Calculul si proiectarea retelelor de incalzire. Proiectare retea de incalzire. Etapele întocmirii unui proiect de rețea de încălzire

Energia este principalul produs pe care omul a învățat să-l creeze. Este necesar atât pentru viața de zi cu zi cât și pentru întreprinderile industriale. În acest articol vom vorbi despre normele și regulile pentru proiectarea și construcția rețelelor externe de încălzire.

Ce este o rețea de încălzire

Acesta este un set de conducte și dispozitive care reproduc, transportă, stochează, reglează și asigură căldură tuturor punctelor de alimentare cu energie electrică prin apă caldă sau abur. Din sursa de energie intră în liniile de transport și apoi este distribuit în întregul incintă.

Ce este inclus în design:

• țevi care suferă pretratare împotriva coroziunii și sunt, de asemenea, supuse izolației - învelișul poate să nu fie de-a lungul întregului traseu, ci doar în zona care se află pe stradă;
• compensatoare - dispozitive care sunt responsabile de mișcarea, deformarea temperaturii, vibrațiile și deplasarea substanței în interiorul conductei;
• sistem de prindere - în funcție de tipul de instalare, poate fi opțiuni diferite, dar în orice caz, sunt necesare mecanisme de sprijin;
• șanțuri pentru pozare - jgheaburile și tunelurile din beton sunt echipate dacă punerea are loc deasupra solului;
• supape de închidere sau control - oprește temporar presiunea sau ajută la reducerea acesteia, blocând debitul.

De asemenea, proiectul de alimentare cu incalzire a unei cladiri poate contine echipament optionalîn interiorul sistemului de încălzire și alimentare cu apă caldă proiectat. Deci, designul este împărțit în două părți - rețele de încălzire externe și interne. Prima poate proveni de la conductele principale centrale, sau poate de la unitate termică, camera cazanelor. În incintă există și sisteme care reglează cantitatea de căldură în camere individuale, ateliere - dacă problema se referă la întreprinderile industriale.

Clasificarea rețelelor de încălzire în funcție de caracteristicile de bază și metodele de proiectare de bază

Există mai multe criterii după care sistemul poate diferi. Aceasta include metoda de plasare a acestora, scopul lor, zona de alimentare cu căldură, puterea lor, precum și multe funcții suplimentare. În momentul proiectării unui sistem de alimentare cu căldură, proiectantul trebuie să afle de la client câtă energie trebuie să transporte zilnic linia, câte prize are, ce condiții de funcționare vor fi - climatice, meteorologice și, de asemenea, cum să nu strice dezvoltare urbană.

Conform acestor date, puteți alege unul dintre tipurile de garnitură. Să ne uităm la clasificări.

După tipul de instalare

Sunt:

• În aer, sunt și deasupra solului.

Această soluție nu este utilizată foarte des din cauza dificultăților de instalare, serviciu, reparatii, dar si din cauza aspectului inestetic al unor astfel de poduri. Din păcate, proiectul de obicei nu include elemente decorative. Acest lucru se datorează faptului că cutiile și alte structuri de camuflaj împiedică adesea accesul la țevi și, de asemenea, împiedică detectarea în timp util a unei probleme, cum ar fi o scurgere sau o fisură.

Decizia de proiectare a rețelelor de încălzire a aerului se ia în urma cercetărilor inginerești pentru a examina zonele cu activitate seismică, precum și nivel inalt apariția panza freatica. În astfel de cazuri, nu este posibil să săpați șanțuri și să efectuați instalarea la sol, deoarece aceasta poate fi neproductivă - conditii naturale poate deteriora carcasa, umiditatea va accelera coroziunea, iar mobilitatea solului va duce la ruperea conductelor.

O altă recomandare pentru realizarea structurilor supraterane este în zonele rezidențiale dense, când pur și simplu nu este posibil să se săpa gropi, sau în cazul în care una sau mai multe linii de comunicații existente există deja în acest loc. La conducere terasamenteîn acest caz există un risc mare de deteriorare sisteme de inginerie orase.

Rețelele de încălzire cu aer sunt montate pe suporturi și stâlpi metalici, unde sunt atașate de cercuri.

• Subteran.

Ele sunt, în consecință, așezate în subteran sau pe el. Există două opțiuni pentru proiectarea unui sistem de alimentare cu căldură - atunci când instalarea se realizează într-un mod de conductă și într-un mod fără conducte.

În primul caz, se așează un canal sau un tunel de beton. Betonul este armat și pot fi folosite inele pregătite în prealabil. Acest lucru protejează țevile, înfășurările și, de asemenea, ușurează inspecția și întreținerea, menținând întregul sistem curat și uscat. Protecția are loc simultan împotriva umidității, apelor subterane și inundațiilor, precum și împotriva coroziunii. Aceste măsuri de precauție ajută, de asemenea, la prevenirea impactului mecanic asupra liniei. Canalele pot fi turnate monolit cu beton sau prefabricate, al doilea nume este jgheab.

Metoda fără canal este mai puțin de preferat, dar necesită mult mai puțin timp, costuri cu forța de muncă și resurse materiale. Este economic metoda eficienta, dar țevile în sine nu sunt obișnuite, ci speciale - cu sau fără înveliș de protecție, dar apoi materialul trebuie să fie din clorură de polivinil sau cu adăugarea acestuia. Procesul de reparare și instalare devine mai dificil dacă se plănuiește reconstrucția rețelei sau extinderea rețelei de încălzire, deoarece va fi necesar să se efectueze din nou lucrări de excavare.

După tipul de lichid de răcire

Două elemente pot fi transportate:

• Apa fierbinte.

Ea transmite energie termalăși poate servi simultan pentru aprovizionarea cu apă. Particularitatea este că astfel de conducte nu pot fi așezate singure, chiar și cele principale. Acestea trebuie efectuate în multipli de doi. De obicei, acestea sunt sisteme cu două și patru conducte. Această cerință se datorează faptului că nu este necesară doar furnizarea de lichid, ci și îndepărtarea acestuia. De obicei, fluxul rece (retur) revine la punctul de încălzire. În camera cazanului are loc o prelucrare secundară - filtrarea și apoi încălzirea apei.

Acestea sunt rețele de încălzire mai dificil de proiectat - un exemplu de ele proiect standard contine conditii pentru protejarea tevilor de temperaturile extrem de fierbinti. Faptul este că purtătorul de vapori este mult mai fierbinte decât lichidul. Acest lucru oferă o eficiență sporită, dar contribuie la deformarea conductei și a pereților acesteia. Acest lucru poate fi prevenit prin utilizarea materiale de constructii de calitateși, de asemenea, monitorizează în mod regulat posibilele modificări ale presiunii.

Un alt fenomen periculos este formarea condensului pe pereți. Este necesar să se facă o înfășurare care va elimina umezeala.

Pericolul pândește, de asemenea, din cauza posibilelor răniri în timpul întreținerii și descoperirii. Arsurile cu abur sunt foarte puternice și, deoarece substanța este transmisă sub presiune, poate duce la deteriorarea semnificativă a pielii.

Conform schemelor de proiectare

Această clasificare poate fi numită și prin semnificație. Se disting următoarele obiecte:

• Trompă.

Au o singură funcție - transportul pe distanțe lungi. De obicei, acesta este transferul de energie de la sursă, cazanul, la nodurile de distribuție. Aici pot exista puncte de încălzire care se ocupă de ramificarea rutelor. Rețeaua are indicatori puternici - temperatura conținutului este de până la 150 de grade, diametrul țevii este de până la 102 cm.

• Distributie.

Acestea sunt linii mai mici al căror scop este să livreze apa fierbinte sau perechi la clădiri rezidențiale și întreprinderi industriale. Ele pot fi diferite ca secțiune transversală; se alege în funcție de fluxul de energie pe zi. Pentru clădire de apartamente iar fabricile folosesc de obicei valori maxime - acestea nu depășesc 52,5 cm în diametru. În timp ce pentru proprietățile private, rezidenții au de obicei instalată o conductă mică care le poate satisface nevoile de încălzire. Temperatura de obicei nu depășește 110 de grade.

• Trimestrial.

Acesta este un subtip de distribuție. Ei au la fel caracteristici tehnice, dar servesc scopului distribuirii substanței între clădirile unei zone rezidențiale sau bloc.

• Ramuri.

Sunt proiectate pentru a conecta linia principală și punctul de încălzire.

După sursa de căldură

Sunt:

• Centralizat.

Punctul de pornire al transferului de căldură este o stație mare de încălzire care alimentează întregul oraș sau cea mai mare parte a acestuia. Acestea pot fi centrale termice, centrale termice mari, centrale nucleare.

• Descentralizat.

Sunt angajați în transportul din surse mici - puncte de încălzire autonome, care pot alimenta doar o zonă rezidențială mică, una apartament, specific productie industriala. Sursele de alimentare autonome, de regulă, nu necesită secțiuni de autostrăzi, deoarece sunt situate lângă obiect sau structură.

Etapele întocmirii unui proiect de rețea de încălzire

• Colectarea datelor inițiale.

Clientul furnizează specificațiile tehnice proiectantului și, independent sau prin organizații terțe, întocmește o listă de informații care vor fi necesare în lucrare. Aceasta este cantitatea de energie termică necesară pe an și zilnic, desemnarea punctelor de alimentare, precum și condițiile de funcționare. Aici puteți găsi și preferințe pentru costul maxim al tuturor lucrărilor și materialelor folosite. În primul rând, comanda trebuie să indice de ce este necesară rețeaua de încălzire - spații rezidențiale, producție.

• Sondaj de inginerie.

Lucrările se desfășoară atât la fața locului, cât și în laboratoare. Inginerul completează apoi rapoartele. Sistemul de inspecție include solul, proprietățile solului, nivelul apelor subterane, precum și condițiile climatice și meteorologice și caracteristicile seismice ale zonei. Pentru a lucra și a pregăti rapoarte, veți avea nevoie de linkul + +. Aceste programe vor asigura automatizarea întregului proces, precum și respectarea tuturor normelor și standardelor.

• Proiectarea sistemului de inginerie.

În această etapă, se întocmesc desene și diagrame ale componentelor individuale și se efectuează calcule. Un designer adevărat folosește întotdeauna software de înaltă calitate, de exemplu, . Software-ul este proiectat să funcționeze cu rețele de utilitate. Cu ajutorul său, este convenabil să urmăriți, să creați puțuri, să indicați intersecțiile liniilor, precum și să marcați secțiunea transversală a conductei și să faceți semne suplimentare.

Documente de reglementare care ghidează proiectantul - SNiP 41-02-2003 " Rețea de încălzire" și SNiP 41-03-2003 " Izolație termică echipamente și instrumente”.

În aceeași etapă se întocmește documentația de construcție și proiectare. Pentru a respecta toate regulile GOST, SP și SNiP, trebuie să utilizați programul sau. Acestea automatizează procesul de completare a documentelor conform standardelor legale.

• Aprobarea proiectului.

În primul rând, aspectul este oferit clientului. În acest moment, este convenabil să utilizați funcția de vizualizare 3D. Modelul tridimensional al conductei este mai clar; arată toate nodurile care nu sunt vizibile în desen unei persoane care nu este familiarizată cu regulile de desen. Și pentru profesioniști, un aspect tridimensional este necesar pentru a face ajustări și pentru a asigura intersecții nedorite. Programul are această funcție. Este convenabil să compilați toate de lucru și documentatia proiectului, desenați și efectuați calcule de bază folosind calculatorul încorporat.

Apoi, aprobarea trebuie să aibă loc într-un număr de instanțe ale guvernului orașului, precum și să fie supusă unei evaluări de experti de către un reprezentant independent. Funcție convenabilă de utilizat managementul documentelor electronice. Acest lucru este valabil mai ales atunci când clientul și antreprenorul se află în orașe diferite. Toate produsele ZVSOFT interacționează cu formatele comune de inginerie, text și grafică, astfel încât echipa de proiectare să le poată utiliza software pentru prelucrarea datelor obtinute din diferite surse.

Compoziția unui proiect tipic de rețea de încălzire și exemplu de rețea de încălzire

Elementele principale ale conductei sunt produse în principal de producători în formă finită, astfel încât tot ce rămâne este să le poziționăm și să le instalați corect.

