Технологическая часть

Аннотация

В данном дипломном проекте разработана система теплоснабжения города Тихвина. Сетевая вода поступает в район от ТЭЦ, расположенной на расстоянии 500 метров с подветренной стороны, согласно нормативным требованиям. Принята двухтрубная закрытая система теплоснабжения, подключения потребителей по зависимой схеме. Теплоноситель поступает от магистральных сетей в распределительные сети, затем подается к теплопотребляющим установкам абонентов.

В процессе проектирования по укрупненным измерителям определены расчетные тепловые потоки на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение по кварталам и построены графики зависимости тепловых потоков от температуры наружного воздуха. Определены площади и численность населения по каждому кварталу. Рассчитаны нагрузки и расход воды на каждое ЦТП.

Разработаны расчетный и два аварийных режима теплоснабжения, по которым произведен предварительный гидравлический расчет. Разработана монтажная схема и произведен основной гидравлический расчет с уточнением эквивалентных длин коэффициентов местных сопротивлений.

Построены пьезометрические графики рабочего и аварийных режимов, по которым произведен подбор сетевых и подпиточных насосов. Проведен тепловой расчет с подбором толщины тепловой изоляции. Построен профиль для основной магистрали тепловой сети. Произведен расчет компенсационных устройств. Рассчитаны усилия, действующие на неподвижные опоры. Разработаны деталировочные чертежи камер, компенсаторных ниш, подвижных и неподвижных опор.

В разделе автоматизации разработана схема автоматизации сетевых и подпиточных насосов.

В разделе организации и планирования строительства произведена оценка продолжительности строительства, рабочих, метода производства работ.

В разделе экономики произведен расчет локальной сметы на строительство теплотрассы.

В разделе инженерно-технических решений по охране труда и безопасности разработан проект безопасного и оптимального производства земляных, монтажных и других видов работ.

Содержание

	Задание на выполнение дипломного проектирования	2
	Аннотация	3
	Содержание	4
	Введение	7
1	Технологическая часть	8
1.1	Исходные данные	9
1.2	Определение расчетных тепловых потоков	9
1.2.1	Расчетные тепловые потоки на отопление и вентиляцию	9
1.2.2 1.3	Расчетные тепловые потоки на горячее водоснабжение Графики расходов тепла	10
1.3.1	Графики зависимости расходов тепла от температуры наружного воздуха	14
1.3.2	Годовой график продолжительности тепловой нагрузки	16
1.4	Годовые расходы тепла	17
1.5	Регулирование отпуска тепла	18
1.6	Выбор трассы и расчетной схемы тепловых сетей района	21
1.6.1	Надежность тепловых сетей	21
1.6.2 1.6.3	Выбор количества ЦТП и размещение их на плане района города Разработка трассы сети и расчетной схемы	22
1.7	Гидравлический расчет магистральных тепловых сетей	23
1.7.1	Определение расчетных расходов теплоносителя	24
1.7.2	Предварительный гидравлический расчет тепловых сетей	25
1.7.3	Разработка монтажной схемы	28
1.7.4	Окончательный гидравлический расчет тепловых сетей	29
1.8	Разработка гидравлического режима тепловой сети	38
1.8.1	Построение пьезометрического графика	38
1.8.2	Подбор сетевых и подпиточных насосов	40
1.8.2.1	Сетевые насосы	40
1.8.2.2	Подпиточные насосы	41
1.9	Тепловой расчет сети	42
1.9.1	Расчет тепловой изоляции по нормированной плотности теплового потока при подземной прокладке в непроходных каналах	43
1.9.2	Расчет тепловой изоляции по нормированной плотности теплового потока при надземной прокладке	46
1.10	Выбор и механический расчет конструктивных элементов тепловой сети	47
1.10.1	Расчет труб на прочность	47
1.10.1.1	Расчет толщины стенки трубы	48
1.10.1.2	Определение суммарного напряжения от внутреннего давления теплоносителя при выбранной толщине стенки трубы	48
1.10.2	Расчет компенсации температурных удлинений	48
1.10.3	Определение результирующих горизонтальных усилий на неподвижные опоры	53
1.11	Охрана окружающей среды	55
2	Автоматика	57
2.1	Общая часть	58
2.2	Управление сетевыми и подпиточными насосами	58
2.3	Учет расхода тепла	59
3	Организация и планирование строительства	61
	Введение
3.1	Общая часть	62
3.1.1	Исходные данные	62
3.1.2	Назначение проекта производства работ и его состав	62
3.2	Календарный план строительства объекта	63
3.2.1	Подсчет объемов строительно-монтажных работ	63
3.2.1.1	Подсчет объемов земляных работ	63
3.2.1.2	Объем сварочных работ	65
3.2.2	Выбор и обоснование метода производства работ	66
3.2.3	Определение трудоемкости работ	67
3.2.4	Определение перечня строительно-монтажных процессов	69
3.2.5	Разбивка тепловой сети на захватки	71
3.2.6	Определение продолжительности выполнения отдельных технологических комплексов и увязка их во времени	71
3.3	Материально-техническое обеспечение строящегося объекта	72
3.3.1	График поставки материалов на строительную площадку	72
3.3.2	График работы основных строительных машин	72
3.3.3	Выбор основных строительных машин	73
3.3.4	Расчет площадей временных бытовых и административно-хозяйственных помещений	76
3.3.5	Расчет временного снабжения строительной площадки водой и электроэнергией	76
4 4.1 4.2 4.3	Экономика Введение Определение сметной стоимости. Подсчет объемов работ Локальная смета Определение эксплутационных затрат	79
5	Инженерно-технические решения по охране труда и безопасности	86
	Введение	87
5.1	Разработка проекта безопасного и оптимального производства земляных, монтажных и других видов работ	88
5.3	Расчет строповки трубопроводов при их разгрузке и укладке в траншею	90
	Литература	93

Введение

Теплоснабжение является одной из основных подсистем энергетики. Основными направлениями этой подсистемы являются концентрация и комбинирование производства теплоты и электрической энергии (теплофикация) и централизация теплоснабжения.

Теплофикация является ведущей отраслью современного народного хозяйства страны. Основная территория страны расположена в суровой климатической зоне и поэтому, большое значение имеет обеспечение потребителей тепловой энергией. Более 50 % теплопотребления страны обеспечивается от экономных теплоисточников: ТЭЦ – 34 %, крупные котельные – 13 % и др.

Централизованное теплоснабжение от теплоэлектроцентралей (ТЭЦ) сочетается с целесообразностью применения экономичных котельных установок и утилизаций вторичных энергоресурсов промышленных предприятий.

Рост централизации теплоснабжения, увеличение единичной мощности теплоисточников и протяженности тепловых сетей (ТС), ужесточение экологических требований к окружающей среде современных городов и промышленных районов приводит к размещению ТЭЦ на органическом, а также ядерном топливе на значительном расстоянии от районов теплового потребления, все это усложняет задачу обеспечения надежного, качественного и экономичного теплоснабжения.

Связывая источник теплоты с большим количеством потребителей, тепловые сети должны обеспечивать согласованную работу всех звеньев системы централизованного теплоснабжения, т.е. обеспечить их управляемость и надежность.

Для надежности теплоснабжения необходимо резервировать основные элементы верхнего иерархического уровня (источники тепла, магистральные ТС). Источники тепла должны иметь резервные агрегаты, а магистральные сети должны быть закольцованы с обеспечением необходимой их пропускной способностью в аварийных ситуациях.

Важными факторами, обуславливающими дальнейшие направления, в развитии централизованного теплоснабжения являются: напряженное положение с топливным балансом страны и изменение его структуры, повышенное загрязнение водного и воздушного бассейна значительной части населенных мест, в том числе от теплоэнергетических источников.

Важное народнохозяйственное значение имеет повышение технического уровня тепловых сетей. Все элементы тепловых сетей должны быть равнопрочны и обеспечивать качественную работу системы теплоснабжения как минимум 25 - 30 лет.

