Теплоснабжение района города Курска

Автор: Пользователь скрыл имя, 06 Апреля 2013 в 12:34, курсовая работа

Описание работы

На сегодняшний день не вызывает сомнений необходимость учёта при проектировании систем теплоснабжения технико-экономических критериев и уровня надежности. Разработаны достаточно глубокие научные основы, алгоритмы и программные средства, обеспечивающие возможность такого учёта. Более того, соответствующие требования закреплены в действующих нормативных документах.

Содержание

Введение 4
Характеристика района строительства 6
Определение расчетных тепловых потоков 7
Расчетные расходы теплоносителя и подбор сетевого насоса 9
Гидравлический расчет тепловой сети 11
Гидравлический режим тепловой сети 12
Выбор и расчет элементов тепловой сети
Трубы 14
Запорная арматура 15
Компенсаторы температурных удлинений
трубопроводов 15
Опоры трубопроводов
Подвижные опоры 17
Неподвижные опоры 19
Выбор элементов прокладки тепловой сети
Каналы 22
Тепловые камеры 24
Компенсаторные ниши 24
Подбор и расчет тепловой изоляции трубопроводов 26

Работа содержит 1 файл

курсовик.docx

— 158.91 Кб (Скачать)

Знание суммарного расхода теплоносителя Gd = Σ Gdi позволяет выбрать сетевой насос системы теплоснабжения. Его подбор (типа СЭ или СД для воды с температурой до 180°С, см. прилож. 9) выполняют по характеристикам таким образом, чтобы требуемый расход воды соответствовал рабочей части характеристики. При возможности использования различных типоразмеров предпочтение следует отдавать насосу с умеренными (до 100 м вод. ст.) напорами.

Подберем сетевой  насос системы теплоснабжения, если суммарный расхода теплоносителя  составляет Gd = 208,4кг/с.

Подбор выполняем  по характеристикам таким образом, чтобы требуемый расход воды соответствовал рабочей части характеристики.Напорная характеристика которого описывается соотношением

Нн = – SнV2н,

где – максимальный напор насоса при расходе воды, равном нулю; = 133,9 м вод. ст.;

Sн – внутреннее гидравлическое сопротивление насоса;

Sн = 4,69´10-5 м вод. ст./(м3/час);

V – объемный расход воды, V = 208,4´3600/958,4 » 782,8 м3/ч (плотность воды 958,4 кг/м3 принята при средней температуре воды 100°С). Тогда

Нн = 133,9 – 4,69´10-5 ´ 782,8 2 = 105,16м вод. ст.

Принимаем к установке  насос СЭ-800-100-11.

1111111111111111111111111111111111111111111111111

4. Гидравлический расчет  тепловой сети

Гидравлический  расчет тепловой сети запишем в табличной  форме – приложение 1.

 

5. Гидравлический  режим тепловой сети

Построение пьезометрического  графика, являющегося наглядным  отражением расчетного гидравлического  режима сети, начинаем с нанесения  в выбранном масштабе рельефа  местности по разрезу вдоль соответствующей  тепловой трассы и высоты зданий присоединяемых кварталов (по преимущественной этажности  застройки). Для всех ответвлений, кроме  рассчитываемых, допускается присоединение  зданий показывать в узлах трубопроводов  магистрали, но с учетом геодезических  отметок местности присоединяемых кварталов. Длину расчетных ответвлений  – измерять по плану, примерно, до центра кварталов.

На вертикальной оси пьезометра в одинаковом масштабе откладываем геодезические отметки  в метрах и напоры теплоносители  в трубопроводах сети Н, м вод. ст. За линию отсчета напоров (0-0) принимаем уровень оси всасывающего патрубка сетевого насоса (в курсовом проекте – геодезическая отметка источника теплоты). Ось трубопроводов, в виду малого заглубления, условно совмещают с поверхностью земли.

Далее следует  определить положение линии статического напора (s-s), величина которого выбирается из двух условий: заполнение сетевой  водой по возможности всех абонентских  систем отопления, для чего линия s-s должна проходить выше самого высокого потребителя (с запасом ≈ 5 м вод.ст.), и непревышение давления на нагревательные приборы систем отопления выше допустимого.

Ориентировочно  определив положение линии статического напора, следует выбрать подпиточный  насос. Подачу (производительность) насоса Gпн следует принимать, равной расходу воды на компенсацию утечек из тепловой сети для закрытой системы теплоснабжения, а для открытой – сумме расчетного расхода воды на горячее водоснабжение с коэффициентом 1,2 и расхода воды на компенсацию утечек.

Расчетная утечка должна приниматься 0,75% суммарного объема воды V, м3 в трубопроводах и оборудовании систем теплопотребления, который при отсутствии данных допускается оценивать в размере 65 м3 на 1 МВт суммарной тепловой нагрузки при закрытой системе теплоснабжения и 70 м3 – при открытой.

По расходу  воды подбираем подпиточный насос  с напором Нпн, равным или ближайшим большим Hs. Если напор выбранного насоса отличается от предварительно определенного статического напора, то положение s-s следует уточнить.

