Дипломный проект. Реконструкция системы теплоснабжения жилых кварталов г. Хабаровска - файл n1.doc

Дипломный проект. Реконструкция системы теплоснабжения жилых кварталов г. Хабаровска
скачать (6267 kb.)
Доступные файлы (23):

n1.doc	509kb.	23.05.2011 16:03	скачать
n2.doc	170kb.	23.05.2011 16:02	скачать
n3.doc	88kb.	23.05.2011 15:57	скачать
n4.doc	993kb.	25.05.2011 03:59	скачать
n5.doc	149kb.	20.05.2011 23:48	скачать
n6.doc	74kb.	02.06.2011 01:28	скачать
n7.doc	523kb.	24.07.2012 13:13	скачать
n8.doc	306kb.	24.07.2012 13:12	скачать
n9.doc	909kb.	24.07.2012 13:12	скачать
n10.pdf	245kb.	22.04.2011 18:18	скачать
n11.doc	37kb.	24.07.2012 13:04	скачать
n12.doc	82kb.	24.07.2012 13:14	скачать
n13.doc	74kb.	24.07.2012 13:05	скачать
n14.dwg
n15.dwg
n16.dwg
n17.dwg
n18.dwg
n19.dwg
n20.dwg
n21.dwg
n22.dwg
n23.dwg

---

Смотрите также:
• Презентация - Система теплоснабжения (Реферат)
• Курсовой проект - Реконструкция доходного дома Санкт-Петербург (Курсовая)
• Курсовой проект - Проект решения проблемы бездомных животных на территории г. Хабаровска (Курсовая)
• Дипломный проект - Механизация производства зерновых колосовых в ООО Еланское Жигаловского района (Дипломная работа)
• Дипломный проект - Модернизация транспортной сети ГТС г. Тараз (Дипломная работа)
• Чистович С.А., Аверьянов В.К., Темпель Ю.Я., Быков С.И. Автоматизированные системы теплоснабжения и отопления (Документ)
• Дипломная работа - Организация и управление пассажирскими автомобильными перевозками на предприятии ГУП Башавтотранс (Дипломная работа)
• Миловидов Н.Н. Реконструкция жилой застройки (Документ)
• Крашенинников А.В. Жилые кварталы (Документ)
• Рудобашта С.П., Залисский И.В. Источники и системы теплоснабжения: Задания для контрольной работы и методические рекомендации по ее выполнению (Документ)
• Проект - Реконструкция на ВЛ 10 кВ ПС Селифонтово 35/10 кВ, монтаж ТП 10/0, 4 кВ (Документ)
• Дипломный проект - Теплоснабжение района города Желтые Воды на 11 тысяч жителей(на укаинском языке) (Дипломная работа)

n1.doc

Реконструкция системы теплоснабжения микрорайона в границах

ул. Краснореченская - ул. Артёмовская - пер. Краснореченский
1.1 Исходные данные

Для рассмотрения гидравлического режима зоны теплоснабжения ТЭЦ-1 используются следующие исходные данные:

Климатические для города Хабаровска:

1. 
   Расчетная температура наружного воздуха на отопление - - 31⁰С;
   
2. 
   Расчетная температура наружного воздуха на вентиляцию - - 23⁰С;
   
3. 
   Средняя температура наружного воздуха за отопительный период - - 10⁰С;
   
4. 
   Скорость ветра в январе - 5,9 м/сек;
   
5. 
   Продолжительность отопительного периода - 4920 ч;
   
6. 
   Температура воздуха в помещениях - 20⁰С.
   
7. 
   Масштабный план квартальных тепловых сетей.
   
8. 
   Исполнительные планы и профили участков теплотрассы.
   
9. 
   Перечень систем теплопотребления (адреса), присоединенных к данной квартальной теплосети.
   

