Теплофикация и тепловые сети. И тепловые

• Название: И тепловые
• Анкор: Теплофикация и тепловые сети
• Дата: 27.03.2022
• Размер: 2.4 Mb.
• Имя файла: Теплофикация и тепловые сети.docx
• Тип: Учебник; #420164
• страница: 59 из 101

Рис. 9.22. Подвесная теплоизоляционная конст­рукция

/ ■— труба, 2 — антикоррозионное покрытие, 3 — мат из минеральной ваты, 4 — стальная сетка, 5 — асбо­цементная штукатурка

из того же материала. Уплотнение изоляци­онного материала н применение различно­го рода добавок при изготовлении конст­рукции в большинстве случаев приводят к увеличению теплопроводности изоляци­онного слоя.

При сооружении теплопроводов в кана­лах в качестве тепловой изоляции часто применяются изделия из минеральной ва­ты, защищенные битуминировкой от ув­лажнения (рис. 9.22). На наружную поверх­ность стальной трубы накладывается анти­коррозионное покрытие (эмаль, изол и др.). На антикоррозионное покрытие укладыва­ются скорлупы из минеральной ваты, арми­рованные стальной сеткой. Сверху скорлуп укладываются полуцилиндрические асбо­цементные футляры, закрепляемые на теп­лопроводе стальной сеткой, покрываемой сверху асбоцементной штукатуркой.

В приложении 26 приведены характери­стики теплоизоляционных изделий отечест­венного производства, применяемых при прокладке теплопроводов в каналах.

3. 
   ТРУБЫ И ИХ СОЕДИНЕНИЯ
   

Техника транспорта теплоты предъявля­ет следующие основные требования к тру­бам, применяемым для теплопроводов:

1. 
   достаточная .механическая прочность и герметичность при имеющих место давле­ниях и температурах теплоносителя;
   
2. 
   эластичность и стойкость против термических напряжений при переменном тепловом режиме;
   
3. 
   постоянство механических свойств;
   
4. 
   стойкость против внешней и внут­ренней коррозии;
   
5. 
   малая шероховатость внутренних поверхностей;
   
6. 
   отсутствие эрозии внутренних по­верхностей;
   
7. 
   малый коэффициент температур­ных деформаций;
   
8. 
   высокие теплоизолирующие свойст­ва стенок трубы;
   
9. 
   простота, надежность и герметич­ность соединения отдельных элементов;
   
10. 
    простота хранения, транспорти­ровки и монтажа.
    

Все известные до настоящего времени типы труб одновременно не удовлетворяют всем перечисленным требованиям. В част­ности, этим требованиям не вполне удовле­творяют стальные трубы, применяемые для транспорта пара и горячей воды. Однако высокие механические свойства и эластич­ность стальных труб, а также простота, на­дежность и герметичность соединений (сварка)обеспечили практически 100%-ное применение этих труб в системах централи­зованного теплоснабжения.

В настоящее время для сооружения теп­ловых сетей применяются, как правило, стальные трубы, изготовленные преимуще­ственно из так называемой спокойной ста­ли. Для подбора сортамента стальных труб и арматуры для тепловых сетей пользуются шкалой давлений по ГОСТ 356-80. В основу построения шкалы давлений положено де­ление всех трубопроводов на восемь групп в зависимости от температуры транспорти­руемой среды. Шкала разработана таким образом, что одна и та же труба может при­меняться для транспорта теплоносителя с любой температурой от О °C до установ­ленной для трубы из данной марки стали предельной температуры /_г|р < 445 °C, но при различных давлениях.

В качестве основного показателя в шкале принято так называемое условное давление.

Труба, рассчитанная на какое-либо ус­ловное давление р_у, может быть применена для рабочего давления

Рраб ^{= Е}/’у (^9Л)

Значения коэффициента е в зависимости от температуры транспортируемой среды приведены ниже:

Наибольшая температура

среды, °C	200	250	300	350
	400	425	435	445
Коэффициент б	1,0	0,9	0,8	0,7
	0,64	0,53	0,5	0,45

Значения е для промежуточных значе­ний температуры определяются линейной интерполяцией между ближайшими значе­ниями, указанными выше.

Пробное давление для гидравлических испытаний трубопроводов определяется по формуле

р_пр=1,25р_у. (9.2)

Основные типы стальных труб, приме­няемых для тепловых сетей:

диаметром до 400 мм включительно — бесшовные, горячекатаные;

диаметром выше 400 мм — электросвар- ные с продольным швом и электросварные со спиральным швом.

Трубы для тепловых сетей изготавлива­ются главным образом из стали следующих марок: Ст2сп, СтЗсп, стали 10, 20, 10Г2, 15ГС, 16ГС, 17ГС. Допускаемые напряже­ния для труб из этих марок стали при раз­ных температурах теплоносителя приведе­ны в приложении 24.

