Система теплоснабжения промышленно-жилого района (стр. 2 из 5)

1.Предварительный расчет 1 и 2-го участков.

Статическое давление в тепловой сети Н_ст=60 м;

Располагаемый напор у потребителя не менее Н_аб=15 м;

Н_обр=20 м;

Падение давления на сетевых подогревателях Н_с.п.=12 м;

Падение давления на 1 и 2-ом участках:

DH₁₊₂=Н_ст–Н_обр–Н_аб/2=60–20–15/2=32,5м, (4.1.1)

Падение давления на 1-ом участке:

DH₁=DH₁₊₂*l₁/l₁₊₂=32,5*1000/(1000+800)=18м, (4.1.2)

где: l₁– длина первого участка, [из задания]

l₂– длина второго участка. [из задания]

Падение давления но 2-ом участке:

DН₂=DН₁₊₂-DН₁=14,5м, (4.1.3)

Линейные потери давления на 1 и 2-ом участках:

R₁

Па/м, (4.1.4)

где:

z=0,02-0,05 – для водопровода.

R₂

Па/м, (4.1.5)

По номограммам для гидравлического расчета трубопроводов находим предварительный диаметр трубопровода:

d₁=75мм

d₂=65мм.

2.Окончательный расчет 1 и 2-го участков.

Окончательный диаметр трубопроводов:

d₁=82мм,

d₂=70мм.

Линейные потери по длине трубопровода при d₁=82мм и d₂=70мм:

R₁=60Па/м,

R₂=120Па/м.

Эквивалентные длины трубопроводов 1 и 2-го участков.

При прокладке примем: на каждые 100 м. длины трубопровода одно сварное колено и один сальниковый компенсатор; задвижки ставятся в начале участка и перед потребителем.

1 участок.

10 сальниковых компенсаторов, 10 сварных колен, 1 задвижка.

При диаметре d₁=82мм получаем:

l_э.1=А_lSzd¹^,25=60,7*(10*0,2+10*0,68+1*0,5)*0,082^1,25=24м, (4.2.1)

где: A_l=60,7м^-0,25-постоянный коэффициент, зависящий от абсолютной эквивалентной шероховатости трубопровода, (3, стр342)

z-коэффициент местных сопротивлений. (3, стр343)

Полная длина: l_п.1=l₁+l_э.1=1000+24=1024м. (4.2.2)

2 участок.

8 сальниковых компенсаторов, 8 сварных колен, 2 задвижки.

При диаметре d₂=70мм получаем:

l_э.2= А_lSzd^1,25=60,7*(8*0,2+8*0,68+2*0,5)*0,076^1,25=18м, (4.2.3)

Полная длина: l_п.2=l₂+l_э.2=800+18=818м. (4.2.4)

Падения давления и напора на 1 и 2-ом участках.

DР₁=R₁*l_п.1=60*1024=6144Па, (4.2.5)

м, (4.2.6)

DР₂=R₂*l_п.2=120*818=98160Па, (4.2.7)

м, (4.2.8)

3.Предварительный расчет 3-го участка.

Падение напора на 3-ем участке равно падению напора на 2-ом участке:

DН₃=DН₂=10,3м.

Линейные потери давления:

Па/м, (4.3.1)

По номограммам для гидравлического расчета трубопроводов находим предварительный диаметр трубопровода:

d₃=31мм

4.Окончательный расчет 3-го участка.

Окончательный диаметр трубопровода:

d₃=51мм,

Линейные потери по длине трубопровода при d₃=51мм:

R₃=60Па/м,

Эквивалентная длина трубопровода.

5 сальниковых компенсаторов, 5 сварных колен, 2 задвижка, разделение потока в тройнике.

При диаметре d₃=51мм получаем:

l_э.3= А_lSzd^1,25=60,7*(5*0,2+5*0,68+2*0,5+3)*0,051^1,25=9,3м, (4.4.1)

Полная длина: l_п.3=l₃+l_э.3=500+9,3=509,3м. (4.4.2)

Падения давления и напора.

DР₃=R₃*l_п.3=60*509,3=30558Па, (4.4.3)

м, (4.4.4) По полученным данным составляем таблицу.

№ уч.	G, кг/с	l, м	Предварительный расчет
№ уч.	G, кг/с	l, м	DН, м	R₁, Па/м	d, м
Основная магистраль
1	2,73	1000	18	164,4	75
2	2,16	800	14,5	166,1	65
Ответвления от магистрали
3	0,57	500	10,3	185,8	31

№ уч.	Окончательный расчет
№ уч.	d, м	R₁, Па/м	l_э, м	l_п, м	DР, Па	DН, м	DdН, м
Основная магистраль
1	82	60	24	1024	61440	6,5	6,5
2	70	120	18	818	98160	10,3	16,8
Ответвления от магистрали
3	51	60	9,3	509,3	30558	3,2

Гидравлический расчет паропровода.

5.Расход пара и его параметры.

D=0,24кг/с, Р_п=0,79МПа, t=300⁰С. [4, стр.3]

Примем Р₀₌=1МПа и Т₀=340⁰С.

6.Предварительный расчет паропровода.

Падение давления на всем участке.

DР=P₀-P_П=1*10⁶-0,79*10⁶=210000Па=0,21МПа, (4.6.1)

R_л=DР/l(1+a)=210000/1000(1+0,09)=198,1Па/м, (4.6.2)

где:



z=0,2-0,5 – для паропровода,

l=1000м – длина паропровода.