Să ne uităm la conținutul părților folosind exemplul unui sistem clasic:

• Conducte. Am examinat mai sus diametrul acestora în legătură cu tipologia structurilor. Și lungimea are parametri standard - 6 și 12 metri. Puteți comanda tăiere individuală din fabrică, dar va costa mult mai mult.
  Este important să folosiți produse noi. Este mai bine să le folosiți pe cele care sunt produse imediat cu izolație.
• Elemente de legătură. Acestea sunt genunchi la un unghi de 90, 75, 60, 45 de grade. Acest grup include și: coturi, teuri, tranziții și capace de capăt ale țevilor.
• Supape de închidere. Scopul său este de a închide apa. Încuietorile pot fi amplasate în cutii speciale.
• Compensator. Este necesar pe toate colțurile pistei. Ele ameliorează procesele legate de presiune de expansiune și deformare a conductei.

Realizați un proiect de rețea de încălzire de înaltă calitate împreună cu produse software de la ZVSOFT.

Munca competentă și de înaltă calitate este una dintre condițiile principale pentru punerea în funcțiune rapidă a unei instalații.

Rețea de încălzire concepute pentru a transporta căldura de la sursele de căldură către consumatori. Rețelele de căldură aparțin unor structuri liniare și sunt una dintre cele mai complexe retele de utilitati. Proiectarea rețelelor trebuie să includă în mod necesar calcule pentru rezistența și deformarea temperaturii. Calculăm fiecare element al rețelei de încălzire pentru o durată de viață de cel puțin 25 de ani (sau alta la cererea clientului) ținând cont de istoricul de temperatură specific, deformațiile termice și numărul de porniri și opriri ale rețelei. O parte integrantă a proiectării rețelei de încălzire ar trebui să fie partea arhitecturală și de construcție (AC) și betonul armat sau constructii metalice(KZh, KM), în care sunt dezvoltate elemente de fixare, canale, suporturi sau pasaj superior (în funcție de metoda de instalare).

Rețelele de căldură sunt împărțite în funcție de următoarele caracteristici

1. În funcție de natura lichidului de răcire transportat:

2. Conform metodei de așezare a rețelelor de încălzire:

• retele de incalzire pe conducte. Proiectarea rețelelor de încălzire a conductelor se efectuează dacă este necesar să se protejeze conductele de influența mecanică a solului și de influența corozivă a solului. Pereții canalelor facilitează funcționarea conductelor, prin urmare proiectarea rețelelor de încălzire a canalelor este utilizată pentru lichide de răcire cu presiuni de până la 2,2 MPa și temperaturi de până la 350°C. - fără canal. La proiectarea unei instalații fără canale, conductele funcționează în condiții mai dificile, deoarece preiau încărcătură suplimentară de sol și, cu o protecție nesatisfăcătoare împotriva umidității, sunt susceptibile la coroziune externă. În acest sens, proiectarea rețelelor în acest mod de instalare este prevăzută la o temperatură a lichidului de răcire de până la 180°C.
• rețele de încălzire cu aer (suprateran).. Proiectarea rețelelor folosind această metodă de instalare este cea mai răspândită în teritoriile întreprinderilor industriale și în zonele lipsite de clădiri. Metoda supraterană este proiectată și în zonele cu niveluri ridicate ale apei subterane și atunci când se așează în zone cu teren foarte accidentat.

3. În raport cu diagrame, rețelele de încălzire pot fi:

• rețelele principale de încălzire. Rețele de căldură, întotdeauna de tranzit, transportând lichid de răcire de la sursa de căldură la rețelele de distribuție a căldurii fără ramificații;
• distributie (sfert) retele de incalzire. Rețele de încălzire care distribuie lichid de răcire într-un trimestru desemnat, furnizând lichid de răcire la ramuri către consumatori;
• ramuri de la rețelele de distribuție de încălzire la clădiri și structuri individuale. Separarea rețelelor de încălzire este stabilită de proiect sau organizație de exploatare.

Proiectare cuprinzătoare a rețelei în conformitate cu documentația proiectului

STC Energoservice execută lucrări complexe pe, inclusiv autostrăzile orașului, distribuția intra-bloc și rețelele interne. Proiectarea rețelelor părții liniare a rețelei de încălzire se realizează atât folosind noduri standard, cât și individuale.

Un calcul de înaltă calitate al rețelelor de încălzire face posibilă compensarea alungirilor termice ale conductelor din cauza unghiurilor de rotație ale traseului și verificarea corectitudinii poziției planificate și pe înălțime a traseului, instalarea rosturilor de dilatație cu burduf și fixarea cu suporturi fixe.

Alungirea termică a conductelor de căldură în timpul instalării fără conducte este compensată de unghiurile de rotație ale traseului, care formează secțiuni autocompensate ale formei P, G, Z, instalarea compensatoarelor de pornire și fixarea cu suporturi fixe. Totodată, la colțurile virajelor, între peretele șanțului și conductă, se instalează perne speciale din polietilenă spumă (covorașe), care asigură mișcarea liberă a țevilor în timpul alungirii lor termice.

Toată documentația pentru proiectarea retelelor de incalzire este elaborat în conformitate cu următoarele documente de reglementare:

SNiP 207-01-89* „Urbanism. Planificarea și dezvoltarea orașelor, orașelor și așezărilor rurale. Standarde de proiectare a rețelei”;
- SNiP 41-02-2003 „Rețele de căldură”;
- SNiP 41-02-2003 „Izolarea termică a echipamentelor și conductelor”;
- SNiP 3.05.03-85 „Rețele de încălzire” (întreprindere de rețele de încălzire);
- GOST 21-605-82 „Rețele de încălzire (partea termomecanică)”;
- Reguli de pregătire și producție terasamente, dispozitive și conținut șantiere de construcțiiîn orașul Moscova, aprobat prin rezoluția guvernului de la Moscova nr. 857-PP din 7 decembrie 2004.
- PB 10-573-03 „Reguli pentru proiectarea și funcționarea în siguranță a conductelor de abur și apă caldă.”

În funcție de condițiile șantierului, proiectarea rețelei poate implica reconstrucția structurilor subterane existente care interferează cu construcția. Proiectarea rețelelor de încălzire și implementarea proiectelor implică lucrul cu utilizarea a două conducte izolate din oțel (de aprovizionare și retur) în canale speciale prefabricate sau monolitice (prin și non-traversante). Pentru a găzdui dispozitivele de deconectare, orificiile de ventilație, orificiile de aerisire și alte fitinguri, proiectarea rețelelor de încălzire prevede construirea de camere.

La proiectarea rețeleiși capacitatea lor, problemele actuale funcţionare neîntreruptă conditii hidraulice si termice. La proiectarea rețelelor de încălzire, specialiștii companiei noastre folosesc cel mai mult metode moderne, ceea ce ne permite să garantăm bun rezultatși funcționarea durabilă a tuturor echipamentelor.

La implementare, este necesar să se bazeze pe multe standarde tehnice, încălcarea cărora poate duce la cel mai mult consecințe negative. Garantăm respectarea tuturor regulilor și reglementărilor reglementate de diverse documentații tehnice descrise mai sus.

Calculul hidraulic al rețelelor de încălzire a apei se efectuează pentru a determina diametrele conductelor, pierderile de presiune din acestea și legarea punctelor termice ale sistemului.

rezultate calcul hidraulic sunt utilizate pentru a construi un grafic piezometric, a selecta schemele punctelor de încălzire locale, a selecta echipamentele de pompare și a calculelor tehnice și economice.

Presiunea din conductele de alimentare prin care se deplasează apa cu o temperatură mai mare de 100 0 C trebuie să fie suficientă pentru a preveni formarea aburului. Considerăm că temperatura lichidului de răcire din conducta principală este de 150 0 C. Presiunea în conductele de alimentare este de 85 m, ceea ce este suficient pentru a exclude formarea aburului.

Pentru a preveni cavitația, presiunea în conducta de aspirație a pompei de rețea trebuie să fie de cel puțin 5 m.

Pentru amestecarea prin ascensor la intrarea utilizatorului, presiunea disponibilă trebuie să fie de cel puțin 10-15 m.

Când lichidul de răcire se deplasează prin conducte orizontale, se observă o cădere de presiune de la începutul până la sfârșitul conductei, care constă dintr-o cădere de presiune liniară (pierdere prin frecare) și pierdere de presiune în rezistențele locale:

Căderea liniară de presiune într-o conductă cu diametru constant:

Căderea de presiune a rezistențelor locale:

Având în vedere lungimea conductei:

Apoi formula (14) va lua forma finală:

Să determinăm lungimea totală a autostrăzii de proiectare (secțiunile 1,2,3,4,5,6,7,8):

Să efectuăm un calcul preliminar (Implică determinarea diametrelor și a vitezelor). Ponderea pierderilor de presiune în rezistențele locale poate fi determinată aproximativ folosind formula B.L. Shifrinson:

unde z =0,01 este coeficientul pentru rețelele de apă; G este debitul de lichid de răcire în secțiunea inițială a conductei termice ramificate, t/h.

Cunoscând proporția pierderii de presiune, putem determina căderea medie de presiune liniară specifică:

unde este diferența de presiune disponibilă pentru toți abonații, Pa.

Conform atribuirii, diferenta de presiune disponibila este specificata in metri si este egala cu?H=60 m. Deoarece pierderile de presiune sunt distribuite uniform între conductele de alimentare și retur, atunci căderea de presiune pe conducta de alimentare va fi egală cu? H = 30 m. Să transformăm această valoare în Pa după cum urmează:

unde = 916,8 kg/m3 este densitatea apei la o temperatură de 150 0 C.

Folosind formulele (16) și (17), determinăm ponderea pierderilor de presiune în rezistențele locale, precum și căderea medie de presiune liniară specifică:

Pe baza mărimii și a debitelor G 1 - G 8, folosind nomograma găsim diametrele conductelor, viteza lichidului de răcire și. Introducem rezultatul în tabelul 3.1:

Tabelul 3.1

Numărul parcelei	Plata in avans	Asezare finala

Să facem calculul final. Clarificăm rezistența hidraulică în toate secțiunile rețelei pentru diametrele țevilor selectate.

Determinăm lungimile echivalente ale rezistențelor locale în secțiunile de proiectare folosind tabelul „lungimi echivalente ale rezistențelor locale”.

dP = R*(l+l e)*10 -3, kPa (18)

Determinăm rezistența hidraulică totală pentru toate secțiunile magistralei de proiectare, care sunt comparate cu căderea de presiune situată în acesta:

Calculul este satisfăcător dacă rezistența hidraulică nu depășește căderea de presiune disponibilă și diferă de aceasta cu cel mult 25%. Rezultatul final este transformat în m. apă. Artă. pentru a construi un grafic piezometric. Introducem toate datele în tabelul 3.

