Гидравлический расчет тепловой сети. Гидравлический расчет тепловых сетей Что такое теплосеть

Перед вами встал вопрос подключения к сетям центрального теплоснабжения? Эта статья для вас: какие виды тепловых сетей бывают, из чего состоит эта коммуникация, какие организации и почему являются наиболее подходящими для разработки проекта и на чем иногда можно сэкономить, читайте прямо сейчас.

Коротко о тепловых сетях

Что такое теплосеть представляют себе многие, но для более доступного повествования следует напомнить несколько прописных истин.

Во-первых, теплосеть не подает горячую воду непосредственно в батареи. Температура теплоносителя в магистральном трубопроводе в самые холодные дни может достигать 150 градусов и ее прямое нахождение в радиаторе отопления чревато ожогами и опасно для здоровья человека.

Во-вторых, теплоноситель из сети в большинстве случаев не должен попадать в систему горячего водоснабжения здания. Это называется закрытая система ГВС. Для удовлетворения нужд ванной и кухни используется вода питьевая (из водопровода). Она прошла обеззараживание, а теплоноситель лишь обеспечивает подогрев до определенной температуры в 50–60 градусов посредством бесконтактного теплообменника. Использование сетевой воды из тепловых трубопроводов в системе ГВС, по меньшей мере, расточительно. Готовят теплоноситель на источнике теплоснабжения (котельной, ТЭЦ) путем химической водоочистки. Из-за того, что температура этой воды часто выше точки кипения, из нее в обязательном порядке удаляются соли жесткости, вызывающие накипь. Образование любых отложений на узлах трубопровода может вывести оборудование из строя. Водопроводная вода до такой степени не нагревается и, следовательно, дорогое обессоливание не проходит. Это обстоятельство и повлияло на то, что открытые системы ГВС, с непосредственным водоразбором, практически нигде не применяются.

Виды прокладки тепловых сетей

Рассмотрим виды прокладки тепловых сетей по количеству уложенных рядом трубопроводов.

2-х трубная

В состав такой сети входят две линии: подающая и обратная. Приготовление конечного продукта (снижение температуры теплоносителя для отопления, подогрев питьевой воды) происходит непосредственно в теплоснабжаемом здании.

3-х трубная

Такой вид прокладки тепловых сетей используют довольно редко и только для зданий, где перебои с теплом не допустимы, например больницы или детские сады с постоянным пребыванием детей. В этом случае добавляется третья линия: резерв подающего трубопровода. Непопулярность такого способа резервирования заключается в его дороговизне и непрактичности. Прокладку лишней трубы запросто заменяет установленная стационарно модульная котельная и классический 3-х трубный вариант сегодня практически не встречается.

4-х трубная

Вид прокладки, когда потребителю подается и теплоноситель, и горячая вода системы водоснабжения. Это возможно в случае подключения здания к распределительным (внутриквартальным) сетям после центрального теплового пункта, в котором и происходит подогрев питьевой воды. Первые две линии, как и в случае с 2-х трубной прокладкой, это подача и обратка теплоносителя, третья - подача горячей питьевой воды, четвертая ее возврат. Если сделать акцент на диаметрах, то 1 и 2 труба будут одинаковыми, 3-я может от них отличаться (зависит от расхода), а 4-я всегда меньше 3-ей.

Прочие

В эксплуатируемых сетях есть и другие виды прокладки, но связаны они больше не с функциональностью, а с недочетами проектирования или непредусмотренной дополнительной застройкой района. Так при неверном определении нагрузок предложенный диаметр может быть существенно занижен и на ранних этапах эксплуатации появляется необходимость увеличения пропускной способности. Для того чтобы не перекладывать всю сеть заново, докладывается еще один трубопровод, большего диаметра. В этом случае подача идет по одной линии, а обратка по двум или наоборот.

При строительстве тепловой сети к обычному зданию (не больница и т. п.) используется либо вариант 2-трубной прокладки, либо 4-трубной. Зависит это только от того, на каких сетях вам дали точку врезки.

Существующие способы прокладки теплотрасс

Надземная

Наиболее выгодный способ с точки зрения эксплуатации. Все дефекты видно даже не специалисту, не требуется устройство дополнительных систем контроля. Есть и недостаток: ее довольно редко можно применить вне промзоны - портит архитектурный облик города.

Подземная

Этот вид прокладки можно разделить еще на три разновидности:

Канальная (теплосеть укладывается в лоток).

Плюсы: защита от внешнего воздействия (например, от повреждения ковшом экскаватора), безопасность (при порыве труб грунт не будет вымываться и исключаются его провалы).

Минусы: стоимость монтажа достаточно велика, при плохой гидроизоляции канал заполняется грунтовой или дождевой водой, что отрицательно сказывается на долговечности металлических труб.

Бесканальная (трубопровод кладется непосредственно в грунт).

Плюсы: Относительно малая стоимость, простота монтажа.

Минусы: при разрыве трубопровода есть опасность подмывания грунта, сложно определить место разрыва.

В гильзах.

Используется для нейтрализации вертикальной нагрузки на трубы. В основном это необходимо при пересечении дорог под углом. Представляет собой трубопровод тепловой сети, проложенный внутри трубы большего диаметра.

Выбор способа прокладки зависит от того, по какой местности проходит трубопровод. Оптимальным по стоимости и трудозатратам является бесканальный вариант, однако его не везде можно применить. Если участок теплосети расположен под дорогой (не пересекает ее, а проходит параллельно под проезжей частью) используется канальная прокладка. Для удобства эксплуатации следует использовать расположение сети под проездами лишь при отсутствии других вариантов, т. к. при обнаружении дефекта необходимо будет вскрыть асфальт, остановить или ограничить движение по улице. Есть места, где устройство канала используется для повышения безопасности. Это обязательно при прокладке сети по территориям больниц, школ, детских садов и т. д.

Основные элементы тепловой сети

Тепловая сеть, к какой разновидности ее не относи, по своей сути набор собранных в длинный трубопровод элементов. Они выпускаются промышленностью в готовом виде, и строительство коммуникации сводится к укладке и соединению частей друг с другом.

Труба является базовым кирпичиком в этом конструкторе. В зависимости от диаметра их выпускают длиной по 6 и 12 метров, но под заказ на заводе изготовителе можно приобрести любой метраж. Придерживаться рекомендуется, как ни странно, именно стандартных размеров - заводская нарезка будет стоить на порядок дороже.

В большинстве своем для теплосетей используются стальные трубы покрытые слоем изоляции. Неметаллические аналоги используются редко и только на сетях с сильно пониженным температурным графиком. Такое возможно после центральных тепловых пунктов или когда источником теплоснабжения является маломощная водогрейная котельная, да и то не всегда.

Для тепловой сети необходимо использовать исключительно новые трубы, повторное применение бывших в употреблении деталей ведет к существенному сокращению срока эксплуатации. Такая экономия на материалах приводит к значительным тратам на последующие ремонты и довольно раннюю реконструкцию. Нежелательно применение для теплотрасс любого типа прокладки труб со спиральным сварным швом. Такой трубопровод очень трудоемок при ремонте и снижает скорость аварийного устранения порывов.

Отвод 90 градусов

Помимо обычных прямых труб промышленностью выпускаются и фасонные детали к ним. В зависимости от выбранного типа трубопровода они могут разниться по количеству и назначению. Во всех вариантах обязательно присутствуют отводы (повороты трубы под углом 90, 75, 60, 45, 30 и 15 градусов), тройники (ответвления от основной трубы, вваренной в нее трубой такого же или меньшего диаметра) и переходы (изменение диаметра трубопровода). Остальные, к примеру, концевые элементы системы оперативного дистанционного контроля, выпускаются по необходимости.

