на мережах із сильно зниженим температурним графіком. Таке можливе після центральних теплових пунктів або коли джерелом теплопостачання є малопотужна водогрійна котельня, та й то не завжди.

Для теплової мережі необхідно використовувати виключно нові труби, повторне застосування деталей, що були у використанні, веде до істотного скорочення терміну експлуатації. Така економія на матеріалах призводить до значних витрат на подальші ремонти та досить ранню реконструкцію. Небажано застосування для теплотрас будь-якого типу прокладання труб зі зварним спіральним швом. Такий трубопровід дуже трудомісткий при ремонті та знижує швидкість аварійного усунення поривів.

Відведення 90 градусів

Окрім звичайних прямих труб промисловістю випускаються і фасонні деталі до них. Залежно від вибраного типу трубопроводу вони можуть відрізнятися за кількістю та призначенням. У всіх варіантах обов'язково присутні відводи (повороти труби під кутом 90, 75, 60, 45, 30 і 15 градусів), трійники (відгалуження від основної труби, ввареної в неї трубою такого ж чи меншого діаметра) та переходи (зміна діаметра трубопроводу). Інші, наприклад, кінцеві елементи системи оперативного дистанційного контролю, випускаються за потребою.

Відволікання від основної мережі

Не менше важливий елементу будівництві теплотраси – запірна арматура. Цей пристрій перекриває потік теплоносія як до споживача, так і від нього. Відсутність запірної арматури на мережі абонента неприпустима, тому що при аварії на ділянці доведеться відключати не тільки одну будівлю, а весь район, що сусідить.

Для повітряного прокладання трубопроводу необхідно передбачити заходи, що унеможливлюють будь-яку можливість несанкціонованого доступу до керуючих частин кранів. При випадковому або навмисному закритті чи обмеженні пропускної спроможності зворотного трубопроводу створиться неприпустимий тиск, результатом якого стане не лише порив труб теплової мережі, а й опалювальних елементівбудівлі. Найбільше залежні від тиску батареї. Причому нові дизайнерські рішеннярадіаторів розриваються набагато раніше за своїх радянських чавунних побратимів. Наслідки батареї, що лопнула, уявити собі не складно - залиті окропом приміщення вимагають досить пристойних сум на ремонт. Для унеможливлення управління арматурою сторонніми людьми можна передбачити ящики із замками, що закривають органи управління на ключ, або знімні штурвали.

При підземному прокладанні трубопроводів до арматури навпаки необхідно передбачити доступ обслуговуючого персоналу. Для цього споруджуються теплові камери. Спускаючись у них, робітники можуть робити необхідні маніпуляції.

При безканальній прокладці попередньо ізольованих труб арматура виглядає відмінно від свого стандартного вигляду. Замість керуючого штурвала шаровий кран має довгий шток, на кінці якого розташований керуючий елемент. Закриття/відкриття відбувається за допомогою Т-подібного ключа. Він поставляється заводом-виробником у комплекті з основним замовленням на труби та арматуру. Для організації доступу цей шток поміщають у бетонний колодязьта закривають люком.

Запірна арматураз редуктором

На трубопроводах малого діаметра можна заощадити на залізобетонних кільцях та люках. Замість ЗБВ штоки можна розмістити у металевих килимах. Виглядають вони як труба з кришкою, що прироблена зверху, встановлена ​​на невелику бетонну подушку і закопана в землю. Досить часто проектувальники на невеликих діаметрах труб пропонують розміщувати обидва штоки арматури (що подає та зворотного трубопроводів) в одному залізобетонному колодязі діаметром від 1 до 1,5 метрів. Це рішення добре виглядає на папері, на практиці таке розташування часто призводить до неможливості управління арматурою. Відбувається це через те, що обидва штоки не завжди розташовуються прямо під люком, отже, встановити ключ вертикально на керуючий елемент неможливо. Арматура для трубопроводів середнього та вище діаметра оснащується редуктором або електроприводом, її розмістити в килимі не вийде, у першому випадку це буде залізобетонна криниця, а в другому – електрифікована теплова камера.