Централизованное теплоснабжение города осуществляется от 3-х источников ТЭЦ-1, ТЭЦ-3 и ТЭЦ-2 по тепломагистралям. Суммарная протяженность тепломагистралей составляет 450 км со средним диаметром 646 мм. Практически все теплоисточники закольцованы, но в отопительном режиме тепломагистрали работают по тупиковой схеме. Трубопроводы магистральных и распределительных тепловых сетей проложены надземным и подземным способом в непроходных каналах. Частично распределительные сети проложены по подвалам жилых домов.

Теплоносителем является перегретая вода с максимальной температурой 125 ^оС, система теплоснабжения – двухтрубная, с открытым и закрытым горячим водоснабжением потребителей теплоты. Присоединение местных систем теплопотребления – зависимое и независимое. Основное количество потребителей теплоты присоединены к системе теплоснабжения через элеваторы.

1.2 Определение и уточнение тепловых нагрузок
Расчетные расходы тепла на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение для абонентов квартальной теплосети, подключаемых к врезке тепловой сети идущей от Блок 174.01 – приняты по данным Хабаровских тепловых сетей и представлены в таблице А. Суммарная нагрузка на отопление Q_о=19,08 Гкал/ч (22,13 МВт), на вентиляцию Q_v=0,0449 Гкал/ч (0,05 МВт), горячее водоснабжение (максимальная) Q_hmax=3,4685 Гкал/ч (4,02 МВт). Общая нагрузка составила Q=22,67 Гкал/ч (26,304 МВт).


1.3 Графики тепловой мощности


Графики теплового потребления необходимы для решения ряда вопросов централизованного теплоснабжения: выбора оборудования источника тепла, выбора режима загрузки и ремонта этого оборудования выбора параметров теплоносителя, а также для технико-экономических расчетов при проектировании и эксплуатации системы теплоснабжения [4].

Сезонные графики расхода тепла на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение представляют собой графическую зависимость часовых расходов тепла от температуры наружного воздуха. Для систем отопления и вентиляции такая зависимость является линейной и может быть показана в виде прямых наклонных линий. Расход тепла на горячее водоснабжение не зависит от температуры наружного воздуха и считается постоянным.

Расход тепла при любой текущей температуре наружного воздуха на отопление определяется по формуле [1]:

(1.1)

где t_в – температура внутреннего воздуха, С;

t_н – текущая температура наружного воздуха, С;

t_о – расчетная температура наружного воздуха, С.

Расход тепла на вентиляцию определяется по формуле [1]:

(1.2)
Расход тепла на горячее водоснабжение определяется по формуле [1]:
(1.3)

где  - коэффициент изменения расхода воды в летнее время.

Результаты расчетов по формулам (1.1-1.3) приведены в таблице 1.1.

Таблица 1.1 - Данные для построения сезонных графиков расхода тепла в зависимости от температуры наружного воздуха

tн, °С	20	8	-24	-31
Qо, Гкал/час	0	5,36	22,54	26,3
Qv, Гкал/час	0	0,035	0,147	0,052
Qhmd, Гкал/час	2,21	2,21	2,21	2,21
Q, Гкал/час	2,21	7,61	24,90	28,57

Построенный график приведен на Рис. 1.1.


Для построения графика теплового потребления в зависимости от продолжительности стояния наружных температур составлена таблица 1.2 [3].
Таблица 1.2 - Продолжительность стояния температур наружного воздуха

Продолжительность стояния n, ч	Температура наружного воздуха, °С
	-40 -35	-30 -35	–25 –30	–25 –20	–20 –15	–15 –10	–10 –5	–5 0	0 +5	+15 +8
n	2	47	275	630	800	666	596	561	583	760
Темпера- туры, °С	-35 и ниже	-30 и ниже	–25 и ниже	–20 и ниже	–15 и ниже	–10 и ниже	–5 и ниже	0 и ниже	+5 и ниже	+8 и ниже
n	2	49	324	954	1754	2420	3016	3577	4160	4920

Построенный график представлен на Рис. 1.2.
Для построения годового графика потребления тела по месяцам необходимы среднемесячные температуры наружного воздуха [2]. Температуры приведены в таблице 1.3.
Таблица 1.3 – Среднемесячные температуры наружного воздуха