Затем производим построение пьезометрической линии  обратной линии тепловой сети в динамическом режиме.

При этом основная задача заключается в определении  наинизшей точки пьезометра, соответствующей  напору на всасывании сетевого насоса Нвс. В качестве первого приближения можно принять Hвc = Hs. Откладывая от этой точки потери напора в обратном трубопроводе источника теплоты (≈ 5 м вод. ст.), а затем тепловой сети (по результатам гидравлического расчета), получаем пьезометр для обратного трубопровода. Затем следует проанализировать возможность уменьшения напоров в обратном трубопроводе путем перемещения полученной пьезометрической линии вниз параллельно самой себе с соблюдением всех необходимых требований. Как правило, Нвс находится в пределах 10-30 м вод. ст. (необходимо обратить внимание на допустимый кавитационный запас выбранного сетевого насоса!).

После окончательного определения уровня обратного пьезометра от точки, соответствующей абсциссе концевого ЦТП, откладываем вертикальный отрезок, равный принятому при выполнении гидравлического расчета, располагаемому напору Нцтп, а затем строим пьезометрическую линию подающего трубопровода, напоры в котором также должны соответствовать ряду требований.

На графике  необходимо отразить также невозможность  вскипания воды при температурах >100°С.

Подберем подпиточный  насос для закрытой системы теплоснабжения с тепловой нагрузкой 174 341 600 Вт, а  высота самого высокого потребителя  – 35 м.

Vпн = 0,0075 ´ 65 ´ 174,3 » 85 м3/ч.

По расходу  воды Vпн подбираем подпиточный насос с напором Нпн, равным или ближайшим большим Нs. Наиболее подходящим по своим параметрам является два последовательно включенных насоса типа  К 90/20 и К 90/35. Параметры напорной характеристики насоса К 90/20: = 29,5 м вод.ст. и  
Sн = 0,00102 м/(м3/ч)2. Таким образом, расчетный напор подпиточного насоса К 90/20 Нпн = 29,5 – 0,00102 ´ (85) 2 = 22 м вод.ст.

Аналогично для  насоса К 90/35: = 41 м вод.ст. и  
Sн = 0,00078 м/(м3/ч)2.

Нпн = 41 – 0,00078 ´ (85) 2 = 35 м вод.ст.

Таким образом, расчетный  напор подпиточных насосов равен:

Нпн =22+35=57 м вод.ст.

 

Пьезометрический  график представлен в приложении 2.

6. Выбор и  расчет элементов тепловой сети

В настоящем разделе  следует выбрать конструктивные элементы и элементы прокладки тепловой сети для узла трубопроводов с  расчетными ответвлениями и примыкающих  к нему участков сети.

6.1. Трубы

Выбор труб осуществляют по рабочему давлению и температуре  воды, которые для проектируемой  сети не превышают 1,6 МПа и 200 °С соответственно. Для таких параметров теплоносителя и расчетной температуры наружного воздуха могут быть приняты стальные электросварные трубы, а при их отсутствии (для некоторых диаметров) – бесшовные, основные параметры труб сводятся в таблицу.

Соединение труб между собой осуществляется с  помощью электродуговой сварки.

Для участка сети (кв 13, 17, 12) подберем трубы.

Таблица 6.1

Характеристика  труб для монтажа участка сети

Условный проход Dу, мм

Наружный диаметр Dн, мм

Толщина стенки S, мм

Масса 1м трубы, кг

Материал

Технические  
условия

250

273

6

39,51

Сталь 20,

ГОСТ 1050-74**

Трубы термообработанные гр. В ГОСТ 10705-80

200

219

6

31,52

Сталь 20,

ГОСТ 1050-74**

Трубы термообработанные гр. В ГОСТ 10705-80

125

133

3,5

11,18

Сталь 20,

ГОСТ 1050-74**

Трубы термообработанные гр. В ГОСТ 10705-80

100

108

3,5

9,02

Сталь 20,

ГОСТ 1050-74**

Трубы термообработанные гр. В ГОСТ 10705-80


6.2. Запорная  арматура

В соответствии с требованиями арматуру предусматриваем  в узлах трубопроводов на ответвлениях к ЦТП кварталов и в качестве секционирующей задвижки в УТ.

В тепловых сетях  преимущественно применяется стальная арматура, наиболее современным видом  которой являются шаровые клапаны, например JiP, изготовляемые в Дании. Они обладают высокой надежностью и низким гидравлическим сопротивлением. Основные характеристики клапанов, принятых к установке на рассматриваемом участке, сводим в таблицу.

 

Для участка сети (кв 13, 17, 12) подберем арматуру.

