Проектирование закрытой системы теплоснабжения микрорайона города Томск (стр. 7 из 7)
Наличие нагрузки горячего водоснабжения увеличивает расход сетевой воды, что приводит к увеличению диаметров труб, а следовательно, и стоимости тепловой сети. Значительное сокращение расчетных расходов сетевой воды на абонентский ввод достигается при регулировании по совместной нагрузке отопления и горячего водоснабжения. При этом используется повышенный температурный график для закрытых тепловых сетей или скорректированный график для открытых тепловых сетей. Условия применения повышенного температурного графика в закрытых тепловых сетях: 1) если средненедельная нагрузка ГВС составляет более 15% расчетного расхода теплоты на отопление; 2) присоединение подогревателей горячего водоснабжения должно быть выполнено по двухступенчатой последовательной схеме не менее чем у 75% абонентов. В этом случае на абонентских вводах реализуются схемы связанного регулирования, которые позволяют обеспечивать нагрузку горячего водоснабжения почти без увеличения расчетного расхода сетевой воды по сравнению с расходом на отопление. Неравномерности суточного графика суммарной нагрузки отопления и ГВС выравниваются за счет теплоаккумулирующей способности зданий.
Вид температурного графика выбирают ориентируясь на преобладающую нагрузку района и наиболее распространенную схему присоединения абонентских установок. Для отопительной нагрузки температуры сетевой воды определяются по зависимостям, которые выводятся из уравнения тепловых балансов отопительной установки при расчетном и текущем режимах.
По таблицам 4.5 [3] и 4.3 [3] выберем температуры сетевой воды в обратном трубопроводе и воды, подаваемой в отопительную систему по температурному графику 150 – 70 ºС соответственно при tно = -40 ºС, и занесём их в таблицу 5.
Так как температурный график 150-70 ºС, и
>75% потребителей подключены по двухступенчатой последовательной схеме, то применяем повышенный температурный график.Определим относительную балансовую нагрузку ГВС:
Рассчитаем снижение температуры сетевой воды в двух ступенях подогревателей ГВС:
.Таблица 7 – Значения температур воды в подающей и обратной линиях
| Температура сетевой воды,при расчётной температуре -40оС | ||||||||||
| tнар,оС | 5 | 0 | -5 | -10 | -15 | -20 | -25 | -30 | -35 | -40 |
| t10 | 57,5 | 68,5 | 79,1 | 89,6 | 100 | 110,2 | 120,3 | 130,3 | 140,2 | 150 |
| dt | 7 | 5,9 | 5 | 4 | 3,1 | 2,1 | 1,2 | 0 | ||
| t1п | 86,1 | 95,5 | 105 | 114,2 | 123,4 | 132,4 | 141,4 | 150 | ||
| t20 | 37,5 | 41,8 | 45,8 | 49,6 | 53,3 | 56,9 | 60,3 | 63,6 | 66,8 | 70,0 |
По рисунку 4.14 (а, б) [3] находим температуру наружного воздуха τпи в точке излома графика.
τпи = 77,90С
0СПо рисунку 4.14 (в) [3] находим надбавки к температуре воды δt1 в подающем трубопроводе по отопительному графику при повышенном графике. Значения заносим в таблицу 5.
По рисунку 4.15 (б) [3] находим значения температур обратной воды, поступающей из теплового пункта при последовательной схеме включения подогревателей, при среднечасовой нагрузке горячего водоснабжения и повышенном графике.
t2П = 310С при
0С ;t2П = 380С при t1 = 1100С;
t2П = 46,50С при tно = -400С.
Температурный график представлен на отдельном листе формата А4 (Лист 5)
8. МЕХАНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ТРУБОПРОВОДОВ
Определим размеры П-образных компенсаторов.
Произведём расчёт на участке 2.
Участок 2.
Ду = 80 мм;
lн = 97,75 м;
t1 = 150 ºС;
tно = -40 ºС.
Определим тепловое удлинение,
, мм 
, (8.1)где a - коэффициент линейного расширения стали, мм/мºС;
мм.Расчетное тепловое удлинение с учетом предварительной растяжки в размере 50% составит
ммПо рисунку 2 (а) лист VI.13 [4] определим следующие величины:
Н = 2,65 м,
Рк = 1,1 кН;
В = 0,5Н, (8.2)
В = 0,5× 2,65 = 1,33 м.
Аналогично выполняем оставшиеся участки.
Результаты занесём в таблицу 8.
Таблица 8 – Размеры П-образных компенсаторов
| № уч | Dу, мм | l, м | Δl, мм | Δlрасч, мм | Н, м | В,м | Рк,  |
| 12 | 250 | 50 | 118,8 | 59,38 | 3,6 | 1,8 | 0,9 |
| 11 | 250 | 113 | 267,2 | 133,6 | 4,3 | 2,15 | 0,8 |
| 10 | 200 | 66,2 | 157,2 | 78,61 | 3,1 | 1,55 | 0,68 |
| 9 | 175 | 73,6 | 174,8 | 87,4 | 3,1 | 1,55 | 0,43 |
| 8 | 175 | 66,2 | 157,2 | 78,61 | 2,9 | 1,45 | 0,45 |
| 7 | 125 | 114 | 270,8 | 135,4 | 3,9 | 1,95 | 0,14 |
| 5.1 | 125 | 78,5 | 186,4 | 93,22 | 2,8 | 1,4 | 0,19 |
| 5.2 | 125 | 78,5 | 186,4 | 93,22 | 2,8 | 1,4 | 0,19 |
| 4 | 100 | 51,3 | 121,8 | 60,92 | 2,1 | 1,05 | 0,22 |
| 3 | 100 | 55 | 130,6 | 65,31 | 2,3 | 1,15 | 0,2 |
| 2.1 | 80 | 97,8 | 232,2 | 116,1 | 2,65 | 1,33 | 0,11 |
| 2.2 | 80 | 97,8 | 232,2 | 116,1 | 2,65 | 1,33 | 0,11 |
Проверим возможность использования для самокомпенсации Г-образного участка трубопровода.
Проводим расчёт самокомпенсации для двух участков:11-го и 5.2(рисунок 1).
Участок 11.
Дн = 27,3 см;
S = 7 мм;
угол поворота j = 90º;
длина большего плеча lб = 90 м, меньшего – lм = 22,5 м;
t1 = 150 ºС;
tно = -40 ºС.
Определим соотношение плеч
; (8.3) 
.Найдём расчётную разность температур,
, ºС 
; (8.4) 
ºС.По номограмме (лист VI.23 [4]) определим вспомогательные коэффициенты:
A = 20;
B = 2;
C = 7.
Определим продольное изгибающее компенсационное напряжение в заделке меньшего плеча,
, кгс/мм2 
, (8.5)где
- определяется по таблице лист VI.28 [4], 
= 0,29 кгс м/мм2оС. 
кгс/мм2 =1714 кгс/см2 =171,4МПа,что больше 80 МПа. Размеры плеч не дают возможность использования для самокомпенсации теплового расширения Г-образного участка трубопровода. На данном участке необходимо ставить П-образный компенсатор(рассчитан выше).
Участок 5.2.
Дн = 13,3 см;
S = 4 мм;
угол поворота j = 90º;
длина большего плеча lб = 67,2 м, меньшего – lм = 22,6 м;
t1 = 150 ºС;
tно = -40 ºС.
Определим соотношение плеч
, 
.Найдём расчётную разность температур,
, ºС: , 
ºС.По номограмме (лист VI.23 [4]) определим вспомогательные коэффициенты:
A = 17;
B = 2,2;
C = 5,6.
Определим продольное изгибающее компенсационное напряжение,
, кгс/мм2 
,где
- определяется по таблице лист VI.28 [4], = 0,08 кгс м/мм2оС. 
кгс/мм2 = 376 кгс/см2 =37,6 МПа,что меньше 80 МПа, и это дает возможность использовать для самокомпенсации теплового расширения Г-образный участка трубопровода.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Системы теплоснабжения жилых микрорайонов и промышленных предприятий: методические указания к курсовой работе по курсу «Источники и системы теплоснабжения предприятий» /сост. З.Г. Марьина. – Архангельск: Издательство АГТУ, 2006. – 22 с.
2. Соколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети. – М.: Энергоиздат, 1988. – 376 с.
3. Наладка и эксплуатация водяных тепловых сетей: Справочник / В.М. Манюк, Я.И. Каплинский и др. М.: Стройиздат, 1988. – 432 с.
4. Справочник по теплоснабжению и вентиляции, книга 1./Р.В. Щекин С.М. Кореневский и др. – Киев: Будивельник, 1976. – 416 с.