Отвлетвление от основной сети

Не менее важный элемент в строительстве теплотрассы - запорная арматура. Это приспособление перекрывает поток теплоносителя, как к потребителю, так и от него. Отсутствие запорной арматуры на сети абонента недопустимо, так как при аварии на участке придется отключать не только одно здание, а весь соседствующий район.

Для воздушной прокладки трубопровода необходимо предусмотреть мероприятия, исключающие любую возможность несанкционированного доступа к управляющим частям кранов. При случайном или намеренном закрытии либо ограничении пропускной способности обратного трубопровода создастся недопустимое давление, результатом которого станет не только порыв труб тепловой сети, но и отопительных элементов здания. Наиболее зависимы от давления батареи. Причем новые дизайнерские решения радиаторов разрываются гораздо раньше своих советских чугунных собратьев. Последствия лопнувшей батареи представить себе не сложно - залитые кипятком помещения требуют довольно приличных сумм на ремонт. Для исключения возможности управления арматурой посторонними людьми можно предусмотреть ящики с замками, закрывающими органы управления на ключ, либо съемные штурвалы.

При подземной прокладке трубопроводов к арматуре наоборот необходимо предусмотреть доступ обслуживающего персонала. Для этого сооружаются тепловые камеры. Спускаясь в них, рабочие могут производить необходимые манипуляции.

При бесканальной прокладке предварительно изолированных труб арматура выглядит отлично от своего стандартного вида. Вместо управляющего штурвала шаровой кран имеет длинный шток, на конце которого расположен управляющий элемент. Закрытие/открытие происходит при помощи Т-образного ключа. Он поставляется заводом изготовителем в комплекте с основным заказом на трубы и арматуру. Для организации доступа этот шток помещают в бетонный колодец и закрывают люком.

Запорная арматура с редуктором

На трубопроводах малого диаметра можно сэкономить на железобетонных кольцах и люках. Вместо ЖБИ штоки можно разместить в металлических коверах. Выглядят они как труба с приделанной сверху крышкой, установленная на небольшую бетонную подушку и зарытая в землю. Довольно часто проектировщики на небольших диаметрах труб предлагают размещать оба штока арматуры (подающего и обратного трубопроводов) в одном железобетонном колодце диаметром от 1 до 1,5 метров. Это решение хорошо смотрится на бумаге, на практике же такое расположение зачастую приводит к невозможности управления арматурой. Происходит это из-за того, что оба штока не всегда располагаются прямо под люком, следовательно, установить ключ вертикально на управляющий элемент не представляется возможным. Арматура для трубопроводов среднего и выше диаметра оснащается редуктором или электроприводом, ее разместить в ковере не получится, в первом случае это будет железобетонный колодец, а во втором - электрифицированная тепловая камера.

Установленный ковер

Следующий элемент тепловой сети - компенсатор. В самом простом случае это укладка труб в виде буквы П или Z и любой поворот трассы. В более сложных вариантах применяются линзовые, сальниковые и прочие компенсирующие устройства. Необходимость применения этих элементов вызвана подверженностью металлов значительному температурному расширению. Простыми словами, труба под действием высоких температур увеличивает свою длину и для того, чтобы она не лопнула в результате чрезмерной нагрузки, через определенные промежутки предусматривают специальные устройства или углы поворота трассы - они снимают вызванное расширением металла напряжение.

П-образный компенсатор

Для строительства абонентских сетей рекомендуется использование в качестве компенсаторов только простых углов поворота трассы. Более сложные устройства, во-первых, стоят немало, а во-вторых, требуют ежегодного обслуживания.

Для бесканальной прокладки трубопроводов помимо самого угла поворота предусматривают и небольшое пространство для его работы. Это достигается путем укладки компенсационных матов в месте изгиба сети. Отсутствие мягкого участка приведет к тому, что в момент расширения труба будет защемлена в грунте и попросту лопнет.

П-образный компенсатор с уложенными матами

Немаловажной частью конструктора тепловой коммуникации является и дренаж. Это устройство представляет собой ответвление от основного трубопровода с арматурой, опускающееся в бетонный колодец. При необходимости опустошения теплосети краны открывают и теплоноситель сбрасывают. Устанавливается этот элемент теплотрассы во всех нижних точках трубопровода.

Дренажный колодец

Сброшенную воду откачивают из колодца специальной техникой. Если есть возможность и получено соответствующее разрешение, то можно соединить сбросной колодец с сетями бытовой или ливневой канализации. В этом случае специальная техника для эксплуатации не потребуется.

На небольших участках сетей, протяженностью до нескольких десятков метров, дренаж допускается не устанавливать. При ремонте лишний теплоноситель можно будет сбросить дедовским методом - разрезать трубу. Однако при таком опорожнении вода должна значительно снизить свою температуру из-за опасности ожогов персонала и сроки завершения ремонта немного откладываются.

Еще один элемент конструкции, без которого невозможно нормальное функционирование трубопровода - это воздушник. Он представляет собой ответвление тепловой сети, направленное строго вверх, на конце которого располагается шаровой кран. Это устройство служит для освобождения трубопровода от воздуха. Без удаления газовых пробок невозможно нормальное заполнение труб теплоносителем. Устанавливается этот элемент во всех верхних точках тепловой сети. Отказаться от его использования нельзя ни в коем случае - другого метода удаления воздуха из труб еще не придумали.

Тройники с шаровым краном воздушника

При устройстве воздушника следует помимо функциональных идей руководствоваться еще и принципами безопасности персонала. При спуске воздуха имеется риск ожогов. Отводящая воздух трубка обязательно должна быть направлена в сторону или вниз.

Проектирование

Работа проектировщика при создании тепловой сети не основывается на шаблонах. Каждый раз проводятся новые расчеты, подбирается оборудование. Повторное использование проекта невозможно. По этим причинам стоимость такой работы всегда довольно высокая. Однако цена не должна стать основным критерием при выборе проектировщика. Не всегда самое дорогое - самое лучшее, равно как и наоборот. В некоторых случаях излишняя стоимость вызвана не трудоемкостью процесса, а желанием набить себе цену. Опыт в разработке таких проектов также немалый плюс при подборе организации. Правда бывают случаи, когда компания наработала статус и полностью сменила специалистов: отказалась от опытных и дорогих в пользу молодых да амбициозных. Хорошо бы этот момент уточнить еще до заключения договора.

Правила выбора проектировщика

Стоимость. Она должна находиться в среднем диапазоне. Крайности не уместны.

Опыт. Для определения опыта проще всего попросить телефоны заказчиков, для которых организация уже выполняла аналогичные проекты и не полениться позвонить по нескольким номерам. Если все было «на уровне», то вы получите необходимые рекомендации, если «не очень» или «более или менее» - можно смело продолжать поиск дальше.

Наличие в штате опытных сотрудников.

Специализация. Следует избегать организаций, которые не смотря на небольшой штат сотрудников готовы сделать и дом с трубой и дорожку к нему. Нехватка специалистов приводит к тому, что один и тот же человек может разрабатывать сразу несколько разделов, если не все. Качество таких работ оставляет желать лучшего. Оптимальным вариантом станет узконаправленная организация с уклоном в коммуникации или энергетическое строительство. Крупные институты гражданского строительства также не самый плохой вариант.

Стабильность. Необходимо избегать фирм-однодневок, как бы ни заманчиво было их предложение. Хорошо если есть возможность обратиться в институты, которые созданы на базе старых советских НИИ. Обычно они поддерживают марку, да и сотрудники в этих местах зачастую работают всю жизнь и уже «собаку съели» на таких проектах.

Процесс проектирования начинается задолго до того, как проектировщик берет в руки карандаш (в современном варианте до того как он сел перед компьютером). Эта работа состоит из нескольких последовательных процессов.

Этапы проектирования

Сбор исходных данных.

Эта часть работы может быть поручена как проектировщику, так и выполняться самостоятельно заказчиком. Стоит она не дорого, однако требует некоторого времени на посещение энного количества организаций, написания писем, заявлений и получения на них ответов. Не следует заниматься самостоятельно сбором исходных данных для проектирования только в том случае, если вы не сможете объяснить, что конкретно хотите сделать.

