Содержание
Введение
1. Тепловые нагрузки на отопление зданий
2. Гидравлический расчет трубопроводов тепловых сетей
3. Расчет участков с компенсацией тепловых напряжений
3.1 Расчет участков самокомпенсации без учета гибкости отводов
3.2 Расчет П-образных компенсаторов с гладким отводом
4. Расчет нагрузок на опоры
4.1 Расчет нагрузок на подвижные опоры
4.2 Расчет нагрузок на неподвижные опоры
Введение
В данной курсовом проекте выполнены проектные работа по прокладке трубопроводов тепловых сетей для теплоснабжения микрорайона города с расчетной температурой наружного воздуха tн= - 30°С.
Потребителями тепла являются жилые дома и здания школы. Теплоснабжение микрорайона осуществляется от существующего центрального теплового пункта (ЦТП). Теплоноситель подается потребителями от ЦТП по двух трубной сети для нужд отопления и вентиляции. Система теплоснабжения закрытая, с качественным регулированием теплоотдачи нагревательных приборов. Местные системы отопления присоединены к тепловым сетям по зависимой схеме.
В качестве теплоносителя принята вода со следующими параметрами: температура воды в подающем трубопроводе t1=+95°С, температура воды в обратном трубопроводе t2=+70°С.
Прокладка тепловых сете принята подземная в непроходном канале. Приняты каналы марки КЛп 90×45, КЛп 60×45. Трубопроводы в канале уложены на подвижные опоры, которые воспринимают все трубопроводас теплоносителем и изоляцией и передают его на опорные подушки. В качестве подвижных опор приняты скользящие опоры типа Т13 серии 4.903-10.
Для восприятия усилий, возникающих в результате температурных деформаций, на трубопроводах теплосети установлены неподвижные опоры, которые фиксируют положение трубопровода в определенных точках. В качестве неподвижных опор приняты лобовые опоры типа Т14 серии 4.903-10.
В качестве тепловой изоляции приняты прошивные маты из стеклянного штапельного волокна (δн=50мм) с покровным слоем из стеклопластика рулонного РСТ. Перед нанесением тепловой изоляции выполнена антикоррозионная защита трубопровода.
В местах установки арматуры и ответвлений к потребителям выполнены теплофикационные камеры из сборного железобетона.
Компенсация температурных деформаций осуществляется с помощью естественных поворотов трасс тепловой сети и устройством П-образных компенсаторов. Для устройства тепловых сетей используются электросварные трубы из стали 20 группы В, ГОСТ 10704-90. В местах ответвлений к потребителям и на вводах в здания на трубах устанавливаются фланцевые задвижки.
Для спуска воды в низших точках тепловых сетей установлены стальные вентили с отводом спускных вод в специальные колодцы с последующим выводом данных вод в канализацию.
1. Расчет тепловой нагрузки на отопление зданий
Тепловую нагрузку на отопление жилых и общественных зданий определяем по формуле:
Q=q0·Vн(tв-tн)·η·η1
где η – поправка на расчетную температуру наружного воздуха tн;
η1 – поправка на потери, η1=1,07;
q0 – отопительная удельная тепловая характеристика;
Vн – объем здания по внешнему обмеру;
tн – расчетная температура наружного воздуха на отопление;
tв – расчетная температура внутреннего воздуха
По формуле определяем максимальный тепловой поток на отопление каждого жилого и общественного здания в квартале:
Q пятиэтажного дома=0,46×20000×(18-(-30))×1×1,07=472000 Вт
Q девятиэтажного дома=0,46×35000×(18-(-30))×1×1,07=826000 Вт
Q двенадцатиэтажного дома=0,46×43000×(18-(-30))×1×1,07=1015000 Вт
Q д/с = 0,4×23000×(20-(-30))×1×1,07=492000 Вт
Q школа = 0,38×25000×(16-(-30))×1×1,07=467000 Вт
Расчетный расход теплоносителя
G0=Q/1,16 × (t1 – t2),
Где Q – тепловая нагрузка на отопление, Вт
t1 – температура теплоносителя в подающей магистрали, t1=95°С;
t2 – температура теплоносителя в обратной магистрали, t2=70°С;
уч. 1-2 G0 = 3272000/1,16 × (95 – 70) = 70,52 т/ч
уч. 2-3 G0 = 2446000/1,16 × (95 – 70) = 52,72 т/ч
уч. 3-4 G0 = 1974000/1,16 × (95 – 70) = 42,54 т/ч
уч. 4-5 G0 = 1482000/1,16 × (95 – 70) = 31,94 т/ч
уч. 5-6 G0 = 1015000/1,16 × (95 – 70) = 21,88 т/ч
уч. 2-2' G0 = 826000/1,16 × (95 – 70) = 17,81 т/ч
уч. 3-3' G0 = 472000/1,16 × (95 – 70) = 10,17 т/ч
уч. 4-4' G0 = 492000/1,16 × (95 – 70) = 10,6 т/ч
уч. 5-5' G0 = 467000/1,16 × (95 – 70) = 10,06 т/ч
По расходу теплоносителя по гидравлическим таблицам определяем диаметр трубопровода участка, удельный перепад давлений, скорость движения теплоносителя.