Месяц	tн,ср, С	Месяц	tн,ср, С	Месяц	tн,ср, С
Январь	-22,3	Май	11,1	Сентябрь	13,9
Февраль	-17,2	Июнь	17,4	Октябрь	4,7
Март	-8,5	Июль	21,1	Ноябрь	-8,1
Апрель	3,1	Август	20,0	Декабрь	-18,5

Расчет среднемесячного теплопотребления произведен по формулам (1.1-1.3) и приведен в таблицу 1.4.
Таблица 1.4 – Данные для построения графика теплового потребления по месяцам

Месяц	t, С	Qo, Гкал/ч	Qv, Гкал/ч	Qhm, Гкал/ч	Q?, Гкал/ч
Январь	-22,3	21,63	0,043	2,21	23,89
Февраль	-17,2	18,89	0,037	2,21	21,14
Март	-8,5	14,22	0,028	2,21	16,47
Апрель	3,1	8,00	0,016	2,21	10,23
Май	11,1	0,00	0,00	1,42	1,42
Июнь	17,4	0,00	0,00	1,42	1,42
Июль	21,1	0,00	0,00	1,42	1,42
Август	20	0,00	0,00	1,42	1,42
Сентябрь	13,9	0,00	0,00	1,42	1,42
Октябрь	4,7	7,14	0,014	2,21	9,37
Ноябрь	-8,1	14,01	0,028	2,21	16,25
Декабрь	-18,5	19,59	0,039	2,21	21,84

Построенный график приведен на Рис. 1.3.

Рис 1.1 - График теплопотребления в зависимости от температуры наружного воздуха (в зимний период)

Рис 1.2 - График теплопотребления в зависимости от продолжительности

стояния температур наружного воздуха

Рис. 1.3 – График тепловой мощности по месяцам

1.4 Графики регулирования температуры сетевой воды
Центральным называется регулирование отпуска теплоты на теплоисточнике. Центральным регулированием определяется график изменения температур, а иногда и расходов воды в подающих трубопроводах тепловых сетей [5].



Рисунок 1.1 – Температурный график сетевой воды
В данной выпускной квалификационной работе способом регулирования отпуска теплоты является качественное регулирование путем изменения температуры воды в подающих трубопроводах системы при ее постоянном расходе (температура сетевой воды меняется в зависимости от температуры наружного воздуха ).

При таком способе регулирования максимальные (расчетные) температуры воды в трубопроводах системы отопления достигаются при расчетной температуре наружного воздуха . При понижении снижается температура воды в подающем трубопроводе [5].

Качественное регулирование обеспечивает устойчивость гидравлических режимов отдельных нагревательных приборов системы при переменных тепловых нагрузках.

При присоединении к двухтрубным магистральным сетям систем отопления и горячего водоснабжения сохранение в них центрального качественного регулирования в течении всего отопительного периода оказывается невозможным, поскольку температуры воды в подающих трубопроводах таких сетей должны поддерживаться не ниже необходимых для обеспечения заданных температур воды перед водоразборными приборами (не менее 6575 С).

Для соблюдения теплового баланса среднесуточные температуры воды в подающем трубопроводе сети должны приниматься большими, чем по отопительному графику. Величина этого превышения определяется температурой воды в обратном трубопроводе системы отопления и следующим коэффициентом:

(1.4)

(1.5)

При данном значении коэффициента принимается центральное качественное регулирование по нагрузке отопления.

