Схеми теплових мереж

Вибір схеми теплопостачання

Теплоносієм для системи теплопостачання приймаємо воду з розрахунковими температурами 150-70°С.

Джерелом теплоти є опалювальна котельня.

Теплова мережа запроектована по тупиковій схемі.

Система водяних теплових мереж теплопостачання від котельні до житлових та громадських споруд 2^х трубна, Т1 - подавальній трубопровід, Т2 – зворотний трубопровід.

Проектом передбачена підземне безканальне прокладання теплових мереж з попередньоізольованими трубами.

Система попереднього ізольованих труб є, так називаємо комплексна система, в якій основна труба, термічна ізоляція та зовнішня захисна труба пов’язані між собою.

Ця конструкція забезпечує те, що теплові подовження сталевої труби, є результатом зміни температури теплового фактору та передається через поліуретанову піну на зовнішню трубу, тобто з’являються переміщення всієї попередньоізольованої труби в навколишньому ґрунті.

Переміщення ці гальмуються силою тертя, що з’являється між зовнішньою трубою та ґрунтом. В результаті цього подовження, підземної попередньо ізольованої мережі, завжди буде менше термічного подовження в традиційних канальних чи повітряних системах в яких є можливість вільних подовжень. Під дією сили тертя в сталевій трубі з’являється осьове навантаження. Можливість абсорбувати ці навантаження складає основу функціонування комплексної системи.

Тип прокладання і конструкція теплових мереж.

У системах централізованого теплопостачання теплова енергія у виді гарячої чи води пари транспортується від котельні до споживача по спеціальних трубопроводах, називаним тепловою мережею.

Теплова мережа являє собою теплопроводи, тобто складні спорудження, що складаються з з'єднаних зварюванням сталевих труб, теплової ізоляції, запірної і

регулювальної арматури, насосних підстанцій, авторегуляторів, компенсаторів теплових подовжень, дренажних і повітряспускних пристроїв, рухливих і нерухомих опор, камер обслуговування і будівельних конструкцій.

Схема теплової мережі визначається розміщенням районної котельні серед теплоспоживачів, характером теплового споживання і видом теплоносія. Схема мережі повинна забезпечувати надійність і економічність експлуатації. Довжина мережі повинна бути мінімальної.

Розрізняють радіальні і кільцеві теплові мережі. Частіше застосовуються радіальні мережі,що характеризуються поступовим зменшенням діаметра в міру видалення від джерела теплопостачання і зниження теплового навантаження. Такі мережі найбільш прості і вимагають найменших капітальних витрат. Недоліком радіальних мереж є відсутність резервування.

Оснащення радіальних мереж перемичками означає частковий перехід до кільцевих мереж. Кільцювання мереж значно здорожує мережі, але у великих системах теплопостачання значно підвищує надійність теплопостачання, створює можливість резервування.

Напрямок траси теплопроводів по території міста вибирають по районах найбільш щільного теплового навантаження з обліком існуючих підземних і наземних споруджень, даних про склад ґрунтів і висоті стану ґрунтових вод. Варто вибирати таке розташування теплотраси, що забезпечило б найменшу довжину і менший обсяг робіт із прокладки.

Для можливості спорожнювання трубопроводів і дренажу останні прокладають з ухилом. Мінімальний ухил для водяних мереж приймають 0,002. Дренаж води з водяних мереж і конденсатопроводів здійснюється через дренажні спуски, що влаштовуються в нижніх крапках трубопроводів. У вищих крапках передбачають пристрою для випуску повітря (воздушники). На спускниках чи води повітря встановлюють по одному чи вентилі засувці.

Житлові і суспільні будинки одержують теплоту, як правило, по мережах

Складається з декільком труб. По одним трубах нагріту воду подають споживачу, по іншим повертається охолоджена вода.

У системах центрального теплопостачання для опалення, вентиляції і гарячого водопостачання житлових і суспільних будинків як теплоносія використовується вода. При цьому застосовуються двох - чи чотирьохтрубні циркуляційні теплові мережі, що подають теплоту одночасно на опалення, вентиляцію і гаряче водопостачання. Температура води в трубопроводі такої мережі, що подає, при розрахунковій температурі зовнішнього повітря для проектування опалення повинна прийматися рівною 150 ⁰С. Температура води в зворотному трубопроводі 70 ⁰С.