Vom efectua calculul final pentru fiecare secțiune de calcul:

Sectiunea 1:

Prima secțiune are următoarele rezistență locală cu lungimile lor echivalente:

Supapă cu gură: l e = 3,36 m

Tee pentru împărțirea debitelor: l e = 8,4 m

Calculăm pierderea totală de presiune în secțiuni folosind formula (18):

dP = 390*(5+3,36+8,4)*10 -3 =6,7 kPa

Sau m. apă. Artă.:

H= dP*10 -3 /9,81 = 6,7/9,81=0,7 m

Sectiunea 2:

În a doua secțiune există următoarele rezistențe locale cu lungimile lor echivalente:

Compensator în formă de U: l e = 19 m

dP = 420*(62,5+19+10,9)*10 -3 =39 kPa

H = 39/9,81 = 4 m

Secțiunea 3:

În a treia secțiune există următoarele rezistențe locale cu lungimile lor echivalente:

Tee pentru împărțirea debitelor: l e = 10,9 m

dP = 360*(32,5+10,9) *10 -3 =15,9 kPa

H = 15,9/9,81 = 1,6 m

Secțiunea 4:

În a patra secțiune există următoarele rezistențe locale cu lungimile lor echivalente:

Ramura: l e = 3,62 m

Tee pentru împărțirea debitelor: l e = 10,9 m

dP = 340*(39+3,62+10,9) *10 -3 =18,4 kPa

H=18,4/9,81=1,9 m

Secțiunea 5:

În secțiunea a cincea există următoarele rezistențe locale cu lungimile lor echivalente:

Compensator în formă de U: l e = 12,5 m

Ramura: l e = 2,25 m

Tee pentru împărțirea debitelor: l e = 6,6 m

dP = 590*(97+12,5+2,25+6,6) *10 -3 = 70 kPa

H = 70/9,81 = 7,2 m

Secțiunea 6:

În a șasea secțiune există următoarele rezistențe locale cu lungimile lor echivalente:

Compensator în formă de U: l e = 9,8 m

Tee pentru împărțirea debitelor: l e = 4,95 m

dP = 340*(119+9,8+4,95) *10 -3 =45,9 kPa

H = 45,9/9,81 = 4,7 m

Secțiunea 7:

În a șaptea secțiune există următoarele rezistențe locale cu lungimile lor echivalente:

Două ramuri: l e = 2*0,65 m

Tee pentru împărțirea debitelor: l e = 1,3 m

dP = 190*(107,5+2*0,65+5,2+1,3) *10 -3 =22,3 kPa

H = 22,3/9,81 = 2,3 m

Secțiunea 8:

În secțiunea a opta există următoarele rezistențe locale cu lungimile lor echivalente:

Supapă cu gură: l e = 0,65 m

Ramura: l e = 0,65 m

dP = 65*(87,5+0,65+.065) *10 -3 =6,2 kPa

H = 6,2/9,81 = 0,6 m

Determinăm rezistența hidraulică totală și o comparăm cu diferența disponibilă conform (17=9):

Să calculăm diferența în procente:

? = ((270-224,4)/270)*100 = 17%

Calculul este satisfăcător deoarece rezistența hidraulică nu depășește căderea de presiune disponibilă și diferă de aceasta cu mai puțin de 25%.

Calculăm ramurile în același mod și introducem rezultatul în tabelul 3.2:

Tabelul 3.2

Numărul parcelei	Plata in avans	Asezare finala

Secțiunea 22:

Presiune disponibilă la abonat: ?H22 = 0,6 m

La secțiunea a 22-a există următoarele rezistențe locale cu lungimile lor echivalente:

Ramura: l e = 0,65 m

Compensator în formă de U: l e = 5,2 m

Supapă cu gură: l e = 0,65 m

dP = 32*(105+0,65+5,2+0,65)*10 -3 =3,6 Pa

H = 3,6/9,81 = 0,4 m

Excesul de presiune în ramură: ?H 22 - ?H = 0,6-0,4=0,2 m

? = ((0,6-0,4)/0,6)*100 = 33,3%

Secțiunea 23:

Presiune disponibilă la abonat: ?H 23 = ?H 8 +?H 7 = 0,6+2,3=2,9 m

La secțiunea 23 există următoarele rezistențe locale cu lungimile lor echivalente:

Ramura: l e = 1,65 m

Supapă: l e = 1,65 m

dP = 230*(117,5+1,65+1,65)*10 -3 =27,8 kPa

H = 27,8/9,81 = 2,8 m

Excesul de presiune în ramură: ?H 23 - ?H = 2,9-2,8=0,1 m<25%

Secțiunea 24:

Presiune disponibilă la abonat: ?H 24 = ?H 23 +?H 6 = 2,9+4,7=7,6 m

La secțiunea 24 există următoarele rezistențe locale cu lungimile lor echivalente:

Ramura: l e = 1,65 m

Supapă: l e = 1,65 m

dP = 480*(141,5+1,65+1,65)*10 -3 = 69,5 kPa

H=74,1/9,81=7,1 m

Excesul de presiune în ramură: ?H 24 - ?H = 7,6-7,1=0,5 m<25%

Secțiunea 25:

Presiune disponibilă la abonat: ?H 25 = ?H 24 +?H 5 = 7,6+7,2=14,8 m

La secțiunea 25 există următoarele rezistențe locale cu lungimile lor echivalente:

Ramura: l e = 2,25 m

Supapă cu gură: l e = 2,2 m

dP = 580*(164,5+2,25+2,2)*10 -3 =98 kPa

H = 98/9,81 = 10 m

Excesul de presiune în ramură: ?H 25 - ?H = 14,8-10=4,8 m

? = ((14,8-10)/14,8)*100 = 32,4%

Deoarece Discrepanța dintre valori este mai mare de 25% și nu este posibil să instalați țevi cu un diametru mai mic, atunci este necesar să instalați o șaibă de accelerație.

Secțiunea 26:

Presiune disponibilă la abonat: ?H 26 = ?H 25 +?H 4 = 14,8+1,9=16,7 m

La secțiunea 26 există următoarele rezistențe locale cu lungimile lor echivalente:

Ramura: l e = 0,65 m

Supapă cu gură: l e = 0,65 m

dP = 120*(31,5+0,65+0,65)*10 -3 =3,9 kPa

H = 3,9/9,81 = 0,4 m

Excesul de presiune în ramură: ?H 26 - ?H = 16,7-0,4=16,3 m

? = ((16,7-0,4)/16,7)*100 = 97%

Deoarece Discrepanța dintre valori este mai mare de 25% și nu este posibil să instalați țevi cu un diametru mai mic, atunci este necesar să instalați o șaibă de accelerație.

Secțiunea 27:

Presiune disponibilă la abonat: ?H 27 = ?H 26 +?H 3 = 16,7+1,6=18,3 m

La secțiunea 27 există următoarele rezistențe locale cu lungimile lor echivalente:

Ramura: l e = 1 m

Supapă: l e = 1 m

dP = 550*(40+1+1)*10 -3 =23,1 kPa

H = 23,1/9,81 = 2,4 m

Excesul de presiune în ramură: ?H 27 - ?H = 18,3-2,4=15,9 m

Reducerea diametrului conductei nu este posibilă, deci este necesar să instalați o șaibă de accelerație.

munca de curs

conform cursului „Rețele de căldură”

pe tema: „Proiectarea rețelelor de încălzire”

Exercițiu

pentru munca de curs

conform cursului „Rețele de căldură”

Proiectați și calculați sistemul de alimentare cu căldură pentru regiunea Volgograd: determinați consumul de căldură, selectați o schemă de alimentare cu căldură și tipul de lichid de răcire, apoi faceți calcule hidraulice, mecanice și termice ale schemei termice. Datele pentru calcularea opțiunii nr. 13 sunt prezentate în Tabelul 1, Tabelul 2 și Figura 1.

Tabelul 1 - Date inițiale

Valoare Denumire Valoare Valoare Denumire Valoare Temperatura aerului exterior (încălzire) -22 Performanța cuptorului 40 Temperatura aerului exterior (ventilație) -13Timp de funcționare cuptor pe anoră8200Număr de locuitori 25.000Consum specific de gaz 64Număr de clădiri rezidențiale 85Consum specific de combustibil lichidkg/t38Număr clădiri publice 10 Consumul de oxigen suflat în baie 54 Volumul clădirilor publice 155.000Consum de minereu de fierkg/t78Volum clădiri industriale 650 000 Consum de fontăkg/t650Număr de ateliere de fabricare a oțelului2Consum resturi kg/t550Număr de ateliere mecanice2Consum de taxăkg/t1100Număr de ateliere de reparații2Temperatura gazelor de ardere la cazan 600 Număr de magazine termice 2 Temperatura gazelor de evacuare după cazan 255 Număr depouri feroviare 3 Coeficient de consum de aer înainte de cazan 1,5 Număr de depozite 3 Coeficient de consum de aer după cazan 1,7

Figura 1 - Diagrama de alimentare cu căldură pentru regiunea Volgograd

Tabelul 2 - Date inițiale

Distanțele secțiunilor, km Diferențe de cotă la sol, m 01234567OABVGDEZH 47467666079268997

Eseu

Lucrări de curs: 34 p., 1 figură, 6 tabele, 3 surse, 1 anexă.

Obiectul de studiu este sistemul de alimentare cu căldură al orașului Volgograd.

Scopul lucrării este de a stăpâni metodologia de calcul pentru determinarea consumului de căldură pentru încălzire, ventilație și alimentare cu apă caldă, alegerea unei scheme de alimentare cu căldură, calcularea unei surse de căldură, calculul hidraulic al rețelelor de încălzire, calculul mecanic, calculul termic al rețelelor de încălzire.

Metode de cercetare - efectuarea și analizarea calculelor pentru determinarea consumului de căldură, debitului de lichid de răcire, principal proiectat, principal neproiectat, număr de suporturi, compensatoare de conducte termice, selecție ascensor.

În urma acestei lucrări, s-a calculat durata sezonului de încălzire, consumul minim de căldură pentru încălzire, sarcina termică pentru încălzire, ventilație și aer condiționat sunt sezoniere și depind de condițiile climatice. De asemenea, a fost calculată căldura gazelor de eșapament ale cuptoarelor cu vatră deschisă, a fost selectat un cazan de căldură reziduală, a fost determinată eficiența economică a cazanului de căldură reziduală și economia de combustibil și a fost efectuat un calcul hidraulic al rețelelor de încălzire. S-a calculat și numărul de suporturi, s-a selectat liftul și s-a calculat dispozitivul de încălzire.

Număr de locuitori, lift, încălzire, ventilație, conductă, temperatură, presiune, rețele de încălzire, alimentare cu apă caldă, șantier, autostradă, lichid de răcire

Calculul consumului de căldură

1 Calculul sarcinilor termice

1.1 Consumul de căldură pentru încălzire

1.2 Consumul de căldură pentru ventilație

1.3 Consumul de căldură pentru ACM

2 Consum anual de căldură

3 Graficul duratei sarcinilor termice

Selectarea unei scheme de alimentare cu căldură și a tipului de lichid de răcire

Calculul sursei de căldură

1 Căldura gazelor de ardere

2 Selectarea unui cazan de recuperare

3 Determinarea economiei de combustibil și a eficienței economice a unui cazan de căldură reziduală

Calcul hidraulic al rețelei de încălzire

1 Determinarea debitului de lichid de răcire

2 Calculul diametrului conductei

3 Calculul căderii de presiune în conductă

4 Construirea unui grafic piezometric

Calcul mecanic

Calcul termic

Lista de link-uri

Introducere

Furnizarea de căldură este unul dintre principalele subsisteme energetice. Aproximativ 1/3 din toate resursele de combustibil și energie utilizate în țară sunt cheltuite pentru furnizarea de căldură a economiei și a populației naționale.

Principalele direcții de îmbunătățire a acestui subsistem sunt concentrarea și combinarea producției de energie termică și electrică (cogenerare) și centralizarea furnizării de căldură.

Consumatorii de căldură sunt locuințele și serviciile comunale și întreprinderile industriale. Pentru locuințe și facilități comunale, căldura este utilizată pentru încălzirea și ventilarea clădirilor, alimentarea cu apă caldă; pentru întreprinderile industriale, în plus, pentru nevoi tehnologice.

1. Calculul consumului de căldură

1.1 Calculul sarcinilor termice

Sarcinile de căldură pentru încălzire, ventilație și aer condiționat sunt sezoniere și depind de condițiile climatice. Sarcinile tehnologice pot fi fie sezoniere, fie pe tot parcursul anului (alimentare cu apă caldă).

1.1.1 Consumul de căldură pentru încălzire

Sarcina principală a încălzirii este menținerea temperaturii interioare a încăperii la un anumit nivel. Pentru a face acest lucru, este necesar să se mențină un echilibru între pierderile de căldură ale clădirii și câștigul de căldură.

Pierderea de căldură a unei clădiri depinde în principal de pierderea de căldură prin transferul de căldură prin incinte exterioare și infiltrare.

unde este pierderea de căldură prin transfer de căldură prin garduri exterioare, kW;

Coeficientul de infiltrare.

Consumul de căldură pentru încălzirea clădirilor rezidențiale determinată prin formula (1.1), unde pierderea de căldură prin transferul de căldură prin gardurile exterioare se calculează cu formula:

unde este caracteristica de încălzire a clădirii, kW/(m3·K);

Volumul exterior al unui bloc de locuit, m3;

Volumul total al clădirilor rezidențiale este determinat de formula:

Unde - numărul de locuitori, persoane;

Coeficientul de volum al clădirilor de locuit, m3/persoană. Să luăm la egalitate.