При таком способе регулирования, для зависимых схем присоединения элеваторных систем отопления температуру воды в подающей _1,0 и обратной _2,0 магистралях, а также после элеватора _3,0 в течении отопительного периода определяют по следующим выражениям:

_1,0 = t_i + t [( t_i - t_н )/ (t_i - t_o )]^0.8 + ( - 0.5 )( t_i - t_н ) /( t_i - t_o ) (1.6)

_2,0 = t_i + t [( t_i - t_н) / (t_i - t_o )]^0.8 - 0.5 ( t_i - t_н )/(t_i - t_o ) (1.7)

_3.0 = t_i + t [( t_i - t_н )/ (t_i - t_o )]^0.8 + 0.5 ( t_i - t_н )/(t_i - t_o ) (1.8)
где t_i - расчетная температура внутреннего воздуха, принимаемая для жилых районов 18 С

t_н - температура наружного воздуха, С

t - расчетный температурный напор нагревательного прибора, С , определяемый по формуле

( 1.9)

где ₃ и ₂ температуры воды соответственно после элеватора и в обратной магистрали тепловой сети при t_o; для жилых районов, как правило, ₃ = 95 С ; ₂ = 70 С. ; - расчетный перепад температур сетевой воды в тепловой сети  =₁-₂ ;  - расчетный перепад температур сетевой воды в местной системе отопления

=₃-₂ (1.10)

Задаваясь различными значениям и температур наружного воздуха t_н

( обычно t_н = +8; 0; - 10; t_v; t_o), определяют _1,0 ; _2,0 ; _3,0 и строят отопительный график температур воды. Для удовлетворения нагрузки горячего водоснабжения температура воды в подающей магистрали _1,0 не может быть ниже 60 С в открытых системах теплоснабжения, и 70 С в закрытых системах теплоснабжения. Для этого отопительный график спрямляется на уровне указанных температур и становится отопительно-бытовым.

Температура наружного воздуха, соответствующая точке излома графиков температур воды - t_н', делит отопительный период на два диапазона с различными режимами регулирования:

в диапазоне I с интервалом температур наружного воздуха от +8 С до t_н' осуществляется групповое или местное регулирование, задачей которого является недопущение " перегрева " систем отопления и бесполезных потерь теплоты;

в диапазонах II и III с интервалом температур наружного воздуха от t_н' до t_o осуществляется центральное качественное регулирование.


1.5 Определение расчётных расходов теплоносителя
Расчетный расход сетевой воды для определения диаметров труб в водяных тепловых сетях при качественном регулировании отпуска теплоты следует определять отдельно для отопления, вентиляции и горячего водоснабжения по формулам:

а) на отопление

, (1.11)

б) на вентиляцию

, (1.12)

в) на горячее водоснабжение в открытых системах теплоснабжения:

средний

, (1.13)

максимальный

, (1.14)

г) на горячее водоснабжение в закрытых системах теплоснабжения:

средний, при двухступенчатых схемах присоединения водоподогревателей

, (1.15)

максимальный, при двухступенчатых схемах присоединения водоподогревателей

, (1.16)

Суммарные расчетные расходы сетевой воды, кг/ч, в двухтрубных тепловых сетях в открытых и закрытых системах теплоснабжения при качественном регулировании отпуска теплоты следует определять по формуле

(1.17)

Коэффициент K₃, учитывающий долю среднего расхода воды на горячее водоснабжение при регулировании по нагрузке отопления.

Результаты расчетов по формулам (1.9-1.17) приведены в Приложении А.


1.6 Гидравлический расчёт трубопроводов тепловых сетей

Основной задачей гидравлического расчета является определение диаметров трубопроводов, а также потерь давления на участках тепловых сетей. По результатам гидравлических расчетов разрабатывают гидравлические режимы систем теплоснабжения, подбирают сетевые и подпиточные насосы, авторегуляторы, дроссельные устройства, оборудование тепловых пунктов.

При движении теплоносителя по трубам полные потери давления Р складываются из потерь давления на трение Р_л и потерь давления в местных сопротивлениях Р_м :

Р = Р_л + Р_м (1.18)

Потери давления на трение Р_л определяют по формуле:

Р_л = R * L (1.19)

где R - удельные потери давления, Па/м, определяемые по формуле:

(1.20)

где  - коэффициент гидравлического трения; d - внутренний диаметр трубопровода, м;  - плотность теплоносителя, кг / м³;  - скорость движения теплоносителя, м/c; L - длина трубопровода, м.

Потери давления в местных сопротивлениях Р_м определяют по формуле:

(1.21)

где  - сумма коэффициентов местных сопротивлений.

