3. Разработка конструкции трубопроводов тепловой сети

Материалы, трубы и арматуру для тепловых сетей независимо от параметров теплоносителя следует принимать в соответствии с Правилами устройства и безопасной эксплуатации трубопроводов пара и горячей воды Ростехнадзора и требованиями СНиП [1].

В проекте выбраны арматура и детали трубопроводов из стали углеродистой марки Ст10, 20 (по ГОСТ 8732) с рабочим давлением 6 Па. Принимаются трубы бесшовные горячедеформированные по ТУ 14-3-190-82. Для прямых участков трубопроводов принимаются трубы стальные бесшовные (сортамент – по ГОСТ 8732-78, технические условия – по ТУ 14-3-190-82, для труб с условным диаметром 50-400 мм; параметры воды: условное давление ≤2,5 МПа, температура ≤ 200°С по ГОСТ 1050-74^*).

Принимаются тройники сварные равнопроходные с условным проходом 400-1400 мм, обозначение Т96 (серия 4.903-10, выпуск 1); тройники сварные переходные с условным проходом 400-1400 мм, обозначение Т98 (серия 4.903-10, выпуск 1); заглушки штампованные с условным проходом 40-500 мм, обозначение Т114 (серия 4.903-10, выпуск 1); фланцы литые стальные на условный проход от 0,16 до 1,6 МПа из Ст20 - фланец 1-50-1,6, Ст20 ГОСТ 12819-80. Материал для фланцевых соединений: стальные плоские приварные по ГОСТ 12820-80: фланцы – ВСт3сп по ГОСТ 380-71^* из листа по ГОСТ 14637-79, болты (по ГОСТ 5915-70^*) – сталь марки 20 по ГОСТ 1050-74^**, класс прочности 4.6 по ГОСТ 1759-70^**, гайки (по ГОСТ 5915-70^*) – сталь марки 20(10) по ГОСТ 1050-74^**, класс прочности 5 по ГОСТ 1759-70^**. Запроектированы опоры трубопроводов скользящие Т41.01-Т43.08, плиты опорные с диэлектрическими прокладками под опоры скользящие (серия 4,903-10, выпуск 5), опоры трубопроводов неподвижные лобовые (серия 4.903-10, выпуск 4) двухупорные, тип 1, обозначение Т4.01-Т4.18. Принимаются задвижки 30с64нж (ПФ-11010-00) с условным проходом 100 мм, присоединение к трубопроводу фланцевое и с концами под примварку;30с76нж с условным проходом 250 мм, присоединение к трубопроводу фланцевое; 30с572нж с условным проходом 350 мм, присоенинение к трубопроводу фланцевое и с концами под приварку.

Предусмотрены компенсаторы односторонние П-образные (серия 4.903-10, выпуск 7) с условным проходом 100-350 мм, условное давление 2,5 МПа, обозначение Т1.01-Т1.12 ; участки с естественным поворотом трассы, на них ставятся отводы крутоизогнутые 90° с условным проходом 40-500 мм, обозначение Т50 (серия 4.903-10, выпуск 1).

В нижних точках трубопроводов водяных тепловых сетей предусматрены штуцера с запорной арматурой для спуска воды.

В высших точках трубопроводов тепловых сетей предусматрены штуцера с запорной арматурой для выпуска воздуха (воздушники).

4. Гидравлический расчет

Задачами гидравлического расчета тепловых сетей являются:

- подбор диаметров трубопроводов на всех участках;

- определение потерь давления на всех участках;

- гидравлическая увязка всех циркуляционных колец.

Гидравлический расчет водяных тепловых сетей проводят в следующем порядке.

1. На трассе трубопроводов выбирается главная расчетная магистраль из условия, что удельные потери давления на 1 м длины на ней наименьшие (обычно это трасса от источника теплоты до наиболее удаленного потребителя).

2. По расходам теплоносителя и ориентируясь на удельную потерю давления R_ор= 80 Па/м, назначают диаметры трубопроводов на участках.

3. Определяются фактические удельные потери давления и скорости воды для каждого участка (следует обращать внимание, что скорость воды согласно нормам [1] должна быть в пределах 0,8-1,8 ± 10% м/с).

4. На плане тепловых сетей расставляются отключающие задвижки, неподвижные опоры, компенсаторы, определяются места расположения других местных сопротивлений.

5. По виду местных сопротивлений определяются их эквивалентные длины и для каждого участка вычисляется приведенная длина, равная сумме геометрической и эквивалентной длин (если местных сопротивлений несколько, то подставляется их сумма)

.

6. Затем вычисляются потери давления на каждом участке и на магистрали в целом. В качестве удельных потерь давления в формулу подставляются их фактические значения, найденные по таблицам гидравлического расчета

.

Потери давления в обратной магистрали, как правило, отдельно не рассчитываются, а принимаются равными потерям давления в подающей магистрали.

7. Проводится расчет всех ответвлений аналогично расчету главной магистрали. При этом следует иметь в виду, что удельные потери давления на трение для ответвлений больше, чем для главной магистрали. Ориентировочное значение их для любого ответвления может быть определено по формуле

, Па/м

где - располагаемый перепад давления на ответвлении, численно равный потерям давления на параллельных с ответвлением участках главной магистрали, определенных от общей точки, Па;

– коэффициент, учитывающий местные потери давления;

l_отв – суммарная длина ответвления, м.

Рекомендуется удельные потери давления на трение в водяных тепловых сетях принимать не выше 300 Па/м.

8. После определения суммарных потерь давления для каждого ответвления определяют невязку потерь давления по главной магистрали, которая не должна превышать 15%.

.

Если невязка превышает допустимое значение, то изменяют диаметры трубопроводов на отдельных участках, добиваясь, соответственно, увеличения или уменьшения потерь давления на ответвлении. Поскольку по номенклатуре труб их диаметры изменяются ступенчато, не всегда удается добиться нужного результата подбором диаметров. В этом случае предусматривают установку дроссельной шайбы, диаметр отверстия которой рассчитывается по формуле

, мм,

где G  расход воды на участке ответвления, т/ч;

Р_др перепад давлений, срабатываемый на дроссельной диафрагме, Па.

Дроссельные шайбы удобнее устанавливать на абонентских вводах у потребителей.

Пример гидравлического расчета для участка ИТ-1:

Определяется расчетный расход G_р^ИТ-1:

(т/ч) (5.1)

По генеральному плану определяем длину участка ИТ-1:

l=526 м

По расходам теплоносителя и ориентировочным удельным потерям давления на трение R_ор = 80 Па/м с помощью таблиц для гидравлического расчета тепловых сетей назначаем диаметр трубопровода на участке ИТ-1:

D_н x S = 426х7 мм

По генеральному плану определяем виды местных сопротивлений на участке ИТ-1:

5 П-образных компенсатора с крутоизогнутыми отводами , R=1*D; R=1.5*D, 1 крутоизогнутый отвод, R=1*D; R=1.5*D.

По виду местных сопротивлений определяются их эквивалентные длины при помощи таблиц эквивалентных длин местных сопротивлений:

lэкв. = 47∙5+10=245м

Вычисляем приведенную длину:

l_прив. = 460+245 = 705 м

Вычисляем потери давления на участке ИТ-1по формуле:

, (м);

Результаты гидравлического расчета удобно представлять в табличной форме, таблица 4.1 и 4.2.

Таблица 4.1