Встановлений килим

Наступний елемент теплової мережі – компенсатор. У найпростішому випадку це укладання труб у вигляді букви П або Z та будь-який поворот траси. У більш складних варіантахзастосовуються лінзові, сальникові та інші компенсуючі пристрої. Необхідність застосування цих елементів викликана схильністю до металів значному температурному розширенню. Простими словами, труба під дією високих температурзбільшує свою довжину і для того, щоб вона не луснула внаслідок надмірного навантаження, через певні проміжки передбачають спеціальні пристрої або кути повороту траси - вони знімають викликану розширенням металу напругу.

П-подібний компенсатор

Для будівництва абонентських мереж рекомендується використання як компенсаторів лише простих кутів повороту траси. Більше складні пристрої, по-перше, коштують чимало, а по-друге, потребують щорічного обслуговування.

Для безканального прокладання трубопроводів крім самого кута повороту передбачають і невеликий простірйого роботи. Це досягається шляхом укладання компенсаційних матів у місці вигину мережі. Відсутність м'якої ділянки призведе до того, що в момент розширення труба буде защемлена в грунті і просто лусне.

П-подібний компенсатор із покладеними матами

Важливою частиною конструктора теплової комунікації є дренаж. Цей пристрій є відгалуженням від основного трубопроводу з арматурою, що опускається в бетонний колодязь. При необхідності спустошення тепломережі крани відчиняють і теплоносій скидають. Встановлюється цей елемент теплотраси у всіх нижніх точках трубопроводу.

Дренажний колодязь

Скинуту воду відкачують із колодязя спеціальною технікою. Якщо є можливість і отримано відповідний дозвіл, то можна з'єднати скидний колодязь з мережами побутової або зливової каналізації. У цьому випадку спеціальна техніка для експлуатації не потрібна.

на невеликих ділянкахмереж, довжиною до кількох десятків метрів, дренаж допускається не встановлювати. При ремонті зайвий теплоносій можна буде скинути дідівським методом – розрізати трубу. Однак при такому випорожненні вода повинна значно знизити свою температуру через небезпеку опіків персоналу та терміни завершення ремонту трохи відкладаються.

Ще один елемент конструкції, без якого неможливе нормальне функціонування трубопроводу – це повітряник. Він є відгалуженням теплової мережі, спрямоване строго вгору, на кінці якого розташовується кульовий кран. Цей пристрій слугує для звільнення трубопроводу від повітря. Без видалення газових пробок неможливе нормальне заповнення труб теплоносієм. Встановлюється цей елемент у всіх верхніх точках теплової мережі. Відмовитися від його використання не можна в жодному разі - іншого методу видалення повітря із труб ще не придумали.

Трійники з кульовим краном повітряника

При влаштуванні повітря слід крім функціональних ідей керуватися ще й принципами безпеки персоналу. При спуску повітря є ризик опіків. Трубка, що відводить повітря, обов'язково повинна бути спрямована вбік або вниз.

Проектування

Робота проектувальника при створенні теплової мережі не ґрунтується на шаблонах. Щоразу проводяться нові розрахунки, підбирається обладнання. Повторне використання проекту неможливе. З цих причин вартість такої роботи завжди є досить високою. Проте ціна має стати основним критерієм під час виборів проектувальника. Не завжди найдорожче - найкраще, як і навпаки. У деяких випадках надмірна вартість викликана не трудомісткістю процесу, а бажанням набити собі ціну. Досвід розробки таких проектів також чималий плюс при підборі організації. Щоправда трапляються випадки, коли компанія напрацювала статус і повністю змінила фахівців: відмовилася від досвідчених та дорогих на користь молодих та амбітних. Добре було б цей момент уточнити ще до укладення договору.

