7. Расчет тепловой сети на механическую прочность

В настоящее время для сооружения тепловых сетей применяются, как правило, стальные трубы. Основными типами стальных труб, применяемых для тепловых сетей, являются: при диаметрах до 400 мм включительно -бесшовные, горячекатаные; при диаметрах выше 400 мм - электросварные с продольным швом и электросварные со спиральным швом. Трубы для тепловых сетей изготовляются главным образом из спирали следующих марок: Ст 2 СП, СтЗ СП, Стали 10, 20, 10 Г2С1, 15 ГС, 16 ГС. Минимальная толщина стенок бесшовных труб составляет от 2 мм до 9 мм при условном проходе d_y = 400 мм.

1. Трубопроводы наружных тепловых сетей с давлением не выше 1,6 Мпа и температурой не выше 200 ° С проверяются на внутреннее давление по формуле:

[26]

где n =1,1 - коэффициент перегрузки;

р₀ - рабочее давление, МПа;

d_m -внутренний диаметр трубы, мм

- номинальная толщина стенки трубы, мм

_вр - номинальное сопротивление растяжению металла труб и сварных стыков из условия работы на разрыв (СтЗ)

2. Гидравлическое испытание на прочность должно производиться под давлением, МПа

[27]

3. Минимальное давление

[28]

4. Толщина стенок труб, мм, проверяется по формуле

[29]

где - наружный диаметр трубы, мм

Компенсаторы служат для восприятия температурных удлинений стальных трубопроводов и разгрузки от температурных напряжений.

5. Температурное удлинение стальных труб в мм, определяется по формуле

[30]

где – разность температур, равная температуре теплоносителя за вычетом температура при монтаже, ° С

- длина трубы, м.

Для восприятия усилий от компенсаторов, их ставят на опоры, в данном случае на один компенсатор приходится две неподвижные опорные конструкции.

6. Количество опор на участке определяется по формуле

[31]

где - количество компенсаторов на участке (зависит от длины участка и от критериев установки)

2 – необходимое число опор на одном компенсаторе.

