Расчет магистральной тепловой сети 2.1 Определение расхода сетевой воды Ориентировочное значение расчетного расхода теплоносителя в тепловой сети для удовлетворения суммарной тепловой нагрузки, кг/с (20) где Qсуммах - суммарный расчетный расход теплоты на отопление вентиляцию и горячее водоснабжение района теплоснабжения (таблица 11), кВт с - теплоёмкость воды при температуре t1(приложение Е),кДж/кг.град); t1 ,t2 - температуры воды в подающей и обратной линиях водяной тепловой сети при температуре наружного воздуха tно , о С kp- коэффициент, учитывающий утечки водs из сети, kp = 1 ,005. 1)  2)  3)  2.2 Краткий гидравлический расчет тепловой сети 2.2.1 Предварительный расчет Местные сопротивления предварительно оцениваются по средней доле местных потерь (21) где Gр - расход теплоносителя в тепловой сети, кг/с; z - постоянный коэффициент, зависящий от вида теплоносителя. Для воды рекомендуется принимать z = 0,03 0,05. 1)  2)  3)  Предварительное значение удельного линейного падения давлений, т.е. падение давления на единицу длины трубопровода, Па/м (22) где l- расстояние от ТЭЦ до района теплоснабжения, м ΔРтс - суммарное падение давления в прямой и обратной линияхтепловой сети, Па. Падение давления зависит от напора сетевой воды на ТЭЦ и схемы присоединения абонентов к тепловой сети. Рекомендуется предварительно принимать в пределах (75 80)·104Па. 1)  2)  3)  Затем определяется предварительное значение диаметра трубопровода, (23) 1)  2)  3)  2.2.2 Проверочный расчет Вычисляется количество компенсаторов установленных на магистральной трубопроводе в зависимости от расстояния между неподвижными опорами (24) где lx- расстояние между неподвижными опорами (таблица 12),м. 1)  2)  3)  Таблица 12 - Предельные расстояния между неподвижными опорами для водяных тепловых сетей при установке П-образных компенсаторов. Диаметр условного прохода трубопровода, мм | Расстояние между неподвижными опорами, м | 80-100 | | | | 150-175 | | 200-300 | | | | 400- 450 | | | | 600-1000 | | При установке П-образных компенсаторов общая длина трубопровода увеличивается на величину (25) где Н - вылет (плечо) компенсатора, м. 1)  2)  3)  Вылет П-образного компенсатора можно определить по формуле (26) где сх - коэффициент конфигурации теплопровода, рекомендуется принимать сх= 0,3 , Е - мoдуль упругости первого рода (таблица 13), МН/м2; dН - наружный диаметр трубопровода, м; σ - максимальное допустимое напряжение при расчете усилий тепловых удлинений, рекомендуется принимать σ = 100МН/м2; Δlx- расчетное тепловое удлинение трубопровода, м. 1)  2)  3)  Таблица 13- Характеристики трубных сталей Температура стенки, ºС | Модуль упругости, МН/м2 | Коэффициент линейного расширения, мм/(м·град) | | | 0,0118 | | | 0,0120 | | | 0,0122 | | | 0,0124 | | | 0,0125 | | | 0,0127 | | | 0,0128 | Расчётное тепловое удлинение трубопровода определяется по формуле (27) где k1 - расчётный коэффициент. Принимается равным 0,5 при температуре теплоносителя до 250°С; α1 - коэффициент линейного расширения материала трубопровода (таблица 13), мм/м.град); t1- максимальная температура теплоносителя, принимается равной температуре в подающей линии, °С; t0 - температура окружающей среды, °С. При надземной прокладке тепловой сети принимается равной средней температуре за отопительный период (приложение В). Затем вычисляется уточненное значение удельных линейных потерь в трубопроводе, Па/м 1)  2)  3)  Затем вычисляется уточненное значение удельных линейных потерь в трубопроводе, Па/м (28) 1)  2)  3)  Уточненное значение суммарного падения давления в тепловой сети, Пa (29) где α - средняя доля местных потерь. 1)  2)  3)  Тогда потеря напора в тепловой сети, м (30) где ρ - объёмная плотность воды при средней температуре теплоносителя (приложение Е), кг/м3; g - ускорение свободного падения, м/с. 1)  2)  3)  2.3. Тепловой расчет теплопроводов Определяется предварительное значение тепловых сопротивлений теплопровода, м·с·град/кДж (31) где tт - температура теплоносителя (в подающей или обратной линии),°С; t0 - температура окружающей орды, принимается равной средней температуре за отопительный период (приложение В),°С Подающая линия | Обратная линия | 1) 2) 3)  | 1) 2) 3)  | Затем вычисляется условный параметр (32) 1) где λиз - коэффициент теплопроводности основного слоя изоляции, кДж/(с.