Text
                    

А.® СТРОЙ В.Л. СКАЛЫЖИЙ РАСИСТ И проегаровлпие тепловых сетей КИЕВ «БУД18ЕЛЪНИК» 1981
ББК 31.38—2+38.762.1—2 Ш12.2+6С9.4 С86 УДК 897.34 Расчет в проектирование тепловых сетей /А. Ф. Строй, В. Л. Скальский.— Киев : Буд1вельник, 1981,— 144 с. В книге приведены справочные данные, методы и примеры гид- равлического расчета тепловых сетей н их конструктивных элемен- тов. Даны рекомендации по выбору способа прокладки трубопрово- дов. Основное внимание уделено тепловым сетям, прокладываемым внутри микрорайонов (распределительным), и тепловым сетям про- мышленных площадок Нормативные данные приведены по состоянию на 05.04.80. Книга предназначена для инженерно-технических работников, занимающихся проектированием, наладкой и эксплуатацией тепло- вых сетей, и может быть использована студентами инженерно-строи- тельных вузов. Табл. 39. Ил. 57. Библиогр.: с. 143. Рецензент М. Г. Манелис Редакция литературы по коммунальному хозяйству, Зав. редакцией О. Т. Кушка С 3021°—036 , 33.81.2303040000 М203(04)—81 © Издательство «Буд1вельник>, 1981
ПРЕДИСЛОВИЕ Наша страна занимает первое место в мире по масштабам раз- вития теплофикации и централизованного теплоснабжения, удель- ный вес которого увеличивается с каждым годом. Основной толчок в своем развитии централизованное теплоснабжение получило пос- ле VIII Всероссийского съезда Советов, на котором был утвержден план ГОЭЛРО, предусматривавший комбинированную выработку тепловой и электрической энергии на теплоэлектроцентралях. В настоящее время централизованное теплоснабжение развивает- ся на базе ТЭЦ и производственных, районных или квартальных котельных. Основные преимущества централизованного теплоснаб- жения (экономное сжигание топлива и меньшая степень загрязне- ния окружающей среды) способствуют его развитию. В решениях XXV съезда КПСС подчеркивается, что осуществление мероприя- тий по совершенствованию структуры топливно-энергетического баланса и более рациональному использованию топлива и энергии даст в десятой пятилетке значительную экономию всех видов энер- горесурсов. В этом играет свою роль и централизованное теплоснаб- жение. С каждым годом к этому виду теплоснабжения предъявляются все более высокие требования. Система должна быть надежной, экономичной, индустриальной и гибкой в эксплуатации. Таким тре- бованиям должны удовлетворять все элементы централизованного теплоснабжения — источник тепла, тепловые сети и потребитель. Для повышения надежности тепловых сетей необходимы внедре ние более совершенных схем, разработка нового оборудования и конструкций тепловых сетей, замена чугунных задвижек на сталь ные. Наряду с надежностью тепловые сети должны удовлетворять требованиям экономичности, одним из возможных вариантов уве- личения которой является повышение параметров теплоносителя в тепловых сетях до 200° С. Совершенствуются также способы про- кладки тепловых сетей. Все большее распространение получает 1* 3
бесканальная прокладка трубопроводов. Кроме проверенной про- кладки в армопенобетонпой изоляции, применяют также прокладку в битумоперлитной изоляции. Проходят проверку эксперименталь- ные виды бесканальнон прокладки — при теплоизоляции из ас- фальтоизола, гидрофобного мела и др. Применение для тепловых сетей неметаллических труб и более совершенных схем позволит увеличить удельный вес централизованного теплоснабжения в сель- ской местности. Важную роль при выполнении требований надежности и эконо- мичности играет качество проекта. Правильное проектирование теп- ловых сетей способствует экономному расходованию материальных и топливных ресурсов, обеспечению бесперебойности теплоснабже- ния. Раздел главы 3 «Прокладка и трассировка тепловых сетей» на- писан совместно канд. теки, наук А. ф. Строем и инж. В. Л. Скаль- ским. Остальную часть книги написал А. Ф. Строй.
Глава f. ПОТРЕБЛЕНИЕ ТЕПЛА ПОДКЛЮЧЕНИЕ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ ТЕПЛА К ВОДЯНЫМ И ПАРОВЫМ ТЕПЛОВЫМ СЕТЯМ При централизованном теплоснабжении к тепловым сетям под- ключают различные типы потребителей: в жилых районах и микро- районах — системы отопления, вентиляции и горячего водоснаб- жения зданий, в промышленных районах, — кроме этого, еще и технологическую нагрузку. Разнотипность потребителей обуслов- ливает характер проектирования, наладки и эксплуатации тепловой сети. Подключение систем отопления. Наибольшей нагрузкой теп- ловых сетей жилого района или микрорайона, как правило, являет- ся нагрузка отопления. Схема подключения системы отопления к тепловой сети зависит от вида теплоносителя, расчетных параметров в тепловой сети и в системе отопления, давления в подающем и об- ратном трубопроводах тепловой сети и назначения здания. К водяным тепловым сетям системы отопления подключают по шести различным схемам (рис. 1, 2). Первые пять схем (а, б, в, г, д) носят название зависимых схем подключения, так как при них гидравлический режим системы отопления связан с гидравлическим режимом тепловой сети. Последняя схема (е) яв- ляется независимой, так как гидравлический режим системы отоп- ления не зависит от гидравлического режима тепловой сети. При этой схеме теплоноситель для системы отопления нагревается в во- доводяном теплообменнике поверхностного типа. Подключение системы отопления к тепловой сети по схеме а применяют в том случае, когда расчетные параметры тепловой сети соответствуют расчетным параметрам системы отопления, а разность давлений на вводе достаточна для циркуляции теплоносителя в сис- теме отопления. При подключении по этой схеме к тепловой сети с перегретым теплоносителем должно быть обеспечено невскипание воды в системе отопления. Для измерения температуры теплоносителя применяют стеклян- ные ртутные термометры, которые устанавливают на входе в систему отопления и на выходе из нее в гильзе, заполненной машинным мас- лом. Гильзы в процессе монтажа вваривают в трубопровод на глу- бину, равную половине диаметра трубопровода плюс 10 мм. Прибо- ры контроля (термометры, манометры и водомер) в процессе наладки системы теплоснабжения позволяют быстрее н качественнее отла- дить снабжение потребителя теплом. При эксплуатации приборы контроля дают возможность рационально отпускать тепло потре- 5
бителю, а также быстрее обнаруживать и устранять неполадки в ра- боте системы отопления и тепловой сети. Регулятор давления на обратном трубопроводе системы отопле- ния предусматривают в том случае, когда существует опасность опо- рожнения системы отопления через обратный трубопровод, т. е. когда давление в обратном трубопроводе тепловой сети ниже стати- ческого давления в системе отопления. Одновременно с этим на подающем трубопроводе предусматривают обратный клапан, чтобы избежать опорожнения системы на случай остановки сетевых на- сосов. Регулятор давления па подающем трубопроводе предусмат- ривают в случае опасности передачи давления в тепловой сети на систему отопления выше 0,6 МПа. Эго может вызвать нарушение прочности нагревательных приборов. ’ Наибольшее распространение при подключении снстемы отопле- ния к тепловой сети получила схема б. Эту схему применяют в том случае, когда расчетная температура в тепловой сети выше, чем в системе отопления, а разность давлений на вводе достаточна для ра- боты водоструйного насоса — элеватора. Элеватор предназначен для понижения температуры воды, поступающей из тепловой сети. Кроме элеватора, в узле ввода предусматривают регулятор рас- хода. При подключении к тепловой сети вновь вводимых в действие абонентов или при отключении их располагаемое давление на вводах всех абонентов будет изменяться. По этой же причине будет изме- няться расход, циркулирующий через систему отопления. Для налад- ки системы Теплоснабжения требуются длительное время и значи- тельные средства, С целью поддержания у абонента постоянного располагаемого давления, а следовательно, постоянного расхода через систему отопления на подающем трубопроводе тепловой сети предусматри- вают установку регулятора расхода. Типовые схемы включения регу- ляторов расхода приведены в [91. Не допускается устанавливать регуляторы расхода при количественном регулировании отпуска тепла, т. е. в том случае, когда регулирование расхода тепла в системе теплоснабжения предусматривается за счет изменения расхода теплоносителя. При установке регуляторов уменьшение расхода теплоносителя в режиме количественного регулирования вызывает полную гидравлическую и тепловую разрегулировку системы теплоснабжения. Подключение системы отопления в тепловой сети через элеватор имеет свои недостатки: КПД элеватора не превышает 10%, т. е. разность давлений в тепловой сети должна превышать циркуляци- онное давление в системе отопления не менее чем в 10 раз; постоян- ство коэффициента смешения, что исключает местное качественное регулирование теплоотдачи нагревательных приборов. Более гибкое эксплуатационное регулирование имеет система отопления, подключенная к тепловой сети с помощью смесительных насосов. 6
Подключение системы отопления к тепловой сети с насосом на перемычке по схеме в применяется в том случае, когда разность дав- лений в подающем и обратном трубопроводах тепловой сети недоста- точна для работы элеватора. В тепловом пункте предусматривают установку двух насосов — рабочего и резервного. Если тепловой пункт расположен в здании, предусматривают мероприятия по ис- ключению шума или устанавливают бесшумные насосы. Рис. 1, Принципиальные схемы подключения систем отопления к водяным тепло- вым сетям: й, (л г, - эаэяснмые i соответствен но без элеватора, с элеватором, с насосом на пере- мычке, с насосом на подающем трубопроводе и с насосом ня обратном трубопроводе), в “ не^апнсяиая; / —подающий трубопровод тепловой сети; 2 — подающий трубопровод системы отопления; 5 — устройство для удаления воздуха; 4 — нагревательные приборы; 5 — обратный трубопровод системы отопления; 6 — обратный трубопровод тепловой се- ти; 7 — элеватор; $ — насос; 9 — теплообменник Расчетный коэффициент смешения изменяют за счет регулирова- ния количества подмешиваемой воды с помощью задвижек или регу- лятора смешения. Подача насоса в этом случае равна количеству подмешиваемой воды, а напор равен сопротивлению системы плюс потери давления в коммуникациях насоса. Эта схема при наличии автоматики позволяет изменять коэффициент смешения и тем самым применять местное качественное регулирование теплоотдачи нагре- вательных приборов. Схему г с насосом на подающем трубопроводе предусматривают в том случае, когда давление в тепловой сети ниже статического дав- ления в системе отопления. Подача насоса в этом случае выше чем 7
Рис. 2. Схемы подключения систем отопления к я—е — тоже, что в на рис, 1; / — задвижка; 2 — показывающий манометр; 3 “ водомер; ныЛ насос; $ ’— выпуск воды; S1 — теплообменник; 10 — дроссельная диафрагма; 11 — тор расхода; PC —* J
<? е тепловым сетям с установкой приборов контроля: * — термометр; 5 - грязевик; 6 — штуцер для установки манометра; 7 — циркуляцией* подпиточный насос; РД — регулятор давления; ОК — обратный клапан; РР — регул»* регулятор смешения.
при схеме в и равна часовому расходу воды, циркулирующему в системе отопления. Давление насоса равно статическому давлению в системе отопления минус давление воды в подающем трубопроводе тепловой сети. Если давление в обратном трубопроводе тепловой сети может вызвать нарушение прочности нагревательных приборов, то систему отопления подключают по независимой схеме е или по зависимой схеме с насосом на обратном трубопроводе д. При подключении по зависимой схеме д на подающем трубопроводе предусматривают установку регулятора давления с целью снижения давления в по- дающем трубопроводе до величины менее 0,6 МПа. Необходимое давление насоса в этом случае определяют на основании графика давлений; подача его равна расходу воды в системе отопления. Отключение насоса при зависимой схеме ведет к повышению давле- ния в системе отопления, что может повлечь за собой повреждения. При любой схеме отключение насоса ведет к поступлению в си- стему отопления сетевой воды и к повышению температуры на поверхности нагревательных приборов. С целью повышения надеж- ности в схемах с насосом предусматривают установку двух насосов (рабочего и резервного) и автоматику включения второго насоса при остановке первого. Схемы с насосом позволяют применять бо- лее совершенную автоматизацию отпуска тепла. Системы отопления особо ответственных зданий (музеи, архивы, памятники архитектуры) подключают по независимой схеме. Такая схема подключения изолирует систему отопления от повышенных давлений тепловой сети; следовательно, при ней уменьшается веро- ятность нарушения прочности системы отопления. В особо ответственных зданиях даже небольшие повреждения системы отопления могут привести к катастрофическим последст- виям. При подключении по независимой схеме можно применить местное качественное регулирование отопительной нагрузки. При- меры возможных технологических схем автоматизации приведены в 13]. К паровым тепловым сетям системы отопления подключают, как правило, по двум наиболее распространенным схемам — зависимой и независимой (рис. 3). При подключении системы отопления к паровой сети по независимой схеме, т. е. через теплообменник, в качестве теплоносителя в системе отопления ис- пользуют воду. В жилой зоне застройки паровые сети обслуживают только пра- чечные и бани, т. е. здания, в которых пар необходим для технологи- ческого процесса. В этих зданиях, а также в спортивных сооруже- ниях, ресторанах, столовых, кафе, закусочных, магазинах при соответствующем обосновании допускается применять паровые си- стемы отопления (СНиП 11-33-75), На территории промышленных предприятий при подаче пара на технологические цели паровые сети являются основными и к ним при технико-экономическом об- основании возможно подключение систем отопления. 10
При зависимой схеме подключения системы отопления к паровой сети пар поступает на парораспределительную гребенку, при необ- ходимости редуцируется, а затем поступает в систему отопления. При подключении системы водяного отопления к паровой сети через теплообменник для поддержания статического давления в системе б Рис. 3. Принципиальные схемы подключения систем отопления к паровой сети; «з — зависимая; б — независимая; б — независимая с установкой приборов контроля; / — паропровод; 2 — редукционный клапан; 3 — конденсатоотводчнК: 4 — конденсат- ный бак; 5 — конденсатный насос; — обратные клапаны; 7 — кондеисатопроаод; 8— расширительный' сосуд; $ — пароводяной теплообменник; 10 — насос системы отопле^ Ния; 11 — прямая'продувка. отопления необходимо предусматривать установку расширительно- го сосуда. Циркуляция воды в системе отопления может быть естественная и искусственная. При искусственной циркуляции предусматривают установку циркуляционных насосов; при естественной для осуще- ствления циркуляции воды должно быть достаточно гравитацион- ного давления. И
Конденсат после пароводяного теплообменника поступает в koi денсатный бак. Собирают его, как правило, по закрытой схеме с по] держанием избыточного давления в конденсатном баке 5—20 кПЗ Избыточное давление поддерживают за счет давления пара. К у<гй новке предусматривают не менее двух баков вместимостью по 50! 9 Рис. 4. Принципиальные схемы подклю чеаия систем горячего водоснабжение к тепловой сети: а с непосредственным водор&зборам н( горячее водоснабжен не; б — параллельная з — смешанная; г — последовательная ДВуЛ ступенчатая; 5 — лредвключенная; 1 смеситель; 2 — регулятор температуры! 5 — циркуляционный трубопровод сиетевп горячего водоснабжения; 4 — подакяца трубопровод системы горячего водосиабже иия; 5 — обратный клапан; 6 — трубопра вод холодной воды; 7 — теплообменник. 1 расчетного количества конденсата. При автоматической перекачку конденсата вместимость баков должна составлять не менее макс® мального количества конденсата, поступающего в течение 20 миге Закрытые конденсатные баки оборудуют водомерными стекламя и манометром. | Подключение горячего водоснабжения. К тепловым се» т я м нагрузку горячего водоснабжения подключают по зависимом и независимой схемам. При независимой схеме к тепловой сетй под- ключают поверхностные теплообменники, в которых пологр^ряют зоду для горячего водоснабжения, при зависимой — воду берут непосредственно из тепловой сети. В последнем случае тепловую :еть называют открытой, при подключении теплообменников — щкрытой. Существуют пять наиболее распространенных схем подключения горячего водоснабжения к тепловой сети (рис. 4, 5). Схему а с непосредственным водоразбором на горячее водо- снабжение принимают в случае, если ее целесообразность подтвер- ждается технико-экономическим расчетом. При этом необходимо учитывать вопросы эксплуатации системы теплоснабжения. В зависимости от температуры наружного воздуха вода на го- рячее водоснабжение поступает из подающего или обратного трубо- 1ровода. При низких температурах наружного воздуха ее берут is обратного трубопровода, в начале отопительного периода — из юдающего. Если температура теплоносителя в подающем трубо- зроводе выше 60° С, а в обратном — ниже 60° С, воду приготавли- saioT в смесителе путем смешения из подающего и обратного трубо- троводов. Для поддержания необходимой температуры воды усга- 1авливают регулятор температуры. Чтобы исключить перетекание юды через смеситель из подающего в обратный трубопровод, уста- гавливают обратный клапан. Схемы б — д — это схемы независимого присоединения горячего юдоснабжения к тепловой сети. Выбор схемы независимого присо- щинення зависит от соотношения нагрузок горячего водоснабжения I отопления. При больших нагрузках на горячее водоснабжение, т. е. когда (аксимальный часовой расход тепла на горячее водоснабжение пре- вышает расчетный расход на отопление на 20% и более (Q?^7Q0 > р 1,2), применяют параллельную схему подключения водона- ревателя к тепловой сети (схема б). Тепловая сеть в этом случае араллельно обеспечивает обе нагрузки — отопления и горячего юдоснабжения. Расход сетевой воды в тепловой сети равен сумме асчетных расходов воды на отопление и горячее водоснабжение. С целью снижения расхода сетевой воды на горячее водоснабже- ние и повышения эффективности теплофикации при теплоснабжении [г ТЭЦ применяют двухступенчатый нагрев воды на горячее водо- набжение (схемы в и г). Сначала воду подогревают в первой ступени рплоносителем, который возвращается после систем отопления Ианий, затем догревают сетевой водой из подающего трубопровода рпловой сети во второй ступени. При двухступенчатом подогреве нижается расход сетевой воды на горячее водоснабжение. По по- рющему трубопроводу тепловой сети необходимо подавать расход рплоносителя только для нагрева во второй ступени. I Двухступенчатые схемы включения подогревателей бывают Мешанные и последовательные: по схеме в первая ступень на-' рева включена последовательно к системе отопления, вторая — 13 12
. s -NX Рве. 5. Схемы подключения систем горячего водоснабжения к тепловой установкой приборов контроля: а—д — то же, что и на рас. 4; i — обратный трубопровод тепловой сети; У — подати трубопровод тепловой сети; 3 — подающий трубопровод система горячего водоонабжея 4 — подающий трубопровод системы отопления; б — обратный трубопровод системы oi ления; б — трубопровод колодной вода; РД “ регулятор давления; РТ — per у температуры; РР — регулятор расхода. параллельно; по схеме г обе ступени включены последовательно к си- стеме отопления. При подключении горячего водоснабжения к тепловой сети по двухступенчатой схеме системы отопления и горячего водоснабже- ния взаимосвязаны. Особенно это сказывается при применении схе- мы г, В час максимального водоразбора система отопления недо- получает расчетное количество тепла, так как в нее поступает более охлажденный, чем необходимо, теплоноситель. Это влечет за собой снижение температуры воздуха в помещениях здания. В период отсутствия водоразбора температура воздуха в помещениях повы- шается. Эго следует учитывать при выборе схемы подключения си- стемы горячего водоснабжения к тепловой сети. Двухступенчатые схемы применяют при относительно небольших нагрузках на горя- qTTISJC чее водоснабжение: смешанную — при 1,2 > ^'в > ОД парад* Qinax дельную — при 0,6. хо При малых нагрузках на горячее водоснабжение можно приме- нять предвключенную схему подключения подогревателей (схема <?), которая предусматривает нагрев воды на горячее водоснабжение в одной ступени. Подогреватели при ней включены перед системой отопления. В предвключенной схеме на работу системы отопления особенно сказывается неравномерность горячего водоснабжения. Теплоак- кумулирующая способность здания в определенной степени сглажи- вает это влияние, но с увеличением нагрузки горячего водоснабже- ния амплитуда колебания температуры воздуха в помещении может превысить допустимую. Предвключенную схему рекомендуется [101 Qinax применять при <0,1. Чо Системы горячего водоснабжения подключают к тепловой сети в тепловых пунктах, которые в зависимости от степени централиза- ции горячего водоснабжения бывают районные (РТП), центральные (ЦТП) и индивидуальные (ИТП). В индивидуальных тепловых пунк- тах узел ввода системы отопления, как правило, совмещают с узлом присоединения горячего водоснабжения к тепловой сети. При про- ектировании конкретного индивидуального пункта выбирают схе- мы присоединения системы отопления и подключения горячего водоснабжения и на основании их разрабатывают схему индивиду- ального пункта. В РТП или ЦТП при необходимости предусматри- вают химводоподгэтовку для нужд горячего водоснабжения. При подключении к тепловой сети систем горячего водоснабже- ния бань, прачечных, плавательных бассейнов, больниц и гости- ниц, т. е. потребителей с большим расходом воды на горячее водо- снабжение и с большой неравномерностью, предусматривают уста- новку баков-аккумуляторов (рис. 6, 7). 15
В период отсутствия водоразбора происходит зарядка бака-акку- ыулятора, т. е. накопление в нем горячен воды, В час максималь ного водоразбора вода приготавливается в теплообменнике, а недо «статок ее поступает из бака-аккумулятора. Баки-аккумуляторь можно устанавливать в подвальном помещении и в помещении пер' (П Ряс. 6. Принципиальные схемы подключения систем горячего водоснабжения с нижнерасположенным (а) и верхнерасположенным (б) баком-аккумулятором: f трубопровод холодной воды; 2 — бак-аккумулятор. вого этажа (нижнее расположение) или на чердаке (верхнее распо- ложение). Объем баков-аккумуляторов, м3, вычисляют по формуле V - = —— где AQ — необходимый запас тепла в баке-аккумуляторе, кДж; С — теплоемкость воды, кДж/(кг • °C); р — плотность воды, кг/м3; 4 — температура воды, поступающей в систему горячего водоснаб- жения, °C; tx — температура холодной водопроводной воды, °C. 16 к
К установке предусматривают два бака-аккумулятора по 50% объема каждый. При нижнем расположении устанавливают баки напорные, закрытого типа, постоянно заполненные водой. Разли- чают три характерных режима работы схемы с нижнерасположен- S Рис. 7, Схемы тепловых пунктов с нижнерасположенным (а) и верхнерасположен- ным (б) баком-аккумулятором: ЯР — промежуточное реле; МП — магнитный пускатель; ЛМ — контактный манометр; Р** — регулятор расхода; Pj? — регулятор давления; РУ •— регулятор уровня. ным баком — средний водоразбор, отсутствие разбора и максималь- ный водоразбор. При среднем водоразборе вода на горячее водо- снабжение подогревается в теплообменнике и подается в систему горячего водоснабжения. При отсутствии водоразбора за счет ра- боты циркуляционного насоса происходит зарядка бака-аккуму- лятора; нагретая вода из теплообменника поступает в верхнюю часть бака-аккумулятора; из нижней части бака забирается холод- ная вода и насосом подается в теплообменник. При максимальном водоразборе часть воды поступает из теплообменника, а часть — 2 о-зо® I?
из бака-аккумулятора; горячую воду вытесняет из бака холодная .1 водопроводная. 1 В схеме с верхним расположением устанавливают баки открыто- ] го типа. Зарядка бака происходит в период отсутствия водоразбора j или минимального разбора. Уровень воды регулируется регулято- ром уровня. При верхнем расположении бак-аккумулятор частично ] выполняет функции деаэратора. Б аки-аккумуляторы устанавлива- 1 ют согласно СНиП 11-34-76. | В тепловых пунктах предусматривают не менее двух циркуля- ционных насосов, один из которых — резервный. 6 б б Рис. 8. Принципиальные схемы подключения систем горячего водоснабжения к паровой сети: а — непосредственно; бг о — через теплсюбиенник; 1 — паропровода — трубопровод холодной воды; 3 — ба к-аккумулятор; 4 — емкий пароводяной теплообменник; 5 — кок- депсгтоотаодчнх; б — конденсатопровод; 7 — верхнерасположенный бак-аккумулятор; 5 — скоростной пароводяной теплообменник; Р — аасос для перекачки конденсата; 16 — конденсатный бак. К паровым сетям системы горячего водоснабжения подключают непосредственно или через теплообменник (рис. 8). j При непосредственном присоединении пар из паровой сети путем ! барботажа подают в верхнерасположенный бак-аккумулятор. Хо- I лодная вода поступает в бак-аккумулятор из водопровода. Уровень воды в баке поддерживается с помощью регулятора уровня. ] Если систему горячего водоснабжения подключают к тепловой 1 сети через теплообменник, функции теплообменника и бака-аккуму- j лятора могут быть совмещены за счет установки емкого лароводя- .3 ного теплообменника (см. рис. 8, б). В банях, прачечных и других^ крупных потребителях горячей воды может применяться схема] подключения системы горячего водоснабжения к паровой сети через 1 Рис. 9. Схемы подключения калориферных установок к тепловой сети при тепло- 1 носителе паре (а—е) и воде (д—е): | а—о* — параллельное присоединение по теплоносителю; е — последоввтедьвое лрмсое*.! дннение по теплоносителю; 1 —паровая сеть; 2 — калориферная установка; 5 — гнд- J равлнческиЙ затвор; 4 — конденсатопровод; 5 — ютидевсатоотводчвк; 6 — иодзюмуЛЯ трубопровод водяной тепловой сети; 7 — обратный трубопровод водяной тепловой сети^д 8 _ тройник с пробкой-' 9 18 1
р-щозмпа
скоростной пароводяной теплообменник с верхнерасположенным баком-аккумулятором (см. рис. 8, s). 1 Подключение систем вентиляции (рис. 9). Вентиляция промыли ленных и общественных зданий является одним из наиболее pad пространенных потребителей тепла тепловой сети. В холодны! период года наружный воздух перед подачей в помещение подогревая ют в калориферных установках. Калориферные установки под] ключают к тепловой сети, как правило, перед элеватором, т. е| без снижения температуры теплоносителя. Если приточная камера расположена на чердаке и существует опасность вскипания водьц калориферную установку подключают после элеватора. 1 Для регулирования температуры приточного воздуха предусмал ривают установку регулятора расхода, который изменяет коли! чество теплоносителя, поступающего в калорифер, в зависимости от температуры приточного воздуха. При малых скоростях движе] ния воды и низких температурах наружного воздуха существует опасность замерзания воды в трубках калорифера (замораживани! калорифера). С целью уменьшения опасности замораживания ела дует организовать движение теплоносителя сверху вниз и преду! сматривать защиту от замораживания. Для этого в приточном воя духоводе устанавливают датчик температуры, импульс от которое! поступает на заслонку воздуха. При температуре приточного воя духа ниже заданной величины с помощью заслонки перекрываете! доступ наружного воздуха на калорифер. I Схема подключения калориферов к паровой сети зависит от дам ления пара. При давлении менее 0,03 МПа на конденсатной лини! калориферов устанавливают гидравлический затвор, при давления! выше 0,03 МПа — конденсатоотводчик. Теплоотдачу регулирую! путем подтопления калорифера конденсатом. | Подключение технологической нагрузки. Схема подключении технологической нагрузки к тепловой сети зависит от вида теплей носителя и характера подключаемого оборудования. Для техноля гических нужд чаще всего применяют пар. 1 Всех потребителей промышленного предприятия к тепловой сея подключают через узел управления (рис. 10). На предприятий как правило, предусматривают один узел управления. 1 К парораспределительным гребенкам подключают паропроводя технологических нужд, вентиляции и систем отопления. Парй проводы и конденсатопроводы, обслуживающие один вид нагрузки по возможности должны быть самостоятельными. Конденсат перй возвратом в конденсатный бак должен пройти очистку. УровеД его в конденсатном баке поддерживают с помощью регуляторе уровня. 1 Некоторые рекомендации по проектированию тепловых пунктвЙ Основой для проектирования теплового пункта является составлеЙ ная схема со всеми средствами контроля и регулирования расхоЯ тепла. Место расположения теплового пункта целесообразно назвЯ чать в центре тепловой нагрузки: для ЦТП — в центре квартала вй жилого района, для ИТП — в центре здания. ЦТП располагают в отдельно стоящем здании, ИТП — в отдельном помещении зда- ния. Помещение должно быть сухим, иметь постоянное электриче- ское освещение, входные двери, открывающиеся наружу, с надежны- Рис. 10. Схема узла управления для паровой сети: j _ паропровод; 1 — на технологические нужды; 3 — на вентиляцию; 4 — на отопле- ние: S — конденсатопроводы; 6 — конденсатный бан; РК — регулирующей клапан; — регулятор уровни; МП — иагннтный пускатель. ми запорами. Пол в тепловом пункте выполняют бетонным или плиточным, стены оштукатуривают и красят. В тепловом пункте предусматривают приточно-вытяжную вен- тиляцию, водопровод и канализацию. Размеры теплового пункта Таблица 1. Минимальные размеры тепловых пунктов, м [5] Характеристика теплового пункта ' Длина Ширина Высота (до выступающих балок паре- крытая) С присоединением системы отопления через элеватор, а горячего водоснабжения —по за- висимой схеме (открытая тепловая сеть) 4 1,5 2 То же, по независимой системе, т. е. через водоводяной теплообменник (закрытая тепло- вая сеть) 7 4 2,5 С присоединением системы отопления через насос, а горячего водоснабжения — по зави- симой схеме 5 4 2,5 То же, по независимой схеме 7 6 2,5 зависят от вида устанавливаемого оборудования; их определяют на основании компоновки оборудования. На плане теплового пунк- та располагают водоподогреватели i-й и 2-й ступеней, повыситель- ные и циркуляционные насосы, насосы системы отопления и другое оборудование, предусмотренное схемой теплового пункта. После 21 20
расстановки оборудования определяют необходимые минимальны размеры теплового пункта. 1 Ширина проходов между оборудованием должна быть не мене I м, расстояние от поверхности изоляции трубопроводов до стен не менее 0,1 м, а от фланца арматуры до пола или потолка — я менее 0,3 м. Для жилых, промышленных и административных зда ний размеры тепловых пунктов должны быть не мене^ указанны в табл. I. ! ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСХОДОВ ТЕПЛА Основой проектирования тепловых сетей являются тепловые на грузки, взаимное расположение источников тепла и потребителей возможные направления прокладки тепловых сетей и другие фак торы. От достоверности определения расходов тепла на отопление Таблица 2. Удельные тепловые характеристики жилых и общественных зда ний для о = — 30° С [9} Здания Расчетная темпера- тура воз- духа в помеще- ниях #в,°с Объем здания по наружному обмеру FH. м1 Удельная тепловая хзрамИ терястнка, Вт/м*-*С отопительная вентиля- 1 пиовная я Ve J Жилые здания, включая 18 5000—10 000 0,52—0,48 __ 1 общежития >10 000 0,46 —*Я Детские сады к ясли 20 =£5000 0,44 0,13 1 >5000 0,4 0.12 | Школы 16 <5000 0,45 о,1 I 5000—10 000 0,4 ( 0,09 1 >10 000 0,38 0,08 1 Кинотеатры 14 <5000 0,42 0,5 | 5000—10 000 0.37 0.45 1 >10 000 0,35 0,44 I Предприятия общественного 16 <5000 0,41 0,81 1 питания, столовые, фабрики 5000—10 000 0,38 0,76 1 кухни >10 000 0,35 0,7 I Торговые центры, магазины. 15 <5000 0,44 , fl комбинаты бытового обеду- 5000—10 000 0,38 0,09 1 живзння >10 000 0,36 0,31 1 Примечание. Длн других зданий значение <70 a =?в можно определить на основа- нвп данных, приведенных в вентиляцию, горячее водоснабжение и технологию зависит каче-1 ство проекта. Тепловые сети проектируют на транспортирование! максимальных (расчетных) расходов тепла. При необходимости] расход тепла можно изменить за счет средств регулирования. ' Тепловые нагрузки разнородны по характеру, поэтому расчет-, ные расходы тепла определяют отдельно для отопления, вентиляции,' горячего водоснабжения и технологии. Выбор методики ©пределе-; ния расчетных расходов тепла зависит от исходных данных. 1 22
Расходы тепла на отопление, вентиляцию и горячее водоснабже- ние в микрорайоне с известной застройкой. Если в микрорайоне или квартале известна застройка, т. е. существует перечень зданий, то тепловые нагрузки определяют на основании типовых или индиви- дуальных проектов зданий либо на основании паспорта типового проекта. В случае отсутствия паспорта и проекта расходы тепла определяют укрупненно с помощью теплотехнических показателей зданий. Одним из теплотехнических показателей здания является удель- ная отопительная характеристика. Расход тепла на отопление здания, Вт, с помощью этой характеристики определяют из уравнения Qo = ?t>^B (^в ^-о) Л* (2) где — удельная отопительная характеристика, Вт/(м® °C) (табл. 2); VH — объем здания по наружному обмеру, м3; — усредненная расчетная температура внутреннего воздуха в здании, ®С (см. табл. 2); 4.о — расчетная для отопления температура наружного воздуха (средняя самой холодной пятидневки — пара- метры Б), °C (СНиП П-33-75, СНиП П-А.б-72); т] — поправочный коэффициент на тепловую характеристику, зависящий от расчетной для отопления температуры наружного воздуха. Для промышленных зданий коэффициент т] = 1, а для жилых и гражданских зданий он имеет следующие значения [91: А,, о, °C..........—10 —15 —20 —25 —30 —35 —40 т).................J.45 1,29 1,17 1,08 1 0,95 0,9 Примечание. Промежуточные ввдчення необходимо определять аятерполяцней- В настоящее время вместо удельной отопительной характеристи- ки для жилых зданий введен показатель — расход тепла на 1 м* общей площади здания qH^, Вт/м2. Эту характеристику приводят для температур наружного воздуха iS.o —20, —25, —30, —35 и —40° С в числе технико-экономических показателей проекта. При этих температурах расход тепла на отопление здания QS = ^'дЕоСщ, (3) где Гобщ — общая площадь здания, ма> При /jf.o 22* 4f-o • (*) *и.о Под общей площадью жилого дома понимают сумму площадей всех жилых и подсобных помещений, включая площадь встроенных шкафов, внутриквартирных коридоров и шлюзов. Расход тепла на вентиляцию здания, кВт, при известной производительности вентиляционной установки и установившемся тепловом балансе в помещениях определяют по 23
формуле 1 <?» = Св<?(4-М. (5)1 где св — теплоемкость воздуха, равная 1 кДж/(кг • ®С); G —1 производительность вентиляционной установки, кг/с; /в — рас-1 четная температура воздуха в здании, °C; /н.в — расчетная для! вентиляции температура наружного воздуха (средняя наибо-1 лее холодного периода — параметры А), °C (СНиП П-33-75,1 СНиП П-А.6-72). । Расход тепла на вентиляцию, кВт, можно определить на основа-1 нии кратности воздухообмена. Для одного помещения расчетная формула имеет вид - ! Г)ПОМ _ СвЛ^Рв (А ;в.в) ~ 3600 ’ 1 ' где т — кратность воздухообмена в помещении (количество смен воздуха в помещении в течение часа); V — внутренний объем по- мещения, м3; рв — плотность внутреннего воздуха, кг/м3. Для всего здания расчетный расход равен сумме расходов для отдельных помещений: (7) г=| Менее точно расход тепла на вентиляцию общественного или промышленного здания, Вт, определяют с помощью удельной вен- тиляционной характеристики но формуле Qb = (^в ^н.в) Т), (8 гДе дв — удельная вентиляционная характеристика, Вт/(м3 - °C) (см. табл. 2); V„ — объем здания по наружному обмеру, м3; т) — поправочный коэффициент на тепловую характеристику (см. с. 23). Для жилых зданий расход тепла на вентиляцию равен нулю. Среднечасовой за отопительный период расход тепла на горячее водоснабжение здания, Вт, в соот- ветствии с указаниями СНиП П-34-76 вычисляют по формуле Чг.в — 3600Т "Ь AQu, (9) где т — количество потребителей горячей воды; — сред- несуточная за отопительный период норма расхода горячей воды на одного потребителя, л/сут (табл. 3); р — 1 кг/л — плотность воды; с — 4,2 103 Дж/(кг * SC) — удельная теплоемкость воды; /г.ср — средняя температура горячей воды, при которой установлены нормы расхода воды (/Г1Ср = 55° С); — температура холодной во- ды (при отсутствии гидрогеологических данных принимают рав- ной 4-5° С); Т — период потребления горячей воды, ч; AQn, — потери тепла соответственно подающим и циркуляционным трубо- проводами, Вт. Для жилых домов, общежитий, гостиниц, пансионатов, школ- ТаблпваЗ. Нормы расхода горячей воды при q,» 55° С (СНиП П-34-76> Потребители Измеритель Норма расход* — ! среднесуточ- ная за отно сительный пе- риод аСур( л/сут в сутки на- ибольшего во- допотребле- ния а, л/сут я час наиболь- шего водопо- греблемия яч1 л/ч — }Килые дома квартирного типа, оборудованные: умывальниками, мойками и душами 1 чел. 85 100 7,9 ваннами длиной 1500— 1700 мм н душами То же 105 120 10 Общежития с общими душе- выми 60 60 6,3 Общежития с общими душе- выми, столовыми и прачеч- ными » 80 80 5,5 Прачечные: неме ха низи ровз иные 1 кг сухого белья 15 15 15 механизированные То же 25 25 25 уборка помещений 1 м5 площади 3 3 — Учебные заведения, обще- образовательные школы с 1 учащийся и пре- подаватель в смену 6 8 1,2 душевыми при гимнастиче- ских залах Детские ясли-сады с днев- ным пребыванием детей 1 ребенок 30 30 4.5- Предприятия общественного иитааия: приготовление пищи, по- требляемой в предприятии 1 блюдо 2 2 2 приготовление пищи, про- даваемой на дом То же 1.5 1,5 1,& туалеты (умывальники об- щественного пользования) I кран 80 Душевые во вспома га тель- ных зданиях и помещениях Предприятий, в спортивных 1 душеная сетка 27& сооружениях Цехи с избытками явного тепла более 23 Вт/м* 1 работающий в смену 24 24 8,4 Остальные цехи То же 11 И 4.4 интернатов, санаториев, домов отдыха, больниц, детских яслей-садов 71 = 24 ч. Для прочих общественных зданий период равен числу часов их работы в сутки, но не менее 10 ч. Для вспомогательных зданий и помещений промышленных предприятий период потребле- ния равен времени зарядки баков-аккумуляторов в смену Г8, за- висящему от числа душевых сеток п (СНиП П-36-73): п............................. 10—20 21—30 >31 Та, ч......................... 2 3 4 24 25
При определении среднечасового расхода тепла для суток с на большим водопотреблением в формулу (9) вместо необходи: яодставлять норму расхода воды в сутки наибольшего водопотре ления а (см. табл. 3). Максимальный часовой расход тепла на горячее водоснабжевд =* + д£2«- {1 где G, — часовой расход горячей воды, м3/ч. Таблица 4. Секундные расходы горячей воды и коэффициент использован водоразборных приборов (СНиП 11-34 76) Водррааборные приборы Расход горячей воды одним прибором л/с Коэффициент испод зо ванн я водоразбор го прибора feH Смеситель умывальника 0,07 0,32 » мойки 0,14 0,2 в душа 0,1 0,42 » полу душа 0,1 0,6 » ванны 0,2 0,28 Душ в групповых установках 0,2 0,5 Кран раковины 0,2 0,2 * МОЙКИ 0,2 0,39 > моечной ванны 0,3 1 Поливочный кран для уборки помеще- ний 0,2 Посудомоечная машина 0,3 1 Для определения часового расхода горячей воды с учетом вероя ности использования водоразборных приборов в СНиП 11-34- предложена формула G. = (1 где g — расход горячей воды одним водоразборным приборо л/g (табл. 4); при различных водоразборных приборах принима! расход диктующим прибором, в качестве которого выбирают, к правило, тот прибор, расход которого наибольший; kR — коэф4 циент использования диктующего водоразборного прибора (см. та( 4); ач — безразмерная величина, определяемая по приложен 4 СНиП П-34-76 в зависимости от произведения N — чис водоразборных приборов. Вероятность использования водоразборных приборов в час н; большего водопотребления Рч = Р/й,. (1 Вероятность действия водоразборных приборов вычисляют формуле р — а'>т г 3600gtf • I где о, — норма расхода воды одним потребителем в чае наибо. шего водопотребления, л/ч (см. табл. 3). 26
Для различных по характеру потребителей величину Р опреде- ляют как средневзвешенную (СНиП П-34-76). Если сведения о потерях тепла подающими и циркуляционными трубопроводами отсутствуют, то среднечасовой расход тепла за ото- пительный период можно вычислить по формуле ОСР _ тасутрс((г-Щ Уг'в 3600Г а максимальный часовой расход по формуле лшах G4pC (7Г — tx) VrB 3600 (14) (15) где tr — температура горячей воды, равная 60° С [8]. Таблица 5. Плотность жилищного фонда микрорайона (СНиП 11-60-75) Климатические районы я подрайоны Плотность, м* на 1 га территории при этажности зданий Й 3 + 5 9 12 Все, кроме IA, 1Б, 1Г и ПА 3000 3900 4200 4800 6300 6700 IA, 1Б, 1Г и ПА (север и северо-вос- ток СССР) 3600 4800 5200 5700 7500 — Расходы тепла на отопление, вентиляцию и горячее водоснабже- ние в микрорайоне с неизвестной застройкой. При неизвестной за- стройке микрорайона или квартала, т. е. когда отсутствует перечень зданий, а известны-лишь границы микрорайона, расчетные расходы тепла определяют в соответствии с указаниями СНиП П-36-73. Расход тепла на отопление жилых зданий квар- тала или микрорайона, Вт, (16) где F — жилая площадь микрорайона, м2; — расход тепла на 1 м2 жилой площади, В т/м2, зависящий от расчетной для отопле- ния температуры наружного воздуха (СНиП И-36-73): (н.о, °C ...................................О —10 —20 —30 —40 <?„•, Вт,'м3................................ 93 128 151 174 186 Жилую площадь F определяют на основании плотности жилищ- ного фонда (табл. 5). Плотность жилищного фонда «брутто» — это отношение жилищ- ного фонда ко всей территории микрорайона в красных линиях. Плотность жилищного фонда показывает, какое количество жилой площади приходится на 1 га всей территории микрорайона. Клима- тический район можно определить на основании карты-схемы, приведенной в [13]. Территория Украинской ССР — это климати- ческие районы IIB, ШБ и ШВ. 27
Расход тепла на отопление общественных зданий 1 0^ = ^, (17) где k — коэффициент, учитывающий долю расхода тепла на отоп-| ленне общественных зданий (при отсутствии данных принимают! k >= 0,25). 1 Суммарный расход тепла на отопление жилых и общественных! зданий микрорайона | (18) Расход тепла на вентиляцию общественных! зданий вычисляют из уравнения 1 QB = k^, (19) где kx — коэффициент, учитывающий долю расхода тепла на веи-1 тиляцию (при отсутствии данных принимают = 0,4). 1 На горячее водоснабжение среднечасовой рас-1 ход тепла за отопительный период для жилых и общественных! зданий квартала или микрорайона | Л >ср _ 1 (°сут Ч" рс (^Г.ер fOClvI Уг-В — 3600 • 24 ’ ( где т — количество жителей, определяемое на основании жилой! площади и нормы на одного жителя; atYI — среднесуточная за! отопительный период норма расхода воды на одного человека в] жилых зданиях, л/сут (см. табл. 3); Ь — среднесуточная за отопи-] тельный период норма расхода воды на одного человека в общест-1 венных зданиях (при отсутствии данных принимают Ь = 25 л/сут); | р = 1 кг/л — плотность воды; с — удельная теплоемкость воды,] Дж/(кг • °C); /г.ср = 55° С — температура горячей воды; —] температура холодной (водопроводной) воды в отопительный пе-1 риод, °C; 1,2 — коэффициент, учитывающий теплоотдачу от трубо-1 проводов систем горячего водоснабжения (отопление ванных ком-] нат, сушка белья). I Максимальный часовой расход тепла ] Q™x-(2 4-2,4)QX (21)1 Расход тепла на технологические нужды. Этот расход зависит! от характера технологического процесса и вида выпускаемой про-] дукции. При выпуске одинаковой продукции на двух предприятиях! расход тепла может быть различным в зависимости от степени] совершенства технологического процесса. При изменении техноло-1 гического процесса будет изменяться и расход тепла. Расчетный] расход тепла на технологию определяют исходя из требований тех-1 нологического процесса. I На промышленных предприятиях расход тепла неравномерен в] течение суток, месяца и года. Суточная неравномерность больше] выражена на предприятиях, работающих в одну или две смены.! Если на предприятии работают две или несколько однотипных] установок с различным во времени потреблением тепла, то для определения расчетного расхода строят суммарный суточный гра- фик и учитывают несовпадение во времени максимального потреб- ления отдельными установками. Ориентировочный расход тепла для промышленного предприя- тия можно определить на основании укрупненных показателей [1], которые приведены на единицу годовой продукции. Годовой расход тепла, ГДж, определяют по формуле & = (22) где 7техв — удельный расход тепла на единицу выпускаемой про- дукции, ГДж; V — количество выпускаемой продукции в год. Расчетный часовой расход тепла, ГВт, пгод О — ^ТСХ11. (23) где п — число часов использования максимальной нагрузки в те- чение года. ГРАФИКИ РАСХОДОВ ТЕПЛА Часовые графики. Расход тепла на отопление здания меняют при изменении температуры наружного воздуха: при ее повышении расход уменьшают, при понижении — увеличивают. Тепло удобно отпускать на основании графика часового расхода тепла, построен- ного в зависимости от температуры наружного воздуха. Расчетный (максимальный) расход тепла на отопление здания = (24) Для заданного климатического района величины qQ, Ин, !в и Г| [см. формулу (2)] не зависят от температуры паружного.воздуха. При произвольной температуре наружного воздуха t№ расход тепла па отопление этого же здания Q0 = </oVH(/,-/H)n- (25) Разделив уравнение (25) на (24), получим -^- = -ГГ1Г- = 5о- (26) Vo *В Гн.о где Qo — относительный (в долях единицы) расход тепла на отоп- ление здания при произвольной температуре наружного воз- духа /в. Из выражения (26) расход тепла на отопление здания при произ- вольной температуре наружного воздуха /„ & = <2О (27) ‘В — »ВХ> Формулу (27) применяют для построения графика расхода тепла на отопление одного здания, группы зданий, квартала, микрорайона.