Pentru a determina caracteristicile de încălzire, este necesar să se cunoască volumul mediu al unei clădiri, apoi din Anexa 3 avem.

Conform Anexei 5 constatăm că. Vom accepta coeficientul de infiltrare pentru acest tip de clădire. Apoi, consumul de căldură pentru încălzirea clădirilor rezidențiale va fi:

Consumul de căldură pentru încălzirea clădirilor publice se calculează și folosind formulele (1.1) și (1.2), unde volumul clădirilor este considerat egal cu volumul clădirilor publice.

Volumul mediu al unei clădiri publice.

Din Anexa 3 avem. Conform Anexei 5 determinăm că.

Vom accepta coeficientul de infiltrare pentru acest tip de clădire. Atunci consumul de căldură pentru încălzirea clădirilor publice va fi:

Consumul de căldură pentru încălzirea clădirilor industriale calculează folosind formula:

Volumul mediu al unei clădiri industriale:

Conform acestei valori din Anexa 3, avem valorile caracteristicilor de încălzire care sunt date în Tabelul 1.1.

Tabel 1.1 - Caracteristici de încălzire ale clădirilor industriale

Vom accepta coeficientul de infiltrare. Temperatura interioară a aerului în ateliere ar trebui să fie , în depozite - , și în depozite - .

Consumul de căldură pentru încălzirea atelierelor industriale:

Consumul de căldură pentru încălzirea depozitelor și depozitelor feroviare:

Consumul total de căldură pentru încălzirea clădirilor industriale va fi:

Consum total de căldură pentru încălzire va fi:

Consumul de căldură la sfârșitul perioadei de încălzire:

unde este temperatura exterioară la începutul și sfârșitul perioadei de încălzire;

Temperatura de proiectare în interiorul unei clădiri încălzite.

Consumul orar de căldură la sfârșitul perioadei de încălzire:

Consumul orar de căldură pentru încălzire:

1.1.2 Consum de căldură pentru ventilație

Un calcul aproximativ al consumului de căldură pentru ventilație poate fi efectuat folosind formula:

unde este caracteristica de ventilație a clădirii, kW/(m3 K);

Volumul exterior al blocului, m3;

Temperaturi interioare și exterioare, °C.

Consumul de căldură pentru ventilarea clădirilor publice.

În lipsa unei liste de clădiri publice, aceasta poate fi luată pentru volumul total al tuturor clădirilor publice. Astfel, consumul de căldură pentru ventilarea acestui tip de clădire va fi:

Consumul de căldură pentru ventilarea clădirilor industriale calculat folosind următoarea formulă:

Volumul mediu al unei clădiri industriale și, în consecință, din Anexa 3 găsim caracteristicile de ventilație ale clădirii (Tabelul 1.2).

Tabel 1.2 - Caracteristicile de ventilație ale clădirilor industriale

MagazinTopire otelMecanicaReparatiiTermicaDepo feroviarDepozit 0,980,180,120,950,290,53

Consumul de căldură pentru ventilarea depozitelor și depozitelor feroviare:

Consumul de căldură pentru ventilarea atelierelor industriale:

Consumul total de căldură pentru ventilarea clădirilor publice va fi:

Costurile totale de ventilație vor fi:

Consumul de căldură pentru ventilație la sfârșitul perioadei de încălzire este determinat prin formula (1.5):

Consumul orar de căldură pentru ventilație la sfârșitul perioadei de încălzire:

Consumul orar de căldură:

1.1.3 Consumul de căldură pentru ACM

Alimentarea cu apă caldă este foarte neuniformă atât în ​​timpul zilei, cât și în timpul săptămânii. Consumul mediu zilnic de căldură pentru alimentarea cu apă caldă menajeră:

unde este numărul de rezidenți, persoane;

Rata consumului de apa calda pe locuitor, l/zi;

Consum de apă caldă pentru clădirile publice atribuite unui locuitor al zonei, l/zi;

Capacitatea termică a apei: .

Să acceptăm și. Atunci noi avem:

Consumul orar de căldură pentru alimentarea cu apă caldă:

Consumul mediu de căldură pentru alimentarea cu apă caldă vara:

unde este temperatura apei reci de la robinet vara, °C ();

Un coeficient care ține cont de reducerea consumului de apă pentru alimentarea cu apă caldă vara în raport cu consumul de apă în perioada de încălzire ().

Apoi:

Consumul orar de căldură:

1.2 Consumul anual de căldură

Consumul de căldură pe an este suma tuturor sarcinilor termice:

unde este consumul anual de căldură pentru încălzire, kW;

Consum anual de căldură pentru ventilație, kW;

Consum anual de căldură pentru alimentarea cu apă caldă, kW.

Consumul anual de căldură pentru încălzire este determinat de formula:

unde este durata perioadei de încălzire, s;

Consumul mediu de căldură pentru sezonul de încălzire, kW:

unde este temperatura medie exterioară a perioadei de încălzire, °C

Folosind Anexa 1 găsim și. Din Anexa 2 pentru orașul Volgograd notăm orele de temperaturi medii zilnice pe an (Tabelul 1.3).

Tabel 1.3 - Numărul de ore din perioada de încălzire cu temperatura medie zilnică a aerului exterior

Temperatura, °C-20 și sub -15 și sub -10 și sub -5 și sub0 și sub+5 și sub+8 și sub Ore de repaus1294329541690287139194368

Atunci consumul anual de căldură pentru încălzire va fi:

Consumul anual de căldură pentru ventilație se calculează după cum urmează:

unde este durata funcționării ventilației în timpul perioadei de încălzire, s;

Consum mediu de căldură pentru ventilație în timpul sezonului de încălzire, kW:

Durata de funcționare a ventilației este luată pentru clădirile publice. Apoi, consumul anual de căldură pentru ventilație va fi:

Consumul anual de căldură pentru alimentarea cu apă caldă este determinat de formula:

unde este durata de funcționare a furnizării de apă caldă în cursul anului, s.

Admis. Apoi, consumul anual de căldură pentru alimentarea cu apă caldă va fi:

Consumul anual de căldură pentru încălzire, ventilație și alimentare cu apă caldă va fi:

1.3Graficul duratei sarcinii termice

Graficul duratei încărcăturii termice caracterizează dependența consumului de căldură de temperatura aerului exterior și ilustrează, de asemenea, nivelul consumului total de căldură pe întreaga perioadă de încălzire.

Pentru a reprezenta graficul sarcinii termice, sunt necesare următoarele date:

®durata sezonului de incalzire

®consumul orar estimat de căldură pentru încălzire

®consumul minim de căldură orar pentru încălzire

®consumul orar de căldură calculat pentru ventilație

®consumul minim de căldură orar pentru încălzire

2. Selectarea schemei de alimentare cu căldură și a tipului de lichid de răcire

Principalele conducte termice sunt prezentate în Figura 2.1. După cum puteți vedea, aceasta este o rețea de încălzire radială în care ramurile principale individuale sunt interconectate (A-B și A-D, A-G și G-C etc.) pentru a evita întreruperile în alimentarea cu căldură.

Figura 2.1 - Diagrama de alimentare cu căldură pentru orașul Volgograd

Sursa de căldură este un cazan de căldură reziduală, care utilizează resurse secundare ale unui cuptor cu vatră deschisă. Lichidul de răcire este apă.

Pentru alimentarea centralizată cu căldură, sunt utilizate trei scheme principale: independent, dependent de amestecarea apei și dependent de flux direct. În cazul nostru, vom instala un circuit dependent cu amestecarea apei pentru a conecta sistemul de încălzire la conductele de căldură externe. Aici, apa de retur din sistemul de încălzire este amestecată cu apa la temperatură înaltă din conducta externă de alimentare cu căldură folosind un lift.

3. Calculul sursei de căldură

Sursa de căldură este un cuptor cu vatră deschisă, ale cărui resurse secundare sunt folosite de cazanul de căldură reziduală pentru încălzire. Resursele de energie secundară ale producției de oțel utilizate pentru termoficare sunt căldura gazelor de ardere și căldura elementelor cuptorului de topire a oțelului.

Un cuptor cu vatră deschisă care funcționează prin proces de deșeuri de minereu este încălzit cu un amestec de gaz natural și păcură cu oxigen furnizat băii. Compoziția combustibililor este dată în tabelul 3.1.

Tabelul 3.1 - Compoziția combustibilului ars într-un cuptor cu focar deschis

Gaze, %95.72.850.11.35 Păcură, %85,512,40,50,50,11,0

3.1 Căldura gazelor de ardere

Gazele de evacuare ale cuptorului cu focar deschis după regeneratoare au o temperatură de 605°C și sunt folosite pentru a genera abur în cazanele de recuperare. Cantitatea de căldură din gazele de eșapament este determinată pentru 1 tonă de oțel. Prin urmare, pentru a determina entalpia gazelor de ardere, este necesar să se determine volumele componentelor lor individuale pe 1 tonă de oțel. Consum teoretic de oxigen pentru ardere de 1 m 3combustibilul gazos va fi calculat folosind formula:

Avem:

Consumul teoretic de oxigen pentru arderea a 1 kg de combustibil lichid:

Consumul total teoretic de oxigen pentru arderea combustibilului la 1 tonă de oțel este calculat prin formula:

unde este consumul de combustibil gazos, ;

Consum de combustibil lichid, kg/t.

Oxigenul este, de asemenea, cheltuit pentru oxidarea impurităților metalice și pentru arderea ulterioară a monoxidului de carbon eliberat din baie. Cantitatea acestuia, ținând cont de oxigenul din minereul de fier, va fi:

unde este consumul de minereu la 1 tonă de oțel, kg;

Cantitatea de carbon ars per 1 tonă de oțel, kg:

unde este consumul de fontă și fier vechi la 1 tonă de oțel, kg;

Astfel, cantitatea de carbon ars va fi:

Volumul de oxigen din gazele de ardere la ieșirea din regenerator se calculează astfel:

unde este coeficientul debitului de aer către cazanul de căldură reziduală.

Să determinăm volumele altor gaze din produsele de ardere. Volumul gazelor triatomice din produsele de ardere a unui amestec de combustibili gazoși și lichizi se calculează prin formula:

Gazele triatomice sunt, de asemenea, eliberate din sarcină:

unde este cantitatea și eliberată din baie la 100 kg de încărcătură, kg;

Densitatea și ();

Consumul de încărcare la 1 tonă de oțel, kg.

Pentru procesul de minereu vechi

Volumul total de gaze triatomice este definit ca:

Volumul de vapori de apă din produsele de ardere a amestecului de combustibil va fi:

unde este consumul specific de oxigen pur suflat în baie, .

Eliberarea vaporilor de apă din încărcare:

unde este cantitatea eliberată din baie la 100 kg de încărcătură, kg;

Densitatea vaporilor de apă.

Pentru procesul de minereu vechi.

Volumul de vapori de apă din gazele de ardere se calculează în mod similar cu volumul gazelor biatomice conform formulei (3.9):

Volumul de azot din gazele de ardere:

Astfel, entalpia gazelor la ieșirea regeneratorului la 1 tonă de oțel va fi:

unde este temperatura gazelor la cazanul de căldură reziduală, °C;

Capacități termice volumetrice ale gazelor corespunzătoare, kJ/(m3 K).

3.2 Alegerea unui cazan de recuperare

Puterea anuală de căldură din gazele de ardere va fi:

unde este producția de oțel pe an, adică

Atunci posibila utilizare a gazelor de eșapament va fi determinată de formula:

unde este entalpia gazelor de ardere la ieșirea cazanului de căldură reziduală, GJ/t. La determinarea entalpiei gazelor de ardere la ieșirea cazanului de căldură reziduală, trebuie luat în considerare faptul că există scurgeri de aer în cazanul de căldură reziduală, adică debitul de aer după cazan este de 1,7, ceea ce înseamnă volumele. de oxigen și azot vor crește:

Pentru a selecta un cazan de căldură reziduală, este necesar să se determine debitul orar al gazelor arse:

unde este timpul de funcționare al cuptorului cu focar deschis pe an, ore.