Правила вибору проектувальника

Вартість. Вона має бути в середньому діапазоні. Крайності не доречні.

Досвід. Для визначення досвіду найпростіше попросити телефони замовників, для яких організація вже виконувала аналогічні проекти та не полінуватися зателефонувати за кількома номерами. Якщо все було "на рівні", то ви отримаєте необхідні рекомендації, якщо "не дуже" або "більше або менше" - можна сміливо продовжувати пошук далі.

Наявність у штаті досвідчених співробітників.

Спеціалізація. Слід уникати організацій, які не дивлячись на невеликий штат співробітників, готові зробити і будинок з трубою і доріжку до нього. Нестача фахівців призводить до того, що та сама людина може розробляти відразу кілька розділів, якщо не все. Якість таких робіт залишає бажати кращого. Оптимальним варіантомстане вузькоспрямована організація з ухилом у комунікації чи енергетичне будівництво. Великі інститути цивільного будівництва також не найгірший варіант.

Стабільність. Необхідно уникати фірм-одноденок, хоч якою б привабливою була їхня пропозиція. Добре, якщо є можливість звернутися до інститутів, які створені на базі старих радянських НДІ. Зазвичай вони підтримують марку, та й співробітники у цих місцях найчастіше працюють усе життя і вже «собаку з'їли» на таких проектах.

Процес проектування починається задовго до того, як проектувальник бере в руки олівець (у сучасному варіанті, перш ніж він сів перед комп'ютером). Ця робота складається з кількох послідовних процесів.

Етапи проектування

Збір вихідних даних.

Ця частина може бути доручена як проектувальнику, і виконуватися самостійно замовником. Коштує вона не дорого, проте вимагає деякого часу на відвідування енної кількості організацій, написання листів, заяв та отримання відповідей. Не слід самостійно займатися збором вихідних даних для проектування тільки в тому випадку, якщо ви не зможете пояснити, що конкретно хочете зробити.

Інженерні винаходи.

Етап досить складний і може бути виконаний самостійно. Деякі проектні організації виконують роботу самі, деякі віддають субпідрядним організаціям. Якщо проектувальник працює за другим варіантом, є сенс підібрати субпідрядника самостійно. Так вартість може бути дещо знижена.

Сам процес проектування.

Виконується проектувальником, на будь-якому етапі контролюється замовником.

Узгодження проекту.

Розроблену документацію має обов'язково перевірити замовник. Після цього проектувальник погоджує її із сторонніми організаціями. Іноді для прискорення процесу достатньо взяти участь у цьому. Якщо замовник їздить разом із розробником за погодженнями, по-перше немає можливості затягнути проект, а по-друге є шанс побачити всі недоліки на власні очі. Якщо будуть будь-які спірні питання, з'явиться можливість проконтролювати їх ще й на стадії будівництва.

Безліч організацій, які проводять розробку проектної документації, пропонують альтернативні варіантиїї виду. Набирає популярності 3D-проектування, кольорове оформлення креслень. Всі ці елементи, що прикрашають, носять суто комерційний характер: додають вартість проектування і анітрохи не піднімають якість самого проекту. Будівельники виконають роботу однаково за будь-якого виду проектно-кошторисної документації.

Укладання договору на проектування

Крім вже сказаного, необхідно додати кілька слів про сам договір на проектування. Від прописаних у ньому пунктів залежить дуже багато. Не завжди слід сліпо погоджуватись на запропоновану проектувальником форму. Досить часто там враховано лише інтереси розробника проекту.

Договір на проектування обов'язково має містити:

· повні найменування сторін

· Вартість

· термін виконання

· предмет договору

Ці пункти мають бути чітко прописані. Якщо дата, то це як мінімум місяць і рік, а не через певну кількістьднів чи місяців з початку проектування чи з початку дії договору. Вказівка ​​такого формулювання поставить Вас у незручне становище, якщо раптом доведеться доводити щось у суді. Також слід приділити особливу увагу назві предмета договору. Воно має звучати не як проект та точка, а як «виконання проектних робітз теплопостачання такої будівлі» або «проектування теплової мережі від певного місця і до певного місця».

Корисно прописати у договорі та деякі моменти штрафів. Наприклад, затримка терміну проектування тягне у себе сплату проектувальником 0,5% від суми договору користь замовника. Корисно прописувати у договорі та кількість екземплярів проекту. Оптимальна кількість – 5 штук. 1 для себе, ще 1 для технагляду та 3 для будівельників.

Повна оплата робіт повинна здійснюватися лише після 100% готовності та підписання акта здачі-приймання (акту виконаних робіт). При оформленні цього документа обов'язково перевірити назву проекту, вона має бути ідентично вказаною у договорі. При розбіжності записів навіть на одну кому або букву ви ризикуєте не довести оплату саме за цим договором у разі виникнення спірної ситуації.

Наступна частина статті присвячена питанням будівництва. Вона проллє світло на такі моменти як: особливості підбору підрядника та укладання договору на виконання будівельних робіт, наведе приклад правильної послідовностімонтажу та підкаже як вчинити, коли трубопровід буде вже прокладено, щоб уникнути негативних наслідків при експлуатації.

Ольга Устимкіна, рмнт.ру

http://www. rmnt. ru / - сайт RMNT . ru

Особливості проектування теплової мережі

1. Основні умови при проектуванні теплової мережі:

Залежно від геологічних, кліматологічних особливостей місцевості вибираємо тип прокладки мереж.

• 2. Джерело теплоти маємо залежно від переважаючого напрям вітру.
• 3. Трубопроводи прокладаємо широкою дорогою, щоб можна було механізувати будівельні роботи.
• 4. При прокладанні теплових мереж, потрібно вибирати найбільш короткий шлях з метою економії матеріалу.
• 5. Залежно від рельєфу та забудови місцевості намагаємося провести самокомпенсацію теплових мереж.

Рис. 6.

Гідравлічний розрахунок теплової мережі

Методика гідравлічного розрахунку теплової мережі.

Теплова мережа – тупикова.

Гідравлічний розрахунок здійснюється на основі нанограм для гідравлічного розрахунку трубопроводу.

Розглядаємо основну магістраль.

Діаметри труб підбираємо по середньому гідравлічному ухилу, приймаючи питомі втрати тиску до Р=80 Па/м.

2) Для додаткових ділянок G не більше 300 Па/м.

Шорсткість труби K = 0.0005 м.

Записуємо діаметр труб.

Після діаметра ділянок теплової мережі рахуємо для кожної ділянки суму коеф. місцевих опорів (?о), використовуючи схему т.с., дані розташування засувок, компенсаторів та інших. опорів.

Після чого для кожної ділянки розраховуємо еквівалентну місцевому опору довжину (Lек).

Виходячи з втрат напору подавальних і зворотних лініях і необхідного напору «наприкінці» магістралі, що розташовується, визначаємо необхідний напір на вихідних колекторах джерела тепла.

Таблиця 7.1 - Визначення Lекв. при?ж=1 за dу.

Таблиця 7.2 – Розрахунок еквівалентних довжин місцевих опорів.

Через кожні 100м. встановлювали компенсатор теплових подовжень.

Для діаметра трубопроводів до 200 мм. приймаємо П-подібні компенсатори, понад 200 – сальникові, сильфонні.

Втрати тиск ДРз знаходяться за нанограмою, Па/м.

Втрати тиск визначаються за такою формулою:

ДP = ДPз *? L * 10-3, кПа.

V(м3) ділянки визначається за формулою:

Розрахунок витрат води трубопроводу, m(кг/сек).

mот+вен = = = 35.4 кг/сек.

mг.в. = = = 6,3 кг/сек.

mитого = mот + вен + mг.в. = 41,7 кг/сек

Розрахунок витрати води на ділянках.