Среднее давление по длине трубопровода:

Р_ср=Р₀+(DР/2)=1*10⁶+(210000/2)=0,895МПа, (4.6.3)

Примем падение температуры по длине паропровода на 100 м равные 2⁰,

Т_ср=340-10=330⁰С, (4.6.4)

Средняя плотность пара.

r_ср=1/v=1/0,3039=3,29кг/м³, (4.6.5)

где: v=0,3039 – объем 1 кг пара при Р_ср=0,895МПа и Т_ср=330⁰С (3, стр62).

Рассчитываем диаметр трубопровода.

d=A_d*D^0,38/(rR_л)^0,19=0,414*0,24^0,38/651,7^0,19=70мм, (4.6.6)

где: A_d=0,414м^0,0475-постоянный коэффициент, зависящий от абсолютной эквивалентной шероховатости трубопровода, [3, стр342]

7.Окончательный расчет паропровода.

Окончательный диаметр трубопровода:

d=82мм.

R_лr=A_R*D²/ a^5,25=10,6*10^-3*0,24²/0,09^5,25=188,8, (4.7.1)

где: A_R=10,6*10^-3м^0,25-постоянный коэффициент, зависящий от абсолютной эквивалентной шероховатости трубопровода, [3, стр342]

Эквивалентная длина паропровода.

При прокладке примем: на каждые 100 м длины трубопровода один «П» образный компенсатор; задвижки ставятся в начале и конце участка.

10 «П» образных компенсаторов l_э=70м, 10 сварных колен l_э=16,8м, 2 задвижки l_э=2,6м.

Полная длина: l_п.=l+l_э.=1000+89,4=1089,4м. (4.7.2)

Среднее давление по длине трубопровода:

Р_ср=Р₀-R_лr/r_ср*l_п./2=1*10⁶-188,8/3,29*1089,4/2=0,968МПа, (4.7.3)

Падение температуры по всему участку трубопровода.

dТ=4*10=40⁰C

Средняя температура пара по длине.

Т_ср=Т₀–dТ/2=340–40/2=320⁰С, (4.7.4)

Средняя плотность пара.

r_ср=1/v=1/0,2824=3,54кг/м³, (4.7.5)

где: v=0,2824 – объем 1 кг пара при Р_ср=0,968 МПа и Т_ср=320⁰ (3, стр62).

R_л= R_лr/r_ср=188,8/3,54=53,4Па/м, (4.7.6)

DР=R_лl_п.=53,4*1089,4=0,058МПа, (4.7.7)

Р₂=Р₀-DР=1*10⁶-0,058*10⁶=0,942МПа, (4.7.8)

Р₀=Р_П+DР=0,79*10⁶+0,058*10⁶=0,848МПа. (4.7.9)

По полученным данным составляем таблицу.

D, кг/с	l, м	Предварительный расчет
D, кг/с	l, м	DР, МПа	R_l, Па/м	Р_ср, МПа	Т_ср, ⁰С	r_ср, кг/м³	R_лr, Па/м	d, мм
0,24	1000	0,21	198,1	0,895	330	3,29	651,7	70

Окончательный расчет								Р₂, МПа
d, мм	R_лr, Па/м	l_э, м	l_п, м	Р_ср, МПа	Т_ср, ⁰С	r_ср, кг/м³	R_л, Па/м	Р₂, МПа
82	188,8	89,4	1089,4	0,968	320	3,54	53,4	0,942

Выбор сетевых и подпиточных насосов.

По пьезометрическому графику H=68,6 м, расход теплоносителя по всему трубопроводу составил G=2,73 кг/с. На основе этих данных в качестве основного сетевого насоса выбираем СЭ-160-70 с подачей V=160м³/ч и напором H=70м, в качестве резервного с учетом перспектив развития сети теплоснабжения выбираем СЭ-160-100. [1, стр.446]

По пьезометрическому графику H=44,3 м, расход теплоносителя по всему трубопроводу составил G=2,73 кг/с.На основе этих данных в качестве основного подпиточного насоса выбираем СЭ-160-50 с подачей V=160м³/ч и напором H=50м, в качестве резервного с учетом перспектив развития сети теплоснабжения выбираемСЭ-160-70. [1, стр.446]

5 раздел: Тепловой расчет сети.

1.Тепловой расчет паропровода:

Выбор изоляции.

Минеральная вата на синтетическом связующем с r_из=200 кг/м³,l_из=0,053 Вт/м⁰С

Толщина изоляции d=70 мм.

Диаметр трубы с изоляцией:

d_из=d_нар+2 d =89+2*70=229мм, (5.1.1)

где: d_нар–наружный диаметр трубы паропровода.

Тепловое сопротивление изоляции.

м*К/Вт, (5.1.2)

Внешнее тепловое сопротивление.

Для предварительного расчета

(Вт/м²*К),

где: w=5 м/с–скорость воздуха.

м*К/Вт, (5.1.3)

Температура поверхности изоляции:

(5.1.4)

где: t_н.о.=–34⁰С – температура наружного воздуха

Т₀=300⁰С – начальные параметры теплоносителя.

Коэффициент теплоотдачи конвекцией паропровода с изоляцией:

a_к=4,65w^0,7/d_из^0,3=4,65*5^0,7/0,229^0,3=22,4Вт/м²*К, (5.1.5)

где: w=5м/с–скорость воздуха.