Debitul mediu orar al gazelor arse la intrarea cazanului de căldură reziduală va fi:

La ieșirea cazanului de căldură reziduală:

În funcție de aplicație, alegem KU-100-1 cu o capacitate de debit de 100.000 m3/h.

3.3 Determinarea economiei de combustibil și a eficienței economice a cazanului de căldură reziduală

Entalpia gazelor la ieșirea cazanului de căldură reziduală este egală cu:

Aceasta înseamnă că posibila utilizare a gazelor de eșapament pe an va fi:

Cu direcția termică de utilizare a resurselor de energie secundară, posibila generare de căldură este determinată de formula:

unde este un coeficient care ține cont de discrepanța dintre modul de funcționare și timpul de funcționare al instalației de reciclare și unitatea tehnologică;

Un coeficient care ia în considerare pierderile de căldură de la o instalație de recuperare în mediu.

La și posibila generare de căldură va fi:

Calculăm posibilele economii de combustibil folosind formula:

unde este factorul de utilizare a producției; - consumul specific de combustibil pentru generarea de căldură pentru instalația înlocuită, tce/GJ:

unde este randamentul centralei inlocuite, cu indicatorii carora se compara eficienta utilizarii resurselor energetice secundare.

Cu și avem următoarea economie de combustibil:

Economiile estimate din utilizarea resurselor energetice secundare sunt determinate din expresia:

unde este un coeficient care ține cont suplimentar de reducerea costurilor curente, pe lângă economiile de combustibil, cauzate de scăderea puterii centralelor principale ca urmare a înlocuirii acestora cu centrale de reciclare;

Costul de fabrică al combustibilului economisit la prețurile de listă și tarifele curente, combustibil standard UAH/t;

Costuri specifice pentru operarea instalațiilor de reciclare, UAH/GJ;

E - raport standard de eficiență a investiției (0,12-0,14);

Investiții de capital în energie înlocuibilă și instalații de reciclare, UAH.

Costurile sunt prezentate în tabelul 3.2

Tabelul 3.2 - Costuri

ParameterDesignationValueCosturi de capital pentru KU-100-1 160 milioane UAH Costuri specifice pentru operarea unei fabrici de reciclare 45 UAH/GJ Costul combustibilului standard 33.000 UAH/t.e.

Investiția de capital pentru ca instalația de înlocuire să producă aceeași cantitate de abur este:

Atunci economiile estimate din utilizarea resurselor energetice secundare vor fi egale cu:

4. Calcul hidraulic al rețelei de încălzire

Sarcina de calcul hidraulic include determinarea diametrului conductei, a căderii de presiune între puncte individuale, determinarea presiunii în diferite puncte, legarea tuturor punctelor sistemului pentru a asigura presiunile admisibile și presiunile necesare în rețea și la abonamentele în statică. și moduri dinamice.

4.1 Determinarea debitului de lichid de răcire

Debitul de lichid de răcire în rețea poate fi calculat folosind formula:

unde este puterea termică a sistemului de încălzire, kW;

Temperatura estimată a apei de alimentare și retur în sistemul de încălzire, °C;

Capacitatea termică a apei, kJ/(kg °C).

Pentru secțiunea 0, puterea termică va fi egală cu suma consumului de căldură pentru încălzire și ventilație, adică. Vom lua temperaturile calculate ale apei înainte și retur ca 95°C și 70°C. Astfel, consumul de apă pentru secțiunea 0 va fi:

Pentru alte secțiuni, calculul debitelor de lichid de răcire este rezumat în Tabelul 4.1.

4.2 Calculul diametrului conductei

Să estimăm diametrul preliminar al conductei folosind formula debitului masic:

unde este viteza lichidului de răcire, m/s.

Să considerăm că viteza de mișcare a apei este de 1,5 m/s, densitatea apei la o temperatură medie a rețelei de 80-85°C va fi. Atunci diametrul conductei va fi:

Dintr-un număr de diametre standard luăm diametrul 68 0×9 mm. Efectuăm următoarele calcule pentru aceasta. Relația inițială pentru determinarea căderii de presiune liniară specifică într-o conductă este ecuația D Arcee:

unde este coeficientul de frecare hidraulică;

Viteza medie, m/s;

Densitatea mediului, kg/m3;

Debitul masic, kg/s.

Coeficientul de frecare hidraulică depinde în general de rugozitatea echivalentă și de criteriul Reynolds. Pentru transportul căldurii se folosesc țevi brute din oțel, în care se observă curgere turbulentă. Dependența obținută experimental a coeficientului de frecare hidraulică a țevilor de oțel de criteriul Reynolds și rugozitatea relativă este bine descrisă de ecuația universală propusă de A.D. Altshulem:

unde este rugozitatea echivalentă, m;

Diametrul interior al conductei, m;

criteriul Reynolds.

Rugozitatea echivalentă pentru rețelele de apă care funcționează în condiții normale de funcționare este. Criteriul Reynolds este calculat folosind formula:

unde este vâscozitatea cinematică, m2/s.

Pentru o temperatură de 80°C, vâscozitatea cinematică a apei este. Astfel avem:

Presupunem că conducta funcționează într-o regiune pătratică. Să găsim noua valoare a diametrului folosind formula:

Astfel, diametrul acceptat anterior este corect.

4.3 Calculul căderii de presiune într-o conductă

Căderea de presiune într-o conductă poate fi reprezentată ca suma a doi termeni: căderea liniară și scăderea rezistenței locale

Căderea de presiune în funcție de înclinarea conductei, Pa.

Căderea de presiune prin frecare se calculează folosind formula:

unde λ =1,96 este coeficientul de frecare pentru țevi noi cu o rugozitate absolută de 0,5 mm;

l este lungimea secțiunii conductei, m;

ν este viteza în secțiune, presupunem constantă pentru toate secțiunile de 1,5 m/s; - diametrul conductei, d = 0,5 m.

Căderea de presiune în funcție de panta conductei se calculează folosind formula:

Unde m este masa de apă care trece prin zonă, kg/s; este diferența de înălțime dintre zone, m.

Pentru a calcula debitele de lichid de răcire, vom folosi a doua lege a lui Kirchhoff, conform căreia suma pierderilor de presiune pentru un circuit închis este egală cu 0.

Setăm valori arbitrare ale consumului de apă pe zonă:

Să determinăm rezistența în secțiunile corespunzătoare folosind formula:

Să determinăm valoarea discrepanței pierderii de presiune:

Deoarece atunci este nevoie de o recalculare. Pentru aceasta avem nevoie de un flux de corecție:

Să găsim valoarea pierderii de presiune reziduală din a doua aproximare:

Pentru o determinare mai precisă, să recalculăm:

Găsim următorul consum de apă:

Pentru o determinare mai precisă, să facem un alt recalcul:

Găsim următorul consum de apă:

Tabel 4.1 - Debite de lichid de răcire pe secțiuni ale rețelei principale de încălzire

Sectiunea IT-AA-BB-DA-GG-ZhB-VV-EG-VT Putere termica, MW 51.52126.90711.54124.84812.34820.73727.62218.271 Consum apa 491.85256.90711.85256.84812.34820.73727.62218.271 716263, 7174.4284 4.4 Construirea unui grafic piezometric

Setăm valorile presiunii (presiunii) la sfârșitul secțiunilor:

Zona de locuit E: H=30 m (cladire rezidentiala cu 9 etaje);

Depouri feroviare, depozite D: H=10 m;

Zona industriala F: H=20 m.

Să găsim presiunea în punctul B:

Selectăm semnul „+”, secțiunea D unde lichidul de răcire este transportat deasupra secțiunii B.

Presiunea în punctul B va fi:

Să găsim presiunea în punctul B:

Să găsim presiunea în punctul G:

Să găsim presiunea în punctul A:

Să găsim presiunea în punctul O:

Pe baza datelor obținute, construim un grafic piezometric, Anexa A

5. Calcul mecanic

Calculul mecanic include:

calculul numărului de suporturi;

calculul compensatoarelor conductelor de căldură;

calculul alegerii ascensorului.

5.1 Calculul numărului de suporturi

La calcularea numărului de suporturi pentru conducte, acestea sunt considerate ca o grindă cu mai multe trave cu o sarcină distribuită uniform.

Forța verticală;

- forță orizontală.

se întâmplă numai în conductele supraterane și este determinată de viteza vântului:

Coeficientul aerodinamic este în medie k=1,5. Pentru Volgograd, presiunea vitezei este de 0,26 kPa. Uneori, pentru conductele supraterane este necesar să se țină cont de presiunea stratului de zăpadă de 0,58-1 kPa.

Momentul de încovoiere maxim:

Tensiunea la încovoiere; kPa

W este momentul ecuatorial de rezistență al conductei.

Apoi: - distanta intre suporti, m

Factor de securitate,

Coeficientul de rezistență la sudarea țevii,

Numărul de suporturi este determinat de formula:

O conductă situată pe două coturi de sprijin.

x - săgeată de deviere:

E este modulul de elasticitate longitudinală.

I este momentul de inerție ecuatorial al conductei,

5.2 Calculul rosturilor de dilatare a conductelor termice

În absența compensării, atunci când există o supraîncălzire severă, apare stres pe peretele conductei.

unde E este modulul de elasticitate longitudinală;

coeficientul de dilatare liniar,

- temperatura aerului

În absența compensării, în conductă pot apărea tensiuni care le depășesc semnificativ pe cele admise și care pot duce la deformarea sau distrugerea conductelor. Prin urmare, pe el sunt instalate compensatoare de temperatură de diferite modele. Fiecare compensator se caracterizează prin capacitatea sa funcțională - lungimea secțiunii, a cărei prelungire va fi compensată de compensator:

unde=250-600mm;

- temperatura aerului

Apoi numărul de compensatori pe secțiunea calculată a traseului:

5.3 Calculul selecției ascensorului

La proiectarea intrărilor liftului, de regulă, trebuie să faceți față următoarelor sarcini:

determinarea dimensiunilor principale ale ascensorului;

scăderea presiunii în duză conform unui coeficient dat.

La rezolvarea primei probleme, valorile date sunt: ​​sarcina termică a sistemului de încălzire; temperatura aerului exterior calculată pentru proiectarea încălzirii, temperatura apei din rețea în conducta care căde și a apei după sistemul de încălzire; pierderea de presiune în sistemul de încălzire în modul considerat.

Calculele liftului sunt efectuate:

Consumul de apă de rețea și de amestec, kg/s:

unde c este capacitatea termică a apei, J/(kg; c=4190 J/(kg.

Consumul de apă injectată, kg/s:

Raport de amestec la lift:

Conductibilitatea sistemului de încălzire:

diametrul camerei de amestec:

Datorită posibilei inexactități a dimensiunilor ascensorului, diferența de presiune necesară în fața acestuia ar trebui să fie prevăzută cu o anumită marjă de 10-15%.

Diametrul de evacuare a duzei, m

6. Calculul termic al rețelelor de încălzire

Calculul termic al rețelelor de încălzire este una dintre cele mai importante secțiuni în proiectarea și funcționarea rețelelor de încălzire.

Sarcini de calcul termic:

determinarea pierderilor de căldură prin conducte și izolarea în mediu;

calculul scăderii de temperatură a lichidului de răcire pe măsură ce acesta se deplasează de-a lungul conductei de căldură;

determinarea randamentului izolatiei termice.

6.1 Instalare deasupra solului

La așezarea conductelor de căldură deasupra solului, pierderile de căldură sunt calculate folosind formulele pentru un perete cilindric multistrat:

unde t este temperatura medie a lichidului de răcire; °C

Temperatura ambientala; °C

Rezistența termică totală a conductei de căldură; m

Într-o conductă izolată, căldura trebuie să treacă prin patru rezistențe conectate în serie: suprafața interioară, peretele conductei, stratul de izolație și suprafața de izolație exterioară.

suprafața cilindrică este determinată de formula:

Diametrul interior al conductei, m;

Diametrul exterior al izolației, m;

și - coeficienți de transfer termic, W/.

6.2 Instalare subterană

În conductele de căldură subterane, una dintre incluziunile rezistenței termice este rezistența solului. La calcul, temperatura ambientală este considerată temperatura naturală a solului la adâncimea axei conductei de căldură.