Расчёт

0-1

1-3

3-5

5-6

6-8

8-11

1-2

3-4

5-12

12-16

16-15

16-14

6-7

8-9

8-10

0-1

1-3

3-5

5-6

6-8

8-11

1-2

3-4

5-12

12-16

16-15

16-14

6-7

8-9

4-8

0-1

0,1896*500=94,8 0,186*500=93 0,18*500=90

0,174*500=87

0,168*500=84

0,162*500=81

0,156*500=78

0,15*500=75

0,146*500=72

1-3

0,1896*620=117,6 0,186*620=115,3 0,18*620=111,6

0,174*620=107,9

0,168*620=104,2

0,162*620=100,4

0,156*620=96,72

0,15*620=93

0,146*620=90,5

3-5

0,1896*260=49,3 0,186*260=48,38 0,18*260=46,8

0,174*260=45,24

0,168*260=43,68

0,162*260=42,1

0,156*260=40,6

0,15*260=39

0,146*260=37,96

5-6

0,1896*630=119,45 0,186*630=117,2 0,18*630=113,4

0,174*630=109,62

0,168*630=105,84

0,162*630=102,1

0,156*630=98,3

0,15*630=94,5

0,146*630=91,98

6-8

0,1896*160=30,34 0,186*160=29,76 0,18*160=28,8

0,174*160=27,84

0,168*160=26,88

0,162*160=25,92

0,156*160=24,96

0,15*160=24

0,146*160=23,4

8-11

0,1896*400=75,84 0,186*400=73,8

0,18*400=72

0,174*400=69,6

0,168*400=67,2

0,162*400=64,8

0,156*400=62,4

0,15*400=60

0,146*400=58,4

5-12

0,1896*450=85,32 0,186*450=83,47 0,18*450=81

0,174*450=78,3

0,168*450=75,6

0,162*450=72,9

0,156*450=70,2

0,15*450=67,5

0,146*450=65,7

12-16

0,1896*200=37,9 0,186*200=37,2 0,18*200=36

0,174*200=34,8

0,168*200=33,6

0,162*200=32,4

0,156*200=31,2

0,15*200=30

0,146*200=29,2

16-15

0,1896*280=53,1 0,186*280=52,08 0,18*280=50,14

0,174*280=48,72

0,168*280=47,04

0,162*280=45,4

0,156*280=43,7

0,15*280=42

0,146*280=40,88

16-14

0,1896*170=32,2 0,186*170=31,62 0,18*170=30,6

0,174*170=29,6

0,168*170=28,56

0,162*170=27,54

0,156*170=26,52

0,15*170=235,5

0,146*170=24,82

1-2

0,1896*300=56,88 0,186*300=55,8 0,18*300=54

0,174*300=52,2

0,168*300=50,4

0,162*300=48,6

0,156*300=46,8

0,15*300=45

0,146*300=43,8

3-4

0,1896*250=47,4 0,186*250=46,5 0,18*250=45

0,174*250=43,5

0,168*250=42

0,162*250=40,5

0,156*250=39

0,15*250=37,5

0,146*250=36,5

6-7

0,1896*240=45,5 0,186*240=44,6 0,18*240=43,2

0,174*240=41,76

0,168*240=40,32

0,162*240=38,88

0,156*240=37,44

0,15*240=36

0,146*240=35,04

8-9

0,1896*240=45,5 0,186*240=44,6 0,18*240=43,2

0,174*240=41,76

0,168*240=40,32

0,162*240=38,88

0,156*240=37,44

0,15*240=36

0,146*240=35,04

8-10

0,1896*170=32,2 0,186*170=31,62 0,18*170=30,6

0,174*170=29,6

0,168*170=28,56

0,162*170=27,54

0,156*170=26,52

0,15*170=235,5

0,146*170=24,82

12-13

0,1896*380=72,1 0,186*380=70,68 0,18*380=68,4

0,174*380=66,12

0,168*380=63,8

0,162*380=61,56

0,156*380=59,3

0,15*380=57

0,146*380=55,5

10. Расчет и выбор подогревателей

В тепловых пунктах для нагревания воды устанавливают пароводяные подогреватели. Исходными данными для выбора любого подогревателя являются:

1. Расход нагреваемой воды

2. Расход тепла

3. Температура воды в подающем и обратном трубопроводах системы отопления

Так как, подогреватели стандартизированы по площади поверхности нагрева, то тепловой расчет стандартного подогревателя сводится к проверке правильности вывода подогревателя для своей тепловой сети. Задаются поверхностью нагрева подогревателя и записывают его техническую характеристику из (ЛЗ стр.13 ЛЗ стр 14-15), затем проводится тепловой и гидравлический расчет подогревателей. Расчет ведется по (ЛЗ стр 11-17; Л4 стр 40-42; Л4 стр.48-53).

Тепловой расчет считается выполненным правильно, если расчетная поверхность нагрева меньше или равна табличной

1. Площадь поверхности нагрева

[м²] [32]

= 1 ÷ 2 [м/с]

2. Расход нагреваемой воды.

[кг/с] [33]

= 1194 [кВт]

3. Расход греющей воды

[т/ч] [34]

4. Средняя температура нагреваемой и греющей воды

[⁰С] [35]

[⁰С] [36]

5. Эквивалентный диаметр

[мм] [37]

6. Скорость течения жидкости в трубках

[м/c] [38]

7. Скорость течения жидкости в межтрубном пространстве

[м/c] [39]

8. Коэффициент теплоотдачи от греющей воды к стенкам труб подогревателя

[40]

9. Коэффициент теплоотдачи от стенок труб подогревателя к подогреваемой воде

[41]

10. Коэффициент теплопередачи

[Вт] [42]

11. Средняя логарифмическая разность температур

[Вт] [43]

12. Число секций подогревателя

[шт] [44]

13. Площадь поверхности нагрева

[м²] [45]

14. Потери напора в трубах и межтрубном пространстве подогревателя.

[м] [46]

[м] [47]

[м] [48]

[м] [49]

Расчёт

1. 

2. 

Таблица 6. Характеристика подогревателя

Марка подогревателя	Наружный и внутренний диаметры корпуса Dн/Dвн	Длина подогревателя, с калачами	Число ходов	Площадь поверхности нагрева м2	Площадь живого сечения
					Трубок	Межтрубного пространства
ПП1-24-7-4	480/466	3000 мм	4	24,4	0,0068	0,135

3. 

= 77,5 [т/ч]

4. 

5. 

6. 

7. 

8. 

9. 

10. 

11. 

13.

14.