Таблица 6.2

Арматура, устанавливаемая на участке  сети

Dу трубопровода, мм

Обозначение клапана

Минимальный внутренний диаметр клапана, мм

Установочная длина, мм

Вес, кг

Присоединение к трубопроводу

100

DN 100 PN 25

80

290

20

На сварке

125

DN 125 PN 25

100

315

30

На сварке


6.3. Компенсаторы  температурных удлинений  
трубопроводов

При наличии на участке угла поворота, используемого  для самокомпенсации температурных  удлинений, приемлемость выбранного отвода, а также принятых ранее расстояний от угла до ближайших неподвижных опор следует проверить расчетом, например, методом упругого центра. Расчет заключается в определении максимального напряжения изгиба σх и сравнения его с нормативным значением. Кроме того, определяются силы упругого отпора Рх и Ру, знание которых необходимо для подбора неподвижных опор. При этом необходимо определить температурные удлинения плеч угла поворота.

Аналогичные расчеты  выполняются и для П-oбpазных  компенсаторов.

Однако можно  подобрать типоразмеры гибких П-образных компенсаторов с гнутыми отводами без детального расчета с требуемой компенсирующей способностью Δlк (Dy = 50 – 500 мм) в зависимости от Dу трубопровода с соблюдением следующего условия:

Dx £ Dlк,

где Dх – расчетное удлинение трубопровода на участке установки компенсатора, мм;

Dlк – компенсирующая способность компенсатора, мм.

Там же приведены  значения осевых сил для компенсаторов  с различными размерами вылета Н (при отсутствии нужного значения Н следует интерполировать).

Расчетное тепловое удлинение трубопровода рассчитываем по формуле

Dх = a ´ Dt ´ L ´ e,

где a – средний коэффициент линейного расширения стали, при температурах до 200 °С может быть принят 0,012 мм/м´гр;

Dt – температурный перепад, °С;

L – расстояние между неподвижными опорами на участке, м;

e – коэффициент, учитывающий релаксацию компенсационных напряжений и предварительную растяжку компенсатора на 50% полного удлинения трубопровода Dl = Dx / e.

Подберем типоразмеры гибких П-образных компенсаторов с гнутыми отводами для участка сети (кв 13, 17, 12), район строительства – г. Курск.

 

dу = 250 мм;  l = 140 м;  σдоп = 145 МПа

∆t = 150+26=176 оС;

∆х = 0,012·176·140·0,5=148 мм,

= 200 мм; мм.

Параметры компенсаторов, установленных на участке, приведены  в табл. 6.3.

 

 

 

Таблица 6.3

Компенсатор по  
листу графической части

Dу, мм

∆х, мм

Параметры компенсатора

Рх, кН

C, мм

Н, м

R, мм

∆lк, мм

К 48

250

148

2500

3,0

1000

181

21,7


 

Сила упругого отпора Рх составит

,

здесь ∆lк, см;

.

Рх = 1,2·18,1 = 21,7 кН.

Аналогично для компенсаторов  К44 и.т.д

Компенсатор по  
листу графической части

Dу, мм

∆х, мм

Параметры компенсатора

Рх, кН

C, мм

Н, м

R, мм

∆lк, мм

К 48

250

148

2500

3,0

1000

181

21,7

К 50

200

137

2100

2,4

850

145

14,5

К 54

125

164

1310

2,0

530

163

9,8

К 56

100

164

1100

1,6

450

136

8,2


 

7.Опоры трубопроводов

7.1. Подвижные  опоры

Подвижные опоры  служат для восприятия веса трубопроводов  и обеспечения возможности их перемещения при температурных  удлинениях. Наиболее распространенный тип подвижных опор, используемых при канальной прокладке, – скользящие.

Для определения  их количества на участках необходимо знать длину пролета между  опорами l, которая в общем случае находится расчетом трубопроводов на весовые нагрузки. Следует иметь в виду, что на участках, прилегающих к компенсаторам, устанавливают опоры нормальной длины, а укороченные – у неподвижных опор. Что касается высоты опор, то она уточняется после определения толщины изоляции.

Расстояние между  опорами труб l (м) следует принимать из условий прочности и непревышения максимального прогиба f допустимой величины 0,02 ´ Dу .

Как показывают расчеты, второе условие является более  жестким и не связано с неоднозначностью задания допускаемого напряжения. В  связи с этим определяем l, исходя из требования

f £ 0,02´Dу.

Максимальный  прогиб трубопровода на середине пролета  между двумя опорами равен:

,

где  q – расчетная весовая нагрузка на единицу длины трубы, н/м;

E – модуль продольной упругости, Па;

J – момент инерции трубы, м4.

С учетом (1) и (2) получим

.

Е = 2,1´1011 Па; удельную нагрузку q рассчитаем как

q = m ´ g,

где m – удельная масса трубопровода с учетом теплоносителя и изоляции, кг/м.

 

Подберем тип  и определим количество подвижных  опор для участка сети l=140 м, Dу =250 мм.

Dу = 250 мм; I = 4484 см4 = 0,4484·10-4 м4; m = 149 кг/м;

 м.

Таблица 7.1

Расчет расстояний между подвижными опорами

Dу, мм

m, кг/м

I·10-8, м4

l, м

После округления l, м

Тип опоры

250

149

4484

11

11

Т 13, 19; Т 14, 19

Информация о работе Теплоснабжение района города Курска