жилого района или города. График в зависимости от температу- ры наружного воздуха представляет собой прямую линию, которая пересекает горизонтальную ось,т. е. ось температур при tB = + 18° С. Общий вид графика для диапазона температур от 4-8° С до iH.e пока- зан на рис. 11. Относительный расход тепла на вентиляцию в зависимости от температуры наружного воздуха определяют по формуле Рис. 11, Графики расхода тепла: i — ня вентиляцию; 2 — на горячее водо- снабжение; 5 — из отопление; 4 — на тех- нологию; 5 — суммарный. ляцию необходимо увеличивать Выражение (28) получено ана- логично выражению (26). При любой температуре наружного воздуха в диапазоне от 4-8° С до /н.в расход тепла на вентиля- цию Q= = QB-rFr-- (29) ‘в п.В При температуре наружного воздуха ниже /„.в часовой расход тепла на вентиляцию равен рас- четному. График часового рас- хода тепла на вентиляцию в за- висимости от температуры наруж- ного воздуха приведен на рис. 11. В диапазоне температур от /н.в до iK,0 расход тепла на венти- (пуяктирная прямая на рис. 11) в том случае, когда предусматривают кондиционирование воздуха или система вентиляции совмещена с воздушным отоплением, т. е. когда СНиП П-33-75 рекомендует принимать для расчета вентиля- ции в холодный период параметры Б. Расход тепла на горячее водоснабжение не зависит от темпера- туры наружного воздуха как в зимний, так и в летний период. Гра- фик среднечасового расхода тепла на горячее водоснабжение в те- чение отопительного периода представлен на рис. 11. j Для летнего периода среднечасовой расход тепла на горячее водоснабжение определяют по формуле J QZ Р' <30Н где ^.л, tx — температура холодной водопроводной воды соот- ветственно в летний и зимний периоды (при отсутствии данных принимают /х.л = 15° С, /х = 5°С); 0 — коэффициент, учитываю- щий снижение среднечасового расхода воды в летний период (0 = = 0,8; для предприятий, курортных и южных городов 0 = 1). Расход тепла на технологические нужды в большинстве случаев не зависит от температуры наружного воздуха, а диктуется услови- ями технологического процесса. График среднечасового расхода, тепла на технологию в зависимости от температуры наружного воз- духа, как правило, представляет собой прямую линию, параллель- ную оси температур (см. рис. 11). Исключение составляют случаи, Таблица 6. Длительность стояния температур наружного возду- ха для г. Минска (9) Температура ного воздуха наруж- ен- ‘С Число часов стояния тем- пературь» ?н Температур!» наруж- ного воздуха *С Число часов стояния тем- пературы *н —29,9 4- —20 52 —4,9 4- 0 1352 —19,9 4- —15 163 4-0,1+5 1539 —14,9-V- —10 373 +5,14-4-8 671 —9.9-:- —5 722 Примечввис. Длительность отопительного периода — 4872 ч. когда сам технологический процесс зависит от температуры наруж- ного воздуха (зимнее бетонирование, пропаривание железобетон- ных изделий в камерах и др ). Суммарный график расхода тепла строят на основании часовых графиков расхода на отопление, вентиляцию, горячее водоснабже- ние и технологию. Его получают в результате сложения расходов Таблица 7. Длительность стояния температур наружного воздуха ниже Г, Температура наружного воздуха ?н, °C Число часов стояния тем- ператур ниже Температура наружного воздуха („j *С Число часов стояния тем- ператур ниже Температура наружного воздуха /д. ®С Число часов стояния тем- ператур ниже -15 215 tj 1310 +5 4201 —10 588 0 2662 +8 4872 при определенных значениях температуры наружного воздуха (см. рис. 11). Этот график позволяет отпускать тепло от источника к потребителю при изменении температуры- наружного воздуха. Г рафик по продолжительности. Для определения годового рас- хода тепла, планирования в течение года загрузки оборудования котельной и составления графика ремонта используют график рас- хода тепла по продолжительности. Этот график строят на основании Длительности стояния температур наружного воздуха и суммарно- го часового графика расхода тепла. Рассмотрим порядок построе- ния графика по продолжительности на примере г. Минска. Дли- тельность стояния температур наружного воздуха приведена в табл 6. На основании данных табл. 6 определяем число часов стоя- ки я температуры наружного воздуха ниже —15, —10, —5° Си т. д. (табл. 7). 30 31
Табл. 7 позволяет построить годовой график расхода тепла в продолжительности, представленной на рис. 12, где заштрихован на площадь — расход тепла в течение года. Годовой график расхода тепла строят на основании среднечаа вых за сутки расходов Если система вентиляции работает hi постоянно в течение суток, т. е. вместо 24 ч 8 или 16 ч, либо техн< логический потребитель работает в одну-две смены, то при построй нии годового графика учитывают снижение расходов тепла ; Рис. 12. Построение годового графика расхода тепла: / — суммарный часовой график; 2 — график по продолжительности (годовой). счет перерывов в работе, т. е. расходы тепла приводят к средним за сутки. 1 Годовой расход тепла, ГДж, можно определить аналитические Q™ - + QB™ + Q™ + Q^#, (31J ЛГОД /"i ГОД /Л Г ОД ЛГОД 1 где । Vb > Уг.ь > Чстехл годовые рэсходы тепла соответм ственно на отопление, вентиляцию, горячее водоснабжение и техно-] логические нужды, ГДж. Годовой расход тепла на отопление | <2Г = . 3600но, (32)1 где по — длительность отопительного периода, ч. 1 Среднечасовой расход тепла на отопление за отопительный пери-| од, ГВт. f /Ср.ОТ ] QoP = <2o-H1------ - И *н,о | где Qo — расчетный часовой расход тепла на отопление, ГВг,| Й₽от — средняя за отопительный период температура наружного] воздуха, °C. 1 Годовой расход тепла на вентиляцию, ГДж, ] /)Г°Д_д , 3600пв дч>_ 3600 (Лр — лв) J Wb 24 'ч^в 24 * 52 где Св — расчетный часовой расход тепла на вентиляцию, ГВт; п — число часов стояния температуры наружного воздуха ниже tesi гв — число часов работы вентиляции в течение суток. Среднечасовой расход тепла на вентиляцию в период стояния температур наружного воздуха от +8° С до 1И.В где йр в — средняя температура наружного воздуха в период стоя- ния температур от +8° С до /н.в- Годовой расход тепла на горячее водоснабжение, ГДж, опреде- ляют по формуле Сг°вд = Qr?B • 3600по + Q'V - 3600 (8760 — н0), (35) где QrpB, Р?рвл — среднечасовые расходы тепла соответственно за отопительный и летний периоды, ГВт. Годовой расход тепла на технологические нужды Q5X, необхо- димо определять по данным предприятия или приближенно по фор- муле (22). В производственных зданиях с целью экономии расхода тепла на нужды отопления в нерабочее время предусматривают дежурное отопление, которое должно поддерживать температуру воздуха в помещениях (-5° С (СНиП П-33-75). В этом случае годовой расход тепла на отопление, ГДж, определяют из уравнения + QSp’WSHl (24 - Z) , (36) где z — время работы предприятия, ч. Среднечасовой расход тепла на дежурное отопление за отопи- тельный период, ГВт, /деж jcp*ot Qcp-деж_t лер %___________ 0 j /Ср. от ’ где fJsaK — температура воздуха в помещении в период работы Дежурного отопления (£"“ = -f-5° С; при наличии особых требова- ний, согласно СНиП П-33-75 допускается принимать более высокую температуру). Глава 2. РЕЖИМ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ МЕТОДЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ При изменении температуры наружного воздуха количество теп- ла для нужд отопления или вентиляции необходимо уменьшать или увеличивать. Потепление, т. е. повышение температуры, вызы- вает уменьшение расхода тепла, похолодание — увеличение. На 3 0—3082 33 J
технологические нужды и горячее водоснабжение количество тепл изменяют в течение суток и по дням недели. Подачу тепла регул! руютс помощью системы регулирования. ] Регулирование может быть центральным, местным и индивидуал! ным. Центральное — это регулирование подачи тепла на ТЭЦ в районной или производственной котельной, т. е. в центре его при готовления. Местное регулирование предусматривают на теплово] пункте, а индивидуальное — у каждого нагревательного прибора Оптимальные параметры температуры воздуха в помещении можн обеспечить только за счет индивидуального регулирования. Одна» индивидуальное регулирование почти не применяют из-за отсутс! вия надежных автоматических регуляторов. Местное регулирована применяют в большей степени, чем индивидуальное, а централ! ное — повсеместно. | Количество тепла, поступающего от источника в водяную тепле вую сеть, Вт, можно представить формулой | Q --- cGt, (3| где с — удельная теплоемкость теплоносителя, Дж/(кг °C); G 4 расход теплоносителя, кг/с; т—-температура теплоносителя, Подачу тепла можно регулировать, изменяя расход теплоносит| ля или температуру. При изменении температуры регулирование 61 дет качественным, а при изменении расхода — количественным При одновременном изменении расхода и температуры регулиров! ние будет качественно-количественным, Каждый вид регулирован^ имеет свои положительные и отрицательные стороны. При количественном регулировании можно экономить электр^ энергию за счет уменьшения ее расхода при перекачке теплонос! теля. Но при таком регулировании появляется возможность разр^ гулировки тепловой сети и абонентов, связанная с изменением ра( хода воды в тепловой сети. В процессе качественного регулирован^ разрегулировка исключена, но неизбежен перерасход электроэнеЕ гии. Наибольшее распространение получило центральное качест венное регулирование. 1 При разработке режима центрального качественного регулмр^ вания строят график температур теплоносителя в зависимости q температуры наружного воздуха. На основании такого графий определяют расчетные расходы теплоносителя. Режим центрально! регулирования разрабатывают, ориентируясь на характерную (на! большую) тепловую нагрузку, В остальных потребителях с нагру) кой, отличной от характерной, осуществляют дорегулировку с мощью местного или индивидуального регулирования. ' Наибольшей нагрузкой тепловых сетей в жилой зоне являете! как правило, отопительная нагрузка. Второй по величине будет н| грузка горячего водоснабжения. Режим центрального регулирован^ тепловых сетей жилой зоны разрабатывают, ориентируясь на отоп! тельную нагрузку с учетом горячего водоснабжения. На промышле! ных предприятиях при подаче тепла на нужды вентиляции реже центрального регулирования разрабатывают для' вентиляционной нагрузки. Центральное регулирование паровых сетей заключается в авто- матическом поддержании на постоянном уровне давления пара на выходе из источника. ЦЕНТРАЛЬНОЕ КАЧЕСТВЕННОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ ПО ОТОПИТЕЛЬНОЙ НАГРУЗКЕ Конечным этапом при разработке центрального качественного регулирования является график температур теплоносителя. Чисто качественное регулирование предполагает расход теплоносителя в тепловой сети и системах отопления постоянным. График темпе- ратур теплоносителя строят на основании уравнений теплового баланса. Для установившегося стационарного режима работы тепловой сети и системы отопления здания тепловой баланс можно сформу- лировать так: при любой произвольной температуре наружного воз- духа часовое количество тепла, которое транспортирует тепловая сеть, количество тепла, которое поступает в систему отопления, теплоотдача нагревательных приборов и теплопотери помещений равны между собой. Уравнение теплового баланса при любой тем- пературе наружного воздуха /и имеет вид Qo — cG (Т| TjJ = cGCM (Tqh Tj) = Anpf (Тир /н) = = ^н(/в-и, (38) где с — удельная теплоемкость теплоносителя; G — расход тепло- носителя в тепловой сети; — температура теплоносителя в пода- ющем трубопроводе тепловой сети; та — температура теплоносителя в обратном трубопроводе тепловой сети или в обратном трубопрово- де системы отопления; GCM — расход теплоносителя в системе отоп- ления; тси — температура теплоносителя в подающем трубопроводе системы отоплеччя; fenp — коэффициент теплопередачи нагреватель- ных приборов; Р — площадь поверхности нагревательных пр ибо т™ + ров; тпр ------------ средняя температура теплоносителя в на- гревательных приборах; — характерная расчетная температура воздуха в помещениях; qo — удельная отопительная характеристика здания; Кн — объем здания по наружному обмеру; iB — произволь- ная температура наружного воздуха. Для периода самой холодной пятидневки, т. е. для расчетного режима, уравнение теплового баланса можно записать по аналогии с уравнением (38): = cG (т1о — Tjfo) = Сввм (Тсм.0 — т2о) = ~ knp.oP (Тпр.о — /в) = qaVа (!в — /н.о), (39) 34 3* 35
где индекс «о» указывает на то, что параметры в тепловой сети и] в системе отопления расчетные, т, е. при температуре наружного! воздуха Уравнения (38) и (39) позволяют получить зависимость темпе- ратуры теплоносителя от температуры наружного воздуха для чисто качественного режима регулирования. Для получения таких за- висимостей выполним некоторые математические преобразования. Разделив уравнение (38) на (39), получим: I Qq __ — та = Тсм ” _ Йпр (тпр ~ М Оо ^1о ^2о тсн,а ^прл (^прл (а) (б) (в) _____6t __________7) (40) темпе-1 (41): (Г) (Д) где Qo — относительный расход тепла на отопление при ратуре наружного воздуха tB. Из соотношений (а) и (д) имеем: г, = т, -J- (Т1О — т2о) Qa. Преобразовав соотношения (б) и (д), получим: Тем Ts (Тсм.о *2о) (?0. Разделим обе части равенства на 2: *ом = *3 *см.о — — 2 — 2 Из соотношений (в) и (д) имеем: &пр (Тпр ^пр.о (Тпр.о — tA Q . (42)1 (43)1 Коэффициент теплопередачи нагревательного прибора fenp можно] представить как произведение постоянной величины А на разность] температур в степени п: ] ^пр = А (тпр — 4) . (44)| Значение п зависит от типа нагревательного прибора. Под-1 ставив в уравнение (43) вместо коэффициента теплопередачи его зна4 чение, получим: _ (*□₽ “ 4)'^’ = (^Р.о - 4С Qo (45М или | Tut, — tB = (Тпп.о — 4) Qo+l. (46)1 Последнее уравнение можно представить в виде 1 Тор = Т°м2+Та «iB + (Тпр.0 — 4) qF1. (47Й Вычтем из уравнения (47) уравнение (42), после чего получим:] Ч = 4 + ~4)OF'~ Q,. (48Й Рис. 13, График температур теплоноси- теля при центральном качественном ре- гулировании открытой тепловой сети по отопительной нагрузке (отопительный график). В уравнение (41) подставим значение т,: 1 *i = 4 + (*пР.о - 4) &‘+1 - - *&) (49) После подстановки значения п = 0,25 (для конвективно-нвлуча- ющих приборов) [12] и преобразований имеем окончательную фор- мулу: *1 = 4 + (*пр.о — 4) 5о 8 + (Т]о — Тпр.о) Qo. (50) Полученное выражение по- зволяет определить температуру теплоносителя в подающем тру- бопроводе тепловой сети при произвольной температуре на- ружного воздуха и качественном регулировании. Температура в обратном тру- бопроводе тепловой сети — *1 (Т(о T2o) Qo. (51) Уравнения (50) и (51) позво- ляют построить температурный график центрального качествен- ного регулирования по отопи- тельной нагрузке. Кроме систем отопления, к тепловой сети подключают на- грузку горячего водоснабжения, которая накладывает свои условия на температуру теплоносителя. Так, чтобы нагреть воду для горячего водоснабжения до 60° Ci в подающем трубопроводе закрытой тепло- вой сети температура теплоносителя должна быть не ниже 70° С. Для открытых тепловых сетей наименьшая температура теплоно- сителя в подающем трубопроводе —-60° С. С учетом нагрузки горя- чего водоснабжения температурный график центрального качест- венного регулирования открытой тепловой сети по отопительной нагрузке имеет вид, представленный на рис. 13. При температурах наружного воздуха выше 4 центральное качественное регулирование применить нельзя, так как для отопле- ния нужно было бы уменьшить температуру теплоносителя (пунк- тирная линия), а для горячего водоснабжения ее уменьшать нельзя. В диапазоне температур от +8° С до 4 применяют местное коли- чественное регулирование отопительной нагрузки за счет изменения Расхода теплоносителя. Температура наружного воздуха 4 является характерной тем- пературой, при которой режим местного количественного регулиро- вания отопительной нагрузки заменяют центральным качественным Регулированием. Для открытой тепловой сети существует еще одна Зв 37
характерная температура наружного воздуха 1ЦХ. При температуре ниже /н.г воду на горячее водоснабжение берут только из обратного* трубопровода. Из подающего трубопровода воду для этих целей забирают при температурах наружного воздуха от +8° С до 4.1 В диапазоне температур от t„ до /н.г воду приготавливают в смеси-! теле, забирая ее из подающего и обратного трубопроводов. ( Пример. Построить график температур теплоносителя центрального каче-] ственного регулирования закрытой тепловой сети по отопительной нагрузке для! г, Полтавы. К тепловой сети кроме систем отопления подключена нагрузка горяч Таблица 8. Относительный расход тепла на отопление н температура 1 теплоносителя 1 Параметры Температура наружного воздуха, ЛС i —22 —1& —10 —5 0 4-8 ! Q 1 0,825 0,7 0,575 0,45 0,25 ! ч, °C 150 129 113,8 98.2 82,4 56,2 ! т3, °C 70 63 57,8 52.2 46,4 36,2 чего водоснабжения* Расчетные параметры теплоносителя в тепловой сети;] Tio = TgQ = 70° Cj тсн о ~ 95 С- Расчетная (характерная) температур® воздуха в помещениях /g= 18° С. Температура наружного воздуха (расчетная для отопления) iH о — —22° С. Средняя температура в нагревательных прибора^ Рис. 14. График температур теплоноси- теля при центральном качественном регулировании закрытой тепловой сети по отопительной нагрузке. %Л=^=82,5ОС. Задаемся температурой наружного^ воздуха /н = —15° С и определяем температуру теплоносителя в подаю! щей и обратном трубопроводах. Для этого по уравнению (40) вычисляем от! носительный расход тепла на отопле-1 ние при (н = —15° С: ] 18 — (- 15) 1 <Эо — ]g _ 22) — 0,825. I Из уравнения (50) температура теги доносителя в подающем трубопроводе ] ц = 18 4- (82,5 — 18) 0,825°-® + 1 + (150 — 82,5) • 0,825 = 128,96 °C, а в обратном трубопроводе из уравш ния (51) т2 = 128,96 — (150 — 70) • 0,825 = = 62,96 ЧС. С точностью до десятых ту = 129° С, та = 63° С. Аналогично определяем температуру теплоносителя при других температурах наружного воздуха. По данным вычислений (табл. 8) строим температурный гр а- фик (рис. 14). Так как к тепловой сети подключена нагрузка горячего водоснабжении, то в подающем трубопроводе температура теплоносителя не должна быть ниж< 70° С. Температура tB определена графически и равна +3,8° С. ЦЕНТРАЛЬНОЕ КАЧЕСТВЕННОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ ПО СОВМЕСТНОЙ НАГРУЗКЕ ОТОПЛЕНИЯ И ГОРЯЧЕГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ Режим центрального регулирования по совместной нагрузке отопления и горячего водоснабжения разработан с целью снижения расчетного расхода сетевой воды в тепловой сети. Для закрытой тепло- г Qfflax вой сети его применяют при соотношении тепловых нагрузок 0,6, т. е. при двухступенчатой последовательной схеме подключе- на теплообменников В этом случае тепло подают на основании по- вышенного графика, при котором разность температур теплоноси- теля в тепловой сети несколько больше, чем при отопительном графике. Это позволяет умень- шить общий расход сетевой воды. Повышенный график темпе- ратур теплоносителя строят на основании отопительного, пред- Рис. 15. Двухступенчатая схема вклю- чения подогревателей. полагая, что общий расход сете- вой воды в тепловой сети равен расходу воды на нужды отопле- ния ба, т. е. расход на горячее водоснабжение равен нулю. Для построения повышенного графи- ка рассмотрим двухступенчатую горячего водоснабжения (рис. 15). Уравнение теплового баланса для первой ступени при температу- ре наружного воздуха tv имеет вид схему включения подогревателей cGa (т'г — tin) = cG??B(fn — 4). (52) где с — удельная теплоемкость теплоносителя; Go — расход се- тевой воды для нужд отопления; т2, тгп — температура сетевой воды соответственно до и после первой ступени; 6?₽в — средний расход холодной (водопроводной) воды на горячее водоснабжение; I* — температура холодной (водопроводной) воды; tn — темпе- ратура воды для горячего водоснабжения после первой ступени нагрева; штрих (') указывает на то, что параметры относятся к тем- пературе наружного воздуха /н. Расход теплоносителя в тепловой сети при качественном регули- ровании не изменяется и равен ______Qo_____ ° ~ С (tlo — (53) где Qa — расчетный расход тепла на отопление; т1о, та, — расчетные параметры теплоносителя в тепловой сети. 39 38
Расход холодной (водопроводной) воды на горячее водоснаб: пне Qo (Т2 — г' 0“Р /7=р г-ъ г'в- C(tP-/x) ’ где Qr₽B — среднечасовой расход тепла на горячее водоснабжен! (р — температура горячей воды. Подставив в уравнение (52) вместо расходов теплоносителя значения, выраженные через параметры, получим: т2 ~т2п _ /ПСР Т1о — Чо Г'1' Перепад температур сетевой воды в первой ступени обозначим 6ь Из последнего уравнения 6' “ ft, ' ir-t* (Т1О~ So)- При вычислении fij температуру воды tn принимают на 5 10° С ниже, чем т2. При температуре наружного воздуха, отлич ющейся от tBt перепад температур сетевой воды в первой ступе определяют по формуле s, = s’, -4 Т2 (5 (5 где та — температура воды после системы отопления (определя, по отопительному графику). Общий перепад температур сетевой воды в обеих ступенях по; гревателей можно определить из уравнения теплового баланса ш вой и второй ступеней cGo (т2 — т2п) + с6а (т1п — то = QnB, (S где тщ, — температура сетевой воды соответственно до и пос второй ступени подогрева. Разность температур сетевой воды во второй ступени подогре (Тш — tJ обозначим fin. Уравнение (58) запишем в виде cGofij+cGAi = Qr?B (Е или cG0(6i + M = Q£. (6 где fij + 6ц = fi — суммарный перепад температур сетевой воды обеих ступенях подогрева. В последнее уравнение вместо Go подставим его значение и в числим fi: в = -^(т10-<*»). (6 40
Суммарный перепад температур сетевой воды не зависит от темпе- ратуры наружного воздуха. При известном суммарном перепаде степень охлаждения воды во второй ступени подогрева бц = 8 — бь Температура теплоносителя в подающем трубопроводе закрытой тепловой сети при регулировании по совместной нагрузке отопления и горячего водоснабжения Tin = Ь + Йп. (63) в обратном — тгп = т8 —8f. (64) Уравнения (63) и (64) позво- ляют построить график темпе- ратур теплоносителя централь- ного качественного регулирова- ния закрытой тепловой сети по совместной нагрузке отопления и горячего водоснабжения — по- вышенный график (рис. 16). В выходные и предвыходные дни среднечасовой расход тепла на горячее водоснабжение не- сколько превышает среднечасо- вой расход за отопительный пе- Рис. 16. График температур теплоноси- теля при нейтральном качественном ре- гулировании закрытой тепловой сети по совместной нагрузке отопления и го- рячего водоснабжения. риод. Если при расчете повышенного графика исходить из сред- нечасового расхода тепла за отопительный период, то в выход- ные и предвыходные дни система отопления будет недополучать некоторое количество тепла. Для выравнивания суточного ба- ланса тепла в уравнения (56) и (61) вместо Qr?B необходимо под- ставлять балансовую нагрузку Qr®B = 1,2<ХР. Пример. Построить график температур теплоносителя центрального каче- ственного регулирования по совместной нагрузке отопления и горячего водо- Q‘b снабжения для закрытой тепловой сети г. Полтавы. Соотношение нагрузок г~ = Уо = 0,281. Расчетные параметры теплоносителя: Tf0 =“ 150° С, Tjq = 70° С. = Уо Q«p = 1,2 = 0,337. Уо Повышенный график строим на основании отопительного (см. предыдущий пример). Определяем т1п н Tgn при температуре наружного воздуха t' = -(-3,8° С. Для этого вычисляем перепад температур сетевой воды в первой и второй ступенях подогревателей. Суммарный перепад температур сетевой воды в обеих ступенях 0й а = (Т1о _ Тао) = О(337 (150 _ 70) = 26 96с с. Чо 41
В первой ступени б1 = • -тйг (т*° ~ “ Ь'337 (15° “70) = 15’s°С- где = т2 — 5 = 41,6 — 5 = 36,6° С. Во второй ступени в'„ = б — б'; = 26,96 — 15,5 = 11,46° С. Температура сетевой воды в подающем трубопроводе т'„ = т, 4- 6П = 70-f- 11,46 = 81,46® 81,5°С, в обратном — т2п = т2____61 = 41 »6 — 15,5 - 26,1°С. Вычисляем т]п и т2п при температуре наружного воздуха = 0“ С. Перепад температур сетевой воды в первой ступени 6Г = в; = 15,5 = 17,4°С, тг — 1х 41,6 — 5 во второй ступени - - в„ = 6 - 8, = 26,96 — 17,4 = 9,56° С, Температура в подающем трубопроводе т1в = Ti + 6ц = 82,4 + 9.56 = 92° С, в обратном — т2п = ts — 6, = 46,4 — 17,4 = 29е С. Таблица 9. Температура теплоносителя в подающем и обратном трубопроводах Параметры Температура наружного воздуха^ °C —22 -15 —10 —5 ±0 +3.S т1п> °C 150 131,6 118,6 105,4 92 81,5 J Ъп- °C 43 38,6 35,6 32,4 29 26,1 i Аналогично вычисляем температуру теплоносителя при других температурах наружного воздуха. По результатам расчета (табл. 9) строим повышенный график (рис. 17). Режим центрального регулирования открытой тепловой сет» по совместной нагрузке отопления и горячего водоснабжения ре* q<=p комендуется применять при соотношении --('° = 0,1 ч- 0,3. При* Уо разработке режима регулирования строят скорректированный гра-^ фик температур теплоносителя (рис. 18). Как и повышенный, этот; график позволяет уменьшить расчетный расход сетевой воды в от- крытой тепловой сети. В диапазоне температур наружного воздуху от до /в,о температуры теплоносителя по отопительному й, 42
скорректированному графику совпадают. При температуре наруж- до го воздуха 1Й > /Н.Р для построения скорректированного графика температуру теплоносителя в подающем Трубопроводе определяют по формуле Tic = tB + (тпр.о ta) Qo + (Т1о — ТПр.о) 1 (65) з обратном — по формуле Тйс = Н- (тлр.о /в) Qo — 0,5 (Тсм.о — Та,) • (06) Vq Рис. 17. Повышенный график темпе- ратур теплоносителя. Относительный расход воды на отопление . °>6(Тсм.о-Т2о) ... Р Go I I ’ t67) — ^х) Qo Vr ^x) Qa’2 QCP где p= 1Д _f— температура воды на горячее водоснабже- хо ние; — температура холодной воды. ЦЕНТРАЛЬНОЕ КАЧЕСТВЕННОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ ПО ВЕНТИЛЯЦИОННОЙ НАГРУЗКЕ На промышленных предприятиях и в сельскохозяйственных комплексах основной нагрузкой тепловых сетей является система вентиляции. Рассмотрим режим центрального качественного регу- лирования вентиляционной нагрузки. Для построения температур- ного графика запишем уравнение теплового баланса при произволь- ной температуре наружного воздуха /и и при расчетной для нужд отопления ig,o (вентиляция совмещена с воздушным отоплением). 43
Часовой расход тепла из тепловой сети равен теплоотдаче калор фера, количеству тепла, которое получает приточный воздух, расходу тепла на отопление и вентиляцию. Для случая, когда вс душное отопление работает по прямоточной схеме, уравнение те лового баланса имеет вид (2В = сб (ь - т2) - kF (-Ц^- - = CEZ-PB (U - Q = = 4- свЛрБ (iB — i„), (6 где QB — расход тепла на вентиляцию и отопление помещен! при /н; k — коэффициент теплопередачи калориферов; F — площа, поверхности нагрева калориферов; фр — температура приточно: воздуха; св — теплоемкость воздуха; L — необходимый воздух обмен в помещении; рв — плотность воздуха. Коэффициент теплопередачи калориферов зависит от массовс скорости воздуха орв и скорости теплоносителя w. Центральи качественное регулирование предполагает расход теплоноситеэ и воздуха постоянным. Следовательно, скорости tpB, ш и коэффиц ент теплопередачи постоянны. При расчетной температуре наружного воздуха tEjO уравнен! теплового баланса имеет вид Qb.o = CG (rIO - т2о) = kF - -np o|fH-° ) = — (/пр,О ^я.о) = н (^В ^Н.о) “F £в^Рй ^Н.о)‘ (6- Разделим уравнение (68) на (69): QB __ q __ Ti — Ь + Тд) — (/пр 4- *н) _ ^в*о т1о <г1о “1“ (^пр.о ^н.<3 (а) (б) (в) __ ^ПР , ' / _/ ” / ___t ‘ (71 *пр.О и.О ^Н.О ' (г) (Д) Из соотношений (а) и (б) имеем: Ч 1 = (т1о Т2О) QB (7 или Ч = Т2 + (т]о — т2о) QB. (7! Преобразуем соотношения (а) и (в) к виду Т1 + = ^пр + £н + |(т1о + тЙо)--(^пр.о + ^и.о)] Qa- Вычтем из уравнения (73) уравнение (71): 2та ~ tnp Ц- (и -j- [(Tip -р T;jo) (^пр.о 4" ^я.о)] Qb — — (Чо — t2o)Qb. (71 44
После преобразований имеем: 2ts = /Пр /я + 2t2OQb — (/цр.о 4" At. о) Qb- (75) Из соотношений (а) и (г) определим /пр и подставим его в урав- нение (75). После преобразований получим: тг = /в 4” At.о) Qb- (76) Подставив в уравнение (72) значение т2, получим: тх = /н 4- (тго — ta о) Q„ 4- (тйо — Дао) QB (77) или T1 = ^4-(Tio-4.o)QB. (78) Уравнение (78) позволяет оп- ределить температуру теплоно- сителя в подающем трубопрово- де тепловой сети при централь- ном качественном регулировании системы вентиляции, совмещен- ной с воздушным отоплением (прямоточная схема). Температура теплоносителя в обратном трубопроводе Рис. 19. График температур теплоно- сителя при центральном качественном регулировавии по вентиляционной на- грузке: ; — без теплопоступленяй; 2 — с теплопо ступленияын Та = т, — (Т1о — т!о) QB- (79) Если система вентиляции не совмещена с отоплением, т. е. воздух в помещение подают с постоянной температурой ta, или если воздушное отопление работает на полную рециркуляцию, рас- четные формулы для построения температурного графика имеют вид: Т»! — “ ^в) Qb> Tj _“t Tt (Tio T^o) Qb' (80) (81) График температур теплоносителя, построенный на основании уравнений (80) и (81), не отличается от графика, построенного с помощью уравнений (78) и (79). На рис. 19 приведен график температур теплоносителя 1 при ка- чественном регулировании тепловой сети по вентиляционной на- грузке (расчетные параметры Б). К тепловой сети, кроме систем вентиляции, подключена нагрузка горячего водоснабжения. При ограниченном расходе тепла на вентиляцию (расчетные пара- метры А) температурный график можно построить по уравнениям (80) и (81). В этом случае вместо ти0 и т» в уравнения (80) и (81) подставляют т1п и — расчетные параметры теплоносителя в тепловой сети при А.в- Относительный расход на вентиляцию оп- ределяют из выражения (82> *в *н.в 45