Инженерные изыскания.

Этап довольно сложный и не может быть выполнен самостоятельно. Некоторые проектные организации выполняют эту работу сами, некоторые отдают субподрядным организациям. Если проектировщик работает по второму варианту, есть смысл подобрать субподрядчика самостоятельно. Так стоимость может быть несколько снижена.

Сам процесс проектирования.

Выполняется проектировщиком, на любом этапе контролируется заказчиком.

Согласование проекта.

Разработанную документацию должен обязательно проверить заказчик. После этого проектировщик согласовывает ее со сторонними организациями. Иногда для ускорения процесса достаточно поучаствовать в этом процессе. Если заказчик ездит совместно с разработчиком по согласованиям, во-первых нет возможности затянуть проект, а во-вторых есть шанс увидеть все недочеты своими глазами. Если же будут какие-либо спорные вопросы, появится возможность проконтролировать их еще и на стадии строительства.

Множество организаций, производящих разработку проектной документации, предлагают альтернативные варианты ее вида. Набирает популярность 3D-проектирование, цветное оформление чертежей. Все эти украшающие элементы носят чисто коммерческий характер: добавляют стоимость проектирования и нисколько не поднимают качество самого проекта. Строители выполнят работу одинаково при любом виде проектно-сметной документации.

Составление договора на проектирование

Помимо уже сказанного, необходимо добавить несколько слов о самом договоре на проектирование. От прописанных в нем пунктов зависит очень многое. Не всегда следует слепо соглашаться на предложенную проектировщиком форму. Довольно часто там учтены только интересы разработчика проекта.

Договор на проектирование обязательно должен содержать:

· полные наименования сторон

· стоимость

· срок выполнения

· предмет договора

Эти пункты должны быть прописаны четко. Если дата, то это как минимум месяц и год, а не через определенное количество дней или месяцев с начала проектирования или с начала действия договора. Указание такой формулировки поставит Вас в неловкое положение, если вдруг придется доказывать что-то в суде. Так же следует уделить особое внимание названию предмета договора. Оно должно звучать не как проект и точка, а как «выполнение проектных работ по теплоснабжению такого-то здания» или «проектирование тепловой сети от определенного места и до определенного места».

Полезно прописать в договоре и некоторые моменты штрафов. Например, задержка срока проектирования влечет за собой уплату проектировщиком 0,5% от суммы договора в пользу заказчика. Полезно прописывать в договоре и количество экземпляров проекта. Оптимальное количество - 5 штук. 1 для себя, еще 1 для технадзора и 3 для строителей.

Полная оплата работ должна производиться только после 100% готовности и подписания акта сдачи-приемки (акта выполненных работ). При оформлении этого документа обязательно проверить название проекта, оно должно быть идентично указанному в договоре. При несовпадении записей даже на одну запятую или букву вы рискуете не доказать оплату именно по этому договору в случае возникновения спорной ситуации.

Следующая часть статьи посвящена вопросам стройки. Она прольет свет на такие моменты как: особенности подбора подрядчика и заключение договора на выполнение строительных работ, приведет пример правильной последовательности монтажа и подскажет как поступить, когда трубопровод будет уже проложен, чтобы избежать негативных последствий при эксплуатации.

Ольга Устимкина, рмнт.ру

http :// www . rmnt . ru / - сайт RMNT . ru

Особенности проектирования тепловой сети

1. Основные условия при проектировании тепловой сети:

В зависимости от геологических, климатологических особенностей местности, выбираем тип прокладки сетей.

• 2. Источник теплоты располагаем в зависимости от преобладающего направление ветра.
• 3. Трубопроводы прокладываем по широкой дороге, чтобы можно было механизировать строительные работы.
• 4. При прокладке тепловых сетей, нужно выбирать наиболее коротких путь в целях экономии материала.
• 5. В зависимости от рельефа и застройки местности, стараемся провести самокомпенсацию тепловых сетей.

Рис. 6.

Гидравлический расчет тепловой сети

Методика гидравлического расчета тепловой сети.

Тепловая сеть - тупиковая.

Гидравлический расчет производится на основе нанограмм для гидравлического расчета трубопровода.

Рассматриваем основную магистраль.

Диаметры труб подбираем по среднему гидравлическому уклону, принимая удельные потери давления до?Р=80 Па/м.

2) Для дополнительных участков G не больше 300 Па/м.

Шероховатость трубы K= 0.0005 м.

Записываем диаметры труб.

После диаметра участков тепловой сети считаем для каждого участка сумму коэф. местных сопротивлений (?о), используя схему т.с., данные по расположению задвижек, компенсаторов и др. сопротивлений.

После чего для каждого участка рассчитываем эквивалентную местному сопротивлению длину(Lэк).

Исходя из потерь напора подающих и обратных линиях и необходимого располагаемого напора «в конце» магистрали, определяем необходимый располагаемый напор на выходных коллекторах источника тепла.

Таблица 7.1 - Определение Lэкв. при?ж=1 по dу.

Таблица 7.2 - Расчет эквивалентных длин местных сопротивлений.

		Местные сопротивления	Коэф.мест. сопротивле-ний (о)
		Задвижка 1шт Комп. Сальн. 1шт. Тройник 1 шт
		Задвижка 1 шт. Комп.сальн. 1шт. Тройник 1шт.
		Тройник 1шт. Задвижка 1шт.
		Задвижка 1шт.
		Задвижка 1шт. Комп.П-образный 1шт.
		Задвижка 1шт. Комп.П-образный 1шт.
		Задвижка 1шт. Тройник 1шт.
		Задвижка 1шт. Тройник 1шт.
		Задвижка 1шт. Комп.П-образный 1шт.
		Задвижка 1шт.
		Задвижка 1шт. Тройник 1шт.

Через каждые 100м. устанавливали компенсатор тепловых удлинений.

Для диаметра трубопроводов до 200 мм. принимаем П-образные компенсаторы, свыше 200 - сальниковые, сильфонные.

Потери давление ДPз находятся по нанограмме, Па/м.

Потери давление определяются по формуле:

ДP = ДPз* ?L * 10-3 , кПа.

V(м3) участка определяется по формуле:

Расчет расхода воды трубопровода, m(кг/сек).

mот+вен = = = 35.4 кг/сек.

mг.в. = = = 6,3 кг/сек.

mитого = mот+вен+ mг.в. = 41,7 кг/сек

Расчет расхода воды по участкам.

Qкв = z * Fкв

z = Qитого / ?Fкв= 13320/19 = 701

Qкв1 = 701 * 3,28 = 2299,3 кВт

Qкв2 = 701*2,46 = 1724,5 кВт

Qкв3 = 701*1,84 = 1289,84 кВт

Qкв4 = 701 *1,64 = 1149,64 кВт

Qкв5 = 701*1,23 = 862,23 кВт

Qкв6 = 701*0,9= 630,9 кВт

Qкв7 = 701 *1,64 = 1149,64 кВт

Qкв8 = 701*1,23 = 862,23 кВт

Qкв9 = 701*0,9 = 630,9 кВт

Qкв10 = 701*0,95 = 665,95 кВт

Qкв11 = 701 *0,35 = 245,35 кВт

Qкв12 = 701*0,82 = 574,82 кВт

Qкв13 = 701*0,83 = 581,83кВт

Qкв14 = 701*0,93 = 651,93кВт

Таблица 7.3 - Расход воды для каждого квартала.

m1 = = 6,85кг/сек	m8 = = 2,57кг/сек
m2 = = 5,14кг/сек	m9 = = 1,88кг/сек
m3 = = 3,84кг/сек	m10 = = 1,98кг/сек
m4 = = 3,42кг/сек	m11 = = 0,73кг/сек
m5 = = 2,57кг/сек	m12 = = 1,71кг/сек
m6 = = 1,88кг/сек	m13 = = 1,73кг/сек
m7 = = 3,42кг/сек	m14 = = 1,94кг/сек