Минимальная толщина стенок бесшов­ных труб составляет от 2 мм (при условном

проходе D_y = 15 мм) до 9 мм (при условг проходе D_y = 400 мм).

Трубы с такой толщиной стенки мо применяться при условном давле1 Ру = 4 МПа при изготовлении из сталей < и СтЗ при температуре теплоносителя 300 °C, а при изготовлении из сталей 10 г при температуре теплоносителя до 425 °C

Электросварные трубы изготавливаю как прямошовные, так и со спиральн швом с различной толщиной стенки. Сор мент труб для сооружения тепловых се выбирается с учетом условного давлен максимальной температуры теплоносите диаметра трубопровода и марки стали, которой он изготовлен.

Для водяных тепловых сетей при из* точном давлении р_у < 1,6 МПа и t < 300 рекомендуются к преимущественному п менению трубы из сталей Ст2сп, СтЗсп, 20 следующего сортамента: при d < 400

• 
  группы А горячекатаные и холодно таные по ГОСТ 8731 и 8733; при d> 400
  
• 
  группы А и В электросварные с двус ронними прямым и спиральным швом ГОСТ 10705 и 8796.
  

Стальные водогазопроводные (газов трубы с резьбой, как правило, не реком дуется применять для тепловых сетей и; повышенного расхода металла в св с большой толщиной стенки, вызванной личием резьбы. Трубопроводы тепло! сетей соединяются между собой при по щи электрической или газовой сварки.

Схема трубопроводов, размещение о: и компенсирующих устройств должны 6i выбраны таким образом, чтобы суммар напряжение от всех одновременно деР вующих нагрузок ни в одном сечении т бопровода не превосходило допускаемо:

Наиболее слабым местом стальных т бопроводов, по которому следует ве проверку напряжений, являются ceapi швы. Коэффициент прочности свар£ швов ф, представляющий собой отноше:

допускаемого напряжения для шва к допус­каемому напряжению для целой стенки, принимается:

ТЕПЛОФИКАЦИЯ И ТЕПЛОВЫЕ СЕТИ 1

ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ТЕПЛОФИКАЦИИ 22

31 35

ТЕПЛОВОЕ ПОТРЕБЛЕНИЕ 66

«V' ^_ ^с(^В р ^— ^11 о)’ 74

'1’н1 93

СИСТЕМЫ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ 100

.Es 113

РЕЖИМЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ СИСТЕМ ЦЕНТРАЛИЗОВАННОГО ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ 148

8,=8-8₂. (4.68) 194

Й>1 = W'/W'_o= ; 206

О^р О 208

iV, = W₀₊iV_r = ₊ (4.85а) 208

*2 = W'_Q-^_r 208

Qo ' 212

а_т=е'_отМ- (4.IH) 219

а и Ь. 222

ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ 231

8jPi.2 8/?1, 263

ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РЕЖИМ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ 275

ⁿ\^Q ^{+ s}c 278

■Н_п 278

Н, 278

У m = — • (6.20) 286

V ^{1 S}B-n ^sC-n ^SM-n ^Sm 286

= 7/yPg называется давлением гидравли­ческого удара. 306

z_y = lla, (6.58) 308

/⁼ 1\.2 ⁺h.-l ⁺ /з-4 ⁺ ^5-6 ^{+ 1}в-\- 308

H_y = Jllg, 309

р_у<(р_л-р_р). (6.62) 309

где s_B = ар / f— волновое сопротивление 309

Волновое сопротивление равно давле­нию (напору) гидравлического удара, возни­кающему в трубопроводе при изменении 309