где /н.в — расчетная температура наружного воздуха для ну> вентиляции (параметры А); при температуре наружного возду: ниже /«.в температура теплоносителя в подающем и обратном тр бопроводах постоянна. Центральное качественное регулирование тепловой сети по ве тиляционной нагрузке предполагает снижение (против необх димой) средней температуры теплоносителя в иагревательнь приборах системы водяного отопления до 5° С. Степень снижен! зависит от температуры наружного воздуха. Снижение температ ры вызывает необходимость установки индивидуальных регул ят ров у нагревательных приборов систем отопления. При отсутств! регуляторов режим регулирования ведут по отопительной нагруз! (отопительный график). Качественное регулирование вентиляционной нагрузки при те лопоступлениях в помещение необходимо выполнять по графику представленному на рис. 19. Линии температур строят с помощь уравнений Tj = + (Тto Ла.о) Qnp! (8 = Ti (ио Тго) Qnp, (8 где Qnp ~ ----относительный расход тепла juisf подогре ^пр.о приточного воздуха до температуры £пр- При произвольной температуре наружного воздуха iH pacxt тепла для подогрева приточного воздуха определяют из уравнения Qnp — Q-r + QB-- Q«BB» (8 где QT — тепло потер и помещения; QB — расход тепла на вентил цию; QBBH — явные тепло посту плен и я в помещение. При расчетной температуре наружного воздуха ZH.O Qnp,о = Qt.o Ч* Qb.o Qbbh* Угол наклона линий температур к горизонтальной оси завис от теплопоступлений в помещение. С увеличением тепло посту плен: увеличивается угол наклона. Пример. Построить график температур теплоносителя при центральном честней чом регулировании закрытой тепловой сети по вентиляционной нагру для г. Полтавы. Система вентиляции совмещена с воздушным отоплением по п| моточной схеме. Теплопоступления отсутствуют. К тепловой сети, кроме венти. ционной нагрузки, подключено горячее водоснабжение. Расчетные параметр! тепловой сети: т1о = 150° С; Тщ, = 70° С. Расчетные температуры воздуха: L = 18° С; /н о = -22° С. Задаемся температурой наружного воздуха Г„ = 15“ С и определяем тем ратуру теплоносителя в подающем и обратном трубопроводах. Для этого выч ляем относительный расход тепла на вентиляцию и отопление при tH = —15° Л А ^Н.о 18 — 4— 15) 18 — (— 22) = 0,825. 46
Таблица 10. Относительный расход тепла и температура теплоносителя Параметры Температура наружного воздуха. °C —22 —15 —10 ^5 0 +8 Qb 1 0,825 0,7 0,575 0,45 0,25 т„ °C 150 126,9 110,4 93,9 77,4 51 т3, °C 70 60,9 54.4 47,9 41,4 31 Из уравнения (78) температура теплоносителя в подающем трубопроводе теп- ловой сети ь =—15 4-[150 —(—22)J -0,825 = 126,9*С, а из уравнения (79) температура в обрат- ном трубопроводе т„ = 126,9 — (150 — 70) • 0,825 = 60,9" С. Аналогично вычисляем температуру теплоносителя при других значениях тем- пературы наружного воздуха. Данные сводим в табл. 10 и по ним строим темпе- ратурный график (рис. 20). Температура наружного воздуха /н = = +2,5° С. Пр я центральном качествен- Рис. 20. График температур теплоносите- ля при регулирований по вентиляционной нагрузке. +S -S -Ю -15 -20-12 t„*C ном регулировании по вентиляционной нагрузке диапазон местного количествен- ного регулирования (от -ф8° С до iH) несколько больше, чем при регулировании но отопительному графику. Глава 3. ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ ТЕПЛА ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСХОДОВ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ Расход теплоносителя для отдельных потребителей зависит от температуры наружного воздуха и принятого режима регулирова- ния. За расчетный расход для отопления, вентиляции, горячего водоснабжения или технологии принимают наибольший. Расчетный расход теплоносителя для тепловой сети представляет собой сумму расходов для всех потребителей. Расход теплоносителя на отопление. Для жилой и общественной зоны застройки применяют центральное качественное регулирова ние по отопительной нагрузке или по совместной нагрузке отопле ния и горячего водоснабжения. Рассмотрим, как необходимо изменять расход теплоносителя на отопление здания при регулировании по отопительной нагрузке 47
(отопительный график температур). В подающем трубопроводе за- крытой тепловой сети температура теплоносителя не должна быт£ ниже 70° С. График температур .теплоносителя представлен на рис. 21, б. Рис. 21. Графики расхода тепла и параметров теплоносителя на стоп- ление: а — расход тепла; б — график темпе- ратур теплоносителя; в — расход теп- лоносителя. Рис. 22. Графики расхода тепла и параметров теплоносителя на вен- тиляцию: а — расход тепла; б — график темпе- ратур теплоносителя; & — расход теп- лоносителя; --------— система венти- ляции с расчетными параметрами А; — ----система вентиляции с расчетными параметрами Б. В диапазоне температур от +8° С до fH при понижении темпе- ратуры наружного воздуха необходимо увеличивать подачу тепла (см. рис. 21, а). Температура теплоносителя в этом диапазоне по- стоянна. Подачу тепла можно увеличивать только за счет увеличения расхода теплоносителя. При дальнейшем понижении температуры расход теплоносителя можно поддерживать постоянным, а подачу; 48
тепла на отопление увеличивать за счет повышения температуры теплоносителя. График расхода теплоносителя для отопления при- веден на рис. 21, в. График построен по формуле рг Qo °- с<тж —т.) ' (87) где Qo, Ti> та — мощность систем отопления, Вт, и температуры теплоносителя, °C, при температуре наружного воздуха /н; Go — расход теплоносителя, кг/с, при температуре наружного воздуха t ; с — удельная теплоемкость теплоносителя, Дж/(кг • °C). 0 Расчетный расход теплоносителя для отопления можно опреде- лить при любой температуре наружного воздуха в диапазоне от 4 др [яо. СНиП 11-36-73 рекомендует расчетный расход теплоносителя определять при температуре /н.о по формуле G —----—----. (88) Эта формула применима при отопительном, повышенном и скор- ректированном графиках температур для определения расхода в магистральных, распределительных сетях и ответвлениях к отдель- ным зданиям. Чтобы не было перерасхода тепла на отопление в диапазоне температур от 4-8° С до iR, применяют местное количественное регулирование, т. е. при повышении температуры наружного воз- духа уменьшают расход теплоносителя в системе отопления. Если не предусматривать местное регулирование, неизбежен перерасход тепла. Расход теплоносителя на вентиляцию. При центральном регули- ровании по отопительному графику расход теплоносителя при изме- нении температуры наружного воздуха необходимо изменять сле- дующим образом. В начале отопительного периода при понижении температуры наружного воздуха расход тепла на вентиляцию не- обходимо увеличивать (рис. 22, а). Температура теплоносителя в подающем трубопроводе тепловой сети постоянна. Подачу тепла увеличивают за счет увеличения расхода теплоносителя через кало- риферные установки. В диапазоне температур от t„ до £„.в расход теплоносителя через калориферные установки постоянный. При понижении темпе- ратуры наружного воздуха расход тепла увеличивают за счет более высокой температуры теплоносителя в подающем трубопроводе. В диапазоне температур от /Н.Е до /н.о при ограничении расхода тепла на вентиляцию (расчетные параметры А) снижают расход теплоносителя через калориферы. При расчетных параметрах Б Расход теплоносителя через калориферы не изменяют. Изменение температуры теплоносителя после калориферов показано на рис. 22, б 4 0—3082 49
Расход теплоносителя на нужды вентиляции при любой темпер? туре наружного воздуха можно определить по формуле i ‘ С (?! — Тв) где Qbi т1т тв — расход тепла, Вт, и температура теплоносителя и входе в калорифер (в подающем трубопроводе тепловой сети) и и выходе из него, °C, при температуре наружного воздуха tB; GB расход теплоносителя, кг/с, при температуре наружного возду ха ta. Расчетный расход можно определить при любой температур наружного воздуха в диапазоне от До £н.в • СНиП 11-36-73 река мендует расчетный расход теплоносителя, кг/с, определять при тел пературе наружного воздуха 4,в по формуле В с<т1в -т2в> (9С где QB — расход тепла на вентиляцию при (д.в, Вт (для систем вен тиляции с ограниченным расходом тепла — это расчетный расход на вентиляцию); tib, т2в — температуры теплоносителя по отопй тельному графику при /и.а, °C. i В диапазоне температур от tB до /н.в линия температур тепла носителя после калориферов [тв = f (/а)] совпадает с линией тел, ператур теплоносителя после систем отопления. Поэтому значенн тзя можно определять по отопительному графику. - При регулировании по повышенному графику, т. е. по совмест ной нагрузке отопления и горячего водоснабжения, ты определяю по отопительному графику, если система вентиляции подключен к тепловой сети после теплового пункта, и по повышенному — есл система подключена до теплового пункта. Для открытой теплово сети ты и Т2в определяют по отопительному графику. Расход теплоносителя на горячее водоснабжение. Расход тепле, носителя на горячее водоснабжение зависит от вида тепловой сет (закрытая или открытая). Для закрытой тепловой сети расход тепла носителя зависит от схемы подключения теплообменников и выбраь ртах 1 ного режима регулирования. При соотношении нагрузок —дв 2 4g > 1,2 применяют параллельную схему, а режим регулирования -< по отопительному графику. Этот же режим применяют при смешай ной схеме подключения теплообменников. Рассмотрим, как необходимо изменять расход теплоносителе в зависимости от температуры наружного воздуха при параллельно схеме подключения теплообменников. График расхода тепла и тем ператур теплоносителя до и после теплообменников представлен и) рис. 23. При постоянной температуре теплоносителя в подающем труба проводе расход через водоводяные теплообменники сохраняют пс 50
стоянным, а при повышении температуры теплоносителя — умень- шают. Расчетный расход теплоносителя на горячее водоснабжение можно определить при любой температуре наружного воздуха в диапазоне от +8° С до iK. СНиП П-36-73 рекомендует определять расчетный расход, кг/с, при температуре наружного воздуха 4 по формуле =(91) t-j) где Qr₽n — среднечасовой расход те- пла на горячее водоснабжение, Вт; Ti — температура теплоносителя в подающем трубопроводе тепловой сети (перед водоводяным теплооб- менником), в точке излома темпера- турного графика, °C; т3 — темпера- тура теплоносителя после теплооб- менника, в точке излома темпера- Рис. 23. Графики расхода тепла и пара- метров теплоносителя на горячее водо- снабжение закрытой тепловой сети: а — расход тепла; б — графкк температур теп- лоносителя; а — расход теплоносителя. Рис. 24. Схема смесительного устройства. тур но го графика (по СНиП 11-36-73 т3 = 30° С); с ~~ удельная теп- лоемкость теплоносителя, Дж/(кг • °C). Для двухступенчатой смешанной схемы подключения теплооб- менников расход воды на горячее водоснабжение меньше, чем для параллельной. В этом случае расход теплоносителя должен обес- печить нагрев воды только во второй ступени: лсрП <л₽н = , г-в , (92) C(Tj — T;j) где Qr₽B’n — расход тепла для нагрева воды на горячее водоснабже- ние во второй ступени теплообменников; — температура сетевой 41 61
Расход теплоносителя на нужды вентиляции при любой темпера туре наружного воздуха можно определить по формуле __ Чв ,В “ С (Tt — тв) ’ (89 где Qb, Tlt тв — расход тепла, Вт, и температура теплоносителя н входе в калорифер (в подающем трубопроводе тепловой сети) и н выходе из него, °C, при температуре наружного воздуха t„; GB - расход теплоносителя, кг/с, при температуре наружного возду ха i„. Расчетный расход можно определить при любой температур наружного воздуха в диапазоне от ф до Ф.в . СНиП 11-36-73 реко мендует расчетный расход теплоносителя, кг/с, определять при тем пературе наружного воздуха /н.в по формуле ' ; __ Ов * “ С(Т1Е — -»2в) ’ (9С где QB — расход тепла на вентиляцию при (и.в, Вт (для систем вев тнляции с ограниченным расходом тепла — это расчетный расход на вентиляции); тц,, та, — температуры теплоносителя по отопй тельному графику при /н.в, °C. В диапазоне температур от 4 До /н.в линия температур тепле носителя после калориферов |тв = f (Q] совпадает с линией тем ператур теплоносителя после систем отопления. Поэтому значенн тгв можно определять по отопительному графику. s При регулировании по повышенному графику, т. е. по совмест ной нагрузке отопления и горячего водоснабжения, т1в определяю* по отопительному графику, если система вентиляции подключен, к тепловой сети после теплового пункта, и по повышенному — есл система подключена до теплового пункта. Для открытой теплово сети Т]в и т2в определяют по отопительному графику. Расход теплоносителя на горячее водоснабжение. Расход тепле носителя на горячее водоснабжение зависит от вида тепловой сет) (закрытая или открытая). Для закрытой тепловой сети расход тепле носителя зависит от схемы подключения теплообменников и выбрав ного режима регулирования. При соотношении qIDJIK нагрузок —~ Чо >1,2 применяют параллельную схему, а режим регулирования по отопительному графику. Этот же режим применяют при смеша! ной схеме подключения теплообменников. Рассмотрим, как необходимо изменять расход теплоноситед в зависимости от температуры наружного воздуха при параллельно схеме подключения теплообменников. График расхода тепла и те$ ператур теплоносителя до и после теплообменников представлен Ц рис. 23. *| При постоянной температуре теплоносителя в подающем труб) проводе расход через водоводяные теплообменники сохраняют п( 50
стоянным, а при повышении температуры теплоносителя — умень- шают. Расчетный расход теплоносителя на горячее водоснабжение можно определить при любой температуре наружного воздуха в диапазоне от +8° С до ts. СНиП П-36-73 рекомендует определять расчетный расход, кг/с, при температуре наружного воздуха iB по формуле а t ?гл , (91) c(tl—%з) где — среднечасовой расход те- пла на горячее водоснабжение, Вт; Ti — температура теплоносителя в подающем трубопроводе тепловой сети (перед водоводяным теплооб- менником), в точке излома темпера- турного графика, °C; тз — темпера- тура теплоносителя после теплооб- менника, в точке излома темпера- Рис. 23. Графини расхода тепла и пара- метров теплоносителя на горячее водо- снабжение закрытой тепловой сети: а — расход тепла; б график температур теп- лоносителя; е — расход теплоносителя. Рис. 24. Схема смесительного устройства. турного графика (по СНиП П-36-73 т3 — 30° С); с — удельная теп- лоемкость теплоносителя, Дж/(кг • °C). Для двухступенчатой смешанной схемы подкяочения теплооб- менников расход воды на горячее водоснабжение меньше, чем для параллельной. В этом случае расход теплоносителя должен обес- печить нагрев воды только во второй ступени: QCPII *г.в с(т'1— Tj) (92) где QrPnn — расход тепла для нагрева воды на горячее водоснабже- ние во второй ступени теплообменников; тг — температура сетевой 4* 51
воды после второй ступени теплообменников, °C (принимают ра ной температуре после систем отопления). С учетом того, что = (S, -4—А, формула для опред »г — ления расчетного расхода теплоносителя имеет вид О? G& = , - . с (тх — т?) ^—4 - G * (9 где — температура горячей воды, равная 60° С; t„ — та— (5 - 4- 10) °C — температура водопроводной воды после первой ступет нагрева; — температура холодной воды в зимний период (пр отсутствии данных = +5° С). При двухступенчатой последовательной схеме включения под< гревателей применяют повышенный график температур теплоноа теля. Расчетный расход сетевой воды на горячее водоснабжение пр этом равен нулю, т. е. GcrnB = 0. (9 В открытых тепловых сетях разбор воды на горячее водоснабж ние в зависимости от температуры сетевой воды осуществляют i подающего, обратного трубопроводов или из подающего и обратной смешивая в смесителе до температуры 60° С. Долю расхода вод на горячее водоснабжение из подающего трубопровода може определить на основании теплового баланса смесительного ycrpoi ства (рис. 24). Уравнение теплового баланса смесителя имеет вид cGjT! + с(?ата = cG^f, (9 где с — удельная теплоемкость воды; Gx, Сг — расход сетевой вод на горячее водоснабжение соответственно из подающего и обратно; трубопроводов; т1( т2 — температура теплоносителя в подающе и обратном трубопроводах; G>p0 — расход сетевой воды на горяч; водоснабжение. Если в уравнение (95) вместо Ga подставить его значение G£PB - — Gx, получим: cGxtx 4- с (Сг!в — Gx) т2 = cG^BiT (91 (9 или после преобразований — Т3 — т1— Обозначим долю расхода сетевой воды на горячее водосна жение из подающего водопровода = (J. Тогда доля расхода 1 обратного трубопровода = 1 — В = . О??. Р 59
При температуре сетевой воды в подающем трубопроводе т, = = tr, т. е. в диапазоне температур наружного воздуха от -}-fr С до t'a ₽ = 1- Вода на горячее водоснабжение поступает только из подающего трубопровода. Если температура сетевой воды в обрат- ном трубопроводе тй > tr, то вода поступает из обратного трубо- провода. График расхода теплоносителя из подающего и обратного трубопроводов в зависимости от температуры наружного воздуха приведен на рис. 25. Для подающего трубопровода расход теплоносителя будет расчет- ным в диапазоне температур от 4-8° С до 4. Его величина, кг/с, ОСР °™ _ c((r-hxT ’ где — температура холодной во- допроводной воды. При скорректированном графи- ке температур теплоносителя рас- четный расход сетевой воды на го- рячее водоснабжение равен 0. Расчетный расход теплоносите- ля для тепловой сети. Для закры- той тепловой сети расчетный расход теплоносителя, кг/с, 6’р = + GB + G^, (100) где 6^ — расчетный расход тепло- носителя на отопление зданий, вычисляемый на основании урав- нения (88); GB — расчетный рас- Рис. 25. Графики расхода тепла и пара- метров теплоносителя на горячее водо- снабжен не при открытой тепловой сети: а — расход тепла; б — график температур теп- Доносителя: а — расход воды» ход теплоносителя на вентиляцию, определяемый с помощью выра- жения (90); (J& — расчетный расход сетевой воды на горячее водо- снабжение, зависящий от схемы подключения теплообменников и выбранного режима регулирования и определяемый с помощью формул (91), (93) или (94). Если участок тепловой сети обслуживает жилые дома с количе- ством населения до 6000 человек, а баки-аккумуляторы отсутству- ет, то в уравнение (100) при параллельной и смешанной схемах вместо (Ттл подставляют G™“. При двухступенчатой схеме вклю- чения подогревателей и режиме регулирования по повышенному 63
графику вместо Gpi — 0 подставляют Оср л. — f (ГД -----Гг в '—Л_ (СНиП П-36-73). При открытой тепловой сети расчетный расход теплоносите; для подающего трубопровода Gp = Go + GB + 6Д, (10 а для обратного трубопровода GP = GO + GB. (Ю: Для обоих трубопроводов СНиП 11-36-73 рекомендует определи- приведенный расчетный расход по формуле Gp = Go4- Gb + О.бО'Д, (10 где 6>рв определяют из уравнения (99). При регулировании по скорректированному графику G& = Если участок открытой тепловой сети обслуживает жилые здани с количеством жителей до 6000 человек, то расчетный расход тепл! носителя G,,-б,-;-G„ + G™\ (10 Максимальный расход сетевой воды на горячее водоснабжен! в открытых и закрытых тепловых сетях определяют по формула (91), (93), (99); при этом вместо QjpB подставляют — мака мальный расход тепла на горячее водоснабжение. Для внутриквартальных систем отопления и вентиляции расче ный расход теплоносителя Gp - Go - GB. (10 Для подающего трубопровода сети горячего водоснабжения о: ределяют секундный расчетный расход, л/с, по формуле G = 5?а, (10 где q — расход горячей воды диктующим для участка водоразбор ным прибором, л/с; а — безразмерная величина, которая зависи от числа водоразборных точек N и вероятности их одновременног действия Р (СНиП 11-34-76). Циркуляционный расход определяют на основании потерь тепл подающими трубопроводами. Расчетные расходы теплоносител позволяют выполнить гидравлический расчет трубопроводов тепле вой сети. ПРОКЛАДКА И ТРАССИРОВКА ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ Выбор трассы. Существуют два вида прокладки тепловых сетей - подземная и надземная. Подземная прокладка применяется в п рбдах, поселках и других населенных пунктах, надземная — bi 54
черты города, по незастроенным кварталам или на территории про- мышленных предприятий. При подземной прокладке тепловых сетей трубопроводы прокла- дывают бесканально, в непроходных, полу проходных каналах или проходных коллекторах. В проходных коллекторах тепловые сети прокладывают совместно с другими инженерными сооружениями (водопроводом, электрическими и телефонными кабелями и другими коммуникациями). Внутри микрорайонов или кварталов наиболь- шее распространение получила прокладка тепловых сетей в непро- ходных каналах или бесканально. При выборе трассы трубопроводов необходимо руководствовать- ся вопросами экономичности и надежности тепловых сетей. Крат- чайший путь транспортировки теплоносителя, как правило, наиболее экономичный. Распределительные тепловые сети предусматривают тупиковые. Магистральные сети при мощности 4,8 ГВт и более не- обходимо закольцовывать или предусматривать резервирование по- дачи тепла. Последнее требование вызвано тем, что при диаметре труб более 700 мм устранение аварии (выпуск воды, ремонт, запол- нение) длится более 24 ч. В это время значительное количество потребителей не будет обеспечено теплом. Температура в помещени- ях может снизиться ниже нуля, что вызывает нарушение работы водопровода и канализации. С целью повышения надежности целе- сообразно предусматривать резервные перемычки нужного диаметра (для магистралей, питаемых от различных источников тепла), а также параллельную работу источников тепла на тепловую сеть. В местах ответвлений распределительных трубопроводов от ма- гистральных рекомендуется устраивать контрольно-распределитель- ные пункты (КРП) [31. На КРП устанавливают головные задвижки распределительных сетей, секционирующие задвижки, задвижки на блокирующих связях и другое оборудование. На всех ответвле- ниях тепловой сети также предусматривают установку задвижек, для обслуживания которых устраивают- камеры. При длине от- ветвлений к отдельным зданиям до 30 м и диаметре до 50 мм запор- ную арматуру допускается не устанавливать. В этом случае следует предусматривать запорную арматуру, обеспечивающую отключение группы зданий с суммарной тепловой нагрузкой не более 0,56 МВт, Расстояние между секционирующими задвижками должно быть не более I км. Температурные деформации устраняют с помощью ком- пенсаторов. Трассу тепловых сетей выбирают вне проезжей части и вне зоны зеленых насаждений, в технических полосах параллельно красным линиям улиц. Расстояния в плане от наружной стенки канала или бесканальной конструкции должны быть следующие: до фундамента зданий — 2м (при прокладке в каналах) и 5 м (при бесканальной прокладке); до оси крайней пути железной дороги — 4 м; до оси крайней пути трамвая — 2,75 м; до бортового камня улицы или Дороги •— 1,5 м; до наружной бровки кювета или до подошвы на- сыпи (улицы, дороги) — 1 м; до фундаментов опор воздушных 55
линий электропередачи напряжением до I кВ — 1м, 1 35 кВ — 2 м, 110—220 кВ — 3 м, 330—500 кВ — 5 м; до водопро; да — 1,5 м; до бытовой канализации — 1м (при прокладке в как лах) и 3 м (при бесканальной прокладке); до газопроводов давлени менее 0,6 МПа — 2 м, свыше 0,6 МПа — 4 м (при прокладке в как лах и бесканальной прокладке с попутным дренажем), давлени менее 0,3 МПа — 1 м, 3 —-6 МПа — 1,5 м, 6—12 МПа — 2 м (it бесканальной прокладке); до силовых кабелей — 2 м; до кабел связи — 1м. При диаметре трубопроводов 300 мм и менее допускается не сечение теплотрассой жилых, общественных и производственн зданий при условии, что прокладка сетей будет выполнена в тех] ческнх подпольях или технических коридорах. Прокладка в тех1 ческих подпольях или коридорах уменьшает затраты на земляк работы и устройство каналов. При этом сокращается количес камер в местах ответвлений. В технических подпольях вместе с тепловыми сетями мои прокладывать и другие инженерные сооружения. Строительс нулевого цикла всех зданий микрорайона при этом способе прокл ки инженерных сетей следует вести поточно вместе с инженерны сетями. Между зданиями предусматривают полу проходные и непроходные каналы. На вводах тепловых сетей в здания необз димо предусматривать герметизацию, чтобы избежать попадав газа в подвальные помещения. Прокладка труб в просадочных и водонасыщенных грунт: Прокладка труб в просадочных и водонасыщенных грунтах им* свои особенности. При просадочных грунтах 1-го типа (проса; грунта от замачивания под собственным весом не превышает 5 i тепловые сети проектируют так же, как и для непросадочных гру тов. При просадочных грунтах 2-го типа (просадка грунта под < ственным весом превышает 5 см) не допускается бесканальная г кладка трубопроводов и пересечения трассой жилых, обществен: и производственных зданий. В этом случае предусматривают каш ную прокладку. Трассу при просадочных грунтах необходимо назначать чтобы был обеспечен беспрепятственный сток поверхностных которые отводятся в ливневую канализацию или за пределы трас Расстояние от оси каналов до ближайших коммуникаций, содерэ щих воду, должно быть не менее 5 м при просадочных грунтах 1 типа и 10 м — при просадочных грунтах 2-го типа. При просадочностн 2-го типа необходимо уплотнять основа: каналов и камер. Для камер уплотнение должно быть на глубину менее 1 м, для каналов при величине просадки до 40 см — на глу ну 0,3 м. В местах стыков лотковых элементов каналов предусмат вают подкладки. Стыки заделывают пеньковой прядью, пропитан: в битуме. Канал прокладывают с уклоном I = 0,003 -j- 0,Г При вводах в здание между поверхностью конструкции трубы и п мычкой над проемом предусматривают зазор не менее 30 см, к 56
Минимальное расстояние, к, при диаметре условного проходя трубопровода, мм Толщина СЛОЯ прося* ДОЧНОГО грунта, см до 100 100—300 - более 300 7,6 10 10 J5 S—12 Более 12 5 7.5 рый герметизируют вОдо- и газонепроницаемым эластичным матери- алом. Через 70—100 м на трассе устраивают контрольные колодцы (для контроля за утечкой воды из тепловой сети). При проклапуо' тепловых сетей параллельно зданиям и сооружениям следует вы- держивать минимальные расстояния в зависимости от толщины слоя просадочного грунта (табл. 11). При вводе в здание канал на рассто- янии, указанном в табл. 11, предусматривают водонепроницаемым. При прокладке тепловых сетей в водонасыщенных грунтах устраивают дренаж. Для водопонижения можно использовать гра- вийную подсыпку под основание канала или предусматривать уклад- ку дренажных труб. Дренажные трубопроводы (асбестоцементные диаметром 100—150 мм, перфори- рованные или с продольными ще- лями) укладывают на гравийную подсыпку. Грунтовые воды по дренажным трубопроводам попа- дают в дренажные колодцы, а от- туда их сбрасывают в канализа- цию. При строительстве в водо- насыщенных грунтах камеры не- обходимо проверять на всплы- тие [6]. Выбор сортамента труб и ар- матуры для тепловых сетей. Вы- бор труб и арматуры при проектировании осуществляют на основании условного давления теплоносителя. Под условным понимают дав- ление, на которое рассчитан трубопровод или арматура при темпера- туре среды от 0 до 120° С. С повышением температуры механическая прочность металла изменяется. Для температуры свыше 120“ С условное давление теплоносителя определяют по формуле = ерраС. (Ю7) где в — коэффициент, зависящий от температуры транспортируемой среды (при 120° С < т ==; 300° С в = 0,8; при 300е С < т 400° С 6 = 0,64); рРаб — рабочее давление среды. За рабочее давление среды для водяных тепловых сетей следует принимать наибольшее давление в подающем трубопроводе с учетом рельефа местности, но не менее 1 МПа; для паропроводов от котлов — Давление на выходе из котла; для конденсатных сетей — наибольшее Давление в сети. Под пробным давлением трубы и соединительные части испыты- вают на плотность и прочность. Пробное давление в 1,25—1,5 раза выше, чем рабочее и условное. Для тепловых сетей рекомендуется применять электросварные трубопроводы с продольным или спиральным швом: с продольным — пРи условном давлении до 1,6 МПа и температуре до 300° С; со Таблица 11. Минимальные расстоя- ния от тепловых сетей до фундамен- тов зданий или сооружений (СНиП 11-36-73) 57
спиральным — при условном давлении пара до 1,3 МПа, а воды до 1,6 МПа Трубы со спиральным швом выпускают наружи диаметром свыше 159 мм, с продольным швом — свыше 57 мм. Г нические требования на стальные электросварные трубы устанав. вают ГОСТ 8696—74* и ГОСТ 10706—76. Для тепловых сетей в можно применение бесшовных труб, но это менее экономично, с дороже. Арматуру для тепловых сетей следует предусматривать стальну При давлении лара ниже 0,07 МПа или температуре воды ни 115° С допускается применять арматуру из ковкого чугуна КЧ-3 по ГОСТ 1215—59 или из серого чугуна СЧ-15-32 по ГОСТ 1411 70. Арматуру из серого чугуна применяют при tn.o>— 10° С. Чуг ную арматуру необходимо защищать от изгибающих усилий. С целью снижения металлоемкости системы теплоснабжения дутся научно-исследовательские работы и эксперименты относите но применения для тепловых сетей неметаллических трубопровод Перспективными являются асбестоцементные, пластмассоЕ трубопроводы и железобетонные трубы с пластмассовым покрыто В настоящее время неметаллические трубопроводы еще име существенные недостатки. В частности, пластмассовые трубопро: ды (полиэтиленовые и вини пластовые) не выдерживают высок температур и быстро стареют. Трубопроводы из фторопласта лишены этих недостатков, однако их стоимость довольно высока Перспективны трубопроводы из полипропилена ПП-3 и ПП-i Асбестоцементные и железобетонные трубопроводы имеют ненаде? ные соединения и компенсаторные устройства. Недостатком асбест цементных трубопроводов является также их хрупкость. Однако уже сейчас Минсельстрой РСФСР проводит экспериме тальную прокладку тепловых сетей из асбестоцементных трубопр водов в гидрофобизирующей засыпке. Разработаны соединен! асбестоцементных трубопроводов с помощью муфт и резиновых упло нительных колец. Создание более надежных соединений и компе саторов для асбестоцементных и железобетонных труб созда возможность более широкого применения их для тепловых сете Замена металлических трубопроводов на неметаллические позвол! сэкономить металл и снизить затраты на прокладку тепловых сете ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ При проектировании тепловых сетей гидравлический расч, позволяет определить диаметры трубопроводов и падение давлени а для существующих сетей — пропускную способность. Гидравл ческий расчет аварийного режима тепловых сетей выполняют с п мощью ЭЦВМ или моделирующих устройств. В процессе проект рования расчет на ЭЦВМ позволяет улучшить качество проект найти оптимальное решение. Существуют программы расчетов j ЭЦВМ, в частности программы, разработанные ВНИПИэнерг промом и Сибирским энергетическим институтом. S8