Qкв = z * Fкв

z = Qитого /? Fкв = 13320/19 = 701

Qкв1 = 701 * 3,28 = 2299,3 кВт

Qкв2 = 701 * 2,46 = 1724,5 кВт

Qкв3 = 701 * 1,84 = 1289,84 кВт

Qкв4 = 701 * 1,64 = 1149,64 кВт

Qкв5 = 701 * 1,23 = 862,23 кВт

Qкв6 = 701 * 0,9 = 630,9 кВт

Qкв7 = 701 * 1,64 = 1149,64 кВт

Qкв8 = 701 * 1,23 = 862,23 кВт

Qкв9 = 701 * 0,9 = 630,9 кВт

Qкв10 = 701 * 0,95 = 665,95 кВт

Qкв11 = 701 * 0,35 = 245,35 кВт

Qкв12 = 701 * 0,82 = 574,82 кВт

Qкв13 = 701 * 0,83 = 581,83кВт

Qкв14 = 701 * 0,93 = 651,93кВт

Таблиця 7.3 – Витрата води для кожного кварталу.

Витрата води по кожній ділянці дорівнює (кг/сек):

mг4-г5 = m10+ 0,5 * m7 = 1.98+0.5*3.42 = 3.69

mг3-г4 = m11 + mг4-г5 = 3,69 +0,73 = 4,42

mг2-г3 = m12+mг3-г4=4,42+1,71=6,13

mг1-г2 = 0,5 * m7 + 0,5 * m8 + mг2-г3 = 0,5 * 3,42 +0,5 * 2,57 +6,13 = 9,12

m2-г1 = m4+0,5 * m5 + mг1-г2 = 9,12 +3,42 +0,5 * 2,57 = 13,8

m2-в1 = m1 + 0,5 * m2 = 9,42

m1-2=m2-г1+m2-в1=13,8+9,42=23,22

mа2-а3 = m13 + m14 = 3,67

mа1-а2 = 0,5 * m8 + m9 + mа2-а3 = 0,5 * 2,57 +1,88 +3,67 = 6,83

m1-а1 = 0,5 * m5 + m6 + mа1-а2 = 9,99

m1-б1 = 0,5 * m2 + m3 = 6,41

mі-1=m1-б1+m1-а1+m1-2=6,41+9,99+23,22=39,6

Записуємо отримані дані до таблиці 8.

Таблиця 8 - Гідравлічний розрахунок теплової мережі району.7.1 Підбір мережевих та підживлювальних насосів.

Таблиця 9 - Для побудови п'єзометричного графіка.

Hмест=0.75мHзд=30 м

Hзалив = 4мHпідживлення = ?H= (Hмісць +Hзд +Hзалив) = 34,75 м

V= 16,14 м3/ч- для вибору підживлювального насоса

hподача = 3,78 мhТГУ = 15 м

hобратка= 3,78 мhраснап=4 м

hсет = 26,56 м; m=142,56 м3/ч для вибору мережевого насоса

Для закритої системитеплопостачання працюючої при підвищеному графіку регулювання з сумарним тепловим потоком Q = 13,32 МВт і з розрахунковою витратою теплоносія G = 39,6 кг/сек = 142,56 м3/год підібрати мережеві та підживлювальні насоси.

Необхідний напір мережевого насоса H = 26,56 м

за методичного посібникаприймаємо до встановлення один мережевий насос КС 125-55, що забезпечує необхідні параметри.

Необхідний напір підживлювального насоса Hпн = 16,14 м3/год. Необхідний напір підживлювального насоса H = 34,75 м

Підживлювальний насос: 2к-20/20.

За методичним посібником приймаємо до встановлення два послідовно з'єднаних підживлювальних насосів 2К 20-20, що забезпечують необхідні параметри.

Рис. 8.

Таблиця 10 – Технічні характеристики насосів.

Енергія – це основний продукт, що навчився створювати людина. Він необхідний як побутової життєдіяльності, так промислових підприємств. У цій статті ми розповімо про норми та правила проектування та будівництва зовнішніх теплових мереж.

Що таке тепломережа

Це сукупність трубопроводів та пристроїв, що займаються відтворенням, транспортуванням, зберіганням, регулюванням та забезпеченням усіх пунктів живлення теплом за допомогою гарячої води або пари. Від джерела енергії вона потрапляє до лінії передачі, а потім розподіляється по приміщеннях.

Що входить у конструкцію:

• труби, які проходять попередню обробку від корозії, а також піддаються утепленню – обшивка може бути не на всьому протязі шляху, а тільки на тій ділянці, що розташовується на вулиці;
• компенсатори – пристрої, які відповідають за переміщення, температурні деформації, вібрації та усунення речовини всередині трубопроводу;
• кріпильна система – залежно від типу монтажу буває різних варіантів, але у разі необхідні опорні механізми;
• траншеї для укладання – облаштовуються бетонні жолоби та тунелі, якщо прокладка відбувається наземна;
• запірна або регулююча арматура - тимчасово припиняє натиск або сприяє його зменшенню перекриття потоку.

Також проект теплопостачання будівлі може містити додаткове обладнання всередині інженерної системи опалення та подачі гарячої води. Так проектування ділиться на дві частини – зовнішня та внутрішня тепломережа. Перша може йти від центральних магістральних трубопроводів, а може – від теплового вузла, котельні. Усередині приміщення також є системи, що регулюють кількість тепла в окремих кімнатах, цехах – якщо питання стосується промислових підприємств.

Класифікація тепломереж за основними ознаками та основні методи проектування

Є кілька критеріїв, якими може відрізнятися система. Це і спосіб їх розміщення, і призначення, і район теплопостачання, їх потужність, а також безліч додаткових функцій. Проектувальник у момент проектування системи теплопостачання обов'язково дізнається у замовника, який обсяг енергії щодобово повинна транспортувати лінія, скільки вихідних отворів мати, які умови експлуатації будуть – кліматичні, метеорологічні, а також як не зіпсувати міську забудову.

Згідно з цими даними можна вибрати один із типів прокладки. Розглянемо класифікацію.

За типом укладання

Розрізняють:

• Повітряні, вони надземні.

Застосовується таке рішення не дуже часто через труднощі монтажу, сервісного обслуговування, ремонту, а також через непривабливий вид таких мостів. На жаль, проект зазвичай не містить декоративних елементів. Це пов'язано з тим, що короби та інші конструкції для маскування часто перешкоджають доступу до труб, а також заважають своєчасно побачити проблему, наприклад, протікання або тріщину.

Рішення проектування повітряних тепломереж приймають після інженерних вишукувань щодо обстеження районів із сейсмічною активністю, а також високим рівнемзалягання ґрунтових вод. У таких випадках немає можливості копати траншеї та проводити наземне укладання, так як це може бути непродуктивно – природні умови можуть пошкодити обшивку, вологість вплине на прискорену корозію, а рухливість ґрунтів призведе до зламів труби.

Ще одна рекомендація для проведення надземних конструкцій - це щільна житлова забудова, коли просто немає можливості копати ями, або у випадку, коли на цьому місці вже існує одна або кілька ліній комунікацій, що діють. При проведенні земельних робіт у цьому випадку ризик пошкодити інженерні системиміста.

Монтуються повітряні тепломережі металеві опорита стовпи, де кріпляться на обручі.

• Підземні.

Вони відповідно прокладаються під землею або на ній. Існує два варіанти проекту системи теплопостачання – коли укладання здійснюється канальним способом та безканальним.

У першому випадку прокладається бетонний канал або тунель. Бетон армується, можуть використовуватися заздалегідь заготовлені кільця. Це захищає труби, обмотку, а також полегшує процес перевірки та обслуговування, оскільки вся система знаходиться у чистоті та сухості. Захист походить одночасно від вологи, ґрунтових вод та підтоплень, а також від корозії. У тому числі такі запобіжні заходи допомагають запобігти механічному впливу на лінію. Канали можуть бути монолітної заливки бетоном або збірні, їхня друга назва – лоткові.