Приведенная длина участка определяется по формуле:
Lпр = L×(1+α)
где Lпр – приведенная длина участка, м;
L – длина участка по плану, м;
α – коэффициент для определения суммарных эквивалентных длин местных сопротивлений. Принимается по СНиП 2.04.07-86 Тепловые сети; приложение 6.
Для диаметра труб < 150 мм α = 0,3
Для диаметра труб > 200 мм α = 0,4
Потери давления на рассматриваемом участке определяем по формуле:
ΔPi = R×Lпр
где ΔPi – потери давления на рассматриваемом участке, Па;
R – удельные потери давления на рассматриваемом участке, Па;
Lпр – приведенная длина рассматриваемого участка, м.
2. Гидравлический расчет трубопроводов тепловых сетей
Целью гидравлического расчета является определение диаметров трубопроводов, потерь давления в трубопроводах, пропускной способности, давлений в различных точках сети, увязка всех точек системы при статическом и динамическом режимах, подбор насосов и другого оборудования тепловых сетей, предназначенных для транспортирования теплоносителя.
Таблица 1. Гидравлический расчет основной расчетной магистрали тепловой сети
| Участок | 1-2 | 2-3 | 3-4 | 4-5 | 5-6 |
| Расход теплоты Q, Вт | 3272000 | 2446000 | 1974000 | 1482000 | 1015000 |
| Расход теплоносителя G, т/ч | 70,5 | 52,7 | 42,5 | 31,9 | 21,9 |
| Условные диаметры dy, мм | 150 | 125 | 125 | 125 | 125 |
| Наружные диаметры dн×S, мм | 159×4,5 | 133×3,5 | 133×3,5 | 133×3,5 | 133×3,5 |
| Длина участка по плану L, м | 8 | 45 | 50 | 48 | 50 |
| Коэффициент α | 0,4 | 0,3 | 0,3 | 0,3 | 0,3 |
| Приведенная длина Lпр = L×(1+α), м | 11 | 59 | 65 | 62 | 65 |
| Скорость движения теплоносителя ν, м/с | 1,15 | 1,16 | 0,98 | 0,74 | 0,51 |
| Удельная потеря давления R(i), Па/м | 113,38 | 145,46 | 102,64 | 59,58 | 28,16 |
| Потеря давления на участке ΔPi = R×Lпр, Па | 1247,18 | 8582,14 | 6671,6 | 3693,96 | 1830,4 |
| Суммарные потери давления, ∑ΔPi, Па | 1247,18 | 9829,32 | 16500,92 | 20194,88 | 22025,28 |
Таблица 2. Гидравлический расчет боковых ответвлений подающих трубопроводов тепловой сети
| Участок | 2-2' | 3-3' | 4-4' | 5-5' |
| Расход теплоты Q, Вт | 826000 | 472000 | 492000 | 467000 |
| Расход теплоносителя G, т/ч | 17,81 | 10,17 | 10,6 | 10,06 |
| Условные диаметры dy, мм | 80 | 80 | 80 | 80 |
| Наружные диаметры dн×S, мм | 89×3,5 | 89×3,5 | 89×3,5 | 89×3,5 |
| Длина участка по плану L, м | 52 | 45 | 47 | 44 |
| Коэффициент α | 0,3 | 0,3 | 0,3 | 0,3 |
| Приведенная длина Lпр = L×(1+α), м | 67 | 59 | 61 | 57 |
| Скорость движения теплоносителя ν, м/с | 0,94 | 0,54 | 0,56 | 0,54 |
| Удельная потеря давления R(i), Па/м | 162,94 | 53,2 | 58,66 | 53,2 |
| Потеря давления на участке ΔPi = R×Lпр, Па | 10916,98 | 3138,8 | 3578,26 | 3032,4 |
| Суммарные потери давления, ∑ΔPi, Па | 10916,98 | 14055,78 | 17634,04 | 20664,44 |
| Невязка % Диаметр шайб dш, мм | 50% 46 мм | 36% 38 мм | 20% 45 мм | 6% 58 мм |
Примечание: В тепловых сетях диаметр труб не зависимо от расчетного расхода теплоносителя должен приниматься не менее 32 мм.