Основные зависимости Падение давления в трубопроводе про- исходит за счет трения жидкости о стенки (Дртр) и за счет изме- нения эпюры скоростей потока на поворотах, в местах установки арматуры и т. д. (падение давления на местных сопротивлениях Падение давления за счет трения, Па, определяют по формуле Дарси — Вейсбаха f *12 Ар1Р = Х-^-.-^-р, (108) где X — коэффициент трения; £>„ — внутренний диаметр трубо- провода, м; I — длина трубопровода, м; и — скорость движения по- тока жидкости, м/с; р — плотность жидкости, кг/м®. Коэффициент трения "к зависит от режима движения жидкости и шероховатости труб. Различают четыре характерные области режима движения жидкости: область ламинарного движения, область гидравлических гладких труб, переходную область и об- ласть квадратичного закона. В ламинарной области и области гид- равлических труб коэффициент трения зависит от числа Рейнольдса Re = vDJv, где v — кинематический коэффициент вязкости по- тока, мг/с. В переходной области, т. е. в области перехода от гидравлически гладких труб к области квадратичного сопротивления, коэффициент трения зависит от числа Re и шероховатости груб. Для этой области коэффициент трения определяют по формуле Кольбрука — Уайта к~Г_г18/^ш+Д- ‘109> I \ ВеП 3.7В, где k3 — эквивалентная шероховатость внутренней поверхности труб (для паровых сетей k3 = 0,0002 м, для водяных тепловых сетей k3 = 0,0005 м, для сетей горячего водоснабжения и конденсато- проводов k? = 0,001 м). Уравнение (109) решают графоаналитическим методом, методом подбора или методом итераций Для области квадратичного закона коэффициент трения не за- висит от числа Re, а зависит только от шероховатости труб. Коэф- фициент 1 определяют по формуле Прандтля — Никурадзе / п Анализ движения теплоносителя в тепловых сетях показывает, что, как правило, движение происходит в переходной области или в области квадратичного закона. Границу переходной области и области квадратичного закона можно определить в результате сов- местного решения уравнений (109) и (110) или с помощью предель- ного числа Рейнольдса Renp-560^. (111) 59
При Re > Renp имеем область квадратичного закона. Падение давления на местном сопротивлении ДРМ = £-Т-Р. (1 где — коэффициент местного сопротивления. Коэффициенты местных сопротивлений определены эксперим! тально и приведены в справочниках. Суммарное падение давления на участке тепловой сети, Г Др = Дртр 4- Ар., = (b + SCj -у-р. (11 Методы расчета. Существуют различные методы гидравличесз го расчета тепловых сетей. При правильном выборе метода моя сократить время на расчет с сохранением необходимой степени и ности. Если потери давления на трение и на местных сопротивлени: примерно одинаковы, целесообразно применять метод удельш потерь на трение. При этом методе суммарное падение давления участке тепловой сети, Па, определяют по формуле Др = RI + Др,,, (П X и* где R = -5—р — удельное падение давления на 1 м длш трубопровода, Па/м; I — длина участка трубопровода, м; Дри падение давления на местных сопротивлениях участка, Па. Метод удельных потерь на трение применяют при расчете пар вых сетей низкого давления и внутридомовых систем теплоснаб» ния (систем отопления, систем теплоснабжения калориферов и др В наружных тепловых сетях основная доля падения давления за счет трения. Падение давления на местных сопротивлениях висит от вида прокладки, типа принятых компенсаторов и составлю примерно 30—40%, от падения давления за счет трения. При вып( нении гидравлического расчета тепловых сетей потери давления местных сопротивлениях заменяют потерями давления за счет т| ния на участке длиной /экв. Длину участка выбирают из условия где — потери давления на трение иа участке длиной /а С учетом того, что ЛС’ "г (И Ap^SC-fp, (Н получим Длина эквивалентного участка прямо пропорциональна cyi коэффициентов местных сопротивлений и диаметру, обратно пропо 60
пиона льна коэффициенту трения. Суммарные потерн давления на участке, Па, др Дртр + Дрм = Дртр + Др£- = Р (I + М = Wop, (119) где R — удельная потеря давления на 1 м длины участка, Па/м; /др — приведенная длина участка, м. Для существующих/тепловых сетей, т. е. при определении про- пускной способности сети, гидравлический расчет удобно выпол- нять с помощью метода характе- ристик. Падение давления на участке др =(ЛЛг + 2^р. (120) Если вместо скорости v в уравнение (120) подставим ее зна- чение из уравнения неразрывнос- 4G ти v =----„—, получим (121) Рис. 26. Последовательное (а) и парал- лельное (б) соединение участков: 1—3 — участки тепловой сети. Величину fl -4—f- — Обозначают S и называют ха- \ ”в / 2nsD’p рактеристикой или сопротивлением участка тепловой сети. Для существующего участка при р = const характеристика является величиной постоянной. При известной характеристике потеря дав- ления на участке Др = SG2, (122) где S — сопротивление участка, Па • са/кг2; G — расход тепло- носителя на участке, кг/с. Последнее уравнение позволяет вычислить расход теплоносителя на участке, т. е. пропускную способность участка, при известном сопротивлении участка и известном падении давления на нем. Для ряда последовательно соединенных участков суммарная по- теря давления равна сумме потерь давления на отдельных участках. Например, для трех участков (рис. 26, а) Др,.; = Apj Др2 + Др3. (123) Потеря давления на первом участке Др, = SiG2, на втором Др2 = S2(?, на третьем Др3 = SjG2 и на всех участках Др1—з = Sj_3 G2. С учетом последних уравнений выражение (123) можно 8а писать в виде Si^3G3=(S1 + S1 + Ss)G3 (124) Или SI^ = SI + St + S„ (125) 61
т. е. суммарное сопротивление ряда последовательных участков р. но сумме сопротивлений отдельных участков. При параллельном соединении участков потери давления на н равны между собой, т. е, &рг = Ар2 — &р3 ~ р& — Ръ ~ (рис. 26, б). Из уравнения Др = StG) определим расход теплоносителя первом участке: 01 Величину 1/p^Si обозначим аг и назовем проводимостью 1 участка. Тогда ___ Сх = й1/Др. (11 Расходы теплоносителя на 2-м, 3-м участке и суммарный со< ветственно равны 6, - (11 G3 = as VДр; (12 6 = а(_з1/Др. (13 С другой стороны, суммарный расход теплоносителя G = 4- Ge + G3. (13 Подставив в уравнение (131) вместо расходов их значени получим 01-3 КДр = (О1 + О| + 0s) У"Др (13 или Щ-з = a, 4- as dj. (1; При параллельном соединении участков суммарную прово, мость определяют как сумму проводимостей отдельных участи Сопротивление параллельно соединенных участков вычисли по формуле S1_3=l/a^. (1; Гидравлический расчет водяных тепловых сетей. Водяные теп. вые сети рассчитывают в два этапа — предварительный и окон тельный. При предварительном гидравлическом расчете поте давления на местных сопротивлениях определяют по формуле Ари = аДртр. (Ь где a — коэффициент, учитывающий долю потерь давления местных сопротивлениях (табл. 12). Предварительный гидравлический расчет иногда выполняют стадии проектного задания при технико-экономических расчетах. Окончательный гидравлический расчет отличается от предва] тельного тем, что падение давления на местных сопротивление учитывается более точно, т. е. после расстановки компенсаторов отключающей арматуры. Гидравлический расчет выполняют д 62
подающего трубопровода; диаметр обратного трубопровода и па- дение давления в нем принимают таким же, как и в подающем. Предварительный и окончательный гидравлические расчеты можно совместить; при этом расчет производят в следующем порядке: 1) на трассе трубопроводов выбирают главную расчетную ма- гистраль, как правило, от источника тепла к наиболее удаленному потребителю; 2) определяют расчетные расходы теплоносителя на участках л длины участков; 3) на основании расходов теплоносителя и ориентируясь на удельную потерю давления до 80 Па/м, назначают диаметры трубо- Т а блица 12. Коэффициент а для определения потерь давления на местных сопротивлениях в разветвленных тепловых сетях (СНиП 11-ЗВ-73) Тип коыпенсаторов Диаметр условного прохода тру- бопровода, ым Значение коэффициента для паровых сетей для водяных сетей и кон- деясатопро- водов П-образные с гнутыми отводами До 150 0,5 0,3 175—200 0,6 0,4 250—300 0,8 0,6 П-образные со сварными или круто- 175—250 0,8 0,6 изогнутыми отводами 300—350 1 0,8 400—500 1 0,9 Сальниковые До 400 0,4 0,3 проводов на участках; диаметры удобно назначать с помощью таб- лиц для гидравлического расчета тепловых сетей (см. прилож. I); удельную потерю давления определяют на основании технико- экономического расчета; 4) по таблицам определяют удельную потерю давления и скорость теплоносителя; 5) вычерчивают схему трубопроводов расчетной магистрали, расставляют отключающие задвижки, неподвижные опоры, компен- саторы и другое оборудование; расстояние между неподвижными опорами для различного диаметра можно определить на основании Данных табл. 13; 6) на основании местных сопротивлений определяют эквива- лентную длину для каждого участка и вычисляют приведенную Длину по формуле' (136) 7) вычисляют потери давления на участках из выражения Др = /?(ПР (137) и потери давления на магистрали; 63
8) рассчитывают ответвления ро располагаемому перепаду дав- лений; при этом удельная потеря давления не должна превышать 300 Па/м, скорость теплоносителя 3,5 м/с. Пример гидравлического расчета трубопроводов водяных тепло- вых сетей приведен на с. 116—117. Гидравлический расчет сетей горячего водоснабжения. Сете горячего водоснабжения рассчитывают для двух режимов. Подаю- щий трубопровод сети рассчитывают на пропуск максимально- го секундного расхода, циркуляционный — на режим циркуляции. Диаметры участков подающих трубопроводов определяют с помощьк Таблица 13. Расстоянии между неподвижными опорами (теплоноситель—i *») 1151 Тип компенсатора Расстояния, и, при диаметре условного прохода трубопровода, нм 40— 50 70 80 ню 125 1S0— т75 800 SOO- SOO 350 400 П-образный 60 70 80 80 90 100 120 120 140 160 Сальниковый — — — 70 70 80 80 100 120 140 Примечание, Расстояние между неподвижными опорами на участках само компенсации рекомендуется принимать не более 60% от расстояний, указанных в таблиц для П-образных компенсаторов. таблиц ВНИИ Водгео [141, ориентируясь на скорость до 1,5 м/ с учетом зарастания труб. Согласно СНиП II-34-76 потери напора на участке подающег трубопровода, м, определяют по формуле ДЯ = 17(1 +kM)n- JO-'2, (13f где I — удельная потеря напора на трение на 1 м длины трубе провода, см/м; I — длина участка, м; ka — коэффициент, учитывг ющий потери напора на местных сопротивлениях (для подающи трубопроводов = 0,2, для трубопроводов внутри тепловь пунктов = 0,5); п — коэффициент, учитывающий зарастаю труб и определяемый по формуле Ов — внутренний диаметр трубопровода, мм; AD — уменьшен! внутреннего диаметра за счет зарастания труб, мм. При отсутствии опытных данных уменьшение внутреннего ди метра ДО определяют по приложению 8 СНиП 11-34-76. Прим( гидравлического расчета подающего трубопровода сетей горяче! водоснабжения приведен на с. 117—119. После гидравлического расчета подающих трубопроводов опр деляют напор повысительных насосов. Повысительные насосы мог; отсутствовать, когда напор в водопроводной сети больше требуем (131 64
го. Требуемый напор, м, H%* = h + bHnn„+&H„+ ЛЯ. + Я, (140) где ft — геометрическая высота подачи воды к самой высокорас- положенной водоразборной точке, м; А77теПл — потеря напора в теплообменниках, м; АНК —.потеря напора в подающем трубо- проводе наружной сети горячего водоснабжения, м; АЯВ — потеря напора во внутридомовой системе горячего водоснабжения, м; Н — свободный напор у водоразборной точки, м, определяемый по СНиП И 30-76. Если напор в водопроводной сети меньше требуемого, предусмат- ривают установку повысительных насосов. Гидравлический расчет циркуляционного режима выполняют на основании циркуляционных расходов. Для этого определяют потери тепла на участках подающего трубопровода и по ним вычисляют циркуляционные расходы. При расчете циркуляционного режима диаметр подающего тру- бопровода сетей горячего водоснабжения оставляют без изменения, а диаметр циркуляционного трубопровода назначают по таблицам для расчета конденсатопроводов [10], ориентируясь на удельную потерю давления по расчетной магистрали R = 100 150 Па/м. Отдельные ветви сети горячего водоснабжения должны быть увя- заны; неувязка не должна превышать 10%. Расчет циркуляционного режима рекомендуется выполнять методом приведенных длин. На основании гидравлического расчета циркуляционного режима подбирают циркуляционные насосы. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ПАРОВЫХ СЕТЕЙ И КОНДЕНСАТОПРОВОДОВ При гидравлическом расчете паровых сетей учитывают измене- ние плотности р транспортируемого пара за счет потерь давления. Изменением плотности можно пренебречь в диапазоне давлений 0,005—0,02 МПа. С достаточной для инженерных расчетов точнос- тью величину р можно считать постоянной и равной 0,633 кг/м3 при среднем давлении пара 0,01 МПа. Скрытая теплота парообразо- вания в этом диапазоне давлений также может быть принята постоян- ной (гср = 2253 кДж/кг). При давлении в паропроводе свыше 0,02 МПа учитывают изменение плотности за счет изменения давле- ния при транспортировке. С позиций гидравлического расчета паровые сети бывают низкого Давления (до 0,02 МПа включительно) и высокого давления (свыше 0,02 МПа). Паровые сети низкого давления. Такие сети имеют относительно небольшой радиус действия (до 200 м), который зависит от давления Нара в котле и у потребителя. Конденсат в паровых сетях низкого Давления возвращается с помощью конденсатных насосов. Возврат самотеком не применяется, так как это связано с заглублением 5 <П-ЭО82 65
источника тепла. Если конденсат используют для технологически^ нужд (например, при пропарке в пропарочных камерах железо! бетонных изделий), паровую сеть предусматривают без конденсате^ провода. ] Гидравлический расчет паровых сетей низкого давления выпод! няют методом удельных потерь. Порядок расчета следующий: 3 1) на схеме паровой сети выбирают главную расчетную магией раль (к самому удаленному потребителю) и определяют ее длин] (сумма длин всех участков); ] 2) вычисляют ориентировочную удельную потерю давления н| 1 м длины трубопровода по формуле ! где — давление пара на выходе из котла, Па; рп — необходимей давление пара у потребителя, Па; 2/ — суммарная длина участке] главной расчетной магистрали, м; а — коэффициент, учитывающи! долю потерь на местных сопротивлениях (для паровых сетей низков! давления принимают а = 0,5 - 0,6); 1 3) на основании тепловой нагрузки и ориентируясь на удельнум потерю давления, для каждого участка назначают диаметр. При это! можно воспользоваться табл. 46.4 из [11]. Необходимо следить, чтея бы скорость пара не выходила за пределы допустимой: при nonyl ном движении пара и конденсата — 30 м/с, при встречном — 20 мЛ (СНиП 11-33-75); ] 4) расставляют неподвижные опоры, компенсаторы, отключак! щую арматуру. Рекомендуемые расстояния между неподвижным опорами при давлении пара до 0,8 МПа приведены в табл. 14; 1 5) определяют сумму коэффициентов местных сопротивлений дд| отдельных участков [1Н и потери давления на местных сопротивлв пнях; I 6) вычисляют суммарные потери давления на участках из выр! женин 1 = (141 и общую потерю давления по главной магистрали; 1 Таблица 14. Расстояния между неподвижными опорами (теплоноситель! пар) 115] Я Тип компенсатора Расстояния, и. при диаметре условного проходя ’ трубопровода» мм \ 25—32 40—50 70 80 100 126 150— 175 200— 350 404 П-образный 50 60 70 80 80 90 100 120 141 Сальниковый •—' — — 60 60 70 70 13 Примечание. На участке! с амоком ленсации расстояния между непадвиЖ! опорам» рекомендуется принимать ее более 60% указанных в настоящей таблице П'-обраамых компенсаторов. 66
7) рассчитывают ответвления из условия равенства потерь давления на параллельных участках. Форма таблицы для выполне- ния расчета паровых сетей низкого давления приведена ниже. На промышленных предприятиях паровые сети низкого давле- ния менее распространены, чем паровые сети высокого давления. Паровые сети высокого давления. При давлении пара свыше 0,02 МПа в гидравлическом расчете учитывают изменение плотности пара по длине паропровода. Кроме этого, при неизолированных трубопроводах учитывают еще изменение расхода пара за счет попутной конденсации. В расчетах плотность пара можно принять постоянной только на отдельных участках. Ее определяют при среднем давлении пара на участке. С целью увеличения точности расчета протяженные уча- стки разбивают на подучастки длиной по 300—500 м. Плотность перегретого пара зависит от давления и температуры. Исходными данными при проектировании паровых сетей являет- ся давление пара у потребителя и источника. В результате гидрав- лического расчета определяют диаметры трубопроводов. Расчет паровых сетей высокого давления выполняют методом подбора. Зная давление в начале участка, задаются давлением в конце его, затем вычисляют среднее давление и определяют плотность пара рср. На основании расхода пара по таблицам гидравлического расчета Г10] определяют диаметр трубопровода, удельную потерю давления ^табл и скорость движения пара огавл. Таблицы приведены для пара с плотностью р = 1 кг/м®. Действительную удельную потерю дав- ления, Па/м, и действительную скорость, м/с, вычисляют из урав- нений — /?табл —* (143) Рср Уд = Утабл ‘-L. (144) "ср При, назначении диаметров следят за тем, чтобы скорость не выходила за пределы допускаемой. Рекомендуемые максимальные скорости в паропроводах высокого давления приведены в табл. 15. б- 67
Таблица 15. Рекомендуемые макси- мальные скорости движения пара в па- ропроводах [10J Диаметр условного прохода трубопро- вода им Скорость О, м/с • О «в я) н а С « « Й5 (- С для на- сыщенно- го пара До 200 50 35 Свыше 200 80 60 После этого расставляют неподвижные опоры, компенсаторы, арматуру и вычисляют эквивалентную, приведенную длину и потерн давления на участке: Др = /?лЛ.р- (145) Давление в конце участка ркои = Ралч ' ' ^Pf (146) где рем — давление в начале участка. Если вычисленное давление в конце участка не совпадает а ранее принятым, расчет повторяют. При совпадении давлений пере- ходят к расчету следующего уча- стка. Последовательно выполня- ют гидравлический расчет всех участков главной магистрали, затем и ответвлений. При каче- ственной теплоизоляции паре провода изменением количеств, пара за счет попутной конденса ции можно пренебречь. При от сутствии теплоизоляции расчет ный расход пара определяют < учетом попутной конденсации. Потери тепла отдельными уча стками неизолированного трубопровода, Вт, с достаточной точностьк можно вычислить по формуле Q = Wy(i~M. (147 где k = 12 Вт/(м* • °C) — коэффициент теплопередачи; DB — на ружный диаметр трубопровода, м; I — длина участка, м; т — тем пература насыщенного пара при среднем давлении на участк °C; /о>ф — температура окружающей среды, °C. Количество пара, сконденсировавшегося на участке, кг/с, где гср — скрытая теплота парообразования при среднем давлеш пара на участке, кДж/кг. При определении количества пара за счет попутной конденс ции скрытую теплоту парообразования для всех участков магистр ли можно принимать одну и ту же при среднем давлении в магистрал] Расчетный расход пара на участке Gp = G + 0,5GK + (14 где G — транзитный расход пара, который необходимо достави' потребителю, кг/с; GK — расход пара за счет попутной конденсаци на расчетном участке, кг/с; 2GK — суммарный расход пара за сч попутной конденсации на всех последующих за расчетным участка Дренаж паропроводов предусматривают как при отсутств) теплоизоляции, гак и при ее наличии.
ISSm 2Мн ------ р^.ЗМПи 1 $ в Рис. 27. Схема паропровода. При расчете паропровода перегретого пара плотность его опре- деляют в зависимости от среднего давления на участке и средней температуры. Падение температуры на участке, °C, Л/ = Q/CpGp, (150) где Q — потери тепла участком паропровода, определяемые на ос- новании уравнения (147), Вт; ср — теплоемкость пара при постоян- ном давлении и средних параметрах его на участке, Дж/(кг • С); Gp — расчетный расход пара на участке, кг/с. Пример. Выполнить гидравличе- ский расчет паропроводов высокого дав- ления для транспортировки насыщен- ного пара. Схема трассы приведена на рис. 27. Абсолютное давление на паро- распределительной гребенке котельной plt 1,3 МПа. Необходимое давление пара у потребителя А рА = 1 МПа, у потребителя В рв— 1,2 МПа. Тепловая нагрузка потребителя А <Зл=3,36 МВт, потребителя В QB = 2,21 МВт. Определяем необходимое количество пара для потребителя А: где гср = 2025 кДж/кг — скрытая теплота парообразования при давлении 1 МПа. Расход пара для потребителя В . Qb •О3 2,21 -10® , .. , Ов- ------jggg 1,11 КГ/С. Располагаемое давление от котельной до потребителя А &Рр ~ Рк — Рд “ 1.3 — 1 = 0,3 МПа, а от котельной до потребителя В Дрр — Pk — Ps= 1,3 — 1,2 = 0,1 МПа. На участках магистрали от котельной к потребителю В располагаемое давле- ние меньше. Эту магистраль принимаем в качестве расчетной. Длина расчетной Магистрали К — 1 — В пара И =7л~1 + h-в — 200 + 85 “ 285 “ Ориентировочная удельная потеря давления для расчетной магистрали ty= (1+0^285 Ориентировочно определяем давление в точке 1: Pi = Рк-Ьр?-^~= *.3— 0,1 -|^-= 1,23 МПа. Среднее давление на участке К — 1 Pk + Pi 1,3+1,23 п /'ср =--2----------2----= 1,265 69
Плотвосгь пара при средней давлении 1,265 МПа рср = 6,326 кг/м8. Определяем условную ориентировочную удельную потерю давления на рае* четной магистрали и условную максимальную скорость при плотности пара р = = 1 кг/м3 и диаметре трубопровода до 200 мм: Я» = «Реи = 234 ’ 6>326 = 1480 Па7"! ушах = и™*рср = 35 . 6,326 = 221 м/с, На основании расхода пара на участке К — I Gp = 1,66 -4- 1,11 = 2,77 кг/с и ориентируясь на условную потерю давления Rycjl = 1480 Па/м, назначаем диа-' метр О„Х s= 159 X 4,5 мм и определяем скорость итабл = 157 м/с (чтаСл < < пусл) и табличное значение удельной потери давления /?та6д1 = 1736 Па/м. По формулам (143) и (144) действитель- ная скорость пара н удельная потеря давления ^=157(^г = 24’8м/с; «д = 1736 6^6- = 274 Па/М- Выполняем расстановку неподвижных опор, компенсаторов, задвижек < (рис, 28). Определяем эквивалентную и приведенную длину: !жн = 52,06 “ U = 1 + £жп = 200 + 52,06 = 2&2.06 м. Вычисляем потерю давления на участке К — 1 и давление в точке 1: &р = gj = 274,0 252,06 = 69 064 Па; р, = рК — Др = 1,3 - 69 064- 10“® = 1,231 МПа. Вычисленное давление в конце участка К. — 1 достаточно хорошо совпадает с ранее принятым pi = 1,23 МПа. Пересчитывать участок не требуется. Переходим к расчету участка 1 — В Давление в начале этого участка р^ = = 1,231 МПа, в конце — 1,2 МПа. Результаты расчета приведены в табл. 16. Кроме расчетной магистрали, гидравлический расчет выполнен и для ответ- вления. В Рис. 28. Схема расстановки компенса- торов и арматуры. : Конденсатопроводы. В паровых сетях высокого и ления конденсатопроводы могут быть двухфазные низкого (сборные) и напорные. Напорный транспортирует конденсат, двухфазный — па- роводяную смесь, образующуюся за счет вскипания конденсата. Про- цесс вскипания происходит в результате падения давления, напри- мер, после конденсатоотводчика. В этом случае от конденсатоот- водчика до конденсатного бака конденсатопровод работает как двухфазный, после конденсатного бака — как напорный. Напорные конденсатопроводы работают полным сечением. Теп- лоноситель от конденсатного бака к источнику тепла перекачивают с помощью насоса. Гидравлический расчет напорных конденсато- проводов не отличается от расчета водяных тепловых сетей. Его выполняют методом приведенных длин. 70
B[IW ЖИ’И в и ‘OV „ ЛО., Таблица 16. Гидравлический расчет паропроводов высокого давления ^ЯИ6? Местные сопротив- ления и Q. Я. а С 3/И «/'и ,ва При р = — I кг/м" э/и ‘ьрехд к/ВЦ tfgexy «и *5 X HQ и/ец изЛу tft/jM ноои -lOiru BKBlfsdQ Давление в паро- проводе» МПа aod dOHbOaod -ихнэийО) HO3lrf -BHd w ВХЛЭвЬА BHUIT'Q' O/J11 'йд ейни tfoxoBj шиэаьд п
Диаметры двухфазных конденсатопроводов для паровых се высокого и низкого давления определяют различными способа! В паровых сетях низкого давления конденсат возвращают в конд сатный бак самотеком. После технологического аппарата или те: обменника устанавливают гидравлический затвор (рис. 29). Установка затвора вызвана тем, что в паровых сетях низко давления перепад давлений не превышает 0,02 МПа, а для надеж» Рис. 29. Гидравлический затвор: А — пробка для выпуска грязи; В — край ДЛЯ продувки^ работы конденсатоотводчика i репад должен быть не ме! 0,03 МПа. Высоту гидравли1 ского затвора, мм, при сбс конденсата в открытый бак оп| деляют по формуле й = 0,1рп+ 150, (15 где рп — избыточное давле! пара в теплообменнике, Па. Конденсатопроводы прок, дывают с уклоном ие менее ОД в сторону движения конденса Это обеспечивает самотечный в врат конденсата в конденсатный бак. Конденсат может вскипап точке В. В этом случае от точки В до конденсатного бака конденса провод будет работать как двухфазный. Для паровых сетей низке Таблица 17. Диаметры двухфазных ховденсатопроводов паровых сетей кого давления [11] Диаметр трубо* провода Dy или D[| х в? мы Часовое количество тепля, вы- деленное при конденсации, кВт, для расчетной длины участка /р. И Диаметр трубо- провода Dy или он X S, 1 ш Часовое количество тепла, в деленное при конденсации, к! для расчетной длины учася до 50 50—100 более 100 до 50 60—100 более 1 15 33 21 9 50 756 465 581 20 81 52 29 76x3 1740 1220 25 145 93 46 89X3,5 2620 1740 32 314 204 99 108X4 3840 2680 1450 40 436 291 134 давления диаметры двухфазных конденсатопроводов в зависимо! от расчетной длины участка и количества поданого тепла опреде ют с помощью табл. 17. При этом расчетную длину участка кош сатопровода, м, вычисляют по формуле /р = Ч, (1 где I — длина участка конденсатопровода, м; ku — коэффици' учитывающий местные сопротивления (принимают kK = 1,1 участков магистрали и йи — 1,5 — для остальных участков). 72
Расчет двухфазных конденсатопроводов паровых сетей высокого давления начинают с выбора расчетной магистрали и определения располагаемого давления. Для расчетной магистрали располагае- мое давление, МПа, вычисляют по формуле Д^р = (Р-Ри) 4-0.01ДЛ, (153) где р — абсолютное давление в начале конденсатопровода (после конденсатоотводчика), МПа, определяемое после подбора конденса- тоотводчика; рл — абсолютное давление в конденсатном баке, МПа; Л ft — разность геодезических отметок начала и конца конденсато- провода, м (принимают со знаком «+», если конденсатоотводчнк находится выше конденсатного бака, и со знаком «—», если конден- сатоотводчик находится ниже конденсатного бака). Ориентировочно до подбора конденсатоотводчика давление р можно вычислить из уравнения р = а(рп0,1) + 0,1, (154) где а = 0,5 0,7 — коэффициент, учитывающий потерю давления в конденсатоотводчике; ра — абсолютное давление пара в тепло- обменнике, МПа. Ориентировочная удельная потеря давления, Па/м, для участков главной магистрали (Ля-10*- (1ЗД где а — коэффициент, учитывающий долю потерь давления на ме- стные сопротивления. С учетом транспортировки двухфазной смеси = Я/ф, (156) где ф — коэффициент, учитывающий увеличение потерь давления и скорости при транспортировке двухфазной смеси и зависящий Таблица 18. Значения коэффициента ф |10] Абсолют* ное дав- ление па- ра в теп- лообмен- нике |ОП, МПа Значения ф при абсолютном давлении в конце участка либо в конце конденсатопровода рк, МПа 0,1 0,15 0,14 0,16 0,18 и,а 0,3 0,4 0,12 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 16,8 36,8 64,7 87 106,5 129 18,2 41,5 60,5 76,5 90,4 5,7 25,9 42,4 56,4 69 15 29,6 42 53,2 7 20,1 31,4 41 13 23,2 31,4 5,7 0,4 137 103 79,8 62,6 49,9 39,9 12,8 0,5 162 126 98,8 79,7 65,2 54,5 22,2 8,7 0,8 223 174 143 118 100 85,5 44 25,7 1,0 252 199,5 165 137 117 102 55 34,6 1,5 309 252 208 177,6 154,5 133 78 51,2 73
от перепада давлений в теплообменнике, т. е. перед конденсатоотвд чиком, и в конце участка либо в конце коиденсатопровода (табл. 1? На основании расхода конденсата и ориентируясь на /?усл, н значают диаметр коиденсатопровода на участке (таблицы для гц равлического расчета конденсата проводов с ks— 0,001 м приведен в [10]), определяют R, и и пересчитывают их с учетом двухфазно! состояния конденсата: Неи ~ (15' усм = tap, (151 Потеря давления на участке, Па, Пример. Выполнить гидравлический расчет двухфазного конденсатопрова паровой сети высокого давления, рассмотренной в предыдущем примере (с с, 69—70). Конденсатный бак расположен в котельной Абсолютное давление конденсатном баке — 0,12 МПа Схема конденса гоп ровода и отметки привел иы на рис. 30. Давление в теплообменниках потребителя А — 1 МПа, В 1,2 МПа. Расход конденсата от потребителя А — 1,66, от В — 1,11 кг/с. По производительности подбираем конденсатоотводчики (101. Для потребителя А — конденсатоотводчнк 45с10нж2, перепад давлений i конденсатоотводчике — 0,4 МПа, давление после конденсатоотводчика рА = 1 — 0,4 — 0,6 МПа. Для потребителя В — конденсатоотводчнк 45с10нж2, перепад давлений ч 0,19 МПа, давление после конденсатоотводчика 1,2—0,19= 1,01 МПа. У потребителя А давление после конденсатоотводчика ниже, чем у потребив В, следовательно располагаемое давление для магистрали А — 1 — К мены За расчетную принимаем магистраль с меньшим располагаемым давлением. Располагаемое давление для расчета участков магистрали ДРр = (Р/) — 0,01 ДЛ = (0,6 — 0,12)4-0,01 (—5) = 0,43 МПа, где Л/t = 155 — 160 — —5 м. По формуле (155) ориентировочная удельная потеря давления для магистр; R = 0,43 10“ (1 4* 0,3) 365 = 906 Па/м. Ориентировочную удельную потерю давления для участка А—1 с уч; транспортировки пароводяной смеси определяем по формуле (156). 74