Numai la adâncimi mici ale axei conductei de căldură, când raportul dintre adâncimea h și diametrul conductei este mai mic decât d, temperatura naturală a suprafeței solului este luată ca temperatură ambientală.

Rezistența termică a solului se determină folosind formula Forheimer:

unde =1,2…2,5W\

Pierderi de căldură specifice totale, W/m

prima conducta termica:

A doua conductă de căldură:

6.3 Instalarea conductelor fără conducte

La așezarea conductelor de căldură fără conducte, rezistența termică constă din rezistențele conectate în serie ale stratului de izolație, suprafața exterioară a izolației, suprafața interioară a canalului, pereții canalului și sol.

6.4 Calculul termic al dispozitivului de încălzire

Calculul termic al unui încălzitor constă în determinarea suprafeței de schimb de căldură a unei unități cu o performanță dată sau determinarea performanței cu calcule de proiectare date și parametrii inițiali ai lichidului de răcire. Important este și calculul hidraulic al încălzitorului, care constă în determinarea pierderilor de presiune ale lichidului de răcire primar și secundar.

Un manual de referință care acoperă proiectarea rețelelor de încălzire este „Manualul proiectantului. Proiectarea rețelelor de încălzire.” Cartea de referință poate fi considerată, într-o anumită măsură, ca un manual pentru SNiP II-7.10-62, dar nu și pentru SNiP N-36-73, care a apărut mult mai târziu ca urmare a unei revizuiri semnificative a ediției anterioare a standardele. În ultimii 10 ani, textul SNiP N-36-73 a suferit modificări și completări semnificative.

Materialele, produsele și structurile termoizolante, precum și metodologia pentru calculele lor termice, împreună cu instrucțiunile de realizare și acceptare a lucrărilor de izolare, sunt descrise în detaliu în Manualul Constructorului. Date similare despre structurile termoizolante sunt incluse în SN 542-81.

Materialele de referință privind calculele hidraulice, precum și echipamentele și regulatoarele automate pentru rețelele de încălzire, punctele de încălzire și sistemele de utilizare a căldurii sunt conținute în „Manualul pentru configurarea și funcționarea rețelelor de încălzire a apei”. Cărțile din seria de cărți de referință „Inginerie termică și inginerie termică” pot fi folosite ca sursă de materiale de referință pe probleme de proiectare. Prima carte, „Întrebări generale”, conține reguli pentru proiectarea desenelor și diagramelor, precum și date despre proprietățile termodinamice ale apei și vaporilor de apă; date mai detaliate sunt date în. În a doua carte a seriei „Transfer de căldură și masă. Experimentul de inginerie termică” include date despre conductibilitatea termică și vâscozitatea apei și a vaporilor de apă, precum și despre densitatea, conductibilitatea termică și capacitatea de căldură a unor materiale de construcție și izolare. A patra carte „Inginerie termică industrială și inginerie termică” are o secțiune dedicată rețelelor de termoficare și încălzire.

www.engineerclub.ru

Gromov - Rețele de încălzire a apei (1988)

Cartea conține materiale de reglementare utilizate în proiectarea rețelelor de încălzire și a punctelor de încălzire. Se dau recomandari pentru selectarea echipamentelor si schemelor de alimentare cu caldura.Se au in vedere calculele legate de proiectarea retelelor de incalzire. Sunt furnizate informații cu privire la amenajarea rețelelor de încălzire, la organizarea construcției și exploatarea rețelelor de încălzire și a punctelor de încălzire. Cartea este destinată inginerilor și tehnicienilor implicați în proiectarea rețelelor de încălzire.

Construcțiile de locuințe și industriale, cerințele pentru economia de combustibil și protecția mediului predetermina fezabilitatea dezvoltării intensive a sistemelor centralizate de alimentare cu căldură. Energia termică pentru astfel de sisteme este produsă în prezent de centrale termice și electrice combinate și de cazane districtuale.

Funcționarea fiabilă a sistemelor de alimentare cu căldură cu respectarea strictă a parametrilor necesari ai lichidului de răcire este determinată în mare măsură de alegerea corectă a diagramelor rețelei de încălzire și a punctelor de încălzire, a proiectelor de așezare și a echipamentelor utilizate.

Având în vedere că proiectarea corectă a rețelelor de încălzire este imposibilă fără cunoașterea structurii, funcționării și tendințelor de dezvoltare a acestora, autorii au încercat să ofere recomandări de proiectare în manualul de referință și să le justifice pe scurt.

CARACTERISTICI GENERALE ALE REȚELELOR DE ÎNCĂLZIRE ȘI STAȚIELOR DE încălzire

1.1. Sistemele de termoficare și structura acestora

Sistemele de termoficare se caracterizează printr-o combinație a trei verigi principale: surse de căldură, rețele de încălzire și sisteme de utilizare locală a căldurii (consum de căldură) ale clădirilor sau structurilor individuale. Sursele de căldură produc căldură prin arderea diferitelor tipuri de combustibil organic. Astfel de surse de căldură se numesc cazane. Când sursele de căldură folosesc căldura eliberată în timpul dezintegrarii elementelor radioactive, ele sunt numite centrale nucleare de alimentare cu căldură (ACT). În unele sisteme de alimentare cu căldură, sursele regenerabile de căldură sunt folosite ca surse auxiliare de căldură - energia geotermală, energia solară etc.

Dacă sursa de căldură este amplasată împreună cu receptoarele de căldură în aceeași clădire, atunci conductele pentru alimentarea cu lichid de răcire la receptoarele de căldură care circulă în interiorul clădirii sunt considerate ca un element al sistemului local de alimentare cu căldură. În sistemele de termoficare, sursele de căldură sunt situate în clădiri separate, iar căldura este transportată din acestea prin conducte ale rețelelor de încălzire, la care sunt conectate sistemele de utilizare a căldurii ale clădirilor individuale.

Dimensiunea sistemelor de termoficare poate varia foarte mult: de la cele mici care deservesc mai multe clădiri învecinate până la cele mari care acoperă o serie de zone rezidențiale sau industriale și chiar orașul în ansamblu.

Indiferent de amploare, aceste sisteme sunt împărțite în municipale, industriale și la nivel de oraș în funcție de numărul de consumatori deserviți. Sistemele de utilități includ sisteme care furnizează căldură în principal clădirilor rezidențiale și publice, precum și clădirilor individuale de depozite industriale și municipale, a căror plasare în zona rezidențială a orașelor este permisă de reglementări.

Este recomandabil să se bazeze clasificarea sistemelor comunale în funcție de scara lor pe împărțirea teritoriului unei zone rezidențiale în grupuri de clădiri învecinate (sau blocuri în zonele vechi de clădiri), acceptate în normele de planificare și dezvoltare urbană, care sunt unite în microdistricte cu o populație de 4 - 6 mii de oameni. în orașe mici (cu o populație de până la 50 mii de oameni) și 12-20 mii de oameni. în orașe din alte categorii. Acestea din urmă prevăd formarea de zone rezidențiale din mai multe microdistricte cu o populație de 25 - 80 de mii de oameni. Sistemele centralizate de alimentare cu căldură corespunzătoare pot fi caracterizate ca grup (sfert), microdistrict și district.

Sursele de căldură care deservesc aceste sisteme, câte una pentru fiecare sistem, pot fi clasificate, respectiv, în cazane de grup (sfert), micro-sector și districtual. În orașele mari și cele mai mari (cu o populație de 250-500 de mii de oameni și, respectiv, peste 500 de mii de oameni), normele prevăd unificarea mai multor zone rezidențiale adiacente în zone de planificare limitate de limite naturale sau artificiale. În astfel de orașe este posibilă apariția celor mai mari sisteme de încălzire publică inter-cartieră.

Cu producția de căldură la scară largă, în special în sistemele din întregul oraș, este recomandabil să combinați căldura și electricitatea. Acest lucru asigură economii semnificative de combustibil în comparație cu producția separată de căldură în cazane și energie electrică în centralele termice prin arderea acelorași tipuri de combustibil.

Centralele termice concepute pentru producerea combinată de căldură și electricitate se numesc centrale termice și electrice combinate (CHP).

Centralele nucleare, care folosesc căldura eliberată în timpul dezintegrarii elementelor radioactive pentru a genera electricitate, sunt uneori utile și ca surse de căldură în sistemele mari de alimentare cu căldură. Aceste centrale sunt numite centrale nucleare combinate de căldură și energie (NCPP).

Sistemele de termoficare care folosesc centrale termice ca surse principale de căldură se numesc sisteme de termoficare. Problemele construcției de noi sisteme centralizate de alimentare cu căldură, precum și extinderea și reconstrucția sistemelor existente necesită un studiu special, bazat pe perspectivele de dezvoltare a localităților relevante pentru perioada următoare (A0-15 ani) și o perioadă estimată de 25 - 30 ani).

Standardele prevăd elaborarea unui document special de pre-proiect, și anume o schemă de alimentare cu căldură pentru o anumită localitate. Schema examinează mai multe opțiuni pentru soluții tehnice pentru sistemele de alimentare cu căldură și, pe baza unei comparații tehnico-economice, justifică alegerea opțiunii propuse spre aprobare.

Dezvoltarea ulterioară a proiectelor pentru surse de căldură și rețele de încălzire ar trebui, în conformitate cu documentele de reglementare, să fie realizată numai pe baza deciziilor luate în schema de furnizare a căldurii aprobată pentru o anumită localitate.

1.2. Caracteristicile generale ale rețelelor de încălzire

Rețelele de încălzire pot fi clasificate în funcție de tipul de lichid de răcire utilizat în ele, precum și în funcție de parametrii de proiectare ai acestuia (presiuni și temperaturi). Aproape singurii lichidi de racire din retelele de incalzire sunt apa calda si aburul de apa. Vaporii de apă ca lichid de răcire sunt utilizați pe scară largă în sursele de căldură (cazane, centrale termice), iar în multe cazuri - în sistemele de utilizare a căldurii, în special în cele industriale. Sistemele comunale de alimentare cu căldură sunt echipate cu rețele de încălzire a apei, iar cele industriale sunt echipate fie numai cu abur, fie cu abur în combinație cu apă, utilizat pentru acoperirea sarcinilor sistemelor de încălzire, ventilație și alimentare cu apă caldă. Această combinație de rețele de încălzire cu hidropizie și abur este, de asemenea, tipică pentru sistemele de alimentare cu căldură la nivel de oraș.

Rețelele de încălzire a apei sunt realizate în principal din două conducte cu o combinație de conducte de alimentare pentru alimentarea cu apă caldă de la sursele de căldură la sistemele de utilizare a căldurii și conducte de retur pentru returnarea apei răcite în aceste sisteme la sursele de căldură pentru reîncălzire. Conductele de alimentare și retur ale rețelelor de încălzire a apei, împreună cu conductele corespunzătoare ale surselor de căldură și sistemelor de utilizare a căldurii, formează bucle închise de circulație a apei. Această circulație este susținută de pompe de rețea instalate în surse de căldură, iar pentru distanțe mari de transport cu apă - tot de-a lungul traseului rețelei (stații de pompare). În funcție de schema adoptată pentru conectarea sistemelor de alimentare cu apă caldă la rețele, se disting schemele închise și deschise (se folosesc mai des termenii „sisteme de alimentare cu căldură închise și deschise”).

În sistemele închise, căldura este eliberată din rețelele din sistemul de alimentare cu apă caldă prin încălzirea apei rece de la robinet în boilerele speciale.

În sistemele deschise, sarcinile de alimentare cu apă caldă sunt acoperite prin alimentarea consumatorilor cu apă din conductele de alimentare ale rețelelor, iar în timpul perioadei de încălzire - în amestec cu apa din conductele de retur ale sistemelor de încălzire și ventilație. Dacă, în toate modurile, apa din conductele de retur poate fi utilizată în întregime pentru alimentarea cu apă caldă, atunci nu este nevoie de conducte de retur de la punctele de încălzire la sursa de căldură. Respectarea acestor condiții, de regulă, este posibilă numai prin exploatarea în comun a mai multor surse de căldură pe rețele comune de încălzire cu atribuirea acoperirii sarcinilor de alimentare cu apă caldă la unele dintre aceste surse.