Безканальний спосіб менш кращий, але він займає набагато менше часу, трудовитрат та матеріальних засобів. Це економічно ефективний спосіб, але самі труби використовуються не звичайні, а спеціальні – у захисній оболонці або без неї, але тоді матеріал має бути з полівінілхлориду або з його додаванням. Утруднюється процес ремонту та монтажу, якщо передбачається реконструкція мережі, розширення тепломережі, оскільки потрібно буде знову здійснювати земельні роботи.

За типом теплоносія

Транспортуватися можуть два елементи:

• Гаряча вода.

Вона передає теплову енергію і може принагідно служити з метою водопостачання. Особливість у тому, що такі трубопроводи не укладаються поодинці, навіть магістральні. Їх необхідно проводити в кількості, кратній двом. Зазвичай це двотрубні та чотиритрубні системи. Ця вимога обумовлена ​​тим, що потрібна не тільки подача рідини, але її відведення. Зазвичай холодний потік повертається на тепловий пункт. У котельні відбувається вторинна обробка - фільтрація, а потім нагрівання води.

Це складніші у проектуванні тепломережі – приклад їх типового проекту містить умови захисту труб від надгарячих температур. Справа в тому, що паровий носій набагато гарячіший, ніж рідина. Це дає збільшений ККД, але сприяє деформації трубопроводу, його стінок. Це можна запобігти, якщо використовувати якісні будматеріали, а також регулярно стежити за можливими змінами тиску напору.

Також небезпечним є ще одне явище – утворення конденсату на стінках. Необхідно зробити обмотку, яка відводитиме вологу.

Небезпека також чатує у зв'язку з можливими травмами при обслуговуванні та прориві. Опік пором дуже сильний, оскільки речовина передається під тиском, може призвести до значних ушкоджень шкірних покривів.

За схемами проектування

Також цю класифікацію можна назвати за значенням. Розрізняють такі об'єкти:

• Магістральні.

Вони мають лише одну функцію – транспортування на тривалі відстані. Зазвичай це передача енергії від джерела, котельні, до розподільних вузлів. Тут можуть бути теплопункти, які займаються розгалуженням трас. Магістралі мають потужні показники – температура вмісту до 150 градусів, діаметр труб – до 102 см.

• Розподільчі.

Це менш значні лінії, мета яких – доставити гарячу воду чи пару до житлових будинків та промисловим підприємствам. За перерізом можуть бути різні, його вибирають залежно від прохідності енергії на добу. Для багатоквартирних будинківта заводів використовують зазвичай максимальні значення – вони не перевищують 52,5 см у діаметрі. У той час як для приватних володінь мешканці зазвичай підводять невеликий трубопровід, який може вгамувати їхні потреби в теплі. Температурний режимзазвичай не перевищує 110 градусів.

• Квартальні.

Це підтип розподільчих. Вони мають ті ж технічними характеристиками, але служать мети розподілу речовини за будинками однієї житлової забудови, кварталу.

• Відгалуження.

Вони призначені для з'єднання магістралі та теплопункту.

За джерелом тепла

Розрізняють:

• Централізовані.

Вихідна точка тепловіддачі – це велика станціяобігріву, який живить все місто або більшу його частину. Це може бути ТЕЦ, великі котельні, атомні станції.

• Децентралізовані.

Вони займаються транспортуванням від невеликих джерел - автономних теплопунктів, які можуть постачати лише маленьку житлову забудову, один багатоквартирний будинок, конкретне промислове виробництво Автономні джерела живлення, як правило, не потребують дільниць магістралей, оскільки вони знаходяться поряд з об'єктом, спорудою.

Етапи складання проекту тепломережі

• Збір вихідних даних.