Расход воды по каждому участку равен (кг/сек):

mг4-г5 = m10+ 0,5 * m7 = 1.98+0.5*3.42 = 3.69

mг3-г4 = m11 + mг4-г5 = 3,69+0,73=4,42

mг2-г3 = m12+mг3-г4=4,42+1,71=6,13

mг1-г2 = 0,5*m7 + 0,5*m8+mг2-г3=0,5*3,42+0,5*2,57+6,13=9,12

m2-г1 = m4+0,5*m5+mг1-г2=9,12+3,42+0,5*2,57=13,8

m2-в1=m1+0,5*m2=9,42

m1-2=m2-г1+m2-в1=13,8+9,42=23,22

mа2-а3= m13+m14=3,67

mа1-а2=0,5*m8+m9+mа2-а3=0,5*2,57+1,88+3,67=6,83

m1-а1=0,5*m5+m6+mа1-а2=9,99

m1-б1=0,5*m2+m3=6,41

mи-1=m1-б1+m1-а1+m1-2=6,41+9,99+23,22=39,6

Записываем полученные данные в таблицу 8.

Таблица 8 - Гидравлический расчет тепловой сети района.7.1 Подбор сетевых и подпиточных насосов.

		Размеры труб	Длины участка		Потери давления Дp
											участка, м3
Основная магистраль
Ответвления от магистрали

Таблица 9 - Для построения пьезометрического графика.

		Размер труб	Длины участка		Потери давления ДР
Основная магистраль

Hмест=0.75мHзд=30 м

Hзалив = 4мHподпитка= ?H= (Hмест +Hзд +Hзалив)= 34,75 м

V= 16,14 м3/ч- для выбора подпиточного насоса

hподача= 3,78 мhТГУ= 15 м

hобратка= 3,78 мhраснап=4 м

hсет=26,56 м; m=142,56 м3/ч -для выбора сетевого насос

Для закрытой системы теплоснабжения работающей при повышенном графике регулирования с суммарным тепловым потоком Q = 13,32 МВт и с расчетным расходом теплоносителя G = 39,6 кг/сек = 142,56 м3/ч подобрать сетевые и подпиточные насосы.

Требуемый напор сетевого насоса H = 26,56 м

По методическому пособию принимаем к установке один сетевой насос КС 125-55 обеспечивающие требуемые параметры.

Требуемый напор подпиточного насоса Hпн = 16,14 м3/ч. Требуемый напор подпиточного насоса H = 34,75 м

Подпиточный насос: 2к-20/20.

По методическому пособию принимаем к установке два последовательно соединенных подпиточных насосов 2К 20-20 обеспечивающие требуемые параметры.

Рис. 8.

Таблица 10 - Технические характеристики насосов.

Наименование	Размерность		Подпиточные

Справочным пособием, освещающим во­просы проектирования тепловых сетей, явля­ется «Справочник проектировщика. Проекти­рование тепловых сетей». Справочник может в известной мере рассматриваться как пособие к СНиП II-7.10-62, но не к СНиП Н-36-73, появившимся значительно позже в результате существенной переработки пре­жней редакции норм. За последние 10 лет текст СНиП Н-36-73 подвергался суще­ственным изменениям и дополнениям.

Теплоизоляционные материалы, изделия и конструкции, а также методика их теп­ловых расчетов вместе с указаниями по вы­полнению и приемке изоляционных работ подробно описаны в «Справочнике строи­теля». Аналогичные данные по теп­лоизоляционным конструкциям включены в СН 542-81.

Справочные материалы по гидравличе­ским расчетам, а также по оборудованию и автоматическим регуляторам для тепло­вых сетей, тепловых пунктов и систем тепло­использования содержатся в «Справочнике по наладке и эксплуатации водяных тепло­вых сетей». В качестве источника спра­вочных материалов по вопросам проектиро­вания могут быть использованы книги из серии справочников «Теплоэнергетика и теплотехника». В первой книге «Общие во­просы» приведены правила оформле­ния чертежей и схем, а также данные о тер­модинамических свойствах воды и водяного пара, более подробные данные приведены в. Во вторую книгу серии «Тепло- и массообмен. Теплотехнический эксперимент» включены данные по теплопровод­ности и вязкости воды и водяного пара, а также по плотности, теплопроводности и теплоемкости некоторых строительных и изоляционных материалов. В четвертой кни­ге «Промышленная теплоэнергетика н тепло­техника» имеется раздел, посвященный теплофикации и тепловым сетям

www.engineerclub.ru

Громов — Водяные тепловые сети (1988)

В книге приведены нормативные материалы, используемые при проектировании тепловых сетей и тепловых пунктов. Даны рекомендации по выбору оборудования и схем теплоснабжения Рассмотрены расчеты, связанные с проектированием тепловых сетей. Приведены сведения о прокладке тепловых сетей, об организации строительства и эксплуатации тепловых сетей и тепловых пунктов. Книга рассчитана на инженерно-технических работников, занимающихся проектированием тепловых сетей.

Жилищное и промышленное строительство, требования экономии топлива и защиты окружающей среды предопределяют целесообразность интенсивного развития систем централизованного теплоснабжения. Выработка тепловой энергии для таких систем в настоящее время производится теплоэлектроцентралями, котельными районного значения.

Надежная работа систем теплоснабжения при строгом соблюдении необходимых параметров теплоносителя во многом определяется правильным выбором схем тепловых сетей и тепловых пунктов, конструкций прокладки, применяемого оборудования.

Считая, что правильное проектирование тепловых сетей невозможно без знания их устройства, работы и тенденций развития, авторы старались привести в справочном пособии рекомендации по проектированию и дать краткое их обоснование.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ И ТЕПЛОВЫХ ПУНКТОВ

1.1. Системы централизованного теплоснабжения и их структура

Системы централизованного теплоснабжения характеризуются сочетанием трех основных звеньев: теплоисточников, тепловых сетей и местных систем теплоиспользования (теплопотребления) отдельных зданий или сооружений. В теплоисточниках осуществляется получение теплоты за счет сжигания различных видов органического топлива. Такие теплоисточники называются котельными. В случае использования в теплоисточниках теплоты, выделяемой при распаде радиоактивных элементов, они называются атомными станциями теплоснабжения (ACT). В отдельных системах теплоснабжения используются в качестве вспомогательных возобновляемые источники теплоты - геотермальная энергия, энергия солнечного излучения и т. п.

Если теплоисточник расположен вместе с теплоприемниками в одном здании, то трубопроводы для подачи теплоносителя к теплоприемникам, проходящие внутри здания, рассматриваются как элемент системы местного теплоснабжения. В системах централизованного теплоснабжения теплоисточники располагаются в отдельно стоящих зданиях, а транспорт теплоты от них осуществляется по трубопроводам тепловых сетей, к которым присоединены системы теплоиспользования отдельных зданий.

Масштабы систем централизованного теплоснабжения могут изменяться в широких пределах: от небольших, обслуживающих несколько соседних зданий, до крупнейших, охватывающих ряд жилых или промышленных районов и даже город в целом.

Независимо от масштаба эти системы по контингенту обслуживаемых потребителей подразделяются на коммунальные, промышленные и общегородские. К коммунальным относятся системы, снабжающие теплотой в основном жилые и общественные здания, а также отдельные здания промышленного и коммунально-складского назначения, размещение которых в селитебной зоне городов допускается нормами .