Rețelele de apă formate doar din conducte de alimentare se numesc monoconductă și sunt cele mai economice din punct de vedere al investițiilor de capital în construcția lor. Rețelele de încălzire sunt reîncărcate în sisteme închise și deschise prin funcționarea pompelor de completare și a unităților de preparare a apei de completare. Într-un sistem deschis, performanța lor necesară este de 10-30 de ori mai mare decât într-un sistem închis. Ca urmare, cu un sistem deschis, investițiile de capital în surse de căldură sunt mari. În același timp, în acest caz nu este nevoie de încălzitoare de apă de la robinet și, prin urmare, costurile de conectare a sistemelor de alimentare cu apă caldă la rețelele de încălzire sunt reduse semnificativ. Astfel, alegerea între sisteme deschise și închise în fiecare caz trebuie justificată prin calcule tehnice și economice, luând în considerare toate părțile sistemului centralizat de alimentare cu căldură. Astfel de calcule ar trebui efectuate atunci când se dezvoltă o schemă de alimentare cu căldură pentru o zonă populată, adică înainte de proiectarea surselor de căldură corespunzătoare și a rețelelor lor de încălzire.

În unele cazuri, rețelele de încălzire a apei sunt realizate cu trei sau chiar patru conducte. O astfel de creștere a numărului de conducte, furnizată de obicei doar în anumite secțiuni ale rețelelor, este asociată cu dublarea fie doar de alimentare (sisteme cu trei conducte), fie atât de conducte de alimentare, cât și de retur (sisteme cu patru conducte) pentru conectarea separată la conductele corespunzătoare. a sistemelor de alimentare cu apa calda sau a sistemelor de incalzire si ventilatie . Această diviziune facilitează în mod semnificativ reglarea alimentării cu căldură a sistemelor în diverse scopuri, dar în același timp duce la o creștere semnificativă a investițiilor de capital în rețea.

În sistemele mari de încălzire centralizată, este nevoie de împărțirea rețelelor de încălzire a apei în mai multe categorii, fiecare dintre acestea putând folosi propriile scheme de alimentare și transport cu căldură.

Standardele prevăd împărțirea rețelelor de încălzire în trei categorii: principalele de la surse de căldură la intrări în microdistricte (blocuri) sau întreprinderi; distribuție de la rețelele principale la rețele la clădiri individuale: rețele la clădiri individuale sub formă de ramuri de la rețelele de distribuție (sau, în unele cazuri, de la rețelele principale) la noduri care conectează sistemele de utilizare a căldurii ale clădirilor individuale la acestea. Este recomandabil să se clarifice aceste denumiri în raport cu clasificarea sistemelor centralizate de alimentare cu căldură adoptată la § 1.1 în funcție de scara acestora și de numărul de consumatori deserviți. Astfel, dacă în sistemele mici o sursă de căldură furnizează căldură doar unui grup de clădiri rezidențiale și publice dintr-un microdistrict sau clădiri industriale ale unei singure întreprinderi, atunci nu este nevoie de rețele principale de încălzire și toate rețelele de la astfel de surse de căldură ar trebui considerate ca fiind retelele de distributie. Această situație este tipică pentru utilizarea cazanelor de grup (sferturi) și microdistricte ca surse de căldură, precum și a cazanelor industriale care deservesc o singură întreprindere. La trecerea de la astfel de sisteme mici la cele raionale, și cu atât mai mult la cele inter-raionale, apare o categorie de rețele principale de încălzire, la care sunt conectate rețelele de distribuție ale microdistrictelor individuale sau întreprinderilor unei regiuni industriale. Conectarea clădirilor individuale direct la rețelele principale, pe lângă rețelele de distribuție, este extrem de nedorită din mai multe motive și, prin urmare, este utilizată foarte rar.

Sursele mari de căldură ale sistemelor centralizate de alimentare cu căldură raională și interdistritală, conform standardelor, trebuie să fie amplasate în afara zonei rezidențiale pentru a reduce impactul emisiilor acestora asupra stării bazinului aerian din această zonă, precum și pentru a simplifica sisteme de alimentare cu combustibil lichid sau solid.

În astfel de cazuri apar secțiuni inițiale (cap) ale rețelelor trunchi de lungime considerabilă, în interiorul cărora nu există noduri de conectare pentru rețelele de distribuție. Un astfel de transport de lichid de răcire fără distribuția acestuia către consumatori se numește tranzit și este recomandabil să se clasifice secțiunile de cap corespunzătoare ale rețelelor principale de încălzire într-o categorie specială de tranzit.

Prezența rețelelor de tranzit înrăutățește semnificativ indicatorii tehnici și economici ai transportului lichidului de răcire, mai ales atunci când lungimea acestor rețele este de 5 - 10 km sau mai mult, ceea ce este tipic, în special, atunci când se utilizează centrale termice nucleare sau stații de alimentare cu căldură ca căldură. surse.

1.3. Caracteristici generale ale punctelor de încălzire

Un element esențial al sistemelor centralizate de alimentare cu căldură sunt instalațiile situate la punctele de conectare la rețelele de încălzire ale sistemelor locale de utilizare a căldurii, precum și la joncțiunile rețelelor de diferite categorii. În astfel de instalații, funcționarea rețelelor de încălzire și a sistemelor de utilizare a căldurii este monitorizată și gestionată. Aici se măsoară parametrii lichidului de răcire - presiuni, temperaturi și uneori debite - iar alimentarea cu căldură este reglată la diferite niveluri.

Fiabilitatea și eficiența sistemelor de alimentare cu căldură în ansamblu depind în mare măsură de funcționarea unor astfel de instalații. Aceste instalații sunt denumite puncte de încălzire în documentele de reglementare (anterior erau folosite și denumirile „noduri de conectare pentru sistemele locale de utilizare a căldurii”, „centre de căldură”, „instalații abonați”, etc.).

Cu toate acestea, este recomandabil să clarificăm oarecum clasificarea punctelor de încălzire adoptată în aceleași documente, deoarece în ele toate punctele de încălzire sunt fie centrale (puncte de încălzire centrală), fie individuale (ITP). Acestea din urmă includ doar instalațiile cu puncte de conectare la rețelele de încălzire a sistemelor de utilizare a căldurii unei clădiri sau a unei părți a acestora (în clădirile mari). Toate celelalte puncte de încălzire, indiferent de numărul de clădiri deservite, sunt clasificate ca centrale.

În conformitate cu clasificarea acceptată a rețelelor de încălzire, precum și cu diferitele etape de reglare a furnizării de căldură, se utilizează următoarea terminologie. În ceea ce privește punctele de încălzire:

puncte de încălzire locale (MTP), care deservesc sistemele de utilizare a căldurii ale clădirilor individuale;

puncte de încălzire de grup sau microdistrict (GTS), care deservesc un grup de clădiri rezidențiale sau toate clădirile din microdistrict;

puncte de termoficare (RTS), care deservesc toate clădirile dintr-o zonă rezidențială

Referitor la etapele de reglementare:

centrala - numai la surse de caldura;

district, grup sau microdistrict - la punctele de încălzire corespunzătoare (RTP sau GTP);

local - la punctele locale de încălzire ale clădirilor individuale (MTP);

individual pe receptoare de căldură separate (dispozitive de încălzire, ventilație sau sisteme de alimentare cu apă caldă).

Ghid de referință pentru proiectarea rețelelor de căldură

Acasă Matematică, chimie, fizică Proiectarea unui sistem de alimentare cu căldură pentru un complex spitalicesc

27. Safonov A.P. Culegere de probleme privind rețelele de termoficare și termoficare Manual pentru universități, M.: Energoatomizdat. 1985.

28. Ivanov V.D., Gladyshey N.N., Petrov A.V., Kazakova T.O. Calcule tehnice și metode de testare pentru rețelele de încălzire Note de curs. SPb.: SPb GGU RP. 1998.

29. Instructiuni de functionare a retelelor de incalzire M.: Energie 1972.

30. Reguli de siguranță pentru întreținerea rețelelor de încălzire M: Atomizdat. 1975.

31. Yurenev V.N. Carte de referinta termotehnica in 2 volume M.; Energie 1975, 1976.

32. Golubkov B.N. Echipamente de încălzire și alimentare cu căldură pentru întreprinderi industriale. M.: Energie 1979.

33. Shubin E.P. Probleme de bază în proiectarea sistemelor de alimentare cu căldură. M.: Energie. 1979.

34. Instrucțiuni pentru întocmirea unui raport de la o centrală electrică și o societate pe acțiuni de energie și electrificare privind eficiența termică a echipamentelor. RD 34.0K.552-95. SPO ORGRES M: 1995.

35. Metodologie de determinare a consumului specific de combustibil pentru căldură în funcție de parametrii aburului utilizat în scopul furnizării de căldură RD 34.09.159-96. SPO ORGRES. M.: 1997

36. Linii directoare pentru analizarea modificărilor consumului specific de combustibil la centralele electrice și asociațiile energetice. RD 34.08.559-96 SPO ORGRES. M.: 1997.

37. Kutovoy G.P., Makarov A.A., Shamraev N.G. Crearea unei baze favorabile pentru dezvoltarea industriei ruse de energie electrică pe piață „Inginerie termică”. Nr. 11, 1997. pp. 2-7.

38. Bushuev V.V., Gromov B.N., Dobrokhotov V.N., Pryakhin V.V., Probleme științifice, tehnice și organizatorice și economice ale introducerii tehnologiilor de economisire a energiei. „Ingineria energiei termice”. nr. 11. 1997. p.8-15.

39. Astahov N.L., Kalimov V.F., Kiselev G.P. Noua ediție a ghidurilor pentru calcularea indicatorilor de eficiență termică a echipamentelor centralei termice. „Economisirea energiei și tratarea apei”. Nr. 2, 1997, p. 19-23.

Ekaterina Igorevna Tarasevici
Rusia

Editor sef -

Candidat la Științe Biologice

DENSITATEA NORMATIVĂ A DEBITULUI DE CĂLDURĂ ȘI PIERDERILE DE CĂLDURĂ PRIN SUPRAFAȚA IZOLATĂ TERMOZOLĂ PENTRU REȚELELE PRINCIPALE DE ÎNCĂLZIRE

Articolul discută modificări la o serie de documente de reglementare publicate pentru izolarea termică a sistemelor de încălzire, care au ca scop asigurarea longevității sistemului. Acest articol este dedicat studiului influenței temperaturii medii anuale a rețelelor de încălzire asupra pierderilor de căldură. Cercetarea se referă la sistemele de alimentare cu căldură și termodinamică. Sunt oferite recomandări pentru calcularea pierderilor standard de căldură prin izolarea conductelor rețelelor de încălzire.

Relevanța lucrării este determinată de faptul că abordează probleme puțin studiate în sistemul de alimentare cu căldură. Calitatea structurilor termoizolante depinde de pierderile de căldură ale sistemului. Proiectarea și calcularea corectă a unei structuri de izolare termică este mult mai importantă decât simpla alegere a unui material izolator. Sunt prezentate rezultatele unei analize comparative a pierderilor de căldură.

Metodele de calcul termic pentru calcularea pierderilor de căldură ale conductelor rețelei de încălzire se bazează pe aplicarea densității standard a fluxului de căldură prin suprafața structurii termoizolante. În acest articol, folosind exemplul conductelor cu izolație din spumă poliuretanică, a fost efectuat un calcul al pierderilor de căldură.

Practic, s-a făcut următoarea concluzie: documentele de reglementare actuale furnizează valorile totale ale densității fluxului de căldură pentru conductele de alimentare și retur. Există cazuri în care diametrele conductelor de alimentare și de retur nu sunt aceleași; trei sau mai multe conducte pot fi așezate într-un canal; prin urmare, este necesar să se utilizeze standardul anterior. Valorile totale ale densității fluxului de căldură din standarde pot fi împărțite între conductele de alimentare și retur în aceleași proporții ca în standardele înlocuite.

Cuvinte cheie

Literatură

SNiP 41-03-2003. Izolarea termică a echipamentelor și conductelor. Ediție actualizată. – M: Ministerul Dezvoltării Regionale al Rusiei, 2011. – 56 p.

SNiP 41-03-2003. Izolarea termică a echipamentelor și conductelor. – M.: Gosstroy al Rusiei, FSUE TsPP, 2004. – 29 p.