м.град); Rc - сумма термического сопротивления защитного покрытия исопротивления теплоотдаче от поверхности изоляций к окружающему воздуху (приложение К), с.м.град/кДж. Подающая линия | Обратная линия | 1) 2) 3) | 1) 2) 3) | Коэффициент теплопроводности изоляции λиз определяется по приложению Л в зависимости от средней температуры изоляционного слоя tсл. Значения средней температуры изоляционного слоя принимаются из приложения М в зависимости от температуры теплоносителя и температуры окружающей среды tо.  П А Р А М Е Т Р kиз ↑ 5 10 15 20 25 30 40 50 70 100 150 200 → Толщина изоляции δиз, мм Подающая линия | Обратная линия | δиз=80 | δиз= 60 | δиз= 55 | δиз= 40 | δиз= 40 | δиз=27 | Рисунок 1 - График для определения толщины изоляции. Суммарные тепловые потери теплопроводов (кВт) определяются отдельно для подающей и обратной линий по формуле (33) где ql- действительные удельные тепловые потери изолированным теплопроводом, кДж/(с·м); l- расстояние между ТЭЦ и районом теплоснабжения, м; lk- суммарная длина компенсаторов, м; β- коэффициент местных потерь тепла, учитывающий потери фланцев, фасонных частей и арматуры. При надземной прокладке магистральных тепловых сетей принимается β =1,2 Подающая линия | Обратная линия | 1) Qп = 1017,5 2) Qп = 6309,9 3) Qп = 951,8 | 1) Qп = 1159,2 2) Qп = 7695 3) Qп = 1176,5 | Действительные удельные тепловые потери изолированным теплопроводом определяются по формуле (34) где Rт – действительное полное термическое сопротивление изолированного теплопровода, м·с·град/кДж. Подающая линия | Обратная линия | 1) ql= 0,79 2) ql= 0,82 3) ql= 0,72 | 1) ql= 0,9 2) ql= 1 3) ql= 0,89 | Величина действительного полного термического сопротивления изолированного трубопровода определяется в зависимости от способа прокладки теплопроводов. (35) где Rиз – термическое сопротивление основного изоляционного слоя, м·с ·град /кДж; RП - термическое сопротивление защитного покрытия, м·с ·град /кДж; RИ - термическое сопротивление теплоотдаче от поверхности изоляции к окружающему воздуху, м·с ·град /кДж; Подающая линия | Обратная линия | 1) Rт = 200,7 2) Rт = 193,3 3) Rт = 220 | 1) Rт = 164,1 2) Rт = 158,3 3) Rт = 176,6 | Термическое сопротивление основного слоя изоляции определяется по формуле (36) где dиз – наружный диаметр основного слоя изоляции.м; dн – наружный диаметр трубопровода, м; λиз – коэффициент теплопроводности основного слоя изоляции (приложение Л), кДж /(с·м·град). Подающая линия | Обратная линия | 1) Rиз = 175,7 2) Rиз = 160 3) Rиз = 170 | 1) Rиз = 136,3 2) Rиз = 120,8 3) Rиз = 121 | Наружный диаметр основного слоя изоляции, м (37) Подающая линия | Обратная линия | 1) dиз = 0,586 2) dиз = 0,435 3) dиз = 0,299 | 1) dиз = 0,546 2) dиз = 0,405 3) dиз = 0,273 | Термическое сопротивление теплоотдаче от поверхности изоляции к окружающему воздуху определяется по формуле (38) где dк – наружный диаметр защитного покрытия изоляции, равенdк= dиз+( 0,01 0,02), м; αн – коэффициент теплоотдачи от поверхности изоляционной конструкции к окружающей среде, кДж /(с·м2·град). Принимается по таблице 14 в зависимости от скорости ветра, которая определяется по приложению В. Подающая линия | Обратная линия | 1) RH = 25 2) RH = 33,3 3) RH = 50 | 1) RH = 27,8 2) RH = 37,5 3) RH = 55,6 | Таблица 14 - Коэффициент теплоотдачи от поверхности изоляционной конструкции в окружающую среду Условия прокладки трубопроводов | Коэффициент теплоотдачи, кДж/(с∙м2∙град) | Надземная прокладка – при скорости ветра 5 м/с | 0,0209 | - при скорости ветра 10м/с | 0,0291 | - при скорости ветра 15м/с | 0,0349 | Действительная температура на поверхности изоляции определяется по формуле (39) Подающая линия | Обратная линия | 1) 2) 3)  | 1) 2) 3)  | |