Потери давления в местных сопротивлениях могут быть также определены по следующей формуле:

Р_м = R L_э (1.22)

где L_э - эквивалентная длина местных сопротивлений, которую определяют по формуле.

(1.23)
Гидравлический расчет выполнен по таблицам [5] и приводится в приложении В.

1.7 Разработка гидравлических режимов

Для изучения режима давлений в тепловых сетях и местных системах зданий широко используются пьезометрические графики.

При подключении к существующей тепловой сети исходными данными для построения пьезометрических графиков являются:

• 
  перепад давлений в точке подключения;
  
• 
  потери напора в рассматриваемом участке (по данным гидравлического расчета);
  
• 
  профиль теплосети, с указанием отметок трассы.
  

Пьезометр расчётного квартала теплосети Р₁= 90 м, Р₂= 60 м, общие потери напора по данным гидравлического расчета Р= 18,7м.

Последовательность построения:

1. 
   наносится продольный профиль теплотрассы с соответствующим
   
2. 
   горизонтальным и вертикальным масштабом
   

(пьезометр – М_г 1:3000, _в 1:250;).

3. 
   проставляются абсолютные отметки трассы
   
4. 
   наносятся перепады давлений в точках подключения
   
5. 
   по данным гидравлического расчета наносятся линии потерь давления в обратном и подающем трубопроводах
   
6. 
   наносится линия статического давления (давление при статическом режиме не должно превышать 60 м - для систем с чугунными отопительными приборами; должно превышать самого высокого потребителя на 5 м – из условий заполнения системы; должно быть в высшей точке трассы не менее 15 м - из условий невскипания воды в подающем трубопроводе).
   

При анализе построенного пьезометрического графика обнаружено, что располагаемый напор в конце трассы составляет 18,7 м. Потребителям квартальной теплосети грозит раздавливание, так как давление в обратном трубопроводе превышает 60 м.в.ст. Для предотвращения раздавливания запроектирована понижающая насосная станция на обратном трубопроводе, которая подробно рассматривается в разделе 2.


1.8 Расчет и подбор конструкций
1.8.1 Расчет сильфонного компенсатора


Тепловые удлинения трубопроводов при температуре теплоносителя от

50 ^оС и выше должны восприниматься специальными компенсирующими устройствами, предохраняющими трубопровод от возникновения недопустимых деформаций и напряжений.

В качестве компенсирующих устройств применяются гибкие или сальниковые и сильфонные компенсаторы. Повороты трубопроводов по трассе тепловых сетей используется для самокомпенсации. Выбор способа компенсации зависит от параметров теплоносителя, способа прокладки тепловых сетей и других местных условий.

Определим количество сильфонных компенсаторов для участка № 5 тепловой сети d_н = 325х8 мм и длиной L = 213м, а так же определим реакцию компенсатора Р_к. Расчетная температура теплоносителя t₁  125 °С. Расчетная температура наружного воздуха tо  –23 °С .

Приняв коэффициент температурного удлинения , используя данные табл. 14.2 прил. 14 [1] определим максимальную длину участка, на которой может обеспечить компенсацию один сильфонный компенсатор:

_(1.24)

где  – амплитуда осевого хода, мм,  = 90мм



Необходимое количество компенсаторов n на расчетном участке составит:

_(1.25)



Определим фактическую амплитуду компенсатора _ф при длине пролета между неподвижными опорами:

_(1.26)



Определим осевую реакцию компенсатора R_с.к,:

R_c.к = R_ж + R_р, (1.27)

где R_ж – осевая реакция, возникающая вследствие жесткости осевого хода, определяется по формуле:

R_ж = С_ _ф = 445 ∙ 72,9 = 32440 Н,

где С_ – жесткость волны, Н/мм, (С_ = 445 Н/мм );

R_р – осевая реакция от внутреннего давления, определяется по формуле

(1.28)

R_c.к = 32440 +2679 = 35119 Н

К установке принят сильфонный компенсатор СК-МК (СК-160.000.00 ТУ):