SP 41-103-2000. Proiectarea izolației termice a echipamentelor și conductelor. M: Gosstroy al Rusiei, FSUE TsPP, 2001. 47 p.

GOST 30732-2006. Țevi și fitinguri din oțel cu izolație termică din spumă poliuretanică cu manta de protecție. – M.: STANDARDINFORM, 2007, 48 p.

Standarde pentru proiectarea izolației termice pentru conducte și echipamente ale centralelor electrice și rețelelor de încălzire. M.: Gosstroyizdat, 1959. – URL: http://www.politerm.com.ru/zuluthermo/help/app_thermoleaks_year1959.htm

SNiP 2.04.14-88. Izolarea termică a echipamentelor și conductelor/Gosstroy URSS.- M.: CITP Gosstroy URSS, 1998. 32 p.

Belyaykina I.V., Vitaliev V.P., Gromov N.K. si etc.; Ed. Gromova N.K.; Shubina E.P. Rețele de încălzire a apei: Ghid de referință pentru proiectare. M.: Energoatomizdat, 1988. – 376 p.

Ionin A.A., Khlybov B.M., Bratenkov V.N., Terletskaya E.N.; Ed. A.A. Ionina. Furnizare de căldură: manual pentru universități. M.: Stroyizdat, 1982. 336 p.

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

Silverstein, C.C., „Design and Technology of Heat Pipes for Cooling and Heat Exchange”, Taylor & Francis, Washington DC, SUA, 1992

Standardul european EN 253 Conducte de termoficare — Sisteme de conducte lipite preizolate pentru rețelele de apă caldă îngropate direct — Ansamblu de conducte din conductă de serviciu din oțel, izolație termică din poliuretan și carcasă exterioară din polietilenă.

Standardul european EN 448 Conducte de termoficare. Sisteme de conducte preizolate pentru rețelele de apă caldă îngropate direct. Montarea ansamblurilor de țevi de serviciu din oțel, izolație termică din poliuretan și carcasă exterioară din polietilenă

DIN EN 15632-1:2009 Conducte de termoficare. Sisteme de conducte flexibile preizolate. Partea 1: Clasificare, cerințe generale și metode de încercare.

Sokolov E.Ya. Retele de termoficare si termoficare Manual pentru universitati. M.: Editura MPEI, 2001. 472 p.

SNiP 41-02-2003. Rețea de încălzire. Ediție actualizată. – M: Ministerul Dezvoltării Regionale al Rusiei, 2012. – 78 p.

SNiP 41-02-2003. Rețea de încălzire. – M: Gosstroy al Rusiei, 2004. – 41 p.

Nikolaev A.A. Proiectarea rețelelor de încălzire (Manualul proiectantului) / A.A. Nikolaev [etc.]; editat de A.A. Nikolaeva. – M.: NAUKA, 1965. – 361 p.

Varfolomeev Yu.M., Kokorin O.Ya. Rețele de încălzire și încălzire: Manual. M.: Infra-M, 2006. – 480 p.

Kozin V. E., Levina T. A., Markov A. P., Pronina I. B., Slemzin V. A. Alimentarea cu căldură: un manual pentru studenți. – M.: Mai sus. şcoală, 1980. – 408 p.

Safonov A.P. Culegere de probleme privind termoficarea și rețelele de termoficare: Manual. manual pentru universități. Ed. a 3-a, revizuită. M.: Energoatomizdat, 1985. 232 p.

• Momentan nu există link-uri.

Determinarea coeficienților locali de pierdere în rețelele de încălzire ale întreprinderilor industriale

Data publicării: 06.02.2017 2017-02-06

Articol vizualizat: de 186 de ori

Descriere bibliografica:

Ushakov D.V., Snisar D.A., Kitaev D.N. Determinarea coeficienților locali de pierdere în rețelele de încălzire ale întreprinderilor industriale // Tânăr om de știință. 2017. Nr 6. pp. 95-98. URL https://moluch.ru/archive/140/39326/ (data accesului: 13/07/2018).

Articolul prezintă rezultatele unei analize a valorilor reale ale coeficientului de pierdere local utilizat în proiectarea rețelelor de încălzire în etapa de calcul hidraulic preliminar. Pe baza analizei proiectelor efective, au fost obținute valori medii pentru rețelele de șantiere industriale, împărțite în rețele și ramuri. S-au găsit ecuații care permit să se calculeze coeficientul pierderilor locale în funcție de diametrul conductei rețelei.

Cuvinte cheie : retele de incalzire, calcul hidraulic, coeficient de pierdere local

Când se calculează hidraulic rețelele de încălzire, devine necesară setarea unui coeficient α , luând în considerare ponderea pierderilor de presiune în rezistențele locale. În standardele moderne, a căror implementare este obligatorie în timpul proiectării, nu se menționează metoda standard de calcul hidraulic și în special coeficientul α. În literatura de referință și educațională modernă, de regulă, sunt date valorile recomandate de SNiP II-36–73* anulat. În tabel Sunt prezentate 1 valori α pentru rețelele de apă.

Coeficient α pentru a determina lungimile totale echivalente ale rezistentelor locale

Tipul rosturilor de dilatare

Diametrul condiționat al conductei, mm

Rețele de încălzire ramificate

În formă de U cu coturi îndoite

În formă de U cu coturi sudate sau curbate abrupte

În formă de U cu coturi sudate

Din tabelul 1 rezultă că valoarea α poate fi în intervalul de la 0,2 la 1. O creștere a valorii poate fi observată odată cu creșterea diametrului conductei.

În literatură, pentru calcule preliminare, atunci când diametrele conductelor nu sunt cunoscute, se recomandă ca ponderea pierderilor de presiune în rezistențele locale să fie determinată folosind formula lui B. L. Shifrinson

Unde z- coeficientul acceptat pentru rețelele de apă este 0,01; G- consumul de apă, t/h.

Rezultatele calculelor folosind formula (1) la diferite debite de apă din rețea sunt prezentate în Fig. 1.

Orez. 1. Dependenta α din consumul de apă

Din fig. 1 rezultă că valoarea α la debite mari poate fi mai mare de 1, iar la debite mici poate fi mai mică de 0,1. De exemplu, la un debit de 50 t/h, α=0,071.

Literatura de specialitate oferă o expresie pentru coeficientul de pierdere local

unde este lungimea echivalentă a secțiunii și, respectiv, lungimea acesteia, m; - suma coeficienților locali de rezistență pe șantier; λ - coeficient de frecare hidraulică.

Atunci când proiectați rețele de încălzire a apei în condiții de mișcare turbulente, să găsiți λ , utilizați formula Shifrinson. Luând valoarea echivalentă a rugozității k e=0,0005 mm, formula (2) este convertită în formă

.(3)

Din formula (3) rezultă că α depinde de lungimea secțiunii, diametrul acesteia și de suma coeficienților de rezistență locali, care sunt determinați de configurația rețelei. Evident sensul α crește odată cu scăderea lungimii secțiunii și cu creșterea diametrului.

Pentru a determina coeficienţii locali efectivi de pierdere α , au fost revizuite proiectele existente de rețele de încălzire a apei ale întreprinderilor industriale în diverse scopuri. Având la dispoziție formulare de calcul hidraulic, a fost determinat coeficientul pentru fiecare secțiune α conform formulei (2). Valorile medii ponderate ale coeficientului de pierdere local pentru fiecare rețea au fost găsite separat pentru linia principală și ramuri. În fig. 2 arată rezultatele calculului α de-a lungul autostrăzilor calculate pentru un eșantion de 10 diagrame de rețea, iar în Fig. 3 pentru ramuri.

Orez. 2. Valori reale α de-a lungul autostrăzilor desemnate

Din fig. 2 rezultă că valoarea minimă este 0,113, cea maximă este 0,292, iar valoarea medie pentru toate schemele este 0,19.

Orez. 3. Valori reale α prin ramuri

Din fig. 3 rezultă că valoarea minimă este 0,118, cea maximă este 0,377, iar valoarea medie pentru toate schemele este 0,231.

Comparând datele obţinute cu cele recomandate se pot trage următoarele concluzii. Conform tabelului. 1 pentru valoarea schemelor considerate α =0,3 pentru rețea și α=0,3÷0,4 pentru ramuri, iar mediile reale sunt 0,19 și 0,231, ceea ce este puțin mai mic decât cele recomandate. Interval de valori reale α nu depășește valorile recomandate, adică valorile din tabel (Tabelul 1) pot fi interpretate ca „nu mai mult”.

Pentru fiecare diametru al conductei au fost determinate valori medii α de-a lungul autostrăzilor și ramurilor. Rezultatele calculului sunt prezentate în tabel. 2.

Valorile coeficienților locali efectivi de pierdere α

Din analiza tabelului 2 rezultă că odată cu creșterea diametrului conductei, valoarea coeficientului α crește. Folosind metoda celor mai mici pătrate, s-au obținut ecuații de regresie liniară pentru principal și ramuri în funcție de diametrul exterior:

În fig. Figura 4 prezintă rezultatele calculelor folosind ecuațiile (4), (5) și valorile reale pentru diametrele corespunzătoare.

Orez. 4. Rezultatele calculelor de coeficienți α conform ecuațiilor (4), (5)

Pe baza analizei proiectelor reale de rețele de apă termală ale siturilor industriale, s-au obținut valori medii ale coeficienților locali de pierdere, împărțiți în rețele și ramuri. Se arată că valorile reale nu le depășesc pe cele recomandate, iar valorile medii sunt puțin mai mici. S-au obținut ecuații care fac posibilă calcularea coeficientului de pierdere local în funcție de diametrul conductei rețelei pentru rețea și ramificații.

1. Kopko, V. M. Furnizare de căldură: un curs de prelegeri pentru studenții specialității 1–700402 „Alimentarea căldurii și gazelor, ventilarea și protecția aerului” a instituțiilor de învățământ superior / V. M. Kopko. - M: Editura ASV, 2012. - 336 p.
2. Rețele de încălzire a apei: Ghid de referință pentru proiectare / N. K. Gromov [et al.]. - M.: Energoatomizdat, 1988. - 376 p.
3. Kozin, V. E. Alimentarea cu căldură: un manual pentru studenți / V. E. Kozin. - M.: Mai sus. scoala, 1980. - 408 p.
4. Pustovalov, A.P. Creșterea eficienței energetice a sistemelor de inginerie ale clădirilor prin selecția optimă a supapelor de control / A.P. Pustovalov, D.N. Kitaev, T.V. Shchukina // Buletinul științific al Universității de Stat de Arhitectură și Inginerie Civilă Voronezh. Seria: Tehnologii înalte. Ecologie. - 2015. - Nr. 1. - P. 187–191.
5. Semenov, V. N. Influența tehnologiilor de economisire a energiei asupra dezvoltării rețelelor de încălzire / V. N. Semenov, E. V. Sazonov, D. N. Kitaev, O. V. Tertychny, T. V. Shchukina // Știri ale instituțiilor de învățământ superior. Constructie. - 2013. - Nr. 8(656). - P. 78–83.
6. Kitaev, D. N. Influența dispozitivelor moderne de încălzire asupra reglementării rețelelor de încălzire / D. N. Kitaev // Jurnal științific. Sisteme și structuri de inginerie. - 2014. - T.2. - nr. 4(17). - pp. 49–55.
7. Kitaev, D. N. Varianta de proiectare a sistemelor de alimentare cu căldură, ținând cont de fiabilitatea rețelei de încălzire / D. N. Kitaev, S. G. Bulygina, M. A. Slepokurova // Tânăr om de știință. - 2010. - Nr. 7. - P. 46–48.
Ce legi a semnat Vladimir Putin în ultima zi a anului care iese? Până la sfârșitul anului, se acumulează întotdeauna o grămadă de lucruri pe care doriți să le finalizați înainte să bată clopoțelul. Ei bine, pentru a nu trage vechile datorii în Anul Nou. Duma de Stat […]
8. Organizația FGKU „GC VVE” Ministerul Apărării al Rusiei Adresă juridică: 105229, MOSCOVA, GOSPITANALNAYA PL, 1-3, PAGINA 5 OKFS: 12 - Proprietate federală OKOGU: 1313500 - Ministerul Apărării al Federației Ruse […]