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: 61 из 101

Рис. 9.2S. Скользищаи опора / — тепловая изоляция 2 — опорный полуцилиндр, 3 — стальная скоба 4 — бетонный камень 5 — цементно-песчаный раствор




Рис. 9.27. Катковаи опора

По принципу работы свободные опоры делятся на скользящие, роликовые, катковые и подвесные Некоторые конструкции сво­бодных опор приведены на рис 9 25—9 27

Горизонтальная реакция, возникающая на свободной опоре при термической де­формации трубопровода, зависит от типа опоры Реакция, возникающая на скользя­щей опоре (см. рис. 9.25), может быть опре­делена по формуле

N=Q_bVl. (9.18)

Для расчетов можно принимать следую­щие значения коэффициента трения сколь­жения ц:

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

Горизонтальная реакция на свободной опоре роликового типа (см. рис. 9.26) рас­считывается из условия равновесия дейст­вующих силовых моментов.

Для того чтобы ролик вращался, необхо­димо, чтобы момент сил, создаваемый тру­бопроводом на поверхности ролика, отно­сительно оси вращения превышал сумму моментов сил трения на поверхности роли­ка и на поверхности цапф относительно той же оси:

NR> Q_Bs + Q_Bp.r, (9.19)

откуда

Л'>2_В^^, (9.20)

А

где 5 — плечо (коэффициент) трения каче­ния, м; ц — коэффициент трения скольже­ния на поверхности цапфы; г — радиус цап­фы, м; R — радиус ролика, м.

Плечо трения качения зависит от мате­риала и качества обработки соприкасаю­щихся поверхностей.

При премещении стальной поверхности трубопровода или стальной прокладки под трубопроводом по грубо обработанной по­верхности стального ролика можно прини­мать значение плеча трения 5 = 0,5 • 10^_3 м.

Уменьшение горизонтальной реакции в роликовой опоре по сравнению со сколь­зящей достигается за счет того, что радиус цапфы меньше радиуса ролика r/R< 1.

Из всех типов свободных опор наимень­шее значение горизонтальной реакции име- 328 ют катковые опоры (см. рис. 9.27). В этих опорах трение скольжения отсутствует. Го­ризонтальная реакция Катковой опоры мо­жет быть определена из уравнения момен­тов действующих сил

2M? = 0_b(ji+j₂), (9.21)

где Sj — плечо трения качения при переме­щении катка по опорной поверхности, м; j₂ — плечо трения качения при перемеще­нии стальной поверхности трубопровода или прокладки под трубопроводом по по­верхности катка, м;

^{N = Qs±}2R ’ ⁽⁹'²²⁾

При выборе типа опор следует не только руководствоваться значениями расчетных усилий, но и учитывать работу опор в усло­виях эксплуатации.

С увеличением диаметров трубопрово­дов резко возрастают силы трения на опо­рах, достигая при больших диаметрах мно­гих десятков и даже сотен кН (см. приложе­ние 25). Это, в свою очередь, требует усиле­ния строительных конструкций, восприни­мающих реакции опор.

Для разгрузки несущих конструкций (мачт, стоек, кронштейнов и пр.) рекомен­дуется при диаметрах трубопроводов боль­ше 400—500 мм применять катковые опоры при всех типах надземных прокладок, а так­же в проходных каналах.

В некоторых случаях, когда по условиям размещения трубопроводов относительно несущих конструкций скользящие и катя­щие опоры не могут быть установлены, применяют подвесные опоры (рис. 9.28).

Недостатком простых подвесных опор (рис. 9. 28, а) является деформация (переко­сы и изгибы) труб вследствие различной ам­плитуды подвесок, находящихся на различ­ном расстоянии от неподвижной опоры, из- за разных углов их поворота.

шенных сил внутреннего давления,реакций свободных опор и реакций компенсаторов температурных деформаций. Эти усилия, как правило, действуют с обеих сторон не­подвижной опоры. В зависимости от на­правления их векторов усилия взаимно уравновешиваются (т.е. вычитаются) или суммируются.

Результирующее усилие, действующее на неподвижную опору, может быть пред­ставлено трехчленом

N = apF₃+ ц<7_вД/+ Ал, (9.23)

где а — коэффициент, зависящий от направ­ления действия осевых усилий внутреннего давления с обеих сторон опоры, что опреде­ляется конфигурацией трубопровода и спо­собом компенсации температурных дефор­маций; при неизменном диаметре трубо­провода коэффициент а может иметь значе­ние 0 или 1; р — внутреннее рабочее давле­ние в трубопроводе, Па; F_B — площадь

внутреннего сечения трубопровода, м ; ц — коэффициент трения на свободных опорах; Д/ — разность длин участков трубопровода с обеих сторон неподвижной опоры (уча­сток — расстояние между опорой и компен­сатором), м; Дт — разность сил трения осе­вых скользящих компенсаторов или сил уп­ругости гибких компенсаторов с обеих сто­рон неподвижной опоры, Н.