Для определения коэффициента <р необходимо вычислить давление в конце участка, т. е. в точке /. Ориентировочно 1д_, 165 Р/ = Ра - ЛРр -4г- = 0.6-0,43 = 0,4 МПа. £л ООО При давлении пара в теплообменнике 1 МПа, а в конце участка 0,4 МПа <р — ₽ 34,6 (см. табл. 18). В этом случае ₽у-=^- = 26,2 Па/м.’ На основании расхода СА = 1,66 кг/с и ориентируясь на Яусл = 26,2 Па/м назначаем: диаметр трубопровода на участке Л—1 D„ X s = 89 X 3,5 юс: сг= 0,33 м/с; R = 26,1 Па/м. Вычисляем удельную потерю давления и скорость с учетом транспортировки пароводяной смеси: /?см — я<₽ = г6.1 34.6 - 9°3.1 Па/м; = оф = 0,33 34,6= 11,42 м/с. Расстанавливаем неподвижные опоры, компенсаторы, отключающую и за- порную арматуру и определяем эквивалентную длину местных сопротивлений. На участке А—1 два П-образных компенсатора (/экв = 2 X 7,9 м), подъем- ный обратный клапан (1эйв — 17,9 и) и две задвижки (1жв = 2 X 1,28 м). Экви- валентная длина всех местных сопротивлений при коэффициенте шероховатости kf = 0,5 мм 1ЖВ = 2 X 7-9 + 17-9 + 2 х 1,28 = 36,26 м; при Аэ = 1 мм Ска = -J- *экв = Л^б- ' 36126 = 28’8 М‘ Значение ₽ приведены в табл. 9.15 из [10]. Приведенная длина участка Л—1 1пр = / -Нэкв = 165 4- 28,8 = 193,8 м. Потеря давления на участке Ар = /?сн1пр = 903,1 - 193,8 = 175 010 Па = 0,175 МПа. Давление в точке / р, = рА — Ар -J-0,01ДЛ = 0,6 — 0,175 + 0,01 • (—3) =0,395 МПа, где Ah = 155 _ 158 = —3 м. Вычисленное значение давления й почти совпадает с принятым ранее; пере- считывать участок А — 1 не нужно. Переходим к расчету участка /—К, на котором бр = 2,77 кг/с. Давление чара в теплообменниках потребителя А—1 МПа, в конденсатном баке — 0,12 МПа; <рА = 199,5. Давление пара в теплообменниках потребителя В — 1,2 МПа, в баке — 0,12 МПа; грв = 220,5. Средневзвешенное значение коэффи- циента на участке 1—К GaVa+GbVb 1,66 199,5 + 220,5 • 1,11 o(w „ Сд+бв 1,66+1,11 о 906,2 . , ^усл 207 9 4,36 Па/м. Назначаем диаметр на участке 1—К Da X s = 152 X 4,5; = 4 Па/м (вычислено аналитически). = /?Ф = 4 207-9 = 832 Па/Ы- 75
Таблица 19. Гидравлический расчет двухфазных конденсатопроводов 'I1W ‘’fl । 0,395 0,185 w 'i/V 7 7 biiw "av to Г-. СП о о" H io Л о со г-~ — Я л J и) 28,8 27,05 Местные сопротив- ления 1 МПа; Я = 906 Па/1 2 задвижки, 2 П-об- раз вых компенса- тора, I обратный клапан 1 тройник-проход, 2 П-обраэных ком- ' пенсатора Э/И ° -• 1 и = 1 я/вц ‘КЗУ < 3 £ О об Э/W ‘О —1—f ! 0,33 я/вц *У магистраль А- 89 x3,5 26,1 152X4,5 4 ия :s х “а и/вц тная 26,2 4,36 Л Расче. 34,6 207,9 Давление, МПа ВЯАЗЕкХ 0кШОЯ в 0,4 0,12 1 BMXOHhA aiTBhEB Н а сП СО о о" я '7 165 200 о/ля «<о 1,66 2,77 шмэеьд 4 I Местные сопротивления: тройник-проход — 3,55 м); два П-образных компенсатора (/^в = 23,5 и). Для участка = 27,05 и. Приведенная длина , = 200-4- 27,05 = 227,05 и. W „ Потеря давления на участке Лр = 832 227,05= 188900 Па = 0.19 МПа. Давление в конце участка, т. е, в конденсатном баке, рЛ = 0.395 — 0,19 — 0,01 -2 = 0,185 МПа. При уменьшении диаметра доО, X s = 133 X 4 мм потеря давления на уча- стке будет больше располагаемого давления. Из-за сортамента труб использовать все располагаемое давление нет возможности. Ответвление В—/ рассчитываем аналогично участкам расчетной магистра- ли. Результаты расчета сведены в табл 19. ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ устойчивость тепловых сетей Тепловая сеть — это, как правило, сложная разветвленная система трубопроводов, взаимосвязанных между собой. На работу тепловой сети влияют ее абоненты. Гидравлический расчет систем теплоснабжения выполняют для расчетного режима. При этом предполагают, что все абоненты под- ключены к тепловой сети и работают в расчетном режиме. Расход теплоносителя постоянный, режим регулирования качественный. При количественном регулировании, т. е. при изменении расхода теплоносителя, возможна разрегулировка тепловой сети и абонен- тов. К отдельным потребителям будет поступать большее количе- ство теплоносителя, чем необходимо, к другим — меньшее. Гидрав- лическая разрегулировка вызывает тепловую. При отключении одного или нескольких абонентов общее со- противление сети увеличивается и расход уменьшается. Происходит также перераспределение расходов среди абонентов, т. е. гидравли- ческая разрегулировка абонентов. Существующие тепловые сети работают в режиме, несколько отличающемся от расчетного. Например, если тепловая сеть обслужи- вает около ста систем отопления, то из этого количества, с боль- шой степенью вероятности, одна или несколько систем могут быть отключены (ремонт, обслуживание, наладка); некоторые системы отопления могут быть подключены не там, где предусмотрено проек- том, или в них может циркулировать расход теплоносителя, отли- чающийся от расчетного. Все эти факторы будут оказывать влияние На работу других абонентов. Для оценки гидравлической устойчивости сети вводится понятие степень гидравлической разрегулировки абонентов, которая опре- деляется отношением увеличения или уменьшения расхода в момент Разрегулировки к расчетному расходу через абонент. Степень раз- регулировки абонента вычисляют как в долях единицы, так и в про- центах: 3 = б~°Р . 100%, (160) Up 76 77
где G — новый расход теплоносителя через абонент; Gp — расчет расход теплоносителя через абонент. Степень разрегулировки может быть положительной и отр тельной: при положительной расход теплоносителя через або: выше по сравнению с расчетным, при отрицательной — ниже. П жительная разрегулировка вызывает повышение температуры во ха в помещении, отрицательная — понижение. Расход теплоносителя через абонент зависит от перепада да ний на вводе. Для расчетного режима где а — проводимость абонентской системы; Дра6 — расчет перепад давлений в месте подключения абонента к тепловой с Отключение потребителей вызывает повышение сопротивле сети и уменьшение расхода теплоносителя в ней. При этом по- давления уменьшаются, а располагаемое давление на вводах ув чивается. Новый расход теплоносителя через абонент G — aV~^p, ( где Ар — новое располагаемое давление на вводе. Степень гидравлической разрегулировки в долях единицы _ ДР -а/АР^ = f~ др GP Дра0 У ДРаО Степень разрегулировки будет увеличиваться прн увеличь перепада давлений на вводе и достигнет максимума при пере: давлений на вводе, равном перепаду давлений в котельной; т когда Др = ДДкот: Перепад давлений в котельной Аркот ~ Др«о "Ь Дрс> ( где Лрс — потеря давления в сети. С учетом последнего выражения максимальная степень гид| лической регулировки абонентов тепловой сети Утах — дРаб + дРс ДРаб 1 . Величину Утаи можно принять за критерий гидравличес устойчивости двухтрубной тепловой сети. Чем меньше максималЕ степень разрегулировки абонентов, тем выше гидравлическая ус чивость тепловой сети. Гидравлическая устойчивость будет увел: ваться при уменьшении потерь давления в сети и увеличении их у < центов. На повышение гидравлической устойчивости положите^ влияет подключение абонентов через элеватор. Оценку степени I 78
равлической разрегулировки от- дельных абонентов при отключе- нии одного или нескольких из них выполняют с помощью мето- да характеристик. Пример. Источник тепла — котель- ная — обслуживает трех потребителей, подключенных по зависимой схеме без в Рис. 31. План трассы трубопроводов. элеваторов (рис. 31). Определить рас- пределение расходов между абонентами В и С и степень их гидравлической разрегу- лировки при отключении абонента Л. Потерн давления у абонентов А, В и С со- ставляют: Арл = 12 кПа; Дрд = 8 кПа; Дрс = 10 кПа. Потери давления в пода- ющем трубопроводе тепловой сети равны потерям давления в обратном; на участке А'—1 д = 4 кПа; на участке 1—2 — 2 кПа; на участках 2—В, 2—С, 1—А &р2_в = Арв_2, = 6 кПа; = Арс-г ’ 5 кПа; Лр;_^ = Ap^_r = 6 кПа. Расчетные расходы теплоно- сителя у абонентов следующие; G, = 0,97 кг/с; GB — 0,56 кг/с; Gc = 0,83 кг/с. Располагаемое давление в сети при отключении абонентов не изменяется. Вычисляем сопротивления и проводимости для всех участков тепловой сети: = АР^~Г- = 5 + ^3+ 5 = 29,03 кПа с»/кг*; I 1 1 т д9_г г = — - — ——, = 0,186 кг/с* кПа - VS2~c~2- V 29,03 ~= 25,51; О,_Л_Г = 2_____ =0,198; ' 0,972 } 25,51 Si-2 = 5/'-2- = У39Г = 1 «ОД а1-з = аг-г = /-щ = 0,98; = 5,,_к = =0,72; = а;,_к = - =1,18. Проверим правильность вычислений а и S. Определяем сопротивление всей тепловой сети путем суммирования сопро- тивлений и проводимостей отдельных участков. Проводимость н сопротивление участков тепловой сети от точки 2 к потреби- телям ВиС (подающий и обратный трубопроводы) о в = Од £ -J- ^2 В 2* = 9,186 -|“ 0,125 = 0,311; 1 0,311* = 10,34. 79
Сопротивление и проводимость участка тепловой сети от точки 1 к потреб) лям В н С = 1.04 + 1,04 + 10,34 = 12,42: а в= .2________ = 0,284. ,7s V 12,42 Проводимость и сопротивление тепловой сети от точки I к потребителям В и С |S = 0,198 + 0,284 = 0,482; а ^*с 5 0,482s 4,31‘ Сопротивление всей сети S = 4,31 + 0,72 + 0,72 = 5,75. Вычисляем сопротивление сети из уравнения Др ^4 + 2+5+10 + 5 + 2 + 4 _ „ Gs 2^36* Значения сопротивлений, вычисленных различными способами, совпадав следовательно, сопротивления и проводимости отдельных участков определ< правильно. Определяем разрегулировку абонентов В и С при отключении абонента Для этого вычисляем сопротивление сети при отключенном абоненте А: S = SK_( + + S д = 0,72 + 0,72 + 12,42 = 13,86. Новый расход теплоносителя в тепловой сети составит G -- / = 1Z тДй = 1.52 кг/с. ГЛ F Перераспределение расходов между абонентами В и С, т. е. новые расх< в этих абонентах, определим из условия равенства потерь давления на ларалле них участках &Р1—В—2' ~ &Р2—С—2'- Это равенство равнозначно уравнению So_2-Gb = В последнее уравнение вместо QB подставим его значение GB = G — Выполнив математические преобразования, получим 1,52 = 0,91 кг/с. Расход у абонента В GB G — Gc = 1,52 — 0,91 = 0,61 кг/с. СО
Степень гидравлической разрегулировки абонента С Ус = ° Q °Р ‘ 100% = °*910 J3’" ' ‘00% = 9,6%, Up абонента В 0.61 —0,56 Ув ~ 0,55 100% = 8,9%. Гидравлические разрегулировки обоих абонентов положительные. При от- сутствии регуляторов расхода будет наблюдаться повышение температуры воздуха в помещениях абонентов В и С. ПРОДОЛЬНЫЙ ПРОФИЛЬ ТЕПЛОВОЙ СЕТИ При проектировании тепловых сетей для каждого из участков выполняют продольный профиль в виде развертки по оси трассы. Продольный профиль строят на основании проекта вертикальной планировки и натурной съемки. Прокладку тепловых сетей преду- сматривают параллельно рельефу местности с глубиной заложения не менее 0,5 м до верха перекрытий каналов при канальной про- кладке, 0,7 м — до оболочки бесканальной прокладки и 0,3 м — до верха перекрытий камер (СНиП П-36-73). На вводе в здание до- пускается принимать глубину заложения 0,5 м до оболочки беска- нальной прокладки и 0,3 м — до верха перекрытия каналов. Для удаления воздуха из тепловой сети или выпуска воды на случай ремонта предусматривают уклон трубопроводов не менее 0,002. Уклон для ответвлений к отдельным зданиям принимают от здания к ближайшей камере. В нижних точках трубопроводов пред- усматривают спускные устройства, в верхних —• устройства для удаления воздуха. Опорожнение (дренаж) тепловой сети производят с помощью спускных устройств, при этом воздушные краны должны быть открыты. Диаметр штуцера вентиля или задвижки для спуска воды при одностороннем дренировании вычисляют по формуле +/"“sT" D = Dapa у п t (167) где ОПр — приведенный диаметр дренируемого участка, м, опреде- ляемый из выражения Dnp - + -• +D^ ; (168) оь О2, On, ln — диаметры и длины отдельных участков; й — коэффициент, зависящий от,вида арматуры (для задвижки а = = 0,011; для вентиля — 0,0144); S/ — суммарная длина дренируе- мого участка, м; [щ, — приведенный уклон дренируемого участка, вычисляемый по формуле = + + U. . (169) 6 О—3082 81
ib i2, .... i„ — уклоны отдельных участков; n — коэффициент, висящий от времени спуска воды t (СНиП 11-36-73): I, ч .......................... 1 2 3 4 5 п ............................. 1 0,72 0,58 0,5 0,45 Время спуска воды согласно требованиям СНиП П-36-73 следу принимать для трубопровода с Dv 300 мм не более 2 ч; Dy = 350 -е- 500 — 4 ч, >- 600 мм — 5 ч. При двустороннем дренировании (рис. 32) диаметр спускно устройства, м, Оэкв = J/О' - (17 где/?!, D3 — диаметры выпускных устройств для 1-го и 2-го учас ков при одностороннем дренировании, вычисляемые по формуле (16' Диаметры штуцера и запорной арматуры для выпуска воздуха принимают в зависимости от диаметра тепловой сети 1 (СНиП 11-36-73): Оу, мн........... 25—80 100—150 175—300 350—450 500—700 d. мм............ 15 20 25 32 40 Диаметр устройства для пускового и постоянного дренажа вых сетей принимают согласно СНиП 11-36-73. пар При выполнении продольного профиля выдерживают минимал ные расстояния по вертикали. При подземной прокладке расстояние от тепловых сетей и. сетей горячего водоснабжения до водопровода, водостока, газопр Рис, 32. Схема двустороннего дрениро- вания: 2 — дренируемые участки- 3 — спускное устройству (штуцер и задвижка или вен гиль). вода, канализации должно ставлять 0,2 м, ной прокладке а при бесканал открытых тепл вых сетей или сетей горячего доснабжения расстояние до нализанионных труб — не мен 0,4 м. До бронированных ка> лей связи, силовых и контрол ных кабелей напряжением мен 35 кВ, а также до дна кюве или других водоотводящих CI ружений расстояние должно бь 0,5 м. При надземной прокладке тепловых сетей расстояние от тр бопроводов до верха проезжей части автомобильных дорог, а так: до головки рельсов железных дорог должно составлять 5 м, верха пешеходных дорог — 2,2 м, до частей контактной сети тр вая — 0, передачи 3 м. троллейбуса — 0,2 м, до воздушных линий электр напряжением не более 1 кВ — 1 м, 1—20 кВ — 3 м, 3! НО кВ — 4 м. В других случаях при назначении расстояния еле, ет руководствоваться данными СНиП 11-36-73. Высоту камер в св< принимают не менее 2 м. 82
Согласно требованиям СН 460-74 на продольном профиле теп- ловых сетей показывают: натурную и проектную поверхность земли (натурную — штриховой линией, проектную — тонкой сплошной); пересекаемые канавы, кюветы, автомобильные дороги и железно- дорожные пути; пересекаемые подземные инженерные сооружения с указанием отметки верха, если сооружение проходит под тепловой Проектные отмепки земли § Ок Натурные отметки земли § § £ Отметки потека канала £ *g Отметки попа канала § g MJ Уклоны Длины участяоб, м 'чг -— "зо" Разрезы Внутренние размеры канала, мм 1—1 2100* 900 2-2 2100*900 з-з «01*900 Розбернутыи план U п-Ю 1 W 7 40 /7о масштабу Рис. 33. Пример оформления продольного профиля (УТ — узел трубопроводов; К — компенсатор). сетью, и низа, если над сетью; каналы, камеры, компенсаторные нищи, неподвижные опоры и колонны эстакад при воздушной про- кладке тепловых сетей. Пример оформления продольного профиля при подземной про- кладке, приведен на рис. 33. На продольном профиле величину Уклона приводят в тысячных с указанием только значущих цифр, отметки — в метрах с двумя десятичными знаками. Рекомендуемый масштаб для построения продольного профиля: горизонтальный — 1 : 500 или 1 : 1000; вертикальный — 1 : 50 или 1 : 100. 6* 83
ГРАФИКИ ДАВЛЕНИЙ В ТЕПЛОВЫХ СЕТЯХ. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ НАСОСОВ Правильно выполненный гидравлический расчет водяной тепл вой сети еще не гарантирует надежности ее работы. При перетрете теплоносителе давление в подающем трубопроводе должно бы выше давления вскипания. Если не обеспечить это требование, буд нарушаться циркуляция воды за счет вскипания. Кроме этого, да ление в системах отопления не должно вызывать нарушения прочн сти нагревательных приборов. В большинстве случаев системы отопления подключают к те; ловой сети по зависимой схеме через элеватор. При этом гидравл: ческие режимы тепловой сети и систем отопления зданий взаиМ' связаны. Давление в системе отопления примерно равно давлени в обратном трубопроводе тепловой сети. Повышение давления обратном трубопроводе тепловой сети будет вызывать повышен] давления в системах отопления. Из условия прочности нагревател ных приборов давление в системе отопления не должно превыша- 0,6 МПа. Во избежание вакуума в обратном трубопроводе сети давление должно быть не ниже 0,05 МПа. теплово С целью создания нужного давления в подающем и обратно; трубопроводах тепловой сети, подбора подпиточных насосов, пр; вильного подключения потребителей и решения некоторых други вопросов строят график давлений. Для напорных конденсатопрок дов такой график строят с целью увязки работы конденсатных нг сосов и создания давления в конденсатопроводах выше давлени вскипания. Основой для построения графиков давления служ: гидравлический расчет трубопроводов и данные о рельефе местност: Графики давлений водяной тепловой сети строят для дв} режимов: статического (циркуляция воды в тепловой сети отсутс вует, необходимое давление из условия заполнения систем отопл иия поддерживается с помощью подпиточных насосов или расшир: тельного сосуда) и динамического (работают сетевые и подпиточнь насосы). Порядок построения графика давлений для динамического pi жима следующий (рис. 34): выбираем горизонтальный и вертикальный масштабы и наноси рельеф местности трассы главной магистрали и характерных отве влений; в месте расположения источника тепла откладываем вер' кально вверх давление 0,05 МПа и получаем точку А; от точки А откладываем вертикально вверх потери давлени в обратном трубопроводе на участке Л — 1 и строим точку В; от точки В вертикально вверх откладываем потери давлени на участке /—2 и строим точку С и т. д. Линия АВ характеризует давление в обратном трубопроводе участке К — 1, линия ВС — на участке 1—2. В месте располо* ния ЦТП откладываем потери давления в первой ступени подог] 84
вателей (отрезок ДМ}. После ЦТП давление в обратном трубопрово- де тепловой сети характеризуется линией МN. Отрезок NK — это потеря давления в узле ввода и в системе отопления здания. До расчета узла ввода потери давления у абонента ориенти- ровочно можно принимать следующие: при присоединении отопи- тельных установок с помощью элеватора — 0,15—0,2 МПа; при зависимом присоединении без элеватора или независимом через теплообменник — 0,06—0,1 МПа; при последовательном включении Рис. 34. Построение графика давлений водяной тепловой сети: / — линия давления в подающем трубопроводе тепловой сети; 2 — линия давления з об- ратном трубопроводе тепловой сети; 3 — подключаемые абоненты. водоводяных подогревателей горячего водоснабжения и элеватор- ного узла — 0,2—0,25 МПа [121. Потери давления на ЦТП в подо- гревателях одной ступени ориентировочно можно принять 0,02— 0,06 МПа. Линия РО характеризует давление в подающем трубопроводе тепловой сети до ЦТП, линия LK — после ЦТП до здания. После построения линий давления наносим в масштабе давлений высоту подключаемых зданий и линию вскипания (параллельно рельефу местности). Затем необходимо проверить, выполняются ли следующие усло- вия: условие невскнпания (давление в подающем трубопроводе вы- ше, чем давление вскипания, или нет); условие сохранения прочности нагревательных приборов; условие отсутствия вакуума на входе в сетевые васосы и в обратном трубопроводе тепловой сети. Если эти условия не выполняются, график перемещают вверх или вниз. Например, если давление в подающем трубопроводе ни- же, чем давление вскипания, график переносят вертикально вверх. При этом следят за тем, чтобы давление в обратном трубопроводе не превысило условие прочности нагревательных приборов. Перемеще- ние графика давлений вертикально вверх вызывает увеличение давления подпиточных насосов, перемещение вниз — уменьшение. Построение графика давлений можно выполнить на кальке, а затем привязать его к рельефу местности, исходя из условий не- вскипания, прочности нагревательных приборов и отсутствия ваку- ума. 85
Для статического режима график давлений (рис. 35) также и. чинают строить с нанесения рельефа трассы главной магистрали характерных ответвлений. Затем откладывают в масштабе давл ний высоту подключаемых абонентов. От самого высокого абонеш откладывают давление 0,03—0,05 МПа и проводят горизонтально линию. Эта линия характеризует давление в тепловой сети пр отсутствии циркуляции (сетевые насосы не работают). При сложном рельефе местности статическое давление на oi дельных участках может превысить условие прочности нагревател! ных приборов. В этом случае тепловую сеть делят на зоны с разли1 ным статическим давлением. и.оз-о.05мпд Рис, 35. Графики давлений для динамического (/) и статического (2) режим< тепловой сети. Необходимое давление подпиточных насосов определяют н основании графиков давлений. На рис. 35 приведены графики давле ния для динамического и статистического режимов тепловой сети Подогреватели горячего водоснабжения на ЦТП подключены п параллельной схеме. Статическое давление воды в системе превышает давлени в обратном трубопроводе тепловой сети при динамическом режима Давление подпиточных насосов в этом случае определяют из у слов и статического режима. Нейтральную точку О, точку одинакового да’ ления при статическом и динамическом режимах, размещают f перемычке. Импульс от нейтральной точки при понижении давленг поступает на исполнительный механизм и включает подпиточнь насос. При повышении давления в нейтральной точке насос откли чается. Расчетный расход воды для подпитки закрытой тепловой сет1 м3/ч, принимают равным 0,5% объема воды в системе теплоснабжс ния (тепловая сеть, системы отопления, системы вентиляции): Оподп = -°f~- , (171 где V — объем воды в системе теплоснабжения, м3. Расход воды для подпитки открытой тепловой сети, мв/ч, GnoflO = 3,60”? + -^Г . (172 86
Р,МЛа, Рис. 36. Принцип подбора сете- вых насосов: 1 — характеристика тепловой cent; 2 — характеристике насосов. где G™’ — максимальный расход теплоносителя на горячее водо- снабжение в открытой тепловой сети, кг/с. При наличии у потребителей баков-аккумуляторов вместо GS1 в формулу (172) необходимо подставить среднечасовой расход, вы- численный из уравнения (99). Объем воды в системе можно оп- ределить на основании справочных данных 115]. В закрытых тепловых сетях, кроме основной, предусматри- вают аварийную - подпитку необрабо- танной водой в размере 2% объема во- ды в системе. Давление сетевых насосов (см. рис. 35) вычисляют по формуле Рс.н = + Дрпод + ДРаб + Дробр, (173) где Дрк — потеря давления в котель- ной; Др под — потеря давления в подаю- щем трубопроводе тепловой сети; Драв — потеря давления в абоненте; ДробР — потеря давления в об- ратном трубопроводе тепловой сети. Подача сетевых насосов равна расчетному расходу теплоноси- теля на выходе из источника тепла. Для подбора сетевых насосов строят характеристику сети и накладывают на нее характеристику насосов (рис. 36). Точка Л характеризует гидравлический режим)си- стемы, т. е. напор и подачу насоса при работе на данную сеть. Коли- чество сетевых насосов должно быть не менее двух, один из которых является резервным. При сложном рельефе местности график давлений динамическо- го режима позволяет правильно выбрать схему подключения от- дельных абонентов к тепловой сети (рис. 37). Потребитель 1 можно подключить к тепловой сети по зависимой схеме через элеватор. Подключение по зависимой схеме потребителя 2 может вызвать . 87
нарушение прочности нагревательных приборов. По этой причи потребитель 2 необходимо подключить по независимой схеме че: теплообменник. Потребитель 3 нужно подключить с насосом на по ющем трубопроводе системы отопления (давление в тепловой о недостаточно для подачи теплоносителя в верхние нагреватель! приборы системы отопления), а потребитель 4 — с насосом на ратном трубопроводе (располагаемое давление в тепловой сети достаточно для циркуляции теплоносителя). При сложном рельефе местности график давлений позвол: также выявить необходимость и место установки насосных п Рис. 38. График давлений в конденса- топр оводе. станции и дросселирующих у ройств. Для конденсатопроводов г фик давлений (рис. 38) дает в можность определить необхо, мое давление всех конденсата насосов с учетом рельефа ме ности и избежать возможно! образования вакуума в отде них точках напорного коиденсатопровода. График давлений в конденсатопроводе строим в следующем рядке: выбираем горизонтальный и вертикальный масштабы и нанос рельеф местности; вертикально вверх в месте расположения источника тепла кладываем давление, равное избыточному давлению в сборном ба котельной. Если давление в конденсатном баке равно атмосферно: откладываем давление, соответствующее 0,05 МПа, и получаем т ку А; на основании гидравлического расчета строим линию давлен в главной магистрали и ответвлениях. При пересечении рельефа линией давления график перемета вверх. Это необходимо для обеспечения невскипания конденсата точках пересечения. Давление конденсатных насосов у потреби лей В, С и D с учетом рельефа местности соответственно равно В СС, DD. Подачу конденсатных насосов определяют по максималы му часовому расходу конденсата. При подборе конденсатных насосов следует избегать чрезмерн запасов по давлению, так как это может привести к нарушен работы коиденсатопровода и к уменьшению подачи других насос В каждой насосной следует принимать не менее двух конденсата насосов, один из которых — резервный. 88
Глава 4. СТРОИТЕЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ ВЫБОР КАНАЛОВ, КАМЕР И КОНСТРУКЦИЙ БЕСКАНАЛЬНОЙ И НАДЗЕМНОЙ ПРОКЛАДКИ В связи со значительным снижением капитальных затрат, эко- номией дефицитных материалов и сокращением сроков строительст- ва все шире применяется бесканальная прокладка трубопроводов. СНиП II-36-73 рекомендует предусматривать преимущественно с/2' а S Рис. 39, Бесканальяая прокладка с битумоперлитовой изоляцией: а — в сухих груитвх: б — в мокрых грунтах; / — обратный трубопровод; 2 — песчаяая подготовка; 2 — подающий трубопровод; 4 — дренажный трубопровод. бесканальную прокладку при диаметрах труб £>у 500 мм. В каче- стве теплоизоляции применяют битумоперлит, битумокерамзит и автоклавный армопенобетон. Бесканальная прокладка с армопено- бетонной изоляцией может применяться при диаметре трубопровода до 1000 мм. На Украине получила распространение бесканальная прокладка с битумоперлитовой изоляцией (рис. 39, табл. 20). Типовые чертежи 89
Таблица 20. Конструктивные размеры при бесканальной прокладке с изоляцией из биту*ю«ерлита Диаметр трубы, мы Подающий трубопровод с температу- рой теплоно- сителя, °C 150 95 Размеры, мы в сухом грунте в мокром грунте 50 65 80 100 125 150 200 250 300 350 400 450 500 57 76 89 108 133 159 219 273 325 377 426 480 530 177/30 216/60 299/60 248/60 273/60 299/60 359/60 413/60 465/60 537/70 586/70 640/40 690/70 137/30 176/40 589/40 208/40 233/40 259/40 319/40 373/40 425 40 425/40 425/40 425/40 425/40 137/30 156/30 169/30 188/30 213/30 239/30 299/30 353/30 405/30 477/40 526/40 580/40 630/40 280 2В0 280 400 400 400 540 540 660 660 1160 1160 1160 285 310 310 325 325 350 380 380 520 570 570 620 620 850 900 900 1000 1000 1100 1300 1300 1700 1800 2300 2400 2400 120/110 130/110 130/110 130/1)0 130/1)0 130/110 130/110 130/110 180/160 180 180 180 180 700 7С0 700 800 800 800 950 950 1175 1210 1485 1510 1535 280 280 280 400 400 400 540 540 660 660 1160 1160 1160 210 210 210 250 250 250 330 330 370 370 370 370 370 1400 1400 1600 1600 J600 231 1900 1900 2000 2000 2600 2600 2700 Примечание. Для подающего н обратного трубопроводов в числителе лриве диаметр конструкции трубопровода, в знаменателе — толщина теплоизоляции в мы. по бесканальной прокладке (серия 4.903-4) разработаны Киевск отделением Теплоэлектропроекта. При прокладке в сухих грунтах изолированные трубопрово. укладывают на песчаную подготовку, в мокрых — кроме песчан подготовки, необходим попутный дренаж для водопонижения гру товых вод. Бесканальную прокладку не рекомендуется предусм, ривать в насыпных, торфянистых и просадочных грунтах. В насы ных и торфянистых грунтах производят замену грунта песчаной s сыпкой на глубину не менее 500 мм, уплотнение, а затем проклад в каналах. При просадочных грунтах предусматривают меро прият: по устранению просадочности и канальную прокладку теплов! сетей. При бесканальной прокладке углы поворотов и П-образные ко пенсаторы прокладывают в непроходных каналах. Прокладка в и проходных каналах может оказаться целесообразней (по сравнен! с бесканальной) при большом количестве поворотов и ответвлен: (например, прокладка распределительных сетей внутри кварталов Непроходные каналы необходимо проектировать индустриал ные из сборных железобетонных конструкций. Госстроем ССС утверждены чертежи сборных железобетонных каналов типов KJ КЛс и КС одно- и двухъячейковые (рис. 40), Размеры каналов А и определяют из условия обеспечения расстояний между строител ними конструкциями канала и поверхностью трубопроводов i ниже минимальных. Минимальные расстояния а, Ь, с и d (рис. 4 приведены в табл. 21. С точки зрения ведения сварочных работ и монтажа трубопр водов более удобными являются каналы типа КС, но они менее инд 90
Рис. 40. Типы унифицированных непроходных каналов (одноячейковых и двухъ- ячейковых): а — КЛ; 5 — КЛс; в — КС; 1 — плита перекрытия; 2 — лотковый элемент; 3 — песча- ная подготовка; 4 — стеновые плиты; 5 — плвтя днища- стриальны, чем каналы типа КЛ. Номенклатура железобетонных изделий, их масса и размеры приведены в ИС-01-04. В местах, не- доступных для работы грузоподъемных механизмов, тепловые сети прокладывают в непроходных кана- лах со стенами из кирпича. При вы- соком уровне стояния грунтовых вод предусматривают водопонижение за счет устройства дренажных труб. Камеры тепловых сетей выполня- ют монолитными из кирпича или бе- тона и сборными из бетонных блоков или железобетонных элементов. В по- Рис. 41. Минимальное расстоя- ние при прокладке трубопрово- дов в непроходных каналах. следи ее время получили распростра- нение сборные камеры, как более индустриальные. На монтаж та- ких камер уходит меньше времени и сокращаются трудозатраты. Все это позволяет сократить сроки строительства тепловых сетей. 91