1.1 Исходные данные

1) генплан района города Тихвина;

2) источник теплоснабжения - ТЭЦ;

3) теплоноситель - перегретая вода с параметрами t₁= 150 °С и t₂= 70 °С;

4) схема теплоснабжения - закрытая двухтрубная;

5) плотность населения по зонам: зона А - 300 чел/га, зона Б - 315 чел/га;

6) температура наружного воздуха расчетная для проектирования отопления t_o= -29 ^оC;

7) средняя температура наружного воздуха за отопительный период

t_от= -2,9°С;

8) среднегодовая температура наружного воздуха t_сг= 3,1°С;

9) число дней отопительного периода n_о= 228 суток;

10) преобладающее направление ветра в отопительный период: Ю;

11) преобладающее направление ветра в летний период: Ю;

12) число часов стояния среднесуточных температур наружного воздуха за отопительный период сводится в таблицу 1.1.

Таблица1.1 - Число часов стояния среднесуточных температур наружного воздуха за отопительный период n_час= 5448 часов

t, °С	-35 -30	-30 -25	-25 20	-20 -15	-15 -10	-10 -5	-5 0	0 +5	+5 +8	Всего часов
Время,ч	1	12	70	218	476	908	1397	1512	854	5448

1.2 Определение расчетных тепловых потоков

В районе, для которого разработан проект возможно размещение различных потребителей тепла: жилые дома, коммунальные предприятия школы, детские сады, больницы и т.д.

Потребители расходуют тепло на отопление, на подогрев приточного воздуха для вентиляции, на горячее водоснабжение. Расход тепла на отопление и вентиляцию является сезонной нагрузкой и учитывается только в холодное время года от +8 °С и ниже. Эти нагрузки зависят от климатических условий: температуры наружного воздуха, продолжительности отопительного периода и т.д. Расходы тепла на горячее водоснабжение являются постоянными, круглогодовыми нагрузками. Они мало зависят от наружных температур и учитываются в течение всего года. Нагрузка на горячее водоснабжение зависит от режима работы коммунальных предприятий, состава населения района.

1.2.1 Расчетные тепловые потоки на отопление и вентиляцию

Максимальный тепловой поток, кВт, на отопление жилых и общественных зданий определяется по формуле:

, (1.1)

где - укрупненный показатель максимального теплового потока на отопление жилых зданий на один м² общей площади Вт/м²;

- общая площадь жилой застройки, м²:

- коэффициент, учитывающий тепловой поток на отопление общественных зданий, = 0,25.

Значения принимаем в соответствии с рекомендуемым [19], для зон А и Б равны:

= 48,206 Вт/м²– для зоны А;

= 42,22 Вт/м²– для зоны Б.

Общая площадь жилой застройки равна:

(1.2)

где - число жителей, чел;

- норма жилой площади, = 18 м²/чел.

Число жителей в квартале рассчитывается по формуле:

(1.3)

где - площадь квартала, га;

- плотность населения, чел/га.

Максимальный тепловой поток, кВт, на вентиляцию общественных зданий определяется по формуле:

(1.4)

где - коэффициент, учитывающий тепловой поток на вентиляцию общественных зданий, = 0,8.

1.2.2 Расчетные тепловые потоки на горячее водоснабжение

Средний тепловой поток, кВт, на горячее водоснабжение за отопительный период определяется по формуле:

(1.5)

где - укрупнённый показатель среднего теплового потока на горячее водоснабжение, Вт/чел., принимается = 105 Вт/чел. по [19].

Максимальный тепловой поток на горячее водоснабжение, кВт:

. (1.6)

Средний тепловой поток, кВт, на горячее водоснабжение в неотопительный период определяется по формуле:

, (1.7)

где 55 - средняя температура горячей воды в закрытых системах теплоснабжения;

- температура холодной воды в летний период, =15°С;

- температура холодной воды в зимний период, =5°С;

β - коэффициент, учитывающий снижение среднего расхода воды на горячее водоснабжение в летний период, β=0,8 для жилищно-коммунального сектора.

По приведенным формулам рассчитаны тепловые нагрузки квартала №1.

Квартал №1

Площадь квартала: = 3,5 га; плотность населения: = 300 чел/га;

- по формуле (1.3) определяется число жителей:

= 3,5 ۬300 = 1050 чел;

- по формуле (1.2) определена общая площадь жилой застройки:

= 1050۬ 18 = 18900 м²;

- по формуле (1.1) определяется максимальный тепловой поток на отопление: = 48,206۬ 18900(1+0,25)10^-3= 1138,87 кВт;

- по формуле (1.4) определяется максимальный тепловой поток на вентиляцию: = 0,25۬ 0,8۬ 48,206۬ 18900 = 182,22 кВт;

- по формуле (1.5) определяется средний тепловой поток на горячее водоснабжение:

= 105۬ 1050 = 110,25 кВт;

- по формуле (1.6) определяется максимальный тепловой поток на горячее водоснабжение: = 2,4۬ 110,25 = 264,6 кВт;

- по формуле (1.7) определен тепловой поток на горячее водоснабжение в неотопительный период:

= 110,25 0,8 = 70,56 кВт.

Расчет тепловых потоков сведен в таблицу 1.2.

Таблица 1.2 – Расчет тепловых потоков

	№ квартала	Пло-щадь F_к, га	Плот- ность насел. σ, чел/га	Число жите-лей, M, чел	Норма жил. площf на чел,м²	Общая площадь жил. застр., А, м²	Тепловые потоки, кВт
	№ квартала	Пло-щадь F_к, га	Плот- ность насел. σ, чел/га	Число жите-лей, M, чел	Норма жил. площf на чел,м²	Общая площадь жил. застр., А, м²
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
	Зона А
	1	3,5	300	1050	18	18900	1138,87	182,22	110,25	264,6	70,56
	2	5,95	300	1785	18	32130	1936,07	309,78	187,43	449,82	119,95
продолжение таблицы 1.2
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
	3	11,47	300	3441	18	61938	3732,23	597,16	361,31	867,13	231,24
	4	4,34	300	1302	18	23436	1412,2	225,95	136,71	328,1	87,49
	5	6,51	300	1953	18	35154	2118,29	338,93	205,07	492,17	131,24
	6	3,5	300	1050	18	18900	1138,87	182,22	110,25	264,6	70,56
	7	5,95	300	1785	18	32130	1936,07	309,77	187,43	449,82	119,95
	8	6,29	300	1887	18	33966	2046,71	327,47	198,14	475,52	126,81
	9	5,46	300	1638	18	29484	1776,63	284,26	171,99	412,78	110,07
	10	8,19	300	2457	18	44226	2664,95	426,39	257,99	619,16	165,11
	11	5,4	300	1620	18	29160	1757,11	281,14	170,1	408,24	108,86
	12	5,4	300	1620	18	29160	1757,11	281,14	170,1	408,24	108,86
	13	6,8	300	2040	18	36720	2212,66	354,03	214,2	514,08	137,09
	14	4,86	300	1458	18	26244	1581,4	253,02	153,09	367,42	97,98
	15	6,12	300	1836	18	33048	1991,39	318,62	192,78	462,67	123,38
	16	7,83	300	2349	18	42282	2547,81	407,65	246,65	591,95	157,85
	17	7,83	300	2349	18	42282	2547,81	407,65	246,65	591,95	157,85
	18	9,86	300	2958	18	53244	3208,35	513,34	310,59	745,42	198,78
	Зона Б
	19	6,35	315	2000	18	36005	1900,14	304,02	210,03	504,06	134,42
	20	9,99	315	3147	18	56643	2989,35	478,3	330,42	793,01	211,47
	21	10,26	315	3232	18	58174	3070,14	491,22	339,35	814,44	217,84
	22	7,12	315	2243	18	40370	2130,55	340,89	235,49	565,19	150,72
	23	6,08	315	1915	18	34474	1819,34	291,1	201,1	482,63	128,7
	24	2,77	315	873	18	15706	828,88	132,62	91,62	219,88	58,64
	25	3,8	315	1197	18	21546	1137,09	181,93	125,69	301,64	80,44
	26	4,05	315	1276	18	22964	1211,9	193,9	133,95	321,49	85,73
	27	4,05	315	1276	18	22964	1211,9	193,9	133,95	321,49	85,73
	28	5,1	315	1607	18	28917	1526,1	244,18	168,68	404,84	107,96
	29	4,86	315	1531	18	27556	1454,28	232,69	160,75	385,79	102,88
	30	4,86	315	1531	18	27556	1454,28	232,69	160,75	385,79	102,88
	31	6,12	315	1928	18	34700	1831,31	293,01	202,42	485,81	129,55
	32	7,425	315	2339	18	42100	2221,81	355,49	245,58	589,4	157,17
	33	6,075	315	1914	18	34445	1817,85	290,86	200,93	482,23	128,6
	34	5,95	315	1874	18	33737	1780,44	284,87	196,8	472,31	125,95
	СУММА			64459		1160260	65889,87	10542,38	6768,19	16243,64	4331,64