В основу классификации коммунальных систем по их масштабу целесообразно положить принятое в нормах планировки и застройки городов членение территории селитеоной зоны на группы соседних зданий (или кварталы в районах старой застройки), объединяемые в микрорайоны с численностью населения 4 - 6 тыс. чел. в малых городах (с населением до 50 тыс. чел.) и 12-20 тыс. чел. в городах остальных категорий. В последних предусматривается формирование из нескольких микрорайонов жилых районов с численностью населения 25 - 80 тыс. чел. Соответствующие системы централизованного теплоснабжения можно охарактеризовать как групповые (квартальные), микрорайонные и районные.

Теплоисточники, обслуживающие эти системы, по одному на каждую систему, могут быть отнесены соответственно к категории групповых (квартальных), микрорайонных и районных котельных. В крупных и крупнейших городах (с численностью населения соответственно 250-500 тыс. чел. и более 500 тыс. чел.) нормами предусматривается объединение нескольких смежных жилых районов в планировочные районы, ограниченные естественными или искусственными рубежами. В таких городах возможно появление наиболее крупных межрайонных систем коммунального теплоснабжения.

При больших масштабах выработки теплоты, в особенности в общегородских системах, является целесообразной совместная выработка теплоты и электроэнергии. Это обеспечивает существенную экономию топлива по сравнению с раздельной выработкой теплоты в котельных, а электроэнергии - на тепловых электростанциях за счет сжигания тех же видов топлива.

Тепловые электростанции, предназначенные для совместной выработки теплоты и электроэнергии, называются теплоэлектроцентралями (ТЭЦ).

Атомные электростанции, использующие теплоту, выделяемую при распаде радиоактивных элементов, для выработки электроэнергии, также иногда целесообразно использовать как теплоисточники в крупных системах теплоснабжения. Эти станции называются атомными теплоэлектроцентралями (АТЭЦ).

Системы централизованного теплоснабжения, использующие ТЭЦ в качестве основных теплоисточников, называются теплофикационными. Вопросы сооружения новых систем централизованного теплоснабжения, а также расширения и реконструкции существующих систем требуют специальной проработки, исходя из перспектив развития соответствующих населенных пунктов на ближайший период A0-15 лет) и расчетный срок 25 - 30 лет).

Нормами предусматривается разработка специального предпроектного документа, а именно схемы теплоснабжения данного населенного пункта. В схеме прорабатывается несколько вариантов технических решений по системам теплоснабжения и на основе технико-экономического сопоставления обосновывается выбор предлагаемого к утверждению варианта.

Последующая разработка проектов теплоисточников и тепловых сетей должна согласно нормативным документам производиться только на основе решений, принятых в утвержденной схеме теплоснабжения данного населенного пункта.

1.2. Общая характеристика тепловых сетей

Тепловые сети могут быть классифицированы по виду используемого в них теплоносителя, а также по его расчетным параметрам (давлениям и температурам). Практически единственными теплоносителями в тепловых сетях являются горячая вода и водяной пар. Водяной пар как теплоноситель повсеместно применяется в теплоисточниках (котельных, ТЭЦ), а во многих случаях - и в системах теплоиспользования, особенно промышленных. Коммунальные системы теплоснабжения оборудуются водяными тепловыми сетями, а промышленные - либо только паровыми, либо паровыми в сочетании с водяными, используемыми для покрытия нагрузок систем отопления, вентиляции и горячего водоснабжения. Такое сочетание водянки и паровых тепловых сетей характерно также для общегородских систем теплоснабжения.

Водяные тепловые сети большей частью выполняются двухтрубными с сочетанием подающих трубопроводов для подачи горячей воды от теплоисточников до систем теплоиспользования и обратных трубопроводов для возврата охлажденной в этих системах воды к теплоисточникам для повторного подогрева. Подающие и обратные трубопроводы водяных тепловых сетей вместе с соответствующими трубопроводами теплоисточников и систем теплоиспользования образуют замкнутые контуры циркуляции воды. Эта циркуляция поддерживается сетевыми насосами, устанавливаемыми в теплоисточниках, а при больших дальностях транспорта воды - также и на трассе сетей (насосные станции). В зависимости от принятой схемы присоединения к сетям систем горячего водоснабжения различают закрытые и открытые схемы (чаще применяются термины «закрытые и открытые системы теплоснабжения»).

В закрытых системах отпуск теплоты из сетей в системе горячего водоснабжения осуществляется за счет подогрева, холодной водопроводной воды в специальных водонагревателях.

В открытых системах покрытие нагрузок горячего водоснабжения осуществляется за счет подачи потребителям воды из подающих трубопроводов сетей, а в течение отопительного периода - в смеси с водой из обратных трубопроводов систем отопления и вентиляции. Если при всех режимах для горячего водоснабжения может быть использована полностью вода из обратных трубопроводов, то отпадает надобность в обратных трубопроводах от тепловых пунктов до теплоисточника. Соблюдение этих условий, как правило, возможно, только при совместной работе нескольких теплоисточников на общие тепловые сети с возложением покрытия нагрузок горячего водоснабжения на часть этих источников.

Водяные сети, состоящие только из подающих трубопроводов, называются однотрубными и по капитальным вложениям в их сооружение являются наиболее экономичными. Подпитка тепловых сетей в закрытых и открытых системах осуществляется за счет работы подпиточных насосов и установок по подготовке подпиточной воды. В открытой системе их требуемая производительность в 10-30 раз больше, чем в закрытой. В результате при открытой системе большими оказываются капитальные вложения в теплоисточники. Вместе с тем в этом случае отпадает надобность в подогревателях водопроводной воды, а потому существенно снижаются затраты на узлы присоединения систем горячего водоснабжения к тепловым сетям. Таким образом, выбор между открытой и закрытой системами в каждом случае должен обосновываться технико-экономическими расчетами с учетом всех звеньев системы централизованного теплоснабжения. Такие расчеты следует выполнять при разработке схемы теплоснабжения населенного пункта, т. е. до проектирования соответствующих теплоисточников и их тепловых сетей.

В отдельных случаях водяные тепловые сети выполняются трех- и даже четырехтрубными. Такое увеличение количества труб, обычно предусматриваемое лишь на отдельных участках сетей, связано с удвоением либо только подающих (трехтрубные системы), либо как подающих, так и обратных (четырехтрубные системы) трубопроводов для раздельного присоединения к соответствующим трубопроводам систем горячего водоснабжения или систем отопления и вентиляции. Такое разделение существенно облегчает регулирование отпуска теплоты в системы различного назначения, но вместе с тем приводит к значительному увеличению капитальных вложений в сети.

В крупных системах централизованного теплоснабжения возникает потребность в разделении водяных тепловых сетей на несколько категорий, в каждой из которых могут применяться собственные схемы отпуска и транспорта теплоты.

В нормах предусматривается подразделение тепловых сетей на три категории: магистральные от теплоисточников до вводов в микрорайоны (кварталы) или предприятия; распределительные от магистральных сетей до сетей к отдельным зданиям: сети к отдельным зданиям в виде ответвлений от распределительных (или в отдельных случаях от магистральных) сетей до узлов присоединения к ним систем теплоиспользования отдельных зданий. Эти наименования целесообразно уточнить применительно к принятой в § 1.1 классификации систем централизованного теплоснабжения по их масштабу и контингенту обслуживаемых потребителей. Так, если в небольших системах от одного теплоисточника осуществляется подвод теплоты лишь к группе жилых и общественных зданий в пределах микрорайона или производственных зданий одного предприятия, то надобность в магистральных тепловых сетях отпадает и все сети от таких теплоисточников следует рассматривать как распределительные. Такое положение характерно для использования в качестве теплоисточников групповых (квартальных) и микрорайонных котельных, а также промышленных, обслуживающих одно предприятие. При переходе от таких небольших систем к районным, а тем более к межрайонным появляется категория магистральных тепловых сетей, к которым присоединяются распределительные сети отдельных микрорайонов или предприятий одного промышленного района. Присоединение отдельных зданий непосредственно к магистральным сетям, помимо распределительных, по ряду причин крайне нежелательно, а потому применяется очень редко.