Таблица 21. Минимальные расстояния при прокладке трубопроводов в непроходных каналах (СНиП 11-36-73) Диаметр условного прохо- да трубопровода мм Расстояния* нм \ а ь С d 25—80 70 100 100 50 100—250 80 140 150 50 300—350 100 160 150 70 400—450 100 200 180 70 500—700 НО 200 180 100 Габариты камер определяют исходя из устанавливаемого» них оборудования и минимальных расстояний между строитель ми конструкциями и оборудованием (рис. 42). Расстояния по верп ли н между оборудованием принимаются согласно СНиП 11-36-73, От пола или перекрытия до поверхности теплоизоляци- онных конструкций трубопроводов (для перехода) . . . 700 То же, для труб ответвлений.............................. 300 От пола или перекрытия до фланца арматуры или до оси болтов сальникового уплотнения .......................... 400 От выдвинутого шпинделя задвижки до стенки или пере- крытия .................................................. 200 От стенки или фланца задвижки до штуцеров для вы- пуска воды или воздуха , . . ............................ 100 Вычисленные габариты камеры позволяют подобрать тип компоновку перекрытия (серия ИС-01-04). При внутренней площ до 6 м2 камера должна иметь не менее двух люков, при площ; свыше 6 ма — четыре люка. Диаметр люка Da > 0,63 м. Диам горловины лаза должен быть 0,7 м. При глубине лаза более 1 м предусматривают расширяющимся книзу. Для П-образных к пенсаторов ниши рекомендуется принимать сборными. Надземную прокладку трубопроводов выполняют на низко ст щих опорах, на отдельно стоящих мачтах, на эстакадах, и на кр штейнах по стенам зданий. Под технологические трубопроводы Харьковский Промстр НИИпроект разработал унифицированные эстакады (серия 3.015 которые применяют для прокладки тепловых сетей. Прокладку трубопроводов на низко стоящих опорах предусм ривают по незастроенной территории промышленных районов, го дов и поселков (разрывы между предприятиями, микрорайонам На территории промышленных предприятий применяют лрокла, на отдельно стоящих мачтах, эстакадах или на кронштейнах по < нам зданий. Опоры или мачты по своему назначению делятся на лрс жуточные (подвижные) и анкерные (неподвижные). Промежуточ! опоры воспринимают вертикальные и горизонтальные нагрузки S2
Рис. 42, Минимальное расстояние мезду оборудованием и строительными конструкциями камеры при диаметре труб до 500 мм: LM — монтажная длина сальникового компенсатора; Ь —расстояние между трубо- проводами в снегу; — длина задвижки. трубопроводов и действия ветра, анкерные — нагрузки, возникаю- щие в результате действия сил упругой деформации, сил внутренне- го давления и сил трения в подвижных опорах. Опоры, мачты и унифицированные эстакады состоят из сборных элементов: колонн, фундаментов, ригелей, траверс При прокладке трубопроводов на кронштейнах по стенам зданий трубы располагают так, чтобы они не закрывали оконных проемов. РАСЧЕТ УСИЛИЙ ДЛЯ ПОДБОРА ПОДВИЖНЫХ И НЕПОДВИЖНЫХ ОПОР, КОЛОНН И ЭСТАКАД Для уменьшения стрелы прогиба трубопровода и снятия напря- жений, возникающих в результате прогиба, применяют подвижные опоры, которые крепят к трубопроводу. При перемещении трубо- провода подвижные опоры перемещаются вместе с ним. Исходя из условия допускаемого напряжения в результате изги- ба, необходимое расстояние между подвижными опорами можно определить, если рассмотреть участок трубопровода на п подвижных опорах. Этот участок представляет собой п раз статически неопре- делимую неразрезную балку. Эпюра изгибающихся моментов для такой балки приведена на рис. 43. Максимальный изгибающий момент, возникающий на опоре, Н • м, М = 0,82g/2, (174) 93
где g — масса 1 м длины трубы вместе с изоляцией и теплоносите кг; I — расстояние между подвижными опорами, м. > Напряжение в результате изгиба, Па, , ои - MIW, ( где W — момент сопротивления трубопровода, м®. В последнее уравнение вместо изгибающего момента подста его значение и получим ои = 0,82g/W. Рис. 43. Эпюра изгибающих моментов (ПО — подвижная опора). Это напряжение должно б меньше илц равно допускаема ри < [о]. (1 В месте сварного шва > (1 где <р — коэффициент прочно сварного шва, равный при одностороннем ручном шве 0,7, авто тическом — 0,8, при двустороннем ручном шве — 0,85, автомата ском — 0,9. В месте сварного шва условие прочности можно записать в в 0,82gP W < Ф М- Расстояние между подвижными опорами 1/ уФ1°1 V 0,82g С учётом пластичности трубопровода удельную нагрузку g П] ннмают с коэффициентом 0,8 [10]. При надземной прокладке gon деляют с учетом ветрового давления [10]. Допускаемое напряже1 [о] зависит от температуры стенки трубопровода, марки стали, ра чего давления и способа компенсации температурных деформапь Величину допускаемого напряжения можно определить на основан данных [10]. \ Для наружных паропроводов расстояние между подвижна опорами необходимо определять из условия предельно допусти» напряжений и допустимого прогиба. При их расстановке за осн( принимают меньшее расстояние. В местах устройства компенсато] и поворотов расстояние принимают с коэффициентом 0,67. Реком дуемые расстояния между подвижными опорами в зависимости вида прокладки и условного диаметра приведены в табл. 22. При неправильной расстановке подвижных опор могут про из ти нарушения прочности сварных стыков и компенсаторов, уте’ воды в арматуре и другие нежелательные явления. Подвижные опоры могут быть скользящими, катковыми, шари выми и подвесными. Скользящие опоры применяют при всех bhj прокладки тепловых сетей и всех диаметрах труб, катковые и ша: 94
ковые — в основном при надземной прокладке трубопроводов диаметром 175 мм и более (катковые — при осевом перемещении трубопровода, шариковые — при перемещении под углом к оси трассы). Подвесные опоры применяют при надземной прокладке тру- бопроводов диаметром до 300 мм, подвесные пружинные опоры могут применяться при диаметре до 600 мм. При бесканальной прокладке подвижные опоры предусматри- вают только в местах поворота трассы и установки П-образных компенсаторов, т. е. на участках, где трубопроводы прокладывают в каналах. Подвижные опоры изготавливают на основании межведомствен- ных нормалей. На рис. 44 приведены типы скользящих опор при диа- Таблица 22. Рекомендуемые расстояния между подвижными опорами [10] Расстояние между лодвяж- Расстояние между подвиж- Диаметр ус* ловного про- хода трубо- провода Dyt ними опорами I, м кыыи опорами Л м Диаметр ус- при Подъем- при надзем- ной лроклаД- лонного про- хода трубо- провода Dy при подаем- при надзем- ной проклад- мм ной прохлад* ке (т 150° С; мм ной проклад- ке (г sS 150й С ке Ру ^1.6 МП«) не МПа) 25 1,7 . 175 6 8 32 2 2 200 6 9 40 2,5 2,5 250 7 11 50 3 3 300 8 12 70 3 3,5 350 8 14 80 3,5 4 400 8,5 14 100 4 5 450 9 14 125 4,5 6 500 10 14 150 5 7 метре условного прохода трубопровода Dy — 25175 мм и Dy — = 200-к 1000 мм. Скользящие опоры изготавливают высотой 90 и 140 мм. Опоры высотой 90 мм применяют при толщине теплоизо- ляции до 80 мм, высотой 140 мм — при толщине свыше 80 мм или при прокладке в мокрых грунтах. Высоту опорных подушек при- нимают не менее 100 мм при Dy 300 мм и не менее 150 мм — при D4 -- 350-5-800 мм. Силы трения скольжения, возникающие при перемещении трубо- провода, воспринимает неподвижная опора. При больших диаметрах труб и применении скользящих опор силы трения достигают значи- тельной величины. Это вызывает удорожание конструкции непод- вижных опор, особенно при надземной прокладке. Для уменьшения сил трения применяют катковые и шариковые подвижные опоры (см. рис. 44). В катковых опорах для сохранения правильного положения катка предусматривают направляющие планки; в шариковых опо- рах шарики удерживаются от выкатывания выступами. При катковых 95
и шариковых опорах уклон трубопровода i :, где г — рад* катка или шарика, см. Конструктивные размеры скользящих, кат) вых и подвесных опор приведены в [4] и [101, шариковых — в [ Вертикальные и горизонтальные нагрузки на подвижные опор Н, определяют по следующим формулам: вертикальная нагрузка Ш (18 где g — масса 1 м длины трубопровода, кг; I — расстояние мен подвижными опорами, м; горизонтальная осевая и боковая нагрузки Fo = 9,8/^Z; (1 = (1. 96
Рас. 44, Типы опор; а — скользящая для трубопровода»» a Dy = 25 175 мм; б — то же, с Dy = 200 -+- s- IODO мм; в — катковая; г — шариковая; 3 “ подвесная для трубопроводов с Dy, < 125 ни; е — то же, с Dy = (50 ч- 300 мм; / — трубопровод; 2 — скользящая опора; и — опорная подушка; 4 — отверстия для крепления изоляции; 5 — металлическая под- кладка; 6 — каток; 7 —> шарика; S — подвеска. где fB и /о — коэффициенты трения при перемещении вдоль и попе- рек оси (табл. 23). Неподвижные опоры предусматривают для восприятия усилий, возникающих в результате внутреннего давления в трубопроводах, а также для восприятия сил трения и сил упругой деформации. Не- подвижная опора защемляет трубопровод, поэтому между двумя неподвижными опорами необходим компенсатор. Тип неподвижной опоры и ее конструкцию определяют на основании усилий, дейст- вующих на нее. Табл иц а 23 Коэффициент трения (СНиП П-36-73) Тип опор fo fo Тип спор fo Скользящая 0,3 03 Шариковая 0.1 o.l Катковая 0.1 0,3 Подвесная 0.1 0,1 7 0-3082 97
Существуют промежуточные и концевые опоры (рис. 45). На i межуточную опору А действуют усилия с обеих сторон, на ко; вую В — с одной. Результирующее усилие на концевую опору, j состоит из силы внутреннего давления, силы трения подвнж опор и силы трения в сальниковых компенсаторах: Осевое усилие, возникающее в результате внутреннего да НИЯ, Fэ.д -— , Рис. 45. Схемы участков тепловой сети U, НУ А — промежуточная опора; В — кояцевав опора; 1 — неподвижная опора; 5 — саль- на ковыЯ компенсатор; 3 — переход с дна- негра £>| яа 4 — задвижка; 5 — за- глушка; -* — направление движения теп- лоносителя где /?Раб — рабочее давление: лоносителя, МПа; 3 — плот поперечного сечения по нрр ному диаметру патрубка кового компенсатора, м2. саль Сила трения в подви: опорах F™ = 9,HfgL • 10““, (1 где f — коэффициент тренм подвижных опорах (при бес нальной прокладке коэффици трения трубопроводов в обол ке или оболочки о грунт при мают 0,6); g—масса 1 м длины трубопровода в рабочем сост нии, кг; L ~~ расстояние между неподвижными опорами, м. Сила трения в сальниковых компенсаторах F?p = 2p^DJ1n, (Il где b — длина набивки сальникового компенсатора вдоль оси, Ри — наружный диаметр патрубка сальникового компенсатора, — коэффициент трения набивки о металл (принимают Д =0,1 При радиальной компенсации температурных деформаций у тывают силу упругой деформации компенсатора. Горизонтальное усилие на промежуточную неподвижную опо вычисляют как разность сил, действующих с обеих сторон. При эт меньшую сумму сил определяют, учитывая силы трения и си упругой деформации, с коэффициентом 0,7. Этим обеспечивав! некоторый запас нагрузки на неподвижную опору. При равене сил с обеих сторон расчетное усилие на неподвижную опору оп деляют как сумму сил с одной стороны с коэффициентом 0,3. Расчетные усилия определяют для всех режимов работы теп. вой сети (холодный трубопровод, начало и конец нагрева и др Тот режим, при котором возникают наибольшие усилия, принима расчетным. Окончательные формулы для определения осевых и < ковых усилий на неподвижные опоры в наиболее характера случаях йриведены в [101. 98
Для иллюстрации определения расчетных усилий на неподвиж- ную опору рассмотрим две схемы участков тепловой сети (см. рис. 45). В схеме I неподвижная опора А будет воспринимать различные усилия при открытой и закрытой задвижке. При закрытой задвижке опора будет работать как концевая и расчетное усилие + (188) Это усилие направлено по ходу движения теплоносителя. При открытой задвижке или при ее отсутствии в случае, когда Ох = Ь2 на опору не будет оказывать действие сила внутреннего дав- ления. Опору в этом случае называют разгруженной. Расчетное уси- лие F = 0,ЗКр. (189) Из всех сил, которые действуют на опору, наибольшей, как правило, является сила внутреннего давления. При проектировании тепловых сетей необходимо стремиться к увеличению количества разгруженных опор. Это снижает затраты на устройство неподвиж- ных опор. Если Dl > D2i то результирующее усилие на опору А F -- Кр. 4- Рраб (Si - 5Й) - 0,7Е$Р1. (190) В схеме II неподвижная опора В — концевая, расчетное усилие F^F^ + F^ (191) При многотрубной прокладке суммарную горизонтальную на- грузку определяют для сил упругой деформации и сил внутреннего давления как сумму сил от каждого трубопровода, для сил трения в подвижных опорах и сальниковых компенсаторах — как сумму сил с учетом коэффициента одновременности действия: при двух системах трубопроводов —- 1, при трех системах — 0,67, при четы- рех н более — 0,5. Одной системой трубопроводов считают подающий п обратный трубопроводы водяной тепловой сети, а также паро- проводы от одного источника с одинаковыми параметрами или конденсатопроводы. При подземной прокладке трубопроводов чаще всего применяют лобовые и щитовые неподвижные опоры, при надземной — хому- товые. Хомутовые опоры могут применяться также при прокладке в тоннелях. Щитовые опоры предусматривают вне камер, лобовые (упорные) — в камерах. Лобовые опоры применяют I—V типов. Чем выше тип опоры, тем большую горизонтальную нагрузку она выдерживает. На рис. 46 показаны основные виды неподвижных опор. Несущие конструкции неподвижных опор закрепляют в сте- нах канала или камер либо крепят к анкерным опорам. При беска- нальной прокладке щитовая опора передает усилие непосредственно на грунт. Конструктивные размеры опор в зависимости от диаметра трубопровода и расчетных усилий приведены в 1101. 7* 89
s Рис. 46. Виды неподвижных опор: а —- лобовая, тип п по МВН 1316—60; б — щитовая; а —• хомутовая, испод<; авняе 1 по МВН 2347—63; J — трубопровод; 2 — упор; 5 — несущая конст- , рукцня (швеллер); < — несущая железобетонная конструкция; £ — хомуп j
РАСЧЕТ КОМПЕНСАТОРОВ При нагревании участок трубопровода тепловой сети удли- няется на величину, мм, А/ = alAt • 10®, (192) где а — коэффициент линейного расширения, равный 1,2 • 10-’’С-1; I — длина участка, м; Л/ — разность температур нагрева трубо- провода, °C. Относительное удлинение 1=ДШ = аА/. (193) Если прямолинейный участок защемить в двух точках и исклю- чить возможность продольного изгиба, то напряжение сжатия при нагреве, МПа, будет пропорционально относительному удлинению: о = Ei, (194) где Е — модуль упругости первого рода, равный 2 • 10® МПа. В последнее уравнение вместо относительного удлинения под- ставим его значение и получим: о = ЕаЛ1 = 2 • 103 • 1,2 - 10~s • Д1 = 2.4AL (195) Напряжение сжатия прямо пропорционально разности темпера- тур и не зависит от длины участка. При нагреве на 100° С напряже- ние превышает допустимое и достигает 240 МПа. Усилие сжатия, возникающее при нагревании прямолинейного, защемленного с двух сторон участка, МН, F = ол/?в5 = 2,4Д/л£>в5, (196) где О, — внутренний диаметр трубопровода, м; 5 — толщина стенки трубопровода, м. В трубопроводе D„ X S = 426 X 9 при нагреве от —20 до 150° С усилие сжатия достигает 5 МН. Для уменьшения возникающих напряжений и усилий предусмат- ривают компенсацию температурных удлинений — осевую и ради- альную. Осевую компенсацию выполняют с помощью осевых (саль- никовых или линзовых) компенсаторов, радиальную — с помощью П-образных компенсаторов, углов поворота трубопроводов, Z-об- разных участков. Наибольшее распространение в тепловых сетях получила ра- диальная компенсация. Изменение конфигурации трубопроводов тепловой сети используют для самокомпенсации температурных Удлинений. Углы поворота рекомендуется использовать на само- Компенсацию при величине от 90 до 120°. Устройство П-образных компенсаторов (рис. 47) предусматри- вают независимо от вида прокладки, диаметра трубопровода и пара- метров теплоносителя. П-образиые компенсаторы не требуют об- служивания при эксплуатации. Недостатком их являются несколько повышенное гидравлическое сопротивление и громоздкость. При 101
больших диаметрах габариты компенсаторов (вылет Н и спи1 как правило, достаточно большие. Это затрудняет проекту П-образных компенсаторов в стесненных условиях. В этия чаях применяют сальниковые компенсаторы (рис. 48, табл Величина компенсируйте собности сальникового ком; тора обусловлена его кож цией. СНиП П-36-73 дотн Рис. 47. П-обраэный компенсатор: Н — вылет компенсатора; в — его спннка. применять сальниковые ко саторы: при подземной про ке — для трубопроводов да ром 100 мм и более с пар ah. ми теплоносителя ру 2,5 и т 300° С; при надземной кладке — на низких опораз трубопроводов диаметром и более. Сальниковые комп торы требуют обслуживай период эксплуатации периодически приходится менять или у: нять сальниковую набивку. Для обслуживания компенсаторов дусматривают камеры. Для уменьшения количества камер следует предусматри двусторонние сальниковые компенсаторы. Устройство одного , $ Рис. 4S. Сальниковые компенсаторы: а — односторонний: б - двусторонний; I — стакан; 3 — грувдбукса; J — кор; 102
Таблица 24. Конструктивные характеристики сальниковых компенсаторов [15| К S 2 X а Q Наружный диа- метр патрубка (стакана) D, мм Площадь сече- ния стакана 3» м* Наружный диа- метр флаацев DH. ф, им Наружный дия* метр корпуса DH. к, **« Длина компенса- тора А мм Наибольшая ком- пенсирующая способность Мм Масса, кт 100 108 104 0,0085 190 133 820/1620 20,5/41,6 125 133 128 0,0129 | 115 159 835/1620 250/2 Х250 25,4/49,9 150 159 154 0,0186 250 194 990/1900 43,8/86,4 200 219 212 0,0353 345 273 1160/2160 92/177 250 273 265 0,0552 395 325 1170/2160 300/2x300 125,9/243 300 325 318 0,0794 450 377 1170/2160 158/305 350 377 370 0,1075 500 426 1175/2160 167/318 400 426 418 0,1372 560 478 1360/2560 212/406 450 478 470 0,1735 610 529 1360/2560 400/2x400 243/468 500 529 520 0,2124 675 578 1370/2560 333/651 Примечание 1. В числителе приведены данные для одностороннего коы пенса - тора» в знаменателе—для двустороннего. 2. Длина компенсатора дана при максимальной компенсирующей способности. стороннего компенсатора дешевле устройства двух односторонних. Установку сальниковых компенсаторов во избежание перекосов, а следовательно, утечек воды в период эксплуатации предусматри- вают на прямолинейных участках. Согласно СНиП П-36-73, компен- сирующую способность, предусмотренную конструкцией сальни- кового компенсатора, необходимо уменьшать на 50 мм. При тепловом удлинении, меньшем, чем компенсирующая способность компенса- тора, целесообразно определять установочную длину компенсатора, что позволит уменьшить размеры камеры. Установочная длина компенсатора, мм, Лует = А - /к + Д/, (197) где А — длина компенсатора при максимальной компенсирующей способности, мм; /к — компенсирующая способность компенсатора, мм; Л1 — расчетное удлинение участка, мм, определяемое по фор- муле Д/ = а/(т — ко) - 10®, (198) г — максимальная температура теплоносителя, °C; /и.о — расчет- ная температура наружного воздуха, средняя в период самой хо- лодной пятидневки, °C. При монтаже определяют монтажную длину сальникового ком- пенсатора по формуле Ан = Ауст — al («„ - ts.o) - 103, (199) где tM — температура воздуха, при которой выполняют монтаж компенсатора, °C. 103
Проектирование радиальной компенсации с П-образными пенсаторами заключается в определении размеров компенсат Для этого вычисляют удлинение А1, затем расчетное удлинен А^расч = вД1, ( где в — коэффициент предварительной растяжки компенсат зависящий от расчетной температуры теплоносителя т (С1 11-36-73): т. °C...................До 250 251—300 301—400 Более 400 в..................... 0,5 0,6 0,7 I С целью увеличения компенсирующей способности компенса при монтаже выполняют предварительную растяжку. Для те ратуры теплоносителя до 400° С растяжку выполняют на 50% левого удлинения, для температуры выше 400° С — на 100%. Рис. 49. Номогр для расчета П-обр. го компенсатора с тыми гладкими от ми (диаметр трубе вода Он X S = 1 X 4 мм; радиус । да R = 500 мм): / — для определения меров компенсатора; для определения СНЛ1 ру го А деформации. По номограмме для данного диаметра трубопровода (рис. на основании расчетного удлинения определяют размеры ком! сатора. При определении вылета необходимо задаться спинко наоборот. Номограммы разработаны институтом Теплоэлек' проект и приведены в [10, 15]. При проектировании самокомпенсации температурных да| маций проверяют напряжения, возникающие в опасных точ» Опасность нарушения прочности существует в точках защемле 104
коротких плеч. Для длинных плеч вычисляют удлинение и проверя- ют зазор между конструкцией канала и трубопроводом. Запас при удлинений должен составлять не менее 50 мм. Силы упругой дефор- мации необходимы для расчета неподвижных опор. Формулы для определения напряжений и сил упругой деформации, возникающих в процессе самокомпенсации, приведены в ПО, 15]. Пример 1. Определить размеры П-образного компенсатора и силу упругой деформации на участке диаметром DB X 5= 133 X 4 мм. Расстояние между неподвижными опорами — 80 м. Расчетная температура теплоносителя Т = 150° С Температура наружного воздуха (средняя самой холодной пятидневки) fs_o = = —22° С. По формуле (198) определяем полное тепловое удлинение: Л/ = 1,2- Ю-5 - 80(150 — (—22)] 101 = 165 мм. По формуле (200) расчётное удлинение ^расч - °-5 ' 165 = 82-5 мм. Задавшись спинкой В — 2 м, по номограмме, представленной на рис. 49, определяем вылет компенсатора: Н = 2,5 м. Сила упругой деформации F = = 2,25 кН. Пример 2. Определить установочную и монтажную длину сальникового ком- пенсатора для участка диаметром D„ X 8 = 426 X 6 мм. Длина участка — 100 м. Расчетная температура теплоносителя т — 150Р С. Температура наружного воз- духа для нужд отопления (в 0 = —22° С. Температура воздуха в период монтажа (и = +15° С. С учетом уменьшения на 50 мм компенсирующая способность одностороннего сальникового компенсатора 1К = 400 — 50 = 350 мм. По формуле (198) полное тепловое удлинение Л1 = 1,2 Ю-5 100 (150— (— 22)] • 103 = 210 мм. Из выражения (197) установочная длина Лует = 1360 — 350 + 210 = 1220 мм. По формуле (199) монтажная длина Лм = 1220 — 1,2 • 10~6 • 100 [15 — (—22)] - 10s = 1175 мм. РАСЧЕТ ТЕПЛОВОЙ ИЗОЛЯЦИИ При проектировании тепловых сетей толщину изоляции опреде- ляют исходя из норм потерь тепла, заданного перепада температур на участке тепловой сети, допустимой температуры на поверхнос- . ти конструкции и технико-экономического расчета. Материалы и изделия для теплоизоляционных конструкций приведены в прило- жениях 3—5. Основные зависимости для расчета тепловой изоляции используют формулы теплопередачи через цилиндрическую стенку. Рассмотрим передачу тепла через цилиндрическую стенку (рис. 50) от теплоно- сителя с температурой т к окружающей среде с температурой Тепловой поток, Вт, поступающий за счет теплопроводности от внутренней к наружной поверхности стенки, Q = 2^L(<1_y, (201) 105
Рис. 50. Теплопередача через цилинд- рическую стенку. где Лет — коэффициент теплого водности, Вт/(м • °C). Удельный тепловой пои Вт/м, поступающий к 1 м дли стенки, 2лЛст . D„ 1,1 Ti- С другой стороны. G1 —(2 'ст где /?ст — сопротивление теплопроводности для 1 м длины стен м “С/Вт. Приравняв уравнения (202) и (203), получим R, In Р„ 2лАст (21 ft-м При теплоотдаче от наружной поверхности к окружающ! воздуху тепловой поток Q^nDulaIl(f„~io), (20. где ан — коэффициент теплоотдачи, Вт/(м2 • °C). Для 1 м длины конструкции Я = nDHaH (in — ta). (20 С другой стороны, -U- (20 Из уравнений (206) и (207) получаем зависимость для опр деления сопротивления переходу тепла от наружной цилнндричесю поверхности к окружающему воздуху, м • °С/Вт, = (20, Значение коэффициента а„ принимают: для яепроходных кан лов—8,14, для проходных каналов и помещений — 10,5 Вт/(ма - °C На открытом воздухе коэффициент ан зависит от расчетной скорост ветра и: V, м/с .......................................... пси, Вт/(м2 .°C)................................. 5 10 15 21 30 35 При отсутствии данных скорость ветра принимают равно 10 м/с. 106
Аналогично уравнению (208) можно получить сопротивление при переходе тепла от теплоносителя к внутренней поверхности: Яв - ' • (209) в ЯЫвОв При передаче тепла через ряд конструктивных слоев общее сопротивление определяют как сумму сопротивлений отдельных слоев: (211) ST? = RB + 7?1 + ••• 4- /?„. (210) При подземной прокладке учитывают сопротивление слоя грун- та. С достаточной для практических расчетов точностью сопротив- ление грунта можно определять по упрощенной формуле Форхгей- мера, которая применима при hlD^ >• 2: . 4ft „ П Оэкв 2лЬгр ’ где h — глубина заложения оси трубопровода, м; ПЭКБ — наруж- ный диаметр конструкции трубопровода или эквивалентный диаметр канала, м; Хгр — расчетный коэффициент теплопроводности грун- та, который для маловлажного грунта равен 1,7, для влажного — 2,3, для водонасыщенного — 2,9 Вт/(м - °C). При двух- или многотрубной прокладке трубопроводов учиты- вают сопротивление Rt-г, м • °С/Вт, возникающее за счет взаимного влияния труб. При бесканальной прокладке или прокладке в не- проходном двухъячейковом канале 2 In ^-2 = ^- (212) 2лЛгр где Я* — коэффициент, учитывающий взаимное влияние труб (для подающего трубопровода = <7обР/<7под, Для обратного = = ^под/^обр; ?под и 9обР — норма потерь тепла 1 м длины подающего и обратного трубопроводов; а — расстояние по горизонтали между осями трубопроводов, м. При прокладке в непроходных каналах (213) где ₽кав — сопротивление переходу тепла от воздуха канала к внутренней поверхности, м °С/Вт. При воздушной прокладке сопротивление взаимного влияния труб не учитывают. Расчет тепловой изоляции исходя из норм потерь тепла. Расчет изоляции заключается в определении толщины основного изо- ляционного слоя для условия, чтобы потери тепла не превышали норм (табл. 25, 26). За расчетную температуру теплоносителя принимают: для во- дяных тепловых сетей — среднюю за год температуру воды тср; 107
Таблица 25. Норты потерь тепла для водяных тепловых сетей приподз< прокладке (в иепроходных каналах и бесканально) [10] Наружный диаметр труб °и, мм Потери тепла, Вт/м ' в подающем трубопроводе <7под в обратном тр? бопроводе fori при Тер 50*1 при тСр = 65° С Umax = 95° С rmin = С) при тСр = 90е С (Тщвк -1Ь0° С tmin “70° С) при тСр = 100° С <tmax = 180°C tmin = 90” С) 32 29 37 44 2з ; 57 36 46 55 29 ! 76 40 52 62 34 . : 89 44 57 66 36 108 49 63 72 40 1 159 60 76 87 49 { 219 72 92 106 59 ' 273 84 105 120 70 1 325 94 116 134 79 J 377 — 124 146 88 J 426 141 159 95 478 154 174 106 ; 529 — 165 186 117 1 Примечание. Нормы приведены для температуры грунта на глубине эалояп +5° С и среднегодовой температуры теплоносителя. Таблица 26. Нормы потерь тепла для изолированных трубопроводов на крытом воздухе и для изолированных пароконденсатопроводов ври подзем прокладке в непроходных каналах [10] Наружный диаметр труб мм Потер» тепла* Вт/м» при среднегодовой я среднесеэонвой температур теплоносителя, °C 50 70 100 (50 25Q 350 .< 32 17 28 36 54 90 126 J 57 24 32 46 67 112 156 ; 76 29 38 52 77 126 172 89 33 42 58 82 132 184 ' 108 36 48 64 90 145 200 ; 133 41 53 70 99 158 219 ’ 159 44 56 76 109 172 238 < 219 53 66 91 128 204 279 , 273 62 78 101 145 230 312 ° 325 70 88 116 163 256 349 J 377 82 103 132 181 279 379 < 426 95 116 149 201 302 409 : 478 103 126 158 215 326 436 , 529 ПО 134 169 228 349 465 ' Примечание. Нормы для трубопроводов приведены при расчетной среднее! вой температуре воздуха 0—10° С, для пароконденсатопроводов — при расчетной те ратуре грунта на глубине заложения 4- Б“ С. 108
для паровых или конденсатных сетей — максимальную температуру пара или конденсата (СНиП 11-36-73). По известной норме потерь тепла общее сопротивление пере- ходу тепла от теплоносителя к окружающей среде определяют из уравнения SR = т .4 , (214) где q — норма потерь тепла, Вт/м; т, /0 — температура теплоно- сителя и окружающей среды, °C, при которых задана норма потерь тепла. С другой стороны, S7? = Rs -|- Rrp /?нз -|- /?ц.сл + Ra 4~ 7?каи “I- Rrp И- Rt—г, (215) где RB — сопротивление переходу тепла от теплоносителя к стенкам трубопровода; RIV, R^ и 7?п,сл — сопротивление стенки трубо- провода, изоляции и покровного слоя; Rg и /?каН — сопротивление переходу тепла от поверхности конструкции к окружающему воз- духу и от воздуха к внутренней поверхности канала; Rrp — сопро- тивление грунта; Ri—2 — сопротивление взаимного влияния труб. В инженерных расчетах сопротивлениями и Rr? пренебре- гают, а три последних слагаемых в уравнении (215) учитывают толь- ко при подземной прокладке, причем R1—2 — при двух и более трубо- проводах. Из последнего уравнения сопротивление изоляции, м °С/Вт, R^ = 2R — (RB + Rrp + R„.„ + • • • + Ri-s). (216) Толщина теплоизоляции, мм, бЕ = Пн-------• (217) где Хя» — коэффициент теплопроводности изоляции, Вт/(м • °C); Da — наружный диаметр трубопровода, мм. Полученное значение не должно превышать предельной вели- чины (см. приложение 6). Расчет тепловой изоляции исходя из заданного перепада тем- ператур. При заданном перепаде температур потери тепла на участ- ке, кВт, не должны превышать величину Q-cG(/n„- UH), (218) где с — теплоемкость теплоносителя, принимаемая доит воды 4,387 кДж/(кг • °C), для перегретого пара — приблизительно 2,1 кДж/(кг • °C); G — расход теплоносителя, кг/с; /в„ — /кон — заданный перепад температур, °C; /нач — температура теплоносите- ля в начале участка, °C; /ков — необходимая температура теплоно- сителя у потребителя, °C. Потери тепла 1 м длины трубопровода, кВт/м, не должны быть более (219) q = Q/4 где I — рдипа участка трубопровода, м. 109
Величина q представляет собой норму потерь тепла. Поряд< расчета толщины теплоизоляции при известной норме потерь теп. приведен на с. 107—109. Расчет тепловой изоляции исходя из допустимой температу] на поверхности конструкции, СНиП 11-36-73 в отдельных случа: нормирует температуру на поверхности конструкции. В частност в технических подпольях и подвалах жилых и общественных здаш температура на поверхности Рис. 51. Двухслойная конструкция тепловой изоляции: / — покровный слой; 2 — основной изо- ляционный слой; S — трубопровод. конструкции не должна превыша П, рангов Рис. 52. Определение экономически: толщины изоляции. 45° С (при температуре воздуха 25° С), в камерах, тоннелях, кол лекторах и других доступных для обслуживания местах — 60Q С Для определения необходимой толщины изоляции из услови! нормируемой температуры рассмотрим двухслойную конструкция изоляции (рис. 51). Удельный тепловой поток от теплоносителя к наружной по верхности конструкции, Вт/м, <220' 'из “ г'п.сл Удельный тепловой поток от поверхности к окружающему Духу Приравняв уравнения (220) и (221), получим р _____________________ р т р *^Из ‘—• Ан л ' Ап.сЛ- (221) (2221 При тепловой изоляции, состоящей из п слоев, формула для оп- ределения ее сопротивления имеет вид = Ян - У' Я„ (223) -- *0 “j ; 71—1 где U Я( — сумма сопротивлений всех слоев за исключением основ- ;=| него изоляционного слоя. по
