Конструирование тепловых сетей

Стр 1 из 8Следующая ⇒

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

КАЗАХСКИЙ АГРОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им.С.СЕЙФУЛЛИНА

Кафедра теплоэнергетики

Учебное пособие

Дипломному проектированию

“Теплоснабжение района города”

для студентов специальности

050717 «Теплоэнергетика»

Астана 2009

Рассмотрено и одобрено к изданию на заседании учебно- методического совета Казахского агротехнического университета им.С.Сейфуллина протокол № ___ от _______________

«Утверждаю» Председатель УМС Казахского агротехнического университета им.С.Сейфуллина ____________ С.К.Баймагамбетова «______» ______________ 2009 г.

Г.Б.Садуакасова (ст.преподаватель)

Методические указания составлены в соответствии с требованиями учебного плана и рабочей учебной программы дисциплины «Тепловые сети и системы теплоснабжения» и включает все необходимые сведения к выполнению лабораторных работ.

Методические указания предназначены для студентов специальности 050717 «Теплоэнергетика».

Рецензент: Б.А.Байниязов зав.кафедрой Электроснабжения

Казахского агротехнического университета им.С.Сейфуллина.

Рассмотрено и одобрено на заседании кафедры «Теплоэнергетика», протокол № 1 от 2сентября 2009 г.

Рассмотрено и одобрено методической комиссией Энергетического факультета, протокол № ____ от «____» _____________ 2009 г.

УДК

Теплоснабжение района города. Учебное пособие к дипломному проектированию для студентов специальности 050717 «Теплоэнергетика» дневной и заочной форм обучения / Г.Б. Садуакасова, КазАТУ им. С.Сейфуллина – 126 с.

Учебное пособие имеет своей целью оказание помощи при выполнении дипломных проектов.

Включает теоретические основы проектирования систем теплоснабжения, примеры расчетов и подбора оборудования тепловых сетей, справочные приложения.

содержание

1. Предисловие. 6

2. Теоретические основы проектирования систем теплоснабжения.. 7

2.1 Конструирование тепловых сетей. 7

2.2 Определение тепловых потоков на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение. 11

2.3 Графики теплового потребления. 13

2.4 Регулирование отпуска теплоты.. 15

2.4.1 Теплоносители и их параметры.. 15

2.4.2 Регулирование отпуска теплоты на отопление. 16

2.4.3 Центральное качественное регулирование по совместной нагрузке отопления и горячего водоснабжения. 18

2.4.4 Регулирование отпуска теплоты на вентиляцию.. 21

2.6 Определение расходов сетевой воды. 22

2.7 Гидравлический расчет тепловых сетей. 25

2.8 Гидравлические режимы водяных тепловых сетей. 27

2.9 Подбор сетевых и подпиточных насосов. 30

2.10 Расчет толщины тепловой изоляции. 32

2.11 Расчет и подбор компенсаторов. 38

2.12 Определение диаметров спускных устройств водяных тепловых сетей. 41

2.13 Расчет усилий на опоры. 43

2.14 Подбор элеватора. 50

3. Примеры расчетов системы теплоснабжения. 51

Приложения.. 91

Приложение 1. Основные буквенные обозначения величин. 91

Приложение 2. Укрупненные показатели максимального теплового потока на отопление жилых зданий на 1 м² общей площади q _o, Вт. 93

Приложение 3. Укрупненные показатели среднего теплового потока на горячее водоснабжение q _h. 94

Приложение 4. Удельные тепловые характеристики жилых и общественных зданий. 94

Приложение 5. Нормы расхода воды потребителями. 96

ппппппппппппппппппп. Ошибка! Закладка не определена.

Приложение 6. Номограммы для гидравлического расчета трубопроводов. Удельные перепады давления R, Па/м, в стальных трубах при к_э = 0,0005мм 100

Рис.2 приложения 6. Номограммы для гидравлического расчета трубопроводов 101

Приложение 7 . Максимальные расстояния между неподвижными опорами трубопроводов. 104

Приложение 8. Нормы плотности теплового потока q_e, Вт/м, через изолированную поверхность трубопроводов двухтрубных водяных тепловых сетей при числе часов работы в год более 5000. 105

Приложение 9. Расчетные теплотехнические характеристики теплоизоляциионных материалов и изделий. 106

Приложение 10. Расчетные технические характеристики материалов, применяемых для изоляции трубопроводов при бесканальной прокладке. 107

Приложение 11. . Коэффициент K₁, учитывающий изменение стоимости теплоты в зависимости от района строительства и способа прокладки трубопровода (места установки оборудования) 107