1.3 Графики расходов тепла

1.3.1 Графики зависимости расходов тепла на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение от температуры наружного воздуха t_н

Расходы тепла на отопление и вентиляцию линейно зависят от температуры наружного воздуха, и поэтому для построения графиков зависимости необходимо иметь две точки, т. е. знать расходы тепла при двух различных температурах наружного воздуха. Расчетные расходы тепла для района города принимаются по данным таблицы 1.2:

= 65,89 МВт;

= 10,54 МВт.

Расходы тепла на отопление и вентиляцию, МВт, при произвольных температурах , находятся по зависимостям:

= . (1.8)

= . (1.9)

Расходы тепла при температуре начала и конца отопительного периода будут равны:

МВт;

МВт.

Расход тепла на горячее водоснабжение практически не зависит от температуры наружного воздуха, поэтому график зависимости есть горизонтальная линия с ординатой 48,747 в отопительный период и 31,199 в летний период.

По полученным данным построен график зависимости нагрузок , и от t_н представленный на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1 – График зависимости расходов от температуры наружного воздуха

1.3.2 Годовой график продолжительности тепловой нагрузки

График составляется для установления экономичного режима работы теплофикационного оборудования, выбора наивыгоднейших параметров теплоснабжения, подсчета выработки тепла, электроэнергии и других плановых технико-экономических изысканий.

Основой для построения годового графика расхода тепла по продолжительности стояния температур наружного воздуха является график суммарных расходов тепла на отопление и вентиляцию, который располагается слева от оси ординат, а в правой части графика строится график годовой тепловой нагрузки. Из точек на оси абсцисс суммарного расхода тепла соответствующих температурам: +8, +5, 0, -5, -10, -15, -20, -25^оС восстанавливаются перпендикуляры до пересечения с линией суммарного расхода тепла. Точки пересечения горизонталей расходов тепла с вертикалями продолжительности стояния соответствующих температур наружного воздуха, образуют кривую годового графика продолжительности нагрузок отопления и вентиляции. На полученную кривую сверху достраивается параллельная линия с ординатой отопительный период и проводится горизонтальная линия с ординатой в летний период. Для построения графика продолжительности стояния температур наружного воздуха, из таблицы 1.1 необходимо число часов стояния температур наружного воздуха в отопительный период перевести в секунды, умножив на 0,0864×10^-6. Результаты расчета представлены в таблице 1.3.

Таблица 1.3 - Продолжительность стояния температуры наружного воздуха

Температура наружного воздуха ниже данной	^о С	^о С	^о С	^о С	^о С	^о С	^о С	^о С	^оС
Продолжительность стояния температуры наружного воздуха n сек	0,086	1,123	7,171	26,01	67,13	145,6	266,3	396,9	470,7

Годовой график продолжительности тепловой нагрузки представлен на рисунке 1.2.