Толщину тепловой изоляции определяют из уравнения (217). Технико-экономический расчет толщины изоляции. С увеличе- нием толщины теплоизоляции уменьшаются потери тепла, но уве- личивается стоимость изоляции и покровного слоя. При уменьшении толщины увеличиваются потери тепла и затраты, связанные с выра- боткой этого тепла. Толщина тепловой изоляции будет экономичной в том случае, когда приведенные затраты будут минимальны. Приведенные затраты, руб./год, 77 = ST.n + (f + £н) Квз, (224) где ST.n — стоимость потерь тепла, руб./год; / — доля отчис- лений на ремонт изоляции и обслуживание; Ея — нормативный коэффициент эффективности, 1/год; Кнз — капитальные затраты на устройство тепловой изоляции, руб. Стоимость потерь тепла определяют по формуле Sin = ZTQr.n, (225) где ZT — стоимость 1 ГДж отпускаемого тепла, руб./ГДж; QT.n — потери тепла трубопроводов, ГДж/год. Капитальные затраты на'устройство тепловой изоляции, руб., КИз — нэ -|- Z^znFп,сл, (226) где ZH! — стоимость I м3 основного изоляционного слоя, руб./м®; V — объем изоляции, м3; Zn.ca — стоимость 1 мй покровного слоя, руб./мг; Fn.cj, — площадь покровного слоя, ма. Уравнение (224) удобно решать графическим методом (рис. 52). Пример. Определить толщину тепловой изоляции трубопровода при двух- трубной прокладке тепловых сетей, проложенных в непроходных каналах и бес- канально. Диаметр трубопроводов тепловой сети D„ X S = 325 X 8 мм. Средне- годовая температура теплоносителя в подающем трубопроводе 90° С, в обратном — 50° С; среднегодовая температура грунта на глубине заложения оси трубопровод» (Л — 1,2 м)--р5° С. Грунт маловлажный; расчетный коэффициент теплопровод- ности \р = 1.7 Вт/(м • °C). Прокладка в непроходных каналах. Определяем норму потерь тепла для подающего и обратного трубопроводов (см. табл. 25): ?под = 116 Вт/м; <7обр = 79 Вт/м. Общее сопротивление для подающего трубопровода SR = =~9Q.7L— = 0,73 м - °С/Вт. ^под * 10 При прокладке в непроходном одноячейковом канале = Яиз + ^п.сл + Ян + ^каи + 7ггр + Сопротивление изоляции ^яэ = SR — (Кп.сл "Ь + 1?кан + 1?гр + ^1^2)- Для определения. йп сл и /?н предварительно примем конструкцию тепло- изоляции. Основной изоляционный слой — маты минераловатные прошивные в обкладке из металлической сетки толщиной биз 50 мм. Покровный слой — ас- бестоцементная штукатурка по металлической сетке [6 = 8 мм, X — 0,3& Вт/(м Т)]. TIL
Наружный диаметр трубопровода DH = 325 мм, диаметр изоляции Оет = />н + 26яз = 325 4- 2 50 = 425 мм; диаметр конструкции ОК=РЯЭ+ 2§п сл — 425 2 > 8 = 441 нм. Подбираем канал типа КС размерами 150 X 90 мм определяем его эквивалентный диаметр: 4 (1,5-0,9) °5КВ "-д" •= 2(1,54-0,9) = 1,12 м. Сопротивление покровного слоя 2---3,1Г0.38 = ()-0153н-°С/Вт- Сопротивление переходу тепла от поверхности конструкции к воздуху кана /?„ = Т^п1" ' = ТТГ-oLi «и' = °-089 м ' °С/Вт “ itDKctH 3,14 0.441 - 8,14 Сопротивление переходу тепла от воздуха к поверхности канала В непрвходных каналах акав = аи. Сопротивление грунта . 4Л ,4'1,2 П D3KS П М2 2нЦ = 2- 3,14 - 1,7 = °>133 » * С/Вт- Сопротивление влияния обратного трубопровода на подающий 79 “ *£ «кш + «гр) - -jjg- (Р.035 + 0.133) = 0,114 и - -С/Вг. Таким образом, сопротивление изоляции ^=.0.73 — (0,0153 4-0.089 4-0,035 4-0,133 + 0.114) = 0,344 м . °С/Вт. Коэффициент теплопроводности изоляции А.щ= 1,163.1,2 (0,046 + 0,000161^, где 1ср — средняя температура изоляции (в нашем случае ( = 7Г С (I0j); 1, 2 коэффициент, учитывающий возможность увлажнения изоляционного слоя. Таким образом, = 1,163.1,2 (0,046 + 0,00016 71) = 0,076 Вт/(м “Q. По формуле (217) толщина основного изоляционного слоя -2-3,14-0,076 0,334 _ i 6„ = 325 --------=---------- = 30 мм, из Уточнение расчета можно не производить. Аналогично рассчитываем толщи изоляции для обратного трубопровода. Бесканальная прокладка. Общее сопротивление для цодаюше трубопровода XR = Т~ *в- = 90,^5 .= 0,73 м- °С/Вт. ?оод 116 ’ ' 112
При бесканальной прокладке 2Я = 7?из + 7?гр 4- -R|_j, откуда ^нз = (^гр + ^1—2)- В качестве изоляции принимаем битумопер лит толщиной 70 мм. Диаметр конструкции DK = 325 -}- 2 • 70 = 465 мм. Сопротивление грунта , 4-1,2 = 2~3,14 • 1,7 = 0.2'3 М.-С/Вт. Сопротивление влияния обратного трубопровода на подающий 1п /?1_2 = Tj------- 2>^гр где а — расстояние между осями трубопроводов; для Du X S = 325 X 6 мм а « = 660 ми (см. табл. 20). Таким образом, 79 111 V 1 + ( 0,6 116 2-3,14-1,7 Сопротивление изоляции Яиз = 0,73 — (0,213 + 0,165) = 0,35 м °С/Вт. Коэффициент теплопроводности битумопер лита 1иа = 1,163 • 1,2 • 0,09 = 0,126 Вт/(м °C). = 0,165 м • °С/Вт. По формуле (217) толщина изоляции для подающего трубопровода -2-3,14-0,126-0J5____________________________ , «яз - 325--------------------1 = 52 мм. Принимаем = 60 мм. Аналогично рассчитываем толщину изоляции для обратного трубопровода. ПРИМЕРЫ ПРОЕКТНЫХ РЕШЕНИЙ РАСЧЕТ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ ЖИЛОГО КВАРТАЛА ОТ МАГИСТРАЛЬНОЙ ТЕПЛОВОЙ СЕТИ Необходимо рассчитать и запроектировать тепловые сети для жилого квар- тала г. Полтавы (рис. 53, табл. 27). Располагаемое давление в месте подключения системы теплоснабжения к ма- гистральной тепловой сети (УТ) Дрр = 0,38 МПа. Расчетные параметры в тепло- вой сети: Tjj, = 150° С; тю = 70° С. Режим регулирования — по повышенному графику (см. рис. 17). Число водоразборных точек в квартале: в жилых зданиях А) “ Згс = 3 - 791 = 2373 (п — число квартир в квартале); в детском саду Na = = 41. Потеря давления в элеваторных узлах зданий Др^ — 0,15 МПа, в обеих ступенях теплообменников ЦТП Лрцтп = 0,08 МПа. Опасность Зарастания труб в сетях горячего водоснабжения отсутствует. 8 0-3082 113
Рис. 53. Генеральный план квартала: № ]—£ — жилые дома; № 7 ~ детсад-ясля. Таблица 27. Исходные данные Номер здания по генплану Наименование здания Жилая пло- щадь м* Общая пл о- щадь Колите во ж tn лей ля чей 1 252-квартирный жилой дом 7412,75 12629,7 9ЭЙ 2 108-квартирный жилой дом 3319,28 5626,36 41Й 3 То же 3166,11 5410,83 400 4 > > 3407,95 5561,24 41J 5 > » 3356,91 5492,62 6 107-квартирный жилой дем 3357,48 5480,14 406 7 Детсад-ясли на 280 мест — •—т 24020,48 40200,89 2970 Примечание. Количество жителей т -- Кобщ/13,5, где — общая площ] и’; 13.5 — средн ян обеспеченность общей площадью одного человека. 114
1. Определение расходов тепла. На основании типовых проектов определяем расчетные расходы тепла на отопление и вентиляцию при = —25° С и пересчи- тываем их на температуру tg 0 = —22° С и ta в = —1Г С (табл. 28). Расход тепла на отопление квартала Qo = 4376 кВт. Максимальный часовой расход тепла иа горячее водоснабжение для квартала определим по формуле лта* _ Очрс Рг — М Чг-В 3600 Часовой расход горячей воды <3, = 18g£Ha4. Диктующим прибором для квартала является смеситель ванны. Согласно табл. 4 расход горячей воды одним смесителем g — 0,2 л/с, а коэффициент исполь- зования feH = 0,28. Для определения а, вычислим вероятность действия водоразборных нрнбо- ров: о]ч«1 + 10 2978 + 4,5 280 3600g (Л/t + W2) 3600 - 0,2(2373-1-41) ’ Вероятность использования водоразборных приборов />, = -£-= = 0,0639. Произведение NP4= (2373 4* 41) 0,0639= 154. Согласно СНиП 11-34-76 о,= 38,11. Часовой расход горячей воды G„ = 18 • 0,2 • 0,28 38,11 — 38,4 м“/Ч. Таким образом, п™х _ 38,4 • 1000 4,187 (60 - 5) _ Чг.» збоо 2400 кит- qUBI 2. Определение расходов теплоносителя. Вычисляем отношение —= Таблица 28. Расход тепла и теплоносителя для отопления и вентиляции зданий Номер зда- ния по ген- плану Расход тепла, кВт Расход теплоносителя» кг/с на отопление I <?oj при f н о =™ —22® С ва вентиляцию (Qg) ”Р« 'к.в = = —1ГС на отопле- ние (?о ва вентиля- цию (?в 1 1114 3,33 2 712 — 2,11 — 3 548 — 1,64 4 593 —- 1,78 —. 5 621 — 1,86 — 6 571 1,69 — 7 217 31 0,64 0,14 4376 31 8* 115
Согласно СНиП 11-36-73, в тепловом пункте должна применяться двухст чатая последовательная схема подключения теплообменников. При этой подключения и количестве жителей в квартале менее 6000 чел. расчетный р теплоносителя на участке — от места подключения до теплового пункта Gp = G0-f-C?B + G£. Для определения расходов Go, Gb н G^b по графику (см. рис. 14) опре ем температуры теплоносителя: Т;о = 150° С; т2о = 70° С; т1в = 116,8° С; = 58.8s С; xj = 7ff‘ С; т2 = 41,6° С. Расход теплоносителя на отопление п_________Qo_______.______4376_________ 13 06 кг/с: ° *(Чо-^Ч») 4,187(150 - 70) ,3'06 ’ на вентиляцию = с(Чв—Чв) 4,187(116,8 — 58,8) = 0,14 Кг/с: на горячее водоснабжение .-ср _ fr-*n 1228 60-36,6 efr;-4) ‘ 'г-^.3 ~ 4,187(70 - 41,6) ' 60 - 5 ntnait r# = 1228 кВт; 1П = т2 — 5 = 41,6 — 5 = 36,6° С. Таким образом, Gp= 13,06 4-0,14 4-4,39= 17,59 кг/с. Для внутриквартальных тепловых сетей расчетный расход тепловое в 252-квартирном жилом доме G₽ = GO= c(Tlo_Tso( 4,187(150- 70) 3,33 КГ' Аналогично вычисляем расходы теплоносителя для остальных д (см. табл. 28). Для детского сада Gp = Go + GB = 0.64 4- 0,14 = 0,78 кг/с. 3. Схема прокладки и гидравлический расчет участка магистральной 1 вой сети от УГ до ЦТП и внутриквартальных сетей отопления и вентил На плане квартала намечаем трассу тепловых сетей с учетом минимальной тяжеиности (рис. 54). Наиболее протяженная и нагруженная магистраль вн квартальной тепловой сети ЦТП—4—3—2—1—зд. Ni 2 (главная магисп! Располагаемое давление для расчета этой магистрали и участка от УТ до Ц'. Ар“ = Дрр — (Араб + &Рцтп> — 0>зэ — (0,15 4“ 0,08) = 0,15 МПа. Ориентировочную удельную потерю давления для расчета главной мага ли определим по формуле я= ____________________________________ 2 (1 4- a) (Slyrn—+ 1ут—цтп) где 2 — количество трубопроводов (подающий и обратный); а — коэффкц учитывающий потерн давления в местных сопротивлениях (принимают а = 116
v ;атп лг — сумма длин всея участков от ЦТП до здания № 2, м: 1ут_итп — длина участка тепловой сети от УТ до ЦТП. Таким образом, П 0,15 • 10е ,qn . R 2(1 + 0,3) (410 + 329,5) 78 Па/“' Ориентируясь на удельную потерю давления, на основании расчетных рас- ходов теплоносителя, назначаем диаметры трубопроводов. На схеме тепловой сети Рис. 54. Расчетная схема тепловых сетей: /—5—точки разветвлений. (см, рис. 54) расставляем неподвижные опоры, компенсаторы, отключающую ар- матуру. Определяем (см. прилож. 2), (пр и потери давления на отдельных участках. Ответвления рассчитываем из условия равенства потерь давления'на параллельных ветвях. Результаты гидравлического расчета приведены в табл. 29. Потеря давления по главной магистрали внутриквартальных тепловых сетей н по участку от УТ до ЦТП &р= 2 (33 500 + 40 550) = 148 100 Па = 0,148 МПа < Др” = 0,15 МПа. . 4. Гидравлический расчет подающего трубопровода внутриквартальных сетей горячего водоснабжения. Для гидравлического расчета сетей горячего водо- снабжения определяем секундные расходы воды на участках но формуле G = 5ga. Диктующий прибор всех участков внутриквартальной сети горячего водо- снабжения — смеситель ванны. Характерный расход через смеситель g = 0,2 л/с; Ш
Таблица 29, Результаты гидравлического расчета тепловых сетей Участок Расчетный рас- ход <7pi кг/с Длина участка Диаметр трубо- провода £>в1 мм Удельная потеря давления Я, Пара Местные сопротив- ления Sa Я ж S * £ а «в Я № И <Т) fi <пр ;+ 'вкв. “ Участок магистральной тепловой сети от УТ до ЦТП УТ—ЦТП 17,59 329,5 159X4,5 98 1 задвижка, 5 П-об- разных компенсато- 84,28 413,78 ров, 1 отвод 90°, 2 отвода 30° Главная расчетная магистраль ЦТП — 4 11,3 26 133 X 4 4 — 3 7, аз 72,5 133 X 4 3—2 7,08 42 108 X 4 2—1 5,44 136,5 108 X 4 ! — зд. М2 2J1 113 89 X 3,5 103 1 задвижка, 1 отвод 8,8 34,8 48.5 90°, 1 тройянк-про- код 1 отвод 90°, 1 П-об- разный компенсатор, 1 тройник-проход 14,7 87.2 (31 1 Пробранный компен- сатор, 1 тройник- прохсд, 1 тройник- ответвление 18,05 60,05 78 3 отвода, 1 П-образ- ный коыйенеатср, ] тройпик-проход 18,05 174,55 34 ] задвижка, 1 П-об- разный компенсатор, 2 отвода 90° 16,46 123,46 410 33' Ответвление З—зд. Л5 7 (Лр 4200 4- 13 620 -)- 7870 = 25690 Па) З—зд. М 7 ( 0.75 I 7i | 45 X 2,5 ! 194 ] 1 вентиль, 1-П-об- I 12,8 1 83,8 I 16 I 11 разный компенсатор* | I III | | 2 отвода 90= III Ответвление 4—5 — эд* № 4 (Др^ — 25690 -J- 4230 29920 Па) 4—5 3,47 90,5 76 X 3.5 226 1 аадвкжка, 3 отвода 10,8 101>3 22 76 X 3,5 90° 1 П-обраэвый компенсатор, 1 трой» инк-проход 97.1 6-ад. № 4 1J8 81.5 59.4 1 задвижка, 2 П-об- разных компенсатора. 1 отвод 90° 15,15 23 Ответвление ЦТП — ад. <№ 5 (Лрр = 29 920 -j- 3580 = 33 500 Па} ЦТП —эд I 1,86 | 29 1 76 X 3,5 I 65 / 1 задвижка, 1 П-об- | 7,8 | 36,8 де 5 | | | | } рваный компенсатор | | * При уменьшении диаметра > 300 Па/ы. а = f (NP), где N — число водоразборных точек, которое обслуживает дан участок; Р — вероятность их одновременного действия. Для участка, обслуж ющего отдельное здание или группу однотипных зданий, NP — НВ Для участка 1 — зд. № 2 NP = ичт 3600 • g 10 • 417 3600 • 0,2 5,8,
Согласно СНиП 11-34-76, а = 2, S3. Таким образом, G = 5 0,2 2,83 = 2,83 л/с. Аналогично определяем секундные расходы на участках 2—1, 3—2, 3 — эд. Л® 7, 4—5, 5—эд.№ 4, ЦТП — вд..№5. Для участков, обслуживающих группу разнотипных зданий, например для участка 4—3, т-. = л> 7 = 24,4 + 1,75 - 26,15. Тогда а= 8,5 и й = 8,5 л/с. Таблица 30. Результаты гидравлического расчета подающего трубопрово- да сетей горячего водоснабжения Участок Расход воды G*=5gX хо, л/с Диаметр трубо- провода Dy, ми Скорость вады с. м/с Удель- ная по- теря на- пора ir си/и Длина участка 2» ы Поте- ря на- пора на участке Я» к Главная расчетная магистраль ЦТП — 4 4—3 3—2 2—1 1 —зд. № 2 37,45 26,15 24,4 18,8 5,8 11,31 8,5 8 6,6 2,83 100 100 100 100 70 1,32 I 0,94 0,8 0,83 3,55 2,05 1,87 1.3 2,55 26 72,5 42 156,5 113 1,108 1,818 0,942 2,434 3,458 Ответвление 3 — эд. ЛЗ 7 (Нр = 3,458 + 2,434 + 0,942 = 6,834 9,76 м) 3 — эд. № 7 | 1,75 1,33 40 1,05 8 71 ] 6,816 Ответвление 4 — 5 — зд. № 4 (Нр = 6,834 + 1,818 = 8,652 м) 4 — 5 I 11,3 I 4,5 70 [ 1,3 | 6,09 [ 90,5 I 6,614 5 — зд. № 4 | 5'7 2,79 70 0,75 2,08 | 81,5 2,034 8,648 Ответвление ЦТП — зд. № 5 (Яр = 9,76 м) ЦТП — эд. Л« 51 5,6 | 2,76 Г 50 | 1,31 | 8,6 ( 29 | 2,99 * * При меньшем диаметре скорость выходит за пределы допустимой. Диаметры подбираем по таблицам ВНИИВОДГЕО [11], ориентируясь на ско- рость по главной магистрали не более 1,5 м/с. Потеря напора на участке Н^Н(1 + ЬЯ) ю—2. где kM = 0,2 — коэффициент, учитывающий потери давления на местных сопро- тивлениях Результаты гидравлического расчета сведены в табл, 30. При гидравлическом расчете подающих трубопроводов необходимо следить за тем, чтобы располагаемого напора было достаточно для преодоления сопротив- лений и подачи воды к наиболее удаленным водоразборным точкам. Циркуляционный трубопровод сетей горячего водоснабжения рассчитывают на режим циркуляции. 119
РАСЧЕТ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ ФЕРМЫ КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА НА 1100 ГОЛОВ Необходимо подобрать тип котельной и запроектировать тепловые сети ф крупного рогатого скота (К₽С) на 1200 голов (рис. 55, табл. 31). Район строя ства — Одесская область. Расчетная температура наружного воздуха - —18° С. В доильно-молсчиом блоке необходим пар для пастеризации молока (4 в Гб-ОПБ-1000, расход пара на одну ванну — 0,028 кг/с или 100 кг/ч) и в ветер! но-санитар ном пропускнике — для дезинфекции одежды (расход — 0,017 или 60 кг/ч). Избыточное давление пара на парораспределительных гребе потребителей — не менее 0,04 МПа. Возврат конденсата ие предусматрнва 1. Определение расходов тепла и выбор источника. На основании ТИП проекте® определяем тепловые нагрузки для отопления и вентиляции зд Пересчитываем их на температуру /ао = —18° С (табл. 32), Общая мощность систем отопления и вентиляции зданий соста 1525,8 кВт =* 1,5 МВт. Определяем максимальный и среднечасовой расходы тепла на горячее снабжение. Характеристика потребителей горячей воды приведена в табл, характеристика установленных приборов — в табл. 34. Общее количество с телей умывальников на ферме — 12, смесителей мойки — 7, душевых сеток иранов у раковии — 9, поливочных кранов — 2. 120
Таблица 31. Перечень зданий фермы КРС Номер здакяя □о генплану Наямевовеане здании Таловой проект 1, 2, з Коровник на 400 голов * 801-314 4 Доильно-молочиый блок 801-314 5 Родильная на 160 коров 801-315 6, 7 Соединительная галерея, тип III 801-314 8, 9 Соединительная галерея, тип I 801-314 10 Изолятор на 10 мест 807-29 11 Амбулатория 807-26 12 Стационар на 10 мест 807-26 13 Здание для трех тракторов с навесом 817-37 14 Автовесовая на 30 т 416-7-24/7] 15 Кормоцех 801-256 16 Ветеринарно-санитарный пропускник 807-32 17, 18 Навозоприемник — 19 Котельная — Таблица 32. Расход текла и теплоносителя для зданий фермы КРС Номер здания по генплану Расход тепла для одного здания, Вт Расход теплоносителя для одного здания, кг/е на отодле вне Qq ва вентиля- дню QB ял отопле» вне па яевтнля- цню £?в расчетвыб ер“со+ея 1, 2, 3 239 580 2,288 2,288 4 47 450 239810 0,453 2,292 2,745 5 19 770 171 600 0,189 1,639 1,828 6, 7 8320 •—t 0,081 0,081 8, 9 13 260 —_ 0,128 —— 0,128 10 14 300 0,136 — 0,136 11 8610 —_ 0,083 — 0,083 12 13 840 а— 0,133 — • 0,133 13 31 400 — 0,3 0,3 14 6050 0,058 0,058 15 35 360 0,339 0,339 16 54 080 75 600 0,517 0,722 1,239 17, 18 7680 19 190 0,036 0,183 0,219 Таблица 33. Характеристика потребителей горячей воды Потребители Количест- во Щ Среднесуточ- ная норма расходе воды на одного потребителя асут» л/сут Коэффициент часовой не- равномернос- ти кч Норма расхо- да в* нас наи- большего по- требления на одного потре- бителя Лф л/я Обслуживающий персонал Коровы Телята Родильное 14 чел. 160 голов 80 а отделение И 15 2 2,5 2,5 4,4 1,56 0,21 121
Продолжение табл. Среднее уточ- Норма раа да в чае! большего^ треблевад одного пей бнтеля л/ч ная норма Коэффициент Потребитель Количест- во m расходе во- ды на одного потребителя ^сут А^сут часовой не* равномерное* гя Кч Изолятор Обслуживающий персонал I 1 чел. Коровы | Ю голов Амбулатория Обслуживающий персонал Душевая сетка для обмы- I чел. 11 — вания животных 1 шт. Коровы 1 голова 15 2,5 Ветеринарно-санитарный пропускник Санитарный блок Обслуживающий персонал 70 чел. н Души Стирка спецодежды (ме- 3 игг. — ханическая) Мытье и дезинфекция ма- 70 кг ” — шин 6 ШТ. — — 4,4 270 1,56 4,4 270 25 80 Блок служебных помещений Обслуживающий персонал | ДезинфеК! 70 чел. | [ионный блок 11 транспортны х средств 4,4 Обслуживающий персонал 2 чел. И — 4,4 Души 1 шт. и— п— 270 Мытье и дезинфекция ма- шин 6 » 80 Доильно-молочный блок Обслуживающий персонал Коровы (передержка пос- 10 чел. 11 — ле искусственного осеме- нения) 12 голов 15 2,5 Промывка оборудования 8 единиц *— Мойка пола 80 м1 — 1,56 150 3 Примечание. В кормоцех необходима в количестве GcyT = 50 и*/сут = 0.43 л/с. горячая пода для технологических ну; Таблица 34. Характеристика установленных приборов Прибор Количество Расход воды & л/с Коэффициент использова» вяя fea Родильное отделена? Смеситель умывальника 5 0,07 0,32 » мойки 2 0,14 0,2 Кран раковины 2 0,2 0,2 122
Продолжение табл. 84 Прибор | Количество Расход поды 1< л/е Коэффициент использова- ния feg Смеситель умывальника Изолятор 1 1 1 0,07 0,32 Крав раковины 1 1 1 0,2 0,2 Амбулатория Смеситель умывальника 1 0,07 0,32 а мойкв 1 0,14 0,2 Душевая сетка для обмыва животных 1 0,2 0,5 Ветеринарно-санитарный пропускник Санитарный блок Смеситель умывальника 2 0,07 0,32 > мойки 2 0,14 0,2 Душ в групповых установках 3 0,2 0,5 Кран раковины 4 0,2 0,2 Блок служебных помещений Смеситель умывальника > мойки 0,07 0,14 0,32 0,2 Дезинфекционный блок транспортных средств Смеситель умывальника 1 0,07 0,32 Душ 1 0,2 0,5 Кран раковины 1 0,2 0,2 Поливочный крав Доильно-м 1 злачный блок 0,2 0,2 Смеситель мойки 1 0,14 0,2 > умывальника 1 0,07 0,32 Кран раковины 1 0,2 0,2 Поливочный кран 1 0,2 0,2 Максимальный часовой расход тепла на горячее делить по формуле £)Швх Пчрс {^| ~ tjt) Чг ” " 3600 в которой часовой расход горячей воды 6Ч = 13gAHCt4. водоснабжение будем опре- Диктующим прибором для системы горячего водоснабжения фермы является душевая сетка (g = 0,2 л/с; k = 0.5) Значение коэффициента а. определяем в зависимости от числа водоразборных приборов \! и вероятности их использования Рч Для этого определим вероятность действия всех водоразборных приборов по формуле то___ + РцА/ц -f- Рle/Vjj + Nt.+ Nn + N^ + N^+N, Согласно табл. 34 1Уб = 9. По данным табл 33 вероятность действия водоразборных приборов в зд. № 5 “14^1 + + “Зч^э 4,4 • 14+ 1,56- 160 + 0,21 80 _ ____ ~ 3600gA/ 3600 0,2-9 123
Таблица 35. Количество н вероятность действия водоразборных при! Номер здания по генплану Количество водоразбор- ных прибо- ров V Вероятность ] действия во- доразборных приборов Р Номер здания по генплану Количество водоразбор- ных прибо- ров jV — "Г Вероятное? действия М дораэборн* приборов J 5 9 0,0506 16 17 0,393 . 10 2 0,0139 4 4 0,52 и 3 0,128 Примечание. Для йетернварво-санитарноге пропускника величина Р вычисли как средневзвешенная для саяитарвого блока, блока служебных помещений к дезинГ двойного блока. Аналогично определяем вероятность действия водоразборных приборов остальных зданий. Результаты расчета приведены в тайл. 35. Вероятность действия всех приборов „ 0,0506 • 9 4- 0,0139 • 2 + 0,128 3 + 0,393 . 17 + 0,52 - 4 _ . „„ 9 + 24-3+17 + 4 0,27°* Вероятность использования приборов SP 0,275 Рч k„ 0,5 °'55’ Так как N = 35, а Рч — 0,55, то согласно СНиП 11-34-76 а, = 5,7. Часовой расход горячен воды G4 = 18 • 0,2 • 0,5 • 5,7 = 10,26 м*/ч. Максимальный часовой расход тепла Qtnax _ 10,26 1000 - 4,187 (60 — 5) 3600 = 656 кВт. Среднечасовой расход тепла QCP „ 656 262,4 кВт. А, 2,5 Для нужд технологии необходим пар. Следовательно, в котельной ну» паровой котел. Технологическая нагрузка небольшая, поэтому к паровому кот целесообразно подключить через пароводяной теплообменник горячее водосш жеиие. По характеру потребления тепла обе нагрузки круглогодовые. С цел: уменьшения расчетной поверхности пароводяного теплообменника н повер, ности нагрева котла нужно предусмотреть бакн-аккумуляторы. ; Таблица 36. Данные для построения графика температур теплоносителя ; Температура наружного воздуха (в. "С Температура теплоносите- ля в подаю- щей трубо- проводе т1# ЙС Температуря теплоносите- ля в обрат- ном трубо- проводе °C Температура наружного воздуха tB, °C Температура теплоносите- ля в подаю- щем трубо- проводе Tif е,с Температур ТСПЛОНОСИТ1 ля в обрат* ном трубо- проводе т„ °C —18 95 70 0 61,3 48,8 —10 79,9 60,4 +5 51 42 —5 71,1 55,1 +8 44,6 37.6 124
Расчетную модность систем отопле- ния н вентиляции обеспечат три котла *Универсал-6М» с площадью поверхности нагрева 41,8 и’. Принимаем котельную с четырьмя котлами <Универсал-6М» (3 во- догрейных и 1 паровой — типовой проект 903-1-103). Расчетная температура теп- лоносителя на выходе из водогрейного кот- ла ти = 95° С, на входе тю — 70° С. Из- быточное давление пара на выходе из па- рового котла — 0,07 МПа. 2. Выбор режима регулирования. Ос- новными потребителями тепла являются системы вентиляции производственных сельскохозяйственных зданий. В некото- рых случаях они совмещены с воздушным отоплением. В отдельных зданиях предус- мотрено водяное отопление. Расчетная температура воздуха в помещениях 1^ = = 18* С. Индивидуальные регуляторы у нагревательных приборов отсутствуют. Режим регулирования тепловых сетей принимаем качественный, по отопительному графику (рис. 56, табл. 36). График температур теплоносителя построен с помощью уравнений -G)^ + (4>~W& х — (т1о — Tao) Go- Например, при tB => —10° С 70 00 ВО 60 Я? Г1а-95°С ^70а0 тв О -JO -IB Ъ,°С Рис. 56. График температур тепло- носителя. '1Пр.О та = т 70 ,0,8 95 .оН18-(- -18Д-]81тр 18 —(—10) 79ус. 18 —(— 18) ~ 79’9L’ ч = 18 + ТЬГгХ т, = 79.9 - (95 - 70) = 60,4° С. 3, Гидравлический расчет тепловых сетей отопления и вентиляции. Расход теплоносителя на отопление здания G —_____— ° Cftlo-Tso) ’ на вентиляцию G ~ ^в -- ’ с(т1о-т2о) ' На основании табл, 32 для здания № 4 (доильно-мелочный блок) 47 45 G° = 4,187(95 — 70) = 0,453 КГУс; „ 239,81 о , °в ~ 4,187(95 - 70) “2,29 КГ/С' Расчетный расход теплоносителя С?г - (?о + GB = 0,453 -f- 2,292 = 2,745 кг/а. Аналогично определяем расходы теплоносителя для остальных зданий, ре- зультаты сводим в табл. 32. Вычисляем расходы теплоносителя на участках (рис.57) н выполняем гидравлический расчет (табл. 37). 125
Таблица 37, Результаты гидравлического расчета сетей отопления и вентиляции Участок Расчет- ный рас- ход <?рт кг/е Давав участка t, и Удельная Он х мм давления Местные опротнвленил А Па/м Эквива- лентная длина ^экв» м -(+ + (экВ' “ Др — Пз Главная расчетная магистраль (R < 80 Па/м) д ? *"* Ч* сч —1 . 1 i 1 J'S in у <€ 1 crj -ч 14,58 9,82 7,53 5,12 2,26 1,828 57,5 24,7 48,1 48,1 31,65 67,5 159 x 4,5 65 1 задвижка, 1 тройник-проход, 1 отвод 90° С 133X4 77 1 П-образный компенсатор, 1 тройник-проход 133X4 46 То же 108X4 69 » s 89 x 3,5 38 > » 76X3,5 62,5 1 тройник-ответвление, 1 П-об- разный компенсатор, 2 отво- да 90° 10,64 16,9 16,9 13,34 10,45 12,8 68,14 41,6 65 61,44 42,1 80,3 4430 3200 2990 4240 1600 5020 7 — вд. № 12 2—зд. Л5 2 . 3 — вд. Л® 2 4 — вд. ЛЙ 3 0,352 2,29 277,6 64,75 10,25 10,25 10,25 Ответвление 1 — зд, М 12 (&Р? = 5020 Па) 45x2,5 1 42,5 1 1 вентиль, 1 П-образный ком- 1 | j пеисатор, 1 отвод 90° | Ответвление 2 — вд. М 1 (Дрр = 6620 Па) 76x3,5 I 154 11 тройник-ответвление, | | 1 задвижка Ответвление 3 — зд. Л® 2 (Дрр — 10 860 Па) 76x3,5 I ill 11 тройник-ответвление, 1 | | 1 задвижка | Ответвление 4 — ад. М3 (Дрр = 13 850 Па) 76x3,5 । »А_ 12,28 4 4 77,03 14,25 14,25 21 480 3270* 2190’ 1580* Ответвление 5—6—7 — зд. № 16 (Дрр = 17 050 Па) 5—6 6—7 7 — эд. М 16 4,76 1,94 1,24 74,5 102 9,5 108X4 76X3,5 57X3,5 61 71 158 1 тройник-ответвление, 1 задвижка, 1 П-образный компенсатор, 2 отвода, 1 тройник-проход 2 отвода, 1 П-образный компенсатор, 1 тройник- проход 1 тройник-ответвление, 1 задвижка 23,0 10,8 2,61 97,3 112,8 12,11 5940 8010 1910 7—8 8 — зд. М 15 0,397 0,339 10,7 8 Ответвление 57x3,5 38x2,5 т—8 — вд. 17,3 111 М 15 (Ддр= 1910 Па) 1 тройник-ответвление, 1 задвижка, 1 тройник при расходящемся потоке 5,89 0 16,59 8 15860 290 890 8—зд.М14 [ 0,058 | * 1 Ответвление 32x2,5 | 8 — ей. М 14 (Дрр = 890 Па) 11 | 1 отвод 90’ | 0,29 j 4,29 ) 1180 50 7 — зд. М 13 I 0,3 I 44,5 ) Ответвление 45x2,5 I 7 — вд. № 13 (Лрр= 1910 Па) 32 1 1 вентиль, 3 отвода 90s 1 9,24 I 53,74 | 1720 SJ * При умевыгеннн дивмотра R > 300 Па/м-
4. Гидравлический расчет подающего трубопровода сетей горячего воде жения. Секундный расход горячей воды на участке сети (см. рис. 57) вычш по формуле G = 5#а. Значения N я Р для определения а приведены в табл. 35. Если участок кроме хозяйственно-бытовых нужд обслуживает и технологических потребит, горячей воды, например, участок 6—7 (см, рис, 57), то для этого участка расчет расход равен сумме расходов на хозяйственно-бытовые и технологические ну (худший случай). Результаты гидравлического расчета сведены в табл. 38, 5. Гидравлический расчет паровой сети. Схема трубопроводов паровой ii приведена на рис. 57. Располагаемое давление от котельной до здания № 16 Арр = Рког -Рэд.№16 = (0.1+0,07)- (0,1+0,04) = 0,03 МПа, где Ркот к Рэд.Ь«1б — абсолютное давление, МПа. Удельная потеря давления р = ^-Рзд.тв) • 10* _ (0,17-0,14) 10* _ К (1 + а) 2( “ (1 + 0,5) • 243,5 “8 ’ Z Избыточное давление в паропроводах больше чем 0,02 МПа; гидравличес расчет (табл. 39) выполнен по методике расчета паровых сетей высокого давлед 128
Таблица 38. Результаты гидравлического расчета подающего трубопровода сете горячего водоснабжения Q ОД НОДЫ ил ,jt -оаоdue <Ua О со л о 8 s о ьная >я на по* ем/ы н У сб £ Я % н •ЮвлХ •GUBH Н< и <ч £ о. Sil^ Ли ч Дням труб! Да D Скор| ДИ Р-' Л* о ч в J5-« Ч* 'н** еа ed 1аюц Главная расчетная магистраль Зд. Л® 79—5 9,629 4,03 70 1,18 4,9 57,5 3,381 5-6 8,761 3,38 70 0,97 3,45 74,5 3,084 6—7 6,681 2,88* 70 0,8 2,6 102 3,182 7 — зд. № 16 6,681 2,45 50 1,15 6,5 9,5 0,741 |10,388 Ответвление 7 — ад. Л® 15 (Нр = 0,741 м) 7 — зд. Л® 15 | — | 0,43 | 32 | 0,46 | 2,1 | 18,7 | 0,471 Ответвление 5 — 1 — зд. Л? 5 (Яр = 7,007 м) 5—1 I 0,868 1 0,9 50 1 0,42 1,07 152,55 1,959 I — эд. №5 0,455 0,648 32 0,68 4,2 67,5 3,402 5,361 Ответвление 7 — зд. Л® 12 (77 р = 3,402 ы) 1 — зд. № 12 | 0,412 j 0,62 | 32 | 0,67 | 4 | 64,75 | 3,108 •G~G7_м m+Gt„b = 2.45 4-0.43 = 2,83 л/с. Таблица 39. Результаты гидравлического расчета паровой сети Участок Расход пера Gp, кг/с Длина участка If и Давление в паропро- воде, МПа Средняя плотность рер, кг/и’ Л Ё g. § II 5 Of £>н X S, км при р = 1 кг/к" а с? сх Ql 1 и W О я 2 й. + Я а о х. "/ВЦ •IfPBi4f i ь А Зд. Л» >9 0,13ft 13! 0,17 0,154 0,162 0*91 74,7 89x3,5 95 24.2 6 '—зд. Л !$ 0,017 П1,5 0,154 0J42 0.148 0.63 68,1 45x2.5 75 : 13,3 д 0—3082 129
Продолжение табл,- При рс? Участок Местные сопротивления 3d. Ji 19 !С4,4 26,6 1 задвюкка, 4 отвода 9СГ\ 1 П-образный компенсатор, 1 тройник-прсхсд 90,4 16,02 1 вентиль с вертикальным шпинделем, 3 отвода 90°. 1 Л-образный компенсатор Приложение] Данные для гидравлического расчета трубопроводов = 0,5 мм; р = 958,4 кг/м») Расход G, кг/с Диаметр трубопровода xS, мм я 32X2,9 38X2,5 45X2.5 Б7ХЗ,5 м/с | R, Па/м м/с | Лй/ы с, м/с Пя/м и» и/с па 0,1 0,18 29,2 0,12 10,2 0,11 0,2 35,2 0,13 12,2 0,12 0,22 41,8 0,15 14,5 0,1 5,3 0,13 0,24 48,9 0,16 16,9 0,11 6,2 0,14 0,26 56,5 0,17 19,6 0,12 7,1 0,15 0,27 64,7 0,18 22,4 0,12 8,1 0,16 0,29 73,5 0,2 25,4 0,13 9,2 0,17 0,31 82,8 0,21 28,6 0,14 10,4 0,18 0,33 92,8 0,22 32 0,15 11,6 0,19 0,35 100,3 0,23 35,6 0,16 12,9 0,2 0,36 111,2 0,24 39,3 0,17 14,2 0,11 4,1 0,21 0,38 122,6 0,26 43,3 0,17 15,7 0,11 4.1 0,22 0,4 134,5 0,27 47,5 0,18 17,2 0,12 0,23 0,42 147 0,28 51,8 0,19 18,7 0,12 5,1 0,24 0,44 160,1 0,29 56,3 0,2 20,4 0,13 0,25 0,46 173,7 0,3 61,1 0,21 22 0,13 6,1 0,26 0,47 187,9 0,32 65,9 0,22 23,8 0,14 7,‘ 0,27 0,49 202,6 0,33 71,1 0,22 25,6 0,14 7,5 0,28 0,51 217,9 0,34 74,2 0,23 27,5 0,15 0,29 0,53 233,8 0,35 79,6 0,24 29,5 0,15 9, 0,3 0,55 250,2 0,37 85,2 0,25 31,5 0,16 9,1 0,31 0,56 267,1 0,38 90,9 0,26 33,7 0,16 10/ 0,32 0,58 284,6 0,39 96,9 0,27 35,8 0,17 П.: 0,33 0,6 302,7 0,4 103 0,27 38 0,18 н,1 130