- диаметр сильфона 325мм,

- масса 39кг,

- эффективная площадь 1001 см²

- жёсткость компенсатора 445 Н/мм

- амплитуда осевого хода 90 мм


1.8.2 Расчёт толщины тепловой изоляции


Тепловые расчеты изоляционных конструкции проводятся с целью определения тепловых потерь трубопроводами с заданной конструкцией тепловой изоляции при данном типе прокладки. Тепловые расчеты выполняются также с целью определения по заданным значениям этих потерь соответствующих толщин изоляционных слоев, выполняемых из материалов с известной теплопроводностью.

Определение толщины тепловой изоляции участка №10 для двухтрубной тепловой сети с dн = 159 мм, проложенной в канале типа КЛП 90x45. Глубина заложения канала hк = 1,0 м. Среднегодовая температура грунта на глубине заложения оси трубопроводов tо = 4 °С. Теплопроводность грунта ?гр = 2,0 Вт/(м · град).

Тепловая изоляция – маты минераловатные при подземной прокладке трубопроводов.. Среднегодовая температура теплоносителя в подающем трубопроводе составляет ?1 = 86 °С, в обратном ?2 = 48 °С.

Расчёт произведён по методике, приведённой [8]:

1. 
   определим внутренний d_в.э и наружный d_н.э эквивалентные диаметры канала по внутренним (0,9·0,45 м) и наружным (1,15·0,63 м) размерам его поперечного сечения:
   

d_вэ=4·F/P=4·0,9·0,45/2·(0,9+0,45)=0,6 м (1.29)

d_нэ=4·F/P=4·1,15·0,63/2·(1,15+0,63)=0,81 м (1.30)

2. 
   определим термическое сопротивление внутренней поверхности канала
   

R_пк=1/?_епd_вэ=1/8·3,14·0,6=0,066 м·°С/Вт (1.31)

3. 
   определим термическое сопротивление стенки канала R_к, приняв коэффициент теплопроводности железобетона :
   

R_к=ln(d_нэ/d_вэ)/2п?_ст=ln(0,81/0,6)/2·3,14·2,04 =0,024м·°С/Вт (1.32)

4. 
   определим при глубине заложения оси труб h=1,3 м и теплопроводности грунта термическое сопротивление грунта
   

= (1.33)

5. 
   приняв температуру поверхности теплоизоляции 40 °С, определим средние температуры теплоизоляционных слоев подающего t_т.п и обратного t_т.о трубопроводов:
   

t_тп=(?₁+40)/2=(86+40)/2=63 °С (1.34)

t_то=(?₂+40)/2=(48+40)/2=44 °С (1.35)

6. 
   определим коэффициенты теплопроводности тепловой изоляции для подающего ?_к1 и обратного?_к2 трубопроводов:
   

?_к1=0,032+0,00019·t_тп=0,032+0,00019·63=0,044 Вт/м°С (1.36)

?_к2=0,032+0,00019·t_то=0,032+0,00019·44=0,040 Вт/м°С (1.37)

7. 
   определим термическое сопротивление поверхности теплоизоляционного слоя:
   

R_пс=1/?_еп(d_н+0,1)=1/8·3,14·0,259=0,154 м·°С/Вт (1.38)

8. 
   примем нормируемые линейные плотности тепловых потоков для подающего q_l1 = 39,5 Вт/м и обратного q_l2 = 15,8 Вт/м трубопроводов. Определим суммарные термические сопротивления для подающего R_tot1 и обратного R_tot2 трубопроводов при К₁ = 0,92:
   

R_tot1=(?₁-t_o)/k₁q_l1=(86-4)/0,92·39,5=2,26 м·°С/Вт (1.39)

R_tot2=(?₂-t_o)/k₁q_l2=(48-4)/0,92·15,8=3,03 м·°С/Вт (1.40)

9. 
   определим коэффициенты взаимного влияния температурных полей подающего ?₁ и обратного ?₂ трубопроводов:
   

?₁= q_l2/q_l1=15,8/39,5=0,40 (1.41)

?₂= q_l1/q_l2=39,5/15,8=2,50 (1.42)

10. 
    определим требуемые термические сопротивления слоёв для подающего R_кп и обратного R_ко трубопроводов, м·°С/Вт:
    

R_кп= R_tot1- R_пс-(1+ ?₁) · (R_пк+ R_к +R_гр) (1.43)

=2,26-0,154-(1+0,40) · (0,066+0,0205+0,149)=1, 98 м·°С/Вт

R_ко= R_tot2- R_пс-(1+ ?₂) · (R_пк+ R_к +R_гр) (1.44)

=3,03-0,154-(1+2,50) · (0,066+0,0205+0,149)=2,11 м·°С/Вт

11. 
    определим значения В для подающего и обратного трубопроводов:
    

В₁=е^2п?к1Rкп = 2,7^{2*3,14*0,043*1,98} =1,635 (1.45)

В₂=е^2п?к2Rко = 2,7^{2*3,14*0,040*2,11} =1,696 (1.46)

12. 
    определим требуемые толщины слоев тепловой изоляции для подающего
    

_к1 и обратного _к2 трубопроводов:

_к1=d_н· (В₁-1)/2=0,159· (1,635-1)/2=0,055 м (1.47)

_к2=d_н· (В₂-1)/2=0,159· (1,696-1)/2=0,050 м (1.48)

Принимаем толщину основного слоя изоляции для подающего и обратного

трубопроводов 60 мм. Результаты расчётов по толщины тепловой изоляции по формулам (1.29-1.48) приведены в таблице 1.8
Таблица 1.8 Толщина тепловой изоляции

Диаметр трубопровода, мм	Толщина тепловой изоляции, мм
426х7	80
325х8	80
273х7	80
219х6	80
159х4,5	60
108х4	60
89х4	50

1.8.3 Расчёт трубопроводов на самокомпенсацию температурных

расширений

При расчете самокомпенсации основной задачей является определение максимального напряжения у основания короткого плеча угла поворота трассы и определение упругого отпора. Участок № 6-7 d_у =325х8мм, расчетная температура теплоносителя t = 125⁰С, температура окружающей среды t_о= -23^оС, коэффициент линейного расширения a = 1,25∙10^-5 1/^оC.

Максимальное напряжение определяют для углов поворотов 90^о по формуле:

(1.49)

где L - удлинение меньшего плеча, м;

L - длина меньшего плеча, м;

Е - модуль продольной упругости, равный в среднем для стали 2∙10⁵ МПа;

d - наружный диаметр трубы, м;

n = L₁/L - отношение длины длинного плеча к короткому.

При расчетах углов на самокомпенсацию величина максимального напряжения не должна превышать [] = 80 МПа.

Определим линейное удлинение DL₁ короткого плеча L₁:

Следовательно, данный угол поворота может быть использован для

самокомпенсации.

1. 
   ?L1= ? l1(? – to) = 1,25·10^-5·15(125 + 23) = 0,027 м (1.50)
   
2. 
   при и n=20/15=1,3 находим изгибающее напряжение у опоры Н19
   

(1.51)



Полученное изгибающее напряжение не превышает допускаемое d_доп = 80 МПа. Следовательно, данный угол поворота может быть использован для самокомпенсации.

3. 
   определим силу упругой деформации Р_y
   

Р_у= В· ( ?·F·I/10⁷) · ( ?₁-t_о)/ l₂² (1.52)
Значение ?·F·I/10⁷ определяем по таблице при наружном диаметре

d_н = 32,5 см ?·F·I/10⁷ =24,0 кгс·м²/°С

Значение коэффициента В определяем по номограмме, В=6,1

Р_у=6,1·24·148/ 15²=9,6 кгс =96 Н


1.8.4 Расчёт усилий на подвижные и неподвижные опоры

При определении нормативной горизонтальной нагрузки на неподвижную опору следует учитывать: неуравновешенные силы внутреннего давления при применении сальниковых компенсаторов, на участках имеющих запорную арматуру, переходы, углы поворота, заглушки; следует также учитывать силы трения в подвижных опорах, а также реакции компенсаторов и самокомпенсации. Горизонтальную осевую нагрузку на неподвижную опору следует определять:

