Подбор сетевых и подпиточных насосов.

Закрытая система теплоснабжения работающая при повышенном графике регулирования с суммарным тепловым потоком Q = 296 МВт и с расчетным расходом теплоносителя G = 1850 т/ч. Потери напора в теплофикационном оборудовании источника теплоты DH_ист= 25 м. Суммарные потери напора в подающей и обратной магистралях тепловой сети DH_под+DH_обр= 40 м. Потери напора в системах теплопотребителей DH_аб= 30 м. Статический напор на источнике теплоты H_ст= 40 м. Потери напора в подпиточной линии H_пл= 10 м. Превышение отметки баков с подпиточной водой по отношению к оси подпиточных насосов z = 3 (м).

 

Требуемый напор сетевого насоса определим по формуле:

Подача сетевого насоса G _сн должна обеспечить расчетный расход теплоносителя G _d

G _сн= G _d= 1850 (т/ч)

По приложению №2 принимаем к установке по параллельной схеме три рабочих и один резервный насосы СЭ 1250-100 обеспечивающие требуемые параметры при некотором избытке напора, который может быть сдросселирован на источнике теплоты. КПД насоса составляет 82%.

Требуемый напор подпиточного насоса H _пнопределяем по формуле:

Подача подпиточного насоса G _пнв закрытой системе теплоснабжения должна компенсировать утечку теплоносителя G _ут.

 

 

Величина утечки принимается в размере 0,75% от объема системы теплоснабжения V _сист. При удельном объеме системы 60 м³/МВт и суммарном тепловом потоке Q = 296 МВт объем системы V _сист составит:

V _сист= 60× Q = 60× 296 = 17760 (м³)

Величина утечки G _ут составит:

G _ут= 0,0075 × V _сист= 0,0075 × 17760 = 133,2 (м³/ч)

По приложению №3принимаем к установке по параллельной схеме два рабочих и один резервный насосы

6 К-8аобеспечивающие требуемые параметры с небольшим избытком напора (8 м) с КПД 70%.

 

Расчет самокомпенсации.

Определить изгибающее напряжение от термических деформаций в трубопроводе диаметром d_н= 200 мм у неподвижной опоры А (рис.) при расчетной температуре теплоносителя t = 110 ⁰С и температуре окружающей среды t_о= -38⁰С. Модуль продольной упругости стали Е = 2x10⁵ МПа, коэффициент линейного расширения a = 1,25x10^-5 1/⁰C. Сравнить с допускаемым напряжением d_доп= 86 МПа

Рис.5

 

Определим линейное удлинение D L ₁ длинного плеча L ₁

 

D L ₁= a × L ₁× (t - t _o) = 1,25x10^-5× 50× (110 + 38) = 0,93 (м)

При b = 40⁰ и n = L ₁/ L ₂ = 2.5 находим изгибающее напряжение у опоры А по формуле:

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

 

Расчет тепловой изоляции.

Определить по нормируемой плотности теплового потока толщину тепловой изоляции для двухтрубной тепловой сети с d_н= 200 мм, проложенной в канале типа КЛП 100x55. Глубина заложения канала h_к= 3,5 м. Среднегодовая температура грунта на глубине заложения оси трубопроводов t ₀ = 4 ⁰С. Теплопроводность грунта l_гр= 2,0 Вт/м град. Тепловая изоляция - маты из стеклянного штапельного волокна с защитным покрытием из стеклопластика рулонного РСТ. Среднегодовая температура теплоносителя в подающем трубопроводе t₁ = 78⁰С, в обратном t₂ = 41 С.

Определим внутренний d _вэ и наружный d _нэ эквивалентные диаметры канала по внутренним (1.0´0,55м) и наружным (2,07´0,83м) размерам его поперечного сечения

Термическое сопротивление внутренней поверхности канала R _пк

определим по формуле:

 

Термическое сопротивление стенки канала R _к, приняв коэффициент теплопроводности железобетона определим по формуле:

Термическое сопротивление грунта R _гр при глубине заложения оси труб h = 3 м и теплопроводности грунта определим по формуле:

Приняв температуру поверхности теплоизоляции 40 ⁰С, определим средние температуры теплоизоляционных слоев подающего t _тп и обратного t _то трубопроводов согласно:

Коэффициенты теплопроводности тепловой изоляции (матов из стеклянного штапельного волокна) для подающего , и обратного , трубопроводов:

= 0,042 + 0,00028 × t _тп= 0,042 + 0,00028 × 59 = 0,06 Вт/(м × ⁰С)

= 0,042 + 0,00028 × t _то= 0,042 + 0,00028 × 40,5= 0,053 Вт/(м ×⁰С)

 

 

Термическое сопротивление поверхности теплоизоляционного слоя, приняв предварительно толщину слоя изоляции d _и= 50 мм = 0,05 мопределим по формуле:

Примем по приложению №16 методического пособия, нормируемые линейные плотности тепловых потоков для подающего q ₁₁ = 41,6 Вт/м и обратного q ₁₂ = 17,8 Вт/м трубопроводов. Определим суммарные термические сопротивления для подающего R _tot,1 и обратного R _tot,2 трубопроводов при К ₁= 0,8 (см. приложение №20)

Коэффициенты взаимного влияния температурных полей подающего и обратного трубопроводов:

Определим требуемые термические сопротивления слоёв для подающего R _кп и обратного R _ко трубопроводов, м× град/Вт

Определим требуемые толщины слоев тепловой изоляции для подающего d _к1 и обратного d _к2

 

Расчет компенсаторов

Компенсатор — устройство, позволяющее воспринимать и компенсировать перемещения, температурные деформации, вибрации, смещения.

Определить размеры П-образного компенсатора и его реакцию для участка трубопровода с длиной пролета между неподвижными опорами L = 150 м. Расчетная температура теплоносителя t₁= 110 ⁰С. Расчетная температура наружного воздуха для проектирования систем отопления t₀ = -38⁰С. Учесть при расчетах предварительную растяжку компенсатора.

Приняв коэффициент температурного удлинения a = 1,20×10^-2 мм/м×⁰С, определим расчетное удлинение участка трубопровода по формуле:

D l= a× L× (t ₁ - t ₀) = 1,20 ×10^-2 ×150× (110 + 38) = 266 (мм)

Расчетное удлинение D l _р с учетом предварительной растяжки компенсатора составит

D l _р= 0,5 ×D l = 0,5 × 266 = 133 (мм)

По приложению №23, ориентируясь на D l _p, принимаем П-образный компенсатор имеющий компенсирующую способность D l _к= 120 мм, вылет H = 2,0 м, спинку с = 1,88 м. По приложению №24 определим реакцию компенсатора Р при значении Р _к= 0,72 кН/см и D l _р= 13,3 (см)

Р = Р _к×D l _р= 0,72 × 13,3 = 9,56 кН