Продолжение прилож. I РаСХОД G, vrle Диаметр трубопровода DHX S. ш 32X2,Б 38ХМ 46X2,5 67X3,6 0, м/с Я, Па/м и, м/с Я, Па/м и, м/с Я, Па/м о, и/е К» Tlefit 0,34 0,62 321,3 0,41 109,4 0,28 40,4 0,18 12,5 0,35 0,64 340,5 0,43 115,9 0,29 42,7 0,19 13,2 0,36 0,66 360,3 0,44 122,6 0,3 45,2 0,19 13,9 0,37 0,67 380,5 0,45 129,5 0,31 47,7 0,2 14,7 0,38 0,69 401,4 0,46 136,6 0,32 50,2 0,2 15,5 0,39 0,71 422,8 0,48 143,9 0,32 52,9 0,21 16,3 0,4 0,73 444,8 0,49 151,4 0,33 54 0.21 17,1 0,41 0,75 467,3 0,5 159,1 0,34 56,8 0,22 18 0,42 0,77 490,3 0,51 166,9 0,35 59,6 0,22 18,8 0,43 0,78 514 0,52 175 0,36 62,4 0,23 19,7 0.44 0,8 538.2 0,54 183,2 0,37 65,4 0,23 20,6 0,45 0,82 562,9 0,55 191,6 0,37 68,4 0,24 21,6 0,46 0,84 588,2 0,56 200,2 0,38 71,4 0,24 22,5 0,47 0,86 614 0,57 209 0,39 74,6 0,25 23,5 0,48 0,87 640,5 0,59 218 0,4 77,8 0,26 24,5 0,49 0,89 667,4 0,6 227,2 0,41 81,1 0,26 25,5 0,5 0,91 694,9 0,61 236,6 0,42 84,4 0,27 26,5 0.51 0,93 723 0,62 246,1 0,42 87,8 0,27 27,6 0,52 0,95 751,6 0,63 255,9 0,43 91,3 0,28 28,7 0,53 0,97 780,8 0,65 265,8 0,44 94,8 0,28 29,7 ' Расход G. кг/с Диаметр трубопровода DH х мм 38X2, Б 45X2,5 57X3,5 76X3,5 и, м/с Я, Па/м t>f ы/е Я, Па/м £\ М/С J?, Па/м £Г, м/с Я, Па/м 0,54 0,66 275,9 0,45 98,4 0,29 30,9 0,15 5,7 0,55 0,67 286,2 0,46 102,1 0,29 32 0,15 5,9 0,56 0,68 296,7 0,46 105,9 0,3 33,2 0,16 6,1 0,57 0,7 307,4 0,47 109,7 0.3 34,4 0,16 6,3 0,58 0,71 318,3 0,48 113,6 0,31 35,5 0,16 6,5 0,59 0,72 329,4 0,49 117,5 0,31 36,7 0,16 6,8 0,6 0,73 340,6 0,5 121,6 0,32 38 0,17 7 0,62 0,76 363,7 0,51 129,8 0,33 40,6 0,17 7,5 0,64 0,78 387,6 0,53 138,3 0,34 42 0,18 7,9 0,66 0,81 412,2 0,55 147,1 0,35 44,6 0,18 8,4 0,68 0,83 437,5 0,56 156,1 0,36 47,4 0,19 8,9 0,7 0,85 463,6 0,58 165,4 0,37 50,2 0,2 9,5 0,72 0,88 490,5 0,6 175 0,38 53,1 [0,2 10 0,74 0,9 518,1 0,61 184,9 0,39 56,1 0,21 10,5 0,76 0,93 546,5 0,63 195 0,4 59,2 0,21 11.1 0,78 0,95 575,7 0,65 205,4 0,41 62,3 0,22 41,7 0,8 0,98 605,6 0,66 216,1 0,43 65,6 0,22 12,3 0,82 1 636,2 0,68 227 0,44 68,9 0,23 12,9 0,84 1,02 667,6 0,7 238,2 0,45 72,3 0,23 13,5 0,86 1,05 699,8 0,71 249,7 0,46 75,8 0,24 14,2 0,88 1,07 732,7 0,73 261,4 0,47 79,3 0,25 14,8 0,9 1,1 766,4 0,75 273.5 0,48 83 0,25 15,5 0,92 1,12 800,9 0,76 285,7 0,49 86,7 0,26 16,2 0,94 1,15 836,1 0,78 298,3 0,5 ЭОЛ 0,26 16,9 fl* 131
Продолжение пралоас. Продолжение прилож. ! Расход G; кг/о Диаметр грубел ром да Da X S, хм 45x2,5 57X3,5 76X3.6 69x3,6 О,» Mj/й | Па/м 5», м/с К, Па/м о, м/с 7?, Па/м м/с 0,96 0,8 311,1 0,51 94,4 0,27 17,6 0,19 7л 6,98 0.81 324,2 0,52 98,4 0,27 18,3 0,19 73 1 0,83 337,6 0,53 102,4 0,28 19 0,2 7,1 1,02 0,85 351,2 0,54 106,6 0,28 19,8 0,2 8| 1,04 0,86 365,1 0,55 110,8 0,29 20,6 0,21 8 а 1,06 0,88 379,3 0,56 115,1 0,3 21,4 0,21 8S 1,08 0,9 393,8 0,57 119,5 0,3 22,1 0,21 9] 1,1 0,91 408,5 0,58 124 0,31 23 0,22 9| 1,12 0,93 423,5 0,6 128,5 0,31 23,8 0,22 1,14 0,95 438,7 0,61 133,1 0,32 24,7 0,23 10Д 1,16 0,96 454,3 0,62 137,8 0,32 25,5 0,23 lol 1,18 0,98 470,1 0,63 142,6 0,33 26,4 0,23 юн 1,2 1 486,1 0,64 147,5 0,33 26,5 0,24 11$ 1,25 1,04 527,5 0,66 160,1 0,35 28,8 0,25 п J 1,3 1,08 570,5 0,69 173.1 0,36 31,1 0,26 i2j 1.35 1,12 615,3 0,72 186,7 0,38 33,6 0,27 13| 1,4 1,16 661,7 0,74 200,8 0,39 36,1 • 0,28 14Д 1,45 1,2 709,8 0,77 215,4 0,4 38,7 0,29 161 1,5 1,25 759,6 0,8 230,5 0,42 41,4 0,3 17 j 1,55 1,29 811,1 0,82 246,1 0,43 44,2 0,31 18,1 1,6 1,33 864,3 0,85 262,2 0,45 47,1 0,32 19,4 1,65 1,37 919,1 0,88 278,9 0,46 50,1 0,33 20,( 1,7 1,41 975,7 0,9 296 0,47 53,2 0,34 21 j 1,75 1,45 1033,9 0,93 313,7 0,49 56,4 0,35 22,5 Расход <£т кг/с Диаметр трубопровода DH X 5/ мм 1 57x3.5 76x3,5 09X3,5 108X4 и. М/с К. Па/н о» м/с | R, Па/м о, ufa Z?, Па/м о, м/с Я, Па/2 1.8 0,96 331,9 0,5 59,6 0,36 23,8 0,24 Ml 1,9 1,01 369,8 0,53 66,5 0,38 26,5 0,25 9,61 2 1,06 409,8 0,56 73,6 0,4 29,4 0.27 10,6, 2,1 1,12 451,8 0,59 81,2 0,41 32,4 0,28 11,7 1 2,2 1,17 495,8 0,61 89,1 0,43 35,6 0,29 12,8 J 2,3 1,22 541,9 0,64 97,4 0,45 38,9 0,31 14 * 2,4 1,28 590,1 0,67 106 0,47 42,4 0,32 15,2 j 2,5 1,33 640,2 0,7 115,1 0,49 46 0,33 16 2,6 1,38 692,5 0,73 124,4 0,51 49,7 0,35 17,3 -3 2,7 1,43 746,8 0,75 134,2 0,53 53,6 0,36 18.7 2,8 1,49 803,1 0,78 144,3 0,55 57,7 0,37 20,1 . 2,9 1,54 861,5 0,81 154,8 0,57 61,8 0,39 21,6 1 3 1,59 922 0,84 185.7 0,59 66,2 0,4 23,1 3,1 1,65 984,4 0,87 176,9 0,61 70,7 0,41 24,7 3,2 1,7 1049 0,89 188,5 0,63 75,3 0,43 26,3 3,4 0,95 212,8 0,67 85 0,45 29.7 3,6 1 238,6 0,71 95,3 0,48 33.2 : 3,8 1,06 265,8 0,75 106,2 0,5 37 4 1,12 294,5 0,79 117,7 0,53 41 4,2 1,17 324,7 0.83 129,7 0,56 45,2 4,4 1,23 356,4 0,87 142,4 0,58 49,7 4,6 Г,28 389,5 0,91 155,6 0,61 54,3 4,8 1,34 424,2 0,95 169,4 0,64 59,1 5 1,4 460,2 0,99 183,8 0,66 64,1 132 Расход (г, кг/с Диаметр трубопровода DH X S, мм 8ЯХ3.5 JO8X4 133X4 159x4,3 е, м/с Яу Па/м Иг м/с R, Па/м с, м/с Я, Па/м 0, м/с R, Па/м Б,2 1,03 198,8 0,69 69,4 0,44 21,3 0,31 8.4 6.4 1,07 214,4 0,72 74,8 0,46 22,9 0,32 9 5,6 1,11 230,6 0,74 80,4 0,48 24,7 0,33 9,4 5,8 1,15 247,4 0,77 86,3 0,49 26,5 0,34 10,1 6 1,19 264,7 0,8 92,3 0,51 28,3 0,35 10,8 ' 6,2 1,22 282,7 0,82 98,6 0,53 30.2 0,37 11,5 6,4 1,26 301,2 0,85 105,1 0,54 32,2 0,38 12,3 6,6 1,3 320,3 0,88 111,7 0,56 34,3 0,39 13,1 6,8 1,34 340 0,9 118,6 0,58 36,4 0,4 13,9 ' 7 1,38 360,3 0,93 125,7 0,6 38,5 0,41 14,7 7,2 1,42 381,2 0,96 133 0.61 40,8 0,43 15,5 7,4 1,46 402,7 0,98 140,5 0,63 43,1 0,44 16,4 7,6 1.5 424,8 1,01 148,2 0,65 45,4 0,45 17,3 7,8 1,54 447,4 1,04 156,1 0,66 47,9 0,46 18,2 8 1,58 470,6 1,06 164,2 0,68 50,3 0,47 19,2 8,5 1,68 531,3 1,13 185,3 0,72 56,8 0,5 21,7 9 1,78 595,7 1.2 207,8 0,77 63,7 0,53 24,3 9,5 1,88 663,7 1,26 231,5 0,81 71 0,56 27,1 10 1,98 735,4 1,33 256,5 0,85 78,7 0,59 30 10,5 2,07 810,8 1,39 282,8 0,89 86,7 0,62 33,1 11 2,17 889.8 1,46 310,4 0,94 95,2 0,65 36,3 11,5 2,27 972,5 1,53 339,2 0,98 104 0,68 39,7 12 2,37 1058,9 1,59 369,4 1,02 113,3 0,71 43,2 12,5 2,47 1149 1,66 400,8 1,06 122,9 0,74 46,9 Расход G, кг/4 Диаметр трубопровода Рн X 5, мм 133Х+ 159X4,5 194x5 219X6 с, м/с R. Па/м с, м/с Я, Па/м м/е /?( Па/м я м/с Я, Па/и 13 1.П 132,9 0,77 50,7 0,51 17,2 0,4 9,3 13,5 1,15 143,3 0,8 54,7 0,53 18,6 0,42 10 14 1,19 154,2 0,83 58,8 0,55 20 0,43 10,7 14,5 1,23 165,4 0,86 63 0,57 21,4 0,45 11,5 15 1,28 177 0,89 67,5 0,59 22,9 0,47 12,3 15,5 1,32 189 0,92 72 0,61 24,5 0,48 13,2 16 1,36 201,4 0,94 76,8 0,63 26,1 0,5 14 16,5 1,4 214,1 0,97 81,6 0,65 27,8 0,51 14,9 17 1,45 227,3 1 86,7 0,67 29,5 0,53 15,8 17,5 1,49 240,9 1,03 91,8 0,69 31,2 0,54 16,8 18 1,53 254,8 1,06 97,2 0,71 33 0,56 17,7 18,5 1,57 269,2 1,09 102,6 0,73 34,9 0,57 18,7 19 1,62 283,9 1,12 108,3 0,75 36,8 0,59 19,8 19,5 1,66 299,1 1,15 114 0,77 38,8 0,6 20,8 , 20 1,7 314,6 1,18 120 0,78 40,8 0,62 21,9 21 1,79 346,9 1,24 132,2 0,82 45 0,65 24,2 22 1,87 380,7 1,3 145,1 0,86 49,3 0,68 26,5 23 1,96 416,1 1,36 158,6 0,9 53,9 0,71 29 24 2,04 453 1,42 172,7 0,94 58,7 0,74 31,5 25 2,13 491,6 1,48 187,4 0,98 63,7 0,78 34,2 26 2,21 531,7 1,54 202,7 1,02 68,9 0,81 37,0 133
Продолжение прилож. I П родолжеяае примж. 3 ________ Zi Диаметр трубопровода DK х S, мм Расход й, кг/а ШХ4 159X4,5 194X5 219x6 ? о, м/с R, Па/м fj М/с Я, Па/м в, м/с Я, Па/м о, м/с Я, 27 2,3 573,4 1,59 218,6 1.06 74,3 0,84 39j| 28 2,38 616,7 1,65 235,1 1,1 79,9 0,87 42,» 29 2,47 661,5 1,71 252,2 1,14 85,7 0,9 461 30 2,55 707,9 1,77 269,9 1,18 91,8 0,93 494 Диаметр трубопровода £>н X S. мм Расход кг/с 104XS 219X6 273x7 326X8 ? м/с | R, Па/м о, м/с | R, Па/м ы/с Л, Па/м а. м/с | R. IU 31 1,22 98,0 0,96 52,6 0,61 16,2 0,43 32 1,26 104,4 0,99 56,1 0,63 17,2 0,45 6,8Й 33 1,29 111,0 1,02 59,6 0,65 18,3 0,46 7,Й 34 1,33 117,9 1,05 63,3 0,67 19,4 0,47 7,$ 35 1,37 124,9 1,09 67,1 0,69 20,6 0,49 8,Г 36 1,41 132,1 1,12 71,0 0,71 21,8 0,50 8,6 37 1,45 139,6 1,15 75,0 0,73 23,0 0.51 9.1 38 1,49 147,2 1,18 79,1 0,75 24,3 0,53 9,6; 39 1,53 155,1 1,21 83,3 0,77 25,6 0,54 10,1 40 1,57 163,1 1,24 87,6 0,79 26,9 0,56 10,6 41 1.61 171,4 1,27 92,1 0,81 28,3 0,57 11,2 42 1,65 179,8 1,3 96,6 0,83 29,7 0,58 11,7 43 1,69 188,5 1,33 101,3 0,85 31,1 0,6 12,3 44 1,73 197,4 1,36 106,0 0,87 32,6 0,61 12,9 45 1,77 206,4 1,4 110,9 0,89 34.1 0,63 13,5 46 1,81 215,7 1,43 115,9 0,91 35,6 0,64 14,1 47 1,84 225,2 1,46 121,0 0,93 37,2 0,65 14,7 48 1,88 234,9 1,49 126,2 0,95 38,8 0,67 15,3 49 1,92 244,8 1,52 131,5 0,97 40,4 0,68 16 50 1,96 254,9 1,55 136,9 0,99 42 0,7 16,6 51 2 265,2 1,58 142,5 1,01 43,7 0,71 17,3 52 2,04 275,7 1,61 148,1 1,03 45,5 0,72 18 53 2,08 286,4 1,64 153,9 1,05 47,2 0,74 18,7 54 2,12 297,3 1,67 ' 159,7 1.07 49 0,75 19,4 Расход кг/с Диаметр трубопровода DB х -S, мн 219X6 273x7 325X8 377x9 Р, м/с R. Па/м о, м/с R, Па/и м/с Я, Па/м и, м/с Я. Па/м 70 2,17 268,4 1,39 82,4 0,97 32,6 0,72 14,8 72 2,23 283,9 1,43 87,2 1 34,4 0,74 15,7 74 2,29 299,9 1,47 92,1 1,03 36,4 0,76 16,5 76 2,36 316,4 1,51 97,1 1,06 38,4 0,78 17,4 78 2,42 333,2 1,54 102,3 1,09 40,4 0,8 18,4 80 2,48 350,5 1,58 107,6 1,11 42,5 0.82 19,3 82 2,54 368,3 1,62 113,1 1.14 44,7 0,85 20,3 84 2,6 386,5 1,66 118,7 1,17 46,9 0,87 21,3 86 2,67 405,1 1,7 124,4 1;2 49,1 0,89 22,3 88 2,73 424,2 1,74 130,2 1,22 51,5 0,91 23,4 90 2,79 443,7 1.78 136,2 1,25 53,8 0,93 24,5 92 2,85 463,6 1,82 142,4 1,28 56,2 0,95 25,6 94 2.91 484 1,86 148,6 1.31 58,7 0,97 26,7 96 2,98 504,8 1,9 155 1,34 61,2 0,99 27,8 98 3,04 526 1,94 161,5 1,36 63,8 1,01 29 Расход G, кг/с 55 56 57 58 59 60 62 64 66 68 Диаметр трубопровода DH X S, мм 219x6 S73X7 325x3 377X9 1 —- d и, м/с Па/м о, м/с Па/м и, м/с /?, Па/м V, м/с R. Па/м J 1,71 165,7 1,09 50,9 0,77 20,1 0,57 9.1 1 1,74 171,8 1,11 52,7 0,78 20,8 0.58 9.5 £ 1,77 178 1,13 54,6 0,79 21,6 0,59 9,8 I 1,8 184,3 1,15 56,6 0,81 22,4 0,6 10,2 $ 1,83 190,7 1,17 58,5 0,82 23,1 0,61 10,5 13 1,86 197,2 1,19 60,5 0,83 23,9 0,62 Ю.9 1 1,92 210,5 1,23 64,7 0,86 25,5 0,64 11,6 ; 1,98 224,4 1,27 68,9 0,89 27,2 0,66 12,4 3 2,05 238,6 1,31 73,3 0,92 28,9 0,68 13.2 1 2,11 253,3 1,35 77,8 0,95 30,7 0,7 14 j Расход G, кг/с Днамвгр трубопровода £>н X мм 273X7 3S5X8 377 X9 426X7 о, М/с R. Па/м Оу м/с Я, Па/м 0, м/с Я, Па/м м/с Я. Па/м 100 1,98 168,2 1,39 66,4 1,03 30,2 0,78 14,7 102 2,02 175 1,42 69,1 1,05 31,4 0,8 15,2 104 2,06 181,9 1,45 71,9 1,07 32,7 0,81 15,9 106 2,1 189 1,47 74,7 1,09 33,9 0,83 16,5 108 2,14 196,2 1.5 77,5 1,11 35,2 0,85 17,1 ПО 2,18 203,5 1,53 80,4 1,13 36,6 0,86 17,7 112 2,22 211 1,56 83,3 1,15 37,9 0,88 18,4 114 2,26 218,6 1,59 86,4 1,18 39,3 0,89 19 116 2,3 226,2 1,61 89,4 1,2 40,6 0,91 19,7 118 2,34 234,3 1,64 92,5 1,22 42,1 0,92 20,4 120 2,38 242,2 1,67 95,7 1,24 43,5 0,94 21,1 122 2,42 250,3 1,7 98,9 1,26 45 0,95 21,8 124 2,46 258,6 1,73 102,2 1,28 46,4 0,97 22,5 126 2,5 267 1,75 105,5 1,3 48 0,99 23,3 ’ 128 2,53 275,6 1,78 108,9 1,32 49,5 1 24 130 2,57 284,2 1,81 112,3 1,34 51 1,02 24,8 132 2.61 293 1,84 115,8 1,36 52,6 1,03 25,5 134 2,65 302 1,86 119,3 1,38 54,2 1,05 26,3 136 2,69 311,1 1,89 122,9 1,4 55,9 1,06 27,1 138 2,73 320,3 1,92 126,5 1,42 57,5 1,08 27,9 140 2,77 329,6 1,95 130,2 1,44 59,2 1,1 28,7 145 2,87 353,6 2,02 139,7 1,49 63,5 1,13 30,8 150 2,97 378,4 2,09 149,5 1,55 68 1,17 33 155 3,07 404,1 2,16 159,6 1,6 72,6 1,21 35,2 160 3,17 430,6 2,23 170,1 1,65 77,3 1,25 37,5 135 134
Продолжение прилож. tl Расход G, кг/с Диаметр трубопровода DH X 5, ми 325X8 377X9 426x7 478X6 3 о, м/с Я, Па/м £»< М/С /?» Па/м м/с Па/м 0. Ч/с Я, ПаД) 165 2,3 180,9 1,7 " 82,2 1,29 39,9 1,01 20,9 170 2,37 192 1,75 87,3 1,33 42,4 1,04 22,2 175 2,43 203,5 1,8 92,5 1,37 44,9 1,07 23,5 ? 180 2,5 215,3 1,86 97,9 1,41 47,5 1,1 24,9 185 2,57 227,4 1,91 103,4 1,45 50,2 1,13 26,3 190 2,64 239,9 1,96 109 1,49 52,9 '1,16 27,7 ! 195 2,71 252,7 2,01 114,9 1,53 55,7 1,19 29,2 200 2,78 265,8 2,06 120,8 1,57 58.6 1,22 30,7 3 205 2,85 279,2 2,11 126,9 1,6 61,6 1,25 32,3 । 210 2,92 293 2,16 133,2 1,64 64,6 1,28 33,9 з 215 2,99 307,1 2,22 139,6 1,68 67,8 1,32 35,5 Й 220 3,06 321,6 2,27 146,2 1,72 70,9 1,35 37,2 4 225 3,13 336,4 2,32 152,9 1,76 74,2 1,38 38,9 j 230 3,2 351,5 2,37 159,8 1,8 77,5 1,41 40,61 235 3,27 366,9 2,42 166,8 1,84 80,9 1,44 42,4 I 240 3,34 382,7 2,47 174 1,88 84,4 1,47 44,2 1 245 3,41 398,8 2,53 181,3 1,92 88 1,5 46,1 ! 250 3,48 415,3 2,58 188,8 1,96 91,6 1,53 48 255 3,55 432,1 2,63 196,4 2 95,3 1,56 49,9 1 260 3,62 449,2 2,68 204,2 2,03 99,1 1,59 51,9 j 265 3,69 466,6 2,73 212,1 2,07 102,9 1,62 53,9.3 270 3,76 484,4 2,78 220.2 2,11 106,9 1,65 56 * 275 3,83 502,5 2,83 228,4 2,15 110,8 1,68 58,1 ! 280 3,9 520,9 2,89 236,8 2,19 114,9 1,71 60,2 i Расход G, кг/с Диаметр трубопровода £>н х S, нм 37;ХЭ 436x7 478X6 е/, м/с /?. Па/м о, м/с Пз/м vt м/с Я, Па/Mt 285 2,94 245,4 2,23 119,1 1,74 62,4 1 290 2,99 254 2,27 123,3 1,77 64,6 J 295 3,04 262,9 2,31 127,6 1,8 66,81 300 3,09 271,9 2,35 131,9 1,84 69,1 :< 310 3,2 290,3 2,43 140,9 1,9 73,8 * 320 3,3 309,3 2,5 150,1 1,96 78,6 330 3,4 329 2,58 159,6 2,02 83,6 1 340 3,5 349,2 2,66 169,4 2,08 88,8 ' 350 3,61 370 2,74 179,6 2,14 94,1 i 360 3,71 391,5 2,82 190 2,2 99,5 3 370 3,81 413,5 2,9 200,7 2,26 105,1 * 380 3,92 436,2 2,97 211,7 2,32 110,9 i 390 4,02 459,4 3,05 222,9 2,39 116,8 ' 400 4,12 483,3 3,13 234,5 2,45 122,9 J 410 4,23 507,8 3,21 246,4 2,51 129,1 : 420 4,33 532,8 3,29 258,6 2,57 135,5а 430 4,43 558,5 3,37 271 2,63 142 1 440 4,54 584,8 3,44 283,8 2,69 148,7 1 450 4,64 611,7 3.52 296,8 2,75 155,5 3 460 4,74 639,2 3,6 310,2 2,81 162,5 t 470 4,84 667,3 3,68 323,8 2,88 169,7 I 480 4,95 696 3,76 337,7 2,94 177 Л 490 5,05 725,3 3,83 351,9 3 184,41 500 5,15 755,2 3,91 366,4 3,06 192 1 136
. Приложение 2 эквивалентные длины местных сопротивлений 19Ю1, и, для труб Z>v=50+-400 ми (к,=03 мм) [10] Местное сопротивление Наружный диаметр труб, мм 57 76 S9 108 133 159 ( 219 | 273 325 | 377 426 Задвижка* Вентиль с вертикаль- 0,65 1 1,28 1,65 2,2 2,24 3,36 3,33 4,17 14,3 4,5 ным шпинделем Обратный клала' по- 8,4 9,6 10,2 13,5 18,5 24,6 39,5 *— — —- воротный 1,7 2,8 3,6 4,95 7 9,52 16 22,2 29,2 33,9 46 То же, подъемный Сальниковый компен- 9,16 14 17,9 23 30,8 39,2 58,8 — — сатар односторонний — — — 0,66 0,88 1,68 2,52 3,33 4,17 5 10 То же, двусторонний Отвод сварной одно- шовный с углом: — — — 1.98 2,64 3,36 5,04 6,66 8,34 10,1 12 30° — — — 1,12 1,68 2,22 2,78 3,36 4 45° —* — —— __ 1,68 2,52 3,33 4,17 5 6 60* — — — __ 3,92 5,9 7,8 9,7 11,8 14 90° Отвод сварной под уг- лом 90°: — — — — — .7,28 10,9 14,4 18,1 21,8 26 двухшовиый (/? = D) трехшовный (J? = = 1,5 D) и четы- рехшовный (7? = — — — 3,92 5,9 7,8 9,7 11,8 14 = D) Отвод крутоизогнутый —- — — — 3,36 5,04 6,7 8,34 10,1 12 R = (1,5 2) D] Отвод гнутый гладкий 0,65 1 1,28 1,65 2,2 2,8 4,2 5,55 6,95 8,4 16 U? = 3D) 0,52 0,8 1,02 1,32 1,76 2,24 3,36 4,4 5,56 6,7 8 То же (У? > 4D) Компенсатор П-о б раз- ный: со сварными трех- шовными отводами 0,4 0,6 0,76 0,98 1,32 1,68 2,52 3,3 4,17 5 6 •/ (/? = 1,5 D) с крутоизогнутыми Отводами [/? = — — — — 17,6 24,8 33 40 47 55 = (l,5-r-2)D] С гнутыми гладкими 5,2 6,8 7,9 9,8 12,5 15,4 23,4 28 34 40 47 Отводами (R - 3D) 3,5 4,9 5,4 6,5 8,4 10 14,4 18 22 26 31 то же (R > 4 D) Тройник при разделе- нии потока: 2,4 3,2 3,5 3,8 5,6 6,5 9,3 11,2 11,5 16 20 проход ** 1,3 2 2,55 3,3 4,4 5,6 8,4 11,1 13,9 16,8 20 ответвление Тройник при слиянии потока: 1,96 3 3,82 4,95 6,6 8,4 12,6 16,7 20,8 25,2 30 проход ** 1,96 3 3,82 4,9 6,6 8,4 12,6 16,7 20,8 25,2 30 ответвление Тройник при расхода- 2.62 4 5,1 6,6 8,8 11,2 16,8 22,2 27,8 33.6 40 щемся потоке 2,62 4 5,1 6,6 8,8 11,2 16,8 22,2 27,8 33,6 90 То же, при встречном 3,93 6 7,65 9,8 13,2 16,8 25,2 33,3 41.7 50,4 60 с суженным проходом направляющей трубы прннв- * Эквивалентную длину задвижек мают с коэффициентом 2. •• Эквивалентную длину учитывают я* участке о суммарным расходом водя- 137
Приложение Материалы я изделия, рекомендуемые для устройства основного ел «шювэалящюнных конструкций (СНиП 11-36-73) Способ проклад- ки тепловых «етеА Диаметр грубояро* вода Оуч мм Макси- мальная темпера тура теп- лоносите- ли т, 42 Материалы и изделия Норматив илв типфя вой проект (ТП) Подземный бес- канал ьнын До 500 До 150 Бигумоперлит Битумо керамзит ТП 4.903-4; РСН 176-70 Госстроя УССР ВСН 1-40-72 Миннефтегазстроя СССР До 1000 До 150 Автоклавный армо- пенобетон ТП 903-0-1 Подземный в не- проходных кана- лах и тоннелях, надземный 25—200 До 400* Цилиндры и полу- цилиндры теплоизо- ляционные из мине- ральной ваты на синтетическом свя- зующем ГОСТ 23208-78 100—450 До 400* Плиты минерало- ватные мягкие и маты на синтетиче- ском связующем ГОСТ 9573-72* 200—1400 До 400* Маты минераловат- ные прошивные в обкладке из метал- лической сетки ГОСТ 21880-76 500—1400 До 400* Плиты минерало- ватные полужест- кне на синтетиче- ском связующем ГОСТ 9573-72* Надземный 100—400 401—444 Первый слой — теп- лоизоляционные перлитоцемент ные изделия (полуци- линдры или сегмен- ты) Второй слой — ма- ты минераловатные прошивные в об- кладке нз металли- ческой сетки ГОСТ 18109-72 ГОСТ 21880-76 450—800 401—440 Маты минераловат- ные прошивные в обкладке из метал- лической сетки ГОСТ 21880-76 Подземный в тоннелях 25—50 401-440 Шнуры теплоизо- ляционные из мине- ральной ваты в чул- ке из металличе- ской проволоки ТУ 36-1695-73 138
Продолжение примж. 3 Способ проклад- ки тепловых сетей Диаметр трубопро- вода Ру, им Макси- мальная темпера- тура теп- лоносите- ля т, °C Материалы и изделия Норматив или типо- вой проект (ТП) Теплоизоляцион- ные перлнтоцемент- ные изделия (скор- лупы или сегменты) ГОСТ 18109-73 70—400 401—440 Первый слой — теп- лоизоляционные перлнтоцементные изделия (скорлупы или сегменты) Второй слой — ма- ты мннераловатные прошивные в об- кладке из метал- лической сетки или безобкладочные ГОСТ 18109-72 ГОСТ 21880-76 450—800 401—440 Маты минераловат- ные прошивные в обкладке из метал- лической сетки ГОСТ 21880-76 * Для прокладки в непроходных каналах G температурой теплоносителя до 350е С, Примечания. 1. Если заводы-изготовители выпускают материалы и наделяя с лучшими технико-экономическимн показателями иля со Зваком качества, то надо при- нимать их при привязке типовых проектов и при индивидуальном проектировании тепло- вой изоляции трубопроводов тепловых сетей. 2. Теплоизоляционные конструкция для трубопроводов при прокладке тепловых сетей в технических подпольях, коридорах и подвалах зданий, а также внутри зданий принимаются такими же, как и при прокладке в тоннелях. При прокладе тепловых сетей по стенам зданий снаружи теплоизоляционные конструкции принимаются такими же, как и при надземной прокладке. Приложение 4 Материалы я изделия, допускаемые для устройства основного слоя теплоизоляционных конструкций (СНиП 11-36-73) Своеоб прокладки галловых сетей Максималь- ная темпера- тура теплоно- сителя т, ®С Материала и изделии Норматив Надземный 130 Изделия теплоизоляций н- ГОСТ 22546-77 ные из пенопласта марки ФРП, группы 75 (полуци- линдры, сегменты) 150 То же, группы 100 ГОСТ 22576-77 139
Продолжение прилож, Способ прокладки тепловых сетей Максималь- ная темпера- тура теплоно- сителя т, °C Материала и изделия Норматив и Подземный в непрс- 180 Маты из стеклянного ГОСТ 10499-78 ходных каналах и тоннелях, надзем- ный 400 штапельного волокна в ру- лонах, технические, а так* же плиты из стеклянного штапельного волокна по- лужесткие технические, оклеенные и яеоклеенные Маты минераловатные ГОСТ 21880-76 Надземный и под- 440 400 440 прошивные в обкладке из стеклоткани Ровинг (жгут) из стеклян- ных комплексных нитей Маты минераловатные прошивные безобкладоч- ные Шнуры теплоизоляцион- ные из минеральной ваты в чулке из стеклянной НИТО Скорлупы, сегменты, пли- ГОСТ 17139-79 ГОСТ 21880-76 1 ТУ 36-1695-73 ГОСТ 6788-74; ? земный в тоннелях 300 ты созелитовые То же, вулканитовые То же, известково-крем- неэ ел? истые Маты прошивные из мине- ральной ваты ВФ-75 на металлической сетке МРТУ 34-4602-68 * ГОСТ 10179-74 1 ТУ 34-84-4601-77 'г ТУ 21-24-51-73 !« Си. примечания к приложению 3. Примечания. 1, Си. примечания к приложению 3. 2. Допускаемые материалы могут применяться строительно-монтажными органяза ми по согласованию с проектными организациями при соответствующих обоснованиях. Приложение J Материалы для устройства пои ройного слоя теплоизоляционных конструкцгу (СНиП Н-36-73) Способ прокладки тепловых сетей 1 — “ -те Материалы а рекомендуемые допускаемые ; Подземный бееканальный при изоляции битумопер- лито.ч или битумокерамзи- том и битумовермикулнтом Полимерная оболочка из полиэтилена высокого дав- ления (полиэтилен — ГОСТ 16337-77* Е) Изол или бризол в Ms слоя по битуму марКЯ Бн-70/зо (изол — reel 10296-79; битум —ГОС? 6617-76; бризол — ГОС? 17176-71) Лента поливинилхлорида наяПВХ (ТУ 6-19-103:78® ТУ 51-456-72) J аЙ 140
Продолжение прилож. S Способ прокладки тепловых «етеЙ Материалы рекомендуемые допускаема* То же, при изоляции авто- клавным армопевобетоном Подземный в непроходных каналах в тоннелях Надземный Первый слой — гидроизо- ляция изол (2—3 слоя) на изолькой мастике (изол —ГОСТ 10296-79); второй слой — асбестоце- ментная штукатурка по металлической сетке Стеклопластик рулонный для теплоизоляции РСТ (ТУ 6-11-145-74) Листы из алюминия и алю- миниевых сплавов марок АД, АД1-Н, АМц, АМг, Д-16, В-95 (ГОСТ 21631- 76) - Стеклотекстолит конст- рукционный (ГОСТ 10292- 74*) Стеклотекстолит для теп- лоизоляционных конст- рукций (ТУ 6-11-270-73) Стеклопластик марки ФСП (стеклопластик фенольный покрывной) • (ТУ 6-11- 150-76) Стеклоруберойд (ГОСТ 15879-70) Руберойд, дублированный стеклотканью (ТУ 21 УССР 830-74) Руберойд, покрытый стек- лотканью (ТУ 21 ЭССР 48-75) Пленка виницлаеговая ка- ландрированная (ГОСТ 16398-70) Фольгоизол ** (ГОСТ 20429-75*) Стеклоцемент текстолито- вый для теплоизоляцион- ных конструкций *• (ТУ 36-940-77) Фолыоруберойд для за- щитной гидроизоляции трубопроводов ** (ТУ 21 ЭССР 69-75) Фольга алюминиевая дуб- лированная для теплоизо- ляционных конструкций** (ТУ 36-1177-77) Полуцилиндры асбестоце- ментные (ТУ 21-24-78-76) Штукатурка асбестоце- ментная по металлической сетке (см, примечание 1) Сталь тонколистовая кро- вельная с покрытием Кра- ской БТ-177 (сталь — ГОСТ 17715-72; краска БТ-177 —ГОСТ 5631-79) Стеклопластик рулонный для теплоизоляции РСТ (ТУ 6-11-145-74) 141
Продолжение npi Способ прокладки тепловых сетей Материалы > рекомендуемые допускаемые Сталь тонколистовая оцин- кованная (ГОСТ 7118-78; ГОСТ 8075-56**; ГОСТ 14918-69) Стеклоцемент тонколя^ вой для теплоизоляци ных конструкций (ТУ ; 940-77) * Приценяется только для прокладхя в непроходных каналах. < • * Применяется только для прокладки в тоннелях. Примечания. 1- Состав асбестоцементной штукатурки: асбест марки К-6-30 (П 12671 -67*) — 20—30%; портландцемент марка 400 (ГОСТ 10178-76) —70—80 % по массе, 2, В случае применена в при надземной прокладке н в тоннелях покровного ело; грудносгораемых материалов несходные устраивать пояса на несгораемых материалов вон 6 м у входа трубопроводов в здания и через каждые 100 м длины трубопровода. К грудносгораемым материалам относятся стеклоруберойщ стеклотекстолиты- р ройд, дублированный или покрытый стеклотканью, руберойд, дублированный фоЛ1 (фольгоруберойдЬ фольгоизол, плевка вив ни ластовая каландрированная, а также фо, алюминиевая, дублированная пергамином влн бумагой. 3, См. примечания к приложениям 3 и 4, Приложение Предельная толщина теплоизоляционной конструкции (включая покровный ело им (СНиП 11-36-73) Диаметр трубопро- вода Dy, мм Пря лроклаке в непроходвых ка- налах При прокладке в тоннелях, коллекто- рах, а также прв надземной проклад- ке водяных, паровых сетей и конденсато- ПрОВОДОЗ Днметр трубопро- вода Dy, мм Прн прокладке в непроходвых ка- налах При прокладке и Тоннелях, коллекто- рах, а также при надземной проклад- ке водяных, паровых ветей и кпжмичш । паровых се- тей водяных се- тей и конден- сатопроводов паровых се- тей водяных се- тей и конден- сатопроводов 25 70 60 70 250 180 100 iso : 50 100 80 100 300 190 100 190 100 150 90 150 350 200 100 200 , 150 160 100 160 400 200 но 200 200 180 100 180 500—1440 200 120 200 Примечание. Предельная толщин, теплоизоляционной конструкции при канальной прокладке ае нормируется. _______
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Виноградов Ю. И. и др. Промышленное теплоснабжение. К.: Техя1каг 1975. 2. Временная инструкция о составе и оформлении строительных рабочих чертежей зданий и сооружений. Разд. 9. Тепловые сети. СН 460-74. М.: Стройиз- дат, 1977. 3. Громов Н. К. Городские теплофикационные системы. М.: Энергия, 1974. 4. Захаренко С. Е. и др. Справочник строителя тепловых сетей. М. : Энер- гия, 1967. 5. Инструкция по эксплуатации тепловых сетей. М. : Энергия, 1972. 6. Кадыш Ф. С., Онзулс Ю. М. Новейшие конструкции сборных железо- бетонных камер в теплофикационном строительстве. Л. : Стройиздат, 1973. 7. Лямин А. А., Скворцов А. А. Проектирование и расчет конструкций теп- ловых сетей. М. : Стройиздат, 1965. 8. Рекомендации по определению расчетных расходов холодной, горячей воды и стоков в системах внутреннего водопровода и канализации зданий. М.: Сан- техпроект, 1977. 9. Справочник по наладке и эксплуатации водяных тепловых сетей. М.: Строй- издат, 1977. 10. Справочник проектировщика. Проектирование тепловых сетей/ Под ред. А. А. Николаева. М. : Стройиздат, 1965. 11. Справочник проектировщика. Отопление, водопровод, канализация. М. : Стройвздат, 1976. 12. Соколов Е. Я- Теплофикации и тепловые сети. М- : Энергия, 1975. 13. Тосу нова Л1. И. Планировка городов и населенных мест, М. : Высшая школа, 1975. 14. Шевелев Ф. А. Таблицы для гидравлического расчета стальных, чугунных, асбоцементных и пластмассовых водопроводных труб. М. : Стройиздат, 1970. 15. Щекин Р. В. и др. Справочник по теплоснабжению и вентиляции, Кн. 1- К. : Буд1вельник, 1976.
ОГЛАВЛЕНИЕ Предисловие ..................................................... 3 Глава I. Потребление тепла Подключение потребителей тепла к водяным и паровым тепловым сетям ............................................................ 5 \ Определение расходов тепла ..................................... 22 Графики расходов тепла .......................................... 29 • Глава 2. Режим регулирования тепловых сетей Методы регулирования ............................................ 33 / Центральное качественное регулирование тепловых сетей по отопи- тельной нагрузке............................., , . . . . . 35 Центральное качественное регулирование по совместной нагрузке •отопления и горячего водоснабжении ............................ 39 Центральное качественное регулирование по вентиляционной на- ?’ грузке ............................................................ 43 Глава 3. Транспортирование тепла Определение расходов теплоносителя ............................. 47 Прокладка и трассировка тепловых сетей ......................... 54 Гидравлический расчет тепловых сетей ........................... 58 Гидравлический расчет паровых сетей и конденсатопроводов .... 65 ' Гидравлическая устойчивость тепловых сетей ..................... 11 Продольный профиль тепловой сети................................ 81 Графи ки давл ений в теп ловых сетях. Оп ределение пар аметров на сосов. 84 Глава 4. Строительные конструкции тепловых сетей Выбор каналов, камер и конструкций бесканальной и надземной прокладки ...................................................... 89 Расчет усилий для подбора подвижных и неподвижных опор, колонн и эстакад ...................................................... 93 Расчет компенсаторов ........................................... 101 Расчет тепловой изоляции........................................ 105 Примеры проектных решений Расчет теплоснабжения жилого квартала от магистральной тепловой сета ....................................................... 113 Расчет теплоснабжения фермы крупного рогатого скота на 1200 голов 120 Приложения.................................................. 130 Список литературы ........................................ 143
Строй А. Ф., Скальский В. Л. С86 Расчет и проектирование тепловых сетей.— К. : Будь вельник, 1981.— 144 с., ил.— Библиогр. : с. 143. В книге приведены справочные данные. методы н примеры гидравлического расчета тепловых сетей н их конструктивных элементов. Даны рекомендации по выбору способа прокладки трубопроводов. Основное внимание уделено тепловым сетям, прокладываемым внутри микрорайонов (распределительным), и тепловым сетям промышленных площадок. Предназначена длв инженерно-технических ра- ботников, занимающихся проектированием^ наладкой и эксплуатацией тепловых сетей, и может быть использована студентами инженерно-строительных вузов. 30210-038 С М203(04)-81 33,81' 230304ОТ°0 ББК 31.38-2+38.762.1—2 6П2.2+6С9.4 Анатолий Федорович Строй, Виктор Леонтьевич Скальский Расчет и проектирование тепловых сетей Редактор А Г. Гриценко Обложка художника И. Q. Цapanкина Ху дож. редактор Н. Г. Аникина Техн, редактор О. Г. £lfy льженка Корректор Р. Я. Повар Информ. бланк «V? 1548. Сдано в набор J7.04.80. Подо, в леч. 08,10.80. БФ 07675. Формат 60Х907«. Бум- кн. жури. Лнт- гари. Выс- печ Уел. печ. л. 9- Уч.-вад. л. 9,01. Тираж 12000 зкз. Изд» М 164-79- Зак, .№ 0—3082. Цен» 45 к. Издательство «Будтэельвнк*, 252053. Кнев*53. ул. Обсерваторная, 25. Гллдвяае преДпРиятие республиканского производственного объедммзджя «Подиграфкни- *> Госкомиздата УССР, 252057. Киев-57, ул. Довженко, 3. г^мятто с матриц Толовного предприятия республиканского производственного об-ье- Т^ия .Полиграфкиига» Госкомиздата УССР. 252057. Кяев-57. ул. Довженко. 3. ыа Киевской фабрике печатной рекламыГ1252067. Киев-67, Выборгская, 84.