Замовник надає технічне завдання проектувальнику та самостійно або за допомогою сторонніх організацій складає список відомостей, які знадобляться у роботі. Це кількість теплоенергії, яка потрібна на рік і щодобово, позначення точок живлення, а також умови експлуатації. Тут же можуть бути переваги за максимальною вартістю всіх робіт і використовувані матеріали. Насамперед у замовленні має бути зазначено, для чого необхідна тепломережа – житлові приміщення, виробництво.

• Інженерні винаходи.

Роботи проводяться як у місцевості, і у лабораторіях. Потім інженер заповнює звіти. У систему перевірок включено ґрунт, властивості ґрунту, рівень ґрунтових вод, а також кліматичні та метеорологічні умови, сейсмічна характеристика району. Для роботи та оформлення звітності знадобиться зв'язка + +. Ці програми забезпечать автоматизацію всього процесу, а також дотримання всіх норм та стандартів.

• Проектування інженерної системи.

У цій стадії складаються креслення, схеми окремих вузлів, виконуються розрахунки. Справжній проектувальник завжди використовує якісний софт, наприклад . Програмне забезпечення призначене для роботи з інженерними мережами. З його допомогою зручно проводити трасування, створювати колодязі, вказувати перетин ліній, а також відзначати переріз трубопроводу і робити додаткові позначки.

Нормативні документи, якими керується проектувальник – СНіП 41-02-2003 «Теплові мережі» та СНіП 41-03-2003 « Теплова ізоляціяобладнання та приладів».

На цьому ж етапі оформляється будівельна та проектна документація. Щоб дотриматися всіх правил ГОСТ, СП і БНіП, необхідно користуватися програмою або . Вони автоматизують процес заповнення паперів за стандартами законодавства.

• Узгодження проекту.

Спочатку макет пропонують замовнику. У цей момент зручно використовувати функцію 3D-візуалізації. Об'ємна модель трубопроводу наочніша, в ній видно всі вузли, які не помітні на кресленні людині, які не знайомі з правилами креслення. А для професіоналів тривимірний макет необхідний, щоб зробити корективи, передбачити небажані перетину. Таку функцію має програма. У ній зручно складати всю робочу та проектну документацію, креслити та виробляти базові розрахункиза допомогою вбудованого калькулятора.

Потім погодження має відбутися у низці інстанцій міської управи, а також пройти експертну оцінку незалежним представником. Зручно використовувати функцію електронного документообігу. Особливо це актуально, коли замовник та виконавець перебувають у різних містах. Вся продукція компанії «ЗВСОФТ» взаємодіє з поширеними інженерними, текстовими та графічними форматами, тому команда проектувальників може використовувати це програмне забезпеченнядля обробки даних, отриманих із різних джерел.

Склад типового проекту теплової мережі та приклад теплотрас

Основні елементи трубопроводу в основному випускаються виробниками у готовому вигляді, тому залишається лише правильно розташувати та змонтувати їх.

Розглянемо зміст деталей з прикладу класичної системи:

• Труби. Їхній діаметр ми розглянули вище у зв'язку з типологією конструкцій. А довжина має стандартні параметри – 6 та 12 метрів. Можна замовити індивідуальну нарізку на заводі, але коштуватиме це значно дорожче.
  Важливо використовувати нові вироби. Краще застосовувати ті, що випускаються відразу з ізоляцією.
• Елементи з'єднання. Це коліна під кутом 90, 75, 60, 45 градусів. До цієї ж групи входять: відводи, трійники, переходи та кришки на кінець труби.
• Запірна арматура. Її призначення – перекриття води. Замки можуть знаходитись у спеціальних коробах.
• Компенсатор. Він потрібний на всіх ділянках повороту траси. Вони знімають пов'язані з тиском процеси розширення та деформації трубопроводу.

Робіть проект тепломережі якісно разом із програмними продуктами від «ЗВСОФТ».