За даними техніко-економічних розрахунків централізовані системи теплопостачання варто проектувати:

1)двохтрубними, якщо щільність забудови вище 0,465 МВт/га (у межах суспільного центра і багатоповерхової забудови)з теплоносієм водою з температурою 150...70 ⁰С.;

2)чотирьох - чи двохтрубними, якщо щільність забудови більш 0,465 МВт/га (по двох трубах транспортується вода на опалення і вентиляцію, по двох іншим – на гаряче водопостачання);

3)відкритими двохтрубними, якщо щільність менш 0,465 МВт/га (чим менше щільність, тим економічніші);

4)при використанні стабільно очищеної води для забудови з щільністю більш 0,465 МВт/га закриті двохтрубні системи можуть виявитися економічніші;

5)при теплопостачанні селищ центральні теплові підстанції (ЦТП) улаштовувати не слід.

Трубопроводи теплових мереж можуть бути прокладені в землі (підземна прокладка) і над землею (надземна прокладка).Спосіб прокладки теплових мереж залежить від призначення трубопроводів, наявності вулично-дорожної мережі,

характеру рельєфу, категорії ґрунту, естетичних вимог і повинний прийматися на підставі техніко-економічного розрахунку.

Прокладання під землею може бути безканальної і канальний. Остання може бути в прохідних і непрохідних каналах.

БЕЗКАНАЛЬНЕ ПРОКЛАДАННЯ - один зі шляхів зниження вартості теплової мережі. У цьому випадку теплова ізоляція трубопроводів стикається безпосередньо з ґрунтом і виконується у виді механічно міцної оболонки, здатної витримати навантаження ґрунту. У якості теплогідроізоляційних матеріалів використовуються бітумоперліт, асфальтокерамзітобетон, асфальтоізол, а також термопенобетон з гідроізоляційним покриттям і іншими матеріалами. Труби з теплогідроізоляцією укладають безпосередньо на піщану подушку, що знаходиться на заздалегідь вирівняному дні траншеї. Безканальна прокладка застосовується в основному, у сухих непросадних ґрунтах, тому що в слабких чи просадних ґрунтах можливе ушкодження оболонки через провисання труби.

По трасі теплопроводу застосовують додаткові спорудження - камери обслуговування і ніші для гнутих компенсаторів. Камери передбачаються в місцях установки устаткування трубопроводів: засувок, чепцевих компенсаторів, дренажних і повітряних кранів нерухомих опор. При безканальній прокладці на поворотах траси й у місцях установки гнутих (П- подібних) компенсаторів щоб уникнути затиснення труб у ґрунті і для забезпечення можливих переміщень влаштовують непрохідні канали. Достоїнства безканальної прокладки теплопроводів у порівнянні з прокладкою в непрохідних каналах- зниження капітальних витрат приблизно на 30 % і трудозатрат більш ніж у 2 рази, зменшення обсягу грабарств і скорочення термінів будівництва. До її недоліків відносяться ускладнення ремонтних робіт і утруднення переміщення трубопроводів, затиснутих ґрунтом. Необхідність реконструкції розподільних мереж обумовлена корозійним зносом трубопроводів.

У дипломному проекті для прокладки теплових мереж використовуютьсяпопередньо ізольовані пінополіуретаном сурми.

Попередньо ізольовані пінополіуретаном сурми для систем централізованого теплопостачання (ЦТ) являють собою конструкцію, що складається з робочої сурми, виготовленої з низьковуглецевої сталі, кулі теплоізоляції з пінополіуретану (далі іменованого ППУ) і зовнішньої оболонки з поліетилену високої щільності (далі іменований ПЭ).

Завдяки зв'язкам між сталлю і ППУ і між ППУ і ПЭ вся конструкція являє собою єдине ціле. Томові, говорячи про роботу попередньо ізольовані пінополіуретаном труб, в основному говорять про взаємодію між зібраними в єдину конструкцію (зв'язаними) трубами і ґрунтом.

Оскільки зв'язку між ППУ ізоляцією, сталевою трубою і ПЭ оболонкою є основними (вирішальними) у забезпеченні нормального функціонування трубопровідної системи, у стандартах на продукцію цим властивостям приділяється особлива увага. Досить міцне зчеплення між всіма елементами чи системи міцність на зрушення досягається ще в процесі виробництва за рахунок обробки сталевих труб дрібним дробом і коронним електричним розрядом внутрішньої поверхні поліетиленової оболонки.

Система підземних попередньоізольованих трубопроводів централізованного теплопостачання характеризується наступними параметрами:

• Як правило низькими чи помірними напругами і деформаціями від внутрішнього тиску.

• Максимально припустимими напругами і деформаціями в результаті зміни температури. Ці напруги є результатом обмеження температурних розширень.