Крупные теплоисточники районных и межрайонных систем централизованного теплоснабжения согласно нормам должны размещаться за пределами селитебной зоны в целях сокращения влияния их выбросов на состояние воздушного бассейна этой зоны, а также упрощения систем подачи им жидкого или твердого топлива.

В таких случаях появляются начальные (головные) участки магистральных сетей значительной протяженности, в пределах которых отсутствуют узлы присоединения распределительных сетей. Такой транспорт теплоносителя без попутной раздачи его потребителям называется транзитом, при этом соответствующие головные участки магистральных тепловых сетей целесообразно выделить в особую категорию транзитных.

Наличие транзитных сетей существенно ухудшает технико-экономические показатели транспорта теплоносителя, особенно при протяженности этих сетей в 5 - 10 км и более, что характерно, в частности, при использовании в качестве теплоисточников атомных ТЭЦ или станций теплоснабжения.

1.3. Общая характеристика тепловых пунктов

Существенным элементом систем централизованного теплоснабжения являются установки, размещаемые в узлах присоединения к тепловым сетям местных систем теплоиспользования, а также на стыках сетей различных категорий. В таких установках осуществляются контроль работы тепловых сетей и систем тёплоиспользования и управление ими. Здесь производится измерение параметров теплоносителя — давлений, температур, а иногда и расходов - и регулирование отпуска теплоты на различных уровнях.

От работы таких установок зависят в значительной мере надежность и экономичность систем теплоснабжения в целом. Эти установки в нормативных документах называются тепловыми пунктами (ранее применялись также наименования «узлы присоединения местных систем тёплоиспользования», «тепловые центры», «абонентские установки» и т. п.).

Однако принятую в тех же документах классификацию тепловых пунктов целесообразно несколько уточнить, поскольку в них все тепловые пункты относятся либо к центральным (ЦТП), либо к индивидуальным (ИТП). К последним относятся только установки с узлами присоединения к тепловым сетям систем тёплоиспользования одного здания или их части (в крупных зданиях). Все остальные тепловые пункты независимо от количества обслуживаемых зданий относятся к центральным.

В соответствии с принятой классификацией тепловых сетей, а также различных ступеней регулирования отпуска теплоты применяется следующая терминология. В части тепловых пунктов:

местные тепловые пункты (МТП), обслуживающие системы тёплоиспользования отдельных зданий;

групповые или микрорайонные тепловые пункты (ГТП), обслуживающие группу жилых зданий или все здания в пределах микрорайона;

районные тепловые пункты (РТП), обслуживающие все здания в пределах жилого

В части ступеней регулирования:

центральное - только на теплоисточниках;

районное, групповое или микрорайонное - на соответствующих тепловых пунктах (РТП или ГТП);

местное - на местных тепловых пунктах отдельных зданий (МТП);

индивидуальное на отдельных теплоприемниках (приборах систем отопления, вентиляции или горячего водоснабжения).

Тепловые сети справочное пособие по проектированию

Главная Математика, химия, физика Проектирование системы теплоснабжения больничного комплекса

27. Сафонов А.П. Сборник задач по теплофикации и тепловым сетям Учебное пособие для вузов, М.: Энергоатомиздат. 1985.

28. Иванов В.Д., Гладышей Н.Н., Петров А.В., Казакова Т.О. Инженерные расчеты и методы испытаний тепловых сетей Конспект лекций. СПб.: СПб ГГУ РП. 1998.

29. Инструкция по эксплуатации тепловых сетей М.: Энергия 1972.

30. Правила техники безопасности при обслуживании тепловых сетей М: Атомиздат. 1975.

31. Юренев В.Н. Теплотехнический справочник в 2-х томах М.; Энергия 1975, 1976.

32. Голубков Б.Н. Теплотехническое оборудование и теплоснабжение промышленных предприятий. М.: Энергия 1979.

33. Шубин Е.П. Основные вопросы проектирования систем теплоснабжения. М.: Энергия. 1979.

34. Методические указания по составлению отчета электростанции и акционерного общества энергетики и электрификации о тепловой экономичности оборудования. РД 34.0К.552-95. CПO ОРГРЭС М: 1995.

35. Методика определения удельных расходов топлива на тепло в зависимости от параметров пара, используемого для целей теплоснабжения РД 34.09.159-96. CПО ОРГРЭС. М.: 1997

36. Методические указания по анализу изменения удельных расходов топлива на энергостанциях и в энергообъединениях. РД 34,08.559-96 СПО ОРГРЭС. М.: 1997.

37. Кутовой Г. П., Макаров А. А., Шамраев Н.Г. Создание благоприятной базы для развития российской электроэнергетики на рыночной основе «Теплоэнергетика». №11, 1997. с.2-7.

38. Бушуев В.В., Громов Б.Н., Доброхотов В.Н., Пряхин В.В., Научно- технические и организационно-экономические проблемы внедрения энергосберегающих технологий. «Теплоэнергетика». №11. 1997. с.8-15.

39. Астахов H.Л, Калимов В.Ф., Киселев Г.П. Новая редакция методических указаний по расчету показателей тепловой экономичности оборудования ТЭС. «Энергосбережение и водоподготовка». № 2, 1997, с 19-23.

Ekaterina Igorevna Tarasevich
Россия

Главный редактор —

кандидат биологических наук

НОРМАТИВНАЯ ПЛОТНОСТЬ ТЕПЛОВОГО ПОТОКА И ТЕПЛОВЫЕ ПОТЕРИ ЧЕРЕЗ ТЕПЛОИЗОЛИРУЕМУЮ ПОВЕРХНОСТЬ ДЛЯ МАГИСТРАЛЬНЫХ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ

В статье рассматривается изменение ряда опубликованных нормативных документов для тепловой изоляции систем теплоснабжения, которые направлены на то, чтобы обеспечить долговечность работы системы. Данная статья посвящена исследованию влияния среднегодовой температуры тепловых сетей на тепловые потери. Исследование относится к системам теплоснабжения и термодинамике. Даны рекомендации по расчёту нормативных потерь тепла через изоляцию трубопроводов тепловых сетей.

Актуальность работы определяется тем, что она обращается к малоисследованным проблемам в системе теплоснабжения. Качество теплоизоляционных конструкций зависит от тепловых потерь системы. Правильное проектирование и расчет теплоизоляционной конструкции намного важнее, чем просто выбор изоляционного материала. Приведены результаты сравнительного анализа тепловых потерь.

Методы тепловых расчетов вычисления теплопотерь трубопроводов тепловых сетей основаны на применении нормативной плотности теплового потока через поверхность теплоизоляционной конструкции. В настоящей статье на примере трубопроводов с пенополиуретановой изоляцией был проведен расчет тепловых потерь.

В основном сделан следующий вывод: в действующих нормативных документах приведены суммарные величины плотности тепловых потоков для подающего и обратного трубопроводов. Встречаются случаи, когда диаметры подающего и обратного трубопроводов не одинаковы, в одном канале могут быть проложены как три, так и более трубопроводов, следовательно, необходимо использовать предыдущий стандарт. Суммарные величины плотности тепловых потоков в нормах могут быть разделены между подающим и обратным трубопроводам в тех же пропорциях, что и в замененных нормах.

Ключевые слова

Литература

СНиП 41-03-2003. Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов. Актуализированная редакция. – М: Минрегион России, 2011. – 56 с.

СНиП 41-03-2003. Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов. – М.: Госстрой России, ФГУП ЦПП, 2004. — 29 с.

СП 41-103-2000. Проектирование тепловой изоляции оборудования и трубопроводов. М: Госстрой России, ФГУП ЦПП, 2001. 47 с.

ГОСТ 30732-2006. Трубы и фасонные изделия стальные с тепловой изоляцией из пенополиуретана с защитной оболочкой. – М.: СТАНДАРТИНФОРМ, 2007, 48 с.