на концевую опору - как сумму сил действующих на опору;

на промежуточную опору - как разность сумм сил действующих с каждой стороны опоры. Неподвижные опоры должны рассчитываться на наибольшую горизонтальную нагрузку при различных режимах работы трубопроводов (охлаждение, нагрев) в том числе при открытых и закрытых задвижках.

Неподвижная опора Н19

Определим результирующие усилие N на неподвижную опору Н19. Определим вертикальную нормативную нагрузку F_v.

Трубопровод с d_нxS = 325x8 мм проложен в не проходном канале. Вес одного погонного метра трубопровода с водой и изоляцией G_h = 1670 Н/м. Расстояние между подвижными опорами L = 8 м. Коэффициент трения в подвижных опорах  = 0,1. Реакция компенсатора P_к = 35119 Н. Сила упругой деформации угла поворота P_х = 96 Н.

1. 
   расчет результирующих усилий N на опору Н19 для различных тепловых режимов работы трубопровода выполним по формулам:
   

• 
  на нагрев
  

(1.53)

• 
  на охлаждение
  

(1.54)



В качестве расчетного усилия принимаем наибольшее значение N=32641 Н.

Принята неподвижная щитовая опора 325х8 Т8.07.00.000.СБ

согласно серии 4.903-10 выпуск 4.

вертикальную нормативную нагрузку на подвижную опору F_v определим по формуле:

(1.55)



где ?_х – коэффициент трения в опорах, для скользящих опор при трении стали о сталь принимают равным 0,3.

Принята опора скользящая Т13.10.00.000СБ.

1.8.5 Расчёт диаметров спускников и воздушников


Определение диаметров спускных устройств производится с целью обеспечения слива воды из трубопровода теплосети за определенный период времени.

Диаметр штуцера и запорной арматуры d, м, для спуска воды из секционируемого участка трубопровода определяют по формуле:

(1.56)

где d _red, l, i _red - соответственно приведенный диаметр, м; общая длина, м; приведенный уклон секционируемого участка трубопровода определяемые по следующим формулам:
d _red = ( d₁ l₁ + d₂ l₂ + ... + d_n l_n ) /  l (1.57)
i _red = ( i₁ l₁ + i₂ l₂ + ... + i_n l_n ) /  l (1.58)

где l₁, l₂, ... , l_n - длины отдельных участков трубопровода, м, с диаметрами d₁, d₂, ..., d_n ,м, при уклонах i₁, i₂, ..., i₃;

m - коэффициент расхода арматуры, принимаемый для вентилей

m = 0,0144, для задвижек m = 0,011;

n - коэффициент, зависящий от времени спуска воды t

при t = 4 ч (для труб диаметром 350-400 мм) n = 0,5

d _red = 0,426 м (т.к. диаметр не меняется);

Для расчета выбран участок теплосети (см. профиль трассы в графической части) с установкой спускника в камере УТ4.

Уклон прилегающих участков определяется по формуле:

(1.59)







Так как расчетный диаметр спускного устройства d = 42 мм меньше рекомендованного d_у = 100мм, то к установке принимаем диаметр спускника 100 мм. Диаметр воздушников по требованиям составил 25 мм.

Результаты расчёта спускных устройств по формулам (1.56-1.59­­­­­_­­­­) приведены в таблице 1.9
Таблица 1.9 Диаметр спускных устройств

Номер участка	Расчётный диаметр, м	Спускники к установке, мм	Воздушники к установке, мм
1-3	0,0387	100	32
3-4	0,0293	100	-
4-5	0,0444	100	-
5-7	0,0395	100	-
7-9	0,0200	80	25
9-10	0,0145	50	-
10-12	0,0141	40	15
13-14	0,0064	40	15

---