• Різними методами монтажу, такими як:

1. Монтаж у холодному стані.

2. Попереднє теплове (температурне) напруга.

3. Монтажний натяг з використанням спеціальних методів і комплектуючих (деталей трубопроводу).

4. Монтаж з використанням Г-образних чи Z-образних поворотів, що компенсують теплове розширення і допускають теплове подовження труб з помірними напругами у всій чи системі в окремих її частинах.

Впливу (іменовані також як навантаження) на систему підрозділяються на навантаження, контрольовані по переміщенню (звичайно теплові), що, як правило, великі, і на навантаження, контрольовані по силі (звичайно тиску), що, як правило, помірні.

Така ситуація дає волю в проектуванні, що може бути використана як на стадії виробництва, так і на стадії монтажу системи.

Оцінка міцності трубопровідної системи виробляється частково шляхом розрахунку деформацій (з використанням формальних напруг) для навантажень, контрольованих по переміщенню, коли розраховується стійкість до втомленого руйнування, і частково шляхом розрахунку напруг для навантажень, контрольованих по силі, коли розраховується стійкість до пластичної деформації.

2. РОЗРАХУНОК ТЕПЛОВИХ ПОТОКІВ.

2.1 Розрахункові теплові потоки

Розрахунок витрати теплоти є основою проектування систем теплопостачання. Для розрахунку системи теплопостачання потрібно визначити витрату теплоти за одиницю часу. При проектуванні теплових мереж розрахункові теплові потоки на опалення, вентиляцію та гаряче водопостачання житлових, громадських і виробничих споруд визначають за відповідними методиками. При розробці дипломного проекту розрахункові теплові потоки можна визначати за методикою з використанням укрупнених показників.

Теплові навантаження на опалення та вентиляцію окремо розташованих будівель можна приблизно розрахувати через питомі теплові характеристики на опалення та вентиляцію за формулами [2, 4]:

· максимальне теплове навантаження на опалення для житлових, громадських та виробничих будівель, Вт

; (2.1)

· максимальне теплове навантаження на вентиляцію для громадських та виробничих будівель, Вт

, (2.2)

де q _oп ,, q _в – питомі теплові характеристики будівлі на опалення та вентиляцію, Вт/(м³×°С), визначають в залежності від призначення будівлі та її об'єму за додатками 1, 2, 3; V ₃ – об'єм будівлі за зовнішніми обмірами, м³, t _в – середня температура внутрішнього повітря будівлі, °С, розрахункова температура зовнішнього повітря для проектування опалення, °С; температурний коефіцієнт, який враховує різні кліматичні зони та використовується, коли розрахункова температура зовнішнього повітря відрізняється від –30°С; - коефіцієнт, який враховує витрату теплоти на підігрівання зовнішнього повітря, яке надходить в будівлю за рахунок інфільтрації через нещільності в огородженнях, приймають рівним 1,05-1,1.

Середнє теплове навантаження на гаряче водопостачання житлових та громадських будівель

(2.3)

або (2.4)

де q _h – укрупнений показник середнього теплового потоку на гаряче водопостачання на одну людину, Вт; m – кількість мешканців; с – теплоємність води, приймається рівною 4,187 кДж/(кг×°С); a _н – норма витрати води на гаряче водопостачання за добу при температурі 55°С на одну людину, яка мешкає в будівлі з гарячим водопостачанням, приймається залежно від комфортності будівлі відповідно [10], л; b _н – норма витрати води на гаряче водопостачання в громадських будівлях при температурі 55°С, приймається в розмірі 25 л за добу на 1 людину [10]; 1,2 - коефіцієнт, який враховує тепловтрати трубопроводів системи гарячого водопостачання; t _с – температура холодної (водопровідної) води в опалювальний період (при відсутності даних приймається рівною 5°С).

Максимальний тепловий потік на гаряче водопостачання житлових і громадських споруд:

; (2.5)

МВт. (2.6)

Середній тепловий потік на гаряче водопостачання в неопалювальний період, МВт:

(2.7)

де t_с, t^s_с - відповідно температури водопровідної води, які дорівнюють в опалювальний період +5^оС, а в неопалювальний період +15^о С; - температура гарячої води в системі гарячого водопостачання, дорівнює 55^оС; b - коефіцієнт, враховуючий зміну середньої витрати гарячої води в неопалювальний період порівнюючи з опалювальним періодом; для житлово-комунального сектора b=0,8.

Результати розрахунку по кожному будинку заносять в таблицю 2.1.

Таблиця 2.1

Дата добавления: 2015-06-28