Рисунок 1.2 – График тепловых потоков по продолжительности стояния температуры наружного воздуха

1.4 Годовые расходы тепла

Годовые расходы тепла жилыми и общественными зданиями определяются суммированием нагрузок отопления, нагрузок на вентиляцию и горячее водоснабжение, ГДж:

. (1.10)

Годовой расход тепла на отопление, ГДж/год:

(1.11)

где – суммарный тепловой поток на отопление из таблицы 1.2, кВт;

=65,88987 МВт;

– температура внутри помещения, °С, t_i = 20°С;

– средняя температура наружного воздуха за отопительный период, =- 2,9°С [16];

– наружная расчетная температура для проектирования отопления, = -29°С [16];

– продолжительность отопительного периода, n_o=167 суток.

86,4۬ 65,88987 ۬228 = 577,186ГДж.

Годовой расход тепла на вентиляцию, ГДж:

(1.12)

где – суммарный тепловой поток на вентиляцию из таблицы 1.2, =10,54 МВт;

z – число часов работы вентиляционных установок в сутки, z=16 часов.

3,6۬ 16۬10,54 ۬22810 =61,567ГДж.

Годовой расход тепла на горячее водоснабжение, ГДж:

, (1.13)

где и – средние тепловые потоки на горячее водоснабжение соответственно в зимний и летний периоды из таблицы 1.2, кВт;

– число работы системы теплоснабжения, =350 суток.

86,4۬×6,76819×228+86,4۬×4,33164 (350-228) =46,24 ГДж.

Годовой расход тепла определяем по формуле (1.8):

577,186+61,567+46,24 = 684,997ГДж.

1.5 Регулирование отпуска тепла

Тепловая нагрузка абонентов не постоянна во времени и изменяется в зависимости от температуры наружного воздуха, режима расхода воды в системе горячего водоснабжения, работы технологического оборудования. Поэтому в задачу регулирования входит отпуск тепла в соответствии с теплопотреблением абонентов.

В зависимости от пункта осуществления различают местное и центральное регулирование. Центральное регулирование осуществляется на источнике тепла, а местные на абонентских вводах отдельных зданий. В проекте используется комбинированно-отопительный график регулирования отпуска тепла, поскольку отношение максимальных нагрузок:

ρ_м= = .

Задачей расчета комбинированно-отопительного графика регулирования является определение температуры τ_1,τ_с, τ_2о при разных температурах t_н Расчет комбинированно-отопительного графика произведен с помощью ЭВМ и представлен на странице . По этим данным построен комбинированно-отопительный график регулирования отпуска тепла. представленный на рисунке 1.3.

Рисунок 1.3- График регулирования отпуска тепла

1.6 Выбор трассы и расчетной схемы тепловых сетей района

Схема магистральных тепловых сетей должна разрабатываться с учетом возможности обеспечения требуемой степени надежности в соответствии с требованиями СНиП 41 – 02 – 2003.

1.6.1 Надежность тепловых сетей

В дипломном проекте разрабатывается подробно только одна часть системы централизованного теплоснабжения, а именно магистральные и распределительные сети, и для этой части рассматриваются основные свойства, определяющие надежность только сетей.

К этим свойствам относятся: безопасность, долговечность, ремонтопригодность, сохраняемость.

Под безотказностью тепловых сетей понимают их способность сохранять рабочее состояние в течение заданного нормативного срока службы.

Под долговечностью участков тепловой сети понимается свойство сохранять работоспособность до наступления предельного состояния, когда дальнейшее их использование недопустимо или экономически нецелесообразно.

Под ремонтопригодностью понимается способность к поддержанию и восстановлению работоспособного состояния участков тепловых сетей путем обеспечения их ремонта с последующим вводом в эксплуатацию после ремонта.

Под сохраняемостью тепловых сетей понимается их способность сохранять безотказность, долговечность и ремонтопригодность в течение срока консервации.

До настоящего времени не разработаны четкие количественные показатели выполнения этих свойств надежности тепловой сети. Эти показатели зависят от конструкции теплопровода и типа прокладки (надземной или подземной); от диаметра трубопровода, расстояния между секционирующими задвижками, определяющими объем сетевой воды, которой необходимо дренировать до начала ремонта, а затем восполнить после его проведения; от оснащения теплоснабжающего предприятия машинами, механизмами и транспортом, которые потребляют для выполнения аварийно – восстановительных работ. Поэтому эти показатели должны определяться экспертным путем для каждого конкретного теплоснабжающего предприятия с учетом местных условий с последующим анализом, обобщением и использованием при разработке и проектировании новых объектов.