Нормы проектирования тепловой изоляции для трубопроводов и оборудования электростанций и тепловых сетей. М.: Госстройиздат, 1959. – URL: http://www.politerm.com.ru/zuluthermo/help/app_thermoleaks_year1959.htm

СНиП 2.04.14-88. Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов/Госстрой СССР.- М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1998. 32 с.

Беляйкина И.В., Витальев В.П., Громов Н.К. и др.; Под ред. Громова Н.К.; Шубина Е.П. Водяные тепловые сети: Справочное пособие по проектированию. М.: Энергоатомиздат, 1988. – 376 с.

Ионин А.А., Хлыбов Б. M., Братенков В. H., Терлецкая E. H.; Под ред. А.А. Ионина. Теплоснабжение: Учебник для вузов. M.: Стройиздат, 1982. 336 с.

Lienhard, John H., A heat transfer textbook / John H. Lienhard IV and John H. Lienhard V, 3rd ed. Cambridge, MA:Phlogiston Press, 2003

Silverstein, C.C., “Design and Technology of Heat Pipes for Cooling and HeatExchange,” Taylor & Francis, Washington DC, USA, 1992

European Standard EN 253 District heating pipes — Preinsulated bonded pipe systems for directly buried hot water networks — Pipe assembly of steel service pipe, polyurethane thermal insulation and outer casing of polyethylene.

European Standard EN 448 District heating pipes. Preinsulated bonded pipe systems for directly buried hot water networks. Fitting assemblies of steel service pipes, polyurethane thermal insulation and outer casing of polyethylene

DIN EN 15632-1:2009 District heating pipes — Pre-insulated flexible pipe systems — Part 1: Classification, general requirements and test methods

Соколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети Учебник для вузов. М.: Издательство МЭИ, 2001. 472 с.

СНиП 41-02-2003. Тепловые сети. Актуализированная редакция. – М: Минрегион России, 2012. – 78 с.

СНиП 41-02-2003. Тепловые сети. – М: Госстрой России, 2004. – 41 с.

Николаев А.А.Проектирование тепловых сетей (Справочник проектировщика) / А.А.Николаев [и др.]; под ред. А.А.Николаева. – М.: НАУКА, 1965. – 361 с.

Варфоломеев Ю.М., Кокорин О.Я. Отопление и тепловые сети: Учебник. М.: Инфра-М, 2006. – 480 c.

Козин В. Е., Левина Т. А., Марков А. П., Пронина И. Б., Слемзин В. А. Теплоснабжение: Учебное пособие для студентов вузов. – М.: Высш. школа, 1980. – 408 c.

Сафонов А. П. Сборник задач по теплофикации и тепловым сетям: Учеб. пособие для вузов. 3-е изд., перераб. М.: Энергоатомиздат, 1985. 232 с.

• На текущий момент ссылки отсутствуют.

Определение коэффициентов местных потерь в тепловых сетях промпредприятий

Дата публикации : 06.02.2017 2017-02-06

Статья просмотрена: 186 раз

Библиографическое описание:

Ушаков Д. В., Снисарь Д. А., Китаев Д. Н. Определение коэффициентов местных потерь в тепловых сетях промпредприятий // Молодой ученый. — 2017. — №6. — С. 95-98. — URL https://moluch.ru/archive/140/39326/ (дата обращения: 13.07.2018).

В статье представлены результаты анализа фактических значений коэффициента местных потерь, используемого при проектировании тепловых сетей на стадии предварительного гидравлического расчета. На основе анализа фактических проектов, получены осредненные значения для сетей промплощадок с делением на магистрали и ответвления. Найдены уравнения, позволяющие рассчитать коэффициент местных потерь в зависимости от диаметра трубопровода сети.

Ключевые слова : тепловые сети, гидравлический расчет, коэффициент местных потерь

При гидравлическом расчете тепловых сетей возникает необходимость в задании коэффициента α , учитывающего долю потерь давления в местных сопротивлениях . В современных нормативах, выполнение которых является обязательными при проектировании, про нормативный метод гидравлического расчета и конкретно коэффициент α не сказано. В современной справочной и учебной литературе приводятся, как правило, значения, рекомендованные отмененным СНиП II-36–73*. В табл. 1 представлены значения α для водяных сетей.

Коэффициент α для определения суммарных эквивалентных длин местных сопротивлений

Тип компенсаторов

Условный проход трубопровода, мм

Разветвленные тепловые сети

П-образные с гнутыми отводами

П-образные со сварными или крутоизогнутыми отводами

П-образные со сварными отводами

Из таблицы 1 следует, что значение α может находиться в интервале от 0,2 до 1. Прослеживается увеличение значения с ростом диаметра трубопровода.

В литературе для предварительных расчетов, когда не известны диаметры труб, долю потерь давления в местных сопротивлениях рекомендуют определять по формуле Б. Л. Шифринсона

где z - коэффициент, принимаемый для водяных сетей 0,01; G - расход воды, т/ч.

Результаты расчетов по формуле (1) при различных расходах воды в сети, представлены на рис. 1.

Рис. 1. Зависимость α от расхода воды

Из рис. 1 следует, что значение α при больших расходах может быть и больше 1, а при малых меньше 0,1. Например, при расходе 50 т/ч, α=0,071.

В литературе приведено выражение для коэффициента местных потерь

где - эквивалентная длина участка и его длина соответственно, м; - сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке; λ - коэффициент гидравлического трения.

При проектировании водяных тепловых сетей при турбулентном режиме движения для нахождения λ , используют формулу Шифринсона. Принимая значение эквивалентной шероховатости k э =0,0005 мм, формула (2) преобразуется к виду

.(3)

Из формулы (3) следует, что α зависит от длины участка, его диаметра и суммы коэффициентов местных сопротивлений, которые определяются конфигурацией сети. Очевидно, что значение α увеличивается при уменьшении длины участка и увеличении диаметра.

С целью определения фактических коэффициентов местных потерь α , были рассмотрены существующие проекты водяных тепловых сетей промышленных предприятий различного назначения. Располагая бланками гидравлического расчета, для каждого участка определялся коэффициент α по формуле (2). Отдельно по магистрали и ответвлениям находились средневзвешенные значения коэффициента местных потерь для каждой сети. На рис. 2 представлены результаты расчетов α по расчетным магистралям для выборки из 10 схем сетей, а на рис. 3 для ответвлений.

Рис. 2. Фактические значения α по расчетным магистралям

Из рис. 2 следует, что минимальное значение 0,113, максимальное 0,292, а среднее значение по всем схемам составляет 0,19.

Рис. 3. Фактические значения α по ответвлениям

Из рис. 3 следует, что минимальное значение 0,118, максимальное 0,377, а среднее значение по всем схемам составляет 0,231.

Сопоставляя полученные данные с рекомендуемыми, можно сделать следующие выводы. Согласно табл. 1 для рассмотренных схем значение α =0,3 для магистралей и α=0,3÷0,4 для ответвлений, а средние фактические составляют 0,19 и 0,231, что несколько меньше рекомендуемых. Диапазон изменения фактических значений α не превышает рекомендуемых, т.е табличные значения (табл.1) можно трактовать как «не более».

Для каждого диаметра трубопровода были определены средние значения α по магистралям и ответвлениям. Результаты расчета представлены в табл. 2.

Значения фактических коэффициентов местных потерь α

Из анализа таблицы 2 следует, что с увеличением диаметра трубопровода значение коэффициента α увеличивается. Методом наименьших квадратов были получены линейные уравнения регрессии для магистрали и ответвлений в зависимости от наружного диаметра :

На рис. 4 представлены результаты расчетов по уравнениям (4),(5), и фактические значения для соответствующих диаметров.