Первое слагаемое представляет собой результирующее осевое усилие внутренне­го давления, второе — результирующую ре­акцию свободных опор, третье — результи­рующую осевую реакцию компенсаторов.

На рис. 9.29 представлены схемы трубо­проводов. Рассмотрим усилия, действую­щие на неподвижную опору.

В схеме 1 с обеих сторон неподвижной опоры А расположены сальниковые ком­пенсаторы. Так как торцевые сечения уча­стков трубопровода с обеих сторон непод­вижной опоры А открыты, на рассматривае­мый участок трубопровода не передается 329

Схема I А


Схема Ш А


Схема IV



—сальниковый компенсатор;

-Сх> задвижка.

Рис. 9.29. Схемы трубопроводов

осевое усилие внутреннего давления (а = 0), т.е. первый член (9.23) равен нулю.

В схеме И с обеих сторон опоры А распо­ложены участки с естественной компенса­цией. Так как торцевые сечения рассматри­ваемого участка закрыты отводами с обеих сторон опоры А, то на них передается осе­вое усилие внутреннего давления, но эти усилия с обеих сторон неподвижной опоры равны и противоположны по знаку, поэто­му а = 0. Следовательно, и для этой схемы первый член выражения (9.23) равен нулю.

В схеме 111, так же как и в схеме 1, с обе­их сторон неподвижной опоры расположе­ны сальниковые компенсаторы. Однако в отличие от схемы I на трубопроводе уста­новлена задвижка. При закрытии задвижки с обеих сторон ее могут установиться раз­ные давления. Наибольшее значение ре­зультирующее осевое усилие возникает то­гда, когда с одной стороны задвижки уста­новится полное рабочее давление, а с дру­гой внутреннее давление будет равно нулю. В этом случае коэффициент а = 1 и резуль­тирующее осевое усилие внутреннего дав­ления равно pF_s.

В схеме IV с одной стороны неподвиж­ной опоры А установлен сальниковый ком­пенсатор, а с другой — гнутый (упругий). Осевое усилие внутреннего давления в этом трубопроводе равно pF_s и направлено от неподвижной опоры в сторону упругого компенсатора.

Сила трения в осевых компенсаторах сальникового типа определяется по фор­муле

S = nd²_abpap. (9.24)

где d_u — наружный диаметр стакана ком­пенсатора, практически равный наружному диаметру трубы, м; b — отношение высоты сальниковой набивки к наружному диамет­ру стакана; р — рабочее давление в трубо­проводе, Па; а — отношение удельного давления сальниковой набивки на поверх­ность стакана к рабочему давлению а = 1,5; ц — коэффициент трения набивки по стака­ну, в среднем ц = 0,15.

Для сальниковых компенсаторов большо­го диаметра (400—1400 мм) b = 0,25—0,15, в среднем b - 0,2. Для сальниковых компен­саторов меньшего диаметра (100—350 мм) значение b изменяется от 0,6 до 0,3.

Из сравнения (9.24) и (9.5) следует, что отношение силы трения сальникового ком­пенсатора к осевому усилию внутреннего давления

Р = S/P| = 4Ьац. (9.25)

Для сальниковых компенсаторов значе­ния коэффициента Р, вычисленные по (9.25), приведены ниже:

100	150	200 250 300 350 400
0,54	0,53	0,53 0,43 0,36	0,31	0,27
500	600	800 1000	1200	1400
0,24	0,20	0,16 0,13	0,11	0,10

Из всех усилий, действующих на непод­вижную опору, наиболее значительным яв­ляется неуравновешенная сила внутреннего давления pF_B. По сравнению с этой силой остальные реакции, действующие на непод­вижную опору, сравнительно невелики. Для облегчения конструкции неподвижной опо­ры необходимо стремиться к уравновеши­ванию осевой силы внутреннего давления внутри трубопровода

В целях унификации расчетов и стандар­тизации конструкций неподвижных опор принято делить их условно на две группы; неразгруженные и разгруженные. К первой группе относятся опоры, воспринимающие осевую реакцию внутреннего давленияpF_B. Ко второй группе относятся опоры, на кото­рые осевая реакция внутреннего давления не передается.

Если второй член в (9.23) относительно невелик, что имеет место при Д/ 0, то при сальниковых компенсаторах расчетное осе­вое усилие N, воспринимаемое неподвиж­ной опорой, может определяться по форму­лам-

для неразгруженных опор

N = (1 + р) _PF_B, (9.26)

для разгруженных опор

У=2Р^_В. (9.27)

При установке на трубопроводах линзо­вых компенсаторов осевая реакция внут­реннего давления резко возрастает в связи