Приложение 12. Коэффициент К₂, учитывающий увеличение теплопроводности от увлажнения, теплоизоляционного материала и типа грунта. 107

Приложение 13. Виды покрытий для защиты наружной поверхности труб тепловых сетей от коррозии. 108

Приложение 14. Компенсаторы в тепловых сетях. 109

Приложение 15. Технические характеристики труб и отводов. 115

Приложение 16. Опоры в тепловых сетях. 116

16.1. Неподвижные опоры трубопроводов тепловых сетей. 116

16.2. Подвижные опоры трубопроводов тепловых сетей. 117

Приложение 17. Коэффициенты трения в подвижных опорах. 119

Приложение 18. Прокладка трубопроводов тепловых сетей. 119

Приложение 19. Насосы в системах теплоснабжения. 123

Приложение 20. Запорная арматура в системах теплоснабжения. 126

Литература. Ошибка! Закладка не определена.

Предисловие

Учебное пособие написано для студентов специальности Теплоэнергетика и может быть использовано при выполнении курсовых и дипломных проектов по дисциплине Тепловые сети и системы теплоснабжения.

Курсовое и дипломное проектирование являясь составной частью учебного процесса, способствует усвоению студентами теоретических знаний, приобретению практических навыков в проектно-конструкторской работе.

Курсовое и дипломное проектирование по теплоснабжению дает возможность студенту освоить методы расчета различных видов теплового потребления, изучить способы регулирования отпуска теплоты, выполнять гидравлические расчеты трубопроводов, тепловой и механический расчеты теплопроводов, приобрести навыки по использованию технической и справочно-нормативной литературы.

Пособие состоит из трех глав. В первой главе приведено содержание пособия, во второй главе излагаются теоретические основы проектирования систем теплоснабжения, в третьей главе приводятся примеры расчета и подбора оборудования и конструкций тепловых сетей. В приложениях даны справочные материалы а также приводятся методические указания по выбору исходных данных, объему и содержанию курсового проекта

2 Теоретические основы проектирования систем теплоснабжения

Конструирование тепловых сетей

Проектирование тепловых сетей начинается с выбора трассы. Трасса тепловых сетей в городах должна размещаться преимущественно в отведенных для инженерных сетей технических полосах параллельно красным линиям улиц, дорог и проездов вне проезжей части и полосы древесных насаждений. На территории кварталов и микрорайонов допускается прокладка теплопроводов по проездам, не имеющим капитального дорожного покрытия, тротуарам и зеленым зонам. Диаметры трубопроводов, прокладываемых в кварталах или микрорайонах, по условиям безопасности, следует выбирать не более 500 мм, а их трасса не должна проходить в местах возможного скопления населения (спортплощадки, скверы, дворы общественных зданий и др.). Допускается пересечение водяными тепловыми сетями диаметром 300 мм и менее жилых и общественных зданий при условии прокладки сетей в технических подпольях, коридорах и тоннелях (высотой не менее 1.8 м) с устройством дренирующего колодца в нижней точке на выходе из здания. Пересечение тепловыми сетями детских, дошкольных, школьных и лечебно-профилактических учреждений не допускается. Пересечение дорог, проездов, других коммуникаций, а также зданий и сооружений следует, как правило, предусматривать под прямым углом. В населенных пунктах для тепловых сетей предусматривается, как правило, подземная прокладка. Надземная прокладка в городской черте может применяться на участках со сложными грунтовыми условиями, при пересечении железных дорог общей сети, рек, оврагов, при большой густоте подземных сооружений и в других случаях, регламентируемых [2]. Уклон тепловых сетей независимо от направления движения теплоносителя и способа прокладки должен быть не менее 0.002.

При выборе схемы магистральных тепловых сетей необходимо учитывать обеспечение надежности и экономичности их работы. Следует стремиться к наименьшей протяженности тепловых сетей, к меньшему количеству тепловых камер применяя, по возможности, двухстороннее подключение кварталов. При прокладке в районе города 2-х и более крупных магистралей от одного источника следует предусматривать, при необходимости, устройство резервных перемычек между магистралями. Водяные тепловые сети следует принимать, как правило, 2-х трубными, подающими теплоноситель одновременно на отопление, вентиляцию, горячее водоснабжение и технологические нужды. Схемы квартальных тепловых сетей принимаются тупиковыми, без резервирования. Для трубопроводов тепловых сетей работающих при давлениях до 2.5 МПа и температурах теплоносителя до 200 следует предусматривать стальные электросварные трубы. Основные характеристики стальных труб для водяных тепловых сетей приведены в литературе [8, табл. 3.3-3.9], а также в приложении 16 учебного пособия. Арматуру в тепловых сетях следует применять стальную. Допускается применять арматуру из высокопрочного чугуна в районах с расчетной температурой наружного воздуха для проектирования систем отопления, t_о выше – 40 ; из ковкого чугуна с t_о выше - 30 ; из серого чугуна с t_о выше -10 . На выводах тепловых сетей от источника теплоты, на вводах в центральные тепловые пункты и индивидуальные тепловые пункты с суммарной тепловой нагрузкой на отопление и вентиляцию 0.2 МВт и более должна предусматриваться стальная запорная арматура. Запорную арматуру в тепловых сетях следует предусматривать:

а) на трубопроводах выводов тепловых сетей от источников теплоты;

б) на трубопроводах водяных тепловых сетей мм на расстоянии не более 1000 м друг от друга (секционирующие задвижки), допускается увеличивать расстояния между секционирующими задвижками для трубопроводов D_у = 400-500 мм - до 1500 м, для трубопроводов мм - до 3000м, для трубопроводов надземной прокладки мм - до 5000 м;

в) в узлах на трубопроводах ответвлений мм, а также в узлах на трубопроводах ответвлений к отдельным зданиям независимо от диаметров трубопроводов.

При длине ответвлений к отдельным зданиям до 30 м и при мм допускается запорную арматуру на этих ответвлениях не устанавливать, при этом следует предусматривать запорную арматуру, обеспечивающую отключение группы зданий с суммарной тепловой нагрузкой, не превышающей 0.6 МВт. В нижних точках трубопроводов тепловых сетей необходимо предусматривать штуцера с запорной арматурой для спуска воды (спускные устройства). Спускные устройства должны обеспечить продолжительность опорожнения участка для трубопроводов мм - не более 2 ч; для трубопроводов D_у= 350-500 мм не более 4 ч; для трубопроводов не более 5 ч.

Диаметры спускных устройств должны определяться по методике [] и приниматься не менее указанных в таблице 2.3 учебного пособия. В высших точках трубопроводов тепловых сетей должны предусматриваться штуцера с запорной арматурой для выпуска воздуха (воздушники), условный проход которых приведен в таблице 2.4 учебного пособия. Данные по запорной арматуре приведены в приложении 20 учебного пособия. Следует отдавать предпочтение малогабаритной запорной арматуре (шаровым кранам, затворам).

После определения диаметров трубопроводов на схеме тепловых сетей должны быть расставлены неподвижные опоры, воспринимающие горизонтальные усилия вдоль оси теплопроводов. Неподвижные опоры в первую очередь устанавливают в местах размещения ответвлений, секционирующих задвижек, на участках самокомпенсации с углами поворота 90-130⁰. Далее расставляют промежуточные неподвижные опоры на протяженных прямолинейных участках. Максимальные расстояния между неподвижными опорами не должны превышать величин указанных в приложении 7 учебного пособия. Неподвижные опоры следует предусматривать:

· упорные - при всех способах прокладки трубопроводов;

· щитовые - при бесканальной прокладке и прокладке в непроходных каналах при размещении опор вне камер;

· хомутовые - при прокладке надземной и в тоннелях (на участках с гибкими компенсаторами и самокомпенсацией).

. Для восприятия вертикальных нагрузок от теплопроводов следует предусматривать подвижные опоры:

· скользящие - независимо от направления горизонтальных перемещений трубопроводов при всех способах прокладки и для всех диаметров труб;

· катковые - для труб диаметром 200 мм и более при осевом перемещении труб;

· шариковые - для труб диаметром 200 мм и более при горизонтальных перемещениях труб под углом к оси трассы (на углах поворотов с самокомпенсацией).

Конструкции подвижных и неподвижных опор приведены в литературе [8, стр. 22-29] а также в приложении 16 учебного пособия.