Рис. 4. Результаты расчетов коэффициентов α по уравнениям (4),(5)

На основе анализа реальных проектов тепловых водяных сетей промплощадок, получены осредненные значения коэффициентов местных потерь с делением на магистрали и ответвления. Показано, что фактические значения не превышают рекомендуемые, а средние, незначительно меньше. Получены уравнения, позволяющие рассчитать коэффициент местных потерь в зависимости от диаметра трубопровода сети для магистралей и ответвлений.

1. Копко, В. М. Теплоснабжение: курс лекций для студентов специальности 1–700402 «Теплогазоснабжение, вентиляция и охрана воздушного бассейна» высших учебных заведений / В. М. Копко. - М: Изд-во АСВ, 2012. - 336с.
2. Водяные тепловые сети: Справочное пособие по проектированию / Н. К. Громов [и др.]. - М.: Энергоатомиздат, 1988. - 376с.
3. Козин, В. Е. Теплоснабжение: учебное пособие для студентов вузов / В. Е. Козин. - М.: Высш. школа, 1980. - 408с.
4. Пустовалов, А. П. Повышение энергоэффективности инженерных систем зданий посредством оптимального выбора регулирующих клапанов / А. П. Пустовалов, Д. Н. Китаев, Т. В. Щукина // Научный вестник Воронежского государственного архитектурно-строительного университета. Серия: Высокие технологии. Экология. - 2015. - № 1. - С. 187–191.
5. Семенов, В. Н. Влияние энергосберегающих технологий на развитие тепловых сетей / В. Н. Семенов, Э. В. Сазонов, Д. Н. Китаев, О. В. Тертычный, Т. В. Щукина // Известия высших учебных заведений. Строительство. - 2013. - № 8(656). - С. 78–83.
6. Китаев, Д. Н. Влияние современных отопительных приборов на регулирование тепловых сетей / Д. Н. Китаев //Научный журнал. Инженерные системы и сооружения. - 2014. - Т.2. - № 4(17). - С. 49–55.
7. Китаев, Д. Н. Вариантное проектирование систем теплоснабжения с учетом надежности тепловой сети / Д. Н. Китаев, С. Г. Булыгина, М. А. Слепокурова // Молодой ученый. - 2010. - № 7. - С. 46–48.
Какие законы подписал Владимир Путин в последний день уходящего года К концу года всегда скапливается куча дел, которые хочется завершить до боя курантов. Ну, чтобы не тащить в новый год старые долги. Госдума […]
8. Организация ФГКУ "ГЦ ВВЭ" Минобороны России Юридический адрес: 105229, МОСКВА Г, ГОСПИТАЛЬНАЯ ПЛ, 1-3, СТР.5 ОКФС: 12 - Федеральная собственность ОКОГУ: 1313500 - Министерство обороны Российской Федерации […]

Грамотное и качественное является одним из основных условий для быстрой сдачи объекта в эксплуатацию.

Тепловые сети предназначены для транспортирования тепла от источников тепла к потребителю. Тепловые сети относятся к линейным сооружениям и являются одними из самых сложных инженерных сетей. Проектирование сетей обязательно должен включать расчет на прочность и температурные деформации. Мы рассчитываем каждый элемент тепловой сети на срок службы не менее 25 лет (или другой по желанию заказчика) с учетом конкретной температурной истории, тепловых деформаций и количеству пусков остановок работы сети. Неотъемлемой частью проектирования тепловой сети должна быть архитектурно-строительная часть (АС) и железобетонные или металлические конструкции (КЖ, КМ), в котором разрабатываются крепления, каналы, опоры или эстакада (в зависимости от способа прокладки).

Тепловые сети подразделяются по следующим признакам

1. По характеру транспортируемого теплоносителя:

2. По способу прокладки тепловых сетей:

• канальные тепловые сети . Проектирование тепловых сетей канальных производят в случае необходимости защиты трубопроводов от механического воздействия грунтов и коррозионного влияния почвы. Стены каналов облегчают работу трубопроводов, поэтому проектирование тепловых сетей канальных применяется для теплоносителей с давлением до 2,2 МПа и температурой до 350°С. - бесканальная. При проектировании бесканальной прокладки трубопроводы работают в более тяжёлых условиях, так как они воспринимают дополнительную нагрузку грунта и при неудовлетворительной защите от влаги подвержены наружной коррозии. В связи с этим проектирование сетей таким способом прокладки предусматривается при температуре теплоносителя до 180°С.
• воздушные (надземные) тепловые сети . Проектирование сетей данным способом прокладки получил наибольшее распространение на территориях промышленных предприятий и на площадках, свободных от застроек. Надземный способ также проектируется в районах с высоким уровнем грунтовых вод и при прокладках по участкам с сильно пересечённым рельефом местности.

3. Применительно к схемам тепловые сети могут быть:

• магистральные тепловые сети . Тепловые сети, всегда транзитные, без ответвлений транспортирующие теплоноситель от источника тепла к распределительным тепловым сетям;
• распределительные (квартальные) тепловые сети . Тепловые сети, распределяющие теплоноситель по выделенному кварталу, подводящие теплоноситель к ответвлениям на потребителей.;
• ответвления от распределительных тепловых сетей к отдельным зданиям и сооружениям . Разделение тепловых сетей устанавливается проектом или эксплуатационной организацией.

Комплексное проектирование сетей в соответствии с проектной документацией

НТЦ Энергосервис выполняет комплексные работы по , включая городские магистрали, внутриквартальные распределительные и внутридомовые сети. Проектирование сетей линейной части тепломагистралей выполняется с применением как типовых, так и индивидуальных узлов.

Качественный расчет тепловых сетей позволяет выполнить компенсацию тепловых удлинений трубопроводов за счет углов поворотов трассы и проверить правильность планово-высотного положения трассы, установки сильфонных компенсаторов и закрепления неподвижными опорами.

Тепловые удлинения теплопроводов при бесканальной прокладке компенсируются за счет углов поворотов трассы, которые образуют самокомпенсирующие участки П, Г,Z-образной формы, установки стартовых компенсаторов, закрепления неподвижными опорами. При этом на углах поворотов, между стенкой траншеи и трубопроводом устанавливаются специальные подушки из вспененного полиэтилена (маты), которые обеспечивают свободное перемещение труб при их температурных удлинениях.

Вся документация по проектированию тепловых сетей разрабатывается в соответствии со следующими нормативными документами:

СНиП 207-01-89* «Градостроительство. Планировка и застройка городов, посёлков и сельских населенных пунктов. Нормы проектирования сетей»;
- СНиП 41-02-2003 «Тепловые сети»;
- СНиП 41-02-2003 «Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов»;
- СНиП 3.05.03-85 «Тепловые сети»(предприятие тепловых сетей);
- ГОСТ 21-605-82 «Тепловые сети (тепломеханическая часть)»;
- Правила подготовки и производства земляных работ, устройства и содержания строительных площадок в городе Москве, утверждённых постановлением правительства г.Москвы №857-ПП от 07.12.2004г.
- ПБ 10-573-03 «Правила устройства и безопасной эксплуатации трубопроводов пара и горячей воды».

В зависимости от условий участка строительства, проектирование сетей может быть сопряжено с переустройством существующих подземных сооружений, мешающих строительству. Проектирование тепловых сетей и реализация проектов предусматривает работу с применением двух изолированных стальных трубопроводов (подающий и обратный) в специальных сборных или монолитных каналах (проходных и непроходных). Для размещения отключающих устройств, спускников, воздушников и другой арматуры проектированием тепловых сетей предусматривается сооружение камер.

При проектировании сетей и их пропускной способности, актуальны проблемы бесперебойной работы гидравлических и тепловых режимов. Осуществляя проектирование тепловых сетей, специалисты нашей компании используют самые современные методы, что позволяет нам гарантировать хороший результат и долговечную работу всего оборудования.

Осуществляя , необходимо опираться на множество технических нормативов, нарушение которых может привести к самым негативным последствиям. Мы гарантируем соблюдение всех норм и правил, регламентированной различной технической документацией, описанной выше.