В дипломном проекте по рекомендации СНиП 41 – 02 – 2003 “Тепловые сети” разработаны следующие мероприятия по увеличению надежности тепловых сетей:

Для повышения надежности тепловых сетей предусмотрено:

1) рациональная схема тепловых сетей с входом в массив двумя примерно одинаково загруженными ветками;

2) устройство резервной перемычки в районе тепловых камер УТ3-УТ7;

3) достаточность диаметров от головных участков, выбираемых при проектировании новых теплопроводов для обеспечения резервной подачи теплоты, потребителя при отказах;

4) надземная прокладка теплопроводов от ТЭЦ до зоны жилой застройки.

Диаметры определены после предварительных гидравлических расчетов аварийных режимов. Расходы сетевой воды по участкам при аварийных режимах определялись с учетом данных таблицы 2 СНиП 41 – 02 – 2003. Места аварий назначались по самым неблагоприятным вариантам (на головных участках каждой из радиальных параллельных ветвей).

Предусмотрены следующие способы резервирования:

1) установка на источнике теплоты необходимого резервного насосного оборудования;

2) устройство резервной перемычки между радиальными теплопроводами;

3) надземная прокладка головного участка теплопровода.

1.6.2 Выбор количества ЦТП и размещение их на плане района города

При разработке схемы магистральных тепловых сетей тепловая мощность ЦТП принята в пределах от 5 до 10 МВт. Зоны влияния ЦТП их тепловые нагрузки и расходы теплоносителя представлены в таблице 1.4.

С учетом плана района города и рекомендаций СНиП 41 – 02 – 2003 разработана радиальная тупиковая сеть с вводом в жилой массив двух равномерно нагруженных ветвей. Исходя из предельно допустимой длины нерезервированных участков(2500 м) предусмотрено устройство одной резервирующей задвижки, размещенной в центральной части радиальных веток.

Трассировка магистральных тепловых сетей принималась исходя их условия обеспечения минимальной протяженности теплопроводов и двухсторонней загрузке магистралей. Пересечение других инженерных коммуникаций и сооружений произвести под углом 90^о.При разработке схемы исключалась возможность пересечения магистральных тепловых сетей с распределительными в кварталах.

1.6.3 Разработка трассы сети и расчетной схемы

Трасса выбирается по генплану района в зависимости от расположения ТЭЦ и ЦТП. При трассировке следует стремиться к прокладке магистрали в районе наиболее плотной тепловой нагрузки и к минимальной протяженности самой сети, а также стремиться к двухсторонней нагрузке магистрали. Пересечение других инженерных сооружений и коммуникации производятся под углом 90 градусов, при обосновании разрешается до 45 градусов. После разработки трассы, составляется расчетная схема тепловой сети с разбивкой на участки. Расчетным участком тепловой сети считается участок с постоянным расходом теплоносителя. Расчетная схема представлена на листе ТС 3. Участки трубопроводов, соединяющие источник тепла с наиболее удаленным потребителем принимаются за расчетную магистраль.

1.7 Гидравлический расчет магистральных тепловых сетей

1.7.1 Определение расчетных расходов теплоносителя

Расчетный расход теплоносителя, т/ч, на расчетном участке или для ЦТП рассчитывается по формуле:

, (1.14)

где - расчетный расход сетевой воды на отопление, т/ч;

- расчетный расход сетевой воды на вентиляцию, т/ч;

- расчетный расход сетевой воды на горячее водоснабжение, т/ч;

=0– коэффициент, учитывающий долю среднего расхода сетевой воды на горячее водоснабжение, принимается по таблице 2[20].

Расход сетевой воды на отопление и вентиляцию, т/ч, определяется по формуле:

, (1.15)

где τ₁ – расчетная температура теплоносителя в подающем трубопроводе, ^оС, τ₁= 150 ^оС;

τ_2о – расчетная температура теплоносителя в обратном трубопроводе,^оС,τ_2о= 70 ^оС;

с – удельная теплоемкость воды, кДж/кг ^оС.

Расход сетевой воды на горячее водоснабжение при параллельной схеме присоединения водоподогревателей, т/ч, определяется по формуле:

, (1.16)

где - температура сетевой воды в подающем трубопроводе в точке излома графика регулирования,^оС, = 70 ^оС;

- температура сетевой воды на выходе из водоподогревательной установки системы горячего водоснабжения,^оС, =30 ^оС.

По приведенным формулам определены расходы теплоносителя на расчетных участках в основном режиме работы тепловой сети. При работе тепловой сети в аварийных режимах должна быть обеспечена подача теплоносителя в размере 62,3% от расчетных значений.

Расходы сетевой воды на ЦТП представлены в таблице 1.4.

Таблица 1.4 – Расчет количества ЦТП и зон их действия

№ ЦТП	№ обслуживаемых кварталов	Расход теплоты, кВт					Расход теплоносителя, т/ч
					+ +		+ +
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
1	1	1138,87	182,22	110,25	7896,32	8555,3	84,88	14,2	84,88
	2	1936,07	309,77	187,43
	3	3732,23	597,16	361,31
2	6	1138,87	182,22	110,25	5941,11	6436,92	63,88	10,7	63,88
	7	1936,07	309,77	187,43
	8	2046,71	327,47	198,14
3	4	1412,2	225,95	136,71	9247,6	10019,35	99,42	16,6	99,42
	5	2118,29	338,93	205,07
	9	1776,63	284,26	171,99
	10	2664,95	426,39	257,99
4	19	1900,14	304,02	210,03	9104,74	9972,3	97,88	18,7	97,88
	20	2989,35	478,3	330,42
	22	2130,55	340,89	235,49
	24	828,88	132,62	91,62
5	21	3070,14	491,22	339,35	6990,83	7656,96	75,15	12,25	75,15
	23	1819,34	291,1	201,1
	25	1137,09	181,93	125,69
6	11	1757,11	281,14	170,1	6828,12	7397,96	73,40	12,25	73,40
	14	1581,4	253,02	153,09
	16	2547,81	407,65	246,65
7	12	1757,11	281,14	170,1	6914,94	7492,02	74,34	12,4	74,34
	13	2212,66	354,03	214,2
	15	1991,39	318,62	192,78
8	17	2547,81	407,65	246,65	6677,14	7234,38	71,78	11,98	71,78
	18	3208,35	513,34	310,59
9	26	1211,9	193,9	133,95	5670,07	6210,35	60,95	11,6	60,95
	29	1454,28	232,69	160,75
	32	2221,81	355,49	245,58
10	27	1211,9	193,9	133,95	5300,4	5805,45	56,98	10,86	56,98
	28	1526,1	244,18	168,68
	31	1831,31	293,01	202,42
11	30	1454,28	232,69	160,75	5860,98	6419,45	63,01	12,01	63,01
	33	1817,85	290,86	200,93
	34	1780,44	284,87	196,8

1.7.2 Предварительный гидравлический расчет тепловых сетей

При проектировании тепловых сетей основная задача гидравлического расчета состоит в подборе диаметров труб обеспечивающих подачу расчетного расхода тепла теплоносителя всем потребителям при минимуме приведенных затрат. Удельные потери напора по расчетной магистрали для оптимизации решения принимаются в пределах R_уд= 30 - 80 Па/м.

Результаты гидравлического расчета используются для построения пьезометрических графиков, выбора схем абонентского вводов, подбора насосного оборудования, определения стоимости тепловой сети и других целей.

При движении теплоносителя по трубам потери давления складываются из гидравлических сопротивлений трения по длине трубопровод и местных сопротивлений, Па:

ΔР=ΔР_пр+ΔР_м, (1.17)

где ΔР_пр - линейные потери на давления пропорциональны длине труб, Па:

ΔР_пр= R∙l, (1.18)

где R – удельные потери давления на трение, Па/м;

l - длина трубопровода, м.

Потери давления на участке трубопровода, Па:

ΔР=R∙l ∙ (1 + α),