Компенсация температурных деформаций в тепловых сетях обеспечивается компенсаторами - сальниковыми, сильфонными, радиальными, а также самокомпенсацией - использованием участков поворотов теплотрассы. Сальниковые компенсаторы имеют большую компенсирующую способность, малую металлоемкость, однако требуют постоянного наблюдения и обслуживания. В местах размещения сальниковых компенсаторов при подземной прокладке должны быть предусмотрены тепловые камеры. Сальниковые компенсаторы выпускаются с D_у = 100-1400 мм на условное давление до 2,5 МПа и температуру до 300°С, односторонние и двухсторонние. Сальниковые компенсаторы желательно применять на прямолинейных участках трубопроводов с большими диаметрами. Сильфонные компенсаторы выпускаются для трубопроводов диаметром от 50 до 1000 мм. Они не требуют обслуживания и могут применяться при любых способах прокладки. Однако они имеют сравнительно небольшую компенсирующую способность (до 100 мм) и их допускается применять с использованием направляющих опор. Широкое применение получили радиальные (в основном П-образные) компенсаторы. Радиальные компенсаторы могут применяться для любых диаметров, они не требуют обслуживания, однако металлоемки, имеют значительную осевую реакцию и большее гидравлическое сопротивление по сравнению с сальниковыми и сильфонными. При решении вопросов компенсации температурных деформаций в тепловых сетях в первую очередь необходимо использовать для самокомпенсации естественные углы поворота трассы, и уже затем применять специальные компенсирующие устройства. Конструкции различных типов компенсаторов приведены в литературе [8, стр. 39-42, 176-179 ], а также в приложении 14 учебного пособия.

Подземная прокладка тепловых сетей может осуществляться в каналах и бесканально. Широкое распространение в настоящее время получила прокладка в непроходных каналах различных конструкций. Наиболее перспективны для строительства тепловых сетей непроходные каналы типа МКЛ, а также КЛп, обеспечивающие свободный доступ к трубопроводам при производстве сварочных, изолировочных и других видов работ. Конструкции непроходных каналов приведены в литературе [8, стр. 227-232] а также в приложении 18 учебного пособия.

Бесканальную прокладку применяют для диаметров трубопроводов до 500 мм. Конструкции тепловой изоляции бесканальных прокладок должны иметь следующие качества:

· обеспечение основным теплоизоляционным слоем тепловых потерь не более нормируемых и отсутствие в составе теплоизоляции примесей, способных вызвать наружную коррозию;

· устойчивость физических и химических характеристик теплоизоляционных и антикоррозионных покрытий в течение нормативного срока службы;

· прочность, обеспечивающую надежную работу подземного теплопровода;

· индустриальность, сборность, а также возможность изготовления и нанесения изоляции в заводских условиях с высоким качеством работ;

· возможность транспортировки и удобство монтажа на трассах.

По конструкции бесканальные прокладки делятся на засыпные, сборные, литые и монолитные. Наиболее желательны для применения, с учетом указанных ранее требований, монолитные оболочки из пенополиуретана, полимербетона, армопенобетона, битумоперлита, битумокерамзита, фенольного поропласта, асфальтоизола. Выбор конструкции теплоизоляционного слоя и расчет его толщины, как при канальной, так при бесканальной прокладке следует выполнять в соответствии с рекомендациями [4,5] с учетом параметров теплоносителя, условий эксплуатации и не превышения нормируемых тепловых потерь.

Для защиты наружной поверхности труб тепловых сетей от коррозии необходимо предусматривать защитное покрытие, конструкция которого может быть принята по приложению 13 учебного пособия. При подземной прокладке для размещения запорной арматуры, спускных и воздушных устройств, сальниковых компенсаторов и другого оборудования, требующего постоянного доступа и обслуживания, устраиваются тепловые камеры. Размеры камеры принимаются из условий нормального обслуживания размещаемого в камере оборудования согласно [2. прил. В]. Наименьшая высота камер 1,8 м. Строительная часть камер выполняется из сборного железобетона. Камеры при необходимости могут быть выполнены также из монолитного железобетона с отдельным перекрытием. В перекрытиях камер должно быть не менее двух люков D = 630 мм расположенных по диагонали при внутренней площади камер до 6 м², и четырех люков при внутренней площади камер более 6 м². Под люками должны быть устроены лестницы или скобы. Днище камеры выполняется с уклоном не менее 0.02 в сторону водосборного приямка.

При пересечении теплопроводов с другими инженерными коммуникациями и сооружениями необходимо учитывать расстояния по вертикали и горизонтали согласно [2. прил. Б].

Заглубление тепловых сетей от поверхности земли или дорожного покрытия должно приниматься не менее:

· до верха перекрытий каналов и тоннелей - 0.5 м

· до верха перекрытий камер - 0.3 м

· до верха оболочки бесканальной прокладки - 0.7 м

На вводе тепловых сетей в здание допускается уменьшение заглубления каналов до 0.3 м, бесканальной прокладки до 0.5м.

Дата добавления: 2018-06-01; просмотров: 321; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

12 3 4 5 6 7 8 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!