в нем объемного расхода на 1 м /с за время 310

Н = Н /7Л 310

Н - Н у‘°/у‘ 310

ТЕПЛОФИКАЦИОННОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ТЭЦ 313

1/а, + 1/а₂ + S5/X 318

ОБОРУДОВАНИЕ ТЕПЛОВЫХ ПУНКТОВ (ПОДСТАНЦИЙ) 328

Н„ = Н_о - AZ = Н_о- (Z_c - Z_a) = idem, (8.1) 331

Н_О = Н_П + AZ. (8.2) 331

d₃ 2g 342

— = ^с— ; и = GJG_n— коэффицн- 346

0,6и+ 2-7о,36и²+2,4и+2,4 348

чЛ'в-‘_н№ = 2₀^d-+ > или 364

n ^FSP^CP 364

. Q_o ^

t,Q_o^_oy _/о_ 365

д₀У _е^2/Р 365

Q_o 365

О2₀^/(1₀Г) 365

ОБОРУДОВАНИЕ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ 378

^d_B 404

п₂ = = Pdj/W = pd_B/(2$), (9.7) 404

M₀ = q/²/12, (9.12) 405

Я = и ⁺ Я²_г> (9 13) 405

/ = jYla^W/q (9 17а) 406

NR> Q_Bs + Q_Bp.r, (9.19) 409

S = nd²_abpap. (9.24) 412

п. — . \⁷ '^а) 417

\EJ 418

к 418

„ г у² ds 418

к к 418

^Edm_maxy 418

+ 0,67/³ + /,/² - 4/?/² + 2/?²/- 1,33/?³} 419

ст= 1,5ДЕб/(л+I)//² (9 51) 420

i_K = 4>r/l, (9.53) 420

ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ 423

т -1₀= qR\ (10.2) 423

R = Л_в + Я_тр + Л_и + R_H, (10.4) 423

Д=1/(я<Ах), (10.5) 424

AR 428

, (10.18) 428

₌ ln(4t/J) ₍₁о.2о) 430

h„ = h + h^, (10.21) 430

^R4K ^{+ R}K ^{+ Л}гр 431

!//?,+ ! /R₂+...+1 /R_n+ 1 /Л_к._о 431

R_o = —±—\nJTT(2h/b')², (10.30) 2лХп, 432

1х² + (у + /г)² 432

Q_M = ql₃, (10.36) 432

T}_H = (Q_r-Q_H)/Q_r=i-Q»/Qr (Ю.38) 433

А₂ = А,-g/(l+g)/G (10.41) 433

R = R_CU+R = In — 436

Контрольные вопросы и зодания 437

ЭКСПЛУАТАЦИЯ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ 438

^С 'к 444

(E_H+f)k_H (11.5) 445

t - t В II 449

^{_ _}Q р 449

b + cl 449

относительная повреждаемость теп­ловой сети 452

относительный аварийный недоотпуск тепловой энергии 452

Qo ⁷ 455

⁷Qo ⁷ 455

Qo 455

pg 461

z = -2 2 ₊ 462

МЕТОДЫ РАСЧЕТА ЭФФЕКТИВНОСТИ ИНВЕСТИЦИЙ В ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ОБЪЕКТЫ 470

Р ⁼ Рср ^{+ ь + с}> О²-⁹) 480

^ок " чдд₅ - чдд₄ ' 482

ТП- О'. т К. 482

т П. - О' 482

₊ ЧДД,(р₂-Р|) ^{Pl +} чдд, -чдд₂ 483

I 0,(1 + Р)‘ 483

_Ид ₌ = 484

ВР\ - И_{ - //, = ВР₂ - И₂ - Н₂. (12.21) 488

Р = П_щк,/К, (12.24) 488

РАСЧЕТ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ТЕПЛОСНАБЖАЮЩИХ СИСТЕМ 490

+1)]а, (13.3) 491

^G_{В п} ГП Л_д 494

^L = i^L^i^^G- <¹³-¹²) 494

К_йК = к_йКУ, (13.15) 495

А-_аб = Л_рЛ (13.17) 495

К,_я = К_тб + К_тт, (13.19) 495

Затраты на сырье и основные материа­лы, руб/год, определяются в виде 497

И = У У^к Ц* + 497

Затраты на вспомогательные мате­риалы, руб/год, покупаемые со стороны, 497

т 497

Затраты на топливо определя­ 497

пдв 501

а) Земельный налог 503

г) Налог на владельцев транспортных средств 505

G.^p,n_l G₂^P2^2 507

Др_с = Л_л£(1 + а), (13.62) 507

т 1 + т₂ + ... + т_п 509

3 = + М_{у с} <7_{Т с}т_? + (/, + £) х 521

■k^>(E+ftk_mly. (13,98) 523

у_р = m(b + cf)d^1,2, (13.103) 524

^Т" ^Тн - ¹ 525

ОГЛАВЛЕНИЕ 571

Трубопроводы тепловых сетей рассчиты­ваются на прочность по формулам для тон­костенных сосудов, поскольку у них отноше­ние толщины стенки к диаметру 8/е/ < 1,5.

Рассмотрим основные напряжения, воз­никающие в трубопроводах тепловых сетей.

На рис. 9,23 показан участок трубопро­вода. Под действием внутреннего давления в элементе стенки трубопровода возникают следующие напряжения [12]:

1. 
   напряжение растяжения Oi в торце­вой плоскости, нормальной к оси трубы; его вектор направлен по образующей цилиндра;
   
2. 
   напряжение растяжения а₂ ^в осевой (меридиональной) плоскости; его вектор направлен по касательной к окружности трубы;
   
3. 
   напряжение сжатия ст₃, нормальное к внутренней поверхности трубы.
   

Кроме того, в стенках трубопроводов возникают напряжения изгиба: